Laporan Genetika 2 Persilangan Monohibrid [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA



PERSILANGAN MONOHIBRID Dosen Pengampu: Dr. Harini Nurcahya, M.Si.



Ditulis oleh: Stefan Martinus 183112620150085



LABORATORIUM MIKROTIKA FAKULTAS BIOLOGI UNIVERSITAS NASIONAL JAKARTA 2019



BAB I. PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Suatu organisme akan memiliki sifat yang diperoleh dari indukannya baik yang jantan ataupun betina. Sifat yang diperoleh pun beragam dan memiliki pola dalam pewarisan sifat (hereditas) tersebut. Pola tersebut membuat para peneliti khususnya para ahli genetika memulai risetnya dalam mencari pengode sifat dalam hereditas makhluk hidup. Ilmu tersebut mulai berkembang dari penelitian Gregor Mendel yang meneliti sifat kacang kapri (Pisum sativum) pada tahun 1865. Sifat dari faktor keturunan ditentukan oleh suatu unit dasar yang diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya, unit dasar ini disebut unit genetik atau gen. Faktor yang bisa dikatakan sebagai gen memiliki ciri, yaitu (1) diwariskan dari generasi ke generasi dimana keturunannya mempunyai persamaan fisik dari ciri tersebut; (2) membawa informasi yang berkaitan dengan struktur, fungsi, dan sifat-sifat biologi lainnya (Mustami, 2013). Genetika merupakan cabang ilmu dari biologi yang mencoba menjelaskan persamaan dan perbedaan sifat yang diturunkan pada makhluk hidup. Selain itu, genetika juga mencoba menjawab pertanyaan yang berhubungan dengan apa yang diturunkan atau diwariskan dari induk kepada turunannya, bagaimana mekanisme materi genetika itu diturunkan, dan bagaimana peran materi genetika tersebut (Wirjoesoemarto, TT). Mendel mengadakan percobaan di kebunnya dengan tanaman kacang kapri. Di kebunnya Mendel mempunyai tanaman kacang kapri yang beraneka ragam, ada yang mempunyai bunga merah dan putih, ada yang tanamannya tinggi dan rendah, duduk bunga, warna dan bentuk polong berbeda (Gambar 1). Mendel memilih tanaman kapri yang berbunga merah dan putih untuk mempelajari penurunan sifat bunga merah dan putih kacang kapri. Dia berulang kali mengadakan pembastaran antara tanaman kacang kapri bunga merah dengan tanaman kapri berbunga putih dan hasilnya dicatat dengan sangat teliti. Caranya dengan menyerbukkan tepung sari bunga putih ke putik bunga merah. Secara terinci percobaan Mendel dengan tanaman kacang kapri dapat diterangkan sebagai berikut. Mula-mula Mendel memilih tanaman kacang kapri yang bunganya merah. Tanaman kapri bunga merah diserbuki sendiri, artinya serbuk sari bunga kapri merah diserbukkan pada putik bunga kapri merah yang sama. Setelah itu, ditunggu sampai kacang kapri menghasilkan buah. Setelah buah kacang kapri masak, kemudian diambil bijinya dan ditanam lagi. Dari biji tersebut, akan diperoleh tanaman kapri yang berbunga merah. Kemudian diadakan penyerbukan sendiri dan setelah buah masak diambil bijinya dan ditanam lagi,



Gambar 1. Varians sifat tanaman Kacang Kapri pada percobaan Mendel



dilakukan begitu berulang kali sehingga yakin bahwa tanaman kacang kapri tersebut akan selalu menghasilkan tanaman kapri yang berbunga merah saja. Demikian pula hal itu dilakukan pada tanaman kapri berbunga putih, berulang kali sehingga yakin bahwa tanaman kapri berbunga putih akan selalu menghasilkan tanaman kapri yang berbunga putih saja. Dikatakan bahwa telah diperoleh tanaman kacang kapri berbunga merah galur murni, dan tanaman kacang kapri berbunga putih galur murni. Selanjutnya, apa yang akan dilakukan pada percobaan itu? Caranya sebagai berikut: Sediakan tanaman kacang kapri berbunga merah dan kacang kapri berbunga putih. Kedua tanaman kacang kapri galur murni, yaitu yang berbunga merah dan yang berbunga putih dipergunakan sebagai induk, atau sebagai Parental (disingkat P). Serbuk sari dari bunga merah diletakkan pada kepala putik bunga putih. Ini artinya telah diadakan penyerbukan silang dengan satu sifat beda (Gambar 2) yang dikenal dengan istilah monohibrid,yaitu terkait dengan warna bunga.



Gambar 2. Penyerbukan silang antara bunga putih dan ungu



Setelah diadakan penyerbukan, tunggu beberapa bulan sampai muncul buah pada tanaman kacang kapri bunga merah atau pada tanaman yang berbunga putih. Setelah buah masak, bijinya diambil dan biji-biji tadi ditanam lagi. Tunggu beberapa minggu sampai tanaman kacang kapri yang tumbuh dari biji tersebut berbunga. Tanaman kacang kapri hasil pembastaran ini disebut sebagai turunan ke-1, atau sebagai Filial ke-1 (disingkat F1). Amati warna-warna bunga yang terjadi. Warna bunga yang timbul pada tanaman kacang kapri F1 terssebut, yaitu semua bunganya berwarna merah pada tanaman kacang kapri F1. Mendel menyimpulkan bahwa sifat merah dari bunga disebut sifat dominan terhadap sifat putih dari bunga tanaman kacang kapri. Artinya, sifat merah akan ”mengalahkan” sifat putih bunga pada tanaman kacang kapri sehingga sifat putih ”tertutup” oleh sifat merah sehingga sifat putih tidak tampak (Gambar 3).



Gambar 3. Pembastaran antara tanaman kacang kapri bunga merah dan bunga putih menghasilkan turunan F1 yang semuanya berbunga merah, dan turunan F2 yang berbunga merah 3 bagian dan berbunga putih 1 bagian atau 3:1.



Sifat putih yang seolah-olah tertutup atau kalah oleh sifat merah, disebut sebagai sifat resesif. Sifat merah atau putih dari bunga, atau sifat bulat atau lonjong dari bentuk biji, selanjutnya kita sebut sebagai gen. Pada waktu itu Mendel menyebut sifat tanaman seperti warna bunga, bentuk biji, tinggi rendahnya tanaman sebagai sifat atau faktor saja. Penjelasan



tentang apa itu gen secara mendalam akan Anda pelajari pada bagian lain dari modul ini. Selanjutnya, apa yang dilakukan Mendel? Mendel membastarkan tanaman kacang kapri F1 dengan tanaman kacang kapri F1 lainnya. Jadi, di sini tanaman kacang kapri F1 yang berbunga merah dibastarkan dengan kacang kapri F1 yang berbunga merah juga. Hasilnya bagaimana? Ternyata turunan yang dihasilkan atau turunan ke-2 atau Filial ke-2 (disingkat F2), memberikan hasil tanaman kacang kapri yang berbunga merah dan putih dengan perbandingan 3:1. Artinya, dari biji hasil pembastaran atau penyilangan setelah ditanam akan menghasilkan 3 bagian tanaman kacang kapri yang berbunga merah dan 1 bagian tanaman kacang kapri berbunga putih (Gambar 3). Ini berarti apabila dihasilkan 100 tanaman kacang kapri pada turunan F2 maka akan dihasilkan 75 tanaman kacang kapri yang berbunga merah, dan 25 tanaman kacang kapri yang berbunga putih pada turunan F2 tersebut. Sedangkan untuk mengetahui genotip dalam penyilangan tanaman ini pada (Gambar 4).



Gambar 4. Penyilangan kacang kapri merah dan putih yang menghasilkan keturunan F 2 dilihat dari genotip dan fenotipnya



Umpamakan sifat atau gen bunga merah kita namakan M, dan sifat atau gen bunga putih kita namakan m. Ada perjanjian cara penulisan simbol huruf bagi gen yang bersifat dominan dan yang resesif. Gen yang dominan ditulis dengan huruf kapital (huruf besar), sedangkan yang bersifat resesif ditulis dengan simbol huruf kecil. Maka tanaman yang berbunga merah galur murni mempunyai genotip MM, dan yang berbunga putih galur murni mempunyai genotip mm. Gen-gen tadi juga berpasangan atau memiliki alel. Oleh karena itu, gen pada tanaman kacang kapri selalu ditulis dengan simbol huruf secara lengkap, misalnya MM, Mm, dan mm.



Dari percobaan inilah yang melatar belakangi pemikiran mendel tentang Hukum Mendel I atau Hukum Segregasi. Dimana, sebelum melakukan suatu persilangan, setiap individu menghasilkan gamet-gamet yang kandungan gennya separuh dari kandungan gen pada individu. Sebagai contoh, individu DD akan membentuk gamet D, dan individu dd akan membentuk gamet d. Pada individu Dd, yang menghasilkan gamet D dan gamet d, akan terlihat bahwa gen D dan gen d akan dipisahkan (disegregasi) ke dalam gamet-gamet yang terbentuk tersebut. Prinsip inilah yang kemudian dikenal sebagai hukum segregasi atau hukum Mendel I (Laird dan Lange, 2010). B. Tujuan Praktikum Praktikum ini bertujuan untuk: - Mengetahui peranan gen dalam pewarisan sifat, khususnya dalam persilangan monohibrid. - Mempelajari sifat hukum mendel pada jagung genetik (Genetic Corn). - Memahami penerapan Hukum Mendel I dilihat dari rasio fenotip dan genetiknya menggunakan analisis statistk.



BAB II. METODE PENGAMATAN



A. Alat dan Bahan Dalam praktikum ini diperlukan alat dan bahan sebagai berikut: Alat :



Bahan :



- Lembaran data



- Preparat Jagung Monohibrid



- Alat tulis - Kalkulator B. Cara Kerja a. Disiapkan alat dan bahan yang diperlukan. b. Diamati sifat warna berbeda preparat jagung monohibrid. c. Dihitung jumlah biji jagung yang berwarna kuning dan ungu pada bongkol jagung tersebut. d. Setelah diamati data tersebut dicatat dalam lembaran data yang telah disediakan. e. Dianalisis data yang diperoleh dengan cara analisis statistic untuk menentukan jika jagung tersebut mewakili Hukum Mendel I.



BAB III. HASIL DAN PEMBAHASAN



A. Hasil Praktikum Dari praktikum ini ingin dilakukan penyilangan dua galur murni yang monohibrid pada tanaman Jagung (Zea mays) dimana yang dominan adalah warna ungu dengan alel P dan yang resesif berwarna kuning dengan alel p (Gambar 5).



Gambar 5. Jagung galur murni yang akan disilangkan



P1



:



Jagung Ungu



X



(PP) Gamet :



F1



SEGREGASI



P



:



Jagung Kuning (pp) p



Pp Jagung Ungu



P2



:



Pp



Gamet :



P, p



F2



:



X



Pp P, p



Gamet



P



p



P



PP



Pp



p



Pp



Pp



1



Rasio Genotip : PP = 4 = 25% (Jagung Ungu) 2



Pp = 4 = 50% (Jagung Ungu) 1



Pp = 4 = 25% (Jagung Kuning) Rasio Fenotip : Jagung Ungu = 75% Jagung Kuning = 25%



Setelah melakukan analisis menggunakan Hukum Mendel nilai yang diharapkan (Expected) dari jagung adalah 75% dari total jagung berwarna ungu dan 25% dari total jagung berwarna kuning. Pengambilan sampel dilanjutkan dengan mengobservasi (Observed) jumlah biji jagung yang ada (Tabel 1). Tabel 1. Persilangan Monohibrid dengan Analisis Statistik



Ungu



Kuning



Jumlah



Observed (o)



592



166



758



Expected (e)



568,5



189,5



758



Deviation (o-e)



23,5



-23,5



00



X2 hitung



0,971



2,914



3,885



X2 tabel



-



-



3,84



α=0,05; df=1 Kesimpulan



Tidak sesuai dengan Hukum Mendel I (tolak H0)



B. Pembahasan Dari percobaan ini ingin dilakukan pembuktian kesesuaian Hukum Mendel I terkait kemampuan jagung dalam memisahkan (segregasi) gennya secara utuh menjadi gamet-gamet yang memiliki dua dominansi. Gamet P adalah gen dominan yang berwarna ungu dan gamet p adalah gen resesif yang berwarna kuning. Warna pada jagung dipicu oleh sintesis pigmen yang dilakukan oleh gen tersebut. Menurut Ford (2000) terdapat tiga warna biji jagung yaitu kuning, merah dan ungu. Ketiga warna tersebut diproduksi oleh sintesis pigmen dari satu atau dua jalur metabolik, yaitu karotenoid yang mensintesis pigmen kuning dan antosianin yang mensintesis pigmen merah dan ungu. Namun, pada percobaan ini kita hanya memakai jagung yang memiliki warna ungu dan kuning (Gambar 6). Warna ungu yang terdapat pada jagung ungu disebabkan oleh tingginya kandungan antosianin, khususnya jenis Chrysanthemin (cyanidan 3-O.glucoside), pelargonidin 3-O-B-D-Glucoside). Antosianin berasal dari bahasa Yunani, anthos yang berarti bunga sementara kyanos berarti biru. Antosianin yang mengatur warna biji seperti ungu, violet dan merah yang banyak terkandungan dalam sayur dan buah (Hanafi dkk, 2012). Pemilihan jagung sebagai preparat pada praktikum ini dipilih karena, biji jagung mudah diamati, jumlahnya banyak, dapat ditemui di setiap musim, pembedanya terlihat jelas dan beragam mulai dari warna biji,bentuk biji, tongkolnya, dll. Percobaan pada Hukum Mendel I diketahui bahwa rasio fenotip dari jagung seharusnya adalah 75%:25%, dimana 75% jagung



ungu dan 25% jagung kuning. Namun, saat melakukan pengamatan rasio fenotip jagung (Observed) adalah 78%:22%. Nilai ini berbeda dari rasio fenotip yang diharapkan (Expected), perbedaan ini lebih diperjelas lagi dengan melakukan uji statistic menggunakan Chi-Square dimana nilai mutlak X2 hitung > X2 tabel, dimana harus menolak H0nya yaitu tidak ada perbedaan (sesuai dengan Hukum Mendel I).



Gambar 6. Jagung Monohibrid yang digunakan



Hal ini bisa terjadi mungkin karena beberapa alasan, yaitu data preparat tidak bisa mewakili jumlah populasi pada percobaan ini sehingga tidak sesuai dengan Hukum Mendel I. Kemungkinan yang kedua terjadi kesalahan dalam pengamatan preparat sehingga data yang dimasukan tidak valid. Kemungkinan yang ketiga terjadinya gangguan selama alel mengalami segregasi sehingga membuat warna yang terekspresikan pada biji jagung tidak sesuai.



BAB IV. PENUTUP



A. Kesimpulan Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa: 



Gen memiliki peranan dalam pewarisan sifat, dimana pigmen warna pada jagung memiliki pola hereditas tersendiri.







Hukum Mendel I atau H. Segregasi berperan penting dalam penentuan sifat dari suatu organisme yang dapat diturunkan.







Berdasarkan data analisis statistic dapat diperoleh bahwa jagung yang digunakan praktikan tidak sesuai dengan Hukum Mendel I.



B. Saran Dari percobaan ini praktikan dapat memberikan saran agar praktikum kedepannya dapat berjalan dengan lancer dan semestinya, yaitu: 



Menggunakan preparat lain yang lebih mewakili Hukum Mendel I dibandingkan dengan warna jagung, misalnya warna bunga atau bentuk biji dll.



DAFTAR PUSTAKA Camin YR, Widowati R, Nurcahya H. 2016. Penuntun genetika praktek. Jakarta: Universitas Nasional Ford RH. 2000. Inheritance of kernel color in corn: Explanation and investigation. The American Biology Teacher. University California Press. 62:181-188. Hanafi, Ujianto L dan Idris. 2012. Evaluasi karakteristik keturunan hasil persilangan antara jagung lokal berbiji ungu (zea mays l.) Dengan jagung manis berbiji putih bernas (Zea mays saccharata Sturt). Crop Agro. 5:1-7. Laird NM dan Lange C. 2010. Principle of Inheritance: Mendle Law and Genetic Model 2010 The Fundamentals of Modern Statistical Genetics Statistics for Biology and Health. Mustami MK. 2013. Genetika. http://repository.uinjkt.ac.id/dspace/bitstream/123456789/ 32433/1/Lebba%20Kadorre%20Pongsibanne.pdf. Diakses pada 6 Oktober 2019. Wirjosoemarto



K.



TT.



Hukum



Mendel



dan



Pewarisan



Sifat.



http://repository.ut.ac.id/4302/3/PEBI4311-M1.pdf. Diakses pada 6 Oktober 2019.