Materi Ajar RPP 16 Juni 2014_4 baru

E. Materi Ajar

Pola pewarisan sifat pada Hukum Mendel Hukum tentang hereditas baru ditemukan pada tahun 1900, yaitu berdasarkan rumusan hipotesisis yang dikemukakan oleh Gregor Mendel 1882- 1884, seorang biarawan Austria. Mendel diakui sebagai Bapak Genetika karena dianggap sebagai penemu prinsip dasar penurunan sifat hereditas yang sering dikenal dengan hukum Mendel. Dalam percobaannya, Mendel menanam tanaman kacang ercis Pisum sativum dan memeriksa keturunan-keturunannya. Mendel mengandalkan kacang ercis karena memiliki beberapa keuntungan sebagai berikut: 1 Memiliki pasangan-pasangan sifat beda yang menonjol 7 macam, sebagaimana pada tabel berikut. Tabel 1. Pasangan sifat benda tanaman Pisum sativum N o Sifat Benda Sifat Dominan Sifat Resesif 1. Panjang batang Tinggi Pendek 2. Letak bunga Aksial Terminal 3. Bentuk biji Bulat Lonjong 4. Warna biji Hijau Kuning 5. Warna kulit biji Kuning Hijau 6. Warna bunga Merah Putih 7. Bentuk kulit biji Halus Keriput 2 Memiliki bunga sempurna sehingga dapat melakukan penyerbukan sendiri. 3 Mudah disilangkan sehingga mudah menghasilkan hibrid. 4 Siklus hidupnya singkat dan cepat menghasilkan keturunan. Penggunaan kacang ercis juga membuat Mendel dapat melakukan kontrol yang ketat mengenai tanaman mana saja yang akan saling dikawinkan. Organ kelamin dari tanaman kacang ercis terdapat pada bunganya dan setiap bunga kacang ercis mempunyai sekaligus organ kelamin jantan dan betina, masing- masing stamen benang sari dan karpel putik. Biasanya tanaman ini berfertilisasi sendiri; butir- butir polen serbuk sari lepas dari stamen dan jatuh di karpel dari bunga yang sama, dan sperma dari polen membuahi ovum di karpel. Untuk mendapatkan penyerbukan silang fertilisasi diantara tanaman yang berbeda, Mendel memindahkan stamen yang belum matang dewasa dari sebuah tanaman sebelum stamen- stamen tersebut dan menghasilkan polen dan selanjutnya menaburkan butir- butir polen dari tanaman lain keatas bunga yang telah diambil tersebut. Setiap zigot yang dihasilkan kemudian akan berkembang menjadi embrio tanaman yang disimpan di dalam biji kacang. Gambar 1. Proses percobaan Mendel Pada gambar diatas sebuah penyilangan genetik untuk mengawinkan hibridisasi dua varietas tanaman kacang ercis, Mendel menggunakan sebuah kuas untuk memindahkan polen karier sperma dari sebuah tanaman ke sel telur dari tanaman lain. Pada kasus ini, karakter yang diperhatikan adalah warna bunga dan dua varietas tersebut adalah bunga ungu dan bunga putih. Biji berkembang dalam karpel, yang kemudian berkembang menjadi buah polong. Perkecambahan biji menghasilkan hibrid generasi pertama yang semuanya mempunyai bunga ungu. Hasilnya yang sama diperoleh untuk penyilangan sebaliknya, yaitu pemindahan polen dari bunga ungu ke bunga putih. Mendel juga melakukan percobaan dengan menyilangkan dua induk galur murni yang memiliki satu sifat beda enam sifat lainnya sama, yaitu induk galur murni bunga ungu dengan induk galur murni bunga putih. Galur murni adalah tanaman yang melakukan penyerbukan sendiri secara terus-menerus selalu menghasilkan keturunan yang sama dengan induknya, meskipun ditanam berulang-ulang. Perkawinan atau penyilangan dua varietas ini disebut hibridisasi, contoh yang dijelaskan diatas adalah spesifik pada persilangan monohybrid. Hasil percobaan tersebut ternyata seluruh keturunan pertama bunga ungu. Percobaan berikutnya, masing- masing keturunan pertama disilangkan dengan sesamanya yang akhirnya memunculkan kembali sifat yang tidak muncul pada keturunan pertama. Berarti ada sifat yang tidak muncul atau tertutup. Analisis kuantitatif Mendel pada tanaman keturunan kedua inilah yang mengungkapkan dua prinsip dasar hereditas yang lebih dikenal dengan hukum segregasi dan hukum pemilahan bebas. Gambar 2. Percobaan Mendel Sifat yang muncul pada keturunan pertama disebut sifat dominan, dan sifat yang tidak muncul pada keturunan pertama disebut sifat resesif. Sifat resesif baru muncul setelah persilangan dari keturunan pertama. Persilangan dengan sifat beda disebut hibrid bastar. Pembastaran dengan satu sifat beda disebut monohibrid. Pembastaran dengan dua sifat beda disebut dihibrid. Pembastaran dengan tiga sifat beda disebut trihibrid. Jika keturunan pertama dari percobaan Mendel dibiarkan melakukan penyerbukan sendiri atau dengan sesamanya, akan diperoleh 75 sifat dominan, yaitu bunga ungu dan 25 sifat resesif, yaitu bunga putih. Simbol dalam percobaan Mendel yang perlu diketahui: P = induk F = filial anakketurunan F1 = keturunan pertama filial-1 F2 = keturunan kedua filial-2 Sifat beda dinyatakan dalam gen dominan yang ditulis dengan simbol huruf besar. Adapun gen resesif ditulis dengan simbol huruf kecil. Misalnya, P simbol untuk gen yang menentukan bunga ungu dan p simbol untuk gen yang menentukan bunga putih. Sifat yang tidak tampak namun mampu menentukan hasil keturunan disebuf genotipe, sedangkan sifat yang tampak disebut sifat fenotipe. Sel somatis diploid mempunyai gen-gen berpasangan, yang disimbolkan dengan pasangan huruf dobel. Misalnya, PP simbol untuk tanaman bunga ungu dan pp simbol untuk tanaman bunga putih. Dalam sel somatis, gen-gen dalam keadaan berpasangan karena kromosom- kromosom yang membawa gen-gen tersebut juga berpasangan atau diploid 2n. Anggota dari sepasang gen yang memiliki pengaruh berlawanan disebut alela. Misalnya, P menentukan sifat bunga ungu, dan p menentukan sifat bunga putih, maka P dan p merupakan alel. Jika individu memiliki genotip yang terdiri atas alela yang sama, misalnya PP atau pp disebut homozigot. Apabila genotipenya terdiri atas alela yang tidak sama, misalnya Pp disebut heterozigot. Gambar 3. Alel Gen dikatakan sealela satu sama lain apabila terletak pada kromosom homolog lokus yang bersesuaian sehingga memengaruhi atau mengawasi proses perkembangan yang sama tetapi dengan cara yang berlainan. Pada peristiwa lain, alela bisa memiliki lebih dari dua anggota. Alela yang demikian disebut alela ganda multiple alelle. Contoh, peristiwa multiple alellomorfi pada kelinci yang memiliki empat cara yang berlainan. Gamet yang terbentuk merupakan sel yang haploid maka gen- gennya bebas tidak berpasangan. Gamet disimbolkan dengan satu huruf. Misalnya, P simbol untuk gamet yang menentukan bunga ungu dan p simbol untuk gamet yang menentukan bunga putih. Gambar 4. Hukum segregasi Mendel Gambar diatas mengilustrasikan model Mendel untuk penelusuran sifat monohibrid. Alel bunga ungu P adalah dominan dan alel bunga putih p adalah resesif. Masing- masing tanaman mempunyai dua dua alel untuk gen yang mengendalikan warna bunga, satu alel diwarisi dari masing- masing induk. Sebuah tanaman galur murni dari generasi parental mempunyai alel yang cocok, bisa PP parental bunga ungu atau pp parental bunga putih. Gamet, disimbolkan dengan lingkaran, masing- masing hanya terdiri dari satu alel untuk gen warna bunga. Gabungan gamet- gamet induk parental menghasilkan hybrid F 1 yang mempunyai alel yang tidak bersesuaian, yaitu kombinasi Pp. Karena alel bunga ungu adalah dominan maka semua alel tersebut mempunyai bunga ungu. Pada saat tanaman hybrid menghasilkan gamet, kedua alel akan berpisah, setengah dari gamet mendapat alel P dan setengah lain mendapat alel p. Kombinasi acak dari gamet- gamet tersebut menghasilkan rasio 3 : 1 yang diperoleh Mendel pada generasi F 2 . Mendel mendapatkan pola keturunan yang sama dalam enam karakter lainnya yang masing-masing diwakili oleh dua sifat yang berbeda. Sebagai contoh, ketika Mendel menyilangkan galur murni varietas yang memiliki biji halus bundar dengan biji berkeriput, semua hibrid F 1 menghasilkan biji bundar halus yang merupakan sifat dominan bentuk biji. Pada generasi F 2 , 75 biji adalah biji bulat dan 25 biji keriput. Hubungan Hukum Mendel dan pembelahan sel Hukum Mendel I disebut juga hukum segregasi adalah mengenai kaidah pemisahan alel pada waktu pembentukan gamet. Pembentukan gamet terjadi secara meiosis, dimana pasangan – pasangan homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi terjadi pemisahan alel – alel suatu gen secara bebas dari diploid menjadi haploid. Dengan demikian setiap sel gamet hanya mengandung satu gen dari alelnya. Hukum Mendel II disebut juga hukum asortasi. Menurut hukum ini, setiap gen sifat dapat berpasangan secara bebas dengan gen sifat lain. Hukum ini berlaku ketika pembentukan gamet pada persilangan dihibrid. Hukum Mendel I adalah hukum pemisahan gen yang terangkai pada kromosom yang kejadiannya pada meiosis I tahap anafase. Sedangkan Hukum Mendel II adalah hukum pilihan bebas dari gen yang terangkai pada kromosom yang kejadiannya pada meiosis I fase metaphase Nusantari, 2014. Gambar 5. Pemilahan kromoson secara independen Sumber : Biology Campbell, 2012 Hukum Mendel ditemukan pertama kali pada persilangan tanaman ercis. Rasio turunan yang dihasilkan dapat diketahui melalui hasil persilangan. Temuan Mendel I dapat terdeteksi melalui penanda kacang ercis dengan fenotip bulat dan keriput. Penanda tersebut terlihat dari hasil persilangan.Jadi jelas bahwa rasio fenotip yang dihasilkan melalui rasio keturunan adalah hasil fertilisasi gamet jantan dan betina. Fertilisasi terjadi setelah melalui pembentukan gamet jantan dan betina yang disebut proses meiosis. Maka jelaslah hubungan hukum Mendel dengan meiosis dan fertilisasi Gardner dkk., 1991 dalam Nusantari, 2014. Jenis-jenis penyimpangan semu Hukum Mendel 1 Atavisme Interaksi gen Atavisme adalah interaksi dari beberapa gen yang menyebabkan munculnya suatu sifat yang berbeda dengan karakter induknya  Atavisme pertama kali ditemukan oleh Bateson dan Punnet.  ada empat macam bentuk pialjengger ayam yaitu:  Interaksi antar gen-gen yang menentukan bentuk dari pial jengger ayam.  hasil temuan: karakter pialjengger ayam tidak hanya diatur oleh satu gen, tetapi oleh dua gen yang berinteraksi.  Penyimpangan yang terjadi pada atavisme adalah bukan mengenai rasio fenotip F2, melainkan munculnya sifat baru pada pial ayam yaitu walnut dan single.  Tipe jengger walnut merupakan hasil interaksi dari dua gen dominan yang berdiri sendiri.  Tipe jengger single merupakan hasil interaksi dua gen resesif 2 Polimeri Polimeri merupakan bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif saling menambah. Polimeri terjadi akibat adanya interaksi antara dua gen atau lebih, sehingga disebut juga gen ganda.  Polimeri pertama kali ditemukan oleh Nielson ehle.  polimeri mirip dengan persilangan dihibrid dominan tidak penuh intermediat.  hasil temuan: biji gandum berwarna merah disilangkan dengan gamdum berwarna putih menghasilkan variasi warna gandum yang sangat beragam 3 Kriptomeri Kriptomeri adalah peristiwa dimana gen dominan yang karakternya akan muncul jika bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Jika gen dominan berdiri sendiri, maka karakternya akan tersembunyi kriptos  kriptomeri pertama kali ditemukan oleh Correns  Interaksi antar gen-gen dominan akan menimbulkan karakter baru  hasil temuan: Hasil persilangan antara bunga Linnaria marocana merah dengan putih dihasilkan F1 seluruhnya berwarna ungu. 4 Epistasis-hipostasis Interaksi beberapa gen, dimana gen yang bersifat menutup disebut epistasis dan gen yang bersifat tertutupi hipostasis.  Epistasis - hipostasis pertama kali ditemukan oleh Nelson dan Ehle  Interaksi gen bisa berupa gen-gen dominan epistasis dominan, dan jika interaksi terjadi antar gen-gen resesif epistasis resesif  hasil temuan: Hasil persilangan warna kulit gandum hitam dengan warna kuning mengahasilkan warna kulit gandum pada F1 semunya hitam 5 Gen-gen komplementer Epistasis Gen Resesif Rangkap Merupakan interaksi beberapa gen yang saling melengkapi. Jika satu gen tidak muncul, maka sifat yang dimaksud juga tidak muncul atau tidak sempurna.interaksi tersebut dinamakan juga epistasis gen resesif rangkap karena jika salah satu gen bersifat homozigot resesif, pemunculan suatu karakter oleh gen lain menjadi tadak sempurna atau terhalang. Dalam interaksi komplementer, tiap gen dapat bersifat epistasis bagi gen yang lainnya.  Gen-gen komplementer pertama kali ditemukan oleh W. bateson dan RC Punnet.  Pada bunga lathyrus odoratus terdapat dua gen yang saling berinteraksi dalam memunculkan pigmen bunga. Gen C: membentuk pigmen warna Gen c : tidak membentuk pigmen warna Gen P : membentuk enzim pengaktif untuk mengubah bahan mentah pigmen menjadi antosianin yang berwarna unggu. Gen p : tidak membentuk enzim pengaktif

F. Metode Pembelajaran Pertemuan I