laporan genetika IMITASI PERBANDINGAN GENETIS LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA PERCOBAAN I IMITASI PERBANDINGAN GENETIS NAMA : ENDANG SRI WATI MATARRU NIM : H41112006 KELOMPOK : I (SATU) A HARI/TANGGAL : SELASA/5 MARET 2013 ASISTEN : PINKAN C.I TUMANDUK LABORATORIUM GENETIKA JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR
2013BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Hasil percobaan Mendel pada persilangan monohibrid menunjukkan bahwa pada seluruh tanaman F 1 hanya ciri dari salah satu tetua yang muncul. Pada generasi F 2, semua ciri yang dipunyai oleh tetua (P) yang disilangkan muncul kembali dengan rasio fenotipe 3:1. Hal ini disebabkan adanya ciri resesif dan dominan. Sebagai salah satu kesimpulan dari percobaan monohibridnya, Mendel menyatakan bahwa setiap sifat organisme ditentukan oleh faktor dan saat pembentukan gamet, setiap faktor dapat berpisah secara bebas. Peristiwa ini dikenal sebagai Hukum Mendel I, yaitu hukum segregasi (Ma arif, 2009). Pada penyilangan dengan kombinasi sifat yang berbeda, Mendel memperoleh hasil yang secara tetap sama dan tidak berubah-ubah dengan rasio fenotipe F 2 9:3:3:1. Pengamatan ini menghasilkan formulasi Hukum Mendel II (asortasi bebas) yang menyatakan bahwa gen-gen menentukan sifat-sifat yang berbeda dipindahkan secara bebas satu dengan yang lain dan akan terjadi pilihan secara acak pada keturunannya (Agus dan Sjafaraenan, 2013). Namun seringkali percobaan persilangan yang kita lakukan menghasilkan keturunan yang tidak sesuai dengan hukum Mendel. Untuk menguji hal ini digunakan tes X 2 atau disebut juga dengan Chi-square.Metode Chi-square adalah cara yang tepat kita pakai untuk membandingkan data percobaan yang diperoleh dari hasil persilangan dengan hasil yang diharapkan berdasarkan hipotesis secara teoritis. I.2 Tujuan Percobaan Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mendapatkan gambaran tentang kemungkinan gen-gen yang dibawa oleh gamet-gamet tertentu akan bertemu secara acak atau random. I.3 Waktu dan Tempat Percobaan Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa tanggal 05 Maret 2013 pukul 14.30-17.00 WITA di Laboratorium Biologi Dasar, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Gen adalah unit terkecil bahan penyusun sifat menurun. Besarnya diperkirakan 4-50µ. Istilah gen pertama kali diperkenalkan oleh W.Johansen (1909), sebagai pengganti istilah faktor keturunan atau elemen yang dikemukakan oleh Gregor Mendel. Gregor Mendel telah berasumsi tentang adanya suatu bahan yang terkait dengan suatu sifat atau karakter yang dapat diwariskan. Ia menyebutnya 'faktor'. Pada tahun 1910, Thomas Hunt Morgan menunjukkan bahwa gen terletak di kromosom. Selanjutnya, terjadi 'perlombaan' seru untu k menemukan substansi yang merupakan gen. Banyak penghargaan Nobel yang kemudian jatuh pada peneliti yang terlibat dalam subjek ini (Nuraini, 2008). Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Mendel telah melakukan percobaan dengan membastarkan tanaman-tanaman yang mempunyai sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman kacang ercis (Pisum sativum). Alasannya tanaman tersebut mudah melakukan penyerbukan silang, mudah didapat, mudah hidup atau mudah dipelihara, berumur pendek atau cepat berbuah, dapat terjadi penyerbukan sendiri, dan terdapat jenis-jenis yang memiliki sifat yang mencolok. Sifat-sifat yang mencolok tersebut, misalnya: warna bunga (ungu atau putih), warna biji (kuning atau hijau), warna buah (hijau atau kuning), bentuk biji (bulat atau kisut), sifat kulit (halus atau kasar), serta ukuran batang (tinggi atau rendah). Prinsip dasar hereditas yang ditemukan oleh Mendel dirumuskannya dalam 2 hukum, yaitu Hukum Mendel I dan Hukum Mendel Mendel II (Mulyadi, 2012). Hukum Mendel I atau hukum segregasi membahas tentang pemisahan faktor-faktor pembawa sifat (alel) pada waktu pembentukan gamet. Hukum segregasi menyatakan bahwa alelalel akan berpisah secara bebas dari diploid menjadi haploid pada saat pembentukan gamet. Dengan demikian setiap sel gamet hanya mengandung satu gen dari alelnya. Fenomena ini dapat diamati pada persilangan monohibrid, yaitu persilangan dua individu dengan satu sifat beda. Untuk mengujinya, Mendel melakukan perkawinan silang antara antara ercis berbunga ungu dengan ercis berbunga putih dengan satu faktor pembawa sifat (Nuraini, 2008).
Persilangan antara ercis berbunga ungu dengan ercis berbunga putihmenghasilkan keturunan F1 ercis berbunga ungu. Keturunan F1 dikawinkan antarsesamanya menghasilkan keturunan F2 di mana sebagian ercis berbunga ungu (3/4 bagian) dan sebagian berbunga putih (1/4 bagian)(nuraini, 2008). Hukum Mendel II atau the law of independent assortmentmembahas mengenai perkawinan silang yang menyangkut dua atau lebih pasangan sifat berbeda, maka pewarisan dari masing-masing pasangan faktor sifat-sifat tersebut adalah bebas sendiri-sendiri (masing-masing tidak tergantung satu sama lain). Keturunan pertama menunjukkan sifat fenotipe dominan dan keturunan kedua menunjukkan fenotipe dominan dan resesif dengan perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. Untuk mengujinya, Mendel melakukan perkawinan silang antara antara ercis biji kuning dengan bentuk bulat RRYY dengan ercis biji hijau dengan bentuk keriput (Nuraini, 2008). Tabel hubungan antara banyaknya sifat beda, gamet,kombinasi F2,fenotip F2,genotif F2 apabila terdapat dominansi sebagai berikut (Mulyadi, 2012) : Banyaknya sifat beda Macam gamet dari F1 Banyaknya kombinasi dalam F2 Banyaknya fenotif dalan F2 Banyaknya kombinasi persis dalam F1 Banyaknya kombinasi homozigot Banyaknya kombinasi baru yang homozigot 1 2 4 2 2 2 0 3 2 4 16 4 4 4 2 9 3 8 64 8 8 8 6 27 4 16 256 16 16 16 14 81 banyaknya macam genotif dalam F2 Ke-n 2 n (2 n ) 2 2 n 2 n 2 n 2 n -2 3 n Penurunan karakter oleh gen tunggal menyimpang dari pola Mendel jika alel secara keseluruhan tidak menunjukkan sifat dominan atau sifat resesif yaitu ketika gen tertentu memiliki lebih dari dua alel atau ketika satu gen menghasilkan lebih dari satu fenotipe. Alel dapat menunjukkan tingkat dominansi atau resesif yang berbeda satu dengan lainnya. Pada penyilanganpea yang dilakukan Mendel, anakan F1 selalu menunjukkan salah satu sifat dari sifat kedua induknya karena satu alel dari pasangan alel menunjukkancomplete dominance (dominansi lengkap) terhadap alel lainnya dari pasangan tersebut. Pada beberapa gen, tidak ada alel yang
secara lengkap mendominasi, sehingga anakan F1 memiliki fenotipe diantara variasi kedua induknya. Fenomena ini disebut incomplete dominance dan ditunjukkan oleh penyilangan tanaman snapdragon berbunga merah dan putih dimana seluruh hibrid F1 memiliki bunga berwarna pink. Fenotipe ketiga ini muncul karena bunga dari heterozigot memiliki pigmen merah lebih sedikit dibandingkan dengan homozigot warna merah (Campbell dkk, 2010). Variasi lain dari hubungan dominansi antar alel disebutcodominance. Pada variasi ini kedua alel mempengaruhi fenotipe dengan cara yang terpisah dan berbeda. Sebagai contoh, golongan darah MN manusia ditentukan oleh alel codominan untuk dua molekul khusus yang terletak di permukaan sel darah merah yaitu molekul M dan molekul N. Sebuah lokus tunggal (dengan dua kemungkinan variasi alel) menentukan fenotipe golongan darah. Individu homozigot untuk alel M (MM) memiliki sel darah merah dengan molekul M saja sedangkan individual homozigot untuk alel N (NN) hanya memiliki sel darah merah dengan molekul N saja. Jika kedua molekul M dan N terdapat pada sel darah merah, individu tersebut adalah heterozigot untuk alel M dan N (MN). Ingatlah bahwa fenotipe MN bukan fenotipe intermediate antara M dan N (Campbell dkk, 2010). Penyimpangan Semu Hukum Mendel Penyimpangan semu terjadi karena interaksi antar alel dan genetik sebagai berikut (Ma arif, 2009): A. Interaksi Alel : Berbagai bentuk interaksi alel adalah interaksi dominan tidak sempurna, kodominan, variasi dua atau lebih gen sealel (alel ganda), dan alel letal. 1) Dominansi Tidak Sempurna (Incomplete Dominance) alel dominan tidak dapat menutupi alel resesif sepenuhnya sehingga keturunan yang heterozigot memiliki sifat setengah dominan dan setengah resesif. 2) Kodominan dua alel suatu gen yang menghasilkan produk berbeda dengan alel yang satu tidak dipengaruhi oleh alel yang lain. Contohnya sapi berwarna merah kodominan terhadap sapi putih menghasilkan anak sapi roan. 3) Alel Ganda fenomena adanya tiga atau lebih alel dari suatu gen. Umumnya gen tersusun dari dua alel alternatifnya. Alel ganda dapat terjadi akibat mutasi dan mutasi menyebabkan banyak
variasi alel. Gejala adanya dua atau lebih fenotipe yang muncul dalam suatu populasi dinamakan polimorfisme. 4) Alel Letal alel yang dapat menyebabkan kematian bagi individu yang memilikinya. Alel letal resesif adalah alel yang dalam keadaan homozigot resesif dapat menyebabkan kematian. Contoh alel letal resesif adalah albino pada tumbuhan dan sapi bulldog. Alel letal dominan adalah alel yang dalam keadaan dominan dapat menyebabkan kematian. Contohnya ayam jambul. B. Interaksi Gen : Interaksi genetik menyebab terjadinya atavisme, polimeri, kriptomeri, epistatis dan hipostatis, serta komplementer. Interaksi ini menyebabkan rasio tidak sesuai dengan Hukum Mendel, tetapi menunjukkan adanya variasi. 1) Atavisme munculnya suatu sifat sebagai akibat interaksi dari beberapa gen. Contoh atavisme adalah sifat genetis pada jengger ayam. Ada empat bentuk jengger ayam, yaitu walnut (R_P_), rose (RRP_), pea (rrp_), dan single (rrpp). Perbandingan fenotipenya adalah walnut : rose : pea : single = 9 : 3 : 3 : 1. 2) Polimeri bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif atau saling menambah. Polimeri terjadi akibat interaksi atara dua gen atau lebih sehingga disebut juga sifat gen ganda. Contoh polimeri terdapat pada percobaan persilangan gandum, dilakukan H. Nilsson-Ehle yang menghasilkan perbandingan fenotipe 15 : 1. 3) Kriptomeri sifat gen dominan yang tersembunyi, jika gen tersebut berdiri sendiri, namun gen dominan tersebut berinteraksi dengan gen dominan lainnya, maka sifat gen dominan yang tersembunyi sebelumnya akan muncul.contoh kriptomeri adalah persilangan pada bunga Linaria maroccana yang menghasilkan perbandingan fenotipe bunga ungu : merah : putih = 9 : 3 : 4. 4) Epistatis dan Hipostatis persilangan dimana gen epistatis memiliki sifat mempengaruhi gen hipostatis. Epistatis dibedakan menjadi epistatis dominan dimana gen dengan alel dominan menutupi kerja gen lain, epistatis resesif yaitu gen dengan alel homozigot resesif mempengaruhi gen lain, epistatis gen dominan rangkap adalah peristiwa dua gen dominan atau lebih yang bekerja untuk munculnya satu fenotipe tunggal, dan komplementer adalah interaksi beberapa gen yang saling melengkapi. Interaksi gen tersebut disebut juga epistatis gen resesif rangkap. Persilangan Resiprok
Persilangan resiprok (persilangan kebalikan) ialah persilangan tukar kelamin atau persilangan ulang dengan jenis kelamin yang dipertukarkan. Persilangan yang merupakan kebalikan dari persilangan yang semula dilakukan. Sebagai contoh dapat digunakan percobaan Mendel lainnya: H = Gen yang menentukan buah polong berwarna hijau h = Gen yang menentukan buah polong berwarna kuning Mula-mula, serbuk sari dan bunga pada tanaman berbuah polong hijau diserbukkan pada putik bunga pada tanaman berbuah polong kuning. Pada persilangan berikutnya cara tersebut diatas dibalik. Dari kedua macam persilangan tersebut adalah ternyata didapatkan keturunan F 1 maupun F 2 yang sama (Suryo, 2010). Persilangan Kembali (Backcross) Inilah persilangan antara hibrid F 1 dengan induknya jantan atau betina. Ambil sebagai contoh marmut. B = Gen untuk warna hitam b = Gen untuk warna putih Marmot jantan hitam homozigot BB menghasilkan keturunan F 1 seragam, yaitu Bb berwarna hitam. Jika marmot F 1 disilangkan kembali dengan induk jantan (hitam homozigot), maka semua marmot F 2 berwana hitam meskipun genotipnya berbeda (Suryo, 2010). P : BB (Hitam) >< bb (Putih) F 1 >< F 1 : BB (Hitam) >< Bb(Hitam) (G) : B b G : B B b F1 : Bb (Hitam) F 2 : BB (Hitam) Bb (Hitam) Uji silang Testcross Ialah persilangan antara hibrid F 1 dengan individu yang homozigot resesif. Jika digunakan seperti pada contoh dimuka, hibrid F 1 disilangkan dengan induk betina. Uji silang pada monohibrid ini menghasilkan keturunan dengan perbandingan fenotip maupun genotip sebagai 1:1. Nilai uji silang itu dapat merupakan suatu backcross tapi backcross belum tentu uji silang (Suryo, 2010). P : BB (Hitam) >< bb (Putih) Testcross : Bb (Hitam) >< bb(putih) (G) : B b (G): B b b F 1 : Bb (Hitam) F 2 : Bb (Hitam) bb (putih)
BAB III METODE PERCOBAAN III.1 Alat III.2 Bahan Alat yang digunakan pada percobaan ini adalah alat tulis menulis, kantong dan kalkulator. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah biji genetik. III.3 Prosedur Kerja Langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan ini adalah: a. Mengambil 20 biji genetik yang terdiri dari 5 kuning hijau, 5 kuning hitam, 5 merah hijau dan 5 merah hitam dan memasukkan pada dua kantong, masing-masing kantong berisi 10 biji genetik secara acak. b. Mengambil satu biji genetik dari kantong kanan dan satu biji genetik dengan tangan kiri pada waktu yang bersamaan dan akan menghasilkan sebuah kombinasi genetik. Mencatat hasil yang diperoleh. c. Setelah mencatat hasilnya, mengembalikan kombinasi biji genetik itu ke kantong asalnya, dan mengocok kantong supaya tercampur kembali. d. Mengulangi pengambilan (biji genetik), sampai 16 kali pengambilan dan membuat tabel dari hasil percobaan yang anda lakukan. e. Setelah selesai dengan 16 kali percobaan, masing-masing kelompok melaporkan hasilnya pada asisten dan menulis hasil data kelas (data yang dipeoleh dari setiap kelompok) di papan tulis. f. Mencatat data tersebut dalam laporan praktikum. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil IV.1.1 Tabel Data Kelompok Ke K_B_ K_bb kkb_ kkbb 1. _ 2. _ 3. _
4. _ 5. _ 6. _ 7. _ 8. _ 9. _ 10. _ 11. _ 12. _ 13. _ 14. _ 15. _ I6. _ 9 4 2 1 IV.1.2 Tabel Data Kelas A Kelompok K_B_ K_bb kkb_ kkbb Keterangan: 1 9 4 2 1 2 10 0 4 2 3 9 7 0 0 4 10 2 4 0 5 4 6 3 3 6 9 4 3 0 7 8 2 3 3 59 25 19 9 K = Kuning Kuning B = Hijau Bernas k = Merah Putih b = Hitam Kisut
IV.1.3 Tabel X 2 (Chi-square test) K_B_ K_bb kkb_ Kkbb O 59 25 19 9 E 63 21 21 7 D -4 4-2 2 0,25 0,76 0,19 0,57 X 2 1,77 IV.2 Pembahasan X 2 = Berhubungan dengan adanya penyimpangan (deviasi) antara hasil yang didapat dengan hasil yang diharapkan secara teoritis harus dievalusi. Suatu cara untuk mengadakan evaluasi itu ialah melakukan tes X 2 (bahasa Inggrisnya: chi-square test). Sebenarnya itu bukan huruf X, melainkan huruf Yunani phi (χ). Untuk mudahnya, huruf Yunani itu lalu dianggap sebagai huruf X. Rumus yang digunakan ialah (Suryo, 2010): d = deviasi/penyimpangan (Inggrisnya: deviation) ialah selisih antara hasil yag diperoleh (Inggris: observed, disingkat o) dan hasil yang diramal. e = hasil yang diramal/diharapkan (Inggris: expected), jadi d = o e = sigma (jumlah) Dalam perhitungan nanti harus diperhatikan pula besarnya derajat kebebasan (Inggris: Degree of Freedom), yang nilainya sama dengan jumlah kelas fenotip dikurangi dengan satu. Jadi, dalam percobaan yang dilakukan yaitu persilangan dihibrid berarti ada 4 kelas fenotip, sehingga derajat kebebasannya adalah 4 1 = 3.
Menurut para statistik, apabila nilai X 2 yang didapat di bawah kolom nilai kemungkinan 0,05, itu berarti bahwa data yang diperoleh dari percobaan itu buruk. Ini disebabkan karena penyimpangan sangat berarti dan ada faktor lain di luar faktor kemungkinan berperan disitu. Kalau nilai X 2 yang didapat berada di dalam kolom nilai kemungkinan 0,01 berarti data yang diperoleh dari percobaan buruk sekali. Nilai X 2 ini disebut sangat berarti ( highly significant ). Ini disebabkan karena penyimpangan sangat berarti dan faktor diluar faktor kemungkinan besar peranannya. Jadi data hasil percobaan dapat dianggap baik apabila nilai X 2 yang didapat berada di dalam kolom nilai kemungkinan 0,05 atau di dalam kolom sebelah kirinya (Suryo, 2010). Dari perhitungan telah didapatkan X 2 = 1,77 dengan nilai derajat kebebasan yaitu 3. Nilai ini tidak tercantum pada tabel kemungkinan, adapun hanya terdapat di antara 0,80 dan 0,50. Karena nilai kemungkinan itu lebih besar dari 0,05(batas signifikan) maka dapat diambil kesimpulan bahwa hasil percobaan itu bagus artinya tidak menyimpang dan memenuhi perbandingan 9:3:3:1.
BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini adalah sesuai dengan Hukum Mendel I (segregasi) yaitu pemisahan alel secara bebas dan Hukum Mendel II (asortasi) yaitu pengelompokkan gen secara bebas. Hukum itu berlaku pada proses pembentukan gamet sehingga, gen-gen yang dibawa oleh gamet-gamet tertentu dapat bertemu dan berpasangan secara acak/random. V.2 Saran Saran saya sebaiknya percobaan dilakukan dengan teliti sehingga saat dievaluasi data yang diambil menjadi lebih mudah diolah. Selain itu, laboratorium perlu dilengkapai dengan fasilitas yang lebih baik untuk mendukung lancarrnya praktikum.
DAFTAR PUSTAKA Agus, Rosana dan Sjafaraenan, 2013, Penuntun Praktikum Genetika, Universitas Hasanuddin, Makassar. Campbell, Neil A. Reece, Jane B. dan Can Mitchell, 2010, Biologi Jilid I Edisi Kedelapan, Erlangga, Jakarta. Ma arif, Samsul, 2009, Imitasi Perbandingan Genetis 1,2,dan 3,http://imabio-unja.blogspot.com, diakses pada hari Rabu 06 Maret 2013 pukul 13:30 WITA. Mulyadi, Memet, 2012, Pewarisan Sifat,http://memetmulyadi.blogspot.com, diakses pada hari Rabu 06 Maret 2013 pukul 14:15 WITA. Nuraini, Tuti, 2008, Genetika Dasar (Mendelisme), http://shiroi-kiba.blogspot. com, diakses pada hari Rabu 06 Maret 2013 pukul 14:10 WITA. Suryo, 2010, Genetika Manusia, Gajah Mada University Press, Yogyakarta.