BAHAN AJAR PEWARISAN SIFAT

PENDAHULUAN Puji syukur atas kehadirat Allah SWT, berkat Rahmat dan Hidayah-Nya modul ini dapat tersusun. Sebagai seorang guru yang profesional dituntut untuk selalu berinovasi dalam memberikan pembelajaran dengan baik. Salah satu bentuk tindakan adalah dengan menyusun modul ini Modul ini disusun untuk memudahkan siswa dalam mempelajari materi pembelajaran IPA tentang molekul dasar pewarisan sifat pada maklhuk hidup. Dengan disediakan modul untuk siswa, dapat memberikan pengetahuan awal bagi mereka menganalisis molekul dasar pewarisan sifat pada makhluk hidup melalui kegiatan membaca dan menonton tayangan video. Kritik dan saran yang membangun sangat dibutuhkan agar modul ini dikemudian hari tersusun lebih baik. Terima kasih kepada para pengguna modul ini telah digunakan. Semoga bermanfaat. 2

DAFTAR ISI PENDAHULUAN ........................................................................................................... 2 DAFTAR ISI .................................................................................................................... 3 MATRIK PEMETAAN MELIBATKAN BENTUK BAHAN AJAR ............................ 4 PETUNJUK BELAJAR .................................................................................................. 7 PETA KONSEP .............................................................................................................. 8 Kegiatan Belajar 1 Molekul Dasar Pewarisan Sifat Makhluk Hidup ............................................................. 9 A. Materi Genetik Pewarisan Sifat................................................................................... 9 B. Struktur DNA dan RNA .............................................................................................. 13 C. Peran materi genetik pada pewari sifat ........................................................................ 16 D. Rangkuman .................................................................................................................. 16 E. Evaluasi ......................................................................................................................... 16 Kegiatan Belajar 2 Hukum Pewarisan Sifat .................................................................................................... 17 A. Hukum Mendel ............................................................................................................ 17 B. Persilangan Monohibrida ............................................................................................. 20 C. Persilangan Dihibrida .................................................................................................. 22 D. Galur Murni .................................................................................................................. 23 E. Rangkuman ................................................................................................................... 23 F. Evaluasi......................................................................................................................... 24 Kegiatan Belajar 3 Penerapan Pewarisan Sifat Pada Pemuliaan Makhluk Hidup ........................................... 25 A. Pewarisan sifat pada pemuliaan tanaman ..................................................................... 27 B. Pewarisan sifat pada Pemuliaan Hewan ...................................................................... 29 C. Rangkuman .................................................................................................................. 30 D. Evaluasi ........................................................................................................................ 30 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 31 3

Tabel. Matriks Pemetaan analisis bahan ajar KB. 1 No Kompetensi Indikator Materi Pokok Pengalaman belajar Sumber Bentuk dan Dasar Belajar Bahan Ajar Molekul Yang 1. menonton video link youtube Video 1 Menerapkan 3.3.4 mendasari molekul dasar pewarisan https://www. Pewarisan sifat pada makhluk hidup youtube.com/ konsep menganalisis Sifat watch?v=cJU pewarisan ti1yUImUyan g sifat dalam hubungan pemuliaan antara dan kelangsungan kromosom, makhluk gen, DNA, 2. membuat Reshume/ video dan Teks hidup catatan penting tentang Buku Paket dilengkapi materi molekul dasar Siswa dengan RNA dan pewarisan sifat pada gambar makhuk hidup pada molekul karakteristik video dan mengaitkannya dasar dengan buku paket pewarisan makhluk sifat hidup. 3. diskusi dan menjawab Pertanyaan untuk pertanyaan tentang didiskusika materi molekul dasar Soal Molekul dasar pewarisan sifat pada pewarisan sifat maklhuk hidup 4. menjawab soal-soal latihan Tabel. Matriks Pemetaan analisis bahan ajar KB. 2 No Kompetensi Indikator Materi Pokok Pengalaman belajar Sumber Bentuk dan Dasar Belajar Bahan Ajar 1 Menerapkan 3.3.6 Hukum - - menonton tayangan link Video konsep menentukan Pewarisan sifat persilangan monohibrid https://ww pewarisan w.youtube sifat dalam hasil .com/watc pemuliaan persilangan h?v=uHa6 dan mhMkYpo kelangsungan monohibrida makhluk dan dihibrida link hidup - menonton tayangan https://ww melalui persilangan dihibrid w.youtube diagram .com/watc h?v=mxq4 sesuai dengan bA6zNsY hukum video dan pewarisan Buku 4

sifat - membuat Reshume/ Paket Teks . catatan penting tentang Siswa dilengkapi materi Persilangan dengan gambar 3.3.7 monohibrida dihibrida Persilangan menerapkan pada video dan monohibrida hukum mengaitkannya dengan dan dihibrida mendel pada buku paket pewarisan sifat makhluk Soal hidup Persilangan monohibrida - dan dihibrida - Diskusi dan Video dan Pertanyaan menjawab pertanyaan buku teks diskusi tentang materi molekul dasar pewarisan sifat pada maklhuk hidup Soal-soal - menjawab soal-soal latihan - Tabel. Matriks Pemetaan analisis bahan ajar KB. 3 No Kompetensi Indikator Materi Pokok Pengalaman belajar Sumber Bentuk dan Dasar Belajar Bahan Ajar 1 Menerapkan 3.3.13 Pewarisan - - menonton tayangan https://w Video konsep menganalisis pada pemuliaan pada makhluk ww.yout pewarisan pemuliaan hidup ube.com/ sifat dalam mekanisme makhluk watch?v pemuliaan pewarisan sifat hidup =CGvjv4 dan 6P_DY kelangsungan dalam makhluk pemuliaan - membuat Reshume/ catatan video Teks hidup penting tentang materi dan dilengkapi tanaman dan pemuliaan pada makhluk Buku dengan hewan hidup pada video dan Paket gambar mengaitkannya dengan Siswa Pemuliaan . buku paket pada makhluk - Diskusi tentang materi hidup pemuliaan pada makhluk hidup Soal Molekul - Menjawab soal yang dasar disediakan pewarisan sifat 5

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL Untuk mempelajari modul ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan: 1. Modul ini dibuat sebagai bahan ajar materi molekul dasar pewarisan sifat untuk peserta didik sebelum pembelajaran bersama guru dimulai. 2. Modul ini terdiri dari 3 kegiatan belajar, pelajari secara berurutan 3. Kerjakan evaluasi yang telah disediakan 6

PETA KONSEP PEWARISAN SIFAT MATERI GENETIK HUKUM PEWARISAN Penerapan SIFAT Pewarisan sifat Kromosom pada makhluk Gen Persilangan DNA Monohibrida hidup RNA Persilangan Dihibrida Pemuliaan pada tanaman Pemuliaan pada hewan 7

Kegiatan Belajar 1 Molekul Dasar Pewarisan Sifat Makhluk Hidup Kompetensi dasar 3.3 Menerapkan konsep pewarisan sifat dalam pemuliaan dan kelangsungan makhluk hidup Indikator 3.3.4 Menganalisis hubungan antara kromosom, gen, DNA, RNA dan karakteristik makhluk hidup. Petunjuk mempelajari kegiatan belajar 1 1. Pelajari uraian materi yang ada dimodul ini. 2. Pada saaat pembelajaran bersama guru kaitkan uraian materi di modul ini dengan tayangan video yang diberikan tentang molekul dasar pewarisan sifat pada makhluk hidup pada link youtube https://www.youtube.com/watch?v=cJUti1yUImUyang 3. Diskusikan bersama temanmu pertanyaan-pertanyaan yang telah disiapkan, kemudian tuangkan hasil diskusimu dalam catatan 4. kerjakan soal-soal latihan yang telah tersedia, kemudian kumpulkan jawabannya melalui googleclassroom 8

Molekul Dasar Pewarisan sifat Pada makhluk hidup A. Materi genetik pewarisan sifat Materi genetik adalah gen yang merupakan sepotong DNA yang membawa informasi suatu sifat dan gen tersebut terdapat di dalam kromosom. Materi genetik memegang peranan penting dalam proses pewarisan sifat. Setiap sifat dan karakteristik yang ada pada setiap orang adalah warisan dari orang tua yang diwariskan melalui materi genetik. Molekul yang berperan sebagai materi genetik adalah asam nukleat, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). Pada suatu untai DNA terdapat unit instruksi atau perintah yang mempengaruhi sifat atau yang menentukan karakteristik setiap makhluk hidup yang disebut gen. Jadi, keseluruhan informasi genetik yang menentukan karakteristik makhluk hidup juga disimpan dalam DNA. Molekul yang mendasari pewarisan sifat meliputi kromosom, gen, DNA, dan RNA. 1. Kromosom Kromosom terdapat di dalam nukleus berupa benda – benda halus berbentuk lurus atau bengkok. Bahan yang menyusun kromosom yaitu kromatin. Berdasarkan bentuknya, kromosom digolongkan menjadi enam macam, yaitu:  Bentuk bulat  Bentuk batang  Bentuk cerutu  Bentuk huruf V  Bentuk koma  Bentuk huruf L Berdasarkan letak sentromernya, kromosom dibedakan menjadi empat macam, yaitu:  Metasentris, sentromer terletak di tengah – tengah kromosom sehingga kromosom berbentuk seperti huruf V  Subsmetasentris, sentromer terletak submedian atau kira-kira ke arah salah satu ujung kromosom sehingga kromosom berbentuk seperti huruf J.  Akrosentris, sentromer terletak pada subterminal atau di dekat ujung kromosom sehingga kromosom berbentuk seperti batang  Telosentris, sentromer terletak pada ujung kromosom. Kromosom memiliki fungsi yang sangat banyak diantaranya, yaitu 9

1. menyimpan materi genetik 2. Menetukan jenis kelamin 3. Berperan penting dalam proses transkripsi DNA untuk melakukan sintesis protein 4. Berperan dalam proses pembelahan sel 5. Memastikan masing-masing sel yang telah membelah mendapatkan gen yang sama 2. Gen terdiri atas sepenggal DNA yang menentukan sifat individu melalui pembentukan polipeptida. Setiap gen pada organisme mengendalikan produksi suatu enzim khusus. Enzim – unzim itu akan melakukan semua kegiatan metabolisme organisme tersebut sehingga mengakibatkan perkembangan suatu struktur dan fisiologi yang khas, yaitu fenotipe organisme tersebut. Beberapa fungsi gen antara lain:  Sebagai zarah tersendiri yang ada pada kromosom  Menyampaikan informasi genetik dari induk kepada keturunannya  Mengatur proses metabolisme dan perkembangan 3. DNA (Deoxyribonucleic Acid) DNA adalah pembawa sebagian besar atau seluruh sifat – sifat genetik di dalam kromosom. DNA terdapat di dalam nukleus dan bersama senyawa protein membentuk nukleo protein. Selain di dalam nukleus, molekul DNA juga terdapat dalam mitokondria, plastid, dan sentriol. Beberapa fungsi DNA antara lain: 10

 Membawa informasi genetik  Membentuk RNA  Mengontrol aktivitas sel baik secara langsung maupun tidak langsung  Berperan penting dalam proses sintesis protein DNA adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Banyak sekali manfaat DNA, terutama dalam hal masalah pengidentifikasi makhluk hidup. Seiring perkembangan teknologi, maka penggunaan DNA juga semakin berkembang dan bermanfaat bagi kehidupan. DNA terletak di dalam inti sel. DNA merupakan untaian yang sangat panjang. Agar DNA dapat tersusun didalam inti sel yang kecil, untaian DNA ini melilit pada protein yang disebut protein histon. Lilitan DNA dengan protein histon membentuk benang-benang kromatin. Pada saat sel akan membelah, benang-benang kromatin ini akan memadat sehingga membentuk kromosom. Oleh karena itu, kita dapat melihat struktur kromosom pada saat sel akan membelah. 4. RNA (Ribonucleic Acid) RNA merupakan seutas benang tunggal yang tersusun atas molekul gula ribosa, gugus fosfat, dan asam nitrogen. RNA banyak terdapat dalam sitoplasma terutama ribosom walaupun ada pula beberapa di antaranya dalam nukleus. Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA terbagi menjadi tiga macam, yaitu: a. RNA duta (RNA-d) 11

RNA duta adalah RNA yang menjadi model cetakan dalam proses penyusunan asam amino pada rantai polipeptida atau sintesis protein. b. RNA ribosom (RNA-r) RNA ribosom adalah RNA yang terdapat dalam sitoplasma tepatnya di ribosom dan berfungsi mengatur proses sintesis protein. c. RNA transfer (RNA-t) RNA transfer adalah RNA yang berfungsi untuk menerjemahkan kodon yang terdapat dalam RNA-d menjadi satu jenis asam amino. Selain itu, RNA transfer juga berfungsi untuk mengangkut asam amino ke permukaan ribosom pada saat translasi. B. Struktur DNA dan RNA Penemuan struktur DNA tak lepas dari penelitian dari Maurice Wilkins dan Rosalind Franklin yang menggunakan teknik kristalografi(difraksi) sinar-X untuk mempelajari struktur DNA pada tahun 1950 hingga 1953. Berdasarkan penelitian Rosalind Franklin, pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson mengemukakan bahwa DNA memiliki struktur seperti suatu untai ganda yang membentuk heliks atau bentuk ulir. Asam nukleat baik DNA maupun RNA terdiri dari subunit nukleotida. Masing-masing nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula dan basa nitrogen. Pada DNA gulanya berupa gula deoksiribosa, sedangkan pada RNA gulanya adalah gula ribosa. Nukleotida ini dapat dibagi menjadi struktur yang lebih kecil disebut nukleosida. Satu unit nukleosida tersusun atas gula dan basa nitrogen (tanpa gugus fosfat). Ada empat senyawa basa nitrogen yang menyusun DNA yaitu adenin (A) yang selalu berpasangan dengan timin (T), serta guanin (G) yang selalu berpasangan dengan sitosin (C). Basa nitrogen adenin dan guanin dikelompokkan dalam basa purin, sedangkan timin dan sitosin dikelompokkan dalam basa pirimidin. Pada RNA tidak terdapat basa nitrogen timin (T), basa nitrogen timin ini pada RNA digantikan oleh basa nitrogen urasil (U). Struktur DNA yang heliks terbentuk karena adanya beberapa jenis ikatan kimia. Antara untai DNA diikat oleh ikatan hidrogen. Antara basa nitrogen dan gula diikat oleh ikatan glikosida, sedangkan antar nukleotida dihubungkan dengan ikatan fosfodiester. Jika struktur DNA adalah heliks ganda, sedangkan RNA hanya terdiri atas satu untai saja, sehingga struktur RNA tidak membentuk helix ganda. Meskipun banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan dengan DNA, antara lain yaitu (Poedjiati, 1994): 1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa. 2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda, bentuk molekul RNA berupa rantai tunggal yang terlipat, sehingga menyerupai rantai ganda. 3. RNA mengandung basa adenin, guanin dan sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA mengandung urasil. 4. Jumlah guanin dalam molekul RNA tidak perlu sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama dengan urasil. C. Peranan Materi Genetik dalam Penentuan Sifat Dalam pewarisan sifat dari generasi ke generasi berikutnya mengikuti pola tertentu yang khas bagi setiap makhluk hidup. Pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya 12

disebut hereditas. Cabang biologi yang khusus mempelajari tentang hereditas adalah genetika. Dalam pewarisan sifat dikenal istilah sifat dominan dan sifat resesif. Sebagai contoh, karakter jenis cuping yang terpisah dapat dikatakan mampu menutupi atau mengalahkan karakteristik jenis cuping telinga melekat. 1. Karakter yang mampu mengalahkan atau menutupi karakter yang lain disebut sifat dominan. 2. Karakteristik yang kalah (dalam fenomena ini karakter cuping melekat) disebut sifat resesif. 3. Gen dominan ditulis dengan huruf kapital, sedangkan gen resesif ditulis dengan huruf biasa (kecil). Misalnya karakter cuping yang terpisah dikode oleh gen G (dominan) sedangkan karakter cuping yang melekat dikode oleh gen g (resesif). 4. Variasi atau bentuk alternatif dari gen-gen (pada hal ini yaitu gen G dan gen g) disebut alel. Sifat-sifat atau karakter yang terlihat oleh mata seperti bentuk rambut, warna kulit, dan jenis cuping telinga disebut fenotip. Fenotip merupakan perwujudan “ekspresi” dari gen. Sedangkan, susunan informasi genetik (gen) dari suatu individu yang mengkode karakter- karakter fisik disebut genotip. Untuk lebih memahami pengaruh materi genetik terhadap karakteristik setiap makhluk hidup dapat dilakukan dengan cara mengamati karakteristik yang ada pada anggota keluarga dengan menggunakan karakter sebagai berikut. No. Karakteristik Keterangan 1. Warna Kulit Kuning langsat, putih, sawo matang, hitam. 2. Bentuk wajah Bulat, lonjong (oval) 3. Ukuran mata Bulat, sipit 4. Postur tubuh Tinggi, gemuk, pendek, kurus 5. Perlekatan cuping telinga Melekat, terpisah 6. Warna iris mata Coklat, hitam, biru, hijau, kuning, 7. Ketebalan alis Tebal, tipis 8. Bentuk hidung Mancung, pesek (tidak mancung) 9. Bentuk rambut Lurus, bergelombang/ ikal, keriting 10. Kemampuan menyatukan lidah (membentuk Bisa, tidak bisa huruf O) 11. Ada tidaknya lekukan pada pipi saat senyum Ada, tidak ada 12. Kebiasaan penggunaan tangan Kanan, kiri (kidal) 13. Bintik-bintik pada muka Ada, tidak ada 14. Jenis Ibu jari Lurus, bengkok Dari tabel di atas kita dapat melihat bahwa jika orang tua memiliki jenis cuping telinga yang melekat, maka semua anaknya juga memiliki jenis cuping telinga yang melekat. 13

Jika salah satu dari orangtua memiliki jenis cuping telinga yang terpisah maka semua anaknya memiliki jenis cuping telinga yangterpisah, namun ada juga kejadian salah satu anaknya memiliki jenis cuping telinga yang melekat. Susunan kromosom pada sel penyusun tubuh berbeda dengan susunan kromosom pada sel kelamin (sel telur atau ovum dan sel sp*rma). Kromosom pada sel tubuh susunannya berpasangan. Keadaaan kromosom yang berpasangan disebut dengan diploid (di = dua), sedangkan susunan kromosom pada sel kelamin tidak berpasangan dan disebut dalam keadaan haploid . Keadaan diploid ditulis dengan simbol 2n dan keadaan haploid ditulis dengan simbol n. Sehingga kromosom sel kelamin jumlahnya setengah dari kromosom sel tubuh. Jumlah kromosom sel tubuh sebanyak 23 pasang. Karena dalam keadaan diploid atau 2n, jumlah total kromosomnya 23 x 2 = 46 buah kromosom. Kromosom nomor 1 sampai nomor 22 disebut autosom (kromosom tubuh), sedangkan kromosom nomor 23 disebut gonosom (kromosom kelamin). Kromosom nomor 23 (gonosom) inilah yang membedakan laki-laki atau perempuan. Dalam ilmu biologi, laki-laki diberi simbol ♂ (atau jantan pada hewan dan tumbuhan), dan perempuan diberi simbol ♀ (atau betina pada hewan dan tumbuhan). Penulisan kromosom kelamin atau gonosom laku-laki ditulis dengan pasangan huruf XY dan untuk perempuan ditulis dengan pasangan huruf XX. Kariotipe atau susunan kromosom laki-laki dapat ditulis dengan rumus 22AA + XY dan untuk perempuan ditulis dengan rumus 22AA + XX. Karena pada sel kelamin kromosom tidak dalam keadaan berpasangan (haploid), maka kariotipe (susunan kromosom pada sel) sel kelamin jantan (sel sperma) yaitu 22A + X atau 22A + Y, sedangkan kariotipe sel kelamin betina (sel ovum) yaitu 22A + X. Gen-gen pada kromosom kelamin Y memiliki peranan penting dalam menentukan jenis kelamin pada manusia. Pada sel ovum hanya terdapat autosom dan kromosom kelamin X saja. Jadi, ketika sel telur yang mengandung kromosom kelamin X bertemu dengan sel sperma yang mengandung kromosom kelamin X maka akan menghasilkan anak (keturunan) dengan jenis kelamin perempuan (XX). Jika sel telur yang mengandung kromosom kelamin X bertemu dengan sel sperma yang mengandung kromosom kelamin Y maka akan menghasilkan anak (keturunan) dengan jenis kelamin laki-laki (XY). Keturunan dalam proses pewarisan sifat dapat disebut dengan filial (F), sedangkan orangtua atau induk disebut dengan parental (P). 14

Diskusikan 1. Mengapa wajah kita mirip dengan orang tua kita? 2. Apakah anak kembar yang identik memiliki DNA yang identik? 3. Apakah sama kromosom antara laki-laki dan perempuan, kemukakan alasanmu? 4. Tahukah kamu penyakit yang disebabkan oleh kelainan kromosom? D. RANGKUMAN 1. Molekul yang mendasari pewarisan sifat meliputi kromosom, gen, DNA, dan RNA. 2. DNA memiliki struktur seperti suatu untai ganda yang membentuk heliks atau bentuk ulir sedangkan RNA hanya terdiri atas satu untai saja 3. Pewarisan sifat dari induk kepada keturunannya disebut hereditas E. EVALUASI Jawablah soal berikut ini dengan tepat 1. Mengapa wajah kita mirip dengan orang tua kita? 2. Gambarkan struktur bentuk DNA dan RNA pada makhluk hidup? 3. Jelaskan 4 senyawa yang menyusun basa nitrogen? 4. Berikan contoh sifat genotip dan fenotip 5. Jelaskan kromosom berikut ini a. autosom b. gonosom 15

Kegiatan Belajar 2 Hukum Pewarisan sifat Kompetensi dasar 3.3 Menerapkan konsep pewarisan sifat dalam pemuliaan dan kelangsungan makhluk hidup Indikator 3.3.6 menentukan hasil persilangan monohibrida dan dihibrida melalui diagram sesuai dengan hukum pewarisan sifat 3.3.7 menerapkan hukum mendel pada pewarisan sifat makhluk hidup Petunjuk mempelajari kegiatan belajar 2 1. Pelajari uraian materi yang ada dimodul ini. 2. Pada saaat pembelajaran bersama guru kaitkan uraian materi di modul ini dengan tayangan video yang diberikan tentang persilangan monohibrid dan persilangan dihibrida pada link youtube link https://www.youtube.com/watch?v=uHa6mhMkYpo dan link https://www.youtube.com/watch?v=mxq4bA6zNsY 3. Diskusikan bersama temanmu pertanyaan-pertanyaan yang telah disiapkan, kemudian tuangkan hasil diskusimu dalam catatan 4. kerjakan soal-soal latihan yang telah tersedia 16

Hukum Pewarisan Sifat A. Hukum Mendel Gregor Johann Mendel lahir tanggal 22 Juli 1822 di kota kecil Heinzendorf di Silesia, Austria. (Sekarang kota itu bernama Hranice wilayah Republik Ceko.) Gregor Johann Mendel merupakan seorang biarawan berkebangsaan Austria, yang berjasa besar dalam memperkenalkan ilmu pengetahuan tentang pewarisan sifat atau disebut genetika. Hukum genetika yang diperkenalkan Mendel dikenal dengan hukum I Mendel dan hukum II Mendel. Dari penemuannya ini, Mendel dikukuhkan sebagai Bapak Genetika. Selama delapan tahun (1856–1864) Mendel melakukan penelitian persilangan pada tanaman ercis atau Pisum sativum (kacang kapri). Mendel memilih tanaman ercis untuk percobaannya sebab tanaman ercis masa hidupnya tidak lama hanya berkisar setahun, mudah tumbuh, memiliki bunga sempurna sehingga terjadi penyerbukan sendiri yang akan menghasilkan galur murni (keturunan yang selalu memiliki sifat yang sama dengan induknya), dan mampu menghasilkan banyak keturunan. Hasil percobaannya diumumkan pada tahun 1865, dan sejak tahun itu ilmu tentang keturunan tumbuh dengan teori-teori yang lebih ilmiah. Tanaman ercis memiliki tujuh sifat dengan perbedaan yang mencolok yaitu: Batang tinggi atau kerdil (pendek), buah polongan berwarna kuning atau hijau, bunga berwarna ungu atau putih, letak bunga aksial (sepanjang batang) atau terminal (pada ujung batang), biji masak berwarna hijau atau kuning, permukaan biji bulat atau berkerut, dan kulit biji abu- abu atau putih. Simbol (tanda) yang sering digunakan dalam mempelajari genetika sebagai berikut : P : induk/parental (orang tua) F : keturunan/filial (fillus) F1 : keturunan pertama F2 : keturunan kedua Gen biasanya diberi simbol dengan huruf pertama dari suatu sifat. Gen dominan dinyatakan dengan huruf besar, sedangkan gen resesif dengan huruf kecil, misalnya: 17

T : simbol untuk gen yang menentukan batang tinggi t : simbol untuk gen yang menentukan batang kerdil Simbol tanaman ditulis dengan huruf dobel, misalnya: TT : simbol untuk tanaman berbatang tinggi tt : simbol untuk tanaman berbatang kerdil Dari perkawinan silang yang dilakukan Mendel pada tanaman ercis berbatang tinggi dengan yang berbatang kerdil, maka semua tanaman keturunan pertama seragam berbatang tinggi. Suatu tanda bahwa sifat batang tinggi mengalahkan sifat batang kerdil. Sifat demikian disebut sifat dominan, sedangkan sifat yang dikalahkan disebut sifat resesif. Jika keturunan pertama dibiarkan menyerbuk sendiri, didapatkan keturunan kedua yang memperlihatkan pemisahan sifat dengan perbandingan kira-kira 3/4 batang tinggi dan 1/4 batang kerdil. Percobaan Mendel tersebut di atas dapat diikuti secaragenetik seperti diagram perkawinan sebagai berikut: Dari diagram papan catur di atas, terlihat bahwa keturunan pada F2 adalah: TT = berbatang tinggi 2 Tt = berbatang tinggi tt = berbatang pendek/kerdil Dengan demikian perbandingan tanaman berbatang tinggi : batang kerdil = 3 : 1. Sifat keturunan yang dapat diamati atau lihat (misalnya warna, bentuk, dan ukuran) dinamakanfenotipe. Sedangkan sifat dasar yang tak tampak dan tetap (tidak berubah karena lingkungan) pada suatu individu dinamakan genotipe (misalnya TT dan tt). Anggota dari sepasang gen yang terletak pada posisi yang sama pada pasangan kromosom disebut alel. Misalnya T menentukan sifat tinggi pada batang, sedangkan t menentukan batang kerdil. Maka T dan t merupakan alel. Tetapi andaikan R adalah gen yang menentukan warna merah bunga, maka T dan r bukan alel. Homozigot ialah individu yang genotipenya terdiri dari alel yang sama (misalnya TT dan tt), sedangkan heterozigot adalah individu yang genotipenya terdiri dari pasangan alel yang tidak sama (misalnya Tt). Homozigot dapat dibedakan atas homozigot dominan (TT) dan homozigot resesif (tt). Fenotipe dua individu dapat sama meskipun genotipenya berbeda. Misalnya tanaman berbatang tinggi dapat mempunyai genotipe TT atau Tt. Untuk mengetahui sifat-sifat yang dominan dan resesif pada manusia, 18

B. Persilangan Monohibrida a. Sifat Dominan dan Resesif Perkawinan monohibrid ada yang menunjukkan sifat yang bersifat dominan saja atau resesif saja, jadi tidak ada sifat yang bersifat antara atau intermediet. Contoh : Tanaman kacang ercis berbunga merah dikawinkan dengan yang berbunga putih. Turunan pertamanya (F1) seluruhnya berbunga merah. Apabila turunan pertama disilangkan dengan sesamanya ternyata keturunan kedua (F2) terdiri atas tanaman ercis berbunga merah dan putih dengan perbandingan 3 : 1. Apabila gen untuk warna merah bunga dilambangkan M, sedangkan gen untuk warna putih dilambangkan m, proses penyilangannya akan tampak sebagai berikut. Maka perbandingan fenotipe F2 adalah bunga merah : bunga putih = 3 : 1. Sedangkan perbandingan genotipenya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1. Setiap genotipe yang mengandung M besar, maka akan berwarna merah. Maka gen M dan warna bunga merah bersifat dominan. Namun jika tidak mengandung M, maka termasuk warna putih artinya m bersifat resesif. b. Sifat Intermediet Persilangan monohibrid tidak selalu memperlihatkan sifat dominan resesif, tapi ada pula keturunan yang mempunyai sifat diantara keduanya. Contohnya pada perkawinan silang tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa). Jika sebuk sari berasal dari tanaman 19

homozigot berbunga merah (genotipe MM) disilangkan dengan putik dari tanaman homozigot berbunga putih (genotipe mm). Diagram persilangannya dapat digambarkan sebagai berikut. Maka perbandingan fenotipe F2 adalah bunga merah : bunga merah muda : bunga putih = 1 : 2 : 1. Sedangkan perbandingan genotipenya adalah MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1. 20

Warna bunga merah hanya terjadi bila gen M bertemu dengan M. Jika gen m bertemu dengan m dihasilkan bunga warna putih. Bila gen M bertemu dengan m dihasilkan keturunan dengan warna gabungan yaitu merah muda. Sifat ini disebut sifat intermediet. C. Persilangan Dihibrida Hukum II Mendel Pada percobaan berikutnya, Mendel menggunakan persilangan dengan dua sifat beda atau disebut persilangan dihibrid. Mendel mengawinkan dua kacang kapri yang memiliki dua sifat berbedaContohnya hasil percobaan Mendel pada biji tanaman ercis. Pada biji ercis, kamu dapat mengamati 2 sifat beda, yaitu bentuk biji dan warna biji. Kedua sifat beda itu ditentukan oleh gen gen sebagai berikut: B : gen untuk biji bulat b : gen untuk biji keriput K : gen untuk biji kuning k : gen untuk biji hijau Jika tanaman ercis berbiji bulat - kuning homozigot (BBKK) disilangkan dengan tanaman ercis berbiji keriput - hijau (bbkk), maka semua tanaman F1 berbiji bulat - kuning. Apabila tanaman-tanaman F1 ini dibiarkan menyerbuk sendiri, maka tanaman ini akan membentuk 4 macam gamet baik jantan maupun betina, masing-masing dengan kombinasi BK, Bk, bK, dan bk. Perhatikan diagram persilangan berikut. Pada F2 diperoleh 4 × 4 = 16 kombinasi, terdiri atas empat macam fenotipe yaitu tanaman berbiji bulat - kuning (9/16), berbiji bulat-hijau (3/16 bagian), berbiji keriput - kuning (3/16 bagian), dan berbiji keriput - hijau (1/16 bagian). 21

Jadi, pada persilangan dihibrid dapat disimpulkan bahwa pada F2 diperoleh: a. jumlah kombinasi : 16 macam b. jumlah genotipe : 9 macam c. jumlah fenotipe : 4 macam d. rasio perbandingan fenotipe antara biji bulat - kuning : biji bulat - hijau : biji keriput - kuning : biji keriput - hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1. D. Galur Murni Galur murni (pure line) adalah tumbuhan yang melakukan penyebukan sendiri dan menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat seperti induknya meskipun ditanam ulang beberapa kali, dan memiliki pasangan gen (alel) yang sama, yaitu dominan saja atau resesif saja. E. Rangkuman 1. Hukum genetika yang diperkenalkan Mendel dikenal dengan hukum I Mendel dan hukum II 2. Persilangan Monohibrida adalah persilangan yang memperhatikan satu sifat beda 3. Persilangan dihibrida adal persilangan yang memperhatikan dua sifat beda 4. Galur murni memiliki gen yang sama yaitu dominan dan resesif 22

F. Evaluasi 1. Mengapa Mendel lebih memilih kacang Ercis sebagai objek penelitiannya? 2. Diketahui gen B (hitam) lebih dominan terhadap gen b (putih) dan P (panjang) dominan terhadap p (pendek).Apabila induk jantan bergenotip hitam dan panjang homozigot disilangkan dengan induk betina bergenotip putih heterozigot, bagaimanakah perbandingan genotip dan fenotip F2 ? 3. Disilangkan Tanaman Mirabilis jalapa berwarna Kuning (KK) dengan Tanaman Mirabilis jalapa berwarna Putih (kk). Jika sifat kuning Dominan terhadap sifat putih. Tentukan: a. Persilangannya sampai dengan F2 b. Perbandingan Fenotipe dan genotipenya 4. Jelaskan perbedaan hukum I dan II Mendel 5. Disilangkan Antara Buah Mangga Rasa manis berbuah banyak (MMBB) dengan Mangga rasa masam berbuah sedikit (mmll). Jika rasa manis dominan terhadap rasa masam dan sifat banyak dominan terhadap sedikit. Tentukan: a. Persilangannya sampai dengan F2 b. Perbandingan Fenotip dan genotipnya 23

Kegiatan Belajar 3 Pewarisan Sifat Pada Pemuliaan Makhluk Hidup Kompetensi Dasar 3.3 Menerapkan konsep pewarisan sifat dalam pemuliaan dan kelangsungan makhluk hidup Indikator 3.3.13 menganalisis mekanisme pewarisan sifat dalam pemuliaan tanaman dan hewan Petunjuk mempelajari kegiatan belajar 3 1. Pelajari uraian materi yang ada dimodul ini. 2. Pada saaat pembelajaran bersama guru kaitkan uraian materi di modul ini dengan tayangan video yang diberikan tentang Pewarisan sifat pada pemuliaan makhluk hidup pada link https://www.youtube.com/watch?v=CGvjv46P_DY 3. Diskusikan bersama temanmu pertanyaan-pertanyaan yang telah disiapkan, kemudian tuangkan hasil diskusimu dalam catatan 4. kerjakan soal-soal latihan yang telah tersedia A. Pewarisan Sifat dalam Pemuliaan Tumbuhan 1. Pewarisan sifat dalam pemuliaan tumbuhan Pernahkah kamu mendengar varietas kedelai hibrida, padi hibrida atau jagung hibrida? Varietas hibrida merupakan suatu jenis tumbuhan yang merupakan keturunan dari persilangan antara dua atau lebih jenis tumbuhan yang memiliki karakteristik genetik yang berbeda. Persilangan ini tentunya juga berdasarkan pada penemuan yang dilakukan Mendel tentang hukum pewarisan sifat. Varietas hibrida ini dibuat untuk mengambil manfaat dari munculnya kombinasi yang baik dari induk-induk yang disilangkan. Padi hibrida dapat menghasikan beras lebih banyak daripada padi pada umumnya, lebih tahan terhadap lahan yang kering, lebih pulen, lebih wangi, dan lebih cepat dipanen. Contoh padi hibrida misalnya varietas Arize, Intani, , Bernas Prima, dan varietas IPB 4S. Selain padi juga ada jagung hibrida, misalnya Hibrida C 1, Hibrida CP 1 dan CPI 2, Hibrida IPB 4, Hibrida Pioneer 2, Malin, Metro, dan Varietas Bima. Jagung varietas Bima-14 Batara merupakan jagung hibrida unggul yang dihasilkan dari hasil persilangan galur atau jenis dari Balai Penelitian Sereal dengan galur hasil kerjasama dengan Syngenta, perusahaan asal Swiss yang bergerak dalam bidang agrobisnis termasuk biji dan bahan kimia pertanian serta terlibat aktif dalam penelitian di bidang gen-gen tumbuhan dan bioteknologi. 24

Padi Hibrida dan Jagung Hibrida Aplikasi pewarisan sifat pada tumbuhan dapat pula kita lihat pada pembibitan anggrek hibrida. Anggrek hibrida merupakan keturunan dari dua varietas, subspecies disebut hibrida intraspesifik. Anggrek hibrida yang merupakan keturunan dari dua spesies disebut hibrida interspesifik, dedangkan anggrek hibrida hasil persilangan dua genus disebut hibrida intergenerik. Anggrek hibrida hasil dari silangan dua spesies anggrek disebut juga hibrida primer (primary hybrid). Salah satu contoh pemulian tumbuhan adalah dalam penyiapan bibit pilihan melaui tahap pembuatan varietas hibrida. Perlu diketahui bahwa varietas hibrida merupakan salah satu jenis tanaman yang merupakan hasil keturunan yang dihasilkan dari persilangan antara dua jenis atau lebih yang mempuyai sifat genetik yang berbeda. Persilangan yang dilakukan sesuai dengan penemuan yang dilaksanakan oleh ilmuan yang bernama Mendel yaitu tentang pewarisan sifat. Seperti yang telah diterapkan oleh beberapa petani bahwa padi hibrida dapat menghasilkan panen beras mencapai 30 % lebih banyak jika dibandingkan dengan jumlah hasil panen tumbuhan padi pada umumnya. Jenis tanaman padi ini dapat bertahan hidup pada kondisi tanah yang kering, sehingga beras yang dihasilkan terasa pulen, lebih wangi, dan masa panen lebih cepat jika dibandingkan dengan jenis bibit padi biasanya. Adapun bibit unggul padi hibrida meliputi, varietas Arize, PPH, Intani, varietas IPB4S, dan bernas prima. Salah satu jenis padi hibrida varietas IPB4S merupakan varietas bibit unggulan yang telah diolah oleh Institut Pertanian Bogor (IPB). Tujuan utama dalam pengembangan bibit padi ini tidak lain 25

adalah sebagai tindakan untuk membantu pemerintah dalam menyelamatkan manusia dari peristiwa krisis pangan. Adapun keunggulan dari padi varietas yang telah dikembangkan dengan bibit padi biasa adalah sebagai berikut :  Tumbuhan akan tetap bertahan terhadap kekeringan lahan Dari beberapa macam lahan meliputi lahan tadah hujan pada ini mampu menyesuaikan hidup dengan baik  Kemampuan dalam menghasilkan panen sangat tinggi Jenis bibit padi varietas ini dapat menghasilkan padi saat panen mencapai 11,2 – 13,4 ton per hektar dengan hasil rata-rata panen 7 ton perhektar  Tidak mudah terserang penyakit tungro dan serangan hawar daun bakteri prototipe III Sangat cocok ditanam diberbagai jenis lahan pertanian  Padi varietas cocok ditanam di lahan gambut berrawa, di sekitar irigasi, dan tadah hujan  Padi yang dihasilkan lebih berisi. Padi atau gabah secara umumnya berbentuk langsing atau kecil-kecil.Tekstur beras ketika setelah di masak menjadi nasi yang pulen dan kadar amilosa yang cukup manis, sehingga sangat digemari oleh masyarakat Tidak hanya padi saja yang dapat dikembangkan, akan tetapi tumbuhan jagung pula dapat disilangkan untuk mendapatkan buah yang maksimal. Jenis jagung hibrida meliputi, Hibrida C1, Hibrida CP1 dan CP2, Hibrida IPB4, Hibrida Pioneer2, Malin, Metro dan varietas bima. Salah satu jenis jagung hibrida varietas bima merupakan hasil persilangan antara galur Balai Penelitian Sereal dengan galur hasil kerjasama dengan Syngenta yang menghasilkan bibit unggulan. B. Pewarisan Sifat dalam Pemuliaan Hewan Pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan merupakan suatu usaha pengembangan beternak yang dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas genetika. Secara umum kualitas genetika itu sendiri merupakan kemampuan peninggalan yang berasal dari yang tertua dan nenek moyang individu. Proses untuk melakukan pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan adalah sangat penting. Hal ini dapat mengembangkan dan menghasilkan hewan ternak yang mempunyai kualitas tinggi. Sebagai contoh pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan yang sering ditemukan adalah jenis hewan unggas yang mampu menghasilkan telur dengan jumlah yang cukup banyak dan sapi perah yang dapat menghasilkan susu dan daging yang sangat memiliki nilai gizi tinggi. Adapun teknik ataupun cara yang digunakan untuk pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan adalah dengan cara inseminasi buatan. Inseminasi buatan atau yang sering dikenal dengan istilah kawin suntik ini merupakan cara untuk memasukkan sperma yang sudah dicairkan dan melalui beberapa proses penyisihan yang berasal dari ternak jantan ke dalam saluran alat reproduksi hewan betina. Dengan menggunakan cara atau teknik inseminasi buatan ini dapat menghasilkan keturunan yang lebih banyak dari jenis hewan jantan yang 26

telah terpilih secara unggul jika dibandingkan dengan persilangan yang dilakukan secara alami. Adapun contoh lain dari pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan adalah pada ayam broiler. Jenis unggas ayam broiler ini dapat diklasifikasikan berdasarkan asal daerahnya, yaitu Inggris, Asia, Mediterania, dan Amerika. Secara umum ayam broiler yang ada di Indonesia merupakan berasal dari negara-negara tersebut. Golongan ayam broiler yang berasal dari Asia meliputi, jenis Brahma yang berasal asli dari negara India. Adapun kelompok ayam broiler yang berasal dari Inggris adalah sejenis Cornish. Ciri-ciri dari kelompok ayam broiler Cornish ini yaitu, bertubuh pendek dan dapat menghasilkan daging yang sangat banyak. Berbeda dengan kelompok ayam broiler yang berasal dari Amerika, yaitu Playmouth Rock. Jenis ayam broiler Playmouth Rock mempunyai ciri-ciri bulu putih keabu-abuan, memiliki ukuran tubuh yang cukup besar, menghasilkan jumlah telur yang lumayan banyak, dan cita rasa daging yang sangat lezat apabila setelah diolah. Kelompok ayam tersebut merupakan salah satu hasil persilangan antara ayam Black Cochin dengan jenis ayam Dominique. Pewarisan sifat juga berperan penting dalam pemuliaan hewan, yaitu dalam rangka untuk menghasilkan hewan ternak berkualitas tinggi, misalnya unggas yang mampu menghasilkan banyak telur atau sapi dengan kualitas susu dan daging yang baik. Sedang cara yang diterpakan pada hewan dikenal dengan istilah “cara untuk mendapatkan bibit unggul”. Cara untuk mendapatkan bibit unggul pada hewan pada prinsipnya yaitu persilangan antara dua individu yang berbeda ras/ varietas tetapi masih dalam satu spesies. Teknik ini dilakukan guna mendapatkan jenis unggul yang homozigot/ galur murni dengan menyilangkan dua varietas yang masing-masing memiliki sifat unggul, yang selanjutnya dilakukan seleksi untuk betul-betul mendapatkan sifat unggul dari kedua induknya dan yang homozigot / galur murni. Misalnya Sapi Madrasin. Definisi Madrasin adalah sapi hasil persilangan antara sapi Madura dengan sapi Limousin. Persilangan sapi ini diharapkan mampu memperbaiki sifat sapi dari induknya dimana sapi Madura yang sudah beradaptasi dengan cuaca Madura yang panas tetapi memiliki pertumbuhan yang kurang bagus dan Sapi Limousin yang secara iklim tidak sesuai di Madura tetapi memiliki pertumbuhan badan yang bagus / cepat. Diharapkan hasil persilangannya (Sapi Madrasin) memiliki sifat yang tahan terhadap cuaca panas / tropis dan pertumbuhan badannya cepat. Sapi Madrasin 27

C. RANGKUMAN 1. Salah satu contoh pemulian tumbuhan adalah dalam penyiapan bibit pilihan melaui tahap pembuatan varietas hibrida 2. varietas hibrida merupakan salah satu jenis tanaman yang merupakan hasil keturunan yang dihasilkan dari persilangan antara dua jenis atau lebih yang mempuyai sifat genetik yang berbeda 3. Aplikasi pewarisan sifat pada tumbuhan contohnya pembibitan anggrek hibrida 4. Pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan merupakan suatu usaha pengembangan beternak yang dimanfaatkan untuk meningkatkan kualitas genetika 5. Adapun contoh lain dari pewarisan sifat dalam pemuliaan hewan adalah pada ayam broiler D. Evaluasi 1. Pemuliaan tanaman padi (Oryza sativa) untuk mendapatkan bibit unggul berupa padi tahan kekeringan dengan cara memasukkan gen resisten kekeringan dari spesies tanaman padi lain dengan perantara mikroorganisme dikenal sebagai rekombinasi gen. Dua proses awal dalam rekombinasi gen adalah a. Isolasi DNA target- Insersi DNA target b. Insersi DNA target- Isolasi DNA target c. Transformasi DNA target- Isolasi DNA target d. Insersi DNA target- Ekspresi DNA target 2. Berikut ini beberapa contoh padi jenis unggul: 1. Bengawan 4. Sigadis 2. PB 5 5. IR 1561 3. Atomita 6. C4 Jenis padi unggul hasil penelitian IRRI adalah . . . a. 2 c. 5 b. 3 d. 6 3. Jenis padi penemuan Dr. H. Siregar, ilmuwan Indonesia, adalah . . . . a. Bengawan b. IR c. C4 d. PB 4. Pemuliaan tanaman yang melibatkan aktivitas persilangan dan seleksi pada tingkat individuadalah... a. Pemuliaan tanaman bioteknologi b. Pemuliaan tanaman konvensional c. Jawaban A dan B benar d. Jawaban A dan B salah 5. Semakin banyak keragaman genetik , maka semakin banyak ....... yang dapat ‘diciptakan’. a. Tanaman b. Varietas unggul c. Komunitas d. Gen unggul 28

DAFTAR PUSTAKA Ferdinand.P, Fictor.,Ariebowo, Moekti.2009.Praktis belajar biologi3.Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional. Nugroho , L. Hartanto. Biologi Dasar. Jakarta: Penebar Swadaya, 2004. Prawirohartono, Slamet.Sains Biologi. Jakarta: PT Bumi Aksara, 2007. Riandari Henny.2007.Sains Biologi.Solo:PT. Tiga Serangkai Syamsuri,I, dkk.2006.IPA Biologi .Malang:Erlangga http://bnetpwj.blogspot.com/2015/09/makalah-pewarisan-sifat-pada-makhluk.html diakses tanggal 2 Oktober 2020 https://www.mikirbae.com/2016/01/molekul-yang-mendasari-pewarisan- sifat.html#:~:text=Molekul%20yang%20berperan%20sebagai%20materi,dan%20RNA%20(ri bonucleic%20acid). diakses tanggal 2 Oktober 2020 https://materikimia.com/4-molekul-yang-mendasari-pewarisan-sifat/ diakses tanggal 2 Oktober 2020 https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/Pewarisan-Sifat- 2016/menu6.html diakses tanggal 2 Oktober 2020 29