LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA PERTANIAN
DISUSUN OLEH :
JURUSAN AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN DAN PETERNAKAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
SULTAN SYARIF KASIM RIAU PEKANBARU
2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan dan keselamatan kepada penyusun sehingga dapat menyelesaikan laporan pratikum genetika pertanian pada program studi agroteknologi fakultas pertanian dan peternakan UIN SUSKA Riau. Penuntun praktikum ini berdasarkan kurikulum mata kuliah dan ketersediaan peralatan di laboratorium Fakultas Pertanian dan Peternakan UIN.
Kami menyadari bahwa penuntun praktikum ini belum sempurna dan perlu perbaikan dari berbagai materi, dan diharapkan semoga penuntun praktikum ini dapat member pengetahuan tambahan kepada mahasiswa.
.
Penulis
MATERI I
TEORI PELUANG DAN UJI KHI-KUADRAT DALAM PERCOBAAN
GENETIKA
1. Tujuan praktikum
Percobaan ini bertujuan untuk :
a. Menghitung peluang dan menghitung uji khi-kuadrat.
b.
Menggunakan uji khi-kuadrat dalam analisis genetika mendel.
2. Latar belakang
Mendel berhasil membuat suatu metode pewarisan yang kebenarannya diakui sampai saat ini adalah memanfaatkan metode-metode matematis untuk membantu menganalisis data yang dihasilkan.Dalam membuat kesimpulan tentang populasi, umumnya diperoleh dari data penelitian secara sampling ( pengambilan contoh ). Salah satu statistic yang sering digunakan dalam menganalisa data percobaan genetika adalah uji khi-kuadrat.
Peluang munculnya suatu kejadian
Peluang adalah ukuran dari kemungkinan, dan didefinisikan sebagai berikut : Peluang (A) = Frekuensi muncul kejadian A
Frekuensi total kejadian
Nilai peluang berkisar dari 0 (tidak mungkin terjadi) sampai dengan 1 (pasti terjadi). Bila sebuah mata uang logam yang kedua sisinya setimbang, salah satu sisi diberi tanda A dan sisi yang lain diberi tanda a, maka peluang munculnya sisi A=. Peluang tersebut didapat dari kebanyakan sisi A (=1) dibagi dengan banyaknya sisi yang teerdapat pada mata uang tersebut (=2). Peluang yang sama juga berlaku untuk sisi a=1/2.
Peluang dua kejadian bebas
Kejadian A bebas dari kejadian B bila : P(AB) = P(A) x P(B), artinya timbul kejadian A tidak dipengaruhi oleh munculnya kejadian B. Dua mata uang yang dilemparkan secara bersamaan akan merupakan dua kejadian yang bebas sama lain. Munculnya sisi A pada mata uang pertama tidak akan mempengaruhi munculnya salah satu sisi pada mata uang yang kedua. Dalam hal ini, peluang munculnya secara serempak sisi A1 pada mata uang pertama dan sisi a2 pada mata uang yang kedua adalah : P(A1 a2) = P (A1) x P (a2). Hal yang sama akan berlaku pada proses perkawinan. Jenis alel pada gamet betina (sel telur) tidak mempengaruhi jenis alel gamet jantan (sperma/serbuk sari) yang akan membuahi, dan sebaliknya.
Uji Khi-Kuadrat
Untuk memutuskan dapat diterima atau tidaknya bahwa sebaran pengamatan sama dengan sebaran harapan dilakukan pengujian dengan menggunakan criteria statiska X2
(khi-kuadrat) sebagai berikut :
Keputusan diambil berdasarkan criteria sebagai berikut :
a. Bila X2 hitung < X2db α, maka diterima bahwa sebaran pengamatan tidak berbeda
b. Bila X2 hitung > X2db α, maka sebaran pengamatan berbeda dari sebaran harapan.
Nilai X2 db α: dapat ditemukan pada table sebara Khi-Kuadrat, dimana db (derajat bebas) =k-1; dan α ditentukan berdasarkan keperluan, biasanya α = 0,05 (atau selang kepercayaan 95%).
3. Metode percobaan
3.1. Alat dan Bahan
-Satu koin mata uang yang setimbang, masing-masing sisi diberi tanda A dan a
-Dua koin mata uang yang sisinya diberi tanda (A1 dan a1) untuk mata uang pertama dan (A2 dan a2) untuk mata uang kedua
-Spidol permanent/ maker.
3.2. Prosedur kerja Peluang satu kejadian
Lemparkan mata uang. Setiap sisi yang muncul kepermukaan dicatat dan dianggap sebagai alel yang dikandung oleh gamet yang dihasilkan. Misalnya bila muncul sisi A maka dianggap bahwa gamet yang dihasilkan mengandung alel A. Lemparan diulang sampai 100 kali dan hitung banyaknya pemunculan masing-masing sisi. Kemudian uji apakah penyebaran data sesuai dengan hipotesis bahwa peluang kedua alel adalah sama, atau P(A) = P9a) = ½.
Peluang dua kejadian bebas
Lemparkan secara serentak dua koin mata uang dan catat kombinasi sisi mata uang yang muncul (yaitu A1A2, A1a2, a1A2, a1a2). Lakukan pencatatan untuk masing-masing kombinasi dari 100 kali pelemparan, kemudian uji apakah kemunculan sisi dari setiap mata uang bebas satu sama lain atau tidak.
4. Hasil penamatan
Tabel hasil pembentukan gamet dari individu heterozigot Aa (monohibrid)
No Gamet / alel (sisi koin)
Hasil percobaan Jumlah
1 A IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII III
2 A IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII
Pengamatan Hipotesis Harapan Khi- Kuadrat
A 48 ½ x 100 = 50 50 22/50 = 0,08
tabel penggabungan gamet hasil perkawinan (A1a1 x A2a2)
No Genotip atau pasangan alel/pasangan sisi koin
Hasil percobaan Jumlah
1 A1A2 IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII III 28 2 A1a2 IIIII IIIII IIIII IIIII II 22 3 a1A2 IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII I 26 4 a1a2 IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII 24
Total 100
Keterangan : db : 4-1 =3 X2 tabel : 7,81
2 2 20 16,6 3,4 11,56 0,69
Jadi peluang pada mata dadu tersebut ialah : 1/6 = 0.16.
2. Bila tiga buah dadu dilempar secara bersama-sama, berapa peluang munculnya mata dadu secara bersamaan pada ketiga buah dadu tersebut.
Jawaban : P (ABC)=P(A).P(B).P(C) =1/6.1/6.1/6 =1/216.
Jadi berdasarkan teori peluang, munculnya mata dadu dua secara bersamaan pada pelemparan tiga dadu secara bersamaan adalah satu kali dari 216 kali lemparan (1/216).
Pembahasan
Dari hasil pengamatan telah didapat data pada pelemparan satu uang logam sebanyak 100x lemparan, diperoleh data yang signifikan karena di dapat: X2hitung < X2tabel sehingga lemparan sesuai perbandingan A : G = 1 : 1
Pelemparan dua uang logam sebanyak 100x pelemparan dapat diterima atau signifikan karena karena hasil perhitungan X2hitung > X2tabel. Jadi, sebagian besar percobaan yang dilakukan datanya diterima atau signifikan karena semua lemparan yang dilakukan sesuai dengan perbandingan.
percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa adanya keberhasilan dalam pengujian teori kemungkinan ini dengan menggunakan pelemparan mata uang, yang setelah dilakukan pelemparan kemudian diuji dengan menggunakan rumus Chi Square atau uji X2 . Dalam hal ini uji X2 memiliki peran atau fungsi untuk untuk mengetes apakah rasio fenotipe praktis dapat dipertanggungjawabkan dan sesuai dengan ratio fenotipe teoritis. Selain itu pelemparan homogen berfungsi memberikan peluang yang sama terhadap masing-masing sisi baik angka maupun gambar dalam masing-masing karakteristik yang diamati.
Kesimpulan
1. Probabilitas atau istilah lainnya kemungkinan, kebolehjadian, peluang dan sebagaimya umumnya digunakan untuk menyatakan peristiwa yang belum dapat dipastikan.
MATERI II Hukum Mendel 1. Tujuan praktikum
Percobaan ini bertujuan untuk menjelaskan prinsip dan proses segresi serta menjelaskan prinsip dan perpaduan bebas.
2. Latar belakang
Sebelum abad ke-20, pewarisan sifat dari tetua kepada keturunannya dipahami sebagai “blending inheritance” atau pewarisan campuran. Sifat yang diperlihatkan oleh keturunan adalah campuran dari sifat kedua tetuanya. Jadi bunga berwarna ungu, jika disilangkan dengan bunga berwarna putih akan menghasilkan bunga berwarna campuran (ungu muda). Namun teori ini gugur setelah Gregor Mendel melakukan serangkaian percobaan yang kemudian meletakkan prinsip-prinsip genetika yang kita kenal sekarang.
Hasil persilangan dari ketujuh sifat yang diamati menunjukkan bahwa selalu diperoleh keturunan yang sifatnya seragam mengikuti salah satu tetua. Jadi persilangan ercis berbunga ungu dengan yang putih menghasilkan keturunan ercis berbunga ungu saja, walaupun dilakukan persilangan resiprok. Harus diingat bahwa saat itu belum ada informasi mengenai inti sel, kromosom, apalagi mengenai gen didalamnya. Mendel menyimpulkan bahwa ada suatu faktor/satuan pewarisan yang kita kenal sekarang sebagai gen yang diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Sifat yang muncul dari suatu tetua dikatakan dominan, sedangkan sifat yang tersembunyi disebut resesif. Untuk yang mewariskan sifat dominan seperti warna bunga ungu, Mendel menetapkan lambang P (huruf besar), sedangkan untuk yang resesif dilambangkan dengan p (huruf kecil).
Setiap individu tanaman memiliki dua factor (sepasang) untuk masing-masing sifat yang kemudian dikenal dengan istilah sepasang alel, satu berasal dari tetua jantan dan yang lain dari tetua betina. Dalam penggabungan (pembuahan) setiap faktor tetap utuh dan selalu mempertahankan identitasnya. Pada saat pembentukan gamet, setiap faktor dapat bersegregasi/berpisah kembali dalam jumlah yang sama. Konsekuensinya setiap gamet akan membawa satu anggota dari sepasang faktor. Ini kemudian dikenal sebagai hkum Mendel I (equal segregation) yaitu setiap alel dari sepasang alel akan memisah sewaktu pembentukan gamet dalam jumlah yang seimbang/sama.
3. Metode percobaan
3.1. Alat dan bahan
-Kancing merah dan kancing putih atau kancing sembarangan dan kancing temple (studi) masing-masing sebanyak 100 buah.
- Kancing belang merah-kuning, merah-hitam, putih kuning, dan putih hitam masing-masing sebanyak 100 buah.
- Kotak karton sebanyak 2 buah ( gamet jantan dan betina ). 3.2. prosedur kerja
3.2.1. Hukum mendel
- Tandai kancing merah dengan lambang M untuk gen penentu warna merah dan kancing putih dengan lambang m untuk penentu gen warna putih.
- Aduk isi kotak dengan cara menggoyangkan agar kaedah acak tercapai. Dengan demikian begitu peluang pengambilan kancing merah dan kancing putih dalam satu kotak sama. - Ambil satu buah kancing dari kotak jantan dan betina secara bersamaan dan catat
kombinasi alel yang diperoleh sampai 50 pengambilan.
- Ulangi pengambilan sebanyak satu kali dengan prosedur yang sama. - Tentukan perbandingan genotip dan fenotipe kombinasi yang diperoleh.
- Bandingkan data pengamatan kelompok dengan data yang seharusnya menurut Mendel menggunakan uji X2 tarik kesimpulan.
3.2.2. Hukum mendel II
Masing-masing kancing berwarna belang ( merah-kuning, merah-hitam, putih-kuning,dan putih-hitam ) merupakan hasil segregasi dua sifat beda (dihibrid ) misalnya bentuk biji yang ditentukan oleh alel A dan a, dan warna kulit biji yang ditentukan oleh alel B dan b.
1. Beri lambang A untuk warna merah dan a untuk warna putih.
2. Beri lambang huruf B untuk warna kuning dan b untuk warna hitam.
3. Sediakan kancing berwarna belang, masing-masing sebanyak seratus buah, masukkan 50 buah ke dalam kotak jantan dan 50 sisanya ke kotak betina.
4. Ambil satu buah kancing dari kotak jantan dan betina secara bersamaan dan catat kombinasi alel yang diperoleh sampai 50 pengambilan.
5. Ulangi pengambilan sebanyak satu kali dengan prosedur yang sama.
6. Bandingkan data pengambilan kelompok dengan data yang seharusnya menurut Mendel menggunakan uji X2 tarik kesimpulan.
4. Hasil pengamatan
Tabel 2.1. Segregasi alel pada waktu pembentukan gamet.
Kombinasi Alel Pengamatan Jumlah
MM IIIII IIIII II 12
Mm IIIII IIIII IIIII IIIII IIIII I 26
Mm IIIII IIIII II 12
Tabel 2.2. Perbandingan genotip menurut uji X2
e
MM 12 ¼ x 50 = 12,5 (12-12,5)2/12,5 = 0,02 Mm 26 2/4 x 50 = 25 (26-25)2/25 = 0,04 Mm 12 ¼ x 50 = 12,5 (12-12,5)2/12,5 = 0,02
Tabel 2.3. Perbandingan fenotipe menurut uji X2
Fenotipe Pengamatan(P) Harapan(H) (P-H)2/H Merah 38 ¾ x 50 = 37,5 (38-37,5)2/37,5 = 0,06
Putih 12 ¼ x 50 = 12,5 (12-12,5)2/12,5 = 0,02 Kesimpulan :
Tabel 2.4. Segregasi dan pengelompokan alel dari pasangan gen yang berbeda pada waktu pembentukan gamet.
Kombinasi Alel Pengamatan Jumlah
AABB IIIII I 6
Aabb IIIII II 7
AaBB IIIII 5
AaBb IIIII I 6
Aabb IIIII II 7
aaBB III 3
aaBb IIIII 5
Aabb IIIII III 8
Tabel 2.5. Perbandingan fenotipe pada F2 menurut uji X2 Kombinasi
Alel
Pengamatan Harapan (P-H)2/H
A_B_ 20 9/16 x 50 = 28,125 (20-28,125)2/28,125 = 2,374 A_bb 14 3/16 x 50 = 9,375 (14-28,375)2/28,375 = 2,281 aaB_ 8 3/16 x 50 = 9,375 (8-28,375)2/28,735 = 0,201 Aabb 8 1/16 x 50 = 0,833 (8-28,833)2/28,833 = 7,605
5. Pertanyaan atau tugas
Jawaban : Yang akan terjadi yaitu tanaman ercis tidak akan menghasilkan keturunan yang bagus dan tanaman ercis akan menghasilkan keriput dan kisut.
2. Jelaskan Hukum Mendel I dan Hukum Mendel II ! Jawaban : -Hukum Mendel I
“Pada waktu berlansung pembentukan gamet, tiap pasang gen akan disegregasi kedalam masing-masing gamet yang terbentuk”.
-Hukum Mendel II
“Segregasi suatu pasangan gen tidak bergantung kepada segregasi pasangan gen lainnya, sehingga didalam gamet-gamet yang terbentuk akan terjadi pemilihan kombinasi gen-gen secara bebas.”
3. Jelaskan kaitan Hukum Mendel II dengan proses meiosis
Jawaban : Hukum mendel II
“Segregasi suatu pasangan gen tidak bergantung kepada segregasi pasangan gen lainnya, sehingga di dalam gamet-gamet yang terbentuk akan terjadi pemilihan kombinasi gen-gen secara bebas”
Sedangkan proses meiosis memiliki pengertian yakni,
Proses meiosis menghasilkan empat sel anakan yang memiliki setengah jumlah kromosom sel induknya (haploid).
Jadi, jika di kaitkan hubungan keduanya maka dapat di aplikasikan seperti berikut :
Pada percobaan monohybrid, Mendel mendapatkan hasil sebagaimana pada Tabel 1.6. lakukan uji Khi-Kuadrat, apakah masing-masing sifat yang diperoleh Mendel diatas sesuai dengan nisbahciri dominan : ciri resesif = 3 : 1 (3/4 ciri dominan : 1/4 ciri resesif.
4. Pada percobaan monohybrid, Mendel mendapatkan hasil sebagaimana pada Tabel 2.6. lakukan uji Khi-Kuadrat, apakah masing-masing sifat yang diperoleh Mendel diatas sesuai dengan nisbah ciri dominan : ciri resesif = 3 : 1 (3/4 ciri dominan : 1/4 ciri resesif).
Jawaban :
Tabel 2.6. Fenotipe F2 percobaan mendel dari berbagai sifat monohybrid No Sifat Ciri dominan Ciri resesif Nisbah
sebenarnya
2.8 Pembahasan Hukum Mendel II
Dari percobaan yang dilakukan kali ini dilakukan persilangan dihibrid (persilangan dengan dua sifat beda) yaitu antara bentuk dan warna biji. Dalam hal ini warna gen merah (A) pembawa sifat untuk biji bulat dan dominant terdapat putih (a). Sedangkan warna gen kuning (B) adalah pembawa sipat untuk warna biji kuning dan dominant terhadap warna hitam (b). Persilangan antara biji bulat berwarna kuning (BBKK, yang diwakili kancing genetik berwarna merah dengan biji berwrna hitam (bbkk) diperoleh F1 yang 100% berwarna bulat berwarna Kuning (BbKk), karena biji bulat dan biji berwarna kuning bersifat dominant terhadap biji kisut dan biji berwarna hitam.
Menurut hukum Mendel II, perbandingan fenotipe untuk persilangan dihibrid pada F2 adalah 9:3:3:1. Hasil dari percobaan yang dilakukan, untuk pengambilan 50x diperoleh data rasio fenotifnya, yaitu sifat Bulat-kuning sebanyak 19 kali, sifat Bulat-Hitam sebanyak 12 kali, dan sifat Keriput-kuning sebanyak 13 kali dan keriput-hitam sebanyak 6 kali. Sehingga diperoleh perbandingan 9:3:3:1.
KESIMPULAN
1. Gen merah bersifat dominant terhadap gen putih, sehingga gen putih tertutupi oleh gen merah karena gen putih bersifat resesif. Pada F1 menghasilkan semuanya (100%) merah. Sedangkan pada F2, persilangan antara F1xF1 maka diperoleh tiga macam fenotipe yaitu merah-merah, merah-putih, dan putih. Dengan genotif untuk merah (MM), merah-putih (Mm), dan putih-putih (mm). dengan perdandingan fenotif 1:2:1. Perbandingan fenotipe untuk persilangan monohibrid pada F2 adalah 3:1. Karena gen merah dominant.
MATERI III
Analogi pembelahan mitosis dan miosis 1. Tujuan praktikum
a. memahami proses pembelahan sel
b. mengenal proses gametogenesis dan pertilisasi
2. latar belakang
Proses pembelahan sel secara meiosis terjadi pada sel kelamin. Miosis dimulai dan bergerak menuju kutub yang berlawanan. dengan sel diploid yang disebut sel gonad atau sel kecambah primordial.
1. Mitosis
Interfase : interfase dibagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap G1 ( tahap pertumbuhan pertama). Kedua tahap S (tahap sintesis), dan ketiga tahap G2 (tahap pertumbuhan kedua). Kegiatan sel pada tahap G1 berhubungan dengan persiapan sel untuk mensintesis DNA dan menggandakan kromosom.
Porfase : fase ini ditandai dengan memendek dan menebalnya kromosom yang dapat diamati dengan meenggunakan mikroskop. Sentriol membelah dan bergerak menuju kutub yang berlawanan. Pada saat sentriol sudah mendekati kutub yang berlawanan, benang spindle terbentuk dan terlihat seperti penghubung kedua sentriol.
Telofase : setelah kromosom bermigrasi, membrane sel berkerut pada bagian tertentu yang mengakibatkan sel terbagi menjadi dua. Membran inti terbentuk kembali. Kromosom berubah menjadi ramping dan panjang.
2. Meiosis
Meiosis 1: pada tahap ini pembelahan sel mempunyai mitosis. Dari segi genetika yang terpenting dari fase ini adalah penggandaan kromosom pada tahap interfase. Selam profase, kromosom memendek dan menebal, sentriol terbelah, membrane inti menghilang dan spindle terbentuk.
Pada fase ini setiap pasang kromosom yang homolog saling tertarik satu dengan yang lainnya dan mengatur posisi saling bersebelahan yang membentuk susunan tetrad. Kromosom homolog yang terpisah bergerak kearah sentriol pada kutub sel.
