LAPORAN PRAKTIKUM
GENETIKA TUMBUHAN
ACARA VI
PERHITUNGAN FREKUENSI ALELE, FREKUENSI GENOTIP, PENGUKURAN SIFAT-SIFAT KUATITATIF
Semester: Ganjil 2017
Oleh : Dwi Linda Wati
A1D016208/ 9
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Setiap individu-individu yang hidup di permukaan bumi mengalami
pewarisan sifat yang dimilikinya ke generasi berikutnya melalui perkawinan atau
persilangan. Setiap generasi baru yang muncul memiliki kemiripan sifat maupun
karakterisik baik secara fisik maupun secara tingkah laku dengan induknya atau
generasi asalnya. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi sifat maupu
karakteristik tersebut adalah genetika.
Keanekaragaman adalah sifat beda dari suatu organisasi spesies. Meskipun
terdapat keseragaman pada makhluk hidup, tetapi tidak ada manusia yang tepat
sama sekalipun kembar identik, setiap manusia memiliki keunikan dan ciri khas
masing-masing. Individu yang satu dengan yang lainnya mempunyai persamaan
dan perbedaan sifat yang menurun, baik sifat kualitatif maupun kuantitatif dari
orang tuanya atau gen asalnya.
Pola pewarisan sifat pada makhluk hidup harus dianalisis menggunakan data
hasil pengamatan langsung pada populasi yang ada. Pola pewarisan sifat makhluk
hidup tidak hanya dapat dipelajari melalui sebuah uji percobaan persilangan
buatan, contohnya pada manusia yang jelas tidak mungkin dilakukan percobaan
persilangan. Pewarisan sifat orang tua yang berbeda akan mengakibatkan
keanekaragaman pada individu baru atau keturunannya. Adanya sifat beda pada
keturunan maka akan terjadi variasi. Oleh karena itu, perlu bagi mahasiswa
frekuensi genotipe yang dihasilkan oleh individu, serta membuktikan hukum
keseimbangan Hardy-Weinberg.
B. Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk menghitung frekuensi alel dan frekuensi
genotipe; membuktikan hukum Hardy-Weinberg, serta mengukur sifat-sifat
II. TINJAUAN PUSTAKA
Genetika populasi ialah cabang ilmu yang mempelajari gen-gen dalam
populasi, yang menguraikan secara sistematik dan matematik akibat dari
keturunan dari tingkat suatu populasi. Populasi adalah suatu kelompok organisasi
dari suatu keturunan spesies. Semua makhluk hidup merupakan masyarakat dalam
suatu populasi dimana merupakan hasil dari perkawinan antar spesies dan
memiliki lungkang gen yang sama. Lungkang gen (gen pool) yaitu jumlah dari
semua alel yang berlainan atau keterangan genetik dalam anggota dari suatu
populasi secara kawin (Suryo, 1986).
Populasi terdiri atas individu-individu sejenis yang saling berinteraksi.
Populasi menurut hukum Weinberg adalah tetap. Menurut hukum
Hardy-Weinberg jika individu-individu dalam populasi melakukan atau mengadakan
persilangan secara acak dan beberapa asumsi terpenuhi, maka frekuensi alel dalam
populasi akan tetap dalam keseimbangan yang stabil, yaitu tidak berubah dari
generasi ke generasi berikutnya. Tiap gamet yang terbentuk akan sebanding
dengan frekuensi masing-masing alelnya dan frekuensi tiap tipe zigot akan sama
dengan hasil kali dari frekuensi gamet-gametnya (Stanfield, 1991).
Pada tahun 1908 G.H. Hardy (seorang ahli matematika bangsa inggris) dan
W. Weinberg (seorang dokter bangsa Jerman) secara terarah menemukan
dasar-dasar yang ada hubungannya dengan frekuensi dalam populasi. Prinsip yang
terbentuk pernyataan teoritis itu dikenal sebagai prisnsip Ekuilibrum
frekuensi genotip akan tetap dari satu generasi ke generasi seterusnya. Hal ini
dijumpai dalam populasi besar, dimana perkawinan berlangsung secara acak
(random) dan tidak ada pilihan / pengaturan atau faktor lain yang dapat merubah
frekuensi gen ( Suryo, 1986).
Menurut Campbell (2000), hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa
frekuensi alel dan genotip dalam kumpulan gen suatu populasi tetap konstan
selama beberapa generasi kecuali kalau ada yang bertindak sebagai agen selain
rekombinasi seksual. Kata lain pergeseran seksual alel akibat meiosis dan
fertilisasi acak akan tidak berpengaruh terhadap struktur genetik suatu populasi.
Teori Mendel tidak dapat diterapkan untuk mempelajari proses menurunnya
sifat ini, tetapi digunakan teori lain yakni teori genetika kuantitatif. Untuk sifat
kualitatif, pekerjaan seleksi akan lebih efisien bila didasarkan atas variasi genetik.
Akan tetapi untuk menyeleksi sifat kuantitatif tidak lagi mendasarkan pada variasi
genetik, tetapi pada variasi fenotipe individu-individu dalam populasi. Sifat
kuantitatif yang dipelajari dinyatakan dalam besaran kuantitatif bagi
masing-masing individu tanaman yang selanjutnya digunakan pendekatan analisis
sejumlah ukuran sifat tertentu (Crowder, L.V. 1986).
Perkawinan terjadi secara rambang dan bila beberapa asumsi terpenuhi
maka frekuensi alel dalam populasi akan tetap dalam keseimbangan yang stabil,
yaitu tidak berubah dari satu generasi ke generasi berikutnya. Tipe gamet yang
berbeda (gamet dengan alel berbeda) akan terbentuk sebanding dengan frekuensi
masing-masing alelnya dan frekuensi tiap tipe zigote akan sama dengan hasil kali
Seleksi alam dapat mempengaruhi frekuensi suatu sifat yang dapat
diturunkan dalam suatu populasi dengan tiga cara yang berbeda, tergantung pada
fenotipe mana yang lebih disukai dalam suatu populasi yang beraneka ragam.
Ketiga cara seleksi ini disebut sebagai seleksi penstabilan, seleksi direksional, dan
seleksi pendiversifikasian. Seleksi ini dapat digambarkan dengan grafik yang
menunjukkan bagaiman frekuensi fenotipe yang berbeda berubah seiring waktu.
Penjelasan ini paling berarti bagi sifat kuantitatif yang bergantung pada banyak
III. METODE PRAKTIKUM A. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada prakikum kali ini meliputi: kantong kertas yang
berisi kancing warna, kantong kertas berisi kacang tanah, dan lembar pengamatan.
Alat yang digunakan antara lain: neraca (timbanan elektrik), kalkulator, dan alat
tulis.
B. Prosedur Kerja
Percobaan I.
Misal suatu populasi yang sudah dalam keadaan seimbang, tersusun dari
individu-individu dengan warna biru (GG), hijau (gg), dan merah (Gg).
1. Kancing di dalam kantong kertas diambil secara acak sebanyak 200
individu.
2. Warna individu yang terpilih dicatat.
3. Frekuensi genotip dan frekuensi alel G dan alel g dihitung.
Percobaan II.
Siapkan dua kantong yang sama ukurannya.
1. Setiap kantong diisi dengan dua macam warna kancing baju dengan
perbandingan seperti hasil perhitungan point 1. Kedua kantong isinya
sama banyak.
2. Kancing diambil secara acak dari setiap kantong dan catat warna
keduanya.
3. Pengambilan diulang sebanyak 100x dengan pengembalian. 4. Frekuensi genotip dan frekuensi alele dihitung.
5. Data dimasukkan dalam tabel yang tersedia. 6. Data dianalisis dengan uji X2 .
Pengamatan karakter kuantitatif dan kualitatif menggunakan kacang tanah.
1. Populasi kacang tanah yang tesedia diambil secara acak dan ditimbang. 2. Pekerjaan tersebut diulangi sebanyak 10 kali.
3. Bobot kacang tanah diamati dan dibuat grafiknya.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil
Percobaan I. 200 x
Biru = GG = 56
Merah = Gg = 95
1. Frekuensi alel :
Tabel 1. Percobaan 1 Pengujian dengan X2
Kesimpulan :
X2tabel (5,99) > X2hitung (0,99). Maka pengujian sesuai dengan perbandingan.
Percobaan II 100x
Tabel 2. Percobaan 2 Pengujian dengan X2
Karakteristik yang di amati
O 19 56 25 100
X2tabel (5,99) > X2hitung (2,16). Maka pengujian sesuai dengan perbandingan.
Percobaan III
B. Pembahasan
Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi genotip (p2, 2pq, dan
q2) dan frekuensi alel (p dan q) dalam suatu populasi akan tetap sama dari
generasi ke generasi selama dalam populasi tersebut anggota-anggota populasi
kawin secara acak, tidak terjadi seleksi, tidak terjadi mutasi, dan tidak terjadi
migrasi (Campbell, 2003).
Hukum Hardy-Weinberg menyebutkan apabila tidak ada faktor-faktor yang
dapat mengubah frekuensi gen pada suatu populasi, dan populasi tersebut
mengadakan perkawinan secara acak dari generasi ke generasi berikutnya maka
frekuensi gen tersebut tidak akan mengalami perubahan. Faktor-faktor yang dapat
mengubah frekuensi gen dalam suatu populasi adalah adanya seleksi, mutasi,
migrasi, dan random driff (Mulliadi dan Johar, 2010).
Kondisi yang diperlukan untuk tetap mempertahankan kesetimbangan
Hardy-Weinberg (Campbell, 2003) :
1. Ukuran populasi yang sangat besar, apabila dalam populasi yang kecil,
hanyutan genetik (genetic drift), yang merupakan fluktuasi acak dalam
kumpulan gen, dapat mengubah frekuensi alel.
2. Terisolasi dari populasi lain. Aliran gen (gene flow), pemindahan individu
atau gamet, dapat mengubah kumpulan gen.
3. Tidak ada mutasi netto, yaitu dengan cara mengubah satu alel menjadi alel
yang lain, mutasi akan mengubah kumpulan gen.
4. Perkawinan acak. Jika individu memilih pasangan kawinnya yang memiliki
sifat tertentu yang dapat diwariskan, maka percampuran acak gamet yang
5. Tidak ada seleksi alam. Kelangsungan hidup dan keberhasilan reproduksi
yang berbeda mengubah suatu kumpulan gen dengan cara menguntungkan
penyebaran beberapa alel yang lain.
Beberapa asumsi yang mendasari perolehan kesimbangan genetik seperti
diekspresikan dalam persamaan Hardy-Weinberg adalah (Stanfield, 1991) :
1. Perkawinan secara rambang. Dalam perkawinan rambang fenotipe individu
tidak mempengaruhi pilihan pasangannya. Perkawinan rambang lebih
banyak terjadi diantara tanaman diantara manusia dan hewan.
2. Tidak ada seleksi. Semua gamet mempunyai kesempatan sama untuk
membentuk zigot dan semua zigot mempunyai viabilitas (daya hidup) dan
fertilitas sama.
3. Tidak ada migrasi, yaitu tidak ada introduksi alele dari populasi lain.
4. Tidak ada mutasi. Mutasi adalah proses yang lambat dan perubahan
frekuensi alele biasanya minimal.
5. Tidak ada penghanyutan genetik rambang (random genetic drift).
Penghanyutan terjadi dalam populasi kecil karena contoh alele yang kecil
bila dibandingkan suatu populasi besar.
6. Meiosis normal sehingga hanya faktor kebetulan yang berlaku dalam
gametogenesis.
Frekuensi genotipe didefinisikan sebagai proporsi atau persentase genotipe
tertentu di dalam suatu populasi. Frekuensi genotipe dapat pula diartikan sebagai
proporsi/persentase individu di dalam suatu populasi yang tergolong ke dalam
genotipe tertentu. Frekuensi genetik menggambarkan susunan genetik populasi
tempat mereka berada. Susunan genetik suatu populasi ditinjau dari gen-gen yang
ada dinyatakan sebagai frekuensi gen, atau disebut juga frekuensi alel, yaitu
frekuensi genotipe dan frekuensi alel adalah data frekuensi golongan darah sistem
MN pada orang Eskimo di Greenland. Frekuensi alel adalah proporsi ataupun
perbandingan keseluruhan kopi gen yang terdiri dari suatu varian gen tertentu
(alel). Dengan kata lain, ia merupakan jumlah kopi suatu alel tertentu dibagi
dengan jumlah kopi keseluruhan alel pada suatu lokus dalam suatu populasi. Ia
dapat diekspresikan dalam bentuk persentase. Dalam genetika populasi, frekuensi
alel digunakan untuk menggambarkan tingkat keanekaragaman genetik pada suatu
individu, populasi, dan spesies (Crowder, 1986).
Frekuensi alel dapat ditentukan berdasarkan jumlah genotip yang berada
dalam populasi. Apabila perkawinan terjadi secara rambang dan bila beberapa
asumsi terpenuhi maka frekuensi alel dalam populasi akan tetap dalam
keseimbangan yang stabil yaitu tidak berubah dari satu generasi ke generasi
berikutnya. Tiap gamet yang berbeda akan terbentuk sebanding dengan frekuensi
masing-masing alelnya dan frekuensi tipe-tipe zigot akan sama dengan hasil kali
dari frekuensi gamet-gametnya. Keadaan demikian disebut keseimbangan
Hardy-Weinberg (Crowder, 1986).
Populasi dapat didefinisikan sebagai kumpulan individu yang membentuk
suatu lungkang gen (gen pool). Apabila perkawinan terjadi secara rambang dan
bila beberapa asumsiterpenuhi maka frekuensi alele dalam populasi akan tetap
dalam keseimbanganyang stabil yaitu tidak berubah dari satu generasi ke generasi
berikutnya. Tiap gamet yang berbeda akan terbentuk sebanding dengan frekuensi
dari frekuensigamet-gametnya. Keadaan demikian disebut keseimbangan
Hardy-Weinberg (Crowder, 1986).
Populasi terdiri atas individu-individu sejenis yang saling berinteraksi.
Populasi menurut hukum Weinberg adalah tetap. Menurut hukum
Hardy-Weinberg jika individu-individu dalam populasi melakukan atau mengadakan
persilangan secara acak dan beberapa asumsi terpenuhi, maka frekuensi alel dalam
populasi akan tetap dalam keseimbangan yang stabil, yaitu tidak berubah dari
generasi ke generasi berikutnya. Tiap gamet yang terbentuk akan sebanding
dengan frekuensi masing-masing alelnya dan frekuensi tiap tipe zigot akan sama
dengan hasil kali dari frekuensi gamet-gametnya (Stanfield, 1991).
Hukum Hardy-Weinberg ini berfungsi sebagai parameter evolusi dalam
suatu populasi. Jika frekuensi gen dalam suatu populasi selalu konstan dari
generasi ke generasi, maka populasi tersebut tidak mengalami evolusi. Jika salah
satu saja syarat tidak dipenuhi maka frekuensi gen berubah, artinya populasi
tersebut telah dan sedang mengalami evolusi. Persamaan dalam hukum
Hardy-Weinberg ini memungkinkan kita untuk menghitung frekuensi alel dalam
kumpulan gen jika kita mengetahui frekuensi genotipe, dan sebaliknya.
Menurut Crowder (1986), Hukum Hardy-Weinberg memudahkan kita dalam
asumsi apakah suatu populasi berada dalam keseimbangan yang stabil frekuensi
alelnya yakni dengan membandingkan populasi alel dalam lokasi pada lokasi
berada, kita dapat menentukan apakah terjadi penyimpangan atau keseimbangan.
Hardy Weinberg sadar bahwa keseimbangan alel dalam suatu populasi dapat
Hardy-Weiberg dapat diterapkan dalam menghitung frekuensi alel pada suatu populasi.
Keseimbangan dari frekuensi alel dalam pusat gen dapat ditulis dengan kalimat
matematika sebagai berikut :
p² + 2pq + q²
Keterangan :
a. p² adalah presentase individu dominan homozigot b. p adalah frekuensi alel dominan
c. q² adalah presentase individu resesif homozigot d. q adalah frekuensi alel resesif
e. 2pq adalah presentase individu heterozigot
dengan p + q = 1, maka ( p+q )² = p² + 2pq + q² = 1
Sifat kuantitatif adalah sifat yang cirinya yang dapat dinilai secara langsung
dengan cara menghitung atau mengukur, dan dinyatakan dalam angka.
Contohnya: lebar daun, panjang perbungaan yang dinyatakan dalam cm atau
jumlah benang sari, jumlah lembar mahkota bunga yang dinyatakan dalam angka.
Sifat kualitatif digambarkan dengan bentuk dan dideskripsikan bukan dalam
angka. Contohnya: duduk daun berhadapan, berseling, buah buni atau buah kotak
(Susanto, 2011).
Percobaan pertama yaitu pengambilan kancing warna sebnayak 200x.
Perbandingan yang diharapkan oleh percobaan antara kancing warna biru (GG),
merah (Gg) dan hijau (gg) = 1 : 2 :1. Percobaan tersebut digunakan untuk
membuktikan Hukum Hardy-Weinberg dan pengujian dengan uji X2. Percobaan
pengambilan kancing warna didapatkan hasil GG = 56, Gg = 95, dan gg = 49.
tersebut diterima. Kesimpulannya pengambilan kancing warna biru, merah, dan
hijau sesuai dengan perbandingan hukum Hardy-Weinberg yang diharapkan.
Percobaan kedua juga digunakan kancing baju warna, sebanyak 100x.
Perbandingan yang diharapkan oleh percobaan antara kancing warna hijau x hijau
(GG), hijau x putih (Gg) dan putih x putih (gg) = 1 : 2 :1. Percobaan tersebut
digunakan untuk membuktikan Hukum Hardy-Weinberg dan pengujian dengan uji
X2. Percobaan pengambilan kedua kancing warna didapatkan hasil GG = 19, Gg =
56, dan gg = 25. Pengujian X2 didapatkan hasil X2 tabel (5,99) > X2 hitung (2,16)
maka, hipotesis tersebut diterima. Kesimpulannya pengambilan secara acak
kancing warna hijau dan putih sesuai dengan perbandingan hukum
Hardy-Weinberg yang diharapkan.
Percobaan yang ketiga yaitu pengambilan populasi kacang tanah untuk
diukur bobotnya sebanyak 100x. Pengamatan ini digunakan untuk mengamati
sifat kuantitatif dari suatu populasi. Berdasarkan hasil penimbangan dan
pengukuran yang telah diamati didapatkan bobot dan jumlah yang berbeda-beda.
Kacang yang berbobot 0,2 gram berjumlah 1; bobot 0,3 gram berjumlah 11; bobot
0,4 gram berjumlah 19; bobot 0,5 gram berjumlah 41; bobot 0,6 gram berjumlah
19; bobot 0,7 gram berjumlah 8; dan bobot 0,8 gram berjumlah 1. Berdasarkan
jumlah yang naik turun sehingga diperoleh grafik bobot dan jumlah kacang tanah
yang berbeda pula. Artinya pengujian ini mendekati garis normal.
Percobaan pengambilan kancing warna sebanyak 200x dan 100x didapatkan
hasil X2 tabel > X2 hitung dan penggunaan hukum Hardy-Weinberg sesuai dengan
yaitu sesuai dengan perbandingan yang diharapkan. Hukum Hardy-Weinberg
memudahkan kita dalam menentukan apakah asumsi diatas terpenuhi dan apakah
suatu populasi berada dalam keseimbangan yang stabil frekuensi alelnya , dengan
membandingkan frekuensi alel dalam populasi pada lokasi berbeda, maka kita
dapat menentukan apakah terjadi penyimpangan dari keseimbangan. Kemudian
kita dapat meneliti gaya-gaya yang menyebabkan penyimpangan tersebut
(Crowder, 1986).
Hukum Hardy – Weinberg menjelaskan bahwa populasi tidak mengalami
evolusi. Kondisi yang diperlukan untuk tetap mempertahankan kesetimbangan
Hardy-Weinberg (Campbell, 2003) adalah ukuran populasi yang sangat besar,
terisolasi dari populasi lain, tidak ada mutasi netto, perkawinan acak, dan tidak
ada seleksi alam.
Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa keseimbangan alel dalam suatu
populasi dapat digambarkan dengan rumus sederhana, penjabaran binomial,
dengan dua alel yaitu ( p + q )2 = 1. Penggunaan rumus ini untuk melukiskan
keseimbangan, dapat ditunjukkan dengan mengamati persilangan anatara gamet
dari genotip yang berbeda. Hubungan p2 + 2pq + q2 tetap, tidak peduli besarnya
frekuensi alel permulaan (p atau q dapat bernilai 0 sampai 1), yaitu frekuensi
genotip pada saat keseimbanagan hanya tergantung dari frekuensi genotip dari
populasi asal. Keseimbangan dapat tercapai dalam satu generasi, kemudian
frekuensi alel dan genotipe tidak berubah dari generasi kegenerasi, asal
syarat-syarat keseimbangan Hardy-Weinberg terpenuhi. Frekuensi alel dapat ditentukan
terjadi keseimbangan, maka frekuensi alel dapat dihitung apabila diketahui
frekuensi satu genotipe homozigote (Crowder,1986).
Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan maka hasil yang didapat
sesuai dengan literatur dari uji X2 yang telah dilakukan. Maka populasi
tersebut mengalami keseimbangan dari perbandingan yang diperoleh. Suatu
populasi yang didalamnya terjadi perubahan dalam keseimbangan populasi
tersebut maka akan terjadi pelanggaran batasan hukum Hardy-Weinberg akan
menyebabkan poulasi tersebut bergerak menjauhi frekuensi keseimbangan
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan, didapatkan hasil pada
percobaan I, frekuensi alelnya adalah q = 0,49 dan p = 0,51; frekuensi genotip pp
= 26,01%; 2pq = 49,98%; qq = 24,01%. Hasil uji X2 adalah X2tabel (5,99) >
X2hitung (0,99), artinya percobaan sudah sesuai dengan perbandingan sehingga
hukum Hardy-Weinberg terbukti. Hasil pada percobaan II, frekuensi alelnya
adalah q = 0,5 dan p = 0,5; frekuensi genotip pp = 25%; 2pq = 50%; qq = 25%.
Hasil uji X2 adalah X2tabel (5,99) > X2hitung (2,16) artinya percobaan sudah
sesuai dengan perbandingan sehingga hukum Hardy-Weinberg terbukti. Hasil
pada percobaan III yaitu grafik hubungan bobot kacang tanah dan jumlahnya
mengalami kenaikan kemudian menurun. Grafik tertinggi (puncak) yaitu pada
titik bobot kacang tanah 0,5 gram dengan jumlah paling banyak yaitu 41 buah.
Berdasarkan grafik tersebut kita dapat melihat keseimbangan yaitu pada saat
bobot kecil, jumlahnya sedikit kemudian naik sampai batas tertinggi kemudian
mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya bobot kacang tanah.
B. Saran
Praktikan disarankan untuk melaksanakan kegiatan praktikum dengan teliti
dan serius terutama pada saat melakukan uji X2 karena menentukan hsil akhir
sehingga hasil yang didapat itu benar dan tidak harus direvisi.
Campbell, Neil. A., dkk. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
___________________. 2003. Biologi Edisi Kelima Jilid 2. Erlangga. Jakarta.
Crowder, L.V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Mulliadi, Dudung dan Johar Arifin. 2010. “Pendugaan Keseimbangan Populasi dan Heterozigositas Menggunakan Pola Protein Albumin Darah pada Populasi Domba Ekor Tipis (Javanese Thin Tailed) di Daerah Indramayu”.
Jurnal Ilmu Ternak, Vol. 10 No. 2 : 65-72.
Stanfield, W. D. 1991. Genetika Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.
Suryo. 1986. Genetika. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Susanto, Agus Heri. 2011. Genetika. Graha Ilmu. Jakarta.
