PETA KONSEP
1. Hukum I Mendel
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. Keputusan
Mendel untuk menggunakan kacang ercis (Pisum sativum) sebagai bahan
percobaannya sangat tepat, karena tanaman ini kuat dan tumbuh dengan cepat. Daun bunga seluruhnya menutupi organ-organ seksnya sehingga serangga jarang dapat masuk ke dalam organ-organ seksnya dan akan terjadi penyerbukan sendiri. Agar dapat terjadi penyerbukan silang, Mendel membuka kuncup-kuncupnya dan membuang benang sari sebelum masak, kemudian menyapu-nyapukan serbuk sari dari tanaman lain pada putik.
Keuntungan yang lain adalah kacang ercis ini banyak menghasilkan keturunan varietas yang berlainan secara nyata. Di antara varietas kacang ercis memiliki pasangan sifat beda yang menonjol. Lihat Gambar 5.3!
Sumber: Jendela Iptek, 2000
Gambar 5.2 Gregor Johann Mendel
Sebelum mempelajari percobaan Mendel Anda perlu mengingat kembali pelajaran di SMP/MTs tentang pewarisan sifat. Coba Anda ingat kembali simbol-simbol yang digunakan yaitu: P digunakan untuk sebutan induk, simbol parental, F (Filius) untuk sebutan keturunan, misalnya F1 berarti keturunan pertama, F2 berarti keturunan kedua, yang artinya keturunan dari hasil persilangan antar-F1 dan seterusnya. Lihatlah Tabel 5.1 tentang simbol-simbol yang digunakan untuk persilangan agar memudahkan Anda dalam mempelajari persilangan.
Tabel 5.1 Simbol-Simbol Persilangan
Keterangan
Hasil persilangan dari dua individu dengan sifat beda
Sifat yang menang, sifat ini menggunakan simbol huruf besar misalnya HH (halus), KK (kuning).
Sifat yang kalah, diberi simbol huruf kecil misalnya hh (kasar), kk (hijau).
Sifat di antara dominan dan resesif misalnya merah adalah dominan (simbol M), sedangkan putih resesif (simbol m) maka merah muda adalah intermediet (simbol Mm).
Merupakan sifat yang ditentukan oleh gen. Misalnya MM, Mm. Sifat yang muncul dari luar karena adanya akibat dari hubungan antara faktor genotipe dan lingkungannya.
Simbol Hibrid Dominan Resesif Intermediet Genotipe Fenotipe
Gambar 5.3 Sifat beda kacang ercis dari percobaan Mendel (Monohibrid)
Panjang batang Letak bunga Bentuk polong Warna polong Warna bunga Bentuk biji Warna biji
tinggi ketiak batang halus hijau berwarna halus kuning
pendek ujung batang keriput kuning putih keriput hijau
a. Persilangan Monohibrid
Setelah Anda mengingatnya kembali, mari kita pelajari percobaan Mendel.
Sebelum melakukan percobaannya, tanaman kacang ercis (Pisum sativum)
melakukan penyerbukan sendiri sehingga mendapatkan varietes galur murni. Setelah mendapatkannya, maka Mendel baru melakukan percobaannya dengan satu sifat beda untuk setiap persilangannya. Misalnya, mempersilang-kan antara kacang ercis berbiji bulat dengan berbiji keriput. Hasil persilangan-nya menghasilkan keturunan kacang ercis berbiji bulat, dan hasilpersilangan-nya terlihat muncul satu sifat beda kemudian seterusnya dilakukannya lagi persilangan dengan sifat beda lainnya dan menghasilkan 7 macam sifat beda. Dari hasil pengamatannya pada keturunan pertama (F1) menunjukkan ciri-ciri yang sama dengan salah satu induknya. Hal itu dapat Anda lihat pada Tabel 5.2 berikut ini!
Tabel 5.2 Percobaan Mendel dari Persilangan dengan Satu Sifat Beda
Setelah mendapatkan hasil seperti pada tabel di atas, kemudian Mendel mengulang percobaannya dengan menyilangkan keturunan pertama (F1) yang dijadikan sebagai induk (P2), ternyata menghasilkan keturunan F2 yang beraneka ragam. Dari hasil pengamatannya, sifat resesif yang tidak muncul pada keturunan F1 akan muncul di keturunan F2.
Keterangan
Merupakan bentuk dari gen yang sama pada pasangan kromosom homolog, misalnya gen K mempunyai alel k sehingga gen dan alel ditulis KK dan kk.
Kebalikan dari homozigot yaitu individu yang mempunyai pasangan gen dan alel yang tidak sama. Misalnya, kulit halus dominan simbol H dan kulit kasar simbol h resesif. Maka Hh adalah heterozigot.
Bentuk alternatif suatu gen yang menempati lokus yang sama dengan pasangan kromosom homolog misalnya gen B memiliki alel b sehingga gen dan alel dapat ditulis BB atau Bb.
Simbol Homozigot Heterozigot Alel No 1 2 3 4 5 6 7 Sifat Beda
Batang panjang >< batang pendek
Bunga di kerak batang >< bunga di ujung batang Polong halus >< polong berlekuk
Polong hijau >< polong kuning Kulit biji berwarna >< kulit biji putih Biji bulat >< biji keriput
Biji kuning >< biji hijau
F1
Batang panjang Bunga di ketiak batang Polong halus
Polong hijau Kulit biji berwarna Biji bulat
Mendel beranggapan sifat resesif muncul karena sifat beda yang dimiliki induknya adalah berpasangan. Jadi, dalam persilangannya masing-masing induknya akan memberikan satu fakta sifat beda kepada keturunannya sehingga akan menerima 2 fakta sifat beda dari masing-masing induknya. Agar lebih jelas, coba Anda perhatikan dan amati diagram berikut ini!
Untuk mempermudahnya dapat pula digunakan tabel, perhatikan!
Dari diagram dan tabel dapat kita lihat perbandingan fenotipe dari F2 adalah = 3 : 1 = bulat : keriput.
Sedangkan untuk perbandingan genotipenya F2 dapat kita lihat adalah 1 : 2 : 1 = BB : Bb : bb
Dengan demikian gen faktor bulat (B) adalah dominan terhadap faktor keriput (b) dan Bb adalah individu yang mempunyai fenotipe biji bulat. Mendel melakukan percobaannya berulang kali, ternyata hasilnya sama seperti dapat dilihat tabel berikut ini.
B b B BB (bulat) Bb (bulat) b Bb (bulat) bb (keriput) P1 (parental) Genotipe Fenotipe Gamet Kacang ercis (berbiji keriput) bb keriput b b Kacang ercis (berbiji bulat) BB Bulat B B >< Kacang ercis (berbiji keriput) Bb B b Kacang ercis (berbiji bulat) Bb B b Gamet Bb Bulat F1 (Fillus 1) F2 P2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ >< ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ >< ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ >< BB Bulat Bb Bulat Bb Bulat bb Keriput ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
TUGAS KELOMPOK
Dari data tersebut dapat dilihat perbandingan rata-rata sifat dominan : resesif pada F2 adalah 3 : 1.
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan Mendel dengan fakta-fakta yang ada, maka muncullah Hukum I Mendel /Hukum Segregasi yang berbunyi : “Pada peristiwa pembentukan gamet, gen yang merupakan pasangannya memisah secara bebas”. Setiap sel gamet akan memperoleh satu gen dari pasangan tersebut. Kemudian Mendel membuat suatu kesimpulan seperti berikut.
1) Setiap sifat suatu organisme dikendalikan oleh satu pasang faktor keturunan yang dinamakan gen (pada waktu itu Mendel belum mengenal gen); yaitu satu faktor dari induk jantan dan satu faktor dari induk betina.
2) Setiap pasangan faktor keturunan menunjukkan bentuk alternatif sesamanya, misalnya bulat atau kisut. Kedua bentuk alternatif ini disebut
alel.
3) Apabila pasangan faktor keturunan terdapat bersama-sama dalam satu tanaman, faktor dominan akan menutup faktor resesif.
4) Pada saat pembentukan gamet, yaitu pada proses meiosis, pasangan faktor atau masing-masing alel akan memisah secara bebas.
5) Individu galur murni mempunyai pasangan sifat (alel) yang sama, yaitu dominan atau resesif saja.
Setelah Anda memahami percobaan Mendel, cobalah Anda menyilangkan biji ercis warna merah sebagai sifat dominan dan warna putih sebagai resesif. Persilangan ini menganut Hukum I Mendel. Buatlah diagram persilangannya dengan tabel dan tentukan hasil-hasilnya! Kerjakan di buku tugas Anda!
Selain tumbuhan, sifat dominan dan resesif juga terjadi pada manusia, seperti yang dimiliki dalam keluarga Anda. Dalam satu keluarga akan tampak sifat-sifat dominan dan sifat-sifat yang dapat tampak atau tidak tampak (resesif). Sifat-sifat apakah yang selalu muncul dan yang tidak muncul? Coba Anda lakukan kegiatan berikut ini!
Induk (P) Tinggi >< pendek Halus >< kisut Kuning >< hijau Keturunan (F1) Tinggi Halus Kuning Keturunan 2 (F2) 787 tinggi : 277 pendek 5474 halus : 1850 kisut 6022 kuning : 2000 hijau
KEGIATAN KELOMPOK 1
kelopak berlipat
aliran kiri
Tujuan : Mengetahui sifat-sifat yang muncul dan yang tidak muncul pada keluarga
Alat dan bahan : Kertas dan pena
Cara Kerja :
1. Coba amati dan perhatikan sifat-sifat fisik yang terdapat pada seluruh keluarga Anda. Dapat dimulai dari kakek dan nenek sampai saudara sekandung Anda.
2. Perhatikan sifat-sifat yang muncul dan yang tidak muncul dari seluruh keluarga Anda. Misalnya, jenis rambut, bulu mata lentik, dan lain-lain.
3. Isikanlah hasil pengamatan Anda dalam tabel berikut ini! Salinlah tabel ini di buku tugas Anda!
4. Dari hasil pengamatan Anda, sifat-sifat manakah yang dominan dan yang resesif?
5. Kemudian cocokkan dengan data dari hasil pengamatan teman-teman Anda, lalu diskusikan!
6. Buatlah kesimpulannya, kemudian presentasikan di depan kelas!
No 1 2 3 4 5 6 7 8
Sifat-Sifat yang Diamati
Rambut lurus Alis tebal Hidung mancung Kulit hitam Mata sipit Kelopak berlipat
Lidah dapat menggulung Kuping menempel
Selalu Muncul Tidak Muncul
Gambar beberapa sifat menurun manusia
kuping tidak menempel kuping menempel dapat menggulung tidak dapat menggulung kelopak tidak berlipat ibu jari melengkung ibu jari lurus
keriting lurus aliran kanan aliran kiri
Sumber: Ilustrasi Bayu dan Haryana
kelopak berlipat
b. Sifat Intermediet
Mendel tidak hanya berhenti melakukan satu percobaan, tetapi selalu mengadakan percobaan-percobaan. Ketika mencoba menyilangkan bunga
pukul empat (Mirabilis jalapa) merah dan putih menghasilkan keturunan F1
merah muda. Setelah dilakukan persilangan sesama F1 ternyata menghasil-kan keturunan F2 yaitu merah, merah muda, dan putih dengan perbanding-an 1 : 2 : 1.
Dari hasil percobaan tampak dihasilkan keturunan dengan perpaduan sifat dari kedua induknya yaitu merah muda, warna ini disebut dengan sifat intermediet. Warna tersebut terjadi karena dominasi yang tidak sempurna dari warna merah tetapi masih menampakkan tanda warna merah dominan terhadap warna putih. Agar lebih jelas lihatlah skema dan diagramnya berikut ini!
Diagram perkawinan
Dari diagram dan tabel dapat dilihat perbandingan fenotipe dan F2 adalah 1 : 2 : 1 = merah : merah muda: putih, sedangkan perbandingan genotipenya F2 dapat dilihat 1 : 2 : 1 = MM : Mm : mm
M m M MM Merah Mm Merah muda m Mm Merah muda mm Putih P1 (parental) Genotipe Fenotipe Gamet
Bunga pukul empat (putih)
mm Putih m m Bunga pukul empat
(merah) MM Merah M M
><
Bunga pukul empat (merah muda)
Mm M m Bunga pukul empat
(merah muda) Mm M m Gamet F2 P2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ >< ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ >< >< MM Merah Mm Merah muda Mm Merah muda mm putih ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Mm Merah muda F1 (Fillus 1) ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
c. Genotipe dan Fenotipe
Mendel juga mengemukakan bahwa pada sifat yang dominan-dominan atau dominan-resesif akan muncul sifat yang fenotipe dominan, hanya individu yang mempunyai sifat resesif-resesif akan muncul fenotipe resesif. Seperti yang telah Anda pelajari di bagian depan bahwa genotipe BB dan Bb menunjukkan fenotipe bulat, sedangkan genotipe bb akan menunjukkan fenotipe keriput. Jadi, apakah yang dimaksud dengan genotipe dan fenotipe?
Genotipe merupakan sifat yang ditentukan oleh gen, dapat dikatakan sebagai sifat yang menurun dan diwariskan kepada keturunannya. Pengaruh genotipe ini bergantung pada lingkungannya.
Fenotipe merupakan paduan antara genotipe dengan lingkungannya, jadi sifat yang tampak dari luar. Coba Anda pikirkan, seseorang mempunyai bakat menjadi penari, apakah bakat tersebut akan menampakkan hasilnya jika tidak pernah diberi pelajaran menari?
Pelajaran menari dan les menari merupakan suatu lingkungan. Dari contoh tersebut dapat kita amati bahwa anak yang berbakat menari adalah genotipe, kemudian diberikan les menari merupakan lingkungan maka akan menampakkan keterampilan menari (fenotipe).
Coba Anda pikirkan bagaimana dengan anak yang pandai, syarat-syarat apa yang harus dimilikinya? Apakah kepandaian seseorang hanya berasal dari kedua orang tuanya?