BAB 4 PEMBIAKAN DAN PERTUMBUHAN
5.1 Mensintesis Konsep Perwarisan berdasarkan Eksperimen Mendel. Konsep perwarisan berdasarkan Eksperimen Mendel
1. Perwarisan ialah pemindahan ciri drp ibu-bapa kpd anak atau drp generasi kpd generasi yg lain.
2. Bidang kajian perwarisan ini dinamakan genetik.
3. Ciri ialah faktor yg diwariskan spt ketinggian, warna kulit, bentuk muka dan kumpulan darah.
4. Setiap ciri mempunyai variasi trait. 5. Contoh ciri dan trait;
Ciri Trait Ketinggian Tinggi Rendah Warna Putih Merah Kumpulan darah A B AB O
6. Kajian Genetik bermula dengan Gregor Mendel (1822 hingga 1884) seorang paderi dari Brunn, Austria.
Perwarisan Monohibrid
1. Menurut Mendel, trait tinggi adalah bersifat dominan, iaitu trait ini menindas kesan trait rendah.
2. Trait rendah dinamakan trait resesif iaitu trait itu tidak kelihatan walupun wujud pada induk asal.
©Zulkarnain Jamaluddin 141
3. Apabila anak-anak generasi filial pertama dikacukkan sesama sendiri dan biji benih yg terhasil ditanam, ciri pokok generasi filial kedua (F2)
direkodkan.
Kacukan monohibrid yg dijalankan oleh Mendel.
4. Dalam generasi filial kedua, pokok trait rendah muncul semula sebanyak 25% drp keseluruhan pokok.
5. Kacukan ini menunjukkan perwarisan monohibrid kerana hanya melibatkan satu ciri sahaja, iaitu ketinggian pokok.
6. Seterusnya Mendel mengemukakan Hukum Mendel Pertama yg dikenali sebagai Hukum Segregasi yg menyatakan:
“ Ciri sesuatu organisma dikawal oleh sepasang alel, hanya satu daripada pasangan alel ini akan diwariskan dalam gamet”.
©Zulkarnain Jamaluddin 142
Istilah- istilah yang digunakan dalam genetik.
Istilah Maksud
Gen Merupakan unit asas perwarisan yg terdapat pada kromosom Gen mengawal ciri tertentu dlm sesuatu organisma.
Alel Merupakan satu ahli drp pasangan gen yg terletaak pada lokus tertentu pada kromosom yg mengawal trait.
Alel dominan Merupakan alel yg sentiasa menunjukkan traitnya apabila hadir. Huruf besar digunakan utk mewakilinya.
Alel resesif Merupakan alel yg menunjukkan traitnya apabila kedua-dua sel ialah alel resesif. Huruf kecil digunakan utk mewakilinya.
Genotip Merupakan komposisi gen suatu organisma. Genotip suatu organisma tidak dapat dilihat.
Fenotip Merupakan ciri-ciri yg dipamerkan pada suatu organisma. Homozigot Merupakan sepasang alel yg sama, contohnya TT atau tt. Heterozigot Merupakan sepasang alel yg berbeza, contohnya Tt.
Perwarisan dihibrid
1. Kacukan antara dua individu yg melibatkan dua ciri berlainan menunjukkan perwarisan dihibrid.
2. Induk yg digunakan ialah pokok kacang pea baka tulen yg mempunyai trait dominan biji kacang bulat dan berwarna kuning dengan pokok kacang pea baka tulen trait resesif biji berkedut dan berwarna hijau.
3. Generasi filial pertama (F1) yg terhasil menunjukkan hanya trait dominan iaitu biji bulat dan berwarna kuning sahaja muncul tetapi trait resesif tidak kelihatan.
4. Apabila kacukan rawak antara generasi filial pertama F1 dilakukan, generasi filial kedua (F2) memberi empat variasi fenotip, iaitu biji bulat kuning, biji bulat hijau, biji kedut kuning dan biji kedut hijau dgn nisbah 9:3:3:1
5. Trait resesif muncul dlm generasi F2 dan trait ini bebas berkombinasi dgn trait lain.
©Zulkarnain Jamaluddin 143
6. Dalam generasi F1, ciri bg bentuk biji dikawal oleh sepasang alal Bb dan warna biji Kk.
7. Semasa pembentukan gamet F1, mana-mana alel bagi bentuk biji boleh berpasang dengan mana-mana alel bagi warna biji.
8. Empat kombinasi gamet terhasil, iaitu: BK, Bk, Bk dan bk.
9. Apabila persenyawaan secara rawak berlaku, 16 kombinasi genotip F2 akan terhasil dan ini memberikan empat jenis fenotip.
10. Hukum Mendel Kedua juga dikenali sebagai Hukum Pengaturan Bebas. 11. Hukum ini menyatakan:
“Semasa pembentukan gamet, setiap ahli drp pasangan alel boleh berkombinasi dgn mana-mana ahli drp pasangan alel ciri yg lain.”
©Zulkarnain Jamaluddin 144
Uji Kefahaman Anda!
1. Apakah yang dimaksudkan dengan alel dominan dan alel resesif?
[2 markah] Alel dominan- Alel yg sentiasa menunjukkan traitnya apabila hadir. Huruf besar digunakan utk mewakilinya.
Alel resesif- Alel yg menunjukkan traitnya apabila kedua-dua sel ialah alel resesif. Huruf kecil digunakan utk mewakilinya.
2. Apakah perbezaan antara baka homozigot dengan baka heterozigot? [1 markah] Baka homozigot merupakan sepasang alel yg sama manakala baka
heterozigot merupakan sepasang alel yg berbeza.
3. Beri definisi fenotip dan genotip. [2 markah] Fenotip ialah ciri-ciri yg dipamerkan pada suatu organisma.
Genotip ialah komposisi gen suatu organisma yang tidak dapat dilihat.
4. Jika pokok bunga berwarna merah heterozigot dikacukkan dengan pokok bunga berwarna putih homozigot resesif, apakah genotip yang terhasil dan apakah nisbah fenotip yang terhasil? [2 markah] Genotip yang terhasil adalah heterozigot dan homozigot resesif. Nisbah fenotip adalah 1:1
5. Dalam kajian yang dibuat ke atas jagung, jagung berwarna kuning adalah dominan ke atas jagung berwarna ungu, dan biji bulat adalah dominan terhadap biji berkedut. Jika baka tulen jagung berwarna kuning dan bulat dikacukkan dengan baka tulen berwarna ungu dan berkedut,
i) Berapa peratuskah anak generasi filial pertama akan membawa trait berwarna kuning dan berkedut? [1 markah] 0%
ii) Apakah fenotip generasi filial pertama? [1 markah] Jagung bewarna kuning dan biji bulat.
©Zulkarnain Jamaluddin 145
iii) Berapakah fenotip generasi filial kedua dan nisbah fenotip generasi filial kedua? [2 markah] Empat. 9:3:3:1
SPM 2014(Struktur)
Rajah menunjukkan pokok kacang pea tinggi berbunga putih dikacukkan dengan pokok kacang pea rendah berbunga ungu.
T : mewakili alel dominan bagi pokok tinggi t : mewakili alel resesif bagi pokok rendah B : mewakili alel dominan bagi bunga ungu b : mewakili alel resesif bagi bunga putih
Induk
Genotip induk
Meiosis
Gamet
Generasi F1
(a) Nyatakan fenotip bagi induk tersebut.
Tumbuhan 1 : Pokok tinggi dan bunga putih. Tumbuhan 2 : Pokok rendah dan bunga ungu.
[2 markah] (b)(i) Tulis genotip bagi gamet dalam bulatan yang disediakan pada Rajah di
atas. [2 markah]
©Zulkarnain Jamaluddin 146
(ii) Nyatakan fenotip bagi generasi F1. Tinggi, bunga ungu.
[1 markah] (c) Jadual menunjukkan genotip generasi F2 selepas generasi F1 dikacukkan
dengan generasi F1 yang lain. Jumlah bilangan anak F2 ialah 16.
Gamet dari induk F1 Gamet dari induk F1 yang lain
TB Tb tB Tb
TB TTBB TTBb TtBB TtBb
Tb TTBb TTbb TtBb Ttbb
Tb TtBB TtBb ttBB ttBb
Tb TtBb Ttbb ttBb Ttbb
Nyatakan kebarangkalian generasi F2 berikut: (i) Pokok kacang pea tinggi, berbunga putih 3/16 // 0.19 // 19% // 18.75% // 0.1875
[1 markah] (ii) Pokok kacang pea tinggi, berbunga ungu
9/16 // 0.56 // 56%
[1 markah] (d) Dalam jadual di atas, bulatkan genotip generasi F2 bagi pokok kacang pea
rendah berbunga ungu.
Kemudian tentukan kebarangkalian generasi F2 bagi fenotip tersebut. 3/16 // 0.19 // 19% // 18.75% // 0.1875
©Zulkarnain Jamaluddin 147
(e) Nyatakan nisbah fenotip anak dalam generasi F2 dalam jadual di atas. Tinggi, bunga ungu 9 : Tinggi, bunga putih 3 : Rendah, bunga ungu 3 : Rendah, bunga putih 1 [1 markah] (f) Berdasarkan Rajah dan jadual di atas, huraikan Hukum Mendel Kedua.
Semasa meiosis // semasa pembentukan gamet. Setiap pasangan alel berpisah. Setiap ahli daripada satu pasangan alel boleh bergabung secara rawak dengan mana-mana ahli daripada pasangan alel yang satu lagi// TB/ Tb/ tb/ tB. Hukum pengaturan bebas.
[2 markah]
5.2 Perwarisan
Perwarisan kumpulan darah dalam manusia.
1. Kumpulan darah dikelaskan kpd A, B, AB dan O.
2. Terdapat tiga alel yang mengawal ciri kumpulan darah, iaitu A, B dan O. 3. Alel A dan alel B bersifat dominan manakala alel O adalah resesif. 4. Oleh itu, kombinasi alel AO akan member fenotip A manakala BO akan
memberi fenotip B.
5. Kumpulan O akan hanya terjadi jika kedua-dua alel adalah resesif, iaitu OO.
6. Oleh sebab A dan B adalah dominan, kombinasi ini dinamakan kodominan dan individu yang mempunyai kedua-dua alel ini mempunyai darah jenis AB. Fenotip Genotip Kumpulan A AA atau AO Kumpulan B BB atau BO Kumpulan AB AB Kumpulan O OO
©Zulkarnain Jamaluddin 148
7. Individu yg mempunyai darah jenis A mungkin mempunyai genotip homozigot AA atau heterozigot AO.
8. Dalam proses pembentukan gamet bagi genotip AA, semua gametnya membawa alel A.
9. Bagi genotip AO pula 50% gamet yg terhasil akan membawa alel A dan 50% lagi membawa alel O.
10. Bagi individu yang berdarah O, gamet yg terbentuk akan hanya membawa alel O.
Rajah menunjukkan satu contoh perwarisan kumpulan darah.
Induk: Ibu x Bapa
Genotip: IAIO IBIB Meiosis: Gamet: IA IO IO IB Persenyawaan: Genotip anak: IAIB IAIB IBIO IBIO Fenotip anak: AB AB B B
Perwarisan Faktor Rhesus (Rh) dalam manusia.
1. Faktor rhesus ialah sejenis antigen yg terdapat di permukaan sel darah merah.
2. Antigen ini akan membentuk aglutinat (gumpalan) apabila bertindak balas dgn antibodi drp individu yg tidak mempunyai antigen berkenaan.
3. Keadaan apabila terdapat sejenis protein antigen dipermukaan sel darah merah dinamakan faktor Rh positif (Rh+) dan keadaan yg tiada antigen ini dinamakan kumpulan Rh negatif (Rh-).
©Zulkarnain Jamaluddin 149
5. Jika seseorang ubi Rh- mengandungkan bayi Rh+ yg diwariskan drp bapa Rh+, masalah tidak timbul kerana arah ibu terpisah drp darah fetus oleh plasenta.
6. Masalah akan timbul pada akhir kehamilan dan waktu melahirkan bayi kerana terdapat kemungkinan besar darah bayi boleh bercampur dgn darah ibu melalui plasenta yg mula tanggal.
7. Apabila darah bayi yg mempunyai antigen Rh memasuki sistem darah ibu ini akan merangsang darah ibu utk menghasilkan antibodi bagi melawan antigen ini.
8. Bayi pertama akan lahir dgn selamat tetapi apabila ibu itu mengandung pada kali kedua bayi Rh+, antibodi yg berada dlm plasma darah ibu akan dapat merentasi plasenta dan menyerang sel darah merah bayi lalu menyebabkan sel darah merah bayi mengembang dan meletus
9. Keadaan ini boleh menyebabkan kerosakan otak dan keguguran akibat tindakan kadar factor Rhesus dalam badan ibu.
10. Alel untuk Rh+ adalah dominan kpd Rh-, oleh itu ibu bapa yg heterozigot akan menyebabkan 25% drp anaknya berkemungkinan mempunyai darah Rh-.
©Zulkarnain Jamaluddin 150
Perwarisan faktor Rhesus
Autosom dan Kromosom seks
1. Dalam manusia, setiap sel soma mempunyai 23 pasang kromosom atau 46 kromosom.
2. Daripada 23 pasangan ini, 22 pasang ialah pasangan kromosom homolog yg disebut autosom, iaitu kromosom yg kelihatan sama pada lelaki dan perempuan.
3. Pasangan kromosom yg ke-23 ialah kromosom seks, iaitu kromosom yg membawa gen-gen yg menentukan ciri-ciri seks.
4. Pasangan kromosom ini berbeza antara lelaki dengan perempuan. 5. Dalam perempuan terdapat dua kromosom seks XX, iaitu 44 autosom +
krosom seks XX.
6. Dalam lelaki terdapat satu kromosom seks X dan satu kromosom Y, iaitu 44 autosom + kromosom seks XY.
7. Set kromosom yg lengkap di dalam nukleus yg kelihatan di bawah mikroskop cahaya dinamakan kariotip.
8. Kariotip manusia boleh disediakan dgn mengambil gambar kromosom semasa sel soma ssedang membahagi, iaitu kromosom memendek dan menebal.
©Zulkarnain Jamaluddin 151
Kariotip perempuan Kariotip lelaki
9. Perubahan bilangan kromosom boleh terjadi akibat kegagalan kromatid berpisah (non disjunction) atau tidak disjungsi semasa meiosis pada kromosom tertentu.
10. Kesannya, gamet (ovum atau sperma) tidak mempunyai bilangan kromosom 23 yang normal tetapi mungkin membawa 24 atau 22 kromosom.
11. Sekiranya gamet ini bersenyawa dgn gamet normal, pertambahan atau pengurangan bilangan kromosom berlaku.
12. Zigot mungkin mempunyai 47 kromosom atau 45 kromosom sahaja. 13. Antara kesan perubahan bilangan kromosom ialah keadaan Sindrom
Down (47 kromosom), sindrom Klinefelter (47 kromosom) dan sindrom Turner (45 kromosom) pada manusia.
©Zulkarnain Jamaluddin 152
Kariotip Sindrom Klinefelter’s
(44+XXY) Kariotip Sindrom Turner (44+X)
Penentuan Seks atau Jantina Anak
1. Lelaki mempunyai 44+ XY kromosom dan perempuan 44+XX
2. Sperma yg dihasilkan oleh lelaki membawa dua jenis kromosom, iaitu 22+X dan 22+ Y manakala perempuan menghasilkan satu jenis gamet sahaja, iaitu 22 + X
©Zulkarnain Jamaluddin 153
Perwarisan Terangkai Seks Buta Warna
1. Penghidap buta warna tidak dapat membezakan beberapa warna tertentu, iaitu 99% penghidap ialah jenis buta warna merah hijau.
2. Penyakit ini diwariskan drp generasi kpd generasi lain dan kebanyakan penghidap ialah lelaki.
3. Gen yg mengawal trait penglihatan warna terdiri drp sepasang alel, iaitu alel utk penglihatan normal dan alel utk buta warna.
4. Alel dominan diwakili N dan alel resesif diwakili n. 5. Kedua-dua alel ini terdapat pada kromosom X.
Fenotip Genotip
Wanita homozigot dominan utk penglihatan warna normal. XNXN
Wanita heterozigot utk penglihatan warna normal (wanita ini ialah pembawa gen resesif)
XNXn
Wanita homozigot resesif utk buta warna. XnXn
Lelaki dgn penglihatan warna normal XNY
Lelaki dengan buta warna XnY
6. Disebabkan lelaki mempunyai satu kromosom X sahaja maka fenotip penglihatan lelaki alah buta warna jika kromosom X tersebut membawa alel resesif.
©Zulkarnain Jamaluddin 154
Hemofilia
1. Penghidap hemofilia kekurangan salah satu faktor yg terlibat dlm pembekuan darah, oleh itu apabila luka atau salur darah pecah, darah sangat lambat atau tidak membeku utk menutup luka.
2. Hal ini menyebabkan pendarahan yg teruk dan boleh membawa maut. 3. Pendarahan dalaman juga boleh berlaku terutama di lutut, siku dan buku
lali.
4. Keadaan ini boleh merosakkan organ badan.
5. Kehadiran alel resesif ini pada kromosom X menyebabkan lelaki menjadi penghidap hemofilia dan perempuan hanya hemofilia jika terdapat dua alel resesif pada kedua-dua kromosom Xnya.
Fenotip Genotip
Wanita homozigot dominan utk pembekuan darah. XHXH Wanita heterozigot utk pembekuan darah (wanita ini ialah
pembawa gen resesif)
XHXH
Wanita homozigot resesif utk penghidap penyakit hemofilia. XHXh
Lelaki normal XHY
Lelaki yg menghidap penyakit hemofilia. XnY Penyakit Perwarisan
Talasemia
1. Talasemia ialah penyakit genetik iaitu penghidapnya membina sel darah merah yg mempunyai hemoglobin tidak normal dan pemusnahan sel darah merah berlebihan berlaku menyebabkan keadaan anemia.
2. Sel darah merah pesakit juga kecil daripada normal dan peratus hemoglobin darah juga berada di bawah aras normal.
3. Terdapat dua jenis talasemia, iaitu talasemia major dan talasemia minor 4. Oleh sebab talasemia dikawal oleh alel resesif maka pesakit talasemia
major mewarisi dua alel resesif dan talasemia minor ialah pembawa penyakit.
©Zulkarnain Jamaluddin 155
Anemia sel sabit
1. Penghidap penyakit ini mempunyai sel darah merah berbentuk bulan sabit yg menyebabkan fungsi pengangkutan oksigen tidak sempurna.
2. Pesakit ini mudah letih, pucat dan lemah.