Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel

Mitosis adalah proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anakan yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.

Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner.

Karena sitokinesis umumnya terjadi setelah mitosis, istilah "mitosis" sering digunakan untuk menyatakan "fase mitosis". Perlu diketahui bahwa banyak sel yang melakukan mitosis dan sitokinesis secara terpisah, membentuk sel tunggal dengan beberapa inti. Hal ini dilakukan misalnya oleh fungi dan slime moulds. Pada hewan, sitokinesis dan mitosis juga dapat terjadi terpisah, misalnya pada tahap tertentu pada perkembangan embrio lalat buah.

[sunting] Garis besarHasil utama dari mitosis adalah pembagian genom sel awal kepada dua sel anakan. Genom terdiri dari sejumlah kromosom, yaitu kompleks DNA yang berpilin rapat yang mengandung informasi genetik vital untuk menjalankan fungsi sel secara benar. Karena tiap sel anakan harus identik secara genetik dengan sel awal, sel awal harus menggandakan tiap kromosom sebelum melakukan mitosis. Proses penggandaan terjadi pada pertengaha intefase, yaitu fase sebelum fase mitosis pada siklus sel.

Setelah penggandaan, tiap kromosom memiliki kopi identik yang disebut sister chromatid, yang berlekatan pada daerah kromosom yang disebut sentromer. Sister chromatid itu sendiri tidak dianggap sebagai kromosom.

1. Latar belakangTumbuhan pada masa awal perkembangan mengalami pertumbuhan yang sangat banyak. Pertumbuhan ini terjadi dengan cara pembelahan sek tumbuhan yang berkembang menjadi lebih banyak sehingga bagian dari sel tersebut berada menjadi lebih besar atau panjang. Proses perkembangan sel tumbuhan ini dikenal dengan istilah mitosis.Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.Mitosis juga dikenal dengan proses pembagian genom yang telah digandakan oleh sel ke dua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel. Mitosis umumnya diikuti sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran sel. Proses ini menghasilkan dua sel anakan yang identik, yang memiliki distribusi organel dan komponen sel yang nyaris sama. Mitosis dan sitokenesis merupakan fase mitosis (fase M) pada siklus sel, di mana sel awal terbagi menjadi dua sel anakan yang memiliki genetik yang sama dengan sel awal.Mitosis terjadi hanya pada sel eukariot. Pada organisme multisel, sel somatik mengalami mitosis, sedangkan sel kelamin (yang akan menjadi sperma pada jantan atau sel telur pada betina) membelah diri melalui proses yang berbeda yang disebut meiosis. Sel prokariot yang tidak memiliki nukleus menjalani pembelahan yang disebut pembelahan biner. Karena sitokinesis umumnya terjadi setelah mitosis, istilah "mitosis" sering digunakan untuk menyatakan "fase mitosis". Perlu diketahui bahwa banyak sel yang melakukan mitosis dan sitokinesis secara terpisah, membentuk sel tunggal dengan beberapa inti. Hal ini dilakukan misalnya oleh fungi dan sebagian besar mould.Tumbuhan mengalami perkembangan dan pertumbuhan setiap waktu. Proses pertumbuhan itu meliputi pembelahan sel somatik (mitosis) dan sel fase reproduksi (meiosis). Setiap tipe pembelahan tersebut mempunyai karakteristik serta jenis sel yang berbeda dalam perkembangannya (Arizona, 2004).Mitosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10% dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase. Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selain terjadi pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi, sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom, dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru (G1) (Thomas, 2007).Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah. Profase. Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya (Campbell et al. 1999).Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer. Metafase. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate). Anafaseadalah masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing.kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing. Telofase. Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase. Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi. Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti. Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin (Campbell et al. 1999).

HASIL dan PEMBAHASAN

4.1. Data hasil percobaanTabel 1. Hasil pengamatan mitosis akar bawang.Tahap Gambar Keterangan

ProfaseNukleus melebur dan terbentuk benang-benang spindel yang mulai menebal.

MetafaseTerjadi proses sitokinesis dan terbentuk gelombang pembelahan.

AnafaseKromosom sudah menuju masing-masing sel yang siap membelah menjadi 2 buah sel.

TelofaseSekat pemisah 2 buah sel sudah terlihat jelas dan siap untuk berpisah.Percobaan ini menggunkan tanaman bawang merah karena bawang merupakan salah satu tanaman yang sangat mudah diamati tahapan mitosisnya karena bisa langsung diamati dengan bantuan mikroskop dan tahapan pembelahan sel nya bisa terlihat jelas. Bagian yang digunakan adalah akar karena pada akar merupakan meristem yang masih berkembang dengan baik sehingga masih mudah untuk diamati.Sebelumnya, bawang disemaukan akarnya selama kurang lebih 2-3 hari untuk mendapatkan bagian yang paling baru dalam pertumbuhannya dengan asumsi bahwa itu merupakan bagian yang paling banyak pembelahannya. Pemotongan akar dilakukan sebelum percobaan dilakukan agar sel yang masih berkembang masih teramati sesuai dengan keadaan sebenarnya sehingga kemungkinan besar proses pembelahan sel nya bisa teramati.Alat yang digunakan adalah pisau cutter (silet) karena pada proses pemotongan, akar bawang sangat lunak sehingga memerlukan alat pemotong yang tajam sehinnga tidak merusak komponen sel. Pinset digunakan untuk mengambil bagian akar yang sudah dipotong pada botol flacon agar tidak tergencet. Botol flacon digunakan untuk tempat larutan yang digunakan untuk melunakkan jaringan akar yang sudah dipotong.Bahan yang dipakai adalah larutan alkohol 70% untuk melunakkan bagian akar yang sudah dipotong dan juga memudahkan ketika di squash (di pencet). Kemudian diberi perlakuan dengan perendaman dengan HCl, hal ini bertujuan untuk memudahkan dalam memotong tudung akar bawang merah (Allium cepa), karena dengan pemberian HCl dapat memperjelas batas tudung akar dengan sel-sel diatasnya, tudung akar akan terlihat lebih putih dibandingkan bagian lain dari akar bawang merah(Allium cepa), pemberian HCl ini juga dapat melunakkan dinding sel sehingga memudahkan dalam memotong.

Perlakuan berikutnya lagi adalah pemberian acetocarmin. Acetocarmin adalah pewarna, sehingga jelas fungsinya adalah untuk memberi pigmen kepada sel-sel akar bawang sehingga mudah untuk diamati dan terlihat pada saat diamati dibawah mikroskop. Perlakuan yang terakhir adalah meletakkan bagian akar pada gelas objek dan kemudian ditutup dengan cover slip dan ditekan menggunakan ujung pencil agar tidak merusak sel yang akan diamati.

4.3. Analisa hasil.Dari hasil perobaan didapatkan tahapan mitosisl bawang yang dapat teramati, antara lain:1. ProfasePada tahap ini benang - benang kromatin berubah menjadi kromosom. Kemudian setiap kromosom membelah menjadi kromatid dengan satu sentromer.Dinding inti (nucleus) dan anak inti (nucleolus) menghilang dan pasangan sentriol yang terdapat dalam sentrosom berpisah dan bergerak menuju kutub yang berlawanan dan juga serat-serat gelendong atau benang-benang spindle terbentuk diantara kedua kutub pembelahan.Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisii berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer

Gambar 1. Leteratur Hasil Pengamatan

2. MetafaseTahapan ini setiap kromosom yang terdiri dari sepasang kromatida menuju ketengah sel dan berkumpul pada bidang pembelahan (bidang ekuator), dan menggantung pada serat gelendong melalui sentromer atau kinetokor. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate)

Gambar 2. Literatur hasil pengamatan

3. AnafasePada fase ini pembelahan sudah nampak dengan adanya kromosom-kromosom homolog saling berjauhan (berkumpul menuju kutub yang berlawanan). Kromosom nampak jelas mengalami penebalan sehingga dapat dilihat jelas dengan mikroskop cahaya sekalipun. Kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya yang berlainan satu sama lain.

Gambar 3. Literatur Pengamatan

4. Telofase.Telofase adalah fase finisiong, dalam telofase ada dua tahap yaitu telofase awal dan telofase akhir. Pada telofase awal terlihat mulai ada sekat yang memisahkan antara sel-sel anak. Sedang pada telofase akhir terlihat sel-sel anak sudah benar-benar terpisah. Pada fase ini terjadi beberapa peristiwa antara lain:? Kromatida yang berada jpada kutub berubah menjasadi benang - benangkromatin kembali.? Terbentuk kembali dinding inti dan nucleolus membentuk dua inti baru.? Serat - serat gelendong menghilang.? Terjadi pembelahan sitoplasma (sitokenesis) menjadi dua bagian, dan terbentuk membrane sel pemisah ditengah bidang pembelahan. Akhirnya , terbentuk dua sel anak yang mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan kromosom induknya.

Gambar 4. Literatur hasil pengamatanBAB VPENUTUP

5.1. KesimpulanPada percobaan tentang mitosis bawang, didapatkan beberapa tahapan yang teramati yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Tiap-tiap proses pembelahan mempunyai ciri yang spesifik. Pada profase terlihat benang-benang spindel yang sudah terbentuk. Metafase benang spindel sudah mempunyai kromosom yang bertaut dan terdaat pada tengah sel. Anafase merupakan tahapan dimana kromosom mulai tertarik ke kutub masing-masing dan telofase terjadi sitokinesis dan mulai berpisah menjadi 2 buah sel.

5.2. SaranPercobaan ini membutuhkan tingkat pengamatan yang sangat tinggi sehingga dibutuhkan mikroskop yang benar-benar mempunyai tingkat pengamatan yang tinggi sehingga tiap-tiap proses pembelahan dapat teramati dengan baik. Juga dalam memilih bahan yang akan digunakan, sebaiknya menggunakan yang masih segar sehingga proses nya dapay terlihat.

DAFTAR PUSTAKA

Arizona. 2004. The Cell Cycle & Mitosis Tutorial. http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/tutorials/cell_cycle/cells3.htm Holding back TOR advances mitosis.html.Campbell et al. 1999. Biology 6 th . United States.New York.Raven, Peter H., and George B. Johnson. 2006. Biology, 5th ed. New York: McGraw-Hill,1999.

Torrellas. J, 2002. Eliminating Squashes through Learning Cross-thread Violations in Speculative Parallelization for Multiprocessors. Symp. on High Performance Computer Architecture, London.

Thomas W. Sturgill et all, 2007. Mitosis Analysis. Department of Pharmacology, University of Virginia, Charlottesville, VA 22908, USA.

PENUNTUN PRAKTIKUM

GENETIKA DASAR (BIO 203)

Disusun oleh:

Ir. Ardian, M.Agr. dkk.

Jurusan Budidaya Pertanian

Fakultas Pertanian

Universitas Lampung

2008

PENGAMATAN KROMOSOM PERIODE MITOSIS

(PERCOBAAN I)

Landasan Teori

Kromosom eukariot disusun oleh dua unsur utama, yaitu DNA dan protein histon. Pada sel yang aktif kromosom berada dalam bentuk serat atau benang DNA yang berasosiasi dengan protein histon yang tidak dapat diamati dibawah mikroskop cahaya. Pada periode pembelahan sel (Mitosis) kromosom akan menebal dan memendek. Proses penebalan ini dilakukan melalui penggulungan serat DNA dalam beberapa tahap penggulungan maksimum akan terjadi pada metafase yang menghasilkan gulungan dengan garis tengah 6000 A.

Tahapan Mitosis

Mitosis terbagi atas empat tahapan yaitu: Profase, Metafase, Anafase dan Telofase. Tahap sel diluar periode pembelahan disebut Interfase yang meliputi periode G1 (pertumbuhan sel 1), S (sintesis DNA) dan G2 (pertumbuhan sel 2) pada daur sel. Dalam pengamatan mikroskopis tahapan-tahapan tersebut mempunyai cirri-ciri khusus.

Interfase

Pada tahapan ini kromosom berupa benang-benang halus dan secara visual agak sulit dilihat/tidak tampak, sel terlihat hanya terbagi atas inti dan sitoplasma.

Profase

Proses pembelahan sel yang terjadi pada tahap ini terbagi atas tiga bagian yang lebih kecil, yaitu:

Profase awal : proses penebalan kromosom mulai berlangsung menghasilkan inti sel menjadi berwarna.

Profase tengah: benang kromosom mulai terlihat nyata dengan ukuran yang masih panjang.

Profase akhir: kromosom terlihat jelas dalam bentuk sister kromatid dengan ukuran yang masih panjang.

Metafase

Pada tahapan ini kromosom sudah memilin maksimum dan kromosom terlihat menebal dan berada pada bidang ekuator inti sel. Pada tahapan ini jumlah kromosom biasanya mudah dihitung.

Anafase

Kromosom kembar (sister chromatid) dalam masing-masing kromatid berpisah dan bermigrasi kearah dua kutub yang berlawanan.

Telofase

Kromosom yang telah terpisah berkumpul pada dua kutub yang berbeda, dan disusul oleh terbentuknya dinding sel yang membentuk dua sel.

Tempat dan waktu pembelahan sel

Untuk memperoleh sel-sel dalam keadaan yang membelah, perlu diketahui tempat dan waktu sel melakukan pembelahan, serta bagaimana cara pengambilan contohnya.

Pembelahan sel berlangsung pada jaringan yang merupakan titik tumbuh atau jaringan merismatik, atau sel-sel induk gamet. Pada titik tumbuh, misal pada ujung akar atau pucuk tanaman, terjadi pembelahan secara mitosis: yaitu satu sel akan membelah menjadi dua sel yang mempunyai kromosom yang identik dengan kromosom sel sebelumnya. Pembelahan secara meiosis terjadi pada saat pembentukan gamet yang terdapat pada bunga (Pollen mother cell`s atau Megaspore mother cell`s). Diluar jaringan/ sel merismatik tersebut pembelahan tidak akan terjadi dan sel akan berada pada keadaan yang tidak aktif membelah dan kromosom terurai dalam bentuk benang DNA yang tidak tampak dibawah mikroskop cahaya.

Dalam mempelajari morfologi kromosom dengan menggunakan mikroskop, perlu dilakukan pengamatan pada saat kromosom mempunyai ukuran diameter maksimum. Untuk tujuan tersebut perlu dilakukan pengambilan contoh yang tepat, yaitu selain harus diambil dari bagian jaringan yang sedang membelah juga harus dilakukan pada waktu yang tepat sehingga bisa didapatkan fase-fase mitosis.

Pengambilan contoh dan pewarnaan.

Untuk memperoleh sel-sel yang berada pada tahap-tahap pembelahan (mitosis atau meiosis), pengambilan contoh jaringan atau sel yang sedang membelah harus diberhentikan prosesnya. Penghentian dilakukan dengan memotong ujung akar atau pucuk tanaman (untuk mitosis) dan merendamnya dalam larutan fiksatif, kemudian dapat dilakukan pra perlakuan untuk lebih memendekkan kromosom, sehingga diharapkan dapat lebih tebal dan mudah terlihat.

Dalam pengamatan mikroskopis, agar kromosom tampak jelas harus dilakukan pewarnaan yang dapat membedakan dari bagian lainnya (pewarnaan selektif). Pewarnaan selektif ini dapat dilakukan dengan cara hanya mewarnai bahan yang terdapat dalam kromosom, yaitu DNA. Pada sel eukariot bagian terbesar DNA terdapat pada inti sel, lebih tepatnya pada kromosom. Meskipun DNA terdapat juga pada sitoplasma, yaitu pada mityokondria dan kloroplas, tetapijumlahnya hanya sedikit sehingga tidak menghasilkan warna oleh pewarna seperti asam fuchsin, aceto carmin atau aceto orcein.

Tujuan

1. Memahami dan mengamati tahapan mitosis dibawah mikroskop.2. Mengamati bentuk dan menghitung kromosom.

Percobaan

Alat dan Bahan

Alat yang digunakan diantaranya: pinset, gelas objek, gelas penutup (cover glass), jarum bertangkai, alat pengetuk (pensil kayu), gelas alroji, cawan petri, kertas penghisap,lampu spritus, water bath dan mikroskop.

Bahan tanaman yang digunakan untuk dipelajari adalah ujung akar bawang (Allium sp.). Persiapan untuk mendapatkan akar bawang dapat dilakukan dengan cara mengecambahkan bawang dalam tempat (cawan) yang diberi kertas merang dan dibasahi dengan air.

Cara Kerja

Metode Aceto orcein 2%

1. Pemilihan akar (akar panjangnya antara 1.5 2 cm)

2. Siapkan gelas alroji berisi HCl 1 N

3. Pemotongan akar (akar dipotong sekitar 0.5 1.0 cm, ambil bagian ujungnya)

4. Fiksasi dan pelunakan (masukkan/rendam selama 15 menit dalam gelas alroji berisi HCl 1 N agar spesimen terfiksasi dan menjadi lunak)

5. Pewarnaan (pindahkan spesimen pada gelas objek bersih yang sudah ditetesi aceto-orcein 2%)

6. Pencacahan (potong spesimen sekitar 1 mm dari ujung dan sisanya dibuang, kemudian dicacah menggunakan ujung jarum)

7. Tutup dengan gelas penutup dan dipanaskan diatas lampu spiritus (harus dijaga jangan sampai mendidih)

8. Letakkan gelas objek diatas kertas penghisap, lakukan sedikit poenekanan pada tutup gelas. Selanjutnya tekan pada salah satu bagian sudut gelas penutup dan diketuk-ketuk dengan bagian ujung kayu kecil (pensil kayu) dengan arah dari tengah ke pinggir.

9. Amati dibawah mikroskop dari pembesaran lensa objektif 10 x s/d 100 x. Buat gambar hasil pengamatan.

Metode Feulgen

1. Perlakuan awal. Potong ujung akar sekitar 1.5 2 cm, kemudian masukkan kedalam botol kecil yang berisi 8-oxynolin dan diletakkan dalam thermos dengan suhu 17oC selama 5 jam.

2. Fiksasi. Potongan akar setelah perlakuan awal dibilas dengan akuades dan segera direndam dalam larutan Carnoy selama 2 jam atau lebih dan disimpan didalam lemari es (5oC)

3. Maserasi. Potongan akar setelah fiksasi dibilas dengan akuades, akar tersebut dimasukkan kedalam botol kecil yang berisi larutan HCl 1 N dan dimaserasi dengan meletakkannya didalam water bath pada suhu 60oC selama 15 menit.

4. Pewarnaan. Ambil potongan akar yang telah dilunakan dan masukkan kedalam botol kecil yang telah berisi larutan feulgen tutup rapat dan simpan dilemari es selama 1 jam atau lebih. Setelah terwarnai akan tampak hanya ujung akarnya saja yang berwarna merah (daerah meristematik).

5. Pencacahan. Ambil satu buah akar dari botol yang berisi larutan feulgen letakkan ditengah gelas objek bersih, jika masih ada akar yang masih akan digunakan sebaiknya tutup kembali botol dengan rapat. Akar dipotong sekitar 1 2 mm dari ujung dan ambil bagian ujungnya yang berwarna merah dan sisanya dibuang, kemudian dicacah menggunakan ujung jarum, lalu tetesi dengan asam asetat 45%. Tutup dengan gelas penutup.

6. Letakkan gelas objek diatas kertas penghisap, Selanjutnya tekan pada salah satu bagian sudut gelas penutup dan diketuk-ketuk dengan bagian ujung kayu kecil (pensil kayu) dengan arah dari tengah ke pinggir sampai terlihat sel-selnya menyebar diseluruh permukaan tutup gelas (cover glass) lakukan sedikit penekanan pada tutup gelas yang telah dilapisi kertas penghisap untuk mengurangi kelebihan asam asetat pada tutup gelas.

7. Amati dibawah mikroskop dari pembesaran lensa objektif 10 x s/d 100 x. Buat gambar hasil pengamatan.

Pertanyaan dan Tugas

1. Dapatkah anda menemukan semua fase mitosis pada preparat anda?

2. Tahapan mitosis mana pada preparat anda yang paling banyak dijumpai? Bagaimana menurut anda?

3. Pada fase mana yang paling mudah untuk menentukan macam dan jumlah kromosom?

4. Dapatkah anda menghitung jumlah kromosom akar bawang dan berapa jumlahnya?

IMITASI PERBANDINGAN GENETIS(PERCOBAAN II-V)

Landasan Teori

1. Hukum Mendel

Perbedaan fenotip dari keturunan yang diperoleh atau diperkirakan akan diperoleh pada percobaan persilangan adalah hasil dari persatuan gamet tetua jantan dan betina yang berlangsung secara acak pada waktu terjadi pembuahan o0leh sperma pada sel telur. Menurut Mendel, persilangan atau pembentukan hibrid, mengikuti kaidah (3+!)n untuk sifat kedominanan penuh, dan {(1+2)+1}n untuk sifat kedominanan tak penuh. Pada rumus untuk sifat kedominanan penuh, angka 3 menunjukkan angka nisbah fenotipeyang sama pada homozigot dominan dan heterozigot (=hibrid) sedangkan angka 1 menunjukkan angka nisbah fenotipe homozigot resesif. Pada rumus untuk sifat kedominanan sebagian, angka nisbah 3 tersebut memecah (=bersegregasi) menjadi (1+2) yaitu 1 menunjukkan angka nisbah fenotipe homozigot dominan dan 2 menunjukkan angka nisbah fenotipe heterozigot. Untuk kedua rumus tersebut bilangan eksponensial n menunjukkan banyaknya sifat beda yang dikendalikan secara genetik.

Contoh 1: Kacang kapri (Pisum sativum) berbeda genetik untuk warna biji. Kuning merupakan warna biji dominan sedangkan hijau warna biji resesif. Berdasarkan warna resesif gen tersebut diberi nama g (dari kata green) sehingga fenotipe biji hijau mempunyai genotipe gg, sedangkan fenotipe biji kuning GG dan Gg. Nisbah fenotipe biji kuning : biji hijau dengan demikian adalah (3+1)n yaitu 3 : 1 (n=1, persilangan monohibrid untuk warna biji). Tetapi untuk bunga `pukul 4 sore` (Mirabilis jalapa) warna merah diatur oleh gen berkedominanan tidak penuh. Bila fenotip resesif adalah bunga berwarna putih (genotipe ww, dari kata white), maka segregasi menghasilkan {(1+2)+ 1}n yaitu 1 bunga warna merah : 2 bunag merah muda : 1 bunag putih. Warna merah muda merupakan fenotipe heterozigot. Jelaslah terjadi perbedaan nisbah fenotipe pada kedua sifat kedominanan tersebut, karena munculnya sifat heterozigot (=hibrid) pada kedominanan sebagian. Pada kedominanan penuh sukar menduga genotipe heterozigot dari fenotipenya. Pada contoh warna biji kacang kapri, fenotipe biji warna kuning akan selalu menimbulkan pertanyaan apakah biji tersebut dari genotipe homozigot dominan GG ataukah dari genotipe heterozigot Gg. Sebaliknya pada kedominanan sebagian, seperti pada contoh warna bunga `pukul 4 sore`, selalu dapat ditetapkan bahwa fenotipe bunag merah adalah dari genotipe WW, bunga merah muda dari genotipe Ww, dan bunga putih dari genotipe ww.

Contoh 2: Bagaimana bila kita memasukkan sifat kedua kacang kapri, yaitu bentuk biji bulat (dominan, genotipe WW) dan keriput (resesif, genotipe ww dari wrinkle). Karena pada kapri kedua sifat tersebut diatur oleh gen berkedominanan penuh, maka berlaku rumus dihibrid (n=2, untuk sifat warna biji dan bentuk biji) yaitu (3+1)2 = 32 + 2 (3) + 1 yang terkenal dengan nisbah fenotipe 9:3:3:1. Nisbah ini diuraikan sebagai 9 (sifat I dominan, sifat II dominan) : 3 (I dominan, II resesif) : 3 (I resesif, II dominan) : 1 (I resesif, II resesif). Pada kedua sifat biji kapri tersebut, nisbah tersebut menjadi 9 kuning, bulat : 3 kuning, keriput : 3 hijau, bulat : 1 hijau, keriput. Dengan tiga sifat berbeda dominan penuh, untuk tipe batang menjalar (dominan, genotipe DD) dan tipe semak (resesif, genotipe dd dari dwarf) yaitu (3+1)n nisbah tersebut menjadi 33 + 3(3)2 + 3(3) + 1 jadi nisbah fenotipenya 27:9:9:9:3:3:3:1 yaitu, 27 (sifat I,II,II dominan) : 9 (I dan II dominan, III resesif) : 9 (I dan III dominan, II resesif) : 9 (II dan III dominan, I resesif) : 3 (I dominan, II dan III resesif) : 3 (II dominan, I dan III resesif) : 3 (III dominan, I dan II resesif) : 1 (I, II dan III resesif).

Seandainya kedua sifat beda tersebut dikendalikan oleh gen berkedominanan sebagian, nisbah fenotipe akan mengikuti rumus {(1+2)+1}n = 1:2:1:2:4:2:1:2:1 yaitu 1 (I dan II dominan) : 2 (I dominan, II heterozigot) : 1 (I dominan, II resesif) : 2 (II dominan, I heterozigot) : 4 (I heterozigot, II heterozigot) : 2 (I heterozigot, II resesif) : 1 (I resesif, II dominan) : 2 (I resesif, II heterozigot) : 1 (I dan II resesif). Kembali terlihat bahwa terjadi perbedaan nisbah fenotipe antara pengendalian gen berkedominanan penuh dan berkedominanan sebagian, karena terekspresinya fenotipe heterozigot pada kedominanan sebagian. Ekspresi fenotipe heterozigot tersebut menghilangkan keragu-raguan dalam menentukan kombinasi gen (=genotipe) yang terdapat pada suatu individu. Ekspresi dominan menunjukkan individu genotipe homozigot dominan, ekspresi heterozigot menunjukkan individu genotipe heterozigot, dan ekspresi resesif menunjukkan individu genotipe homozigot resesif. Dikatakan bahwa pada gen berkedominanan tidak penuh, nisbah fenotipe = nisbah genotipe.

2. Analisis 2

Uji 2 (chi-square) merupakan alat bantu untuk menentukan seberapa baik kesesuaian suatu percobaan (goodness of fit). Pada uji ini penyimpangan nisbah amatan (observed) dari nisbah harapan (expected) dengan rumus

2 = (O E)2 E 2 = (O1 E1) E1 + (O2 E2) E2 + .......... + (On En) EnNilai 2 diinterpretasikan sebagai peluang dengan mencocokkannya ke tabel 2 berdasarkan derajat bebasnya. Derajat bebas (db) adalah banyaknya fenotip yang dapat diekspresikan (n) dikurangi satu. Pada satu sifat beda berkedominanan penuh terdapat dua fenotip dan db = n-1 = 2-1 = 1. Pada dua sifat beda berkedominanan sebagian, db = 9-1 = 8.

Contoh: Berdasarkan persilangan dihibrid kapri berbiji bulat, kuning x kapri berbiji keriput hijau. Mendel mengamati 315 biji bulat, kuning : 108 biji bulat, hijau : 101 biji keriput, kuning : 32 biji keriput, hijau dari total 556 biji. Berdasarkan nisbah fenotip 9:3:3:1 yang dapat diharapkan oleh Mendel sebenarnya adalah 9/16 x 556 = 312,75 biji bulat, kuning : 3/16 x 556 = 104,25 biji bulat, hijau : 3/16 x 556 = 104,25 biji keriput, kuning : 1/16 x 556 = 34,75 biji keriput, hijau. Seberapa baik percobaan Mendel tersebut dibandingkan harapan dapat dihitung dengan

2 = (O-E)2 / E = (315 312,75)2 / (312,75) + (108-104,25)2 / (104,25) + (101-104,25)2 / (104,25) + (32-34,75)2 / 34,75

2 = 0,016 + 0,135 + 0,101 + 0,218 = 0,470 dengan db = 4 fenotipe 1 = 3 dicocokkan pada Tabel 2 (Fisher dan Yates, 1943):

Derajat bebasP = 0,990,950,800,500,200,050,01

10,0001570,003030,06420,4551,6423,8416,635

20,0200,1030,4461,3863,2195,9919,210

30,1150,3521,0052,3664,6427,81511,345

40,2970,7111,6493,3575,9899,44813,277

50,5541,1452,3434,3517,28911,07015,086

60,8721,6353,0705,3488,55812,59216,812

71,2392,1673,8226,3469,80314,06718,475

81,6462,7334,5497,34411,03015,50720,090

92,0883,3255,3808,34312,24216,91921,666

102,5583,9406,1799,34213,44218,30723,209

Dari tabel tersebut 2 = 0,407 (db=3) terletak pada P=0,80 0,95, sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan Mendel tersebut sesuai dengan harapan nisbah fenotipe 9:3:3:1 sebesar 80-90%.

Alat dan Bahan

1. Kancing baju yang berukuran sama, dengan warna-warna kontras.

2. Polibag hitam.Cara Kerja

1. Imitasi Persilangan MonohibridKedominanan Penuh

1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari dua warna kontras, misalnya 10 buah kancing merah dan 10 buah kancing putih yang dimasukkan ke dalam polibag.

2. Buatlah sebanyak dua polibag yang masing-masing menggambarkan jenis kelamin tetua jantan dan betina, sedangkan kancing sebagai gamet.

3. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukan gamet.

4. Ambillah satu kancing dari setiap polibag, paduan warna kedua kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.

5. Catat hasil ambilan tersebut, masing-masing dengan peluang Merah-merah, Merah-Putih, atau Putih-Putih. Kombinasi kancing Merah-Merah menggambarkan genotipe homozigot dominan MM dengan ekspresi fenotip warna merah; Merah-Putih menggambarkan genotipe heterozigot MP dengan ekspresi fenotipe warna merah; Putih-Putih menggambarkan genotipe homozigot resesif PP dengan ekspresi fenotipe warna putih.

6. Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.

7. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 16 kali.

8. Data ambilan ditulis dalam bentuk tabel sebagai berikut:

AmbilanGenotipeFenotipeNisbah FenotipeFrekuensi Ambilan

Merah-MerahMMWarna Merah}7

Merah-PutihMPWarna Merah} 35

Putih-PutihPPWarna Putih 14

Total16

1.2.Kedominanan Sebagian

1. Catatan data pengambilan Merah-Merah, Merah-Putih, atau Putih-Putih diinterpretasikan ulang dengan memisahkan segregasi fenotipe warna merah muda untuk ekspresi genotipe heterozigot MP.

AmbilanGenotipeFenotipeNisbah FenotipeFrekuensi Ambilan

Merah-MerahMMWarna Merah17

Merah-PutihMPWarna Merah25

Putih-PutihPPWarna Putih14

Total16

2. Imitasi Persilangan Dihibrid

Kedominanan Penuh

1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari empat warna kontras, misalnya 10 buah kancing merah dan 10 buah kancing putih untuk sifat warna; 10 buah kancing biru dan 10 buah kancing hijau untuk sifat ukuran, yang dimasukkan ke dalam polibag.

2. Polibag pertama untuk sifat warna, diisi kancing merah dan putih, sedangkan polibag kedua untuk sifat ukuran, diisi kancing biru dan hijau. (Perhatikan bahwa dalam percobaan ini polibag diumpamakan sebagi lokus, dengan demikian harus memakai empat buah polibag, masing-masing dua lokus untuk tetua jantan dan betina.

3. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukkan gamet.

4. Ambillah satu kancing dari setiap polibag, paduan warna kedua kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.

5. Catat hasil ambilan tersebut, dengan kemungkinan Merah-Merah Biru-Biru, Merah-Merah Biru-Hijau, Merah-Merah Hijau-Hijau, Merah-Putih Biru-Biru, Merah-Putih Biru-Hijau, Merah-Putih Hijau-Hijau, Putih-Putih Biru-Biru, Putih-Putih Biru-Hijau, atau Putih-Putih Hijau-Hijau. Kombinasi kancing Merah-Merah menggambarkan genotipe homozigot dominan MM dengan ekspresi fenotipe warna merah; Merah-Putih menggambarkan fenotipe heterozigot MP dengan ekspresi fenotipe warna merah; Putrih-Putih menggambarkan fenotipe homozigot resesif PP dengan ekspresi fenotipe warna putih. Kombinasi kancing Biru-Biru menggambarkan genotipe homozigot dominan BB dengan ekspresi fenotipe ukuran besar; Biru-Hijau menggambarkan genotipe heterozigot BH dengan ekspresi fenotipe ukuran besar; Hijau-Hijau menggambarkan genotipe homozigot resesif HH dengan ekspresi fenotipe ukuran kecil.

6. Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.

7. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 32 kali.

8. Data ambilan dituliskan dalam bentu tabel:

AmbilanGenotipeNisbah Genotipe Fenotipe

(warna, ukuran)Nisbah FenotipeFrekuensi Ambilan

Merah-Merah Biru-BiruMM BB1Merah BesarMerah Besar = 9

Merah-Merah Biru-HijauMM BH2Merah Besar Merah Kecil = 3

Merah-Merah Hijau-HijauMM HH1Merah KecilPutih Besar = 3

Merah-Putih Biru-BiruMP BB2Merah BesarPutih Kecil = 1

Merah-Putih Biru-HijauMP BH4Merah Besar

Merah-Putih Hijau-HijauMP HH2Merah Kecil

Putih-Putih Biru-BiruPP BB1Putih Besar

Putih-Putih Biru-HijauPP BH2Putih Besar

Putih-Putih Hijau-HijauPP HH1Putih Kecil

Total32

Kedominanan Sebagian

1. Catat data pengambilan Merah-Merah Biru-Biru, ....... dst sampai dengan Putih-Putih Hijau-Hijau diinterpretasikan ulang dengan memisahkan segregasi fenotipe warna merah muda untuk ekspresi genotipe heterozigot MP dan ukuran sedang untuk ekspresi genotipe heterozigot BH.AmbilanGenotipeNisbah GenotipeFenotipe

(warna, ukuran)Nisbah FenotipeFrekuensi Ambilan

Merah-Merah Biru-BiruMM BB1Merah Besar1

Merah-Merah Biru-HijauMM BH2Merah Sedang 2

Merah-Merah Hijau-HijauMM HH1Merah Kecil1

Merah-Putih Biru-BiruMP BB2Merah muda Besar2

Merah-Putih Biru-HijauMP BH4Merah muda Sedang4

Merah-Putih Hijau-HijauMP HH2Merah muda Kecil2

Putih-Putih Biru-BiruPP BB1Putih Besar1

Putih-Putih Biru-HijauPP BH2Putih Sedang2

Putih-Putih Hijau-HijauPP HH1Putih Kecil1

Total32

Tugas

1. Lakukan prosedur 1.1; 1.2; 2.1; dan 2.2, sehingga terbuat 4 tabel seperti contoh

2. Hitung nilai 2 dan db untuk setiap tabel

3. Jelaskan kesimpulan masing-masing percobaan.3. Modifikasi Hukum Mendel

3.1. Golongan Darah

1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari tiga warna kontras, misalnya 5 buah kancing merah untuk genotipe IA, 5 buah kancing biru untuk genotipe IB dan 5 buah kancing putih untuk genotipe IO, yang dimasukkan ke dalam dua polibag masing-masing berisi kancing seperti yang telah diuraikan..

2. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukkan gamet.

3. Ambillah dua kancing dari setiap polibag, paduan warna keempat kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.

4. Catat hasil ambilan tersebut, dengan kemungkinan (lihat juga buku ajar halaman 46-47 tentang golongan darah)

5. Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.

6. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 40 kali.

7. Data ambilan dituliskan dalam bentu tabel di bawah ini

AmbilanGenotipeFenotipe Generasi F1

ABABO

MerahPutih-MerahPutihIAIO x IAIO--

dstdst

3.2. Epistasis1. Untuk percobaan ini digunakan kancing dari empat warna kontras, misalnya 10 buah kancing merah untuk alel A dan 10 buah kancing putih alel a; 10 buah kancing biru alel B dan 10 buah kancing hijau alel b, yang dimasukkan ke dalam polibag.

2. Polibag pertama untuk gamet jantan, sedangkan polibag kedua untuk gamet betina. Polibag diguncang merata untuk meniru segregasi bebas meiosis pada pembentukkan gamet.

3. Ambillah dua kancing dari setiap polibag, paduan warna kedua kancing menggambarkan genotipe zigot hasil persilangan gamet jantan dan betina.

4. Catat hasil ambilan tersebut, dengan kemungkinan seperti pada (fenotipe epistasis dan nisbah epistasis disesuaikan dengan tabel di bawah ini). Masukkan kembali kancing tersebut ke dalam polibag asalnya.

Ka sus

JenisKarakter

Genotipe F2 dan proporsi dari 16

AABBAABbAaBBAaBbAAbbAabbaaBBaaBbaabbratio

122412121

KapriDua sifat93319:3:3:1

1Tikuswarna

buluAgoutiHitamAlbino9:3:4

2LabuwarnaPutihKuningHijau12:3:1

3KapriWarna

bungaUnguPutih9:7

4LabuBen tuk

BuahBulatLonjongPan-

jang9:6:1

5AyamwarnaPutihberwarnaputih13:3

6TikuswarnaBercak putih (BP)PutihberwarnaBP10:3:3

15:1valtigaproporsi dari 16a F1 dan F1awah:

Arti epistasis adalag sesuatu yang menutupiehingga ratio fenotipe tidak lagi

8Kum-

bang

Te-pung

warnamerahjelagamerahjelagaHitamHitam pekatHi-

tam6:3:3:4

5. Ulangi prosedur 3-6 tersebut sebanyak 32 kali untuk setiap kasus epistasis.

6. Data ambilan dituliskan dalam bentuk tabel (untuk setiap kasus 1 tabel)

AmbilanGenotipeNisbah GenotipeFenotipe

epistasisNisbah Fenotipe epistasisFrekuensi Ambilan

Merah-Merah Biru-BiruAA BB1

Merah-Merah Biru-HijauAA Bb2

Merah-Merah Hijau-HijauAA bb1

Merah-Putih Biru-BiruAa BB2

Merah-Putih Biru-HijauAa Bb4

Merah-Putih Hijau-HijauAa bb2

Putih-Putih Biru-Biruaa BB1

Putih-Putih Biru-Hijauaa Bb2

Putih-Putih Hijau-Hijauaa bb1

Total32

Tugas

1. Lakukan prosedur 3.1; dan 3.2, sehingga terbuat 1 tabel dan 8 tabel seperti contoh

2. Jelaskan kesimpulan masing-masing percobaan.ANALISIS PEDIGRI (PERCOBAAN VI)Landasan Teori

Pengunaan praktis kaidah Mendel dan hukum peluang pada manusia dan hewan terkendala secara biologi oleh kenyataan tidak adanya sifat hemafrodit dan kecilnya peluang ekspresi sifat genetik dan terutama pada manusia oleh norma dan hukum perkawinan. Pakar genetik manusia dan pemulia ternak menelusuri pola pewarisan sifat melalui sejarah munculnya ekspresi sifat tersebut dalam keluarga, dikenal sebagai analisis pedigri.

Langkah pertama dalam analisis pedigri adalah menentukan apakah sifat tersebut dominan atau resesif. Analisis pedigri dapat membingungkan karena pada beberapa fenotipe, misalnya ketulian, dapat bersifat dominan pada beberapa keluarga tetapi resesif pada keluarga lainnya. Jelaslah bahwa beberapa substitusi gen yang berbeda dapat menyebabkan ketulian.

Gen resesif sukar ditelusuri karena mereka tersembunyi oleh alel dominannya dari generasi ke generasi. Tetua pembawa sifat (carrier) umumnya tidak dikenali sampai bayi yang menyandang kelainan genetik lahir. Sifat yang dikendalikan oleh gen resesif terkadang muncul tiba-tiba dalam keluarga yang tidak memiliki sejarah sifat tersebut. Resesif terekspresikan lebih sering dalam keluarga dengan bapak dan ibu berasal dari keluarga yang berkerabat dekat. Kemungkinan (likelihood) munculnya gen yang sama meningkat bila tetua berasal dari moyang yang sama.

Contoh: Pewarisan sifat cuping telinga, menggantung (AA) dan melekat (aa, dari adherent), dikendalikan oleh gen resesif. Sifat tersebut muncul hanya satu kali dalam keluarga selama 3 generasi yang digambarkan bulat-hitam (Gambar 3.1). Tanpa adanya informasi lain, menantu dianggap homozigot dominan sehingga tidak membawa sifat tersebut.

= pria; normalmaupun pembawa

= wanita; normal maupun pembawa

= wanita penyandang cuping telinga melekat

Penyelesaiannya adalah dengan mengidentifikasi sebanyak mungkin genotipe berdasarkan informasi yang diberikan. Wanita (II-3) yang mengekspresikan sifat cuping melekat pastilah homozigot resesif aa. Dengan demikian orang tuanya (I-1 dan I-2) haruslah pembawa sifat (Aa) karena mereka tidak mengekspresikan sifat tersebut tetapi menurunkan kepada zuriat (II-3). Saudaranya (wanita II-1 dan pria II-6) boleh jadi AA atau Aa karena tidak mengekspresikan sifat cuping melekat.

Dari perkawinan orang tua (Aa x Aa), peluang munculnya Aa pada anak yang memiliki cuping menggantung adalah dan peluang AA adalah (dari AA:2Aa untuk sifat cuping menggantung). Tanpa adanya informasi yang lebih meyakinkan, II-1 dan II-6 dianggap pembawa Aa dengan peluang . Dari perkawinan mereka, anak II-1 dan II-6 memiliki peluang sebagai pembawa Aa (dari perkawinan II-1 Aa x suami AA, dan II-6 Aa x istri AA; menantu dianggap AA). Dengan demikian peluang bahwa III-1, III-2, III-3, III-6, III-7 dan III-8 sebagai pembawa Aa adalah x = . Anak-anak II-3 (yaitu III-4 dan III-5) seharusnya pembawa Aa (peluang= 1, dari perkawinan II-3 aa x suami AA).

Penyelesaian berikutnya menghitung kemungkinan munculnya ekspresi sifat cuping melekat (aa) pada anak pertama dari perkawinan dua sepupu pada generasi III, misalnya perkawinan III-1 x III-5. Keduanya adalah pembawa, sehingga tidak mengekspresikan sifat cuping melekat, dan peluang perkawinan mereka untuk menurunkan anak yang mengekspresikan sifat cuping melekat (aa) adalah Aa x Aa = AA:2Aa:aa, aa=. Peluang ekspresi cuping melekat pada anak pertama mereka adalah x 1 x = 1/12. (Perhatikan bahwa perkalian peluang bebas ini diturunkan dari (peluang satu orang tua sebagai pembawa) x 1 (peluang orang tua kedua sebagai pembawa) x (peluang anak dari perkawinan tersebut mengekspresikan sifat).

Bila anak pertama tidak mengekspresikan sifat cuping melekat, peluang anak kedua untuk mengekspresikan sifat tersebut juga 1/12. Tetapi bila anak pertama mengekspresikan sifat tersebut, peluang anak kedua untuk mengekspresikan sifat yang sama menjadi karena telah dapat dipastikan bahwa kedua orang tuanya adalah pembawa Aa (peluang=1).

Alat dan Bahan

Percobaan ini bersifat latihan menenrtukan genotipe setiap individu di dalam analisis pedigri dan menghitung peluang bebas untuk

(a) peluang satu orang tua sebagai pembawa Aa

(b) peluang orang tua kedua sebagai pembawa Aa

(c) Peluang anak dari perkawinan kedua orang tua tersebut mengekspresikan sifat yang diturunkan.

Pada percobaan ini diperlukan seperangkat alat tulis dan kalkulator.

Tugas

1234

1.Pola pewarisan satu sifat yang sama digambarkan sebagai kotak dan lingkaran yang dihitamkan dianalisis dari empat keluarga. Sifat tersebut dapat diasumsikan tergantung pada satu otosom dominan atau satu otosom resesif.

a. Apakah pewarisan ini ditentukan oleh otosom dominan atau resesif? Mengapa demikian?

b. Tentukan genotipe untuk masing-masing individu pada keempat pedigri tersebut.

I

1 2

II

1 2 3 4

III

1 2 3 4

2. Sifat yang digambarkan dengan kotak dan lingkaran yang dihitamkan diwariskan melalui satu gen dominan. Hitunglah peluang bahwa sifat tersebut muncul pada anak dari perkawian sepupu

a. III-1 x III-3

b. III-2 x III-4

I

1 2

II

1 2 3 4 5 6 7 8

III

1 2345678910111213141516 17

IV

1 2

3.Pedigri keluarga di atas menunjukan sifat taknormal yang diwariskan sebagai resesif sederhana. Kecuali bila ada buktikuat, semua orang yang mengawini anggota keluarga dianggapbikan pembawa. Kotak dan lingkaran yang dihitamkan menggambarkan ekspresi sifat taknormal tersebut. Hitunglah peluang bahwa sifat tersebut muncul pada zuriat perkawinan sepupu dan sepupu jauh dalam generasi III dan IV:

a. III-1 x III-12

b. III-6 x III-13

c. III-4 x III-14

d. IV-1 x IV-2

PINDAH SILANG(PERCOBAAN VII)Landasan Teori

Pindah silang adalah proses yang menyebabkan bagian kromosom homolog saling bertukar, menghasilkan rekombinasi baru gen-gen pada kromosom yang sama. Pindah silang dan asortasi bebas merupakan mekanisme untuk menghasilkan kombinasi baru gen. Seleksi alam kemudian bertindak untuk melestarikan kombinasi baru tersebut yang menghasilkan mahluk hidup dengan kesesuaian maksimum, yaitu peluang maksimum pelestarian genotipe tersebut. Pindah silang terjadi sewaktu sinapsis kromosom homolog pada profase I (zigoten dan pakhiten) meiosis.

Sebelumnya kita harus memahami bahwa lokasi gen pada kromosom disebut lokus yang tersusun dalam sekuen linier. Lokus juga berarti lokasi serangkaian gen yang berurutan dengan fungsi yang berkaitan. Kedua alel pada suatu gen heterozigot menempati posisi yang sama dalam kromosom homolog, yaitu alel A pada kromosom homolog yang satu dan alel a menempati posisi yang sama pada kromosomhomolog yang lainnya. Pindah silang terjadi pada tahap tedtrad sesudah replikasi kromosom sewaktu interfase, yaitu sesudah kromosom mengganda sehingga terdapat empat kromatid untuk setiap kromosom homolog. Pindah silang melibatkan pematahan masing-masing kedua kromosom homolog (kromatid) dan patahan tersebut saling bertukaran. Peluang terjadinya pindah silang diantara dua lokus meningkat dengan meningkatnya jarak antara dua lokus tersebut pada kromosom.

Pindah silang tunggal

Pindah silang melibatkan hanya dua dari empat kromatid pada pasanngan kromosom homolog. Kedua kromatid ini bertukaran segmen yang sama melalui mekanisme pemetahan dan pertukaran.Hasil kejadian meiosis ini dari keempat kromatid hanya dua yang mengandung kombinasi baru alel dari kedua gen. Sedangkan kedua kromatid lainnya membawa kombinasi tetua.

Pindah silang dua gen terpaut

Kombinasi rekombinan dari alel dua gen terpaut dihasilkan oleh pindah silang pada interval diantara dua lokus yang bersegregasi. Peluang suatu pindah silang yang terjadi diantara dua lokus adalah fungsi panjangnya interval yang memisahkan lokus tersebut. Dengan demikian terdapat peluang yang lebih besar untuk terjadinya pindah silang pada lokus yang terpisah cukup jauh dibandingkan dengan lokus yang terpaut.

Pindah silang ganda dua faktor

1. Pindah silang ganda dua strand terjadi bila kedua pindah silang melibatkan dua kromatid yang sama

2. Pindah silang ganda tiga strand terjadi bila pindah silang yang kedua melibatkan satu kromatid yang sama dengan pindah silang yang pertama dan kromatid tersebut berpindah silang dengan kromatid ketiga.

3. Pindah silang ganda empat strand terjadi bila pindah silang pertama dan pindah silang kedua melibatkan pasangan kromatid yang berbeda.

Pindah silang ganda tiga faktor

Pada pindah silang ganda dua faktor yang melibatkan dua kromatid sering terjadi pindah silang yang tidak terpantau yang menghasilkan 100% genotipe tipe tetua, walaupun terdapat segmen kromosom homolog yang terpatah dan bertukar pada dua kromatid. Untuk memantau pindah silang ganda dua faktor dua strand seperti ini diperlukan lokus ketiga dintara dua lokus. Dengan menggunakan tiga lokus sebagai marka genetik, dimungkinkan melakukan pemetaan gen berdasarkan letak urutan marka tersebut.

Tujuan

1. Memahami dasar genetika pindah silang (crossing over)sebagai mekanisme penting dalam kombinasi baru gen,

2. Melakukan simulasi berbagai bentuk pindah silang

Percobaan

Alat dan Bahan

Lilin plastisin dengan dua warna yang berbeda, penggaris plastik dan pensil berwarna.

Cara Kerja

1. Buatlah kromosom homolog pada fase sesudah interfase atau pada saat sinapsis dengan dua kromatid kembar lengkap dengan marka dan sentromernya menggunakan lilin yang berbeda warna. Simulasikan fenomena sinapsis pada pasangan kromosom homolog tersebut.

2. Kemudian simulasikan proses pindah silang yang terjadi pada tahap pakhiten (pindah silang tunggal, ganda dengan dua faktor dan ganda dengan tiga faktor) dan produk akhir pindah silangnya pada tahap diakinesis.

3. Untuk memotong segmen pada plastisin tersebut gunakan penggaris plastik agar diperoleh potongan rapi dan tegas.

Pertanyaan dan Tugas

1. Gambarkan hasil simulasi pindah silang yang anda lakukan mulai dari tahap sesudah interfase atau pada saat sinapsis, proses pindah silang pada saat pakhiten dan produk akhirnya pada tahap diakinesis.

2. Apa beda pindah silang tunggal dua faktor dengan pindah silang ganda dua faktor dua strand berdasarkan patahan dan pertukaran segmen homolognya? Mengapa bisa terjadi demikian? Apa kesimpulan anda?

A. Bawang Merah (Allium ascalonicum L.)

1. Sejarah Bawang MerahTanaman bawang merah diduga berasal dari Asia Tengah yaitu disekitar Palestina. ( Sunarjono dan Soedarmo, 1989). Tanaman ini merupakan tanaman tertua dari silsilah budidaya tanaman oleh manusia. Hal ini antara lain ditunjukan pada zaman I dan II (3200-2700 sebelum masehi) bangsa Mesir sering melukiskan bawang merah pada patung dan tugu-tugu mereka. Di Israel tanaman bawang merah dikenal tahun 1500 sebelum masehi. ( Rukman Rahmat, 1994). Pada tahun 2100 sebelum masehi bawang merah telah dikembangkan di Yunani Kuno sebagai sarana pengobatan. ( Sunarjono dan Soedarmo, 1989).

2. Klasifikasi dan Morfologi Bawang MerahBawang merah merupakan tanaman semusim yang diklasifikasikan (menurut Robnowitch and Brewster, 1990 dalam Nani dan Etty, 1995), sebagai berikut:Divisio : SpermatophytaSub Divisio : AngiospermaeKasis : MonocotyledonaeOrdo : Asparagales (Lilliiflorae)Famili : Alliacea ( Amaryllidaceae)Genus : AllliumSpesies : Allium cepa group AggregatumCiri-ciri morfologis bawang merah adalah berumbi lapis, berakar serabut dan berdaun silindris seperti pipa memiliki batang sejati yang disebut diskus yang bentuknya seperti cakram, tipis dan pendek sebagai tempat melekatnya perakaran dan tunas perakaran serta mata tunas (titik tumbuh). Pangkal daun bersatu membentuk batang semu. Batang semu yang berada didalam tanah akan berubah bentuk dan fungsinya menjadi umbi lapis atau bulbus. ( nani Sumarni dan Etty Sumiati, 1995)Pada cakram diantara lapisan kelopak daunterdapat mata tunas yang mampu tumbuh menjadi tanaman baru yang disebut tunas lateral atau anakan. Tunas lateral tersebut akan membentuk cakram baru, hingga dapat membentuk umbi lapis. Bawang merah mempunyai sifat merumpun, dimana tiap umbi dapat menjadi beberapa umbi. pada dasar cakram tumbuh akar serabut dan dibagian tengah terdapat mata tunas utama yang kelak tumbuh paling dulu dan dapat dianggap sebagai tunas apical. ( Sunarjono H dan Soedarmo P, 1998)Bagian-bagian umbi bawang merah (Syamsudin, 1981), terdiri dari:- Sisik daun, merupakan bagian umbi yang berisi cadangan makanan bagi tumbuhan sejak mulai bertunas sampai keluar akar.- Kumcup (gemma bulbi) merupakan bagian umbi yang menghasilkan titik tumbuh baru yang akan membentuk umbi-umbi baru.- Subang ( diskus) merupakan batang yang rundameter berfungsi sebagai tempat duduknya sisik daun- Akar adventif, yaitu akar serabut berupa benang-benang (radix fibiosa) yang terdapat dibawah subang.

Bunga bawang merah adalah sempurna ( hermaproditus) yang pada umumnya terdiri dari 5-6 helai benag sari, sebuah putik dengan daun bunga yang berwarna putih. Bakal buah duduk diatas membentuk bangunan bersegi tiga hingga tampak jelas seperti kubah. Bakal buah ini sebenarnya terbentuk dari tiga buah ruang dan dalam tiap ruang terdapat dua calon biji. Benang sarinya sendiri tersusun membentuk dua lingkaran yaitu lingkaran dalam dan luar. Pada lingkaran luar terdapat 3 benag sari, demikian pula pada lingkaran dalam. Dalam 2-3 hari semua benang sari menjadi dewasa, tetapi pada umumnya benang sari yang terletak pada lingkaran dalam lebih cepat dewasa. ( Sunarjono dan Soedarmo, 1989)

3. Pertumbuhan Bawang MerahTanaman bawang merah memiliki kemampuan untuk berkembang biak secara generatif maupun vegetatif.pembiakan generatif dilakukan melalui pembentukan bunga yang akhirnya akan menghasilkan biji. Perbanyakan secara vegetatif dilakukan melalui perbanyakan umbi. pada umumnya perbanyakan umbi dilakukan dengan menanam umbi bawang merah secara utuh atau dengan memotong sepertiga bagian atas umbi.( Sunarjono dan Soedarmo, 1989).Pembiakan vegetatif lebih mudah dan lebih cepat dibandingkan dengan pembiakan generatif. Fase vegetatif pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman berhubungan dengan 3 proses penting yaitu pembelahan sel, perpanjangan sel serta diferensiasi sel. Pembelahan sel terjadi pada proses pembuatan sel-sel baru yang terdapat didalam jaringan meristematik yaitu pada titik tumbuh batang, ujung akar dan kambium. ( Wibowo Singgih, 1991)Pertumbuhan pada fase vegetatif terutama terjadi pada perkembangan akar, daun dan batang baru. Pertumbuhan tanaman didukung oleh peran hasil fotosintesis yang berupa karbohidrat , protein dan lemak. Fotosintesis yang merupakan proses perubahan CO2, dan H2O dibawah pengaruh cahaya kedalam persenyawaan organic yang berisi karbon dan kaya energi, dapat mengakibatkan pertambahan ukuran dan berat kering tanaman. Dengan bertambahnya jumlah dan ukuran luas daun pada masa vegetatif yang disertai kemampuan akar dalam menyerap unsure hara dan air dari dalam tanah, akan semakin meningkat kemampuan tanaman untuk berfotosintesis. Hasil fotosintesis yang berupa karbohidrat berperan dalam mendorong pertumbuhan tanaman. ( Nani Sumarni dan Etty Sumiati, 1995).Pembentukan umbi lapis bawang merah terjadi akibat mobilisasi karbohidrat kepangkal daun muda. Disini terjadi penghambatan pertumbuhan meristem apical dan akar, umumnya bersama-sama dengan penghentian pembelahan sel dan pangkal daun muda.FASE FASE TUMBUHANFase mitosis akar bawang (Alium cepa)Mitosis adalah pembelahan sel yang terjadi secara tidak langsung (Setjo, 2004). Hal ini dikarenakan pada pembelahan sel secara mitosis terdapat adanya tahapan-tahapan tertentu. Tahapan-tahapan (fase-fase) yang terdapat pada pembelahan mitosis ini meliputi: profase, metafase, anafase, dan telofase.Mitosis terjadi di dalam sel somatik yang bersifat meristematik, yaitu sel-sel yang hidup terutama sel-sel yang sedang tumbuh (ujung akar dan ujung batang). Proses pembelahan secara mitosis menghasilkan dua sel anak yang identik dan bertujuan untuk mempertahankan pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti secara berturut-turut.Mitosis pada tumbuhan terjadi selama mulai dari 30 menit sampai beberapa jam dan merupakan bagian dari suatu proses yang berputar dan terus-menerus. Pada praktikum kali ini digunakan akar bawang merah (Allium cepa) karena jaringan akar bawang merah (Allium cepa) merupaskan jaringan yang mudah ditelaah untuk pengamatan mitosis (Sugiri, 1992).Proses mitosis ini terjadi bersama dengan pembelahan sitoplasma dan bahan-bahan di luar inti sel. Pada mitosis setiap induk yang diploid (2n) akan menghasilkan dua buah sel anakan yang masing-masing tetap diploid serta memiliki sifat keturunan yang sama dengan sel iduknya.Urut-urutan terjadinya mitosis adalah sebagai berikut:1. ProfaseProses terjadinya fase profase ditandai dengan hilangnya nucleus dan diganti dengan mulai tampaknya pilinan-pilinan kromosom yang terlihat tebal.2. MetafaseCiri utama fase ini adalah terbentuknya gelendong pembelahan, gelendong pembelahan ini dibentuk oleh mikrotubula. Gelendong ini membentuk kutub-kutb pembelahan tempat sentromer mikrotubula bertumpu.3. AnafasePada fase ini kromosom yang mengumpul di tengah sel terpisah dan mengumpul pada masing-masing kutub, sehingga telihat adal dua kumpulan kromosom.

4. TelofaseTelofase adalah fase finisiong, dalam telofase ada dua tahap yaitu telofase awal dan telofase akhir. Pada telofase awal terlihat mulai ada sekat yang memisahkan antara sel-sel anak. Sedang pada telofase akhir terlihat sel-sel anak sudah benar-benar terpisah.Bakteri adalah organisme bersel satu yang berada hampir di semua tempat. Sel bakteri adalah suatu organisasi prokariotik, suatu sistem sel yang tidak mempunyai membran inti. Bakteri banyak ditemukan di dalam tanah, yaitu di daerah rhizosphere, yaitu suatu zona pada tanah di sekitar akar yang mengandung nutrisi yang dikeluarkan oleh akar yang merupakan sumber energi dan nutrisi yang baik bagi pertumbuhan berbagai macam Bakteri dan mikroorganisme yang lain.

Komponen Nutrisi yang Dikeluarkan Akar

Karbohidrat: Glukosa, fruktosa, sukrosa, xilosa, maltosa, rhamnosa, arabinosa, rafinosa, oligosakaridaAsam amino: Leusin/ isoleusin, valin, asam -aminobutirat, glutamin, -alanin, asparagin, serin, asam glutamat, asam aspartat, sistin/ sistein, glisin, fenilalanin, treonin, tirosin, Lisin, prolin, metionin, triptofan, homoserin, -alanin, arginin Asam organik: Tartarat, oksalat, sitrat, malat, asetat, propionat, butirat, valerat, suksinat, fumarat, glikolat, Enzim: Fosfatase, invertase, amilase, protease, poligalakfuronase Senyawa-senyawa lain: Biotin, tiamin, pantotenat, niasin, kolin, inositol, piridoksin, asam p-aminobenzoat, asam n-metilnikotinat, auksinUntuk keperluan penelitian, bakteri yang akan dipelajari harus dipisahkan (diisolasi) dari lingklungan aslinya dan bakteri atau mikroorganisme yang lain dan kemudian ditumbuhkan pada suatu medium yang steril. Untuk mengisolasi bakteri diperlukan suatu kultur pengayaan untuk menambah jumlah bakteri yang akan diteliti karena dari sumber alaminya, bakteri yang akan diisolasi biasanya hanya ada pada jumlah yang kecil. Kultur pengayaan ini juga berfungsi untuk mengurangi jumlah bakteri lain yang tidak dibutuhkan. Bakteri mengalami empat fase pertumbuhan di dalam media biakan, yaitu fase lag, fase log statis dan fase kematian.fase pertumbuhan bakteriFase lamban (lag): Tidak ada pertambahan populasi, sel mengalami perubahan pada komposisi kimianya, ukuran bertambah, dan substansi ekstraseluler bertambahFase logaritma: Sel membelah dengan laju konstan, massa menjadi dua kali lipat dengan laju sama, aktivitas metabolik konstan, dan keadaan pertumbuhan seimbangFase statis: Penambahan produk beracun, kehabisan nutrisi, beberapa sel mati dan yang lainnya tetap hidup dan membelah, dan jumlah sel hidup konstanFase kematian: Kematian lebih cepat dari pada terbentuknya sel-sel bakeri yang baru. Bergantung pada spesiesnya, semua sel akan mati dalam beberapa hari atau bulan. MUTASI(PERCOBAAN VIII-IX)Landasan Teori

Mutasi adalah suatu proses dimana suatu gen mengalami perubahan struktur. Gen yang berubah karena mutasi disebut mutan. Mutan adalah sel-sel atau individu yang membawa mutasi tersebut. Dalam arti luas mutasi dihasilkan dari segala macam tipe perubahan bahan keturunan yang mengakibatkan perubahan kenampakan fenotipe yang diturunkan,

Mutasi dapat terjadi secara alami maupun buatan, yang dilakukan oleh manusia. Banyak tanaman yang telah mengalami mutasi secara alami misalnya, pada tanaman pisang apel alfafa dan masih banyak lagi yang lainnya. Sedangkan mutasi buatan telah lama dilakukan oleh manusia dengan cara radiasi, secara fisik dan kimia. Mutasi secara radiasi biasanya dengan menggunakan sinar , sinar dan lain sebagainya, mutasi secara fisik, misalnya dapat kita temui pada perlakuan pelukaan pohon kelapa untuk mendapatkan kelapa kopyor. Sedangkan dengan cara kimia ada beberapa, bahan kimia yang digunakan sebagai mutagen misalnya, asam nitrit, ethyl methane sulfonate, colchicin, kaffein dan nikotin.

Salah satu mutagen kimia yang sering digunakan adalah colchicin yang sudah lama digunakan sebagai bahan kimia untuk membuat mutasi pada tanaman terutama untuk menggandakan jumlah kromosom untuk mendapatkan buah yang lebih besar ataupun buah tanpa biji. Colchicin adalah suatu alkaloid yang diambil dari tanaman Colchicum autumnale (fam. Liliaceae), terdapat dalam biji dan umbinya. Mekanisme kerja colchicin adalah dengan cara menghambat proses pembentukan benang gelendong pada fase anafase dan menghentikan proses pembelahan sel selanjutnya, sehingga sel memiliki jumlah kromosom ganda.

Berdasarkan mekanisme kerja colchicin yang spesifik pada tahap mitosis anafase, maka pemberian colchicin lebih tertuju pada bagian tanaman yang sedang membelah aktif atau yang biasa disebut sebagai daerah meristematik. Bagian tanaman tersebut biasanya terdapat pada tunas daun, tunas bunga ataupun ujung akar. Dalam percobaan kali ini kita akan menggunakan dua alternatif aplikasi mutagen colchicin yaitu pada tunas daun dan ujung akar tanaman.

Tujuan

1. Mempelajari dan memahami perkembangan bagian tanaman yang mengalami mutasi.

2. Memahami mekanisme perubahan tanaman yang mengalami mutasi.

PercobaanBahan dan Alat

Mikroskop, dan bahan-bahan dan alat untuk mengamati kromosom, cawan petri, kertas merang, kertas tisu atau kapas, gelatin, larutan colchicin 0.3%, biji kedele atau biji kacang panjang, bawang merah atau bawang Bombay.Cara Kerja

1. Tunas Daun1. Siapkan 4 buah polibag kecil, pot atau gelas plastik yang berisi tanah dan kompos, kemudian tanam biji kedele atau biji kacang panjang dan dipelihara selama kurang lebih 5 hari, sampai kecambah tersebut muncul ke permukaan tanah.

2. Pisahkan dua tanaman sebagai kontrol dan dua lagi yang akan diberi perlakuan colchicin.

3. Kedua tanaman yang akan diperlakukan colchicin, dikuak sedikit daun lembaganya sambil dimasukkan segumpal kecil kertas tisu atau kapas dengan pinset sampai menempel pada ujung tunas daunnya.

4. Setelah posisi kertas tisu atau kapas sudah tepat diujung tunas daun, kemudian kertas atau kapas tersebut ditetesi dengan larutan colchicin satu sampai dua tetes sampai kertas menjadi basah.

5. Pot atau polibag yang berisi tanaman yang sudah diperlakukan kemudian disungkup dengan plastik bening selama seminggu, sehingga terpelihara kelembaban disekitar tanaman dan larutan colchicin di gumpalan kertas tidak cepat menguap.

Pengamatan

1. Amati perkembangan tanaman terutama bagian disekitar perlakuan colchicin dan catat apa yang terjadi.

2. Bandingkan tanaman yang diperlakukan dengan colchicin dengan tanaman kontrol. Bagaimana menurut anda?

3. Apakah tanaman yang anda beri perlakuan menunjukkan reaksi kearah terjadinya mutasi atau tidak? Bagaimana menurut anda?

2. Ujung Akar1. Siapkan cawan petri yang telah dialasi dengan kertas merang yang telah dibasahi.

2. Kupas kulit luar bawang merah atau bawang Bombay sekitar dua lapis untuk menghilangkan dormansi, kemudian dibersihkan dan dicuci.

3. Siung bawang yang sudah bersih, kemudian ditumbuhkan di atas kertas merang yang telah dibasahi.

4. Jika sudah berakar kurang lebih 0.5-1 cm, suing bawang dipindahkan ke cawan yang sudah diberi kertas tisu dan telah dibasahi dengan larutan colchicin, kemudian disungkup untuk menghindari penguapan yang terlalu cepat.

5. Perlakuan colchicin terhadap akar bawang selama 24 jam, kemudian akar bawang yang membesar diambil dan diamati dibawah mikroskop seperti percobaan pengamatan kromosom sebelumnya.

Pengamatan

1. Amati perkembangan akar setelah dilakukan pemberian colchicin. Apakah terjadi perubahan dibandingkan dengan akar tanaman bawang tanpa perlakuan (kontrol)?

2. Amati jumlah kromosom akar tanaman bawang yang sudah diberi colchicin dibawah mikroskop. Apakah jumlah kromosomnya tetap atau mengganda atau ada keanehan lainnya pada tahapan mitosis yang anda amati?

Pertanyaan dan Tugas

1. Bagaimana ciri-ciri fisik tanaman kedele atau kacang panjang yang telah diberi perlakuan colchicin? Gambarkan perubahan tersebut pada laporan anda.

2. Bagaimana menurut anda apakah kecambah tersebut bermutasi yang permanen atau tidak?

3. Berapa jumlah kromosom tanaman yang telah diberi colchicin yang anda amati di bawah mikroskop? Apakah ada keanehan lain yang anda temui atau tidak ada sama sekali perubahan?

4. Apakah perlakuan colchicin pada tanaman bawang merah dapat terjadi mutasi permanen atau tidak?GENETIKA POPULASI

(PERCOBAAN X-XII)Landasan Teori

Segregasi Mendel dirumuskan secara matematika sebagai (a+b)n. Pada persilangan monohibrid sepasang alel (Aa), rumus tersebut berdasarkan ekspansi binomial dapat ditulis sebagai (A+a)2 = 1 AA + 2 Aa + 1 aa. (Perhatikan bahwa A2 dan a2 pada penyelesaian rumus tersebut dituliskan sebagai AA dan aa, dengan penulisan genotipe seperti halnya Aa). Pada tahun 1908, G.H. Hardy, seorang pakar matematika Inggris, dan W. Weinberg, seorang pakar fisika Jerman, secara terpisah menemuklan bahwa nisbah 1:2:1 menggambarkan frekuensi alel di dalam populasi yang dalam keadaan kesetimbangan tanpa adanya pengaruh lingkungan, frekuensi alel dan frekuensi genotipe akan ajeg dari satu generasi ke generasi selanjutnya. Kaidah ini kemudian dikenal sebagai kaidah Kesetimbangan Hardy-Weinberg. Kesetimbangan ini terjadi pada populasi diploid, berbiak secara kawin tanpa adanya generasi saling tindih, dan di dalam p[opulasi berukuran besar yang berkawin silang secara acak (panmctic) tanpa adanya seleksi maupun faktor lain yang dapat mengubah frekuensi alel.

Pada kesetimbangan, 1 AA + 2 Aa + 1 aa, menggambarkan frekuensi kelas genotipe diploid p2 (AA), 2 pq (Aa), dan q2 (aa), untuk p adalah frekuensi alel dominan A dan q adalah frekuensi alel resesif a. Nilai p dan q dqapat berada diantara 0 1 sepanjang p + q = 1. Karena p + q = 1, maka p = 1 q, sehingga rumus diploid p2 + 2pq + q2 = 1, dapat dibuktikan sebagai (1-q)2 + 2q(1-q) + q2 = (1-2q+q2) + (2q-2q2) + q2 = 1. Dengan demikkian, bila frekuensi alel berada dalam kesetimbangan dengan lingkungannnya, demikian pula halnya dengan frekuensi genotipe. Sebaliknya bila terjadi sesuatu pada lingkungan yang dapat mempengaruhi frekuensi salah satu alel, misalnya seleksi baik secara alami maupun buatan, akan mempengaruhin frekuensi alel yang lain, dan pengaruhnya pada perubahan frekuensi genotipe dapat dihitung berdasarkan rumus kesetimbangan Hardy-Weinberg, sangat membantu karena seringkali pemulia menginginkan salah satu alel mempunyai frekuensi yang lebih tinggi dari pada alel yang lain di dalam populasi tanaman.

Alat dan Bahan

Praktikum ini dilakukan secara simulasi dengan menggunakan kancing berwarna yang menggambarkan alel maupun genotipe, dan simulasi perkawinan acak dilakukan di dalam polibag yang diguncang beberapa kali. Simulasi perubahan frekuensi alel menggunakan kancing tunggal, misalnya kancing merah dan putih untuk menggambarkan alel A dan a. Simulasi perubahan frekuensi genotipe menggunakan kancing yang didempet dua, misalnya merah-merah, merah-putih, dan putih-putih untuk menggambarkan genotipe homozigot dominan AA, heterozigot Aa, dan homozigot resesif aa. Perlu diperhatikan bahwa simulasi ini menggambarkan seleksi alami yang terjadi setiap saat, misalnya perbedaan ketahanan tanaman terhadap penyakit. Dalam hal ini patogen menjadi faktor lingkungan yang menyeleksi genotipe tanaman peka. Dengan menurunnya frekuensi tanaman peka (dalam percobaan ini digambarkan sebagai genotipe aa) di dalam populasi selama lima generasi, frekuensi alel a juga menurun, tetapi sebaliknya frekuensi alel A meningkat.

Cara Kerja

1. Kesetimbangan Frekuensi Alel

1.1. Frekuensi alel: pA = qa = 0,5

1. Dalam generasi pertama, frekuensi pA = qa = 0,5, di dalam populasi disimulasikan dengan memasukkan 32 kancing, masing-masing terdiri atas 16 kancing merah (alel A) dan 16 kancing putih (alel a) ke dalam polibag (wahana populasi berkawin silang).

2. Guncang polibag tersebut beberapa kali.

3. Untuk meniru perkawinan silang secara acak, ambillah dua kancing dari dalam polibag untuk membentuk zigot.

4. Catat hasil ambilan tersebut, yaitu merah-merah, merah-putih, atau putih-putih.

5. Masukkan kembali kancing-kancing tersebut ke dalam polibag, lalu ulangi langkah 2-4 sebanyak 16 kali.

6. Catat hasil ambilan dalam bentuk tabel

AmbilanGenotipeFrekuensiFrekuensi Alel

Merah-Merah1 AA..............pA = AA+(2Aa) / (AA+2Aa+aa)

Merah-Putih2 Aa..............

Putih-Putih1 aa..............Qa = aa+(2Aa) / (AA+2Aa+aa)

Total = 64

(Perhatikan bahwa frekuensi alel tidak dapat ditentukan langsung melalui sebaran masing-masing alel di dalam populasi tersebut karena tidak diketahui sebarannya, tetapi ditetapkan secara tidak langsung melalui sebaran frekuensi genotipe. Frekuensi alel A diduga dari frekuensi genotipe AA + separuh frekuensi genotipe 2 Aa dibagi dengan total seluruh populasi AA + 2 Aa + aa ).

7. Frekuensi pA dan qa yang diperoleh digunakan untuk memulai generasi kedua. Ubah jumlah kancing merah dan kancing putih disesuaikan dengan pA dan qa tersebut. Ulangi langkah 2-6 untuk membentuk generasi ketiga.

8. Ulangi prosedur ini sampai generasi kelima.

Tugas

1. Lengkapi tabel generasi 1-5, hitunglah pA dan qa untuk setiap generasi.

2. Lakukan uji untuk melihat besarnya penyimpangan pA dan qa generasi 2-5 dari pA = qa =0,5.

3. Gambarkan grafik pA dan qa selama lima generasi pada kertas grafik.1.2. Frekuensi Alel: pA = qa = 0,5 dengan seleksi terhadap aa1. Dalam generasi pertama, frekuensi pA = qA = 0, 5 di dalam populasi disimulasikan dengan memasukkan 32 kancing, masing-masing terdiri atas 16 kancing merah (alel A) dan 16 kancing putih (alel a) ke dalam polibag (wahana populasi berkawin silang).

2. Guncang polibag tersebut beberapa kali.

3. Untuk meniru perkawinan silang secara acak, ambillah dua kancing dari dalam polibag untuk membentuk zigot.

4. Catat hasil ambilan tersebut, yaitu merah-merah, merah-putih, atau putih-putih.

5. Masukkan kembali kancing-kancing tersebut ke dalam polibag, lalu ulangi langkah 2-4 sebanyak 16 kali.

6. Catat hasil ambilan dalam bentuk tabelAmbilanGenotipeFrekuensiFrekuensi Alel

Merah-Merah1 AA..............pA = AA+(2Aa) / (AA+2Aa)

Merah-Putih2 Aa..............

Putih-Putih1 aa..............Qa = (2Aa) / (AA+2Aa)

Total = 16

7. Frekuensi pA dan qA yang diperoleh digunakan untuk memulai generasi kedua. Hitung frekuensi masing-masing alel setelah diseleksi genotype aa atau putih-putih. Ubah jumlah kancing merah dan kancing putih disesuaikan dengan pA dan qA tersebut sesuai dengan frekuensi alel A atau kancing merah x jumlah kancing total,begitu pula dengan alel a atau kancing putih. Ulangi langkah 2-6 untuk membentuk generasi ketiga.

8. Ulangi prosedur ini sampai generasi kelima.

Tugas

1. Lengkapi tabel generasi 1-5, hitunglah pA dan qa untuk setiap generasi.

2. Lakukan uji untuk melihat besarnya penyimpangan pA dan qa generasi 2-5 dari pA = qa =0, 5 dengan seleksi terhadap aa.3. Gambarkan grafik pA dan qa selama lima generasi pada kertas grafik.2. Kesetimbangan frekuensi genotipe

2.1. Kesetimbangan frekuensi genotipe dan frekuensi alel pada populasi tanpa seleksi

1. Pada generasi pertama, sebaran genotipe pada populasi p2Aa + 2pqAa + q2aa = 1 ditetapkan berdasarkan pA = qa = 0,5. Dengan demikian sebaran frekuensi genotipe adalah 16AA:32Aa:16aa.

2. Sebaran frekuensi genotipe seperti itu disusun dari 16 kancing merah-merah, 32 kancing merah-putih, dan 16 kancing putih-putih, dimasukkan ke dalam polibag sebagai wahana populasi berkawin silang.

3. Polibag diguncang beberapa kali, ambillah dua buah pasangan kancing, lalu catatlah hasil pengambilan tersebut misalnya: merah-merah merah-putih, merah-putih putih-putih, .... , dan seterusnya dalam kombinasi genotipenya: AA x Aa, Aa x aa, ... , dan seterusnya.

4. Masukkan kembali kedua pasangan kancing ke dalam polibag. Ulangi langkah 1-4 sebanyak 16 kali.

5. Catat hasil ambilan tersebut dalam bentuk tabel, contoh:

PersilanganFrekuensiFrekuensi Genotipe

AAAaaa

AA x AA 33 x 4 = 12--

AA x Aa 44 x 2 = 84 x 2 = 8-

AA x aa 2-2 x 4 = 8-

Aa x Aa 22 x 1 = 22 x 2 = 42 x 1 = 2

Aa x aa 3-3 x 2 = 63 x 2 = 6

aa x aa 2- +- +2 x 4 = 8 +

Total = 16Total = 22Total = 26Total = 16

6. Perhatikan bahwa setiap persilangan menghasilkan 4 zigot sesuai dengan segregasi Mendel: AA x AA hanya menghasilkan 4 zigot AA; AA x aa menghasilkan 4 zigot Aa; Aa x Aa menghasilkan 1 zigot AA + 2 zigot Aa + 1 zigot aa, dan seterusnya. (Pada tabel, perhatikan koefisien yang dicetak tebal).

7. Hitunglah frekuensi genotipe: AA = 22/64 = 0,344; 2Aa = 26/64 = 0,406; aa = 16/64 = 0,250 dan frekuensi alel A = AA + (2Aa) = 22 + (26) = 0,547

AA + 2Aa + aa 64

Frekuensi alel a = aa + (2Aa) = 16 + (26) = 0,453

AA + 2Aa + aa 64

Untuk melihat dengan cepat benar atau tidaknya perhitungan tersebut, ingatlah bahwa jumlah frekuensi genotipe dan frekuensi alel selalu sama dengan 1.

8. Dari tabel tersebut, pergunakanlah sebaran populasi baru yaitu 22AA:26Aa:16aa untuk memulai generasi kedua. Pada generasi kedua ini ulangi langkah 2-7.

9. Sebaran populasi yang diperoleh dari generasi kedua digunakan untuk memulai generasi ketiga.

10. Lanjutkan percobaan ini sampai generasi kelima.

Tugas

1. Lengkapi tabel sehingga diperoleh frekuensi genotipe dan frekuensi alel mulai dari generasi pertama sampai dengan generasi kelima. Ingatlah bahwa frekuensi genotipe generasi pertama: 0,25AA:0,50Aa:0,25aa dan frekuensi alel pA = qa = 0,5.

2. Susun frekuensi genotipe dan frekuensi alel tersebut dalam bentuk tabel, lalu gambarkan grafik masing-masing untuk perubahan frekuensi genotipe dan frekuensi alel pada kertas grafik.

3. Jelaskan mengapa terjadi fluktuasi pada frekuensi genotipe dan frekuensi alel.

Perubahan frekuensi genotipe dan frekuensi alel peda seleksi 50% terhadap aa

1. Pada generasi pertama, sebaran genotipe pada populasi p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 ditetapkan berdasarkan pA = qa = 0,5. Dengan demikian sebaran frekuensi genotipe adalah 16AA:32Aa:16aa.

2. Sebaran frekuensi genotipe seperti itu disusun dari 16 kancing merah-merah, 32 kancing merah-putih, dan 16 kancing putih-putih, dimasukkan ke dalam polibag sebagai wahana populasi berkawin silang.

3. Polibag diguncang beberapa kali, ambillah dua buah pasangan kancing, lalu catatlah hasil pengambilan tersebut misalnya: merah-merah merah-putih, merah-putih putih-putih, .... , dan seterusnya dalam kombinasi genotipenya: AA x Aa, Aa x aa, ... , dan seterusnya.

4. Masukkan kembali kedua pasangan kancing ke dalam polibag. Ulangi langkah 1-4 sebanyak 16 kali.

5. Catat hasil ambilan tersebut dalam bentuk tabel, contoh:

PersilanganFrekuensiFrekuensi Genotipe

AAAaaa

AA x AA 33 x 4 = 12--

AA x Aa 44 x 2 = 84 x 2 = 8-

AA x aa 2-2 x 2 = 4-

Aa x Aa 22 x 1 = 22 x 2 = 42 x 1 = 2

Aa x aa 3-3 x 1 = 33 x 1 = 3

aa x aa 2- +- +2 x 2 = 4 +

Total = 16Total = 22Total = 19Total = 9

6. Perhatikan bahwa setiap persilangan menghasilkan 4 zigot sesuai dengan segregasi Mendel, kecuali untuk persilangan yang melibatkan tetua aa. Karena tujuan percobaan ini mensimulasikan seleksi 50% terhadap genotipe aa, setiap persilangan dengan tetua aa akan diseleksi 2 zigot: AA x aa menghasilkan (4 zigot Aa); Aa x aa menghasilkan (2 zigot Aa + 2 zigot aa); dan aa x aa menghasilkan (4 zigot aa). (Pada tabel, perhatikan koefisien yang dicetak tebal untuk persilangan yang melibatkan genotipe aa).

7. Hitunglah frekuensi genotipe: AA = 22/50 = 0,440; 2Aa = 19/50 = 0,380; aa = 9/50 = 0,180 dan frekuensi alel A = AA + (2Aa) = 22 + (19) = 0,630

AA + 2Aa + aa 50

Frekuensi alel a = aa + (2Aa) = 9 + (19) = 0,370

AA + 2Aa + aa 50

Untuk melihat dengan cepat benar atau tidaknya perhitungan tersebut, ingatlah bahwa jumlah frekuensi genotipe dan frekuensi alel selalu sama dengan 1.

8. Dari tabel tersebut, pergunakanlah sebaran populasi baru yaitu 22AA:19Aa:9aa untuk memulai generasi kedua. Pada generasi kedua ini ulangi langkah 2-7.

9. Sebaran populasi yang diperoleh dari generasi kedua digunakan untuk memulai generasi ketiga.

10. Lanjutkan percobaan ini sampai generasi kelima.

Tugas

1. Lengkapi tabel sehingga diperoleh frekuensi genotipe dan frekuensi alel mulai dari generasi pertama sampai dengan generasi kelima. Ingatlah bahwa frekuensi genotipe generasi pertama: 0,25AA:0,50Aa:0,25aa dan frekuensi alel pA = qa = 0,5.

2. Susun frekuensi genotipe dan frekuensi alel tersebut dalam bentuk tabel, lalu gambarkan grafik masing-masing untuk perubahan frekuensi genotipe dan frekuensi alel pada kertas grafik.

Perubahan frekuensi genotipe dan frekuensi alel peda seleksi total terhadap aa

2. Pada generasi pertama, sebaran genotipe pada populasi p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 ditetapkan berdasarkan pA = qa = 0,5. Dengan demikian sebaran frekuensi genotipe adalah 16AA:32Aa:16aa.

3. Sebaran frekuensi genotipe seperti itu disusun dari 16 kancing merah-merah, 32 kancing merah-putih, dan 16 kancing putih-putih, dimasukkan ke dalam polibag sebagai wahana populasi berkawin silang.

4. Polibag diguncang beberapa kali, ambillah dua buah pasangan kancing, lalu catatlah hasil pengambilan tersebut misalnya: merah-merah merah-putih, merah-putih putih-putih, .... , dan seterusnya dalam kombinasi genotipenya: AA x Aa, Aa x aa, ... , dan seterusnya. Karena percobaan ini melakukan seleksi total terhadap genotipe aa, seluruh persilangan dengan aa: AA x aa, Aa x aa, dan aa x aa ditiadakan. Bila terambil pasangan dengan kancing putih-putih, kembalikan ke dalam polibag.

5. Masukkan kembali kedua pasangan kancing ke dalam polibag. Ulangi langkah 1-4 sebanyak 16 kali.

6. Catat hasil ambilan tersebut dalam bentuk tabel, contoh:

PersilanganFrekuensiFrekuensi Genotipe

AAAaaa

AA x AA 55 x 4 = 20--

AA x Aa 77 x 2 = 147 x 2 = 14-

Aa x Aa 44 x 1 = 4 +4 x 2 = 8 +4 x 1 = 4 +

Total = 16Total = 38Total = 22Total = 4

7. Perhatikan bahwa setiap persilangan menghasilkan 4 zigot sesuai dengan segregasi Mendel: AA x AA menghasilkan 4 zigot AA; AA x Aa menghasilkan 2 zigot AA + 2 zigot Aa; dan Aa x Aa menghasilkan 1 zigot AA + 2 zigot Aa + 1 zigot aa). (Pada tabel, perhatikan koefisien yang dicetak tebal).

8. Hitunglah frekuensi genotipe: AA = 38/64 = 0,594; 2Aa = 22/64 = 0,344; aa = 4/64 = 0,062 dan frekuensi alel A = AA + (2Aa) = 38 + (22) = 0,766

AA + 2Aa + aa 64

Frekuensi alel a = aa + (2Aa) = 4 + (22) = 0,234

AA + 2Aa + aa 64

Untuk melihat dengan cepat benar atau tidaknya perhitungan tersebut, ingatlah bahwa jumlah frekuensi genotipe dan frekuensi alel selalu sama dengan 1.

9. Dari tabel tersebut, pergunakanlah sebaran populasi baru yaitu 38AA:22Aa:4aa untuk memulai generasi kedua. Pada generasi kedua ini ulangi langkah 2-7.

10. Sebaran populasi yang diperoleh dari generasi kedua digunakan untuk memulai generasi ketiga.

11. Lanjutkan percobaan ini sampai generasi kelima.

Tugas

1. Lengkapi tabel sehingga diperoleh frekuensi genotipe dan frekuensi alel mulai dari generasi pertama sampai dengan generasi kelima. Ingatlah bahwa frekuensi genotipe generasi pertama: 0,25AA:0,50Aa:0,25aa dan frekuensi alel pA = qa = 0,5.

2. Susun frekuensi genotipe dan frekuensi alel tersebut dalam bentuk tabel, lalu gambarkan grafik masing-masing untuk perubahan frekuensi genotipe dan frekuensi alel pada kertas grafik.

3. Apakah frekuensi alel a, benar-benar menurun dan frekuensi genotipe aa, benar-benar dapat dihilangkan dengan terjadinya seleksi tersebut? Jelaskan makna fluktuasi pada grafik frekuensi genotipe dan frekuensi alel tersebut.

4. Mengapa genotipe aa tidak dapat dilenyapkan dari populasi tersebut? Apa yang terjadi bila seandainya percobaan dilakukan untuk melenyapkan genotipe dan alel dominan? Berapa generasi diperlukan untuk melenyapkan kedominanan tersebut? Apa maknanya dalam kewajiban manusia untuk mempertahankan plasma nutfah di alam ini?

ligan adalah molekul sederhana yang dalam senyawa kompleks bertindak sebagai donor pasangan elektron (basa Lewis). ligan akan memberikan pasangan elektronnya kepada atom pusat yang menyediakan orbital kosong. interaksi antara ligan dan atom pusat menghasilkan ikatan koordinasi. jenis-jenis ligan ialah monodentat, bidentat dan polidentat.Bawang merah atau Brambang (Allium ascalonicum L.) adalah nama tanaman dari familia Alliaceae dan nama dari umbi yang dihasilkan. Umbi dari tanaman bawang merah merupakan bahan utama untuk bumbu dasar masakan Indonesia.

Daftar isi

[sembunyikan] 1 Deskripsi 2 Manfaat 3 Pranala luar 4 Lihat pula

[sunting] DeskripsiBawang merah adalah tanaman semusim dan memiliki umbi yang berlapis. Tanaman mempunyai akar serabut, dengan daun berbentuk silinder berongga. Umbi terbentuk dari pangkal daun yang bersatu dan membentuk batang yang berubah bentuk dan fungsi, membesar dan membentuk umbi berlapis. Umbi bawang merah terbentuk dari lapisan-lapisan daun yang membesar dan bersatu. Umbi bawang merah bukan merupakan umbi sejati seperti kentang atau talas.

Bawang MerahAllium cepa var. aggregatum L. Nama umum

Indonesia:Bawang merah, bawang beureum, brambang

Inggris:Shallots, golden shallots

Melayu:Bawang merah

Vietnam:Hanh cu, hanh ta

Thailand:Horm daeng, horm dang

Cina:Huo cong

Jepang:Esharetto

Bawang Merah KlasifikasiKingdom: Plantae (Tumbuhan)Subkingdom: Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)Super Divisi: Spermatophyta (Menghasilkan biji)Divisi: Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)Kelas: Liliopsida (berkeping satu / monokotil)Sub Kelas: LiliidaeOrdo: LilialesFamili: Liliaceae (suku bawang-bawangan)Genus: AlliumSpesies: Allium cepa var. aggregatum L.

Kerabat DekatBawang Daun, Kucai, Bawang Prey, Bawang Putih, Bawang Kucai

Buku

Khasiat dan Manfaat Bawang Putih Raja Antibiotik Alami (Dra. Iyam Siti Syamsiah, Apt & Tajudin, S.Si)

Bawang Merah (Estu Rahayu)

Budi Daya Bawang Putih, Merah, dan Bombay (Singgih Wibowo)