Semester 2 Bab 5 Pewarisan Sifat Pada Makhluk Hidup

Bab 5

Pewarisan Sifat Pada Makhluk Hidup

Standar Kompetensi:
Memahami kelangsungan hidup makhluk hidup
Kompetensi Dasar:
- Mendeskripsikan konsep pewarisan sifat pada makhluk hidup
- Mendeskripsikan proses pewarisan dan hasil pewarisan sifat dan penerapannya

Ringkasan Materi

       Sungguh besar Tuhan Yang Maha Esa yang telah menciptakan semuamakhluk hidup.Apabila kitamengamati alamsekitar, akan terlihat adanya persamaan dan perbedaan sifat organisme, antara orang tua dengan anak-anaknya atau antara induk dengan keturunannya. Setiap organisme memiliki sifat alami, yaitu melakukan pekembangan untuk mempertahankan kelestarian jenisnya dari bahaya kepunahan. Perkembangbiakan dapat berlangsung secara vegetatif dan generatif.

       Pada umumnya perkembangbiakan generatif dalam prosesnya diperlukan adanya sel kelamin. Melalui gamet inilah sifat suatu individu diwariskan kepada keturunannya. Adanya sifat-sifat yang diwariskan dari induk pada keturunannya telah lama diketahui. Cabang ilmu biologi yang khusus meneliti penurunan sifat-sifat pada makhluk hidup disebut genetika. Meskipun orang telah mengetahui adanya penurunan sifat pada makhluk hidup, mereka belum mengetahui bagaimana cara sifat-sifat tersebut diturunkan dari induk kepada keturunannya. Baru pada abad ke 19, Gregor Johann Mendel, seorang biarawan dari kota Brunn, Austria, meneliti genetika secara sistematis.

A. Gen dan Kromosom
Setiap makhluk hidup memiliki substansi genetik. Substansi genetik bisa dijumpai pada seluruh sel-sel misalnya pada sel tulang, sel darah maupun sel gamet. Substansi genetik ini yang dikenal sebagai kromosom. Jumlah kromosomtiap jenis organisme bersifat spesifik sehingga dapat digunakan untuk membedakan jenis organisme. Kromosom merupakan faktor pembawa sifat.Kromosomterdapat dalaminti sel (nukleus) dan tersusun atas gen-gen. Gen berperan penting dalam mengatur pertumbuhan atau munculnya sifatsifat keturunan. Dapat dikatakan gen merupakan faktor penentu sifat. Dengan demikian makhluk hidup dengan jumlah kromosom sama dapat memiliki sifat yang berbeda.
Tabel: Perbandingan jumlah kromosom berbagai organisme

Berdasarkan jumlah perangkatnya kromosom dibedakan menjadi:

1. Kromosom Diploid (2n)
Kromosom diploid adalah kromosom yang masih berpasangan atau terdiri atas dua perangkat. Kromosom diploid terdapat pada sel-sel tubuh (sel somatik). Pada sel tubuh manusia misalnya sel saraf, sel darah dan sel tulang dan sel tubuh lainnya ada 46 kromosom. Pada sel tubuh tumbuhan jagung misalnya sel epidermis, sel xylem
dan sel floem memiliki 20 kromosom dan sebagainya. Kromosom diploid yang
terdiri atas dua perangkat (set) sebenarnya merupakan gabungan dari kromosom
induk jantan dan betina masing-masing separoh (1 set) yang terdapat dalam sel gamet.

 2. Kromosom Haploid (n)
Kromosom haploid adalah kromosom yang hanya seperangkat saja atau tidak
berpasangan lagi. Kromosom haploid hanya memiliki separoh kromosom induknya.
Kromosom haploid dimiliki oleh sel gamet (sel kelamin), misalnya serbuk sari jagung
hanya memiliki 10 kromosom.
Istilah-istilah dalam persilangan
a. Genotipe adalah susunan gen dalam suatu organisme yang tidak tampak dari luar. Genotipe dikode dengan abjad atau huruf, misal MM yang menkode warna merah pada bunga.
b. Fenotipe adalah sifat yang tampak dari luar. Fenotipe merupakan sifat - sifat gabungan antara sifat genotipe dengan lingkungan. Contoh fenotipe bungamerah, buah besar, dan buah manis.
c. Dominan adalah sifat yang muncul/menang pada keturunan. Dikode dengan huruf besar.
d. Resesif adalah sifat yang tidak muncul pada keturunannya. Dikode dengan huruf kecil.
e. Homozigot adalah pasangan gen yang sama. Homozigot dibedakan menjadi dua, yaitu homozigot dominan (misal AA) dan homozigot resesif (misal aa).
f. Heterozigot adalah pasangan gen yang berlainan, contoh Aa dan Mm.
g. Alel adalah gen yang merupakan pasangan dari bentuk alternatif terhadap sesamanya dan terletak pada lokus yang bersesuaian pada kromosom homolog.
Contoh: Bb, B adalah alel dari b, dan b adalah alel dari B.
h. Intermediat adalah sifat suatu individu yang merupakan gabungan dari sifat kedua induknya. Hal ini dapat terjadi karena sifat kedua induk yang muncul sama kuat (kodominan).Misalnya bunga warna merah disilangkan dengan bunga warna putih, menghasilkan keturunan berwarna merah muda.
i. Hibrid adalah hasil perkawinan antara dua individu yang memiliki sifat beda. Bila individu tersebut memiliki satu sifat beda disebut monohibrid, dua sifat beda disebut dihibrid, tiga sifat beda trihibrid, dan sebagainya.
j. Hibridisasi adalah persilangan dua individu yang memiliki dua sifat beda.
k. P singkatan dari parental, artinya induk
l. F singkatan dari filius, artinya keturunan. F1 artinya keturunan I, F2 artinya keturunan II (keturunan dari hasil persilangan antar F1).

 

B. Percobaan Mendel
Mendel menggunakan kacang ercis (Pisum sativum) sebagai bahan percobaannya, karena:
1. Daur hidupnya pendek
2. Dapat melakukan penyerbukan sendiri
3. Mudah dipelihara dan mudah disilangkan
4. Jumlah keturunannya banyak


Percobaan Mendel menghasilkan Hukum Mendel.
1. Hukum Mendel I (prinsip segregasi/pemisahan secara bebas) yangmenyatakan bahwa "pada pembentukan gamet, dua gen yang berpasangan akan dipisahkan ke dalam
dua sel atau gamet secara bebas."

2. Hukum Mendel II (prinsip berpasangan secara bebas) yang menyatakan bahwa "pada pembentukan gamet, gen-gen yang memisahkan diri dari suatu pasangan akan secara bebas berkelompok dengan gen-gen lain yang berasal dari pasangan lain."

1. Persilangan Monohibrid
Persilangan monohibrid adalah persilangan yang hanya memperhatikan satu sifat beda saja.
a. Monohibrid Dominasi
   Persilanganmonohibrid dominasimemiliki ciri-ciri akan diperoleh keturunan dengan sifat seragam atau memiliki sifat sama dengan salah satu induknya. Persilangan ini dilakukan denganmenggunakan galurmurni, yaitu individu yang memiliki sifat tetap (ajeg) walaupun sudah disilangkan berkali-kali. Seperti disebutkan bahwa Mendel melakukan percobaan pada tanaman ercis. Mendel mencoba persilangan dengan memperhatikan satu sifat beda yaitu tinggi tanaman ercis. Setelah diperoleh galur murni tanaman ercis batang tinggi dan galur murni tanaman ercis batang pendek, kemudian dilakukan persilangan antarkeduanya.
Persilangan yang dilakukan Mendel memperoleh hasil yang menarik, semua keturunannya (filial 1) berbatang tinggi. Atas dasar itu Mendel menyatakan sifat tinggi pada tanaman ercis sebagai sifat dominan, karena sifat tinggi menutupi sifat pendek. Sebaliknya sifat pendek dinyatakan sebagai sifat resesif. Mendel melanjutkan percobaan dengan melakukan persilangan keturunan pertama (F1) dengan sesamanya. Ternyata diperoleh keturunan kedua (F2) tanaman ercis batang tinggi dan ercis batang pendek. Atas dasar hasil percobaan persilangan yang dilakukan berulang kali,Mendelmenemukan kesamaan bahwa pada turunan kedua (F2) jumlah tanaman ercis batang tinggi berbanding tanaman ercis batang pendek adalah 3 : 1. Untuk lebih jelasnya perhatikan bagan persilangan berikut:

P (induk) :     Tanaman ercis     ×     Tanaman ercis
                     Batang tinggi             Batang pendek
                           TT                              tt
G (sel kelamin) :    T                :              t
F1 (turunan pertama)               Tt
                         Tanaman ercis batang tinggi
Jika F 1 disilangkan sesamanya
P (induk) :     Tanaman ercis         ×     Tanaman ercis
                      batang tinggi                  batang tinggi
                             Tt                                  Tt
G (sel kelamin)    T dan t              :            T dan t

Dari diagram papan catur di atas diperoleh perbandingan:
- Perbandingan genotip = TT : Tt : tt
                                  = 1 : 2 : 1

- Perbandingan fenotip = Batang tinggi : batang pendek
                                  =       3           :           1

b. Monohibrid Intermediet
Persilangan monohibrid intermediet memiliki ciri-ciri akan diperoleh keturunan yang memiliki sifat berbeda dengan kedua induknya atau memiliki sifat yang merupakan campuran sifat kedua induknya. Adanya sifat dominan maupun resesif tidak dijumpai dalampersilangan intermediet. Dalampersilangan monohibrid intermediet pada F2 akan diperoleh perbandingan genotip maupun fenotip ; 1 : 2 : 1. Untuk lebih jelasnya perhatikan skema persilangan berikut:
P (induk/parental) : Tanaman bunga × Tanaman bunga
                               Warna merah        Warna putih
                                     MM                     mm
G (sel kelamin) :              M                        m
F1 (turunan pertama)                    Mm
                               Tanaman bunga merah muda
Jika F1 disilangkan sesamanya, maka:
P (induk/parental) : Tanaman bunga × Tanaman bunga
                               Merah muda          Merah muda
                                      Mm                      Mm
G (sel kelamin) :          M dan m               M dan m

Dari diagram papan catur di atas diperoleh perbandingan:
- Perbandingan genotip = MM : Mm : mm
                                  = 1 : 2 : 1
- Perbandingan fenotip = Merah : merah muda : putih
                                 = 1 : 2 : 1

2. Persilangan Dihibrid
Persilangan dihibrid merupakan persilangan yang hanya memperhatikan dua sifat beda saja, sementara sifat beda yang lain diabaikan. Persilangan dihibrid juga pertama kali dikemukakan oleh Mendell. Dalam percobaan yang dilakukan sama seperti pada monohibrid yaitu menggunakan tanaman kacang ercis. Ada dua sifat beda yang diteliti yaitu bentuk biji dan warna biji. Sifat beda bentuk biji meliputi ercis bentuk biji bulat dan biji keriput, sedangkan sifat beda warna biji meliputi ercis warna biji kuning dan warna biji hijau. Mendell menyilangkan kacang ercis biji bulat warna kuning dengan ercis biji keriput warna hijau. Kedua induk sudah merupakan galur murni homozigot. Dari persilangan ini Mendell menemukan perbandingan fenotip yang menarik pada F2 nya, yaitu ercis biji bulat warna kuning ; bulat hijau ; keriput kuning ; keriput hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1.

Untuk lebih jelasnya perhatikan bagan persilangan dihibrid berikut ini.

P (induk) :                 Tanaman ercis                   ×                Tanaman ercis
                          Berbiji bulat warna kuning                   Berbiji keriput warna hijau
                                      BBKK                                                 bbkk
G (sel kelamin) :                BK                            ;                       bk
F1 (turunan pertama):                                     BbKk
                                           Tanaman ercis berbiji bulat warna kuning
Jika F1 disilangkan sesamanya maka:
P (induk) :                      Biji bulat                      ×                   Biji bulat
                                Warna kuning                                   Warna kuning
                                      BbKk                                                BbKk
G (sel kelamin) :     BK, Bk, bK dan bk ;                             BK, Bk, bK dan bk

Dari diagram papan catur di atas (F2) diperoleh
Perbandingan fenotip = bulat kuning : bulat hijau : keriput kuning : keriput hijau
                               =          9        :      3         :           3         :      1

 

C. Penurunan Sifat Pada Manusia
     Manusia mempunyai 23 pasang kromosom yang terdiri dari autosom (kromosom tubuh) dan gonosom (kromosom kelamin). Maka rumus kromosom pada pria adalah 22AAXY dan pada wanita 22AAXX. Rumus tersebut artinya manusia memiliki 22 pasang autosom dan sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin (gonosom/kromosom seks). Jadi kromosom seks ada dua jenis, yaitu XY untuk pria dan XX untuk wanita.

1. Pewarisan Sifat yang Terpaut dalam Kromosom Seks
Gen yang bertempat pada kromosom seks disebut gen terpaut seks. Sifat gen yang terpaut dalam seks sifatnya bergabung dengan jenis kelamin tertentu dan diwariskan bersama kromosom seks. Umumnya gen terpaut seks terdapat pada kromosom X, tetapi ada juga yang terpaut pada kromosom Y.
       a. Buta warna
Orang yang menderita buta warna tidak dapat membedakan warna-warna tertentu, buta warna merah hijau, tidak mampu membedakan warna merah dan hijau. Buta warna ini dikendalikan oleh gen resesif. Gen ini terpaut dalam kromosom X. Terdapat 5 kemungkinan genotipe, yaitu:

1) XC XC : wanita normal
2) Xc Xc : wanita buta warna
3) XC Xc : wanita pembawa buta warna/karier
4) XC Y : pria normal
5) Xc Y : pria buta warna

         b. Hemofilia
Hemofilia merupakan kelainan di mana seseorang darahnya tidak dapat/ sulit membeku bila luka. Luka kecil pun dapatmenyebabkan penderitameninggal karena terjadi pendarahan yang terus-menerus. Gen yang mengendalikan sifat ini adalah gen resesif dan terpaut dalam kromosom X. Dalam keadaan homozigot resesif gen ini bersifat letal (menimbulkan kematian). Beberapa kemungkinan susunan genotip adalah:
1) XH XH : wanita normal
2) Xh Xh : wanita hemofilia bersifat letal
3) XH Xh : wanita pembawa/karier
4) XH Y : pria normal
5) Xh Y : pria hemofilia

2. Penurunan Sifat Golongan Darah Sistem A, B, O
Untuk mengetahui kemungkinan susunan genotip dari golongan darah sistem A, B, O, perhatikan tabel berikut ini!


Tabel Hubungan antara Fenotip Golongan Darah, Genotip, dan Macam Gamet

D. Manfaat Persilangan Bagi Manusia
Persilangan tumbuhan atau hewan ini sangat bermanfaat karena dapat memilih sifatsifat yang baik dan menghilangkan sifat-sifat yang kurang baik, dengan demikian persilangan dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul atau menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat yang unggul atau yang baik, dengan demikian manfaat persilangan antara lain:
1. Menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat yang baik.
2. Menghasilkan bibit unggul baik pada tumbuhan maupun hewan, misalnya varietas tanaman jenis unggul hasil persilangan PB5, PB8, IR22, IR24, juga pada ternak,misalnya sapi santa gertrudis, hasil persilangan sapi brahman dengan sapi shorthorn.

 

Soal