![SMA - Biologi - Paket 06 - Genetika - PKB2019 - DIKMEN [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/sma-biologi-paket-06-genetika-pkb2019-dikmen.jpg)
4 0 13 MB
Paket Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB) MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP) BERBASIS ZONASI MATA PELAJARAN BIOLOGI SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
GENETIKA Penulis: Any Suhaeny, M.Si Savina Melia, M.Si Penyunting: Arief Husein Maulani, M.Si Apon Purnamasari, M.Pd Desainer Grafis dan Ilustrator: TIM Desain Grafis
Copyright © 2019 Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Paket Unit Pembelajaran Genetika
KATA SAMBUTAN Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Saya menyambut baik terbitnya Paket Unit Pembelajaran dalam rangka pelaksanaan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu upaya Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga
Kependidikan
(Ditjen
GTK)
dalam
meningkatkan
kualitas
pembelajaran yang berfokus pada upaya mencerdaskan peserta didik melalui pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Program berbasis zonasi ini dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran. Paket unit pembelajaran ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan Kemendikbud yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS). Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi, menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental yang paling dasar. Sasaran Program PKB melalui PKP berbasis zonasi ini adalah seluruh guru di wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang diampu di wilayahnya masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK).
iii
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Semoga Paket Unit Pembelajaran ini dapat digunakan dengan baik sebagaimana
mestinya
sehingga
dapat
menginspirasi
guru
dalam
mengembangkan materi dan melaksanakan proses pembelajaran yang berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi yang bermuara pada meningkatnya kualitas lulusan peserta didik. Untuk itu, kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Paket Unit Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang kita lakukan. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Jakarta, Juli 2019 Direktur Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan,
Dr. Supriano, M.Ed. NIP. 196208161991031001
iv
Paket Unit Pembelajaran Genetika
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah Swt., Tuhan YME, karena atas izin dan karunia-Nya Paket Unit Pembelajaran Program Pengembangan Keprofesian
Berkelanjutan
(PKB)
melalui
Peningkatan
Kompetensi
Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi ini dapat diselesaikan. Paket Unit Pembelajaran ini disusun berdasarkan analisis Standar Kompetensi Lulusan, Standar Isi, Standar Proses, dan Standar Penilaian serta analisis Ujian Nasional (UN). Hasil UN tahun 2018 menunjukkan bahwa peserta didik masih lemah dalam keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) seperti menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi. Hasil tersebut ternyata selaras dengan capaian PISA (Programme for International Student Assessment) maupun TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study). Oleh karena itu, perserta didik harus dibiasakan dengan pembelajaran dan soalsoal yang berorientasi kepada keterampilan berpikir tingkat tinggi agar meningkat kemampuan berpikir kritisnya. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK), berupaya meningkatkan kualitas pembelajaran yang bermuara pada peningkatan kualitas lulusan peserta didik dengan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Program ini dikembangkan dengan menekankan pembelajaran yang berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi.
v
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan pemerataan mutu pendidikan, maka pelaksanaan Program PKP dilakukan dengan mempertimbangkan aspek kewilayahan (Zonasi). Melalui zonasi ini, pengelolaan komunitas guru seperti Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP) SMA/SMK dan SLB, dan Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK) dilaksanakan dengan memperhatikan keragaman mutu pendidikan. Kami ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh tim penyusun yang berasal dari Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan bidang Kelautan dan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LPPPTK KPTK), Lembaga Penjaminan Mutu Pendidikan (LPMP), dan Perguruan Tinggi serta semua pihak yang telah berkontribusi dalam mewujudkan penyelesaian Paket Unit Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang kita lakukan. Wassalamu’alaikum Warahmatulahi Wabarakatuh
Direktur Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus,
Ir. Sri Renani Pantjastuti, M.P.A. NIP. 196007091985032001
vi
Paket Unit Pembelajaran Genetika
DAFTAR ISI Hal KATA SAMBUTAN __________________________________III KATA PENGANTAR __________________________________ V DAFTAR ISI______________________________________ VII PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN ________________ 1 UNIT PEMBELAJARAN 1 SUBSTANSI GENETIK _____________ 3 UNIT PEMBELAJARAN 2 PEWARISAN SIFAT PADA MAKHLUK HIDUP ______________________________________ 71 UNIT PEMBELAJARAN 3 HEREDITAS PADA MANUSI _______ 137
PENUTUP _______________________________________ 213 DAFTAR PUSTAKA_________________________________ 215
vii
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
viii
Paket Unit Pembelajaran Genetika
PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN Paket unit enam disusun sebagai kumpulan sumber bahan ajar alternatif bagi guru yang tersusun atas Unit Substansi Genetik, Unit Pewarisan Sifat, dan Unit Hereditas pada Manusia. Melalui paket unit tersebut diharapkan guru mendapatkan tambahan pengetahuan untuk mengajarkan materi tersebut ke peserta didiknya sesuai capaian kompetensi dasar (KD), terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik. Selain itu, unit-unit ini juga dikemas aplikatif sehingga guru dan peserta didik dapat menerapkan dasardasar pengetahuan genetika dalam kehidupan sehari-hari. Paket unit genetika terdiri dari tiga unit pembelajaran. Masing-masing unit memuat sepuluh komponen yaitu kompetensi dasar, perumusan indikator pencapaian kompetensi, aplikasi di dunia nyata, soal-soal tes UN/USBN, aktivitas pembelajaran, lembar kerja peserta didik (LKPD), bahan bacaan, pengembangan penilaian, kesimpulan dan umpan balik. Komponenkomponen di dalam setiap unit tersebut disesuaikan dengan topik genetika masing-masing dengan tujuan agar dapat dilihat kesesuaian dengan strategi pembelajaran yang digunakan.
1
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
LKPD pada setiap unit dikembangkan agar guru dapat memfasilitasi peserta didik untuk melatihkan kemampuan bernalar dan berketerampilan proses sain dengan mendayagunakan media yang sudah menjadi standar kelengkapan sekolah. LKPD tersebut disajikan melalui serangkaian aktivitas pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik dan model pembelajaran yang di rekomendasikan dalam Kurikulum 2013. Keberhasilan Saudara dalam memahami paket ini, dapat direfleksi melalui instrumen pada umpan balik setelah melalui serangkaian proses penelaahan yang akan dimatangkan selanjutnya melalui serangkaian implementasi di kelas masing-masing.
2
Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB) MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP) BERBASIS ZONASI MATA PELAJARAN BIOLOGI SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Substansi Genetik Penulis: Savina Melia, M.Si. Penyunting: Any Suhaeny, M.Si. Desainer Grafis dan Ilustrator: TIM Desain Grafis
Copyright © 2019 Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
DAFTAR ISI
Hal
DAFTAR ISI ___________________________________ 5 DAFTAR GAMBAR _______________________________ 6
DAFTAR TABEL_________________________________ 7 PENDAHULUAN ________________________________ 9 KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK _________ 11 A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ______________________________ 11 B. Indikator Pencapaian Kompetensi ________________________________________ 12
APLIKASI DI DUNIA NYATA______________________ 15 A. Tes DNA _____________________________________________________________________ 15 B. Bank DNA ___________________________________________________________________ 17
SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 18 A. Contoh Soal UN Biologi SMA Tahun 2016 ________________________________ 18 B. Contoh Soal UN Biologi SMA Tahun 2017 ________________________________ 20 C. Contoh Soal UN Biologi SMA Tahun 2018 ________________________________ 22 BAHAN PEMBELAJARAN _________________________ 24 A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 24 B. Lembar Kerja Peserta Didik _______________________________________________ 29 Lembar Kerja Peserta Didik 1 ______________________________________________________ 29 Lembar Kerja Peserta Didik 2 ______________________________________________________ 30
C. Bahan Bacaan _______________________________________________________________ 32 Kromosom, Gen, dan DNA __________________________________________________________ 33 DNA dan RNA ________________________________________________________________________ 35 Replikasi DNA _______________________________________________________________________ 37 RNA___________________________________________________________________________________38 Sintesis Protein ______________________________________________________________________ 39 Kode Genetik ________________________________________________________________________ 42
5
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
PENGEMBANGAN PENILAIAN _____________________44 A. Pembahasan Soal-soal ______________________________________________________ 44 B. Pengembangan Soal HOTS _________________________________________________ 49 C. Refleksi Pembelajaran ______________________________________________________ 55
KESIMPULAN _________________________________57 UMPAN BALIK_________________________________59
DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 1 Tes DNA ________________________________________________________________ 15 Gambar 2. Bank DNA ______________________________________________________________ 17 Gambar 3. Hubungan DNA dengan Kromosom _________________________________ 33 Gambar 4. Alel warna mata pada Drosophila sp. ________________________________ 35 Gambar 5. Nukleotida _____________________________________________________________ 36 Gambar 6. Replikasi DNA _________________________________________________________ 38 Gambar 7. Nukleotida RNA _______________________________________________________ 38 Gambar 8. Proses Transkripsi ____________________________________________________ 40 Gambar 9. Proses Translasi_______________________________________________________ 41 Gambar 10. Kode Genetika _______________________________________________________ 42
6
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Beberapa karakteristik pasangan kromosom homolog _____________ 35
7
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
8
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
PENDAHULUAN
Sub unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru untuk memahami topik substansi genetik. Melalui pembahasan materi yang terdapat pada subunit ini, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi yang sama ke peserta didiknya yang disesuaikan dengan indikator yang telah disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik. Selain itu, materi ini juga aplikatif untuk guru sendiri sehingga mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari. Dalam
rangka
memudahkan
guru
mempelajari
konten
dan
cara
mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan bacaan tentang aplikasi topik substansi genetik dalam kehidupan sehari-hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun terakhir sebagai acuan dalam menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif aktivitas pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang dapat digunakan guru untuk memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang dapat dipelajari oleh guru, maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur mengembangkan soal HOTS. Komponen-komponen di dalam subunit ini dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan substansi genetik, melakukan aktivitas praktik substansi genetik, sekaligus mendorong peserta didik mencapai kemampuan berpikir tingkat tinggi. Topik substansi genetik yang dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas subtopik struktur dan fungsi kromosom, gen, dan DNA, perbandingan DNA dan RNA, sintesis protein, kode genetik, dan analisis keterkaitan materi genetik dalam penurunan sifat pada makhluk hidup. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan dua buah LKPD, yaitu 1) Mengkaji topik substansi genetik;
9
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
dan 2) Ekstraksi DNA sederhana. LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah mengimplementasikannya di kelas.
10
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK
A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar di kelas XII. Kompetensi dasar tersebut dapat dijabarkan menjadi beberapa target kompetensi. Target kompetensi menjadi patokan penguasaan kompetensi oleh peserta didik. No. Kompetensi Dasar Target Kompetensi 3.3 Menganalisis 1. Menganalisis hubungan struktur hubungan struktur
dan fungsi gen dalam penerapan
dan fungsi gen,
prinsip pewarisan sifat pada
DNA, kromosom
makhluk hidup
dalam penerapan
Kelas XII
2. Menganalisis hubungan struktur
prinsip pewarisan
dan fungsi DNA dalam penerapan
sifat pada makhluk
prinsip pewarisan sifat pada
hidup
makhluk hidup 3. Menganalisis hubungan struktur dan fungsi kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup
4.3
Merumuskan urutan
Merumuskan urutan proses sintesis
proses sintesis protein dalam
protein dalam kaitannya dengan
XII
penyampaian kode genetik
kaitannya dengan penyampaian kode genetik (DNA-RNAProtein)
11
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
B. Indikator Pencapaian Kompetensi Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian kompetensi. Indikator ini menjadi acuan bagi guru untuk mengukur pencapaian kompetensi dasar. Kompetensi Dasar 3.3 dan 4.3 di kelas XII dikembangkan menjadi 10 indikator untuk ranah pengetahuan dan 4 indikator untuk ranah keterampilan. IDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) PENGETAHUAN 3.3 Menganalisis hubungan
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN 4.3 Merumuskan urutan proses
struktur dan fungsi gen,
sintesis protein dalam
DNA, kromosom dalam
kaitannya dengan penyampaian
penerapan prinsip
kode genetik (DNA-RNA-
pewarisan sifat pada
Protein)
makhluk hidup IPK Pendukung:
IPK Pendukung:
3.3.1 Membedakan gen, DNA,
4.3.1 Menunjukkan pengkodean
dan kromosom 3.3.2 Mendeskripsikan struktur, sifat, dan fungsi gen, DNA, dan kromosom 3.3.3 Mendeskripsikan hubungan antara gen, DNA, dan kromosom dalam proses pewarisan sifat
12
urutan basa nitrogen DNA ke dalam basa nitrogen RNA pada proses transkripsi 4.3.2 Menunjukkan pengkodean urutan basa nitrogen mRNA menjadi rangkaian asam amino pada proses translasi
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
IDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) PENGETAHUAN
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN
3.3.4 Mengurutkan proses tahapan sintesis protein 3.3.5 Menjelaskan proses replikasi dan transkripsi DNA 3.3.6 Menjelaskan kode genetika IPK Kunci:
IPK Kunci:
3.3.7
4.3.3 Merumuskan urutan proses
Menganalisis hubungan antara struktur dan fungsi
sintesis protein dalam
gen dalam proses
kaitannya dengan
penurunan sifat pada
penyampaian kode genetik
makhluk hidup 3.3.8
Menganalisis hubungan antara struktur dan fungsi DNA dalam proses penurunan sifat pada makhluk hidup
3.3.9 Menganalisis hubungan antara struktur dan fungsi kromosom dalam proses penurunan sifat pada makhluk hidup
13
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
IDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) PENGETAHUAN
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN
IPK Pengayaan:
IPK Pengayaan:
3.3.10 Memprediksi susunan
4.3.4 Menentukan susunan asam
14
asam amino yang
amino hasil pengkodean
terbentuk dalam sintesis
urutan nukleotida pada DNA
protein
atau RNA
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
APLIKASI DI DUNIA NYATA
A. Tes DNA Tes DNA atau tes genetika adalah prosedur yang digunakan untuk mengetahui informasi genetika seseorang. Dengan tes DNA, seseorang bisa mengetahui garis keturunan dan juga risiko penyakit tertentu.
Gambar 1 Tes DNA
Sumber: http://bogor.tribunnews.com/2016/09/13
DNA (deoxyribonucleic acid ) membentuk materi genetika yang terdapat di dalam tubuh tiap orang, yang diwarisi dari kedua orang tua. Semua orang memiliki 46 kromosom di dalam sel. Kromosom-kromosom tersebut tersusun dari DNA, sedangkan bagian pendek dari DNA dikenal dengan sebutan gen. Gen mengandung informasi yang dibutuhkan untuk membentuk berbagai protein yang menyusun jaringan tubuh dan membantu berbagai proses dalam tubuh. Terkadang gen bisa berubah dan menyebabkan Anda terkena sebuah penyakit atau berisiko mengalami kelainan.
15
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Oleh karena itu, jika ingin mengetahui informasi genetik dalam tubuh Anda, maka Anda bisa melakukan tes DNA. Setidaknya, tes DNA dapat memprediksi risiko kanker atau penyakit tertentu, baik pada diri Anda maupun pada anak Anda nantinya, serta mampu menurunkan risiko terkena kanker atau penyakit tersebut. Beberapa contoh pemeriksaan DNA diantaranya:
Uji Pra-implantasi embrio
Uji Pra-kelahiran
Memantau bayi yang baru dilahirkan
Diagnosis kelainan genetika
Uji pembawa atau carrier testing
Uji prediksi kelainan genetik
Uji forensik
Ada beragam jenis penyakit genetika yang dapat dideteksi melalui tes DNA. Berikut adalah beberapa contohnya, di antaranya:
Defisiensi alfa 1-antitrypsin (A1AT)
Talasemia
Penyakit Crohn
Fibrosis kistik
Kanker payudara, ovarium, dan prostat
Intoleransi laktosa
Anemia sel sabit
Sindrom Down
Tes DNA sebagai pemeriksaan genetika umumnya dilakukan melalui pengambilan
sampel
darah
atau
jaringan.
Sebagian
besar
sampel
menggunakan darah dari pembuluh darah, namun ada juga yang memanfaatkan sampel air liur atau dengan menyeka bagian dalam mulut.
16
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Untuk janin dalam kandungan, tes DNA dilakukan dengan mengambil cairan amnion atau air ketuban melalui prosedur amniosentesis, atau dengan chorionic villus sampling yang mengambil sampel jaringan plasenta.
B. Bank DNA Bank DNA adalah tempat penyimpanan DNA, biasanya digunakan untuk penelitian. The NIAS DNA Bank, misalnya, mengumpulkan DNA dari berbagai organisme agrikultural, seperti beras dan ikan, untuk penelitian ilmiah. Sebagian besar DNA yang disediakan oleh bank DNA digunakan untuk studi dan percobaan untuk mengembangkan spesies pertanian lebih produktif atau yang lebih ramah lingkungan. Beberapa bank DNA juga menyimpan DNA spesies langka atau terancam punah untuk menjamin kelangsungan hidup mereka. Bank DNA pertama di Asia ditetapkan di Lucknow City Of India Dan merupakan Bank DNA Kedua yang ada di dunia.
Gambar 2. Bank DNA
Sumber: Bioversity/ILRI, by kind permission of RDA genebank, National Agrobiodiversity Center, Suwon, Republic of Korea
17
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
SOAL-SOAL UN/USBN
Berikut ini contoh soal-soal UN topik Substansi Genetik pada Kompetensi Dasar 3.3 Menganalisis hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam
penerapan
prinsip
pewarisan
sifat
pada
makhluk
hidup
(Permendikbud Nomor 37, 2018). Soal-soal ini disajikan agar dapat dijadikan sebagai sarana berlatih bagi peserta didik untuk menyelesaikannya. Selain itu, soal-soal ini juga dapat menjadi acuan ketika Saudara akan mengembangkan soal yang setipe pada topik Substansi Genetik.
A. Contoh Soal UN Biologi SMA Tahun 2016 No.
Soal
1
Basa Nitrogen menyusun DNA dan RNA. Peran dari DNA adalah …. A. Menyampaikan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya B. Mengangkut asam amino ke tempat sintesis protein C. Mengangkut polipeptida ke luar dari membran sel D. Sebagai pelaksana dalam sintesis protein E. Merangkai polipeptida di dalam inti sel Identifikasi Kelas / Semester
: XII Semester 1
Level Kognitif
: Pemahaman (C2)
Indikator yang
: Mendeskripsikan struktur, sifat, dan fungsi
bersesuaian
18
gen, DNA, dan kromosom
Diketahui
: Basa nitrogen menyusun DNA dan RNA
Ditanyakan
: Peran dari DNA
Materi yang dibutuhkan
: DNA dan RNA
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
No. 2
Soal Di bawah ini adalah tahap-tahap sintesis protein: (1) DNA membentuk RNA duta di dalam inti sel (2) Asam-asam amino diangkut oleh tRNA dari sitoplasma (3) RNA duta keluar dari inti sel (4) Terbentuk polipeptida (5) Asam-asam amino terangkai di dalam ribosom. Urutan tahapan sintesis protein adalah ….
A. 1–2–3–4–5 B. 1–3–2–4–5 C. 1–3–2–5–4 D. 2–3–1–4–5 E. 2–4–5–1–3 Identifikasi Kelas / Semester
: XII Semester 1
Level Kognitif
: Penerapan (C3)
Indikator yang
: Mengurutkan proses tahapan sintesis
bersesuaian
protein
Diketahui
: Tahap-tahap sintesis protein
Ditanyakan
: Urutan tahapan sintesis protein
Materi yang dibutuhkan
: Sintesis protein
19
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
B. Contoh Soal UN Biologi SMA Tahun 2017 No. 1
Soal Berikut ini adalah gambar struktur DNA.
Pernyataan yang berkaitan dengan struktur tersebut adalah …. A. Apabila 6 adalah adenin, 7 adalah timin B. 5, 6, 8, dan 7 adalah basa nitrogen dari golongan pirimidin C. 2 dan 4 merupakan senyawa fosfat D. Satu nukleotida ditunjukkan oleh 1-2-6-7 E. 1 dan 3 merupakan senyawa gula deoksiribosa Identifikasi Kelas / Semester
: XII Semester 1
Level Kognitif
: Analisis (C4)
Indikator yang
: Mendeskripsikan struktur, sifat, dan fungsi
bersesuaian
gen, DNA, dan kromosom
Diketahui
: Gambar struktur DNA
Ditanyakan
: Pernyataan yang berkaitan dengan struktur DNA
Materi yang dibutuhkan
20
: DNA dan RNA
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
No.
Soal
2
RNA ada 3 macam, yaitu r-RNA, m-RNA, dan t-RNA. Ketiganya mempunyai komponen penyusun yang sama, tetapi fungsinya berbeda. Fungsi m-RNA adalah …. A. Melakukan translasi dengan membawa pesan dari DNA B. Membantu DNA membentuk DNA baru di dalam inti sel C. Membawa pesan dari DNA dan disampaikan ke ribosom D. Menerjemahkan maksud r-RNA untuk dibuatkan rangkaian polinukleotida E. Menggabung-gabungkan asam amino dari t-RNA untuk dirangkai menjadi protein Identifikasi Kelas / Semester
: XII Semester 1
Level Kognitif
: Pemahaman (C2)
Indikator yang
: Mendeskripsikan struktur, sifat, dan fungsi
bersesuaian Diketahui
gen, DNA, dan kromosom : Ketiga macam RNA (r-RNA, m-RNA, dan tRNA) mempunyai komponen penyusun yang sama, tetapi fungsinya berbeda.
Ditanyakan
: Fungsi m-RNA
Materi yang dibutuhkan
: DNA dan RNA
21
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
C. Contoh Soal UN Biologi SMA Tahun 2018 No. Soal 1 Perhatikan gambar DNA berikut ini!
Pernyataan yang tepat berkaitan untai DNA tersebut adalah … A. X dan Y adalah basa nitrogen dari golongan pirimidin B. X terikat pada senyawa fosfat C. X adalah guanin, dan Y adalah adenin D. Pasangan Y tidak harus T (timin) E. Jumlah nukleotida pada rantai DNA tersebut adalah 4 Identifikasi Kelas / Semester
: XII Semester 1
Level Kognitif
: Analisis (C4)
Indikator yang
: Mendeskripsikan struktur, sifat, dan fungsi
bersesuaian
gen, DNA, dan kromosom
Diketahui
: Gambar struktur DNA
Ditanyakan
: Pernyataan yang berkaitan dengan struktur DNA
Materi yang dibutuhkan
22
: DNA dan RNA
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
No. 2
Soal DNA dalam inti mempunyai kemampuan bereplikasi dan menghasilkan DNA baru yang berfungsi untuk …. A. Melakukan translasi, dengan membentuk m-RNA B. Melakukan transkripsi dengan membentuk r-RNA C. Menyusun rangkaian asam amino yang diperlukan D. Melakukan transkripsi dengan membentuk m-RNA E. Membentuk DNA baru yang sangat persis dengan dirinya
Identifikasi Kelas / Semester
: XII Semester 1
Level Kognitif
: Pemahaman (C2)
Indikator yang
: Mendeskripsikan struktur, sifat, dan fungsi
bersesuaian Diketahui
gen, DNA, dan kromosom : DNA dalam inti mempunyai kemampuan bereplikasi dan menghasilkan DNA baru.
Ditanyakan
: Fungsi DNA baru yang dihasilkan DNA dalam inti
Materi yang dibutuhkan
: DNA dan RNA
23
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
BAHAN PEMBELAJARAN
Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan pembelajaran yang dapat dimplementasikan oleh Saudara ketika akan membelajarkan topik Substansi Genetik. Bahan pembelajaran dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi. Bahan pembelajaran ini berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan, dan bahan bacaannya. Alokasi waktu yang dirancang untuk pembelajaran ini 3 kali pertemuan, masing-masing 2 jam pelajaran (@45 menit). Hasil belajar yang diharapkan dapat dicapai peserta didik dari pembelajaran ini adalah pemahaman konsep substansi genetik dan aplikasinya dalam kehidupan. Dengan proses belajar yang dilakukan dalam unit ini, diharapkan kemampuan peserta didik dalam hal pengamatan, pengambilan data, analisis data, memprediksi, dan menarik kesimpulan meningkat.
A. Aktivitas Pembelajaran Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang dilakukan guru dan peserta didik untuk mencapai kompetensi pada topik Substansi
Genetik.
Aktivitas
pembelajaran
topik
Substansi
Genetik
menggunakan model pembelajaran Discovery Learning. Contoh yang diberikan langsung pada kegiatan inti pembelajaran dengan sintaks/tahap pembelajaran sesuai model dan indikator pembelajaran.
24
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 Tahap Pembelajaran Stimulation (Pemberian Rangsangan)
Kegiatan Pembelajaran (Berpusat pada siswa) 1. Guru membuka pelajaran dengan menginformasikan hal-hal yang akan dipelajari dan kinerja siswa yang diharapkan.
Alokasi Waktu 20’
2. Guru mengajukan beberapa pertanyaan untuk mengetahui pengetahuan awal siswa. 3. Guru menayangkan video atau slide yang menunjukkan ciri-ciri penampakan fisik yang diwariskan orang tua kepada anak atau keturunannya. 4. Guru mengajukan pertanyaan yang bersifat inkuiri kepada siswa misalnya sebagai berikut: a. Pernahkah ada orang yang mengatakan bahwa mata Anda mirip dengan ayah atau ibu? b. Pernahkan Anda memperhatikan penampakan beberapa anggota keluarga Anda seperti misalnya warna kulit, tipe rambut, bentuk alis, tinggi badan, dan lainlainnya yang mencirikan penampakan fisik? c. Adakah persamaan atau perbedaannya? d. Secara harfiah, orang tua tidak memberikan secara langsung warna mata, kulit, bahkan bentuk alisnya. Jadi apa sebenarnya yang diwariskan orang tua kepada anak atau keturunannya? Problem Statement (Identifikasi masalah)
1. Guru membagi siswa menjadi lima kelompok, setiap kelompok diberi tugas untuk mencari informasi dan membuat peta pemikiran tentang konsep-konsep berikut ini :
25’
1) Kromosom, Gen, dan DNA 2) DNA dan RNA
25
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Tahap Pembelajaran
Kegiatan Pembelajaran (Berpusat pada siswa)
Alokasi Waktu
3) Replikasi DNA 4) Sintesis protein 5) Kode genetik 2. Guru memberi kesempatan kepada setiap kelompok untuk mengidentifikasi sebanyak mungkin masalah-masalah yang relevan dengan bahan pelajaran (konsep), kemudian salah satunya dipilih dan disusun dalam bentuk praduga (konjektur). Penyusunan praduga tersebut dihubungkan dengan materi percobaan yang akan dilakukan pada pertemuan berikutnya. Data Collection (Pengumpulan data)
1. Setiap kelompok siswa melakukan eksplorasi dari berbagai sumber untuk menemukan datadata yang mereka perlukan sesuai dengan tugas kelompoknya masing-masing. Kegiatan ini berlangsung sampai pembelajaran pertama selesai. 2. Besar kemungkinan siswa belum menemukan semua data yang berhubungan dengan tugas kelompoknya, oleh karena itu di akhir pelajaran guru mengingatkan kepada siswa untuk melanjutkan observasi dan pengumpulan datanya diluar jam pelajaran. Ingatkan juga kepada siswa bahwa mereka secara berkelompok harus menganalisis data yang berhasil mereka temukan agar dapat disimpulkan. Selanjutnya mereka diminta untuk membuat laporan hasil penemuan konsepnya
26
45’
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2 Tahap Pembelajaran Data Collection (Pengumpulan data)
Kegiatan Pembelajaran (Berpusat pada siswa) 1. Guru mengundang siswa per kelompok untuk melakukan kegiatan dan percobaan dengan menggunakan LKS yang telah disiapkan.
Alokasi Waktu 30’
2. Siswa mengumpulkan data dari hasil pengamatan selama kegiatan dan percobaan, serta menggunakan data tersebut untuk melengkapi data yang telah mereka peroleh dalam kegiatan pembelajaran pertama untuk membuktikan kebenaran praduga yang telah disusun. Data Processing Setelah data yang terkumpul dirasakan (Pengolahan mencukupi, setiap kelompok siswa data) menganalisis data yang mereka peroleh dengan cara mengkaji, dan memilih data mana saja yang sesuai dengan tugasnya dan menyajikan data tersebut dalam bentuk gambar dan deskripsi. Dalam kegiatan ini waktu yang diperlukan juga tergantung dari kecepatan bekerja kelompok siswa.
35’
Verification (Pembuktian)
25’
Setelah data selesai dianalisis dan disajikan dalam bentuk gambar dan deskripsi, tugas selanjutnya yang harus dilakukan setiap kelompok siswa adalah melakukan pemeriksaan secara cermat untuk membuktikan kebenaran praduga dengan data hasil temuan melalui percobaan. Dengan demikian setiap siswa dapat dengan mudah mengemukakan konsep-konsep yang mereka temukan.
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3
27
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Tahap Pembelajaran Verification (Pembuktian)
Generalization (Kesimpulan)
28
Kegiatan Pembelajaran (Berpusat pada siswa) Kegiatan presentasi kelompok dilakukan pada pembelajaran ketiga. Setiap kelompok diminta untuk mempresentasikan tugas kelompoknya berupa konsep-konsep yang mereka temukan. Untuk mengaktifkan seluruh siswa, guru dapat mendesain kegiatan ini dengan cara misalnya sebagai berikut. Ketika presentasi kelompok setiap anggota kelompok harus maju ke depan untuk bersama-sama mempertanggungjawabkan hasil kerjanya. Dalam presentasinya setiap anggota kelompok punya peran tertentu, ada yang berperan sebagai penyaji, moderator, notulen dan anggota kelompok. Setiap kelompok punya waktu kurang lebih sepuluh menit untuk presentasi hasil. Di akhir presentasi setiap kelompok dilakukan diskusi kelas untuk membahas konsep-konsep yang kurang dipahami kelompok siswa lainnya. Setelah semua kelompok melakukan presentasi, guru melakukan reviu konsepkonsep substansi genetika untuk memastikan bahwa konsep-konsep yang siswa temukan sudah benar dan untuk memberikan penguatan kepada siswa.
Alokasi Waktu 65’
25’
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
B. Lembar Kerja Peserta Didik Lembar Kerja Peserta Didik 1 Judul: Mengkaji Topik Substansi Genetik Tujuan: Untuk mengkaji topik Substansi Genetik melaui diskusi kelompok. Cara Kerja: 1.
Perhatikan bahan diskusi berikut ini! Bahan Diskusi 1) Semua manusia mempunyai DNA yang sama terdiri dari 4 nukleotida yaitu A, C, G, T. Juga mempunyai 20 asam amino yang sama yang menyusun protein pada setiap manusia. Mengapa antar satu manusia dengan manusia lainnya bisa berbeda? 2) Perhatikan tabel berikut.
Tentukanlah asam amino yang akan tersusun, jika urutan basa nitrogen template DNA adalah TGC TCG CAT!
2.
Setelah berdiskusi dalam kelompok, uraikan jawaban Anda dengan dalam bentuk deskripsi atau gambar.
3.
Setelah melakukan kegiatan di atas, Anda diminta untuk membuat jurnal belajar yang mendeskripsikan pelajaran penting apa, permasalahan yang mengemuka, dan solusi yang diperoleh.
29
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Lembar Kerja Peserta Didik 2
Judul: Ekstraksi DNA Sederhana Tujuan: Setelah melakukan kegiatan ini, Anda diharapkan dapat: 1. Memahami gambaran umum struktur DNA 2. Mengetahui proses isolasi DNA sederhana dari sel-sel buah Alat dan Bahan: 1. Alat a. Beaker glass b. Pengaduk kaca (spatula) c. Corong plastik d. Blender e. Gelas ukur f. Tabung reaksi g. Rak tabung reaksi h. Reaksi pipet tetes i. Sendok plastik kecil j. Gelas air minum plastik bekas 2. Bahan a. Buah semangka b. Buah pisang c. Buah pir d. Buah papaya e. Alkohol absolut 95% f. Detergen (Attack, Sunlight, Krim Ekonomi) g. Garam dapur (NaCl)
30
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
h. Kertas saring Cara Kerja: 1.
Memblender potongan buah dengan menambahkan 20 ml air untuk mempermudah pengambilan sampel.
2.
Menyaring dengan kertas saring dan menampung hasil saringan dalam gelas air minum plastik bekas.
3.
Mengambil 30 ml hasil saringan lalu dimasukkan ke dalam beaker glass.
4.
Menambahkan detergen sebanyak satu sendok teh (sendok plastik kecil).
5.
Mengaduk hingga 15 menit, diusahakan tidak berbuih.
6.
Menambahkan satu sendok spatula garam dapur dan mengaduknya kembali hingga larut.
7.
Menyaring campuran tersebut kembali dengan menggunakan kertas saring.
8. Mengambil 12 ml hasil saringan dan memasukkannya dalam tabung reaksi masing-masing 4 ml setiap ulangan. 9.
Menambahkan alkohol dingin dengan hati-hati melalui dinding tabung Menunggu sampai 10 menit, dan mengamati terjadinya perubahan dan mencatat.
Bahan Diskusi: 1.
Jelaskan tahapan-tahapan dalam proses isolasi DNA!
2.
Jelaskan fungsi detergen, garam, dan alkohol dingin dalam proses isolasi DNA!
3.
Deskripsikan struktur DNA secara singkat!
4.
Apakah gumpalan putih yang terpisah di bagian atas mengandung DNA murni? Jelaskan!
5.
Tuliskan kesimpulan dari percobaan yang telah Anda lakukan!
31
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
C. Bahan Bacaan Pernahkah ada orang yang mengatakan bahwa mata Anda mirip dengan ayah atau ibu? Atau pernahkan Anda memperhatikan penampakan beberapa anggota keluarga Anda seperti misalnya warna kulit, tipe rambut, bentuk alis, tinggi badan, dan lain-lainnya yang mencirikan penampakan fisik? Adakah persamaan atau perbedaannya? Secara harfiah, orang tua tidak memberikan secara langsung warna mata, kulit, bahkan bentuk alisnya. Jadi apa sebenarnya yang diwariskan orang tua kepada anak atau keturunannya? Pada zaman dahulu, banyak orang percaya bahwa hanya lingkungan di luar tubuhlah yang membantu membentuk ciri-ciri calon bayi. Banyak yang mengira bahwa ciri-ciri keturunan adalah hasil dari pencampuran sederhana cairan yang berasal dari ibu dan ayah. Ada juga yang berpendapat bahwa beberapa makhluk hidup berasal dari benda atau makhluk mati seperti belatung berasal dari daging yang membusuk atau katak yang berasal dari lumpur. Pada awal abad ke-19, para ilmuwan menyatakan bahwa anak mewarisi ciriciri dari faktor-faktor yang dibawa di dalam sel dari ayah (sperma) dan ibu (telur). Pada tahun 1860-an, Gregor Mendel menemukan beberapa hukum dasar genetika melalui serangkaian percobaan persilangan. Setiap individu mempunyai sifat yang beragam. Sifat ini diturunkan dari induk ke keturunannya
melalui
perkawinan/persilangan/pembastaran.
Sifat
ini
dibentuk oleh faktor pembawa sifat keturunan yang disebut gen. Gen terletak dalam inti sel. Untuk sel yang tidak berinti, gen terletak pada nukeloid, yaitu daerah nukleus yang mengandung materi genetik. Gen baru diketemukan oleh Crick dan Watson pada tahun 1953. Modul pewarisan ini membahas tentang Gen, DNA dan kromosom dan keterkaitan materi genetik dalam proses penurunan sifat pada makhluk hidup.
32
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Kromosom, Gen, dan DNA Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang tersusun dari DNA dan molekul lain di mana informasi genetik tersimpan sel. Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom (arm) yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang). Sifat-sifat kromosom adalah: (a). Hanya terlihat pada waktu sel membelah. (b). Mempunyai ukuran panjang antara 0,2 – 40 m (mikron). (c). Kromosom pada sel prokariotik hanya memiliki satu kromosom dan tidak terletak di dalam inti sel. (d). Kromosom sel eukariotik, jumlahnya bervariasi menurut jenis organisme dan terdapat di dalam nukleus. (e). Umumnya memiliki susunan kimia yang terdiri dari protein, DNA, dan RNA. (f). Protein terdiri dari histon dan nonhiston. (g). Memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA.
Gambar 3. Hubungan DNA dengan Kromosom Sumber: Campbell, et al. 2006
Gen merupakan unit hereditas suatu organisme hidup, dan tersimpan dalam kedudukan tertentu pada kromosom. Gen ini berupa kode dalam material
33
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
genetik organisme, yang kita kenal sebagai molekul DNA, atau RNA pada beberapa virus. Ekspresi gen dipengaruhi oleh lingkungan internal atau eksternal seperti perkembangan fisik atau perilaku dari organisme itu. Gen berupa daerah urutan basa nukleotida baik yang mengkode suatu informasi genetik (ekson) dan juga daerah yang tidak mengkode informasi genetik (intron). Hal ini penting untuk pembentukan suatu protein yang fungsinya diperlukan di tingkat sel, jaringan, organ atau organisme secara keseluruhan. Kromosom secara sederhana dapat diibaratkan dengan untaian manik-manik. Untaian manik-manik diibaratkan kromosom, dengan manik-manik sebagai gen. Untaian manik-manik yang serupa dapat menjadi pasangannya yang homolog (Tabel 1). Gen-gen pada posisi yang sama (lokus) di sepasang kromosom yang homolog tersebut menentukan sifat makhluk hidup. Gen yang dominan (diberi simbol dengan huruf kapital) selalu muncul sebagai sifat yang nampak. Gen yang resesif (diberi simbol dengan huruf kecil) hanya bisa muncul sebagai sifat yang nampak bila berpasangan dengan gen yang resesif lagi. Jadi, genotip AA atau Aa akan muncul sebagai fenotip A. Sedangkan gen a hanya akan muncul sebagai fenotip a bila genotipnya aa. Organisme yang mempunyai dua gen yang sama pada satu lokus (AA atau aa) disebut homozigot, sedangkan yang mempunyai pasangan gen alternatif (Aa) disebut heterozigot. Gen alternatif (A atau a) disebut alel. Sebuah alel adalah salah satu dari dua atau lebih bentuk-bentuk alternatif sebuah gen yang dapat berada pada satu lokus. Sebuah alel adalah salah satu bentuk varian gen pada lokus tertentu, atau lokasi, pada suatu kromosom. Alel berbeda menghasilkan variasi dalam pewarisan sifat seperti warna rambut, warna mata atau golongan darah. Seperti terlihat pada gambar 4 yang menggambarkan adanya varian gen untuk warna mata pada Drosophila sp.
34
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Tabel 1. Beberapa karakteristik pasangan kromosom homolog Pasangan Diagram kromosom
Genotip
Status gen
aa
Bb
Homozigot
Heterozigot
Resesif
B = dominan b = resesif
Fenotip
a
B
Gambar 4. Alel warna mata pada Drosophila sp. Sumber: Campbell, et al. 2009
DNA dan RNA DNA adalah suatu polimer yang dibangun dari empat jenis monomer yang berbeda yang dinamakan dengan nukleotida. Informasi yang dimiliki gen diwariskan dalam bentuk urutan nukelotida spesifik masing-masing gen.
35
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
DNA
(deoxyribo-nucleic
acid,
asam
deoksiribo-nukleat)
merupakan
persenyawaan kimia yang paling penting pada makhluk hidup, yang membawa keterangan genetik dari sel khususnya atau dari makhluk hidup dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya. (Suryo, 2004:57). DNA merupakan suatu polimer nukleotida berupa rantai ganda yang berpilin (double heliks). Molekul nukleotida terbentuk dari gula ribosa/deoksiribosa, basa nitrogen, dan gugus phospat (gambar 3). Basa nitrogen terdiri atas purin (Adenin/A dan Guanin/G) dan Pirimidin (Sitosin/C dan Timin/T). A selalu berpasangan dengan T, C selalu berpasangan dengan G. Nukleotida diibaratkan sebuah tangga dimana: “Anak tangganya” adalah susunan basa nitrogen ( A – T dan C – G) dan Kedua “ibutangganya” adalah gula ribose/deoksiribosa. Model DNA pertama kali dibuat pada tahun 1953 oleh James D. Watson dari Amerika Serikat dan Francis Crick dari Inggris, seperti terlihat pada gambar 5 di bawah.
Gambar 5. Nukleotida
Sumber: Campbell, et al. 2009
DNA mempunyai fungsi sebagai berikut: (a) Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses
36
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
replikasi. (b) sebagai cetakan (template) untuk kode asam amino pada DNA/kodon. (c) Sebagai pengatur seluruh metabolisme sel.
Replikasi DNA Replikasi DNA adalah suatu tahapan penggandaan DNA yang terjadi pada saat sebelum pembelahan sel (interfase tahap sintesis DNA). Replikasi dilakukan dalam upaya membentuk DNA yang sama pada sel hasil pembelahannya. Dalam proses replikasi DNA diperlukan enzim helikase, DNA polimerase, ligase, ATP, GTP, CTP dan TTP. Enzim helikase berfungsi sebagai pembuka rantai ganda heliks. Enzim DNA polimerase akan membentuk DNA baru dari satu rantai tunggal DNA. Enzim DNA ligase berperan dalam melekatkan setiap fragmen Okazaki yang merupakan rantai pasangan semula yang tidak berhubungan menjadi satu rantai yang utuh. Replikasi diawali dengan sintesis RNA primer. Arah replikasi 5’---- 3’. Beberapa model replikasi DNA, yaitu a.
Teori konservatif: Pita DNA rangkap heliks tidak berpisah, langsung menjadi cetakan bagi pita DNA baru. Akhirnya terbentuk dua pita rangkap heliks yang sama seperti asalnya.
b.
Teori semi konservatif: Pita DNA rangkap heliks memisahkan diri menjadi dua pita tunggal yang berperan sebagai pola cetakan. Setiap pita lama membentuk pita baru pasangannya, akhirnya terbentuk dua pita rangkap heliks yang sama seperti asalnya.
c.
Teori dispersive: Pita DNA heliks rangkap terputus-putus atas beberapa potongan. Setiap potongan berpola sebagai pola cetakan, membentuk DNA baru pasangannya. Akhirnya terbentuk pita rangkap heliks yang sama seperti asalnya.
Penjelasan tentang model replikasi tersebut dapat dilihat pada gambar 6 berikut ini.
37
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Gambar 6. Replikasi DNA
Sumber: Campbell, et al. 2009
RNA RNA merupakan polinukleotida, namun ukurannya jauh lebih pendek dari polinukleotida penyusun DNA. RNA hanya terdiri dari satu rantai. Gula pentosa yang menyusun RNA adalah gula ribosa. Basa nitrogen yang menyusun RNA adalah: a. Purin yang terdiri dari adenin (A) dan guanin (G), b. Pirimidin yang terdiri dari sitosin (C) dan urasil (U) RNA dibentuk oleh DNA di dalam inti sel.
Gambar 7. Nukleotida RNA
Sumber: Campbell, et al. 2009
Macam-macam RNA: 1) RNA messenger (RNA duta) berfungsi membawa informasi genetik dari DNA berupa pesan dari inti sel ke ribosom di sitoplasma. Pesan pesan ini
38
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
berupa triplet basa nitrogen yang ada pada RNA duta yang disebut kodon. Kodon pada RNA duta merupakan komplemen dari kodogen, yaitu urutan basa- basa nitrogen/nukelotida pada DNA yang dipakai sebagai pola cetakan. Peristiwa pembentukan RNA duta oleh DNA di dalam inti sel, disebut transkripsi. Contoh: Kodogen (DNA) = ACG TGG ATA CCT Kodon (triplet basa RNA d) = UGC ACC UAU GGA 2) RNA transfer (RNA pembawa asam amino dalam bentuk aminoasil tRNA). RNA pembawa berfungsi mengenali kodon dan menerjemahkan menjadi asam amino di ribosom. Penerjemahan kode pada mRNA oleh tRNA dikenal dengan nama translasi. Urutan basa nitrogen pada RNA transfer disebut antikodon. Bentuk RNA transfer seperti daun semanggi dengan 4 ujung yang penting, yaitu: 1) Ujung pengenal kodon yang berupa triplet basa yang disebut antikodon. 2) Ujung perangkai asam amino yang berfungsi mengikat asam amino. 3) Ujung pengenal enzim yang membantu mengikat asam amino. 4) Ujung pengenal ribosom. Contoh: Apabila kodon dalam RNA duta mempunyai urutan UGC ACC UAU GGA maka antikodon yang sesuai pada RNA transfer adalah ACG UGG AUACCU. 3) Ribosom RNA (RNAr) berfungsi sebagai tempat pembentukan protein. Ribosom terdiri dari 2 sub unit, yaitu: 1) Sub unit kecil yang berperan dalam mengikat RNA duta. 2) Sub unit besar yang berperan untuk mengikat RNA transfer yang sesuai.
Sintesis Protein Sintesis protein merupakan suatu proses yang komplek, termasuk di dalamnya penerjemahan kode-kode pada RNA menjadi polipeptida. Sintesis protein melibatkan DNA, RNA, ribosom, asam amino, dan enzim. Sintesis
39
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
protein membutuhkan bahan dasar asam amino, dan berlangsung di dalam inti sel dan ribosom (sitoplasma). Tahap-tahap sintesis protein dibagi menjadi 2 yaitu: Transkripsi dan Translasi. a. Transkripsi 1) Berlangsung dalam inti sel. 2) Dimulai dengan membukanya rantai DNA heliks ganda membentuk gelembung transkripsi. Dengan demikian RNA polimerase berikatan dengan DNA. 3) Pita DNA yang berfungsi sebagai pencetakan RNA disebut pita template atau antisense dan pita DNA yang tidak mencetakan RNA disebut dengan pita sense. 4) Pita RNA dibentuk sepanjang pita DNA pencetak (template) dengan urutan basa nitrogennya komplementer dengan basa nitrogen yang ada pada pita cetakan DNA. 5) Pita RNA yang telah selesai menerima pesan genetik dari pita DNA pencetak segera meninggalkan inti nukleus menuju ke ribosom, tempat sintesis protein dalam sitoplasma. Pita RNA menempatkan diri pada leher ribosom.
Gambar 8. Proses Transkripsi Sumber: Campbell, et al. 2009
40
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
6) RNA yang ada dalam sitoplasma bersiap-siap untuk berperan dalam proses translasi (sintesis protein). Proses transkripsi lebih jelas dapat dilihat pada gambar 8. b. Translasi 1) RNAd dan RNAt setelah sampai di ribosom selanjutnya tiga basa nitrogen pada antikodon RNAt berpasangan dengan tiga basa nitrogen pada kodon RNAd. Misalnya AUG pada kodon RNAd berpasangan dengan UAC pada antikodon RNAt, sehingga asam amino diikat oleh RNAt adalah metionin. Dengan demikian nama asam amino merupakan terjemahan dari basa-basa nitrogen yang ada pada RNAd. 2) Ribosom dengan RNAd bergerak satu kodon. 3) Sebuah asam amino ditambahkan pada rantai polipeptida. 4) Asam amino yang pertama (metionin) segera lepas dari RNAt kembali ke sitoplasma untuk mengulang fungsinya dengan cara yang sama. RNAt berikutnya datang untuk berpasangan dengan kodon RNAd berikutnya.
Gambar 9. Proses Translasi
Sumber: Campbell, et al. 2009
41
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Proses keseluruhan ini berkesinambungan sampai terbentuk polipeptida tertentu yang terdiri dari asam amino dengan urutan basa nitrogen tertentu.
Kode Genetik Kode genetik, yaitu instruksi berupa kode-kode yang menentukan macam protein yang akan dibuat. Instruksi melalui kode genetik berupa kodon pada RNA tersebut ditranskripsi dari DNA dengan bantuan RNA polimerase. Ciri-ciri kodon menurut Nirenberg, dkk (1961), yaitu: a. Terdiri dari triplet, artinya 3 basa membentuk kodon b. Non overlapping, artinya susunan 3 basa pada kodon tidak dibaca ulang sebagai kodon berikutnya (tumpang tindih). c. Degenerate, artinya 1 asam amino mempunyai kodon lebih dari satu. d. Universal, artinya kode yang sama berlaku untuk semua makhluk hidup.
Gambar 10. Kode Genetika
Sumber: Campbell, et al. 2009
42
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Ciri khas protein ditentukan oleh jumlah asam amino, macam, dan urutan asam amino yang membangunnya. Umumnya terdapat 20 macam asam amino di alam yang akan membentuk protein sebagai kodon yang tersusun dari 4 macam basa nitrogen berjumlah 64. Dengan demikian terdapat kodonkodon sinonim (degenerate), artinya satu asam amino dikode lebih dari satu kodon.
43
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
PENGEMBANGAN PENILAIAN
Bagian Pengembangan Penilaian ini berisi 2 hal. Pertama, pembahasan soalsoal UN topik Substansi Genetik; dan kedua, pengembangan soal-soal yang menguji keterampilan berpikir tingkat tinggi (HOTS). Dengan adanya pembahasan soal-soal UN diharapkan baik guru maupun peserta didik dapat memprediksi pola yang soal UN yang muncul dan dapat mengerjakannya dengan benar. Keberadaan pengembangan soal HOTS diharapkan dapat meningkatan keterampilan guru untuk membuat soal-soal yang menguji keterampilan berpikir tingkat tinggi peserta didik.
A. Pembahasan Soal-soal Berikut adalah soal-soal UN topik Substansi Genetik yang muncul di 3 tahun terakhir beserta pembahasannya. 1. Basa Nitrogen menyusun DNA dan RNA. Peran dari DNA adalah …. A. menyampaikan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya B. mengangkut asam amino ke tempat sintesis protein C.
mengangkut polipeptida ke luar dari membran sel
D. sebagai pelaksana dalam sintesis protein E.
merangkai polipeptida di dalam inti sel
Pembahasan: DNA mempunyai peran atau fungsi sebagai berikut: 1) Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya, karena DNA mampu melakukan proses replikasi. 2) sebagai cetakan (template) untuk kode asam amino pada DNA/kodon.
44
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
3) Sebagai pengatur seluruh metabolisme sel. Jawaban: A 2.
Di bawah ini adalah tahap-tahap sintesis protein: 1) DNA membentuk RNA duta di dalam inti sel 2) Asam-asam amino diangkut oleh tRNA dari sitoplasma 3) RNA duta keluar dari inti sel 4) Terbentuk polipeptida 5) Asam-asam amino terangkai di dalam ribosom Urutan tahapan sintesis protein adalah …. A. 1–2–3–4–5 B. 1–3–2–4–5 C. 1–3–2–5–4 D.
2–3–1–4–5
E.
2–4–5–1–3
Pembahasan: Berikut ini merupakan tahap-tahap dan proses sintesis protein.
45
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Urutannya:
DNA membentuk RNA duta di dalam inti sel RNA duta keluar dari inti sel Asam-asam amino diangkut oleh tRNA dari sitoplasma Asam-asam amino terangkai didalam ribosom Terbentuk polipeptida
Jawaban: C 3. Berikut ini adalah gambar struktur DNA.
Pernyataan yang berkaitan dengan struktur tersebut adalah …. A. Apabila 6 adalah adenin, 7 adalah timin B. 5, 6, 8, dan 7 adalah basa nitrogen dari golongan pirimidin C.
2 dan 4 merupakan senyawa fosfat
D. Satu nukleotida ditunjukkan oleh 1-2-6-7 E.
1 dan 3 merupakan senyawa gula deoksiribosa
Pembahasan: Satu nukleotida terdiri atas 1 gula deoksiribosa, 1 gugus fosfat, dan 1 basa nitrogen. Nomor 1 dan 3 merupakan senyawa fosfat. Nomor 2 dan 4 merupakan senyawa gula deoksiribosa. Nomor 6 dan 7 juga 5 dan 8 adalah pasangan basa nitrogen, sehingga salah satu nya harus basa pirimidin dan basa purin. Pasangan adenin adalah timin, dimana adenin merupakan basa purin dan timin merupakan basa pirimidin. Jawaban: A
46
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
4.
RNA ada 3 macam, yaitu r-RNA, m-RNA, dan t-RNA. Ketiganya mempunyai komponen penyusun yang sama, tetapi fungsinya berbeda. Fungsi m-RNA adalah …. A. Melakukan translasi dengan membawa pesan dari DNA B. Membantu DNA membentuk DNA baru di dalam inti sel C. Membawa pesan dari DNA dan disampaikan ke ribosom D. Menerjemahkan maksud r-RNA untuk dibuatkan rangkaian polinukleotida E.
Menggabung-gabungkan asam amino dari t-RNA untuk dirangkai menjadi protein
Pembahasan: Macam-macam RNA yang berperan dalam sintesis protein: 1) RNA messenger (m-RNA) berfungsi membawa informasi genetik dari DNA berupa pesan dari inti sel ke ribosom di sitoplasma. Pesanpesan ini berupa kodon yang dipakai sebagai pola cetakan. Peristiwa pembentukan m-RNA oleh DNA di dalam inti sel, disebut transkripsi. 2) RNA
transfer
(t-RNA)
berfungsi
mengenali
kodon
dan
menerjemahkan menjadi asam amino di ribosom. Penerjemahan kode pada m-RNA oleh t-RNA dikenal dengan nama translasi. Urutan basa nitrogen pada RNA transfer disebut antikodon. 3) Ribosom RNA (RNAr) membantu membentuk ribosom, organel di mana protein dirakit. Fungsi dari rRNA adalah sebagai tempat dimana polipeptida disintesis dalam mekanisme translasi. Jawaban: C 5.
Perhatikan gambar DNA berikut ini!
47
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Pernyataan yang tepat berkaitan untai DNA tersebut adalah … A. X dan Y adalah basa nitrogen dari golongan pirimidin B. X terikat pada senyawa fosfat C.
X adalah guanin, dan Y adalah adenin
D. Pasangan Y tidak harus T (timin) E.
Jumlah nukleotida pada rantai DNA tersebut adalah 4
Pembahasan: X adalah guanin Y adalah adenin Adenin dan guanin adalah golongan purin X terikat pada senyawa Gula Pentosa pasangan Y harus T (Timin) karena Y adalah adenin jumlah nukleotida pada rantai DNA tersebut adalah 8. Jawaban: C 6. DNA dalam inti mempunyai kemampuan bereplikasi dan menghasilkan DNA baru yang berfungsi untuk …. A. Melakukan translasi, dengan membentuk m-RNA B. Melakukan transkripsi dengan membentuk r-RNA C.
48
Menyusun rangkaian asam amino yang diperlukan
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
D. Melakukan transkripsi dengan membentuk m-RNA E.
Membentuk DNA baru yang sangat persis dengan dirinya
Pembahasan: mRNA merupakan untai tunggal panjang yang terdiri atas ratusan nukleotida. mRNA dibentuk oleh DNA melalui proses transkripsi didalam inti sel. mRNA memiliki urutan basa nitrogen sesuai dengan pasangan komplementer salah satu untai DNA (untai sense).
Jawaban: D
B. Pengembangan Soal HOTS Di bagian ini akan disajikan contoh pengembangan soal HOTS yang diawali dengan membuat kisi-kisi soal. Melalui kisi-kisi soal tersebut saudara dapat melihat kesesuaian antara kompetensi yang diuji, lingkup materi, dan indikator soal. Penyusunan soal dilakukan di format kartu soal yang sudah disediakan.
49
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Langkah-langkah menyusun soal HOTS : 1. Menganalisis Kompetensi Dasar (KD) yang dapat dibuat soal HOTS 2. Menyusun kisi-kisi soal 3. Memilih stimulus yang menarik dan kontekstual 4. Menulis butir pertanyaan. Butir-butir pertanyaan ditulis agar sesuai dengan kaidah penulisan butir soal 5. Membuat pedoman penskoran dan kunci jawaban. Soal HOTS dikembangkan dari indikator soal yang berada pada level kognitif C4 (menganalisis), C5 (mengevaluasi), dan C6 (mencipta). Level kognitif C4 mengukur kemampuan menganalisis, mengurai suatu masalah menjadi bagian-bagian lebih kecil, mengelompokkan, membandingkan, menentukan hubungan.
Level
kognitif
C5
mengukur
kemampuan
mengevaluasi,
menyimpulkan berdasarkan suatu kriteria, memutuskan, memprediksi. Level kognitif C6 mengukur kemampuan membuat sesuatu yang baru dari yang sudah ada. Soal yang baik adalah soal yang tidak sekedar mengandung unsur mengingat (recall), menyatakan kembali (restate), atau merujuk tanpa melakukan pengolahan (recite), namun yang diperlukan adalah bagaimana siswa mampu: 1. Mentransfer satu konsep ke konsep lainnya 2. Memproses dan menerapkan informasi 3. Mencari kaitan dari berbagai informasi yang berbeda 4. Menggunakan informasi untuk menyelesaikan masalah 5. Menelaah ide dan informasi secara kritis. Adapun karakteristik soal Higher Order Thinking Skills (HOTS) adalah: 1. Meminimalkan aspek mengingat dan memahami 2. Berbasis permasalahan kontekstual 3. Adanya stimulus yang menarik.
50
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
Stimulus dapat berupa gambar, tabel, grafik, wacana dll: menuntut kemampuan mencari hubungan, menganalisis, menyimpulkan dan menciptakan serta terkait langsung dengan pertanyaan. 4.
Kebaruan
Dalam mengembangkan soal HOTS pertama kali dilakukan analisis lingkup materi yang disusun berdasarkan analisis KD. Pada mata pelajaran Biologi topik substansi genetik ini diambil dari KD 3.3. Menganalisis hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup. Dalam merumuskan kalimat indikator soal, perlu diperhatikan bahwa indikator soal memuat 3 komponen. Komponen tersebut adalah subjek, perilaku yang diukur, dan stimulus/konteks/kondisi. Subjek yang dimaksud adalah peserta didik. Perilaku yang akan diukur diambil dari kata kerja operasional
seperti
menganalisis,
membandingkan,
memutuskan,
menginterpretasi, dan sebagainya. Stimulus/konteks/kondisi yang disajikan bisa berupa gambar, diagram, grafik, tabel, teks, dan sebagainya. Berikut ini contoh kisi-kisi pengembangan soal HOTS beserta kartu soal: KISI-KISI SOAL HOTS 1. Jenis Sekolah
No. 1 1
: SMA
Kelas
: XII
Mata Pelajaran
: Biologi
Kompetensi Dasar 2 3.3 Menganalisi s hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam
Lingkup Materi 3 Genetika
Materi 4 Substan si genetik
Indikator Soal 5 Disajikan urutan basa nitrogen pada rantai DNA, peserta didik dapat memprediksi urutan basa
Nomor Soal 6 1
Level 7 L3
51
Bentuk Soal 8 Pilihan Ganda
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
No.
Kompetensi Dasar penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup
Lingkup Materi
Materi
Indikator Soal nitrogen pada RNAd
Nomor Soal
Level
Bentuk Soal
Kartu Soal KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah
: SMA
Kurikulum
: 2013
Kelas
: XII
Bentuk Soal
: Pilihan Ganda
Mata Pelajaran
: BIologi
Nama Penyusun
:
KOMPETENSI DASAR 3.3 Menganalisis hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup
Buku Sumber :
Pengetahuan/ Pemahaman
Diketahui rantai antisense sebagai berikut Nomor Soal 1
CAT CGA AAT GGC Apabila terjadi transkripsi maka urutan basa nitrogen RNAd yang terbentuk adalah …. A. GTU GTC TTU CCG
Genetika
B. CAU CGA UUA GGC C. CTU CGA TTU GGC
MATERI
D. GUA GCU UUA CCG
Substansi genetik
Kunci Jawaban
INDIKATOR SOAL
D
52
√ Penalaran
RUMUSAN BUTIR SOAL
LINGKUP MATERI
Disajikan urutan basa nitrogen pada rantai DNA, peserta didik dapat memprediksi urutan basa nitrogen pada RNAd
Aplikasi
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
2. Jenis Sekolah
No. 1 1
: SMA
Kelas
: XII
Mata Pelajaran
: Biologi
Kompetensi Dasar 2 3.3 Menganalisi s hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup
Lingkup Materi 3 Genetika
Materi 4 Substansi genetik
Indikator Soal 5 Disajikan urutan basa nitrogen pada rantai sense dan antisense, peserta didik dapat memprediksi asam amino yang akan terbentuk
Nomor Soal 6 1
Level 7 L3
53
Bentuk Soal 8 Uraian
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah
: SMA
Kurikulum
: 2013
Kelas
: XII
Bentuk Soal
: Uraian
Mata Pelajaran
: Biologi
Nama Penyusun
:
KOMPETENSI DASAR 3.3 Menganalisis hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup
Pengetahuan/ Pemahaman
Buku Sumber :
√ Penalaran
Aplikasi
RUMUSAN BUTIR SOAL Perhatikan susunan basa nitrogen DNA dan tabel di bawah ini. Nomor Soal
Sense: GGC CAT AGG TCG Antisense: CCG GTA TCC AGC
1
LINGKUP MATERI Genetika MATERI Substansi genetik INDIKATOR SOAL
Nama Asam Amino Glisin Glutamin Histidin
GGC CAA CAU
Kode Kodon
Prolin Arginin Serin
CCG AGG UCG
Rangkaian asam amino yang akan terbentuk dari proses transkipsi dan translasi pada rantai DNA diatas adalah ….
Disajikan urutan basa nitrogen pada rantai sense dan antisense, peserta didik dapat memprediksi asam amino yang akan terbentuk Pedoman Penskoran
Kunci Jawaban 1. Cara mentranslasikan kode-kode tersebut adalah dengan menggunakan mRNA
1
2. mRNA dari DNA tersebut adalah GGC CAU AGG UCG
1
3. Translasi dari DNA di atas adalah glisin – histidin – arginin – serin
1
Total Skor Nilai = Skor yang diperoleh x 100 Total skor maksimal
54
Skor
4
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
C. Refleksi Pembelajaran Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi proses pembelajaran materi substansi genetik. Refleksi pembelajaran dilakukan dengan melihat kesesuaian antara indikator pencapaian kompetensi, proses pembelajaran, peserta didik, penilaian, dan ketercapaian KD. 1. Apakah kegiatan membuka pelajaran yang dirancang dapat mengarahkan dan mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ? 2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan? Apakah sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?) 3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?) 4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang telah dirancang ? Apakah aktivitas pembelajaran tersebut dapat melatih siswa berpikir tingkat tinggi (HOTs)? 5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ? 6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi masalah dan memotivasi peserta didik)? 7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan pada bagian aktivitas pembelajaran? 8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang dikembangkan? 9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran yang telah dikembangkan ?
55
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap materi pelajaran? 11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai kompetensi dasar (KD) pada materi terpilih sebagaimana mestinya? (Jika tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas pembelajaran dalam rencana pembelajaran?) 12. Apa kelemahan yang akan Saudara temukan dalam melaksanakan aktivitas pembelajaran yang telah dirancang? 13. Apa kekuatan atau hal-hal baik yang Saudara capai setelah mempelajari aktivitas pembelajaran?
56
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
KESIMPULAN
Sub unit ini dikembangkan dari pasangan kompetensi dasar mata pelajaran biologi kelas XII, yaitu 3.3. Menganalisis hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup; dan 4.3. Merumuskan urutan proses sintesis protein dalam kaitannya dengan penyampaian kode genetik (DNA-RNA-Protein). Dari pasangan kompetensi dasar tersebut diturunkan 10 indikator pencapaian kompetensi dimensi pengetahuan dan 4 indikator pencapaian komeptensi dimensi keterampilan. Substansi genetik berisi sajian materi yang kontekstual dengan kehidupan sehari-hari yang dicontohkan dengan mudahnya pengamatan terhadap sifat fisik makluk hidup yang dapat diwariskan. Ditambah dengan isu kekinian seperti tes DNA dan bank DNA. Keberadaan muatan konteks yang erat dengan kehidupan sehari-hari dapat memotivasi guru dan peserta didik untuk belajar dan cepat memahami. Pembelajaran untuk mencapai target kompetensi dilaksanakan dalam 3 kali pertemuan. Model pembelajaran yang digunakan adalah Discovery learning yang merupakan model pembelajaran yang mendorong keterampilan berpikir tingkat tinggi apabila diterapkan dengan benar. Pertemuan pertama terdiri dari 3 aktivitas pembelajaran, pertemuan kedua terdiri dari 3 aktivitas pembelajaran, dan pertemuan ketiga terdiri dari 2 aktivitas pembelajaran. Kegiatan belajar juga didukung oleh aktivitas mengunakan lembar kerja peserta didik yang dirancang untuk mengembangkan konsep secara mandiri dan melatih keterampilan peserta didik untuk menelusuri informasi dalam rangka memecahkan masalah. Di sub unit ini disediakan soal-soal UN terkait substansi genetik yang muncul di ujian nasional tahun 2016, 2017, dan 2018. Disediakan pula pembahasan
57
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
soalnya sehingga memudahkan guru dan peserta didik untuk memahami pemecahan soal tersebut dan memprediksi jenis soal yang rutin muncul di UN. Sebagian soal sudah terkategori HOTS tapi model soal serupa setiap tahunnya, maka guru perlu melatihkan peserta didik dan membuat soal HOTS yang berbeda dari soal yang pernah muncul di UN.
58
Unit Pembelajaran Substansi Genetik
UMPAN BALIK
Untuk mengukur pemahaman Saudara terhadap sub unit ini, silakan mengisi lembar persepsi pemahaman di format yang tersedia. Berdasarkan hasil pengisian instrumen ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya. Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur dengan memberikan tanda silang (X) pada kriteria yang menurut saudara tepat. Lembar Persepsi Pemahaman Sub Unit No 1. 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Aspek Memahami indikator yang telah dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar. Mampu menghubungkan konten dengan fenomena kehidupan sehari-hari. Merasa bahwa tahapan aktivitas pembelajaran dapat mengembangkan HOTS peserta didik. Memahami tahapan aktivitas yang disajikan dengan baik. Mampu dengan baik mengaplikasikan aktivitas pembelajaran di dalam kelas. Memahami dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan. Mampu melaksanakan dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan. Memahami konten secara menyuluh dengan baik. Memami prosedur penyusunan soal HOTS dengan baik. Mampu membahas soal HOTS yang disajikan dengan tepat.
1
Kriteria 2 3
Jumlah Jumlah Total Keterangan 1=tidak menguasai 2 = cukup menguasai 3 = menguasai 4 = Sangat Menguasai
Pedoman Penskoran Skor = Jumlah Total X 100 40
59
4
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Keterangan Umpan Balik Skor
< 70
70-79 80-89
: :
> 90
Umpan Balik : Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara membelajarkannya, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu membaca ulang subunit ini dan mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai Saudara memahaminya. : Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator atau teman lain di MGMP. Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan baik. Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman lain di MGMP untuk membelajarkan subunit ini. Keterangan 1=tidak menguasai 2 = cukup menguasai 3 = menguasai 4 = Sangat Menguasai
Pedoman Penskoran Skor = Jumlah Total X 100 40
Keterangan Umpan Balik Skor Umpan Balik : Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara membelajarkannya,
< 70
70-79 80-89
mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu membaca ulang subunit ini dan mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai Saudara memahaminya. : Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator atau teman lain di MGMP. : Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan
> 90
60
:
melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan baik. Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman lain di MGMP untuk membelajarkan subunit ini.
Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB) MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP) BERBASIS ZONASI MATA PELAJARAN BIOLOGI SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup Penulis: Any Suhaeny, M.Si Penyunting: Arief Husein Maulani, M.Si Desainer Grafis dan Ilustrator: TIM Desain Grafis
Copyright © 2019 Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
DAFTAR ISI Hal
DAFTAR ISI __________________________________ 65 DAFTAR GAMBAR ______________________________ 66
DAFTAR TABEL________________________________ 66 PENDAHULUAN _______________________________ 67 KOMPETENSI DASAR ___________________________ 68 A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ______________________________ 68 B. Indikator Pencapaian Kompetensi ________________________________________ 68 APLIKASI DI DUNIA NYATA______________________ 70 SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 72 BAHAN PEMBELAJARAN _________________________ 77 A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 77 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 _________________________________________ 80 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2 _________________________________________ 82 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3 _________________________________________ 84
B. Lembar Kerja Peserta Didik _______________________________________________ 87 LKPD 1. Prinsip Pewarisan Sifat ___________________________________________________ 87 LKPD 2. Persilangan Monohibrid __________________________________________________ 89 LKPD 3. Persilangan Dihibrid ______________________________________________________ 92 LKPD 4. Interaksi Gen ______________________________________________________________ 95
C. Bahan Bacaan _______________________________________________________________ 97 Hukum Mendel ______________________________________________________________________ 97 Interaksi Gen ______________________________________________________________________ 107
PENGEMBANGAN PENILAIAN____________________ 115 A. Pembahasan Soal-soal ____________________________________________________ 115 B. Mengembangkan Soal HOTS ______________________________________________ 125 C. Refleksi Pembelajaran ____________________________________________________ 129
KESIMPULAN ________________________________ 131 UMPAN BALIK _______________________________ 133
65
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 1. Variasi pada manusia _________________________________________________ 70 Gambar 2. Bunga Linaria maroccana ____________________________________________ 87 Gambar 3 Cara Persilangan Monohibrid ________________________________________ 90 Gambar 4. Cara Persilangan Dihibrid ____________________________________________ 93 Gambar 5. Bentuk Pial pada Ayam _______________________________________________ 95 Gambar 6. Gregor Mendel ________________________________________________________ 97 Gambar 7. Proses Penyilangan ___________________________________________________ 98 Gambar 8. Alel pada Warna Bunga_____________________________________________ 101 Gambar 9. Persilangan Monohibrid ____________________________________________ 102
Gambar 10. Rasio Genotip dan Fenotip pada Persilangan Monohibrid ____ 103 Gambar 11. Persilangan Dihibrid ______________________________________________ 105
Gambar 12. Diagram Persilangan pada Peristiwa Polimeri _________________ 109 Gambar 13. Persilangan pada Peristiwa Kriptomeri _________________________ 110
Gambar 14. Diagram Persilangan pada Kriptomeri __________________________ 111 Gambar 15. Diagram Persilangan Parental ___________________________________ 112 Gambar 16. Diagram Persilangan pada Peristiwa hipostasis dan epistasis 113 Gambar 17. Diagram Persilangan pada Peristiwa Komplementer __________ 114
DAFTAR TABEL Hal Tabel 1. Desain Aktivitas Pembelajaran _________________________________________ 78 Tabel 2. Hasil penyilangan yang dilakukan oleh Mendel ______________________ 99 Tabel 3. Hubungan antara jumlah sifat beda dengan jumlah kombinasi gen pada gamet yang dihasilkan F1, genotip dan fenotip F2 _______________ 106 Tabel 4. Kisi-Kisi Soal HOTS ____________________________________________________ 126
66
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
PENDAHULUAN Unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru untuk memahami topik genetika. Melalui pembahasan materi yang terdapat pada unit ini, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi yang sama ke peserta didiknya yang disesuaikan dengan indikator yang telah disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik. Selain itu, materi ini juga aplikatif untuk guru sendiri sehingga mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari. Dalam
rangka
memudahkan
guru
mempelajari
konten
dan
cara
mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan bacaan tentang aplikasi topik pewarisan sifat dalam kehidupan sehari-hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun terakhir sebagai acuan dalam menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif aktivitas pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang dapat digunakan guru untuk memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang dapat dipelajari oleh guru, maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur mengembangkan soal HOTS. Komponen-komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan prinsip pewarisan sifat, melakukan aktivitas praktik persilangan monohibrid dan dihibrid, sekaligus mendorong peserta didik mencapai kemampuan berpikir tingkat tinggi. Topik pewarisan sifat yang dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas subtopik karakteristik hukum Mendel, persilangan antar sifat beda, dan interaksi gen. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan empat buah LKPD, yaitu 1) Prinsip Pewarisan Sifat; 2) Persilangan monohibrid; 3) Persilangan Dihibrid; dan 4) Interaksi Gen. LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah mengimplementasikannya di kelas.
67
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
KOMPETENSI DASAR A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi kelas XII: KOMPETENSI DASAR
TARGET KD
KD PENGETAHUAN Menerapkan prinsip
Menerapkan prinsip pewarisan sifat
3.5
pewarisan sifat makhluk hidup
makhluk hidup berdasarkan hukum
berdasarkan hukum Mendel
Mendel
KD KETERAMPILAN
4.5
1. Menyajikan hasil penerapan hukum
Menyajikan hasil penerapan
Mandel dalam perhitungan peluang
hukum Mandel dalam
dari persilangan makhluk hidup di
perhitungan peluang dari
bidang pertanian
persilangan makhluk hidup di
2. Menyajikan hasil penerapan hukum
bidang pertanian dan
Mandel dalam perhitungan peluang
peternakan
dari persilangan makhluk hidup di bidang peternakan
B. Indikator Pencapaian Kompetensi INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) PENGETAHUAN IPK Pendukung : 3.5.1. Menjelaskan
prinsip 4.5.1 Menerapkan hukum
pewarisan sifat pada makhluk hidup 3.5.2. Menjelaskan pola
68
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN IPK Pendukung : dalam dari
pewarisan
perhitungan persilangan
Mendel peluang makhluk
hidup di bidang pertanian atau
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) PENGETAHUAN sifat pada makhluk hidup
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN peternakan
berdasarkan Hukum Mendel 3.5.3. Menjelaskan persilangan
proses pada
makhuk
hidup berdasarkan sifat beda 3.5.4. Menjelaskan
interaksi gen
pada pewarisan sifat makhluk hidup IPK Kunci :
IPK Kunci :
3.5.5. Menerapkan
Hukum Mendel 4.5.2 Menyajikan hukum
pada proses persilangan pada
dalam
makhluk hidup
dari
3.5.6. Menetukan
macam-macam
interaksi gen
yang terjadi
Mendel
perhitungan persilangan
peluang makhluk
hidup di bidang pertanian atau peternakan
pada makhuk hidup IPK Pengayaan : 3.5.7. Menganalisis
IPK Pengayaan : Hukum
Mendel 4.5.3 Mengintegrasikan
hukum
dalam perhitungan
peluang
Mendel
dalam
perhitungan
dari
makhluk
peluang
dari
persilangan
makhluk
hidup
persilangan
hidup 3.5.8. Menganalisis dalam
proses
interaksi gen
di bidang
pertanian atau peternakan
persilangan
makhluk hidup 3.5.9. Menganalisis pewarisan sifat
prinsip pada proses
pemuliaan makhluk hidup
69
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
APLIKASI DI DUNIA NYATA Salah
satu
keistimewaan
ciptaan
Tuhan
Yang
Maha
Esa
adalah
keanekaragaman yang dimiliki oleh makhluk hidup. Keanekaragaman yang sangat tinggi di antara makhluk hidup tidak hanya ada di level kingdom, akan tetapi keanekaragaman tersebut terdapat di level spesies. Di antara spesies yang sama dapat kita temukan variasi yang sangat banyak. Cobalah Saudara amati orang-orang di sekitar Saudara, perhatikan warna kulit mereka, warna rambut, bentuk wajah, bentuk mata, bentuk hidung dan yang lainnya. Mereka memiliki karakteristik yang berbeda-beda, yang diturunkan dari orangtua mereka.
Gambar 1. Variasi pada manusia
Sumber: www.flickr.com/photos/57570482@N06/5299266966
Dapatkah Saudara menjelaskan manfaat nyata dari pewarisan sifat pada makhluk hidup? Contohnya adalah varietas hibrida pada tanaman. Varietas hibrida ini dibuat untuk mengambil manfaat dari munculnya kombinasi yang baik dari induk-induk yang disilangkan. Contohnya varietas hibrida pada tanaman padi. Sifat-sifat yang dimiliki tanaman ini diperoleh dari bibit-bibit yang memiliki sifat-sifat unggul. Seperti pada artikel dibawah ini.
70
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Padi Hibrida, Teknologi Cerdas? Petani Sejahtera! Penyusutan lahan pertanian sebesar 50.000 hingga 100.000 hektare pertahun (Pikiran Rakyat, 13 Juni 2016) menjadi suatu kendala untuk meningkatkan ketahanan pangan, eksfensifikai atau perluasan lahan pertanian
merupakan
hal
yang
perlu
dilakukan
oleh
pemerintah.
Pengoptimalisasian produksi padi di area yang ada dengan berbagai cara menjadi pilihan terakhir. Bagaimana kita melakukannya? Dengan menanam padi hibrida terbukti efektif. Kenapa Padi Hibrida? Hibrida adalah produk persilangan antara dua tetua padi yang berbeda secara genetik. Apabila tetua-tetua diseleksi secara tepat maka hibrida turunannya akan memiliki vigor dan daya hasil yang lebih tinggi daripada kedua tetua tersebut (Balai Besar Penelitian Tanaman Padi, Kementrian Pertanian). Keunggulan padi hibrida adalah hasil produksi lebih (9-10 ton/hektar) tinggi daripada padi unggul biasa dan tanaman lebih seragam. Dengan hasil produksi yang tinggi tentu dapat mengoptimalkan area pertanian yang ada, sehingga jumlah jual petani lebih tinggi.
Bahan bacaan tersebut disarikan dari:
https://www.kompasiana.com/satriowd/585297d3727e610a5b183ab3/pa di-hibrida-teknologi-cerdas-petani-sejahtera, tanggal akses 25 Mei 2019.
Persilangan ini tentunya juga berdasarkan pada penemuan yang dilakukan Mendel tentang hukum pewarisan sifat. Pertanyaan yang muncul adalah bagaimana terjadinya pemindahan sifat dari suatu generasi ke generasi sehingga terdapat persamaan antar keturunan demi keturunan serta mengapa dan bagaimana proses terjadinya variasi antar makhluk hidup? Pada konteks pewarisan sifat pada makhluk hidup, variasi terjadi karena adanya sifat-sifat yang diturunkan yang berasal dari kedua orang tua.
71
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
SOAL-SOAL UN/USBN Berikut ini contoh soal-soal UN topik Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup pada Kompetensi Dasar 3.5 Menerapkan prinsip pewarisan sifat makhluk hidup berdasarkan hukum Mendel (Permendikbud Nomor 37, 2018). Soalsoal ini disajikan agar dapat dijadikan sebagai sarana berlatih bagi peserta didik untuk menyelesaikannya. Selain itu, soal-soal ini juga dapat menjadi acuan ketika Saudara akan mengembangkan soal yang setipe pada topik Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup. 1. Contoh Soal UN Tahun 2015/2016 No. 1
Soal Interaksi 2 gen terjadi pada jengger ayam. Gen K mengatur jengger ros, gen P mengatur jengger Pea. Bila gen R dan P bertemu fenotip walnut. Bila gen r dan p bertemu terbentuk fenotip single. Disilangkan ayam ros (RRpp) dengan ayam pea (rrPP) menghasilkan ayam walnut (RrPp). Bila sesama F1 disilangkan, perbandingan fenotip pada F2 adalah .... a. 3 walnut : 1 pea b. 12 walnut : 3 ros : 1 pea c. 9 walnut : 3 ros : 4 pea d. 9 walnut : 3 ros : 3 pea : 1 single e. 15 walnut : 1 single
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalis/C4)
Indikator yang bersesuaian
: 3.5.9 Menganalisis interaksi gen dalam perhitungan peluang pada persilangan makhluk hidup
Diketahui
: Persilangan ayam ros (RRpp) dengan ayam pea (rrPP) menghasilkan ayam walnut (RrPp).
72
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Ditanyakan
: perbandingan fenotip pada F2 pada persilangan sesama F1
Materi yang dibutuhkan
: Interaksi Gen
2. Contoh Soal UN Tahun 2016/2017 No. 1
Soal Pada percobaan Mendel tanaman kapri dengan fenotip tinggi dan bunga di ketiak batang (TTBB) disilangkan dengan tanaman kapri dengan fenotip pendek dan bunga di ujung batang (ttbb). Jika F1 mengalami penyerbukan sendiri, berapa peluang munculnya genotip TtBb? a. 6,25% b. 18,75% c. 25% d. 50% e. 75%
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
:
Diketahui
3.5.7. Menganalisis Hukum perhitungan peluang makhluk hidup : Persilangan pada tanaman kapri
Ditanyakan
: Peluang munculnya genotip
Materi yang dibutuhkan
: Persilangan dihibrid
Mendel dalam dari persilangan
73
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
No. 2
Soal 1. Perhatikan persilangan Epistasis berikut!
Jika hasil persilangan menghasilkan F1 berwarna hitam kemudian disilangkan dengan gandum berwarna putih dengan genotip hhkk, kemungkinan fenotip keturunan adalah … a. 3 hitam : 1 putih b. 3 putih : 1 hitam c. 2 hitam : 2 putih d. 2 hitam : 1 kuning : 1 putih e. 1 hitam : 2 kuning : 1 putih Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
: 3.5.8 Menganalisis interaksi gen dalam perhitungan peluang pada persilangan makhluk hidup
Diketahui
: Persilangan 2 sifat pada jengger ayam
Ditanyakan
: Rasio fenotip F2
Materi yang dibutuhkan
: Interaksi gen
3. Contoh Soal UN Tahun 2017/2018 No. 1
Soal Tikus rambut hitam ekor panjang (HHPP) disilangkan dengan tikus rambut ekor pendek (hhpp). Pada F2, berapa kemungkinan munculnya
74
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
tikus yang mempunyai fenotip yang sama dengan induk yang dominan apabila F1 dikawinkan dengan sesamanya? a. 6,25% b. 18,75% c. 25% d. 56,25% e. 100% Identifikasi Level Kognitif Indikator yang bersesuaian
: Penalaran (Menganalisis/C4) 3.5.7 Menganalisis :
perhitungan
Hukum peluang
Mendel
dalam
dari persilangan
Diketahui
makhluk hidup : Persilangan dihibrid pada tikus
Ditanyakan
: Peluang munculnya fenotif yang sama dengan induk
Materi yang dibutuhkan
: Persilangan dihibrid
No. 2
Soal Perhatikan diagram persilangan berikut!
Ratio fenotip antara ungu : putih : merah pada F2 adalah … a. 3:2:3 b. 6:2:8 c. 9:3:4 d. 9:4:3 e. 12:3:1
75
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
: 3.5.8 Menganalisis interaksi gen dalam perhitungan peluang pada persilangan makhluk hidup
Diketahui
: Persilangan dihibrid pada Linaria marocana
Ditanyakan
: Ratio fenotip F2 Linaria marocana
Materi yang dibutuhkan
: Persilangan dihibrid
76
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
BAHAN PEMBELAJARAN Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan pembelajaran yang dapat dimplementasikan oleh Saudara ketika akan membelajarkan topik pewarisan sifat pada makhluk hidup. Bahan pembelajaran dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha
memfasilitasi
kemampuan
berpikir
tingkat
tinggi.
Bahan
pembelajaran ini berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan , dan bahan bacaannya.
A. Aktivitas Pembelajaran Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik pewarisan sifat pada makhluk hidup. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran, terlebih dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai masing-masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam empat kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci, menjadi
empat
skenario
pembelajaran.
Pengembangan
skenario
pembelajaran mengacu pada kriteria yang ditetapkan pada Standar Proses (Permendikbud nomor 22 tahun 2016). Berikut ini rincian aktivitas pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.
77
Tabel 1. Desain Aktivitas Pembelajaran
1. 2.
3.
4.
5.
6.
Aktivitas Pembelajaran Observasi bagan persilangan tanaman kapri Mengidentifikasi pola penurunan sifat pada tanaman kapri Mengaitkan hubungan pola penurunan sifat dengan Hukum Mendel Diskusi tentang proses persilangan berdasarkan sifat beda pada makhluk hidup Praktik persilangan satu sifat beda/ monohibrid menggunakan kancing genetika Praktik persilangan
Bentuk dan Jenis Penilaian 1. Tes Pengetahuan a. Tes tulis PG tulis b. Tes Uraian Terbuka 2. Observasi kegiatan praktik 3. Observasi keterampilan presentasi 4. Penilaian produk
Media 1. Lembar Kerja Peserta Didik 2. Kancing genetika
Alokasi Waktu 6 x 45’ Dilaksana kan dengan 3 pertemua n (@ 2 JP)
GurudanPKBmelTenagaKependidikanPKPbe Zona rbasis alui si
Materi/ Submateri Prinsip Pewarisan Sifat Hukum Mendel Persilangan monohibrid Persilangan dihibrid Interaksi Gen Penerapan pewarisan makhluk hidup dalam pemuliaan makhluk hidup
DirektoratJenderalPr ogram
Indikator Pencapaian Kompetensi 3.5.1 Menjelaskan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup 3.5.2 Menjelaskan pola pewarisan sifat pada makhluk hidup berdasarkan Hukum Mendel 3.5.3 Menjelaskan proses persilangan pada makhuk hidup berdasarkan sifat beda 3.5.4 Menjelaskan interaksi gen pada pewarisan sifat makhluk hidup 3.5.5 Menerapkan Hukum Mendel pada proses persilangan pada makhluk hidup 3.5.6 Menentukan macammacam interaksi gen yang terjadi pada
78
Materi/ Submateri
Bentuk dan Jenis Penilaian
Media
Alokasi Waktu
padaMakhlukUnitPembelajaran
Hidup
Aktivitas Pembelajaran dua sifat beda/ dihibrid menggunakan kancing genetika 7. Membuat bagan persilangan monohibrid dan dihibrid 8. Observasi interaksi gen pada makhluk hidup 9. Menentukan macam-macam interaksi gen 10. Membuat bagan persilangan yang dipengaruhi interaksi gen 11. Observasi proses pemuliaan tanaman 12. Menganalisis proses pemuliaan tanaman berdasarkan Hukum Mendel
PewarisanSifat
Indikator Pencapaian Kompetensi makhuk hidup 3.5.7 Menganalisis Hukum Mendel dalam perhitungan peluang dari persilangan makhluk hidup 3.5.8 Menganalisis interaksi gen dalam perhitungan peluang pada persilangan makhluk hidup 3.5.9 Menganalisis prinsip pewarisan sifat pada proses pemuliaan makhluk hidup
79
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 Pernahkah Saudara membandingkan wajah Saudara dengan wajah orang tua dan saudara-saudara yang lain? Apakah mirip dengan ayah atau mirip ibu? Apakah bentuk hidung dan warna kulit Saudara sama dengan saudara-sauara yang lain? Saat Saudara membandingkan wajah dengan wajah orang tua dan saudara, besar kemungkinan Saudara akan melihat banyak kesamaan. Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena adanya faktor-faktor yang diwariskan yang menentukan suatu sifat. Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengeani bagaimana suatu sifat diturunkan dari orang tua kepada keturunannya. Selain itu pengenalan terhadap penurunan sifat pada makhluk hidup akan bermanfaat untuk proses pewarisan yang akan dibahas pada aktivitas pembelajaran selanjutnya. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi persilangan tanaman, 2) Identifikasi pola pewarisan sifat pada tanaman; dan 3) Mengaitkan hubungan pola penurunan sifat dengan Hukum Mendel. Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.5.1., 3.5.2., 3.5.3., dan 4.5.1 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan. Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a.
Menjelaskan proses pewarisan sifat melalui bagan persilangan tanaman
b. Membedakan genotif, fenotip, dan gamet melalui pengamatan bagan persilangan tanaman c. Mengidentifikasi pola pewarisan sifat pada tanaman melalui bagan persilangan tanaman d. Mengaitkan hubungan pola pewarisan sifat dengan Hukum Mendel melalui studi literatur
80
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
e. Mempresentasikan hubungan pola pewarisan sifat dengan Hukum Mendel Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Gambar sebuah keluarga dan bagan persilangan tanaman
2.
LKPD 1
3.
Buku Sumber
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan gambar sebuah keluarga besar contohnya keluarga Gen Halilintar. b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap gambar tersebut. c. Menginstruksikan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan terkait gambar tersebut. d. Peserta didik menyebutkan hasil brainstorming dan dicatat oleh guru di papan tulis. e. Mendiskusikan hasil brainstorming, kemudian mengkonfirmasi dan menyepakati bagaimana proses pewarisan sifat pada makhluk hidup. f. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang g. Menayangkan gambar bagan persilangan tanaman kapri h. Menginstruksikan peserta didik untuk mempelajari bagan tersebut, dan mempersilakan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan. (menanya) i. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan studi pustaka untuk menjawab pertanyaan dalam LKPD 1. (mengamati, mengumpulkan informasi) j. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait dengan hasil studi pustaka dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD 1. (mengasosiasi)
81
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
k. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya dengan kelompok lain melalui kegiatan diskusi kelas. (mengomunikasikan)
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2 Perhatikan foto keluarga Saudara. Apakah wajah Saudara mirip dengan ayah atau mirip ibu? Apakah bentuk hidung dan warna kulit Saudara sama dengan saudara-sauara yang lain? Saat Saudara membandingkan wajah dengan wajah orang tua dan saudara, Saudara akan melihat pola dari persamaan yang diturunkan. Mengapa demikian? Hal ini terjadi karena adanya faktor-faktor yang diwariskan yang menentukan suatu sifat. Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengenai bagaimana suatu sifat diturunkan dari orang tua kepada keturunannya. Selain itu pengenalan terhadap penurunan sifat pada makhluk hidup akan bermanfaat untuk proses pewarisan yang akan dibahas pada aktivitas pembelajaran selanjutnya. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi persilangan tanaman dengan beberapa sifat beda, 2) Menerapkan persilangan monohibrid; dan 3) Menerapkan persilangan dihibrid Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.5.4., 3.5.6., dan 4.5.1 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan. Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a. Melakukan praktik persilangan satu sifat beda (monohibrid) melalui praktik menggunakan kancing genetika
82
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
b. Melakukan praktik persilangan dua sifat beda (dihibrid) melalui praktik menggunakan kancing genetika c. Mempresentasikan hasil persilangan melalui diskusi kelas d. Merumuskan diagram punnet berdasarkan hasil praktik persilangan melalui diskusi kelas Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Gambar/ bagan persilangan tanaman
2.
LKPD 2 dan 3
3.
Buku Sumber
4.
Perangkat Kancing genetika
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan gambar berbagai warna bunga pukul empat hasil persilangan b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap gambar tersebut. c. Menginstruksikan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan terkait gambar tersebut. d. Mengarahkan peserta didik untuk merumuskan masalah berdasarkan pertanyaan-pertanyaan yang diajukan. e. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang. f. Membagikan LKPD 2 (Persilangan monohibrid) dan LKPD 3 (Persilangan dihibrid). g. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan praktik persilangan monohibrid menggunakan kancing genetika untuk menjawab pertanyaan dalam LKPD 2 dan 3. (mengamati, mengumpulkan informasi)
83
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
h. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait dengan hasil studi pustaka dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD 2 dan 3. (mengasosiasi) i. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya dengan kelompok lain melalui kegiatan diskusi kelas. (mengomunikasikan)
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3 Keanekaragaman gen adalah keanekaragaman individu dalam satu jenis mahluk hidup. Setiap organisme dikendalikan oleh sepasang factor keturunan (gen). Keanekaragaman tingkat ini dapat ditunjukan dengqan adanya variasi dalam satu jenis. Variasi mahluk hidup dapat terjadi akibat perkawinan sehingga susunan gen keturunannya berbeda dari susunan gen induknya . Pernahkah Saudara membandingkan keanekaragaman pada ayam, terdapat perbedaan bentuk dan ukuran tubuh, warna bulu dan bentuk pial (jengger) pada ayam? Hal ini terjadi karena adanya interaksi gen. Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengenai bagaimana interaksi gen mempengaruhi variasi suatu makhluk hidup. Selain itu pengenalan terhadap interaksi gen akan bermanfaat untuk proses pewarisan yang akan dibahas pada aktivitas pembelajaran selanjutnya. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi macam-macam interaksi gen, 2) Menerapkan interaksi gen pada persilangan; dan 3) Menganalisis proses pemuliaan tanaman melalui persilangan Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.5.5, 3.5.7., 3.5.8., 3.5.9., dan 4.5.2 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan.
84
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a. Melakukan observasi macam-macam interaksi gen melalui gambar b. Mengidentifikasi macam-macam interaksi gen melalui studi pustaka c. Mempresentasikan hasil identifikasi tentang interaksi gen melalui window shopping d. Menganalisis interaksi gen pada proses persilangan melalui proses persilangan beberapa sifat beda e. Membuat bagan persilangan yang melibatkan interaksi gen f. Menganalisis proses pemuliaan makhluk hidup melalui studi pustaka Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Gambar macam-macam contoh interaksi gen
2.
LKPD 4
3.
Buku Sumber
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan gambar macam-macam contoh interaksi gen b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap gambar macam-macam contoh interaksi gen tersebut. c. Menginstruksikan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan terkait gambar tersebut. d. Mengarahkan peserta didik untuk merumuskan masalah berdasarkan pertanyaan-pertanyaan yang diajukan. e. Memfasilitasi peserta didik untuk mengumpulkan informasi melui studi pustaka untuk menjawab rumusan masalah. f.
Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping
85
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
g. Mendiskusikan hasil pengamatan, kemudian mengkonfirmasi dan menyepakati macam-macam interaksi gen pada makhluk hidup. h. Memberikan LKPD 4 mengenai interaksi gen i. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan studi pustaka untuk menjawab LKPD 4 tersebut. (mengamati, mengumpulkan informasi) j. Memfasilitasi peserta didik untuk menganalisis kasus pada jenis-jenis pial ayam di dalam LKPD 4. (mengasosiasi) k. Memfasilitasi peserta didik untuk mempresentasikan hasil analisisnya melalui diskusi kelas. (mengkomunikasikan) l. Mendiskusikan hasil analisis, kemudian mengkonfirmasi dan menyepakati hasil analisis mengenai interaksi gen.
86
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
B. Lembar Kerja Peserta Didik Berikut ini dua buah Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang digunakan dalam aktivitas pembelajaran, yaitu: 1) LKPD 1. Prinsip Pewarisan Sifat, 2) LKPD 2. Persilangan Monohibrid; 3) LKPD 3. Persilangan Dihibrid, dan 4) LKPD 4. Interaksi Gen.
LKPD 1. Prinsip Pewarisan Sifat Perhatikan bahan diskusi berikut ini!
Gambar 2. Bunga Linaria maroccana Sumber : http://theseedsite.co.uk/profile454.html, tanggal akses 21 Juni 2019
Jawablah pertanyaan berikut ! 1.
Mengapa warna bunga Linaria maroccana berbeda? ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
2.
Dapatkah Saudara melihat fenotip yang ada pada tanaman tersebut? Jika ya, sebutkan! ………………………………………………………………………………………………………….
87
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
3. Dapatkah Saudara melihat genotip yang ada pada tanaman bunga tersebut? Jika ya, sebutkan! ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 4. Jelaskan perbedaan fenotip dan genotip! ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 5. Bagaimanan penentuan suatu gen disebut resesif atau disebut dominan? Apa dasarnya? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6. Bagaimana hubungan antara gamet, genotip, fenotip, gen dan alel? ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………. 7. Jika bunga warna ungu dikawinkan dengan bunga warna putih. Tentukan jenis persilangannya dan alasannya? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………. 8. Bagaimana hubungan persilangan mono hibrid dengan Hukum Mendel? ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………. 9. Bagaimana hubungan persilangan dihibrid dengan Hukum Mendel ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………. 10. Mengapa perkawinan individu akan menghasilkan variasi pada keturunannya? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….
88
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
LKPD 2. Persilangan Monohibrid Pendahuluan Beberapa kali eksprimen penyilangan kacang polong (Pisum sativum) secara galur murni, Gregor Mendel selalu memperoleh hasil yang bervariasi dengan angka-angka perbandingan fenotip tertentu. Dari hasil eksperimen tersebut Mendel menyusun hipotesis yang antara lain menyatakan bahwa tiap sifat organisme dikendalikan oleh sepasang faktor keturunan (gen), satu berasal dari induk jantan, satu lagi berasal dari induk betina.
Tujuan Setelah melakukan kegiatan ini, Anda diharapkan dapat: 1.
Menentukan angka-angka perbandingan fenotip pada monohibrid dan dihibrid;
2.
Membuat diagram persilangan pada monohibrid dan dihibrid; dan
3.
Menyimpulkan hasil persilangan monohibrid dan dihibrid.
Alat dan bahan 1.
Kancing genetika (model gen) warna merah , 100 butir.
2.
Kancing genetika (model gen) warna putih , 100 butir.
3.
Wadah 2 buah
Cara kerja a.
Sediakan model gen warna merah dan putih masing-masing 100 butir. Model gen warna merah diberi kode M, dan model gen warna putih diberi kode m. Selanjutnya model gen warna merah (M) dipasang-
89
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
pasangkan dengan model gen warna putih (m), sehingga diperoleh model individu bergenotip Mm sebanyak 100 buah. b. Tandai wadah A sebagai induk jantan dan wadah B sebagai induk betina. Masukkanlah ke dalam wadah A dan B masing-masing 50 buah Mm. Kemudian setiap genotip Mm dipisahkan lagi sehingga diperoleh model gamet M 50 butir, dan model gamet m 50 butir. Akhirnya dalam masingmasing wadah A dan B terdapat 50 butir gamet M dan 50 gamet m. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut ini.
Gambar 3 Cara Persilangan Monohibrid
c.
Kocoklah wadah A dan B itu sehingga isinya tercampur aduk dengan benar.
d. Dengan mata tertutup, ambillah secara acak serentak model gamet wadah A dan wadah B masing-masing sebutir berulangkali semapai habis. e.
Amatilah model gamet yang terambil, kemudian catatlah kode rangkaian model gamet itu dalam tabel hasil pengamatan.
Hasil pengamatan
Catatan : Jika dalam kegiatan ini diperoleh angka perbandingan yang tidak merupakan bilangan bulat, maka bulatkan ke angka yang paling mendekati.
90
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Pertanyaan a.
Bagaimanakah perbandingan genotip pada persilangan monohibrid dari hasil kegiatan Anda?
b.
Bagaimanakah perbandingan fenotip pada persilangan monohibrid, jika sifat merah (M) dominan terhadap sifat putih (m) dari hasil kegiatan Anda?
c.
Bagaimanakah perbandingan fenotip pada persilangan monohibrid tersebut, jika terjadi peristiwa intemedier?
d.
Buatlah diagram persilangan pada monohibrid tersebut, jika individuindividu itu bergenotip MM dan mm mulai F1 hingga F2 ( gen M dominan terhadap gen m). Bagaimana perbandingan fenotip F1 dan F2nya?
e.
Apa yang dapat disimpulkan dari persilangan monohibrid tersebut di atas? Jelaskan!
91
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
LKPD 3. Persilangan Dihibrid Pendahuluan Beberapa kali eksprimen penyilangan kacang polong (Pisum sativum) secara galur murni, Gregor Mendel selalu memperoleh hasil yang bervariasi dengan angka-angka perbandingan fenotip tertentu. Dari hasil eksperimen tersebut Mendel menyusun hipotesis yang antara lain menyatakan bahwa tiap sifat organisme dikendalikan oleh sepasang faktor keturunan (gen), satu berasal dari induk jantan, satu lagi berasal dari induk betina.
Tujuan Setelah melakukan kegiatan ini, Anda diharapkan dapat: 1. Menentukan angka-angka perbandingan fenotip pada monohibrid dan dihibrid; 2. Membuat diagram persilangan pada monohibrid dan dihibrid; dan 3. Menyimpulkan hasil persilangan monohibrid dan dihibrid.
Alat dan bahan 1.
Kancing genetika (model gen) warna merah , 100 butir.
2.
Kancing genetika (model gen) warna putih , 100 butir.
3.
Kancing genetika (model gen) warna hitam , 100 butir.
4.
Kancing genetika (model gen) warna kuning , 100 butir.
5.
Wadah 2 buah
6.
Balok genetika
Cara Kerja Pakai kancing genetika
92
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
a.
Masukkan ke dalam wadah A dan B, masing-masing 50 butir model gen warna merah. 50 butir model gen warna putih, 50 butir model gen warna hitam, dan 50 butir model gen warna kuning. Model gen warna merah (M) untuk sifat bungan warna merah. Model gen warna putih (m) untuk sifat bunga warna putih. Model gen warna hitam (B) untuk sifat nuah besar. Model gen warna kuning (b) untuk sifat buah kecil.
b.
Tandai wadah A sebagai induk jantan, dan wadah B sebagai induk betina.
c.
Dalam masing-masing wadah A dan B, gabung-gabungkanlah model gen M dan B, sehingga menjadi model gamet MB sebanyak 25 buah, gen M dan b, sehingga menjadi gamet Mb sebanyak 25 buah, gen m dan B, sehingga menjadi mB sebanyak 25 buah, dan akhirnya gen m dan b, sehingga menjadi gamet mb sebanyak 25 buah. Untuk lebih jelasnya, lihat gambar berikut ini.
Gambar 4. Cara Persilangan Dihibrid
d.
Kocoklah wadah A dan B itu hingga isinya tercampur aduk benar.
e.
Dengan mata tertutup, ambillah secara serentak model gamet dari wadah A dan wadah B masing-masing sebuah berulangkali sampai habis.
f.
Isilah tabel di bawah ini sebagai hasil kegiatan.
93
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Menggunakan Balok Genetika a.
Lemparkan kedua balok genetika secara bersamaan dan perhatikan permukaan yang menghadap ke atas ketika kedua balok itu jatuh di meja.
b. Bila permukaan balok yang satu memperlihatkan merah penuh dan biru penuh berarti MB, dan bila permukaan balok yang satu lagi memperlihatkan merah tidak penuh dan biru tidak penuh berarti mb. Hasil persilangan berarti MmBb. Isikan hasil persilangan ini ke tabel hasil kegiatan. c.
Lakukan pelemparan balok sampai ± 100 kali, setiap kali melemparkan isikan hasil persilangan ke dalam tabel hasil kegiatan.
Pertanyaan 1.
Bagaimanakah perbandingan genotip pada persilangan dihibrid dari hasil kegiatan Anda?
2.
Bagaimanakah perbandingan fenotifnya pada persilangan dihibrid, jika sifat merah (M) dominan terhadap sifat putih (m), dan sifat besar (B) dominan terhadap sifat kecil (b) dari hasil kegiatan Anda?
3.
Buatlah diagram persilangan pada dihibrid tersebut jika individuindividu itu bergenotip MMBB dan mmbb mulai F1 hingga F2 (gen M dominan terhadap gen m, gen B dominan terhadap gen b. Bagaimanakah perbandingan fenotif F1 dan f2-nya?
4.
Apa yang dapat disimpulkan dari persilangan dihibrid tersebut di atas? Jelaskan!
94
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
LKPD 4. Interaksi Gen Perhatikan bahan diskusi berikut ini!
Gambar 5. Bentuk Pial pada Ayam
Kasus 1 : Pada persilangan induk ayam pial gerigi/rose dan ayam pial bilah/single mengahsilkan ayam pial gerigi. Persilangan sesama F1 akan menghasilkan ayam pal gerigi dengan ayam pial bilah dengan perbandingan 3:1. Kasus 2 : Pada persilangan induk ayam pial biji/pea dan ayam pial bilah/single menghasilkan ayam pial pea. Persilangan sesama F1 akan menghasilkan ayam pial biji/pea dengan ayam pial bilah/single dengan perbandingan 3 : 1. Kasus 3 : Pada persilangan induk ayam pial biji/pea dan ayam pial gerigi menghasilkan ayam pial sumpel/walnut. Persilangan sesama F1 akan menghasilkan ayam pial sumpel/walnut, ayam pial biji/pea, ayam pial gerigi/rose dan ayam pial bilah/single dengan perbandingan 9:3:3:1
Jawablah pertanyaan berikut ! 1.
Berdasarkan kasus tersebut, termasuk ke dalam persilangan monohibrid atau dihibrid? …………………………………………………………………………………………………………...
95
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
2. Bagaimana Saudara bisa menjelaskan persilangan berdasarkan kasuskasus tersebut? Bagaimana hipotesis Saudara? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 3. Bagaimana hubungan antara proses pewarisan sifat dan interaksi gen pada proses pemuliaan makhluk hidup? Contohnya pembuatan padi hibrida atau jangung hibrida. ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
96
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
C. Bahan Bacaan Hukum Mendel Johann Mendel lahir tanggal 22 Juli 1822 di kota kecil Heinzendorf di Silesia, Austria. (Sekarang kota itu bernama Hranice wilayah Republik Ceko.) Johann Gregor Mendel adalah orang yang sampai kini dianggap sebagai peletak dasar ilmu keturunan
atau
hidupnya,
beliau
percobaan
di
menyelidiki tanaman Gambar 6. Gregor Mendel
genetika. senang
melakukan
kebunnya
bagaimana
induk
Semasa
diturunkan
untuk sifat-sifat kepada
keturunannya.
Hasil percobaannya diumumkan pada tahun 1865, dan sejak tahun itu ilmu tentang keturunan tumbuh dengan teori-teori yang lebih ilmiah. Eksperimen Mendel
dimulai
saat
dia
berada
di
biara
Brunn
didorong
oleh
keingintahuannya tentang suatu ciri tumbuhan diturunkan dari induk keturunannya. Jika misteri ini dapat dipecahkan, petani dapat menanam hibrida dengan hasil yang lebih besar. Prosedur Mendel merupakan langkah yang cemerlang dibanding prosedur yang dilakukan waktu itu. Mendel sangat memperhitungkan sifat atau karakter dari keturunan dan keturunan tersebut diteliti sebagai satu kelompok, bukan sejumlah keturunan yang istimewa.
97
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Gambar 7. Proses Penyilangan Sumber: Campbell, et al. 2011
Dia juga memisahkan berbagai macam ciri dan meneliti satu jenis ciri saja pada waktu tertentu, tidak memusatkan perhatian pada tumbuhan secara keseluruhan. Dalam eksperimennya, Mendel memilih tumbuhan biasa, kacang polong, sedangkan para peneliti lain umumnya lebih suka meneliti tumbuhan langka. Seperti pada gambar 4, Mendell melakukan penyilangan terhadap kacang polong. Dari berbagai hasil penelitiannya, Mendell mengidentifikasi tujuh ciri berbeda yang kemudian dia teliti seperti yang ditunjukan dalam tabel 2 berikut ini.
98
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Tabel 2. Hasil penyilangan yang dilakukan oleh Mendel
Mendel menyilangkan tumbuhan tinggi dengan tumbuhan pendek dengan menaruh tepung sari dari yang tinggi pada bunga pohon yang pendek, demikian sebaliknya. Mendel mengharapkan bahwa semua keturunan generasi pertama hasil persilangan itu akan berupa pohon berukuran sedang atau separuh tinggi dan separuh pendek. Namun ternyata, semua keturunan generasi pertama berukuran tinggi. Rupanya sifat pendek telah hilang sama sekali. Lalu Mendel membiarkan keturunan generasi pertama itu berkembang biak sendiri menghasilkan keturunan generasi kedua. Kali ini, tiga perempat berupa tumbuhan tinggi dan seperempat tumbuhan pendek. Ciri-ciri yang tadinya hilang muncul kembali. Dia menerapkan prosedur yang sama pada enam ciri lain. Dalam setiap kasus, satu dari ciri-ciri yang berlawanan hilang dalam keturunan
99
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
generasi pertama dan muncul kembali dalam seperempat keturunan generasi kedua. Dari percobaan tersebut, Mendel melahirkan hukum mengenai pewarisan sifat yang dikenal dengan Hukum Mendel. Hukum ini terdiri dari dua bagian: 1. Hukum pemisahan (segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel. 2. Hukum berpasangan secara bebas (independent assortment) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.
1. Hukum Mendel Pertama Mendel menarik beberapa kesimpulan dari hasil penelitiannya. Dia menyatakan bahwa setiap ciri dikendalikan oleh dua macam informasi, satu dari sel jantan (tepung sari) dan satu dari sel betina (indung telur di dalam bunga). Kedua informasi ini (kelak disebut pembawa sifat keturunan atau gen) menentukan ciri- ciri yang akan muncul pada keturunan. Sekarang, konsep ini disebut Hukum Mendel Pertama yaitu Hukum Segregasi Bebas. Hukum segregasi bebas menyatakan bahwa pada pembentukan gamet, kedua gen yang merupakan pasangan alel itu akan memisah sehingga tiap-tiap gamet menerima satu gen dari alelnya. Secara garis besar, hukum ini mencakup tiga pokok: a) Gen memiliki bentuk-bentuk alternatif yang mengatur variasi pada karakter yang sama. Ini adalah konsep mengenai alel. b) Setiap individu diploid (2n) memiliki sepasang gen, satu dari induk jantan dan satu dari induk betina. c) Jika sepasang gen ini merupakan dua alel yang berbeda, alel dominan akan terekspresikan. Alel resesif yang tidak terekspresikan, tetap akan diwariskan pada gamet yang dibentuk.
100
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Gambar 8. Alel pada Warna Bunga
Alel untuk warna bunga berada pada lokus gen yang sama pada pasangan kromosom homolog. Untuk setiap ciri yang diteliti oleh Mendel dalam kacang polong, ada satu ciri yang dominan sedangkan lainnya resesif. Induk galur murni dengan ciri dominan mempunyai sepasang gen dominan (PP) dan dapat memberi hanya satu gen dominan (P) kepada keturunannya. Induk galur murni dengan ciri yang resesif mempunyai sepasang gen resesif (pp) dan dapat memberi hanya satu gen resesif (p) kepada keturunannya. Maka keturunan generasi pertama menerima satu gen dominan dan satu gen resesif (Pp) dan menunjukkan ciriciri gen dominan. Bila keturunan ini berkembang biak sendiri menghasilkan keturunan generasi kedua, sel-sel jantan dan betina masing-masing dapat mengandung satu gen dominan (P) atau gen resesif (p). Oleh karenanya, ada empat kombinasi yang mungkin: PP, Pp, pP dan pp. Tiga kombinasi yang pertama menghasilkan tumbuhan dengan sifat dominan, sedangkan kombinasi terakhir menghasilkan satu tumbuhan dengan sifat resesif. Percobaan Mendel yang dipaparkan adalah satu contoh persilangan monohibrid (gambar 2.4). Hasil dari percobaan ini menunjukkan sifat warna ungu dominan terhadap sifat warna putih. Oleh karena itu, simbol sifat ini dilambangkan dengan P (huruf pertama dari purple) untuk yang dominan dan p untuk yang resesif. Dalam percobaan ini, Mendel menggunakan individu dari galur murni, yaitu individu yang selalu menurunkan sifat kepada keturunannya yang sama dengan sifat induknya. Sifat ini dimungkinkan jika individu itu homozigot. Ketika pembentukan gamet (sel
101
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
kelamin), kromosom terpisah dari pasangannya, sehingga tiap gamet hanya memiliki setengah dari jumlah kromosom yang dimiliki individu.
Gambar 9. Persilangan Monohibrid Sumber : Campbell, et al. 2011
Dengan demikian setiap gamet memperoleh gen separuh dari jumlah yang dimiliki individu. Jadi, setiap gamet memiliki satu lambang, yaitu P atau p. Oleh karena itu genotip semua keturunan pertama (F1) adalah Pp sehingga sifatnya yang nampak (terekspresikan) memperoleh keturunan
adalah warna ungu. Untuk
kedua (F2), dilakukan
perkawinan
sesama
keturunan pertama (F1). Genotip dari semua keturunan pertama adalah Pp, sehingga genotip pada masing-masing gamet (♂ dan ♀) adalah P dan p. Gamet ini akan menghasilkan keturunan kedua (F2) dengan genotip PP (25%), Pp (50%), dan pp (25%) dan fenotip F2 adalah warna bunga ungu (75%) dan putih (25%) seperti yang terlihat pada gambar 10 berikut ini.
102
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Gambar 10. Rasio Genotip dan Fenotip pada Persilangan Monohibrid Sumber : Campbell, et al. 2011
2.
Hukum Mendel Kedua
Kemudian Mendel meneliti dua ciri sekaligus, yakni bentuk biji (bulat atau keriput) dan warna biji (kuning atau hijau). Dia menyilang tumbuhan yang selalu menunjukkan ciri-ciri dominan (bentuk bundar dan warna kuning) dengan tumbuhan berciri terpendam (bentuk keriput dan warna hijau). Sekali lagi, ciri terpendam tidak muncul dalam keturunan generasi pertama. Jadi, semua tumbuhan generasi pertama mempunyai benih kuning bulat. Gambar 2.7 menunjukkan bahwa ada 16 kombinasi gen pada keturunan ke dua (F2). Dari 16 kombinasi ini, bulat kuning ada 9, bulat hijau ada 3, kisut kuning ada 3, dan kisut hijau ada 1. Dengan demikian perbandingan kuning : bulat hijau : kisut kuning : kisut hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1. Perbandingan ini akan terpenuhi pada pembastaran dihibrid jika dua sifat tanda beda dalam keadaan dominan penuh dan kedua gen tersebut tidak terpaut satu sama lain. Kacang polong yang semuanya bulat dan kuning pada turunan pertama menunjukkan bahwa sifat bulat dominan terhadap kisut dan kuning dominan
103
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
terhadap hijau. Jadi kacang polong yang berbiji bulat kuning dapat dilambangkan dengan YYRR dan yang kisut hijau dengan yyrr. Mendel mengecek hasil ini dengan kombinasi dua ciri lain. Perbandingan yang sama muncul lagi. Perbandingan 9:3:3:1 menunjukkan bahwa kedua ciri tidak saling tergantung, sebab perbandingan 3:1 untuk satu ciri bertahan dalam setiap subkelompok ciri yang lain, dan sebaliknya. Dalam pembentukan gamet, gen-gen membentuk kombinasi secara bebas. Hal ini menunjukkan bahwa sepasang gen tidak dipengaruhi oleh pasangan gen lainnya. Peristiwa ini biasa disebut hukum Mendel II atau hukum berpasangan secara bebas. Hukum kedua Mendel menyatakan bahwa bila dua individu mempunyai dua pasang atau lebih sifat, maka diturunkannya sepasang sifat secara bebas, tidak bergantung pada pasangan sifat yang lain. Dengan kata lain, alel dengan gen sifat yang berbeda tidak saling mempengaruhi. Hal ini menjelaskan bahwa gen yang menentukan seperti tinggi tanaman dengan warna bunga suatu tanaman, tidak saling mempengaruhi. Eksperimen Mendel (gambar 2.6) menunjukkan bahwa ketika tanaman induk membentuk sel-sel reproduksi jantan dan betina, semua kombinasi bahan genetik dapat muncul dalam keturunannya, dan selalu dalam proporsi yang sama dalam setiap generasi. Informasi genetik selalu ada meskipun ciri tertentu tidak tampak di dalam beberapa generasi karena didominasi oleh gen yang lebih kuat. Dalam generasi kemudian, bila ciri dominan tidak ada, ciri resesif itu akan muncul lagi.
104
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Gambar 11. Persilangan Dihibrid Sumber: Campbell, et al. 2011
Polihibrid Polihibrid adalah persilangan dua individu yang sejenis dengan tiga sifat beda atau lebih. Apakah prinsip-prinsip Mendel juga berlaku pada polihibrid? Pada dasarnya polihibrid sama dengan dihibrid. Sebagai contoh, persilangkan individu dengan tiga sifat beda, yang dinyatakan dengan AABBCC dominan terhadap aabbcc. Keturunan F1 memiliki genotip yang sama yaitu AaBbCc. Kemungkinan kombinasi gen pada gamet-gamet yang dihasilkannya adalah: ABC, ABc, Abc, abc, aBC, abC, AbC, abc. Jadi diperoleh 8 macam kombinasi gen pada gamet- gamet. Dengan demikian, jika gamet-gamet ini mengadakan persilangan di antara sesamanya maka akan dihasilkan 82 kombinasi gen pada F2, yaitu 64 macam kombinasi. Berapa macam kombinasi gen pada gamet-gamet yang dihasilkan F1, dan berapa jumlah kombinasi gen yang terjadi pada F2 jika terjadi persilangan antara sesama F1 secara matematik dapat kita ramalkan sebagai berikut. Jumlah sifat beda dinyatakan dengan angka pangkat dari bilangan pokok 2.
105
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Misalnya, macam kombinasi gen pada gamet-gamet yang dihasilkan F1 pada 3 sifat beda adalah 23 yaitu 8 macam kombinasi gen. Dengan demikian kombinasi gen pada F2 hasil persilangan antara sesama F1 adalah 82 yaitu 64 kombinasi. Tabel 2 di bawah ini menunjukkan kemungkinan kombinasi gen yang terjadi pada gamet-gamet yang dihasilkan F1 dan kombinasi gen (genotip) serta fenotip pada F2’. Tabel 3. Hubungan antara jumlah sifat beda dengan jumlah kombinasi gen pada gamet yang dihasilkan F1, genotip dan fenotip F2
Untuk memudahkan pemisahan fenotip, berikut ini diberikan contoh persilangan pentahibrid dengan menggunakan segi tiga pascal dalam menentukan perbandingan fenotip F2.
Segi tiga pascal
Prosedurnya 1. Angka segitiga pascal itu digunakan sebagai ratio banyaknya 2. Tentukan Konstanta 3 (mutlak) 3. Kalikan angka segitiga pascal dengan bilangan Konstanta
106
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
4.
Pangkatkan konstanta itu sesuai hibridnya , semakin kebelakang semakin turun
5.
Banyaknya pangkat juga bisa untuk menentukan banyaknya gen dominan
Contoh : Hasil Perkawinan F2 monohibrid Mendel 1.
Jumlah Sifat beda 1 (monohibrid)
2.
Ambil angka segitiga pasca 1 :
3.
Kalikan dengan konstanta nya
4.
1X31 : 1 X30
5.
Hasilnya 3 : 1
1
Interaksi Gen Pada tahun 1906, W. Bateson dan R.C Punnet menemukan bahwa pada persilangan F2 dapat menghasilkan rasio fenotipe 14 : 1 : 1 : 3. Mereka menyilangkan kacang kapri berbunga ungu yang serbuk sarinya lonjong dengan bunga merah yang serbuk sarinya bulat. Rasio fenotipe dari keturunan ini menyimpang dari hukum Mendel yang seharusnya pada keturunan kedua (F2) perbandingan rasionya 9 : 3 : 3 : 1. Tahun 1910 T.H. Morgan, seorang sarjana Amerika dapat memecahkan misteri tersebut. Morgan menemukan bahwa kromosom mengandung banyak gen dan mekanisme pewarisannya menyimpang dari Hukum II Mendel. Pada lalat buah, sampai saat ini telah diketahui kira-kira ada 5.000 gen, sedangkan lalat buah hanya memiliki 4 pasang kromosom saja. Berarti, pada sebuah kromosom tidak terdapat sebuah gen saja, melainkan puluhan bahkan ratusan gen. Pada umumnya, gen memiliki pekerjaan sendiri- sendiri untuk menumbuhkan sifat, tetapi ada beberapa gen yang
107
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
berinteraksi atau dipengaruhi oleh gen lain untuk menumbuhkan sifat. Gen tersebut mungkin terdapat pada kromosom yang sama atau pada kromosom yang berbeda. Interaksi antargen akan menimbulkan perbandingan fenotipe yang keturunannya menyimpang dari hukum Mendel, keadaan ini disebut penyimpangan semu hukum Mendel. Jika pada persilangan dihibrid, menurut Mendel perbandingan fenotipe F2 adalah 9 : 3 : 3 : 1, pada penyimpangan semu perbandingan tersebut dapat menjadi (9 : 3 : 4), (9 : 7), atau (12 : 3 : 1). Perbandingan tersebut merupakan modifikasi dari 9 : 3 : 3 : 1. Interaksi gen yang menyebabkan terjadinya penyimpangan hukum Mendel terdapat 4 bentuk, yaitu polimeri, kriptomeri, epistasis, hipostasis, dan komplementer. 1. Polimeri Sifat yang muncul pada pembastaran heterozigot dengan sifat beda yang berdiri sendiri-sendiri tetapi mempengaruhi karakter dan bagian organ tubuh yang sama dari suatu organisme disebut polimeri. Pada salah satu percobaannya, Nelson Ehle, menyilangkan gandum berbiji merah dengan gandum berbiji putih, fenotipe F1 semua berbiji merah tetapi tidak semerah biji induknya. Pada kasus ini, seolah-olah terjadi peristiwa dominan tidak penuh, sedangkan pada F2 diperoleh keturunan dengan ratio fenotipe 15 merah dan 1 putih adalah berasal dari penggabungan (9+3+3):1, berwarna merah ada 4 variasi yaitu merah tua, merah sedang, merah muda, dan merah muda sekali, sedangkan berwarna putih hanya ada 1 variasi, maka percobaan ini dikatakan bahwa pembastaran tersebut adalah dihibrida dan dua pasang alel yang berlainan tadi sama-sama mempengaruhi sifat yang sama yaitu warna bunga. Apabila gen yang menimbulkan pigmen merah diberi simbol M1 dan M2, alel yang mengakibatkan tidak terbentuknya warna diberi simbol m1 dan m2, maka dapat digambarkan dalam diagram persilangan sebagai berikut.
108
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Gambar 12. Diagram Persilangan pada Peristiwa Polimeri
2. Kriptomeri Kriptomeri adalah gen dominan yang seolah-olah tersembunyi apabila berdiri sendiri-sendiri dan pengaruhnya baru tampak apabila bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Correns pernah menyilangkan tumbuhan Linaria maroccana berbunga merah galur murni dengan yang berbunga putih juga galur murni. Diperoleh F1 semua berbunga ungu, sedangkan F2 terdiri atas tanaman Linaria maroccana berbunga ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4.
109
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Gambar 13. Persilangan pada Peristiwa Kriptomeri
Berdasarkan penyelidikan terhadap plasma sel bunga Linaria, ternyata warna merah disebabkan oleh adanya pigmen antosianin dalam lingkungan plasma sel yang bersifat asam, sedangkan dalam lingkungan basa akan memberikan warna ungu. Tetapi apabila dalam plasma sel tidak terdapat antosianin, dalam lingkungan asam atau basa tetap akan membentuk warna putih. Apabila: A = ada bahan dasar pigmen antosianin, a = tidak ada bahan dasar pigmen antosianin, B = reaksi plasma sel bersifat basa, dan b = reaksi plasma sel bersifat asam.
Gen A dominan terhadap a, dan gen B dominan terhadap b, sehingga diagram persilangannya dapat digambarkan, seperti pada diagram berikut. Perhatikan diagram peristiwa kriptomeri pada Linaria maroccana yang menghasilkan kombinasi ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4.
110
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Gambar 14. Diagram Persilangan pada Kriptomeri
Individu genotipe F2 mempunyai: a) A.B (antosianin dalam lingkungan basa) warna bunganya ungu sebanyak 9 kombinasi. b) A.bb (antosianin dalam lingkungan asam) warna bunganya merah sebanyak 3 kombinasi. c) aaB. dan aa bb (tidak mengandung antosianin) warna bunganya putih sebanyak 4 kombinasi.
3. Epistasis dan Hipostasis Epistasis dan hipostasis adalah salah satu bentuk interaksi antara gen. Pada peristiwa ini suatu gen akan menutupi gen lain yang bukan alelnya. Gen yang menutup gen lainnya disebut epistasis dan gen yang tertutup itu disebut hipostasis. Peristiwa ini terjadi baik pada tumbuhan, hewan, maupun manusia. Pada tumbuhan, peristiwa epistasis dan hipostasis dijumpai pada warna kulit gandum dan warna kulit labu squash, sedangkan pada hewan dapat dijumpai bulu mencit. Pada manusia, peristiwa tersebut juga dapat dijumpai misalnya pada warna mata.
111
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Nelson Ehle mengadakan percobaan persilangan dengan objek tanaman gandum. Gandum berkulit biji hitam disilangkan dengan gandum berkulit putih kuning. Hasilnya (F1) 100% berkulit biji hitam. Pada F2 diharapkan akan dihasilkan keturunan dengan fenotipe 75% hitam dan 25% kuning, tetapi
ternyata
tidak
demikian,
hasil
yang
diperoleh
mempunyai
perbandingan sebagai berikut 12 hitam : 3 kuning : 1 putih. Persilangan ini mirip prinsip Mendel yaitu (9 + 3) : 3 : 1. Setelah dianalisis, ternyata gen yang menimbulkan pigmentasi hitam dan kuning berdiri sendiri-sendiri dan keduanya merupakan faktor dominan terhadap faktor putih. Jadi, gen H (hitam) dominan terhadap h (putih) gen K (kuning) dominan terhadap k (putih). Perhatikan diagram persilangan antara gandum berkulit biji hitam HHkk dengan gandum berkulit biji kuning hhKK berikut!
Gambar 15. Diagram Persilangan Parental
Genotipe F1 Hhkk fenotipenya adalah hitam. Ini menunjukkan bahwa faktor H menutup faktor K, faktor H disebut epistasis dan faktor K disebut hipostasis. Jika F1 mengadakan meiosis akan menghasilkan gamet Hk, Hk, hK, dan hk, sehingga kemungkinan kombinasi F2 adalah seperti diagram berikut. Peristiwa hipostasis dan epistasis menghasilkan kombinasi yaitu hitam : kuning : putih = 12 : 3 : 1.
112
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Gambar 16. Diagram Persilangan pada Peristiwa hipostasis dan epistasis
Keterangan: Semua kombinasi yang mengandung H, fenotipenya adalah hitam. Kombinasi yang mengandung faktor dominan K hanya menampakkan warna kuning jika bersama faktor H. Kemungkinan kombinasi 1/16 adalah kombinasi dua faktor resesif dari kedua pasangan alel hhkk. Individu ini tidak mengandung faktor dominan dan menampakkan warna putih. Ini adalah jenis homozigot baru yang hanya mungkin timbul dari persilangan dihibrid.
4. Komplementer Salah satu tipe interaksi gen-gen pada organisme adalah saling mendukung munculnya suatu fenotipe atau sifat. W. Bateson dan R.C. Punnet yang bekerja pada bunga Lathyrus adoratus menemukan kenyataan ini. Mereka melakukan persilangan sesama bunga putih dan menghasilkan keturunan F2 bunga berwana ungu seluruhnya. Pada persilangan bungabunga berwarna ungu F2, ternyata dihasilkan bunga dengan warna putih dalam jumlah yang banyak dan berbeda dengan perkiraan sebelumnya, baik hukum Mendel atau sifat kriptomeri. Penelitian lebih lanjut yang dilakukan oleh keduanya mengungkapkan ada dua gen yang berinteraksi memengaruhi warna bunga, yakni gen yang mengontrol munculnya bahan pigmen (C) dan gen yang mengaktifkan bahan tersebut (P). Jika keduanya tidak hadir bersamaan, tentu tidak saling melengkapi antara sifat satu dengan yang lainnya dan menghasilkan bunga dengan warna putih (tidak berpigmen). Apabila tidak ada bahan pigmen, tentu tidak akan muncul warna, meskipun ada bahan pengaktif pigmennya.
113
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Begitupun sebaliknya, apabila tidak ada pengaktif pigmen maka pigmen yang telah ada tidak akan dimunculkan dan tetap menghasilkan bunga tanpa pigmen (berwarna putih). Persilangan yang dilakukan oleh Bateson dan Punnet dapat diamati pada diagram berikut ini. Sifat yang dihasilkan oleh interaksi gen yang saling melengkapi dan bekerja sama ini dinamakan dengan komplementer. Ketidakhadiran sifat dominan pada suatu pasangan gen tidak akan memunculkan sifat fenotipe dan hanya akan muncul apabila hadir bersama - sama dalam pasangan gen dominannya. Contoh: Perkawinan pria bisu tuli dengan wanita bisu tuli.
Gambar 17. Diagram Persilangan pada Peristiwa Komplementer
114
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
PENGEMBANGAN PENILAIAN Bagian ini memuat contoh soal-soal topik pewarisan sifat yang muncul di UN tiga tahun terakhir dan kurang berhasil dijawab oleh peserta didik. Selain itu, bagian ini memuat pembahasan tentang cara mengembangkan soal HOTS yang disajikan dalam bentuk pemodelan agar dapat dijadikan acuan oleh Saudara ketika mengembangkan soal untuk topik ini. Saudara perlu mencermati dengan baik bagian ini, sehingga Saudara dapat terampil mengembangkan soal yang mengacu pada indikator pencapaian kompetensi yang termasuk HOTS.
A. Pembahasan Soal-soal Topik pewarisan sifat pada makhluk hidup merupakan topik yang muncul pada soal UN di tiga tahun terakhir. Berdasarkan hasil analisis PAMER UN, topik ini termasuk yang kurang berhasil dijawab oleh peserta didik di lingkup nasional. Berikut ini pembahasan soal-soalnya. Soal UN Tahun 2015/2016 1.
Interaksi 2 gen terjadi pada jengger ayam. Gen K mengatur jengger ros, gen P mengatur jengger Pea. Bila gen R dan P bertemu fenotip walnut. Bila gen r dan p bertemu terbentuk fenotip single. Disilangkan ayam ros (RRpp) dengan ayam pea (rrPP) menghasilkan ayam walnut (RrPp). Bila sesama F1 disilangkan, perbandingan fenotip pada F2 adalah .... a. 3 walnut : 1 pea b. 12 walnut : 3 ros : 1 pea c. 9 walnut : 3 ros : 4 pea d. 9 walnut : 3 ros : 3 pea : 1 single e. 15 walnut : 1 single Kunci Jawaban : D Pembahasan :
115
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
P
Ayam Ros (RRpp) x Ayam Pea (rrPP)
F1
Walnut (RrPp) x Walnut (RrPp)
F2
RP Rp rP rp
RP RRPP Walnut RRPp Walnut RrPP Walnut RrPp Walnut
Rp RRPp Walnut RRpp Ros RrPp Walnut Rrpp Ros
rP RrPP Walnut RrPp Walnut rrPP Pea rrPp Pea
rp RrPp Walnut Rrpp Ros rrPp Pea Rrpp Single
Perbandingan fenotip pada F2 adalah walnut 9 : Ros 3 : Pea 3 : single 1 2. Disilangkan semangka bulat rasa manis (BBMM) dengan semangka lonjong rasa hambar (bbmm). Apabila F1nya dihilangkan dengan individu bergenotif Bbmm menghasilkan 96 buah. Jumlah keturunan berbuah bulat rasa hambar adalah … a. 6 b. 12 c. 18 d. 36 e. 54 Kunci Jawaban : D Pembahasan : P
F1
116
BBMM x bbmm (bulat, manis) ( lonjong, hambar)
BbBm x Bbmm (bulat, manis)
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
F2
Gamet Bm bm
BM BBMm Bulat, Manis BbMm Bulat, manis
Bm BBmm Bulat, hambar Bbmm Bulat, hambar
bM BbMm Bulat, manis bbMm Lonjong, manis
bm Bbmm Bulat, hambar bbmm Lonjong, hambar
Perbandingan Bulat manis : Bulat hambar : Lonjong manis : Lonjong hambar = 3:3:1:1. Jumlah keturunan buah bulat hambar adalah 3/8 x 96 = 36 buah 3.
Disilangkan kapri bulat kuning (BBKK) dengan kapri hijau (bbkk). Bulat (B) dominan terhadap keriput (b), kuning (K) dominan terhadap hijau (k). Apabila F1 disilangkan sesamanya, pada F2 dihasilkan 1280 tanaman kapri, perkiraan tanaman kapri bulat kuning yang dihasilkan adalah sejumlah … a. 150 b. 250 c. 600 d. 720 e. 740 Kunci Jawaban : D Pembahasan : P
Bulat, kuning (BBKK)
F1
F2
x
(bbkk) keriput, hijau
(BbKk) x (BbKk) Bulat, kuning
Gamet BK Bk bK
BK BBKK Bulat, kuning BBKk Bulat, kuning BbKK Bulat,
Bk BBKK Bulat, kuning BBkk Bulat, hijau
bK BbKK Bulat, kuning
bk BbKk Bulat, kuning
BbKk Bulat, kuning
Bbkk Bulat, hijau
BbKk Bulat,
bbKK keriput,
bbKk keriput,
117
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
bk
kuning BbKk Bulat, kuning
kuning Bbkk Bulat, hijau
Perbandingan fenotip pada F2 adalah kuning
kuning kuning bbKk bbkk keriput, keriput, hijau kuning Bulat, kuning 9 : Bulat, hijau 3 : keriput,
3 : keriput, hijau 1. Maka jumlah tanaman kapri bulat kuning adalah
9/16 x 1280 = 720 buah kapri.
Soal UN Tahun 2016/2017 1. Pada percobaan Mendel tanaman kapri dengan fenotip tinggi dan bunga di ketiak batang (TTBB) disilangkan dengan tanaman kapri dengan fenotip pendek dan bunga di ujung batang (ttbb). Jika F1 mengalami penyerbukan sendiri, berapa peluang munculnya genotip TtBb? a. b. c. d. e.
6,25% 18,75% 25% 50% 75%
Kunci Jawaban : c Pembahasan : P tinggi, bunga di ketiak (TTBB) F1
x (ttbb) pendek, bunga di ujung
(TtBb) x (TtBb) Tinggi, bunga di ketiak
F2
Gamet TB Tb tB tb
118
TB TTBB tinggi, ketiak TTBb tinggi, ketiak TtBB tinggi, ketiak
Tb TTBb tinggi, ketiak TTbb tinggi, ujung TtBb tinggi, ketiak
TtBb tinggi, ketiak
Ttbb tinggi, ujung
tB TtBB tinggi, ketiak TtBb tinggi, ketiak ttBB pendek, ketiak ttBb pendek, ketiak
tb TtBb tinggi, ketiak Ttbb tinggi, ujung ttBb pendek, ketiak ttbb pendek, ujung
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
Berdasarkan tabel di atas, maka peluang munculnya genotip TtBb adalah 4/16 = 25% 2.
Varietas jeruk besar masam (BBmm) disilangkan dengan jeruk kecil manis (bbMM). Keturunan F1 semuanya besar manis. Apabila F1 disilangkan sesamanya dan menghasilkan 1408 keturunan, maka F2 yang bergenotip homozigot dominan adalah … a. 88 b. 176 c. 264 d. 352 e. 440 Kunci Jawaban : a Pembahasan : P
besar, masam (BBmm)
F1
x (bbMM) kecil, manis
(BbMm) x (BbMm) besar, manis
F2
Gamet BM Bm bM bm
BM BBMM besar, manis BBMm besar, manis BbMM besar, manis BbMm besar, manis
Bm BBMm besar, manis BBmm besar, masam BbMm besar, manis Bbmm besar, masam
bM BbMM besar, manis BbMm besar, manis bbMM kecil, manis bbMm kecil, manis
bm BbMm besar, manis Bbmm besar, masam bbMm kecil, manis bbmm kecil, masam
Perbandingan fenotip pada F2 adalah besar manis 9 : besar masam 3 : kecil manis 3 : kecil, masam 1. Maka jumlah tanaman kapri bulat kuning adalah 1/16 x 1408 = 88 buah.
119
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
3. Perhatikan persilangan Epistasis berikut!
Jika hasil persilangan menghasilkan F1 berwarna hitam kemudian disilangkan dengan gandum berwarna putih dengan genotip hhkk, kemungkinan fenotip keturunan adalah … a. 3 hitam : 1 putih b. 3 putih : 1 hitam c. 2 hitam : 2 putih d. 2 hitam : 1 kuning : 1 putih e. 1 hitam : 2 kuning : 1 putih Kunci Jawaban : D Pembahasan : P
HHkk x hhKK (hitam) ( kuning)
F1
HhKk x hhkk (hitam) (putih)
HK Hk hK hk HhKk Hhkk hhKk hhkk hk Hitam Hitam Kuning putih Perbandingan fenotip pada F2 adalah hitam 2 : kuning 1 : putih 1 F2
120
Gamet
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
4.
Perhatikan persilangan berikut!
Jika keturunan F1 (RrPp=walnut) disilangkan sesamanya (RrPp), kemungkinan fenotip yang muncul dari persilangan tersebut adalah … a. 9 walnut : 3 ros : 3 biji : 1 bilah b. 9 walnut : 3 ros : 3 bilah : 1biji c. 9 walnut : 3 biji : 3 bilah : 1 ros d. 9 biji : 3 walnut : 3 ros : 1 bilah e. 9 ros : 3 walnut : 3 biji : 1 bilah Kunci Jawaban : A Pembahasan : P
Ayam Ros (RRpp)
F1 F2
x Ayam Pea (rrPP)
Walnut (RrPp) x Walnut (RrPp)
RP Rp rP rp
RP RRPP Walnut RRPp Walnut RrPP Walnut RrPp Walnut
Rp RRPp Walnut RRpp Ros RrPp Walnut Rrpp Ros
rP RrPP Walnut RrPp Walnut rrPP Pea rrPp Pea
rp RrPp Walnut Rrpp Ros rrPp Pea Rrpp Single
Perbandingan fenotip pada F2 adalah walnut 9 : Ros 3 : biji 3 : bilah 1 5.
Linaria maroccana berbunga merah (AAbb) disilangkan dengan yang berbunga putih (aaBB) menghasilkan F1 berbunga ungu (AaBb). F1 disilangkan sesamanya, maka ratio fenotip F2 adalah … a. Ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4 b. Ungu : merah : putih = 9 : 4 : 3
121
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
c. Ungu : merah : putih = 9 : 3 : 3 d. Merah : putih : ungu = 9 : 3 : 4 e. Putih : merah : ungu = 9 : 3 : 4 Kunci Jawaban : Pembahasan : P
(AAbb) x (aaBB) merah putih
F1
(AaBb) x (AaBb) ungu
F2
Gamet AB
AB AABB
Ab AABb
aB AaBB
ab AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB ab
ungu ungu
AaBB ungu
AaBb ungu
ungu
merah
AaBb ungu
Aabb
merah
ungu ungu
aaBB putih
aaBb putih
ungu
merah
aaBb putih
aabb putih
Ratio fenotip antara ungu : putih : merah pada F2 adalah 9 : 4 : 3 6. Perhatikan persilangan kriptomeri dibawah ini!
Jika F1 disilangkan dengan induk yang berbunga putih dengan genotif aaBB maka perhitungan pada keturunan F2 adalah … a. 4 ungu : 4 putih b. 4 ungu : 4 merah c. 3 ungu : 1 putih d. 2 ungu : 2 merah e. 2 ungu : 1 putih Kunci Jawaban : Pembahasan : P
122
AAbb x aaBB (merah) ( putih)
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
F1
AaBb x aaBB (ungu) (putih) Gamet
F2
aB
AB AaBB ungu
Ab AaBb ungu
aB aaBB putih
ab aaBb putih
Perbandingan genotif pada keturunan F2 adalah ungu 2 : putih 2
Soal UN Tahun 2017/2018 1.
Tikus rambut hitam ekor panjang (HHPP) disilangkan dengan tikus rambut ekor pendek (hhpp). Pada F2, berapa kemungkinan munculnya tikus yang mempunyai fenotip yang sama dengan induk yang dominan apabila F1 dikawinkan dengan sesamanya? a. 6,25% b. 18,75% c. 25% d. 56,25% e. 100% Kunci Jawaban : A Pembahasan : P
F1
F2
(HHPP) x hitam, panjang
(hhpp) putih, pendek
(HhPp) x (HhPp)
Gamet HP
HP HHPP
Hp HHPp
hP HhPP
hp HhPp
Hp
HHPp
HHpp
HhPp
Hhpp
hP hp
Hitam,panjang Hitam,panjang
HhPP
Hitam,panjang
HhPp
Hitam,panjang
Hitam,panjang Hitam,pendek
HhPp
Hitam,panjang
Hhpp
Hitam,pendek
Hitam,panjang Hitam,panjang
hhPP
putih,panjang
hhPp
putih,panjang
Hitam,panjang Hitam,pendek
hhPp
putih,panjang
hhpp
putih, pendek
123
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kemungkinan munculnya tikus yang mempunyai fenotip yang sama dengan induk yang dominan adalah 1/16 x 100% = 6,25% 2. Perhatikan diagram persilangan berikut!
Ratio fenotip antara ungu : putih : merah pada F2 adalah … a. 3:2:3 b. 6:2:8 c. 9:3:4 d. 9:4:3 e. 12:3:1 Kunci Jawaban : D Pembahasan : P F1
(AAbb) x (aaBB) merah putih (AaBb) x (AaBb) ungu Gamet AB
AB AABB
Ab AABb
aB AaBB
ab AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB ab
F2
ungu
ungu
AaBB ungu
AaBb ungu
ungu
merah
AaBb ungu
Aabb
merah
ungu ungu
aaBB putih
aaBb putih
ungu
merah
aaBb putih
aabb putih
Ratio fenotip antara ungu : putih : merah pada F2 adalah 9 : 4 : 3
124
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
B. Mengembangkan Soal HOTS Pada bagian ini akan dimodelkan pembuatan soal yang memenuhi indikator pencapaian
kompetensi
yang
diturunkan
dari
kompetensi
dasar
pengetahuan. Pengembangan soal diawali dengan pembuatan kisi-kisi agar Saudara dapat melihat kesesuaian antara kompetensi, lingkup materi, dan indikator soal. Selanjutnya, dilakukan penyusunan soal di kartu soal berdasarkan kisi-kisi yang telah disusun sebelumnya. Contoh soal yang disajikan terutama untuk mengukur indikator kunci pada level kognitif yang tergolong HOTS.
125
Tabel 4. Kisi-Kisi Soal HOTS NO
Kompetensi yang Diuji
1
Menerapkan prinsip pewarisan sifat makhluk hidup berdasarkan hukum
Genetika
Materi
Indikator Soal
Pewarisan
Disajikan dengan kasus
Sifat pada Makhluk
penambahan berat tanaman,
Hidup
menganalisis proses
No
Level Kognitif
Bentuk Soal
1
C4
PG
2
C4
PG
peserta didik dapat pewarisan sifat berdasarkan Hukum Mendel dalam persilangan. Disajikan dengan kasus populasi tikus, peserta didik dapat menganalisis proses pewarisan sifat berdasarkan Hukum Mendel dalam persilangan.
6 12
TenagaKependidikanPKPbe Zona DirektoratJenderalPro GurudanPKBme rbasis lalui si gram
Mendel
Lingkup Materi
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019 Jenis Sekolah Kelas Mata Pelajaran KOMPETENSI DASAR Menerapkan prinsip pewarisan sifat
makhluk hidup berdasarkan hukum
Mendel
LINGKUP MATERI
: SMA : XII : BIOLOGI Buku Sumber :
Nomor
Soal 1
Pengetahuan/ Pemahaman
: 2013 : Pilihan Ganda : Aplikasi
√ Penalaran
RUMUSAN BUTIR SOAL Berat buah labu ditentukan oleh beberapa gen yang dikenal dengan istilah poligeni. Labu dengan genotip AABbcc memiliki berat buah 27 gr sedangkan labu dengan genotip AaBBCc memiliki berat buah 30 gr.
Genetika
Berdasarkan keterangan tersebut tentukanlah jumlah
MATERI
fenotip dari hasil persilangan kedua labu tersebut!
Pewarisan Sifat INDIKATOR SOAL
Disajikan dengan kasus penambahan berat tanaman, peserta didik dapat mengaitkan proses pewarisan sifat berdasarkan Hukum Mendel dalam persilangan.
Kurikulum Bentuk Soal Nama Penyusun
A. 2 fenotip Kunci Jawaban B
B. 4 fenotip C. 5 fenotip
D. 6 fenotip E. 7 fenotip
127
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019 Jenis Sekolah Kelas Mata Pelajaran KOMPETENSI DASAR Menerapkan prinsip pewarisan sifat makhluk hidup berdasarkan hukum Mendel
LINGKUP MATERI
: SMA : XII : BIOLOGI Buku Sumber :
Nomor
Soal 2
Pengetahuan/ Pemahaman
: 2013 : Pilihan Ganda : Aplikasi
√
Penalaran
RUMUSAN BUTIR SOAL Disilangkan tanaman kacang tahan
penyakit dan
berbuah jarang dengan yang tidak tahan penyakit dan berbuah lebat. Hasil F1 semuanya tahan penyakit dan berbuah lebat. Jika F1 disilangkan sesamanya, maka
Genetika
kemungkinan tumbuhan kacang yang lebih baik dari
MATERI
kedua induknya adalah...
Pewarisan Sifat INDIKATOR SOAL
Disajikan dengan kasus tanaman kacang, peserta didik dapat menganalisis proses pewarisan sifat berdasarkan Hukum Mendel dalam persilangan.
Kurikulum Bentuk Soal Nama Penyusun
Kunci Jawaban C
A.
18,75%
B.
25,00%
C.
56,25%
D.
75,00%
128
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
C. Refleksi Pembelajaran Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi proses pembelajaran materi ekosistem. Refleksi pembelajaran dilakukan dengan melihat kesesuaian antara indikator pencapaian kompetensi, proses pembelajaran, peserta didik, penilaian, dan ketercapaian KD. 1.
Apakah
kegiatan
membuka
pelajaran
yang
dirancang
dapat
mengarahkan dan mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ? 2.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan? Apakah sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?)
3.
Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)
4.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang telah dirancang ? Apakah aktivitas pembelajaran tersebut dapat melatih siswa berpikir tingkat tinggi (HOTs)?
5.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?
6.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi masalah dan memotivasi peserta didik)?
7.
Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan pada bagian aktivitas pembelajaran?
8.
Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang dikembangkan?
9.
Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran yang telah dikembangkan ?
129
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
10.
Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap materi pelajaran?
11.
Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai kompetensi dasar (KD) pada materi terpilih sebagaimana mestinya? (Jika tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)
12.
Apa kelemahan yang akan Saudara temukan dalam melaksanakan aktivitas pembelajaran yang telah dirancang?
13.
Apa kekuatan atau hal-hal baik yang Saudara capai setelah mempelajari aktivitas pembelajaran?
130
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
KESIMPULAN Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.5. Menerapkan prinsip pewarisan sifat makhluk hidup berdasarkan hukum Mendel dan 4.5 Menyajikan hasil penerapan hukum Mandel dalam perhitungan peluang dari persilangan makhluk hidup di bidang pertanian dan peternakan. Berdasarkan KD pengetahuan dapat diketahui bahwa indikator yang dikembangkan perlu mencapai level analisis (C4). Artinya, KD ini belum menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Karena itu Saudara perlu mengembangkan indikator yang mampu mengembangkan keterampilan tingkat tinggi (C4). Adapun KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi peserta didik berkreasi. Hal ini berarti Saudara perlu memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan kreativitasnya untuk menghasilkan produk berupa laporan hasil persilangan dan interaksi gen. Penguasaan keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas pembelajaran pada subtopik pewarisan sifat menggunakan pembelajaran saintifik, dengan metode praktik dan diskusi melalui tiga kali pertemuan. Seperti telah diketahui, model pembelajaran ini merupakan model yang dapat membekalkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika implementasi, pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang dirancang untuk memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya
dan
penguasaan
keterampilan
yang
mengedepankan
konstruktivisme. Artinya, peserta didik memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih dahulu. Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik pewarisan sifat terdiri atas: 1) Hukum Mendel; 2) Persilangan Monohibrid; 3) Persilangan Dihibrid; dan 4) Interaksi Gen. Subtopik ini merupakan konten yang kaya akan pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, Saudara dapat
131
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
mendorong serta memfasilitasi peserta didik untuk menemukan fenomena di kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi dunia nyata, unit ini menyajikan aplikasi klasifikasi dalam kehidupan seharihari sehingga peserta didik dapat memahami prinsip dan juga manfaat dari klasifikasi. Berkaitan dengan penilaian, subtopik ini muncul dalam instrumen tes UN selama tiga tahun terakhir. Jenis pertanyaan yang diajukan masih didominasi pada taraf level kogintif L3 penalaran (dari C3 – C4). Oleh karena itu, Saudara perlu meyakinkan bahwa peserta didik memahami subtopik ini dengan baik agar siap mengahadapi UN. Lebih dari itu, Saudara perlu mengembangkan soal-soal pengetahuan subtopik ini pada tingkat level berpikir yang lebih tinggi lagi. Artinya, Saudara dituntut dapat memfasilitasi peserta didik agar dapat memecahkan soal-soal yang mengedapankan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Oleh karena itu, Saudara perlu terus menyusun bank soal yang relevan dengan indikator yang telah dikembangkan.
132
Unit Pembelajaran Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup
UMPAN BALIK Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu mengisi lembar
persepsi pemahaman.
Berdasarkan hasil
pengisian
instrumen ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya. Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur dengan memberikan tanda silang (X) pada kriteria yang menurut saudara tepat. Lembar Persepsi Pemahaman Unit
No 1. 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Aspek
Kriteria 1
2
3
Memahami dengan baik semua indikator yang telah dikembangkan di unit ini. Mampu menghubungkan konten dengan fenomena kehidupan sehari-hari. Memhammi dengan baik bahwa aktivitas pembelajaran yang disusun dapat mengembangkan HOTS peserta didik. Memahami dengan baik tahapan urutan aktivitas pembelajaran yang disajikan. Mampu dengan baik mengaplikasikan aktivitas pembelajaran di dalam kelas. Memahami dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan. Mampu melaksanakan dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan. Memahami konten secara menyuluh dengan baik. Memahami prosedur penyusunan soal HOTS dengan baik. Mampu membahas soal HOTS yang disajikan dengan tepat. Jumlah Jumlah Total
133
4
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Keterangan 1=tidak menguasai 2 = cukup menguasai 3 = menguasai 4 = Sangat Menguasai Keterangan Umpan Balik Skor
Pedoman Penskoran Skor = Jumlah Total X 100 40
Umpan Balik
: Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara membelajarkannya, mengembangkan penilaian dan melaksanakan < 70penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu membaca ulang unit ini dan mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai Saudara memahaminya. : Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilian dan melaksanakan penilaian 70-79 berorientasi HOTS. Saudara perlu mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator atau teman lain di MGMP. : Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan 80-89 melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan baik. : Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan sangat baik. Saudara > 90 dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.
134
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
136
Unit Pembelajaran PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB) MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP) BERBASIS ZONASI MATA PELAJARAN BIOLOGI SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Hereditas pada Manusia Penulis: Any Suhaeny, M.Si Penyunting: Apon Purnamasari, M.Pd Desainer Grafis dan Ilustrator: TIM Desain Grafis
Copyright © 2019 Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
DAFTAR ISI Hal
DAFTAR ISI _________________________________ 139 DAFTAR GAMBAR _____________________________ 141
DAFTAR TABEL_______________________________ 142 PENDAHULUAN ______________________________ 143 KOMPETENSI DASAR __________________________ 144 A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi _____________________________ 144 B. Indikator Pencapaian Kompetensi _______________________________________ 144 APLIKASI DI DUNIA NYATA_____________________ 146 SOAL-SOAL UN/USBN _________________________ 148 BAHAN PEMBELAJARAN ________________________ 153 A. Aktivitas Pembelajaran ___________________________________________________ 153 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 _______________________________________ 156 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2 _______________________________________ 158 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3 _______________________________________ 160 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-4 _______________________________________ 162
B. Lembar Kerja Peserta Didik ______________________________________________ 165 LKPD 1. Peta Silsilah ______________________________________________________________ 165 LKPD 2. Pola-pola Hereditas pada Manusia ____________________________________ 167 LKPD 3. Analisis Kasus Pola Hereditas pada Manusia _________________________ 170 LKPD 4. Peluang Penurunan Beberapa Sifat ___________________________________ 172
C. Bahan Bacaan ______________________________________________________________ 174 Prinsip Hereditas pada Manusia _________________________________________________ 174 Diagram Silsilah ___________________________________________________________________ 175 Penentuan Jenis Kelamin _________________________________________________________ 176 Pola Hereditas pada Manusia ____________________________________________________ 177 Golongan Darah ___________________________________________________________________ 192
PENGEMBANGAN PENILAIAN____________________ 196 A. Pembahasan Soal-soal ____________________________________________________ 196
139
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
B. Pengembangan Soal HOTS _______________________________________________ 201 C. Refleksi Pembelajaran ____________________________________________________ 205
KESIMPULAN ________________________________207 UMPAN BALIK________________________________209
140
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 1. Peta Silsilah keturunan Ratu Inggris, Ratu Victoria ______________ 147 Gambar 2. Simbol pada peta silsilah manusia _________________________________ 176 Gambar 3. Peta Silsilah Manusia ________________________________________________ 176 Gambar 4. Skema Penentuan Jenis Kelamin ___________________________________ 177 Gambar 5. Peta Silsilah Sifat Autosomal Dominan ____________________________ 178 Gambar 6. Peta Polidaktili _______________________________________________________ 180 Gambar 7. Sifat autosomal dominan yang berupa widow’s peak, achondroplasia, dan progeria _____________________________________________ 181 Gambar 8. Pewarisan sifat autosomal resesif _________________________________ 181 Gambar 9. Albino dan cara pewarisannya _____________________________________ 183 Gambar 10. Jalur Metabolisme Asam Amino Fenilalanin _____________________ 183 Gambar 11. Kretinisme __________________________________________________________ 184 Gambar 12. Pewarisan Terpaut-X Dominan ___________________________________ 185 Gambar 13. Pewarisan Terpaut-X Dominan ___________________________________ 186 Gambar 14. Pewarisan Sifat Terpaut-X Resesif _______________________________ 187 Gambar 15. Diagram Kemungkinan Penderita Buta warna __________________ 188 Gambar 16. Peta Silsilah Hemofilia dari keturunan Ratu Victoria ___________ 190 Gambar 17. Pewarisan Terpaut Kromosom Y _________________________________ 190 Gambar 18. Diagram Silsilah Pewarisan Terpaut Kromosom Y _____________ 191 Gambar 19. Hipertrikosis _______________________________________________________ 191 Gambar 20. Contoh-contoh Kasus Pernikahan Darah Sistem ABO dan Keturunannya ______________________________________________________________ 193
141
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
DAFTAR TABEL Hal Tabel 1. Desain Aktivitas Pembelajaran _______________________________________ 154
Tabel 2. Genotip dan Fenotip Hemofilia pada Wanita dan Laki-laki ________ 189 Tabel 3. Penggolongan Darah Sistem ABO ____________________________________ 192 Tabel 4. Kisi-Kisi Soal HOTS ____________________________________________________ 202
142
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
PENDAHULUAN Unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru untuk memahami topik genetika. Melalui pembahasan materi yang terdapat pada unit ini, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi yang sama ke peserta didiknya yang disesuaikan dengan indikator yang telah disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik. Dalam
rangka
memudahkan
guru
mempelajari
konten
dan
cara
mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan bacaan tentang aplikasi topik pola hereditas pada manusia dalam kehidupan sehari-hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun terakhir sebagai acuan dalam menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif aktivitas pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang dapat digunakan guru untuk memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang dapat dipelajari oleh guru, maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur mengembangkan soal HOTS. Komponen-komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan prinsip hereditas pada manusia, melakukan aktivitas analisis pola hereditas pada manusia pada kehidupan sehari-hari, sekaligus mendorong peserta didik mencapai kemampuan berpikir tingkat tinggi. Topik hereditas pada manusia yang dikembangkan pada bahan bacaan terdiri atas subtopik prinsip hereditas pada manusia, peta silsilah, penentuan jenis kelamin, pola-pola hereditas pada manusia dan golongan darah. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan empat buah LKPD, yaitu 1) LKPD 1. Peta Silsilah; 2) LKPD 2. Pola-pola Hereditas pada Manusia, 3) LKPD 3. Analisis Kasus Pola Hereditas pada Manusia, dan 4) LKPD 4. Peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia. LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah mengimplementasikannya di kelas.
143
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
KOMPETENSI DASAR A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi kelas XII: KOMPETENSI DASAR KD PENGETAHUAN 3.7
Menganalisis
TARGET KD
pola-pola Menganalisis pola-pola hereditas
hereditas pada manusia
pada manusia
KD KETERAMPILAN Menyajikan data 4.7
kasus tentang
hasil studi Menyajikan data hasil studi kasus pola-pola tentang pola-pola hereditas
hereditas pada manusia dalam
manusia
berbagai aspek kehidupan
kehidupan
dalam
berbagai
pada aspek
B. Indikator Pencapaian Kompetensi INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) PENGETAHUAN IPK Pendukung : 3.7.1. Menjelaskan
pola hereditas
pada manusia peta
silsilah
dalam proses penurunan sifat pada manusia penentuan jenis
kelamin pada manusia 3.7.4. Mengidentifikasi
144
4.7.1 Menerapkan data hasil studi kasus tentang pola-pola
3.7.2. Menjelaskan
3.7.3. Menjelaskan
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) KETERAMPILAN IPK Pendukung :
macam-
hereditas pada manusia dalam berbagai aspek kehidupan
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
macam pola hereditas pada manusia 3.7.5. Mengklasifikasi pola hereditas pada manusia
berdasarkan
sifat penurunannya IPK Kunci : 3.7.6. Menganalisis pada manusia
IPK Kunci : pola hereditas menggunakan
peta silsilah
4.7.2 Menyajikan data hasil studi kasus
tentang
pola-pola
hereditas pada manusia dalam berbagai aspek kehidupan
IPK Pengayaan : 3.7.7. Memprediksi penurunan
IPK Pengayaan : peluang beberapa sifat
pada pola hereditas manusia
145
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
APLIKASI DI DUNIA NYATA Telah banyak permasalahan yang menyangkut tubuh manusia, seperti penyakit dan kelainan pada manusia dapat dipecahkan berkat genetika. Penyelidikan pola-pola pewarisan sifat pada manusia tidak sama dengan penyelidikan pola pewarisan sifat pada hewan maupun tumbuhan. Pengamatan pada tumbuhan mudah dilakukan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Namun penggunaan manusia sebagai obyek penelitian oleh para ahli seringkali mengalami kesulitan, antara lain : 1. Jarang sekali orang yang bersedia dijadikan sebagai obyek penelitian. 2.
Sukar sekali penyelidik menganjurkan orang agar menuruti kemauannya. Misalnya untuk kawin dengan seseorang yang sedang diselidiki.
3. Penyelidik mengalami kesukaran dalam mengamati pertumbuhan karakter yang menjurus kepada kemauan peneliti. 4. Manusia termasuk jenis makhluk yang mempunyai keturunan relative sedikit sehingga data yang didapat dari perbandingan karakter tertentu sangat sedikit. Secara statistic hal ini kurang memenuhi syarat. 5. Umur manusia dan daur hidupnya panjang. 6. Manusia dibandingkan dengan hewan atau tumbuhan hamper tidak bias dikontrol suasana lingkungannya. Karena kesukaran tersebut di atas, maka dalam mempelajari genetika manusia biasanya digunakan cara-cara lain, antara lain : 1. Pedigree (peta silsilah) ialah catatan asal usul suatu sifat dari nenek moyang hingga anak cucu selama beberapa generasi berturut-turut. 2. Meneliti genetika pada hewanyang mungkin mempunyai sifat atau karakter yang dapat diterapkan pada manusia 3. Mempelajari penurunan sifat pada anak kembar. Pada anak kembar sering ditemukan adanya persamaan sifat sehingga dapat dipelajari peristiwa penurunannya.
146
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Dapatkah Saudara menjelaskan manfaat nyata dari pengetahuan mengenai hereditas pada manusia? Contohnya adalah peta silsilah untuk mengungkap suatu penyakit menurun. Salah satu yang sering dibahas adala penyakit Hemofilia. Hemofilia seringkali disebut dengan The Royal Diseases atau penyakit kerajaan. Ini di sebabkan Ratu Inggris, Ratu Victoria (1837 – 1901) adalah seorang pembawa sifat/carrier hemofilia. Anaknya yang ke delapan, Leopold adalah seorang hemofilia dan sering mengalami perdarahan. Keadaan ini di beritakan pada British Medical Journal pada tahun 1868. Leopold meninggal dunia akibat perdarahan otak pada saat ia berumur 31 tahun. Salah seorang anak perempuannya, Alice, ternyata adalah carrier hemofilia dan anak laki-laki dari Alice, Viscount Trematon, juga meninggal akibat perdarahan otak pada tahun 1928.
Gambar 1. Peta Silsilah keturunan Ratu Inggris, Ratu Victoria
Sumber: www.biology-pages.info/Q/Queen_Victoria.html
Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengenai bagaimana pola penurunan sisfat pada manusia menggunakan peta silsilah.
147
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
SOAL-SOAL UN/USBN Berikut ini contoh soal-soal UN topik hereditas pada manusia pada Kompetensi Dasar 3.7 Menganalisis pola-pola hereditas pada manusia (Permendikbud Nomor 37, 2018). Soal-soal ini disajikan agar dapat dijadikan sebagai sarana berlatih bagi peserta didik untuk menyelesaikannya. Selain itu, soal-soal ini juga dapat menjadi acuan ketika Saudara akan mengembangkan soal yang setipe pada topik hereditas pada manusia. 1. Contoh Soal UN Tahun 2016 No. 1
Soal Seorang pria dengan keterbelakangan mental karena menderita FKU (Fenilketonuria) menikah dengan seorang wanita normal homozigot. Kemungkinan anak yang lahir dari pasangan tersebut adalah … A. Semuanya normal B. Semuanya FKU C. 50% normal dan 50% FKU D. Semua anak laki-laki FKU E. Semua anak wanita FKU
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalis/C4)
Indikator yang bersesuaian
: 3.7.8 Memprediksi peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia
Diketahui
: Pernikahan pria FKU dengan wanita normal
Ditanyakan
Kemungkinan anak yang lahir dari pernikahan : tersebut
Materi yang dibutuhkan
148
: Hereditas Manusia
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
2. Contoh Soal UN Tahun 2017 No. 1
Soal Perhatikan peta silsilah golongan darah berikut!
Individu X memiliki golongan darah … A.
A heterozigot
B.
B heterozigot
C.
AB
D.
B heterozigot
E.
O
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
:
Diketahui
: Peta silsilah golongan darah
Ditanyakan
: Golongan darah individu
Materi yang dibutuhkan
: Hereditas pada Golongan Darah
3.7.7. Menganalisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah
No. 2
Soal Perhatikan peta silsilah berikut!
149
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Perkawinan antara ibu carier buta warna menikah dengan ayah normal. Jika salah seorang anak laki-laki menikah dengan perempuan carier, genotif yang berlabel 1, 2 dan 3 secara berurutan adalah … A.
XY, XcbY, XXcb
B.
XcbY, XY, XX
C.
XY, XcbY, XX
D.
XY, XcbY, XcbXcb
E.
XY, XY, XcbXcb
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
:
Diketahui
: Peta silsilah buta warna
Ditanyakan
: Genotif beberapa anaknya
Materi yang dibutuhkan
: Hereditas pada buta warna
No. 3
3.7.7. Menganalisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah
Soal Perhatikan bagan peta silsilah berikut!
Kemungkinan genotip x dan y adalah …
150
A.
Aa dan Aa
B.
Aa dan aa
C.
AA dan aa
D.
AA dan Aa
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
E.
AA dan AA
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
: 3.7.7. Menganalisis pola hereditas pada manusia dalam persilangan
Diketahui
: Peta silsilah pada albino
Ditanyakan
: Kemungkinan genotip
Materi yang dibutuhkan
: Hereditas pada albino
3. Contoh Soal UN Tahun 2018 No. 1
Soal Perhatikan bagan peta keluarga berikut!
Berdasarkan bagan tersebut, genotip individu (1) dan (2) adalah … A.
XX dan XbwY
B.
XX dan XY
C.
XXbw dan XbwY
D.
XXbw dan XY
E.
XbwXbw dan XbwY
Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
: 3.7.7. Menganalisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah
Diketahui
: Peta silsilah keluarga
151
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Ditanyakan
: Genotip individu
Materi yang dibutuhkan
: Hereditas pada buta warna
No. 3
Soal Perhatikan peta silsilah keluarga berikut!
Berdasarkan bagan tersebut, kemungkinan genotip keturunan (1) dan (2) adalah .. A. XXbw dan XX B. XXbw dan XbwXbw C. XX dan XX D. XX dan XXbw E. XX dan XbwXbw Identifikasi Level Kognitif
: Penalaran (Menganalisis/C4)
Indikator yang bersesuaian
:
Diketahui
: Peta silsilah keluarga
Ditanyakan
: Genotip individu
Materi yang dibutuhkan
: Hereditas pada buta warna
152
3.7.7. Menganalisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
BAHAN PEMBELAJARAN Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan pembelajaran yang dapat dimplementasikan oleh Saudara ketika akan membelajarkan topik klasifikasi makhluk hidup. Bahan pembelajaran dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi. Bahan pembelajaran ini berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan , dan bahan bacaannya.
A. Aktivitas Pembelajaran Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik hereditas pada manusia. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran, terlebih dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai masing-masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam empat kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci, menjadi dua skenario pembelajaran. Pengembangan skenario pembelajaran mengacu pada kriteria yang ditetapkan pada Standar Proses (Permendikbud nomor 22 tahun 2016). Berikut ini rincian aktivitas pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.
153
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Tabel 1. Desain Aktivitas Pembelajaran Indikator Pencapaian Materi/ Kompetensi Submateri 3.7.1 Menjelaskan pola Prinsip hereditas pada Heredita pada manusia Manusia Peta Silsilah Penentuan 3.7.2 Menjelaskan peta Jenis Kelamin silsilah dalam proses penurunan sifat pada Pola-pola Hereditas manusia pada manusia 3.7.3 Menjelaskan penentuan jenis Golongan Darah kelamin pada manusia 3.7.4 Mengidentifikasi sifat fisik yang diturunkan pada manusia 3.7.5 Mengidentifikasi macam-macam pola hereditas pada manusia 3.7.6 Mengklasifikasi pola hereditas pada manusia berdasarkan
154
1. 2.
3.
4.
5. 6.
Aktivitas Pembelajaran Observasi peta silsilah keluarga kerajaan Inggris Mengaitkan hubungan pola hereditas dengan peta silsilah Diskusi tentang proses penentuan jenis kelamin pada manusia Identifikasi sifat fisik yang diturunkan pada manusia Identifikasi macammacam pola hereditas Klasifikasi pola-pola hereditas pada manusia berdasarkan sifat
Bentuk dan Jenis Penilaian 1. Tes Pengetahuan a. Tes tulis PG tulis b. Tes Uraian Terbuka 2. Observasi kegiatan praktik 3. Observasi keterampilan presentasi 4. Penilaian produk
Media 1. Lembar Kerja Peserta Didik 2. Peta silsilah 3. Gambar Kelainan Genetik 4. LKPD
Alokasi Waktu 8 x 45’ Diaksanak an dengan 4 pertemua n (@ 2 JP)
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia Indikator Pencapaian Kompetensi sifat penurunannya 3.7.7 Menganalisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah 3.7.8 Memprediksi peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia
Materi/ Submateri
Aktivitas Pembelajaran penurunannya 7. Observasi pola hereditas pada manusia dalam peta silsilah 8. Analisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah 9. Memprediksi peluang beberapa sifat pada pola hereditas manusia
Bentuk dan Jenis Penilaian
155
Media
Alokasi Waktu
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 Penyelidikan pola-pola pewarisan sifat pada manusia tidak sama dengan penyelidikan pola pewarisan sifat pada hewan maupun tumbuhan. Pengamatan pada tumbuhan mudah dilakukan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Manusia bisa melakukan persilangan pada tumbuhan sesukanya. Berbeda dengan manusia, perkawinan tidak bisa dilakukan sesuai dengan tuntutan penelitian. Dari segi waktu generasi, lama hidup objek (manusia) sama dengan lama objek peneliti, sehingga tidak mungkin dilakukan pengamatan dari lahir sampai dewasa. Selain itu, banyaknya keturunan yang dihasilkan tidak mungkin sebanyak pada tumbuhan atau hewan. Oleh karena itu, dalam penelitian hereditas pada manusia digunakan alat bantu yang disebut diagram silsilah (pedigree). Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengeani bagaimana pola penurunan sisfat pada manusia menggunakan peta silsilah. Selain itu pengenalan terhadap penurunan sifat pada manusia akan bermanfaat untuk pola-pola hereditas pada manusia yang akan dibahas pada aktivitas pembelajaran selanjutnya. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi peta silsilah, 2) Diskusi mengenai aplikasi peta silsilah; dan 3) Mengaitkan hubungan pola penurunan sifat pada manusia dengan peta silsilah. Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.7.1., 3.7.2., dan 4.7.1 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan.
156
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a.
Menjelaskan proses pewarisan sifat pada manusia
b.
Menjelaskan manfaat peta silsilah dalam proses pewarisan sifat pada manusia
c. Mengartikan lambang-lambang yang ada pada peta silsilah d. Mengaitkan hubungan pola pewarisan sifat pada manusia dengan peta silsilah melalui studi literatur e. Mempresentasikan hubungan pola pewarisan sifat pada manusia dengan peta silsilah Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Gambar peta silsilah
2.
LKPD 1
3.
Buku Sumber
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan gambar peta silsilah b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap gambar peta silsilah tersebut. (mengamati) c. Menginstruksikan peserta didik untuk mempelajari bagan peta silsilah tersebut,
dan
mempersilakan
peserta
didik
untuk
mengajukan
pertanyaan. (menanya) d. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang e. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan studi pustaka untuk menjawab pertanyaan dalam LKPD 1. (mengamati, mengumpulkan informasi)
157
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
f. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait dengan hasil studi pustaka dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD 1. (mengasosiasi) g. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya dengan
kelompok
lain
melalui
kegiatan
presentasi
kelompok.
(mengomunikasikan) h. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat kesimpulan mengenai kaitan proses penurunan sifat pada manusia dengan peta silsilah.
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2 Pernahkah Saudara membandingkan wajah Saudara dengan wajah orang tua dan saudara-saudara yang lain? Apakah mirip dengan ayah atau mirip ibu? Apakah bentuk hidung dan warna kulit Saudara sama dengan saudara-sauara yang lain? Saat Saudara membandingkan wajah dengan wajah orang tua dan saudara, besar kemungkinan Saudara akan melihat banyak kesamaan. Mengapa
demikian?
Sifat-sifat
pada
manusia
diwariskan
kepada
keturunannya mengikuti pola-pola pewarisan tertentu. Sifat-sifat tersebut mencakup fisik, fisiologis, dan psikologis. Termasuk penentuan jenis kelamin pada manusia ditentukan oleh materi genetik yang berasal dari ayah dan ibu. Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengeani bagaimana suatu sifat diturunkan dari orang tua kepada keturunannya. Selain itu pengenalan terhadap penurunan sifat pada manusia akan bermanfaat untuk pola-pola pewarisan sifat pada manusia yang akan dibahas pada aktivitas pembelajaran selanjutnya. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi gambar beberapa sifat fisik, 2) Diskusi proses penentuan jenis kelamin pada manusia, 3) Mengidentifikasi pola-pola
158
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
hereditas pada manusia; dan 4) Mengklasifikasi pola-pola hereditas pada manusia berdasarkan penurunan sifatnya. Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.7.3., 3.7.4., 3.7.5, 3.7.6., dan 4.7.1 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan. Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a.
Melakukan observasi penurunan sifat pada manusia melalui gambar
b.
Menjelaskan proses penentuan jenis kelamin pada manusia melalui diskusi
c.
Mengidentifikasi pola-pola hereditas pada manusia melalui studi pustaka
d. Mengklasifikasi pola-pola hereditas pada manusia berdasarkan penurunan sifatnya melalui diskusi kelompok e. Mempresentasikan pola-pola hereditas pada manusia berdasarkan penurunan sifatnya Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Gambar variasi pada manusia dan macam-macam penderita kelainan genetik
2.
LKPD 2
3.
Buku Sumber
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan gambar variasi pada manusia dan macam-macam penderita kelainan genetik b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap gambar tersebut. (mengamati)
159
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
c. Menginstruksikan peserta didik untuk mempelajari gambar tersebut, dan mempersilakan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan. (menanya) d. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang e. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan studi pustaka untuk menjawab pertanyaan dalam LKPD 2. (mengamati, mengumpulkan informasi) f. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait dengan hasil studi pustaka dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD 2. (mengasosiasi) g. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya dengan kelompok lain melalui kegiatan diskusi kelas. (mengomunikasikan) h. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat kesimpulan mengenai kaitan proses penurunan sifat pada manusia dengan peta silsilah.
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3 Sifat-sifat pada manusia diwariskan kepada keturunannya mengikuti polapola pewarisan tertentu. Sifat-sifat tersebut mencakup fisik, fisiologis, dan psikologis. Pewarisan sifat dari orang tua kepada anak-anaknya ini disebut dengan istilah hereditas. Pada proses terjadinya pewarisan sifat, terdapat bentuk-bentuk tertentu atau pola-pola dalam mewariskannya. Bagi manusia diperlukan pengumpulan sebanyak mungkin informasi tentang sifat tertentu dalam keluarga untuk mengetahui pola pewarisan sifat. Setelah semua terkumpul barulah disusun informasi tersebut menjadi pohon silsilah keluarga yang mendeskripsikan hubungan timbal balik antara orang tua dan anak dari generasi ke generasi. Hal ini disebabkan karena tidak mungkin diadakan percobaan untuk mengetahui pola pewarisan sifatnya. Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengenai bagaimana pola-pola hereditas pada manusia diturunkan pada
160
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
keturunannya. Selain itu pengenalan terhadap pola-pola hereditas pada manusia akan bermanfaat untuk memprediksi peluang penurunan gabungan sifat pada manusia yang akan dibahas pada aktivitas pembelajaran selanjutnya. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi kasus pola hereditas manusia, 2) Diskusi mengenai pola-pola hereditas berdasarkan kasus; dan 3) Menganalisis pola hereditas pada manusia menggunakan peta silsilah Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.7.7., dan 4.7.2 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan. Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a. Melakukan observasi kasus penyakit hereditas pada manusia b. Mengidentifikasi pola hereditas manusia berdsarkan kasus c. Mempresentasikan hasil identifikasi kasus pola hereditas melalui diskusi kelas d. Menganalisis pola-pola hereditas berdasarkan peta silsilah e. Mempresentasikan hasil analisis pola-pola hereditas berdasarkan peta silsilah melalui diskusi kelas Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Kasus pola hereditas pada manusia
2.
LKPD 3
3.
Buku Sumber
161
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan kasus pola hereditas pada manusia b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap kasus pola hereditas pada manusia tersebut. (mengamati) c. Menginstruksikan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan terkait gambar tersebut. (menanya) d. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang e. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan analisis untuk menjawab pertanyaan dalam LKPD 3. (mengamati, mengumpulkan informasi) f. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait dengan hasil analisis untuk menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD 3. (mengasosiasi) g. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil analisisnya dengan kelompok lain melalui kegiatan diskusi kelas. (mengomunikasikan) h. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat kesimpulan mengenai pemecahan kasus pola-pola hereditas pada manusia dengan peta silsilah.
Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-4 Pewarisan sifat dari orang tua kepada anak-anaknya ini disebut dengan istilah hereditas. Pada proses terjadinya pewarisan sifat, terdapat bentukbentuk tertentu atau pola-pola dalam mewariskannya. Ada lima pola pewarisan sifat yaitu autosomal dominan, autosomal resesif, terpaut kromosom X dominan, terpaut kromosom X resesif, dan terpaut kromosom Y. Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mempelajari mengenai bagaimana peluang penurunan gabungan sifat pada manusia diturunkan pada keturunannya. Selain itu pengenalan terhadap pola-pola hereditas pada manusia akan bermanfaat untuk memperbaiki kualitas hidup manusia.
162
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas berikut. 1) Observasi kasus beberapa sifat hereditas manusia, 2) Diskusi mengenai menghitung peluang berdasarkan kasus beberapa sifat hereditas manusia; dan 3) Memprediksi peluang penurunan beberapa sifat pada keturunannya Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.7.8., dan 4.7.2 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan. Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu: a. Melakukan observasi kasus penurunan beberapa sifat pada manusia b. Mengidentifikasi peluang penurunan beberapa sifat pada manusia berdsarkan kasus c. Mempresentasikan hasil identifikasi kasus peluang penurunan beberapa sifat pada manusia melalui diskusi kelas d. Melakukan prediksi peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia dari orang tua kepada keturunannya e. Mempresentasikan hasil prediksi peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia dari orang tua kepada keturunannya melalui diskusi kelas Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah: 1.
Kasus penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia dari orang tua kepada keturunannya
2.
LKPD 4
3.
Buku Sumber
163
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Apa yang Saudara lakukan: a. Menayangkan kasus penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia b. Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan observasi terhadap kasus peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia tersebut. (mengamati) c. Menginstruksikan peserta didik untuk mengajukan pertanyaan terkait gambar tersebut. (menanya) d. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang e. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan analisis untuk menjawab pertanyaan dalam LKPD 4. (mengamati, mengumpulkan informasi) f. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait dengan hasil analisis untuk menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD 4. (mengasosiasi) g. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil analisisnya dengan kelompok lain melalui kegiatan diskusi kelas. (mengomunikasikan) h. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat kesimpulan mengenai pemecahan kasus perhitungan peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia tersebut.
164
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
B. Lembar Kerja Peserta Didik Berikut ini dua buah Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang digunakan dalam aktivitas pembelajaran, yaitu: 1) LKPD 1. Peta Silsilah; 2) LKPD 2. Polapola Hereditas pada Manusia, 3) LKPD 3. Analisis Kasus Pola Hereditas pada Manusia, dan 4) LKPD 4. Peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia.
LKPD 1. Peta Silsilah Pendahuluan Diagram silsilah (pedigree) dapat didefinisikan sebagai suatu diagram yang menunjukkan hubungan kekerabatan dan riwayat medis dalam sebuah keluarga, yang disusun menggunakan simbol dan terminologi tertentu. Tujuan Untuk mengetahui peta silsilah dan penggunaannya melalui diskusi kelompok. Cara Kerja: 1.
Perhatikan peta silsilah berikut ini!
165
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
2. Jawablah pertanyan-pertanyaan berikut! ( Diskusikan dalam kelompok) a. Dari peta silsilah tersebut siapakah keturunan Ratu Victoria yang menderita penyakit Hemofili? b. Berdasarkan peta silsilah di atas, Ratu Victoria tidak menderita hemofilia tetapi beberapa keturunannya mengidap penyakit ini. Bagaimana hal ini bisa terjadi? c. Berdasarkan peta silsilah di atas, bagaimana hubungan antara penyakit hemofilia dengan jenis kelamin? d. Bagaimana perbedaan mempelajari hereditas pada manusia dengan pada mahluk lain? e. Mengapa untuk menelusuri penurunan sifat pada manusia dibutuhkan beberapa generasi? f.
Mengapa jenis kelamin manusia ditentukan oleh kromosom yang diturunkan dari ayah?
g. Bagaimana menentukan gen penyebab kelainan pada peta silsilah? h. Buatlah peta silsilah keluarga Saudara yang terkait dengan penurunan sifat golongan darah! i.
166
Apakah kesimpulan yang bisa Saudara peroleh dari topik diskusi ini?
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
LKPD 2. Pola-pola Hereditas pada Manusia Pendahuluan Sifat-sifat pada manusia diwariskan kepada keturunannya mengikuti polapola pewarisan tertentu. Sifat-sifat tersebut mencakup fisik, fisiologis, dan psikologis. Sifat fisik adalah keadaan tubuh yang tampak, misalnya, bentuk hidung dan bibir. Sifat fisiologis adalah kerja faal tubuh. Misalnya, alergi dan hormonal. Sifat psikologis adalah sifat kejiwaan seseorang yang tampak dan mudah diamati. Tujuan
Dapat mengetahui pola-pola hereditas pada manusia.
Dapat mengklasifikasi poa-pola hereditas pada manusia berdasarkan sifat penurunannya.
Cara Kerja 1.
Perhatikan gambar berikut ini!
Gambar 2a
Gambar 2c 2.
Gambar 2b
Gambar 2d
Jelaskan apa yang terjadi pada gambar2a s.d 2d di atas?
167
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
3.
Perhatikan daftar pola-pola hereditas berikut! a. Bentuk rambut b. Botak c. Hemofilia d. Bentuk kuping e. Buta warna f. Lidah menggulung g. Polidactili
4.
h. Acrodonplasia i. Hypertrichosis j. Thallasemia k. Phenylketonuria l. Sindrom fragile-X m. Jempol ditekuk n. Albino
Identifikasi pola-pola hereditas pada manusia ( no.1 dan 3) berdasarkan sifat penurunannya pada tabel dibawah ini!
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Pola Hereditas
Autosom Dominan
Resesif
XDominan
Genosom XResesif
YResesif
Pertanyaan 1.
Mengapa hemofili lebih banyak diderita laki-laki daripada perempuan? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….
2.
Bagaimana mekanisme dalam tubuh sehingga wanita yang mengalami hemofilia homozigot mengalami letal? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….
168
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
3.
Mengapa penyakit yang disebabkan oleh gen terpaut sex kebanyakan ada pada kromosom X, bukan Y? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
4.
Bagaimana pola pewarisan sifat untuk golongan darah ABO, MN dan rhesus? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
5.
Didalam suatu keluarga, salah satu orang tuanya buta warna, tetapi semua anaknya tidak buta warna. Jelaskan mengapa hal itu bisa terjadi? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………
6.
Bagaimanakah usaha yang dapat dilakukan agar tidak mempunyai keturunan yang mempunyai kelainan genetik? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………….
169
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
LKPD 3. Analisis Kasus Pola Hereditas pada Manusia Pendahuluan Diagram silsilah (pedigree) dapat didefinisikan sebagai suatu diagram yang menunjukkan hubungan kekerabatan dan riwayat medis dalam sebuah keluarga, yang disusun menggunakan simbol dan terminologi tertentu. Telah banyak permasalahan yang menyangkut tubuh manusia, seperti penyakit dan kelainan pada manusia dapat dipecahkan berkat genetika aplikasi. Salah satunya dengan menganalisis berbagai peluang dari pola hereditas yang terjadi dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Tujuan Untuk menganalisis berbagai peluang pola-pola hereditas manusia dari orangtua kepada keturunannya.
Cara Kerja: 1. Perhatikan peta silsilah berikut ini!
2. Jawablah pertanyaan berikut ! a.
Bagaimana pola hereditas pada manusia berdasarkan peta silsilah di atas? Jelaskan!
b.
Jika seorang normal pembawa sifat albino kawin dengan orang albino. Bagaimana kemungkinan anak-anaknya?
170
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
c.
Jika seorang laki-laki bergolongan darah AB menikah dengan seorang perempuan bergolongan darah O, bagaimana kemungkinan golongan darah anak-anaknya?
d.
Seorang wanita bergolongan darah A yang menikah dengan seorang laki-laki bergolongan darah B. Mereka dikaruniai anak perempuan bergolongan darah O. Pasangan suami istri tersebut ribut mempermasalahkan golongan darah anak tersebut? Bagaimana penjelasan Saudara terhadap kasus tersebut?
e.
Perhatikan diagram pewarisan hemofilia berikut!
Jelaskan genotip pada masing-masing individu pada diagram tersebut! f.
Dalam suatu keluarga ditemukan anak albino, sedangkan kedua orang tuanya normal. Bagaimana Saudara menjelaskan hal tersebut?
g.
Hemofili adalah kelainan pada darah di mana darah yang keluar dari pembuluh darah sukar membeku. Kelainan ini lebih banyak diderita oleh laki-laki dibanding perempuan. Bagaimana Saudara bisa menjelaskan hal ini!
h.
Buatlah peta silsilah yang menggambarkan dimunculkannya keturunan yang bergenotipe wanita normal, wanita carier, wanita haemofili, pria normal, dan pria haemofili.
171
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
LKPD 4. Peluang Penurunan Beberapa Sifat Pendahuluan Sifat-sifat pada manusia diwariskan kepada keturunannya mengikuti polapola pewarisan tertentu. Sifat-sifat tersebut mencakup fisik, fisiologis, dan psikologis. Ada lima pola pewarisan sifat yaitu autosomal dominan, autosomal resesif, terpaut kromosom X dominan, terpaut kromosom X resesif, dan terpaut kromosom Y. Tujuan Untuk memprediksi peluang penurunan beberapa sifat pada pola hereditas manusia Jawablah pertanyaan berikut!: 1. Seorang wanita albino pembawa hemofili kawin dengan pria normal, bagaimana kemungkinan genotip dan fenotip anak-anaknya? 2. Seorang ibu hamil memiliki golongan darah A heterozygot pembawa sifat hemofilia. Jika suaminya bergolongan darah B heterozygot dan normal, berapakah kemungkinan anak laki-laki yang lahir dengan golongan darah O dan hemofilia? 3. Seorang wanita pembawa sifat butawarna menikah dengan laki-laki normal. Bagaimana kemungkinan genotip dan fenotip anak-anaknya? 4. Seorang laki-laki normal menikahi wanita normal yang ayahnya hemofilia. Bagaimana kemungkinan anak laki-laki mereka menderita hemofilia? 5. Faktor hemofilia bersifat letal pada wanita dan manifestasinya muncul pada anak laki – laki saja. Jika seorang wanita yang
172
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
diperkirakan carrier hemofilia menikah dengan seorang pria hemofilia, maka bagaimana kemungkinan anak perempuannya? 6.
Seorang laki-laki albino bergolongan darah AB menikah dengan seorang wanita normal heterozigot bergolongan darah O. Berapa persen kemungkinan anak perempuan albino yang memiliki golongan darah A?
7.
Seorang perempuan bergolongan darah A heterozigot dan membawa sifat butawarna menikah dengan seorang laki-laki bergolongan darah B homozigot, normal. Berapa persen kemungkinan anak laki-lakinya yang bergolongan darah AB dan menderita buta warna?
173
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
C. Bahan Bacaan Prinsip Hereditas pada Manusia Reproduksi generatif sel-sel kelamin (gamet) merupakan mata rantai penghubung antara induk dan keturunannya. Dengan demikian, gamet inilah yang membawa sifat yang diwariskan induk kepada keturunannya. Ovum dan sperma memberikan saham yang sama dalam mewariskan sifat-sifat menurun. Orang yang pertama kali mendalami pola-pola hereditas adalah Sutton. Pendapat Sutton tentang pola-pola hereditas adalah sebagai berikut. a.
Jumlah kromosom yang dikandung ovum atau sperma adalah sama, yaitu masing-masing setengah jumlah yang dikandung oleh setiap sel tubuh.
b. Organisme yang tumbuh dan berkembang dari hasil pembuahan bersifat diploid (2n), artinya setiap selnya mengandung 2 perangkat kromosom, seperti halnya sel tubuh. c.
Dalam meiosis, kedua perangkat kromosom itu memisah dan mengelompok secara bebas dengan kromosom lainnya yang bukan homolognya.
d. Meskipun mengalami mitosis dan meiosis bentuk dan identitas setiap kromosom adalah tetap serta gen sebagai kesatuan faktor menurun adalah mantap. Pola-pola pewarisan sifat juga berlaku pada manusia, baik sifat fisik, fisiologis, maupun psikologis. Penelitian terhadap pola-pola pewarisan sifat pada manusia tidak persis sama dengan penyelidikan pola pewarisan sifat pada hewan maupun tumbuhan. Saat Mendel ingin mengetahui pewarisan sifat pada kacang ercis, ia dapat menyilangkan kacang-kacang tersebut sesuka hatinya. Setelah disilangkan, tumbuhan tersebut akan segera menghasilkan biji yang dapat ditanam, lalu tumbuh lagi dan diamati sifatsifatnya. Pengamatan dari satu generasi ke generasi berikutnya dapat
174
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
dilakukan dengan mudah, karena tanaman tersebut tumbuh dan berbunga dengan cepat. Namun bagaimana dengan manusia? Perkawinan manusia adalah hal yang sakral, sehingga tidak mungkin mengawinkan manusia sesuka peneliti. Dari segi waktu generasi, lama hidup objek (manusia) sama dengan lama objek peneliti, sehingga tidak mungkin dilakukan pengamatan dari lahir sampai dewasa. Selain itu, banyaknya keturunan yang dihasilkan tidak mungkin sebanyak pada tumbuhan atau hewan. Oleh karena itu, dalam penelitian hereditas pada manusia digunakan alat bantu yang disebut diagram silsilah (pedigree). Pada umumnya, penyakit menurun dikendalikan oleh gen gen resesif yang tidak menampakkan fenotipnya. Jika gen resesif terdapat pada kromosom Y, maka fenotipnya akan tampak pada anak laki-laki, sedangkan pada anak wanita tidak muncul. Tetapi, pada wanita baru akan menampakkan fenotipnya dalam keadaan homozigot resesif, yaitu gen resesif terdapat di kedua kromosom X. Misalmya, XbXb (wanita penderita buta warna).
Diagram Silsilah Diagram silsilah (pedigree) dapat didefinisikan sebagai suatu diagram yang menunjukkan hubungan kekerabatan dan riwayat medis dalam sebuah keluarga, yang disusun menggunakan simbol dan terminologi tertentu. Melalui pembuatan diagram silsilah, seorang ahli genetik dapat:
memprediksi gen yang menyebabkan suatu kelainan genetik
menjelaskan pada suatu pasangan tentang seberapa jauh resiko memperoleh keturunan yang akan menderita kelainan genetik
memberikan gambaran yang jelas pada suatu pasangan tentang beberapa hal yang perlu dilakukan untuk menghindari atau meminimalkan timbulnya resiko kelainan genetik pada keturunannya
Agar dapat membaca diagram silsilah, kita lihat dulu simbol-simbol yang lazim digunakan dalam diagram silsilah, yakni sebagai berikut:
175
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Gambar 2. Simbol pada peta silsilah manusia
Perlu diketahui pula bahwa berdasarkan etika ilmiah, suatu diagram silsilah tidak boleh memuat identitas orang-orang yang digambarkan di dalamnya, apalagi bila peta silsilah tersebut dipublikasikan. Oleh karena itu, untuk generasi digunakan angka romawi (I, II, III, IV, …), sedangkan setiap individu dalam generasi yang sama dari kiri ke kanan diberi angka arab (1, 2, 3, 4, …). Perhatikan contoh berikut:
Gambar 3. Peta Silsilah Manusia
Setelah memahami konsep-konsep diagram silsilah, mari melihat pola-pola pewarisan sifat pada manusia yang dapat diidentifikasi melalui diagram silsilah.
Penentuan Jenis Kelamin Jenis kelamin pada manusia dikendalikan oleh sepasang kromosom seks. Pada pembelahan meiosis seorang perempuan hanya menghasilkan satu
176
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
macam sel gamet, yaitu X, sedang pada laki-laki menghasilkan dua macam sel gamet, yaitu X dan Y. Oleh karena itu, dalam pembuahan ayah akan memberikan kromosom X kepada anak perempuan dan kromosom Y pada anak laki-laki.
Gambar 4. Skema Penentuan Jenis Kelamin
Dari skema tersebut nampak jelas bahwa yang menentukan jenis kelamin anak adalah ayah, sebab ibu hanya menghasilkan satu macam kromosom seks, sedangkan ayah menghasilkan dua macam kromosom seks. Seorang ibu akan memberikan jenis kromosom seks yang sama baik kepada anak laki-laki maupun anak perempuan, sedangkan ayah akan memberikan kromosom X kepada anak perempuan dan kromosom Y kepada anak laki-laki.
Pola Hereditas pada Manusia Sifat-sifat pada manusia diwariskan kepada keturunannya mengikuti polapola pewarisan tertentu. Sifat-sifat tersebut mencakup fisik, fisiologis, dan psikologis. Sifat fisik adalah keadaan tubuh yang tampak, misalnya, bentuk hidung dan bibir. Sifat fisiologis adalah kerja faal tubuh. Misalnya, alergi dan hormonal. Sifat psikologis adalah sifat kejiwaan seseorang yang tampak dan mudah diamati. Beberapa sifat fisik lain yang diturunkan seperti bentuk daun telinga, alis mata, kumis, bulu dada, bentuk jari tangan, tangan kidal, bentuk jari kaki,
177
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
bentuk telapak kaki, betis, dan kegemukan. Sifat fisik tersebut merupakan warisan dari kedua orang tua. Ada lima pola pewarisan sifat yang akan dibahas di sini, yakni autosomal dominan, autosomal resesif, terpaut kromosom X dominan, terpaut kromosom X resesif, dan terpaut kromosom Y. Kelainan bawaan yang tertaut kromosom tubuh ada yang bersifat resesif dan ada yang bersifat dominan. Kelainan-kelainan ini memiliki tingkat keparahan yang berbeda-beda mulai dari sifat yang relatif tidak berbahaya seperti albinisme atau albino (tidak memiliki pigmen kulit) hingga ke keadaan yang mengancam kehidupan seperti fibrosis kistik. Untuk jelasnya, silakan Anda pelajari uraiannya berikut ini. 1. Pewarisan Autosomal Dominan Pada sifat autosomal dominan, sifat dibawa oleh suatu gen dominan yang terdapat pada autosom. Misal gen dominan tersebut adalah A, maka sifat akan nampak pada individu bergenotip AA dan Aa, sedangkan individu bergenotip aa tidak memiliki sifat tersebut.
Gambar 5. Peta Silsilah Sifat Autosomal Dominan
Dari peta silsilah itu, kita dapat menduga bahwa pewarisan sifat berlangsung secara autosomal dominan. Mengapa demikian ? Pertama, sifat tersebut terjadi pada pria dan wanita dengan peluang sama besar;
178
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
individu pemilik sifat (warna hitam) pasti berasal dari orang tua (induk) yang juga memiliki sifat tersebut. Dapat ditebak, misal individu I-1 bergenotip Aa dan I-2 bergenotip aa, maka akan dihasilkan keturunan bergenotip Aa dan aa. Dengan melihat ada tidaknya sifat, diperoleh II-1 dan II-2 bergenotip aa, sedangkan II-3 dan II-4 bergenotip Aa (lihat kembali penentuan genotip I-1 dan I-2). Karena sifat muncul pada individu bergenotip Aa, dapat disimpulkan bahwa sifat tersebut dibawa oleh gen autosomal dominan yakni gen A. Pada manusia, sifat-sifat yang dibawa oleh gen autosomal dominan adalah sebagai berikut: a.
Kemampuan
mengecap
phenylthiocarbamide
(PTC).
Senyawa
phenylthiocarbamide atau phenylthiouracil yang memiliki rumus kimia C6H5-NH(S)C-NH2 bagi sebagian orang terasa pahit (orang seperti ini disebut pengecap atau taster) dan bagi orang lainnya tidak merasakan apa-apa. b. Thallasemia merupakan penyakit darah yang menyebabkan terjadinya hemolisa (pecah) sel-sel darah merah (eritrosit) karena kerusakan hemoglobin. Kerusakan hemoglobin ini menyebabkan eritrosit tidak dapat mengikat banyak O2. Seseorang yang homozigot alel thallasemia disebut thallasemia mayor, biasanya tidak dapat bertahan hidup; sedangkan seseorang yang heterozigot alel thalassemia disebut thalassemia minor, dan dapat bertahan hidup dengan bantuan transfusi darah seumur hidup. c. Polidaktili merupakan kelainan adanya jari tambahan pada satu atau dua tangan, bisa juga pada kaki. Polidaktili bisa diturunkan secara genetik (autosomal dominan). Jika salah satu pasangan suami atau istri memiliki polidaktili, sangat besar kemungkinannya anak akan mengalami hal yang sama. Kelainan genetik pada ayah atau ibu kemungkinan besar juga akan berpengaruh pada polidaktili yang dialami anak.
179
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Gambar 6. Peta Polidaktili Sumber : http://pustakamateri.web.id/hereditas-pada-manusia-kelas-12sma/penderita-polidaktili/
d. Sindaktili merupakan kelainan dimana jari tumbuh saling melekat, umumnya pada tangan. e. Dentinogenesis imperfecta merupakan kelaian pada gigi. Dentin gigi berwarna putih susu (opalesen), tidak memiliki ruang pulpa dan saluran akar karena terhapus oleh dentin abnormal. f. Anoncyhia merupakan kelainan berupa tidak tumbuhnya kuku dari beberapa jari kaki atau tangan. g. Retinal aplasia merupakan kelainan pada mata yang menyebabkan orang menjadi buta sejak lahir. h. Widow’s peak bukan penyakit, hanya bagian rambut yang tumbuh meruncing pada dahi i. Achondroplasia merupakan kelainan berupa kekerdilan (dwarfism) dengan tungkai pendek namun kepala dan leher normal. j. Huntington disease (HD) merupakan kelainan berupa kerusakan selsel otak sehingga terjadi perubahan kepribadian dan gerakangerakan tubuh yang tak terkendali. k. Intoleransi laktosa merupakan kelainan karena tidak adanya enzim pemecah laktosa pada saluran pencernaan. Ketiadaan enzim dalam saluran cerna untuk memecah laktosa, menyebabkan kram bila memakan makanan yang mengandung laktosa. l. Progeria merupakan kelainan berupa penuaan pada usia dini
180
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Gambar 7. Sifat autosomal dominan yang berupa widow’s peak, achondroplasia, dan progeria
2.
Pewarisan Autosomal Resesif Pada pola pewarisan sifat ini, kemunculan sifat diatur oleh gen resesif yang terdapat pada autosom. Misal gen resesif tersebut adalah b, maka sifat akan muncul pada orang yang bergenotip bb, dan tidak akan muncul pada orang yang bergenotip BB atau Bb. Meskipun demikian, karena orang yang bergenotip Bb dapat memiliki keturunan bb (bila menikah dengan orang bergenotip Bb atau bb), maka genotip Bb disebut sebagai pembawa (carrier) sifat tersebut.
Gambar 8. Pewarisan sifat autosomal resesif
Dalam peta silsilah di atas, nampak bahwa individu yang memiliki sifat (II-4 dan III-1) berasal dari orang tua yang tidak memiliki sifat tersebut. Mengapa demikian? Telah dikemukakan sebelumnya bahwa pada pola pewarisan autosomal resesif terdapat individu pembawa sifat atau carrier. Misal individu I-3 dan I-4 bergenotip Bb, maka dapat diperoleh
181
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
keturunan bergenotip BB, Bb, dan bb. Dari keterangan tersebut, pastilah individu II-4 bergenotip bb, sedangkan individu II-2 dan II-3 bergenotip Bb. Karena individu II-1 juga bergenotip Bb, perkawinan II-1 dengan II-2 menghasilkan keturunan III-3 bergenotip bb. Sifat hanya muncul pada individu bergenotip bb, atau berpola autosomal resesif. Individu dengan suatu sifat bisa memiliki orang tua yang tidak memiliki sifat tersebut. Pada manusia, sifat-sifat yang dibawa oleh gen autosomal resesif adalah sebagai berikut: a.
Albino Ciri-ciri orang albino adalah mempunyai rambut, mata, dan kulit berwarna putih. Meskipun kedua orang tuanya berkulit sawo matang atau hitam, kemungkinan keturunannya ada yang albino. Menurut penelitian, kemungkinan terjadinya albino di dunia 1 : 20.000 kelahiran. Penderita albino tidak memiliki pigmen melanin, karena tidak dapat menghasilkan enzim pembentuk melanin. Enzim melanin diproduksi berdasarkan perintah gen melanin. Penderita albino rentan terhadap penyakit kanker kulit dan tidak tahan cahaya. Mata penderita albino tidak mengandung pigmen sehingga akan terasa sakit bila berada di tempat yang terang. Tidak semua keturunan dalam satu keluarga bersifat albino, sehingga dapat diduga bahwa sifat tersebut dibawa oleh gen resesif yang muncul jika ayah dan ibunya masing-masing membawa sifat resesif tersebut. Gen albino tidak terletak pada kromosom kelamin, melainkan pada autosom. Oleh karena itu, penderita albino dapat berjenis kelamin wanita atau laki-laki seperti pada gambar berikut ini.
182
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Gambar 9. Albino dan cara pewarisannya Sumber : Alton, 2008
b.
Phenylketonuria (PKU) Merupakan kondisi ketidakmampuan tubuh untuk membentuk enzim phenylalanine hidroksilase, sehingga terjadi penimbunan asam amino phenylalanin di hati dan peredaran darah. PKU diidentifikasi dari urine yang berbau seperti lumut dan mengubah warna larutan ferriklorida menjadi hijau. Penderita PKU umumnya cacat mental.
Gambar 10. Jalur Metabolisme Asam Amino Fenilalanin
183
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
c.
Tirosinosis merupakan ketidakmampuan tubuh untuk membentuk enzim tiroksin transaminase, sehingga terjadi penimbunan tirosin pada darah. Penderita tirosinosis akan mengalami kejang otot, gemetar, serangan jantung dan kerusakan hati.
d.
Alkaptonuria adalah ketidakmampuan tubuh untuk membentuk enzim homogentisin oksidase sehingga tidak mampu mengubah asam homogentisin (alkapton). Timbunan alkapton dalam tubuh akan dibuang bersama urine (kecoklatan), namun menyebabkan kerusakan tulang rawan persendian.
e.
Cystic fibrosis (CF): penyakit keturunan yang menyebabkan kerusakan berbagai organ tubuh seperti pankreas yang tersumbat oleh lendir kental dan infeksi pernapasan kronis karena paru-paru juga dipenuhi oleh lendir kental tersebut.
f.
Tay-sachs: penyakit kemunduran (degenerasi) selsel saraf, dapat menyebabkan kebutaan.
g.
Kretinisme adalah kelainan ketidakmampuan tubuh membentuk hormon tiroksin dan triodotironin dari senyawa asam amino tirosin. Penderita akan mengalami pertumbuhan kerdil.
Gambar 11. Kretinisme
https://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:PSM_V51_D501_Sporadic_cretinism_before_ and_after_treatment.png
184
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
3.
Pewarisan Terpaut-X dominan Pada pewarisan jenis ini, sifat dikendalikan oleh suatu gen dominan yang terpaut pada kromosom X. Oleh karena itu, pewarisannya dipengaruhi oleh jenis kelamin individu dan genotipnya. Misal alel yang membawa sifat tersebut adalah XD, maka individu: XDXD : wanita, memiliki sifat tersebut XDXd : wanita, memiliki sifat tersebut X dXd : wanita, tidak memiliki sifat tersebut XDY : pria, memiliki sifat tersebut X dY : pria, tidak memiliki sifat tersebut.
Gambar 12. Pewarisan Terpaut-X Dominan
Bagaimana diagram di atas dapat dijelaskan? Individu I-1 dapat bergenotip XDXD maupun XDXd , menikah dengan individu I-2 bergenotip XdY, dan memiliki keturunan II-2 bergenotip XDY. Pernikahan II-2 dengan II-1 yang bergenotip XdXd menghasilkan keturunan laki-laki bergenotip XdY (normal, III-2, 3, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13) dan perempuan X DXd (memiliki sifat, III-1, 4, 8, dan 10). Karena seseorang yang memiliki minimal satu alel XD akan memiliki sifat, maka dikatakan pewarisannya mengikuti pola terpaut X-dominan. Beberapa sifat yang diwariskan mengikuti pola terpaut-X dominan adalah: a.
Incontinentia pigmenti, suatu kelainan metabolisme bawaan; pada bayi perempuan mengakibatkan terbentuknya vesikel kekuningan berisi nanah pada tungkai maupun lengan, akan berubah menjadi kutil yang tampak seumur hidup (walaupun memudar), pada lakilaki cukup jarang dijumpai karena biasanya berakibat fatal saat bayi.
185
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
b.
Congenital generalized hypertrichosis (CGH), suatu kelainan yang ditandai tumbuhnya rambut di bagian muka dan atas tubuh secara luas, umumnya pada wanita lebih tebal daripada pria.
Gambar 13. Pewarisan Terpaut-X Dominan Sumber : http://ashlandscience.shoutwiki.com/wiki/Hypertrichosis
c.
Sindrom Fragile-X merupakan kelainan yang ditandai dengan ketidakmampuan intelektual dan emosional.
4. Pewarisan Terpaut-X resesif Kebalikan dari pewarisan terpaut-X dominan, pada pewarisan terpaut-X resesif ini sifat dikendalikan oleh suatu gen resesif yang terpaut kromosom X. Misal alel yang membawa sifat tersebut adalah X e , maka individu: XEXE adalah wanita, tidak memiliki sifat tersebut. X EXe adalah wanita, tidak memiliki sifat tersebut namun bersifat carrier (pembawa). XeXe adalah wanita, memiliki sifat tersebut. X EY adalah pria, tidak memiliki sifat tersebut. XeY adalah pria, memiliki sifat tersebut. Pola dasar pewarisan sifat terpaut-X resesif adalah pewarisan bersilang, yaitu seorang pria akan mewariskan sifat kepada anak perempuannya, sedangkan seorang wanita akan mewariskan sifat kepada anak lakilakinya. Seperti halnya pada autosomal resesif, pada pewarisan terpaut-X resesif dapat terjadi peloncatan generasi artinya individu dengan sifat tertentu dapat memiliki orang tua yang tidak memiliki sifat itu.
186
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Gambar 14. Pewarisan Sifat Terpaut-X Resesif
Dari gambar di atas, kita lihat bahwa individu II-2 dan II-7 memiliki sifat, yang berasal dari I-2, sehingga dapat disimpulkan bahwa I-2 merupakan carrier. Perkawinan pria yang memiliki sifat (II-2 dan II-1, II-7 dan II-8) menghasilkan keturunan laki-laki normal (III-4 dan III-10), sedangkan perkawinan
wanita
carrier
(II-4)
dan
laki-laki
normal
(II-5)
menghasilkan keturunan seperti perkawinan I-1 dan I-2. Dapat dibuktikan bahwa individu dengan sifat tersebut (II-2,7, III-7, IV-2,6,7) orangtuanya tidak memiliki sifat tersebut. Sebagai catatan, lambang untuk individu carrier tidak digunakan dalam soal karena langsung menunjukkan pola pewarisan sifat tersebut. Dari peta silsilah di atas tidak terlihat seorangpun individu perempuan yang terkena. Mengapa bisa demikian? Ingat bahwa individu perempuan yang memiliki sifat tersebut hanya dapat terjadi bila seorang laki-laki dengan sifat tersebut menikahi seorang perempuan pembawa sifat (carrier). Sifat dan kelainan pada manusia yang diatur oleh gen resesif terpaut kromosom X antara lain: a.
Butawarna Kelainan buta warna ditentukan oleh gen resesif yang terpaut seks (terpaut kromosom X). Penyakit buta warna dapat dibedakan menjadi 2 macam.
187
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
1) Buta warna parsial (sebagian), yaitu seseorang tidak dapat membedakan warna tertentu saja. Misalnya, buta warna merah dan buta warna hijau. 2) Buta warna total, yaitu orang yang tidaka dapat membedakan semua jenis warna. Alam ini hanya tampak seperti film hitam putih saja. Karena sifat buta warna terpaut kromosom X, kemungkinan genotip orang yang norma dan buta warna dapat dipelajari pada diagram berikut ini. Apabila gen yang menimbulkan pigmen merah diberi simbol M1 dan M2, alel yang mengakibatkan tidak terbentuknya warna diberi simbol m1 dan m2, maka dapat digambarkan dalam diagram persilangan sebagai berikut.
Gambar 15. Diagram Kemungkinan Penderita Buta warna
Berdasarkan gambar tersebut di atas, wanita terbagi atas tiga genotip, yaitu XBXB, XBXb, dan XbXb serta 2 fenotip, yaitu normal (XBXB, XBXb) dan buta warna (XbXb). Sedangkan pada laki-laki terbagi atas dua genotip (XBY dan XbY) serta 2 fenotip (normal dan buta warna). b.
Hemofilia adalah kelainan pada darah di mana darah yang keluar dari pembuluh darah sukar membeku. Luka kecil pun dapat
188
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
menyebabkan penderita meninggal dunia karena terjadi pendarahan yang terus-menerus. Penderita hemofilia tidak dapat memproduksi faktor pembeku darah. Gen faktor pembeku darah pada kromosom X nonhomolog. Gen yang bersifat dominan diberi simbol H (mampu memproduksi faktor pembeku darah), sedangkan gen resesif diberi simbol h (tidak mampu memproduksi faktor pembeku darah). Pada wanita, gen tersebut mempunyai alel pasangannya, sedangkan pada laki- laki tidak pasangannya. Oleh karena itu, pengaruh gen h pada wanita dapat ditutup oleh pasangannya, yaitu gen H yang normal (XHXh), sedangkan pada laki-laki tidak (X hY). Oleh karena itu, penyakit hemofilia lebih banyak diderita oleh kaum laki-laki daripada kaum wanita. Untuk lebih jelasnya genotip dan fenotip pada wanita dan laki-laki dapat digambarkan pada tabel 1.3 berikut ini. Tabel 2. Genotip dan Fenotip Hemofilia pada Wanita dan Laki-laki
Berdasarkan tabel, wanita karier (berfenotip normal) yang memiliki genotip XHXh dapat menghasilkan dua macam ovum, yaitu ovum X H dan ovum Xh. Jika wanita ini menikah dengan laki- laki normal (X HY), maka kemungkinan ada anak laki-laki menderita hemofilia dan anak laki-laki normal. Contoh yang paling terkenal adalah riwayat hemofilia pada keluarga kerajaan Inggris seperti pada peta sililah pada gambar.
189
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Gambar 16. Peta Silsilah Hemofilia dari keturunan Ratu Victoria
Sumber: www.biology-pages.info/Q/Queen_Victoria.html
5. Pewarisan Terpaut-Y Pada manusia, kromosom Y hanya dimiliki oleh individu laki-laki, sehingga pewarisan sifat ini hanya berlangsung dari seorang ayah kepada anak laki-lakinya.
Gambar 17. Pewarisan Terpaut Kromosom Y
Oleh karena itu, peta silsilah pada pewarisan terpaut Y sangat mudah diidentifikasi, yakni apabila sifat hanya dimiliki oleh laki-laki, dan
190
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
individu yang memiliki sifat tersebut mempunyai ayah yang juga memiliki sifat tersebut.
Gambar 18. Diagram Silsilah Pewarisan Terpaut Kromosom Y
Beberapa sifat yang diatur oleh gen-gen pada kromosom Y antara lain sebagai berikut: a. Hipertrikosis merupakan kelainan tumbuhnya rambut pada bagian tertentu di tepi daun telinga.
Gambar 19. Hipertrikosis Sumber : https://biologimediacentre.com/hereditas-pada-manusia/
b. Tumbuhnya kulit di antara jari-jari kaki, sehingga mirip dengan kaki katak atau itik.
191
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Golongan Darah Bernstein
(Jerman)
dan
Furuhita
(Jepang)
telah
mengemukakan
hipotesisnya, yaitu bahwa hanya sepasang gen pada setiap individu yang bertanggung jawab atas golongan darah. Penggolongan darah tersebut didasarkan atas adanya aglutinogen (antigen) tertentu di dalam sel darah merah. Adanya antigen tersebut dalam sel darah merah dikendalikan oleh gen tertentu pula. Golongan darah manusia dapat digolongkan menurut beberapa sistem seperti berikut ini. 1. Sistem A, B, 0 Menurut Landsteiner (1900), golongan darah manusia dapat dibedakan menjadi 4 macam, yaitu A, B, AB, dan 0. Penggolongan darah sistem ABO berdasarkan ada tidaknya antigen-antibodi di dalam seseorang. Antigen (zat asing) yang dibentuk berupa aglutinogen (zat yang digumpalkan), sedangkan antibodi (pelawan antigen) yang dibentuk berupa aglutinin (zat yang menggumpalkan). Baik zat yang meng-gumpalkan maupun yang digumpalkan merupakan suatu protein. Untuk lebih jelasnya, silakan Anda pelajari tabel berikut ini. Tabel 3. Penggolongan Darah Sistem ABO
Keterangan: 1. Golongan darah A mempunyai aglutinogen A dan aglutinin β. 2. Golongan darah B mempunyai aglutinogen B dan aglutinin α 3. Golongan darah AB mempunyai aglutinogen AB dan tidak memiliki aglutinin. 4. Golongan darah 0 tidak memiliki aglutinogen AB tetapi memiliki aglutinin α β.
192
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Genotip golongan darah sistem AB0 dapat dipelajari pada diagram berikut ini.
Gambar 20. Contoh-contoh Kasus Pernikahan Darah Sistem ABO dan Keturunannya Sumber : https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/Hereditaspada-Manusia-2016-2016/menu6.html
2.
Sistem MN Setelah ditemukan golongan darah A, B, AB, dan 0, Landsteiner dan Levin menemukan
golongan
darah
M,
N,
dan
MN
(1927).
Dasar
penggolongannya adalah adanya antigen (suatu protein asing) di dalam sel darah merah (eritrosit). Jika eritrosit seseorang mengandung antigen M, maka darahnya bergolongan M. Jika eritrosit seseorang mengandung antigen N, maka darahnya bergolongan N. Sedangkan jika eritrosit seseorang mengandung antigen MN, maka darahnya bergolongan MN. Golongan darah M, N, dan MN tidak menimbulkan penggumpalan pada darah manusia, karena darah manusia tidak membentuk zat anti M dan anti N. Penggumpalan akan terjadi apabila antigen tersebut (M, N, dan
193
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
MN) disuntikkan ke tubuh kelinci. Menurut penelitian, keberadaan antigen itu ditentukan oleh suatu gen yang memiliki dua alel. Dengan demikian, golongan darah M memiliki genotip LMLM; golongan darah N memiliki genotip LNLN; sedangkan golongan darah MN memiliki genotip LMLN. Bagaimanakah hubungannya dengan golongan darah AB0? Ternyata, pada semua golongan darah ditemukan golongan darah golongan darah MN. Jadi, golongan darah A ada kemungkinan memiliki golongan darah M, N, atau MN. Demikian pula, golongan darah B dan 0. Misalnya, orang bergolongan darah A, M mempunyai genotip IAIA, LMLM. Golongan darah B, M memiliki genotip IBIB, LMLM. Golongan darah A, N memiliki genotip IAIA, LNLN, dan seterusnya. Untuk menentukan keturunan golongan darah, sering digunakan analisis dengan sistem gabungan AB0 dan MN. Misalnya, ada seorang anak yang mengaku sebagai anak dari suatu keluarga untuk mendapatkan warisan. Anak tersebut bergolongan darah 0, M, sedangkan ayahnya bergolongan darah A, N dan ibunya bergolongan darah B, M. Bagaimanan untuk menunjukkan kebenarannya?
Jadi, bagaimana kesimpulan Anda? Perlu diketahui bahwa penentuan golongan darah untuk mengetahui keturunannya tidak dapat dijamin seratus persen kebenarannya. Jadi, untuk memastikan kebenarannya diperlukan analisis DNA. 3. Sistem Rhesus (Rh) Selain sistem AB0 dan MN, dikenal pula sistem rhesus yang ditemukan oleh Landsteiner dan Weiner (1940). Disebut rhesus karena pertama kali ditemukan dalam eritrosit kera rhesus (Macaca rhesus).
194
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Orang yang mempunyai antigen Rh di permukaan eritrositnya digolongkan Rh+ (rhesus positif). Tubuh orang yang bergolongan darah Rh+ tidak dapat membentuk antibodi yang melawan antigen Rh. Sebaliknya, orang yang tidak memilki antigen Rh di permukaan eritrositnya digolongkan Rh- (rhesus negatif). Tubuh orang yang bergolongan darah Rh- dapat membentuk antibodi terhadap antigen Rh. Misalkan seorang ibu memilki Rh- mengandung bayi bergolongan darah Rh+. Meskipun darah ibu dan bayi tidak bercampur, karena terhalang plasenta di dalam kandungan, tetap ada eritrosit bayi yang masuk ke dalam tubuh ibunya. Oleh karena itu, tubuh ibu membentuk antibodi, yaitu Rh+. Antibodi ini “melawan” darah bayi yang mengandung antigen Rh. Biasanya, anak pertama lahir dengan selamat karena proses “perlawanan” tidak begitu kuat. Selanjutnya, jika ibu tersebut hamil lagi bayi kedua yang juga bergolongan darah Rh+, antibodi yang telah terbentuk dalam darah ibu akan masuk ke tubuh bayi. Antibodi tersebut melawan antigen Rh pada eritrosit bayi. Eritrosit bayi akan menggumpal (terjadi aglutinasi). Bayi tersebut akan menderita gangguan darah yang disebut eritroblastosis fetalis, yaitu penyakit anemia karena eritositnya berkurang. Akibatnya, pertukaran gas pada bayi terganggu sehingga dapat terjadi kematian. Perlu diketahui bahwa gangguan darah tersebut hanya terjadi jika ibu bergenotip Rh- dan bayi (fetus) yang dikandungnya bergenotif Rh+. Jika ibu bergenotip Rh+ dan fetus bergenotip Rh-, maka tidak akan terjadi gangguan darah, baik pada bayi maupun ibu. Darah ibu tidak terganggu karena pada fetus Rh- tidak terbentuk antibodi untuk antigen Rh+. Faktor rhesus diatur oleh satu gen yang terdiri atas dua alel, yaitu Rh yang dominan dan rh yang resesif. Genotip orang yang bergolongan darah Rh+ adalah RhRh, sedangkan genotip orang yang bergolongan darah Rh- adalah rhrh.
195
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
PENGEMBANGAN PENILAIAN Bagian ini memuat contoh soal-soal topik hereditas pada manusia yang muncul di UN tiga tahun terakhir dan kurang berhasil dijawab oleh peserta didik.
Selain
itu,
bagian
ini
memuat
pembahasan
tentang
cara
mengembangkan soal HOTS yang disajikan dalam bentuk pemodelan agar dapat dijadikan acuan oleh Saudara ketika mengembangkan soal untuk topik ini. Saudara perlu mencermati dengan baik bagian ini, sehingga Saudara dapat terampil mengembangkan soal yang mengacu pada indikator pencapaian kompetensi yang termasuk HOTS.
A. Pembahasan Soal-soal Topik hereditas pada manusia merupakan topik yang muncul pada soal UN di tiga tahun terakhir. Berdasarkan hasil analisis PAMER UN, topik ini termasuk yang kurang berhasil dijawab oleh peserta didik di lingkup nasional. Berikut ini pembahasan soal-soalnya. Soal UN Tahun 2015/2016 1. Seorang pria dengan keterbelakangan mental karena menderita FKU (Fenilketonuria) menikah dengan seorang wanita normal homozigot. Kemungkinan anak yang lahir dari pasangan tersebut adalah … a. Semuanya normal b. Semuanya FKU c. 50% normal dan 50% FKU d. Semua anak laki-laki FKU e. Semua anak wanita FKU Kunci Jawaban : A Pembahasan :
196
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
Kemungkinan anak yang lahir dari pasangan tersebut adalah semua anaknya normal Soal UN Tahun 2016/2017 1.
Perhatikan peta silsilah golongan darah berikut!
Individu X memiliki golongan darah … A. A heterozigot B. B heterozigot C. AB D. B homozigot E. O Kunci Jawaban : B Pembahasan : Individu X mempunyai golongan darah B heterozigot. Hal ini karena jika X menikah dengan individu bergolongan darah A heterozigot, maka akan ada 2 kemungkinan : 1) Jika x bergolongan darah B homozigot, maka kemungkinan golongan darah anak-anaknya adalah B dan AB. 2) Jika x bergolongan darah B heterozigot, maka kemungkinan golongan darah anak-anakmya adalah A, B, AB, dan O. Berdasarkan peta silsilah tersebut, maka golongan darah x yang paling tepat adalah B heterozigot. 2.
Perhatikan peta silsilah berikut!
197
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Perkawinan antara ibu carier buta warna menikah dengan ayah normal. Jika salah seorang anak laki-laki menikah dengan perempuan carier, genotif yang berlabel 1, 2 dan 3 secara berurutan adalah … A. XY, XcbY, XXcb B. XcbY, XY, XX C. XY, XcbY, XX D. XY, XcbY, XcbXcb E. XY, XY, XcbXcb Kunci Jawaban : A atau C Pembahasan :
Jika anak lelaki menikah dengan perempuan carier, maka ada 2 kemungkinan yaitu :
Laki-laki dengan genotif XcbY (buta warna) XcbY x XXcb Maka akan menghasilkan keturunan dengan genotif XXcb, XcbXcb, XY, XcbY
Laki-laki dengan genotif XY XY x XXcb Maka akan menghasilkan keturunan dengan genotif XX, XcbX, XY, XcbY
Genotif yang berlabel 1, 2 dan 3 secara berurutan adalah XY, XY/X cbY, XX/XcbX 3. Perhatikan bagan peta silsilah berikut!
Kemungkinan genotip x dan y adalah …
198
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
A. Aa dan Aa B. Aa dan aa C. AA dan aa D. AA dan Aa E. AA dan AA Kunci Jawaban : B atau C Pembahasan : Albino termasuk kelainan autosomal resesif, tidak terkait kromosom sex. AA x aa Semua genotif Aa
AA x aa Semua genotif Aa
Jika Aa x Aa, maka kemungkinan anaknya adalah AA, Aa, aa. Maka untuk genotif x dan y adalah AA dan aa, atau Aa dan aa.
Soal UN Tahun 2017/2018 1.
Perhatikan bagan peta keluarga berikut!
Berdasarkan bagan tersebut, genotip individu (1) dan (2) adalah … A. XX dan XbwY B. XX dan XY C. XXbw dan XbwY D. XXbw dan XY E. XbwXbw dan XbwY Kunci Jawaban : B Pembahasan :
199
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Ibu dari anak no. 1 bergenotif XbwX (carier) karena ada anak laki-lakinya menderita buta warna. Genotif no. 1 adalah XX karena, ketika ia menikah dengan seorang laki-laki normal, menghasilkan keturunan yang normal semua. Sehingga genotif 1 dan 2 adalah XX dan XY. 2. Perhatikan peta silsilah keluarga berikut!
Berdasarkan bagan tersebut, kemungkinan genotip keturunan (1) dan (2) adalah .. A. XXbw dan XX B. XXbw dan XbwXbw C.
XX dan XX
D. XX dan XXbw E. XX dan XbwXbw Kunci Jawaban : A Pembahasan :
Wanita no.1 menikah dengan laki-laki normal (XY), menghasilkan keturunan laki-laki buta warna (X bwY). Artinya, no 1 mempunyao genotif XXbw (carier) karena ada salah satu anak laki-lakinya buta warna. Sehingga genotip (1) dan (2) adalah XXbw dan XX atau XXbw dan XXbw.
200
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
B. Pengembangan Soal HOTS Pada bagian ini akan dimodelkan pembuatan soal yang memenuhi indikator pencapaian
kompetensi
yang
diturunkan
dari
kompetensi
dasar
pengetahuan. Pengembangan soal diawali dengan pembuatan kisi-kisi agar Saudara dapat melihat kesesuaian antara kompetensi, lingkup materi, dan indikator soal. Selanjutnya, dilakukan penyusunan soal di kartu soal berdasarkan kisi-kisi yang telah disusun sebelumnya. Contoh soal yang disajikan terutama untuk mengukur indikator kunci pada level kognitif yang tergolong HOTS.
201
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Tabel 4. Kisi-Kisi Soal HOTS NO 1
Kompetensi yang Diuji
Menganalisis polapola hereditas pada manusia
Lingkup Materi Genetika
Materi
Indikator Soal
Hereditas
Disajikan dengan peta silsilah
pada Manusia
hemofilia, peserta didik dapat menganalisis kemungkinan
No
Level Kognitif
Bentuk Soal
1
C4
PG
2
C4
PG
peluang pada keturunannya Disajikan dengan kasus golongan darah dan hemofilia, peserta didik dapat menganalisis kemungkina peluang pada keturunannya
202
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019 Jenis Sekolah Kelas Mata Pelajaran KOMPETENSI DASAR Menganalisis polapola hereditas pada manusia
LINGKUP MATERI
: SMA : XII : BIOLOGI Buku Sumber :
Nomor Soal
Kurikulum Bentuk Soal Nama Penyusun Pengetahuan/ Pemahaman
: 2013 : Pilihan Ganda : Aplikasi
√
Penalaran
RUMUSAN BUTIR SOAL Perhatikan peta silsilah berikut!
1
Genetika
MATERI Hereditas pada manusia INDIKATOR SOAL Disajikan dengan peta silsilah hemofilia, peserta didik dapat menganalisis kemungkinan peluang pada keturunannya
Kunci Jawaban B
Seorang laki-laki hemofilia menikah dengan perempuan normal dan memiliki 4 orang anak. Apabila anak F menikah
dengan
seorang laki-laki
hemofilia, kemungkinan keturunannya adalah. .. A. 50% anak membawa sifat hemofilia (carier) B. 50% anak menderita hemofilia C. 75% anak laki-laki akan menderita hemofilia D. Semua anak laki-laki normal E. Semua anak perempuan normal
203
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019 Jenis Sekolah Kelas Mata Pelajaran KOMPETENSI DASAR Menganalisis polapola hereditas pada manusia
LINGKUP MATERI
: SMA : XII : BIOLOGI Buku Sumber :
Nomor
Soal 2
204
Aplikasi
√
Penalaran
RUMUSAN BUTIR SOAL Jika seorang ibu hamil bergolongan darah pembawa sifat hemofilia,
heterozigot normal. lahir
anak laki-laki
bergolongan darah B dan menderita hemofilia?
Kunci Jawaban B
A.
3,125%
B.
6,25%
C.
12,50%
D.
50,00%
E.
75,00%
AB dan
menikah dengan seorang
Berapa persen kemungkinan
MATERI
Disajikan dengan kasus golongan darah dan hemofilia, peserta didik dapat menganalisis kemungkina peluang pada keturunannya
Pengetahuan/ Pemahaman
: 2013 : Pilihan Ganda :
laki-laki bergolongan darah A
Genetika
Hereditas pada manusia INDIKATOR SOAL
Kurikulum Bentuk Soal Nama Penyusun
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
C. Refleksi Pembelajaran Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi proses pembelajaran materi ekosistem. Refleksi pembelajaran dilakukan dengan melihat kesesuaian antara indikator pencapaian kompetensi, proses pembelajaran, peserta didik, penilaian, dan ketercapaian KD. 1.
Apakah
kegiatan
membuka
pelajaran
yang
dirancang
dapat
mengarahkan dan mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ? 2.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan? Apakah sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?)
3.
Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)
4.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang telah dirancang ? Apakah aktivitas pembelajaran tersebut dapat melatih siswa berpikir tingkat tinggi (HOTs)?
5.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?
6.
Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi masalah dan memotivasi peserta didik)?
7.
Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan pada bagian aktivitas pembelajaran?
8.
Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang dikembangkan?
9.
Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran yang telah dikembangkan ?
205
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
10.
Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap materi pelajaran?
11.
Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai kompetensi dasar (KD) pada materi terpilih sebagaimana mestinya? (Jika tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)
12.
Apa kelemahan yang akan Saudara temukan dalam melaksanakan aktivitas pembelajaran yang telah dirancang?
13.
Apa kekuatan atau hal-hal baik yang Saudara capai setelah mempelajari aktivitas pembelajaran?
206
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
KESIMPULAN Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.7 Menganalisis pola-pola hereditas pada manusia dan 4.7 Menyajikan data hasil studi kasus tentang pola-pola hereditas pada manusia dalam berbagai aspek kehidupan. Berdasarkan KD pengetahuan dapat diketahui bahwa indikator yang dikembangkan sudah mencapai level analisis (C4). Artinya, KD ini menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Karena itu Saudara perlu mengembangkan indikator yang mampu mengembangkan keterampilan tingkat tinggi (C4). Adapun KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi peserta didik berkreasi. Hal ini berarti Saudara perlu memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan kreativitasnya untuk menghasilkan produk berupa laporan hasil hereditas pada manusia. Penguasaan keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas pembelajaran pada subtopik hereditas pada manusia menggunakan pembelajaran saintifik, dengan metode praktik dan diskusi melalui empat kali pertemuan. Seperti telah diketahui, pembelajaran saintifik merupakan model yang dapat membekalkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika implementasi, pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang dirancang untuk memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya
dan
penguasaan
keterampilan
yang
mengedepankan
konstruktivisme. Artinya, peserta didik memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih dahulu. Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik pola hereditas terdiri atas: 1) Prinsip hereditas pada manusia; 2) Peta silsilah; 3) Penentuan jenis kelamin; 4) Pola hereditas pada manusia dan 5) Golongan Darah. Subtopik ini merupakan konten yang kaya akan pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, Saudara dapat mendorong serta memfasilitasi peserta didik
207
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
untuk menemukan fenomena di kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi dunia nyata, unit ini menyajikan aplikasi peta silsilah dalam kehidupan sehari-hari sehingga peserta didik dapat memahami prinsip dan juga manfaat dari peta silsilah keluarga. Berkaitan dengan penilaian, subtopik ini muncul dalam instrumen tes UN selama tiga tahun terakhir. Jenis pertanyaan yang diajukan masih didominasi pada taraf level kogintif L3 penalaran (dari C4 – C5). Oleh karena itu, Saudara perlu meyakinkan bahwa peserta didik memahami subtopik ini dengan baik agar siap mengahadapi UN. Lebih dari itu, Saudara perlu mengembangkan soal-soal pengetahuan subtopik ini pada tingkat level berpikir yang sama lebih banyak. Artinya, Saudara dituntut dapat memfasilitasi peserta didik agar dapat memecahkan soal-soal yang mengedapankan kemampuan berpikir tingkat tinggi. Oleh karena itu, Saudara perlu terus menyusun bank soal yang relevan dengan indikator yang telah dikembangkan.
208
Unit Pembelajaran Pola Hereditas pada Manusia
UMPAN BALIK Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu mengisi lembar
persepsi pemahaman.
Berdasarkan hasil
pengisian
instrumen ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya. Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur dengan memberikan tanda silang (X) pada kriteria yang menurut saudara tepat. Lembar Persepsi Pemahaman Unit
No 1. 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Aspek
Kriteria 1
2
3
Memahami dengan baik semua indikator yang telah dikembangkan di unit ini. Mampu menghubungkan konten dengan fenomena kehidupan sehari-hari. Memhammi dengan baik bahwa aktivitas pembelajaran yang disusun dapat mengembangkan HOTS peserta didik. Memahami dengan baik tahapan urutan aktivitas pembelajaran yang disajikan. Mampu dengan baik mengaplikasikan aktivitas pembelajaran di dalam kelas. Memahami dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan. Mampu melaksanakan dengan baik lembar kerja peserta didik yang dikembangkan. Memahami konten secara menyuluh dengan baik. Memahami prosedur penyusunan soal HOTS dengan baik. Mampu membahas soal HOTS yang disajikan dengan tepat. Jumlah Jumlah Total
209
4
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Keterangan 1=tidak menguasai 2 = cukup menguasai 3 = menguasai 4 = Sangat Menguasai Keterangan Umpan Balik Skor
Pedoman Penskoran Skor = Jumlah Total X 100 40
Umpan Balik
: Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara membelajarkannya, mengembangkan penilaian dan melaksanakan < 70penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu membaca ulang unit ini dan mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai Saudara memahaminya. : Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilian dan melaksanakan penilaian 70-79 berorientasi HOTS. Saudara perlu mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator atau teman lain di MGMP. : Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan 80-89 melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan baik. : Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan sangat baik. Saudara > 90 dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.
210
Paket Unit Pembelajaran Genetika
PENUTUP Besar harapan kami, Unit-unit pembelajaran yang telah dikembangkan ini dapat menjadi acuan Saudara dalam mengembangkan desain pembelajaran dan penilaian yang berorientasi Higher Order Thinking Skills (HOTS) yang terintegrasi dengan 5 (lima) unsur utama Penguatan Pendidikan Karakter (PPK) dan literasi dalam rangka mencapai kecakapan Abad ke-21. Selanjutnya, saudara dapat menerapkan desain yang telah disusun dalam pembelajaran kepada peserta didik di kelas masing-masing. Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara perlu memahami unit-unit ini dengan baik. Oleh karena itu, unit-unit perlu dipelajari dan dikaji lebih lanjut oleh Saudara bersama guru-guru IPA lainnya dalam Program Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) di MGMP di Zona masingmasing. Saudara bersama guru-guru lainnya perlu mengkaji dengan baik semua komponen unit pembelajaran yang disajikan sehingga dapat memudahkan Saudara mengimplementasikannya di kelas. Selain itu, saudara dapat mengantisipasi kesulitan-kesulitan yang mungkin dihadapi. Unit-unit pembelajaran dikembangkan agar memudahkan Saudara dalam menyusun Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP). Hal ini karena aktivitas pembelajaran yang disajikan merupakan acuan umum langkah pembelajaran untuk mencapai masing-masing KD. Saudara perlu memerinci aktivitas pembelajaran menjadi skenario di dalam RPP agar lebih mudah diimplementasikan. Selain itu, Saudara masih perlu mengembangkan soalsoal tes dan instumen penilaian lainnya yang berorientasi HOTS dengan mengacu pada contoh yang disajikan. Dalam melaksanakan kegiatan praktikum sesuai LKPD, Saudara dapat memenuhi kebutuhan alat dan bahan yang digunakan dengan bahan-bahan yang terdapat di lingkungan masing-masing (kontekstual). Begitu pula dalam
213
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
mengalokasikan waktu pembelajaran, saudara dapat menyesuaikannya. Selain itu, Saudara dapat mengadaptasi langkah-langkah pembelajaran yang disajikan di unit pembelajaran untuk mengembangkan RPP topik-topik lainnya. Selama
mengimplementasikan
merefleksikan
dan
unit-unit
mengevaluasi
ini,
Saudara
keefektifan,
perlu
terus
keberhasilan
serta
permasalahannya. Permasalahan-permasalahan yang ditemukan dapat langsung didiskusikan bersama guru lainnya, instruktur, kepala sekolah, atau pengawas agar dapat dengan segera menemukan solusinya. Setiap keberhasilan,
permasalahan,
dan
solusi
yang
ditemukan
selama
pembelajaran perlu Saudara tuliskan dalam bentuk karya tulis best practice atau lainnya. Pada akhirnya, Saudara dapat melaksanakan pembelajaran dengan baik, peserta didik mencapai hasil belajar yang optimal, sekaligus Saudara dapat menghasilkan karya tulis yang berguna bagi pengembangan keprofesian. Dalam rangka perbaikan dan pengembangan unit-unit lainnya, Kami mengaharapkan saran, masukan, dan usulan penyempurnaan yang dapat disampaikan kepada tim penulis melalui surat elektronik (e-mail).
214
Paket Unit Pembelajaran Genetika
DAFTAR PUSTAKA Amanah, S., Maulani, A.H., Suhaeny, A., Sulaeman, A. A., & Syarief, M. (2018). Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Biologi SMA Kelompok Kompetensi E. Jakarta. Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Dasar, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Ariyana, Y., Pudjiastuti, A., Bestary, R., & Zamroni. (2018). Buku Pegangan Pembelajaran Berorientasi pada Keterampilan Berpikir Tingkat Tinggi. Jakarta. Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Badan Standar Nasional Pendidikan. (2018). Surat Keputusan BSNP Npmpr 0296/SKEP/BSNP/XI/2018 tentang Kisi-Kisi Ujian Naional untuk Jenjang Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta. Badan Standar Nasional Pendidikan Belk, C. & Borden, V.. (2003). Biology for Science. New York: Prentice Hall. Biggs, Alton., etc. 2008. Biology. New York: Mc Graw Hill Companies Campbell, N. A., & Reece, J. B. 2011. Biology. San Francisco, California: Benjamin Cummings. Kee, L.H. (2002). The Living Science. Singapore: Pearson Education Asia Pte. Ltd. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. (2018). Permendikbud Nomor 37 tentang Perubahan atas Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan nomor 24 Tahun 2016 tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pelajaran pada Kurikulum 2013 pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah. Jakarta. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Maulani, A.H., Puspitaningsih, Y., Suhaeny, A., Suhada, B., Sulaeman, A. A., & Syarief, M. (2018). Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Biologi SMA Kelompok Kompetensi F. Jakarta. Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Dasar, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Puspitaningsih, Y., Suhaeny, A., Suhada, B., Sulaeman, A. A., Susilawati, E., & Syarief, M. (2018). Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Biologi SMA Kelompok Kompetensi G. Jakarta. Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Dasar, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
215
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Reece, J. B., Urry, L.A., Cain, M. L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., & Jackson, R. B. (2017). Campbell Biology 11th Edition. Lake Ave. Poerson Education, Inc. Ridley, M. 2005. Genom: Kisah Spesies Manusia dalam 23 Bab. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Suhardi, D. (2007). Genetika. Bandung : PPPG IPA. Sylvia S Mader. 2010. Biology 10th edition. New York : The McGraw-Hill Companies Sumber Artikel dan Gambar https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/Here ditas-pada-Manusia, tanggal akses 24 Mei 2019 https://biologiklaten.wordpress.com/bab-24-hereditas-pada-manusia-xii/ , tanggal akses 24 Mei 2019 http://www.materisma.com/2014/11/penjelasan-hereditas-padamanusia.html, tanggal akses 24 Mei 2019 https://biologimediacentre.com/hereditas-pada-manusia/ , tanggal akses 24 Mei 2019 https://docplayer.info/29701560-Lembar-kerja-siswa-hereditas-padamanusia.html, tanggal akses 24 Mei 2019 https://www.kompasiana.com/satriowd/585297d3727e610a5b183ab3/pa di-hibrida-teknologi-cerdas-petani-sejahtera, tanggal akses 25 Mei 2019. http://theseedsite.co.uk/profile454.html, tanggal akses 21 Juni 2019
216
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
218
