BAB III HEREDITAS

BAB III
HEREDITAS

A. PENDAHULUAN
Hereditas berarti penurunan sifat genetik dari orang tua ke anak. Ilmu yang mempelajari hereditas disebut genetika.

B. MATERI GENETIK
Didalam sel terdapat senyawa organik seperti karbohidrat,lemak protein,dan asam nukleat. Dari beberapa asam nukleat yang ada sangkut pautnya dengan hereditas ada 2 yaitu DNA (deoxyribonucleid acid =asam deoksiribonukleat)dan RNA (ribonucleid acid=asam ribonukleat). Kedua asam nukleat tersebut yang bertanggung jawab membentuk protein serta mengontrol sifat-sifat keturunan. DNA dapat membentuk RNA yang berfungsi dalam sintesa protein. DNA,RNA,Gen dan Kromosom merupakan materi genetik yang bertanggung jawab terhadap pewarisan sifat genetik dari induk kepada keturunannya.

1.DNA (Deoxyribonucleid acid)
a. Struktur DNA
Penemu DNA dan RNA adalah Friederich Miescher (1869) yaitu seorang ahli kimia dari jerman yang melakukan penyelidikan terhadap susunan kimia dari nucleus. Nukleus pada mulanya bernama nukleid yang kemudian oleh Richard Altmann diubah namanya menjadi asam nukleat .
# struktur kimia DNA (gen) berupa tangga berpilin yang tersusun atas:
1. Gula dan fosfat.
2. Basa nitrogen, dengan pasangan tetapnya sebagai anak tangga:
G (guanin) dengan C (sitosin) dan T (timin) dengan A (adenin) yang
diikatkan oleh atom H
b.Replikasi DNA
DNA mampu membentuk DNA baru yang sama persis dengan DNA
lama.
Ada 3 hipotesis mengenai terjadinya replikasi DNA:
1.Teori konservatif
Teori ini menyatakan bahwa Doble Helix lama tetap dan langsung
membuat tiruannya.

2.Teori Dispersif.
Teori ini menyatakan bahwa Doble Helix lama terputus, lalu potongan tersebut memisah dan membentuk potongan baru. Potongan baru akan bersambungan dengan potongan lama dan membentuk Double Helix yang baru
3.Teori semikonservatif.
Teori ini menyatakan bahwa Double Helix lama terputus dan masing-masing pita lama akan berpasangan dengan pita baru membentuk Double Helix baru yang sama persis.

2. RNA(Ribonucleid acid)
RNA mempunyai daya serap / obsorbsi maximal terhadap sinar ultraviolet. Menurut tempat dan peranannya RNA ada 3 macam :
a. RNA duta (RNAd) disebut mRNA ( messengerRNA) yang berfungsi
membawa kode genetik dari DNA. mRNA terdapat pada nucleus.
b. RNA ribosom (rRNA). Berperan dalam sintesa protein. rRNA terdapat
didalam ribosom.
RNA transfer (tRNA) berperan mengikat asam amino. tRNA terdapat pada sitoplasma.
# Perbedaan antara DNA dan RNA.
DNA (Deoxyribonucleid acid)
1.Terdapat dalam nukleus .
2. Berupa rantai panjang dan ganda (double Helix).
3. Berperan penting dalam penurunan sifat dan sintesa protein.
4.Basa nitrogen terdiri atas Adenin (A) dan Guanin (G), serta Timin (T) dan Sitosin (S).

RNA(Ribonucleid acid)
1.Terdapat dalam sitoplasma.
2. Berupa rantai pendek dan tunggal.
3. Berperan erat dalam sintesa protein.
4. Basa nitrogen terdiri atas Adenin (A) dan Guanin (G) serta Urasil (U) dan
Sitosin (C).


3.Gen.
Gen merupakan unit terkecil dari makhluk hidup yang mengandung substansi hereditas yang terdapat pada lokus gen.
a. komponen penyusun gen :
Gen tersusun atas 3 komponen :
1. Rekon : komponen yang lebih kecil dari gen yang terdiri atas satu atau dua
pasang nukleutida.
2. Muton : komponen yang lebih kecil dari gen yang terdiri atas lebih dari 2
pasang nukleotida.
3. sistron : komponen yang lebih kecil dari gen yang terdiri atas ratusan
nukleotida.
Nukleotida adalah satuan monomer yang terdiri dari satu gula,satu basa nitrogen,dan satu fosfat.
# Fungsi gen :
1. Mengatur perkembangan metabolisme.
2. Menyampaikan informasi genetik kepada generasi berikutnya.
# Sifat gen :
1. Mengandung informasi genetik.
2. Dapat menduplikasi diri.
3. Merupakan zarah yang kompak di dalam kromosom.
4. Setiap gen menduduki tempat tertentu dalam kromosom.

4. Kromosom.
Kromosom terdiri atas dua kata yaitu krom:warna,dan soma: tubuh . Jadi kromosom adalah benda halus berbentuk lurus seperti batang / bengkok yang terdiri dari zat yang mudah mengikat zat warna didalam nukleus.
a. Ukuran dan jumlah kromosom.
Kromosom memiliki ukuran + 0,2-50 mikron, diameter 0,2-20 mikron. Jumlah kromosom didalam tubuh makhluk hidup satu dengan yang lain tidak sama .
# Struktur dan macam kromosom.
1. Monosentris : kromosom yang hanya memiliki sebuah sentromer.
2. Disentris : kromosom yang hanya memiliki dua sentromer.
3. Polisentris : kromosom yang memiliki banyak sentromer.


# Berdasarkan letak sentromer, kromosom dibagi menjadi 4:
1. Telosentrik : sentromer terletak diujung lengan kromosom. 2. Akrosentrik : sentromer terletak didekat ujung kromosom
2. Metasentris : sentromer terletak ditengah antara kedua lengan.
3. Submetasentrik : sentromer terletak agak ditengah sehingga panjang lengan tidak sama.

Struktur kromosom :
Keterangan
1. Kromonema : pita berbentuk spiral didalam kromosom.
2. Matriks : selubung pembungkus kromonema.
3. Kromomer : kromonema yang mengalami pembelahan. Kromomer berfungsi membawa sifat keturunan yang disebut lokus gen .
4. Kromiol : granula kecil ( butir- butir ).
5. Satelit : bagian yang merupakan penambahan pada ujung kromosom .
6. sentromer : bagian kromosom yang berfungsi sebagai tempat melekatnya benang yang berperan sebagai penggerak kromosom selama proses pembelahan sel.

Gambar macam-macam kromosom berdasarkan letak sentromernya :





Macam-macam kromosom.
Didalam sel terdapat 2 macam kromosom yaitu autosom dan gonosom . Autosom (kromosom tubuh ) yaitu kromosom yang tidak menentukan jenis kelamin individu . Gonosom adalah kromosom yang menentukan jenis kelamin individu .
Pada individu jantan pada umumnya pasangan kromosom sex tidak sama . Satu kromosom disebut kromosom x ( lurus berbentuk batang ) dan kromosom y ( bengkok pada ujungnya ) , sedangkan pada individu betina kedua kromosom sex berbentuk sama yaitu x .
Jumlah kromosom pada manusia 46 , 22 pasang ( 44 ) kromosom autosom dan sepasang kromosom gonosom .
1. Jika manusia tersebut laki-laki maka penulisan simbol kromosomnya adalah 22AA + xy atau 44A + xy atau 46 artinya seorang laki- laki mempunyai 22 pasang kromosom autosom dan sepasang kromosom gonosom .
2. Jika manusia tersebut perempuan maka penulisan simbol kromosom adalah 22AA + xx atau 44A + xx artinya seorang perempuan mempunyai 22 pasang kromosom autosom dan sepasang kromosom gonosom .

C. PEMBELAHAN SEL
Pembelahan sel ( reproduksi sel ) ada dua macam :
1. Mitosis : proses pembelahan yang menghasilkan 2 sel anakanyang masing-masing memiliki sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan sel induk.
# Pembelahan mitosis terjadi melalui beberapa fase :
a. Profase : pada fase ini sel yang akan membelah menunjukkan gejalanya yaitu membentuk 2 sentriol dari sentrosom . Dimana satu bagian tetap berada ditempatnya sedangkan yang satu bergerak menuju kearah kutub yang berlawanan . setiap sentriol memancarkan serabut berupa filamen ( benang spidel ) .
b. Metafase : pada fase ini membran sudah menghilang . Kromosom berada dibidang ekuator dengan sentromer seolah berpegang pada benang .
c. Anafase : pada fase ini kromatid bergerak menuju kearah kutub yang berlawanan dan lengan kromosom ( benang ) mengikuti dibelakangnya .
d. Telofase : pada fase ini kromatid berkumpul pada kutub . benang menghilang .
e. Interfase : fase interfase disebut fase istirahat . sebutan ini sebenarnya kurang pas, karena pada fase ini , sel justru mempersiapkan diri mengumpulkan materi dan energi untuk melakukan pembelahan .
Gambar :


2. Meiosis : proses pembelahan sel dengan dua kali pembelahan menghasilkan 4 sel anakan yang masing-masing memiliki separuh dari jumlah kromosom sel induk .
# Pembelahan secara meiosis melalui beberapa tahapan :
a. Meosis 1 yang meliputi :
1. Leptonema : benang kromatid menjadi kromosom.
2. Zigonema : kromosom yang homolag ( sama ) akan berdekatan dan
bergandengan .
3. Pakinema : kromosom homolog mengganda tetapi masih dalam satu
ikatan .
4. Diplonema : kromatid dari tiap belahan kromosom memendek dan
membesar .
5. Diakinesis : sentrosom membentuk 2 sentriol yang masing –masing
membentuk benang gelendong . satu bagian berada tetap ditempat dan
yang satu bergerak menuju kearah kutub yang berlawanan .
b. Meiosis 11.
Mekanisme pembelahan sel pada meiosis kedua sama dengan pada meiosis
pertama .

3 . Perbedaan antara mitosis dengan meiosis .
Faktor pembanding Mitosis Meiosis
a. Tujuan - untuk memperbanyak sel dan
pertumbuhan . - untuk membentuk sel
gamet .
b. Tempat terjadi - pada tumbuhan terjadi
dimeristem.
- pada sel hewan terjadi di sel
tubuh. - pada tumbuhan terjadi
di benang sari dan
putik.
- pada hewan terjadi di
sel kelamin.
c. Tahap pembelahan - melalui serangkaian tahapan
mulai dari profase, metafase,
anaphase, dan telofase. - melalui dua rangkaian
yaitu meiosis pertama
dan meiosis kedua.
d. Hasil - 2 sel anakan yang memiliki
jumlah kromosom seperti sel
induknya. - 4 sel anakan yang
memiliki setengah
jumlah kromosom sel
induknya.
GAMETOGENESIS

a. Gametogenesis pada tumbuhan .
Pada tumbuhan tingkat tinggi ( tumbuhan bunga ), benang sari (alat kelamin jantan ) terdiri atas kepala sari ( anter ) dan tangkai sari (filamen ). Didalam kepala sari terdapat serbuk sari, setiap serbuk sari mengandung satu sel dan satu inti yang siap membuahi. Peristiwa pembentukan gamet jantan disebut mikrosporogenesis.
Putik ( alat kelamin betina ) terdiri dari kepala putik ( stigma), tangkai putik
(stilus ), dan ovarium yang berisi bakal biji .
Didalam ovarium terdapat sel induk . sel induk membelah secara meiosis menghasilkan 4 anakan / sel . Dikeempat sel tersebut hanya ada satu sel yang bertahan sedangkan yang tiga mengalami degenerasi . Sel yang bertahan kemudian membelah menjadi 2,4,8. Selanjutnya tiga inti yang tersisa 2 bertindak sebagai pengiring dan yang satu membentuk ovum .

b. Gametogenesis pada hewan.
Gametogenesis berlangsung didalam alat kelamin jantan dan betina . Gametogenesis dibedakan menjadi dua :
1. Spermatogenesis ( pembentukan sperma )
Spermatogenesis berlangsung dalam alat kelamin jantan yaitu testis, didalam testis terdapat bagian yang disebut tubulus seminiferus . Pada bagian tersebut terdapat sel primordium ( kelompok sel yang belum dewasa yang nantinya akan membentuk struktur khusus . Sel primordium mengalami pembelahan secara mitosis membentuk spermatogonium ( induk sperma ) . Spermatogonium mengalami pembelahan secara mitosis membentuk sel spermatosit primer . Spermatosit primer mengalami pembelahan secara meiosis . Meiosis pertama menghasilkan dua anakan yang disebut spermatosit sekunder . Pada meiosis kedua setiap sel mengalami pembelahan dan menghasilkan dua anakan yang disebut spermatid . Spermatid mengalami maturasi (pematangan) membentuk spermatozoa .
2. Oogenesis
Oogenesis berlangsung didalam sel kelamin betina yaitu ovarium . didalam ovarium terdapat sel primordium . Sel primordium mengalami pembelahan secara mitosis membentuk oogonium . Oogonium mengalami pembelahan secara mitosis membentuk oosit primer . Oosit primer mengalami meiosis pertama membentuk dua anakan , yang satu disebut oosit sekunder dan yang satu disebut badan kutub primer . Kedua sel ini mengalami meiosis kedua . Oosit sekunder menghasilkan dua anakan , yang satu besar yaitu ootid dan yang satu kecil disebut badan kutub sekunder . Badan kutub mengalami degenerasi (kematian ) sedangkan ootid mengalami perkembangan menjadi ovum .

Skema :













.





D . Pewarisan sifat .

Pewarisan sifat menurut Mendel . Mendel merupakan ilmuwan yang banyak melakukan penelitian mengenai hereditas melalui persilangan . Persilangan antara induk jantan dengan induk betina disebut parental yang disimbulkan dengan huruf P ( huruf kapital ) . Hasil persilangan parental disebut fillius disimbulkan dengan huruf F ( huruf kapital ) . Persilangan antara induk jantan dan betina disebut P1dan filialnya disebut F1 . Persilangan antara F1 dengan betina F1 disebut P2 sedangkan filialnya disebut F2 . Pewarisan sifat menurut Mendel ada lima yaitu persilangan monohybrid , dihibrid , persilangan resiprok , backcross dan testcross .
a . Persilangan monohibrid .
Persilangan monohibrid ialah persilangan dengan satu sifat beda , contohnya persilangan antara tumbuhan berbatang tinggi dengan tanaman berbatang rendah . Berikut ini merupakan hasil persilangannya :
Parental ( P1 ) : TT >< tt
Tinggi Pendek
Gamet : T t
F1 ( generasi pertama ) : Tt
Tinggi
P2 : F1 >< F1
Tt >< Tt
Gamet : T T
t t
F2 :
T t

T TT Tt
t Tt tt

Ket :
T : merupakan simbol untuk gen yang menentukan batang tinggi .
t : merupakan symbol untuk gen yang menentukan batang pendek .
Jadi , pada persilangan monohibrid , diperoleh perbandingan 3 : 1 dengan perbandingan genotipe 1 : 2 : 1 .


b . persilangan dihibrid .
Persilangan dihibrid ialah persilangan dengan dua sifat beda , contohnya persilangan antara biji bulat berwarna kuning dengan biji kisut berwarna hijau . Gen B ( bulat ) dominant terhadap b ( kisut ) , dan K ( kuning ) dominant terhadap k ( hijau ) . Berikut ini merupakan hasil penyilangannya :

P1 : BBKK >< bbkk
( bulat , kuning ) ( kisut , hijau )

Gamet : BK bk
F1 : BbKk
( bulat , kuning )
P2 : F1 >< F1
BbKk >< BbKk
Gamet : BK , Bk , bK , dan bk .

F2 :
BK Bk bK bk

BK BBKK BBKk BbKK BbKk
Bk BBKk BBkk BbKk Bbkk
bK BbKK BbKk bbKK bbKk
bk BbKk Bbkk bb Kk bbkk

Fenotipe pada F2 :
a. bulat , kuning : no 1,2,3,4,5,7.9,10,13.
b. bulat , hijau : no 6,8,14.
c. kisut , kuning : no 11,12,15.
d. kisut , hijau : no 16 .
Rasio fenotipe :
Bulat kuning , bulat hijau , kisut kuning , kisut hijau : 9 : 3 : 3 : 1 .
Rasio genotipe : BBKK , BBKk , BbKK , BbKk , BBkk , Bbkk , bbKK , bbKk , bbkk = 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1 .



c . Persilangan resiprok .
Persilangan resiprok ialah persilangan antara gamet jantan dan betina dipertukarkan sehingga menghasilkan keturunan yang sama .
d . Persilangan backcross dan testcross .
Backcross ialah persilangan antara individu F1 dengan salah satu induknya ( induk dominant atau resesif ) , contohnya persilangan antara hitam dan putih . Berikut ini merupakan hasil penyilangannya :
P1 : Hh >< hh
( hitam ) ( putih )
Gamet : H h
H
F1 :
H h
h Hh hh
( hitam ) ( putih )

Hitam : putih = 1 : 1
Atau
P2 : Hh >< hh
Gamet : H H
h
H h
H HH Hh
( hitam ) ( hitam )

Testcross ialah perkawinan F1 dengan salah satu induyk yang resesif , contohnya persilangan antara hitam dengan putih . Berikut ini merupakan hasil penyilangannya :
P1 : HH >< hh
( hitam ) ( putih )
Gamet : H h
F1 : Hh
F2 : Hh >< hh
( hitam ) ( putih )
Gamet : H h
h

h
H Hh = hitam .
h hh = putih .
2 . Alel .
Alel ialah anggota dari pasangan gen yang memberi pengaruh yang sama atau berlawanan untuk suatu sifat . Jika individu homozigot , maka pasangan kedua alelnya mempunyai simbol yang sama persis misalnya BB , bb sedangkan pada individu heterozigot pasangan kedua alel memiliki simbol yang tidak sama , misalkan Bb , atau Rr . Namun ingat , Br atau Rr bukan alelnya . Berikut ini merupakan kromosom yang memperlihatkan alelnya :






3 . Alel ganda .
Alel ganda ialah suatu lokus yang dalam satu lokasi terdapat lebih dari satu pasang alel , contohnya alel pada kelinci dan golongan darah dengan sistem ABO . Alel ganda pada bulu kelinci ada empat yang masing – masing mempengaruhi warna bulu . Warna bulu kelinci dengan gen ( W ) mempunyai beberapa alel , contohnya
W : kelabu .
Wk : kelabu muda ( chinchilla )
Wh : himalaya ( berwarna putih , dengan ujung hidung , ujung telinga , ekor dan kaki berwarna kelabu gelap .
Gen W : albino ( tidak berpigmen ) .
Alel ganda pada golongan darah system ABO . Pada golongan darah ini terdaat 3 macam alel yaitu :
Golongan darah macam genotipe
AB IA IB
A IA IA , IA IO
B IB IB , IB IO
O IO IO

Dari tabel dapat diketahui :
Gen IA dominan terhadap IO.
Gen IB dominan terhadap IO.
Gen IO bersifat resesif .
Contoh , persilangan antara orang yang memiliki golongan darah A dengan orang yang memiliki golongan darah B . Maka kemungkinan keturunan yang dihasilkan memiliki golongan darah sebagai berikut :


P : IA IO >< IB IO
IA IB
IO IO
IA IB AB
IA IO A
IO IB B
IO IO resesif .
Karena IO bersifat resesif sehingga IO hilang . Jadi perkawinan antara pria bergolongan darah A heterozigot dengan wanita bergolongan darah B heterozigot , kemungkinan keturunan yang dihasilkan memiliki golongan darah AB , A , dan B .
4 . Pola hereditas .
a . Penyimpangan hokum Mendel .
Macam –macam penyimpangan hokum Mendel :

1 . Interaksi gen .
Interaksi gen merupakan dua gen atau lebih yang saling bekerja sama atau menghalang – halangi dalam memperlihatkan fenotipe . Interaksi gen mulanya ditemikan oleh William Bateson dan R.C. Punnet pada bentuk jengger ayam . Ada 4 bentuk jengger ayam :
a . bentuk biji ( pea ) dengan genotipe rrP-
b . bentuk mawar / gerigi ( rose ) dengan genotipe R-pp .
c . bentuk sumpel ( walmut ) dengan genotipe R-P- .
d . bentuk belah / tunggal ( single ) dengan genotipe rrpp .
persilangan antara ayam berjengger gerigi dengan biji , menghasilkan keturunan F1 bertipe sumpel . perhatikan skema berikut :
P1 : RRpp >< rrPP
( gerigi ) ( biji )

Gamet : Rp rP
F1 : RrPp
( sumpel )

Apabila terjadi persilangan antara F1 maka :
P2 : RrPp >< RrPp
Gamet : RP , Rp , rP , rp .
F2 :
RP Rp rP rp
RP RRPP RRPp RrPP RrPp
( sumpel ) ( sumpel ) ( sumpel ) ( sumpel )
Rp RRPp RRpp RrPP Rrpp
( sumpel ) ( gerigi ) ( sumpel ) ( gerigi )
rP RrPP RrPp rrPP rrPp
( sumpel ) ( sumpel ) ( biji ) ( biji )
rp RrPp Rrpp rrPp rrpp
( suympel ) ( gerigi ) ( biji ) ( belah )
Berdasarkan segi empat punnet diatas , perbandingan F2 adalah sebagai berikut :
Jengger sumpel : gerigi : biji : belah = 9 : 3 : 3 : 1 .

2 . Kriptomeri .
Kriptomeri ialah peristiwa pembastaran dimana suatu faktor dominan tertutup oleh faktor dominan lain dan baru tampak jika tidak bersama dengan faktor penutup .
Contohnya bunga merah disilangkan dengan bunga putih maka hasilnya adalah bunga ungu . Jika bunga merah disimbolkan dengan ( AAbb ) dan bunga putih ( aaBB ) maka bunga ungu ( AaBb ) .Dengan ketentuan tersebut maka dapat kita buat persilangannya sebagai berikut :
P1 : AAbb >< aaBB
( merah ) ( putih )
G : Ab aB
F1 : AaBb
( ungu )
P2 : AaBb >< AaBb
G : AB , Ab
aB , ab
F2 :
AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb
Dari hasil penyilangan tersebut diperoleh perbandingan :
Rasio genotipe : ungu , merah , putih , putih = 9 : 3 : 3 : 3 : 1 .
Rasio fenotipe : 9 : 3 : 4 .

3 . Epistasis – hipostasis .
Epistasis – hipostasis ialah peristiwa dimana gen dominan menutupi gen dominan lain yang bukan alelnya . Faktor pembawa sifat yang menutupi disebut epistasis , yang tertutup disebut hipostasis . Contohnya , gandum berkulit biji warna hitam disilangkan dengan gandum berkulit biji warna kuning . Dimisalkan :
H : gen kulit biji warna hitam .
h : gen kulit biji warna putih .
K : gen kulit biji warna kuning .
k : gen kulit biji warna putih .
Maka :
P1 : HHkk >< hhKK
( hitam ) ( putih )
G : Hk hK
F1 : HhKk
( hitam )
P2 : HhKk >< HhKk
G : HK , Hk
hK , hk
F2 :
HK Hk hK hk
HK HHKK HHKk HhKK HhKk
Hk HHKk HHkk HhKk Hhkk
hK HhKK HhKk hhKK hhKk
hk HhKk Hhkk hhKk hhkk


Rasio genotipe :
a . gandum berkulit biji hitam ( H-K- ) = 9 .
b . gandum berbiji kulit hitam ( H-kk ) = 3 .
c . gandum berkulit biji kuning ( hhK- ) = 3 .
d . gandum berkulit biji putih hhkk ) = 1 .
Jadi didalam persilangan ini didapatkan keturunan dengan perbandingan fenotipe : 12 : 3 : 1 . Dengan demikian maka dapat disimpulkan bahwa :
H epistasis terhadap K
K epistasis terhadap h
K hipostasis terhadap H

4 . Polimeri .
Polimeri ialah gen dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri tetapi mempengaruhi bagian yang sama dari suatu organisme . Contohnya persilangan jenis gandum yaitu gandum bersekammerah dengan gandum bersekam hitam . Dimisalkan gandum bersekam merah adalah M1M2M2M2 sedangkan genotipe gandum bersekam putih adalah m1m1m2m2 . Maka persilangannya adalah sebagai berikut :
P1 : M1M1M2M2 >< m1m1m2m2
( merah ) ( putih )
G : M1M2 m1m2
F1 : M1m1M2m2
( merah )

5 . Gen komplementer .
Gen komplementer ialah interaksi antara 2 gen dominant , jika terdapat bersama-sama maka akan saling melengkapi sehingga muncul fenotip alelnya . Jika salah satu gen tidak ada , maka pemunculan sifat terhalang . Contoh perkawinan antara bisu tuli dengan wanita bisu tuli , ternyata keturunannya F1 semuanya normal . Perhatikan diagram dibawah ini :
P1 : RRbb >< rrBB
( bisu tuli ) ( bisu tuli )
G : Rb rB
F1 : RrBb
( normal )

P2 : RrBb >< RrBb
G : RB , Rb
rB , rb
F2 :
RB Rb rB rb
RB RRBB RRBb RrBB RrBb
Rb RRbb RRbb RrBb Rrbb
rB RrBB RrBb rrBB rrBb
rb RrBb Rrbb rrBb rrbb
Dari hasil penyilangan tersebut diperoleh perbandingan fenotipe = 9 : 7 .
b . Tautan gen .
Tautan gen ialah kromosom yang didalamnya terdapat lebih dari satu gen yang berbeda ( bukan alelnya ) yang mengendalikan sifat .

Contoh :







c. pindah silang .
pindanh silang ialah pindahnya suatu gen ke tempat yang bukan tempatnya. Contoh :






d. Tautan seks.
Berdasarkan komposisi kromosom kelamin dari suatu organisme, terdapat beberapa tipe penentuian jenis kelamin :


Tipe penentuan jenis kelamin .
1 . Tipe XY .
Tipe XY terdapat pada manusia dan lalat buah ( Drosophila melanogaster ) . Kedua organisme ini memiliki tipe kromosom gonosom yang sama , untuk yang jantan tipe XY sedangkan pada betina XX .
2 . Tipe XO .
Tipe XO terdapat pada serangga . Pemberian nama XO didasarkan pada jenis kromosom yang terdapat didalam tubuhnya . Untuk serangga betina memiliki 2 buah kromosom X sehingga disebut XX . Sedangkan serangga jantan hanya memiliki kromosom X sehingga disebut XO .
3 . Tipe ZW .
Tipe ZW terdapat pada burung , kupu – kupu dan ikan . Tipe ZW ini , sama dengan tipe XY . Untuk menghindari kekeliruan dengan tipe XX –XY maka pada tipe ini dipakai Z dan W . Burung betina ZW ( XY ) sedangkan burung jantan ZZ ( XX ) .
4 . Hereditas pada manusia .
Pewarisan sifat dari induk kepada anaknya ditentukan oleh gen autosom tanpa membedakan jenis kelamin . Sifat menurun pada manusia yang mengalami kelainan kemungkinan disebabkan oleh gen tertaut X . Ada beberapa sifat menurun pada manusia , yang kemungkinan disebabkan oleh gen tertaut X . Misalnya :
a . Buta warna .
Buta warna disebabkan oleh gen resesif cb ( dari kata “ color blind “ ) yang tertaut kromosom X . Untuk lebih jelasnya perhatikan genotipe dan fenotipe berikut ini :
X X = menunjukkan wanita normal .
X Xcb = menunjukkan wanita carrier ( pembawa sifat buta warna ) .
Xcb Xcb = menunjukkan wanita buta warna .
X Y = menunjukkan wanita normal .
Xcb Y = menunjukkan laki – laki buta warna .
Contoh :
Seorang laki – laki buta warna menikah dengan wanita normal , maka kemungkinan keturunan yang dihasilkannya adalah sebagai berikut :
P : Xcb Y >< XX
G : Xcb X
Y
F : X Xcb : wanita carrier .
XY : laki – laki normal .

b . Hemofili .
Hemofili yaitu suatu penyakit menurun yang menyebabkan darah sukar membeku . Gen H menyebabkan sifat normal pada darah . Sedangkan h menyebabkan hemofili . Kemungkinan genotype orang normal dan penderita hemofili :
Jenis kelamin normal hemofili .
Perempuan XHXH , XH Xh (carrier) Xh Xh.
Laki – laki XHY Xh Y .
Contoh :
Seorang wanita normal homozigot (XHXH) menikah dengan pria hemofili (Xh Y) , maka penyilangannya adalah sebagai berikut :
P : XH XH >< Xh Y .
G : XH Xh
Y

F : XH Xh = wanita carrier .
XH Y = laki laki normal .
c . Albino .
Penderita albino ditandai dengan proses pigmentasi yang tidak normal pada kulit . Jika kedua orang tua penderita albino maka dapat dipastikan melahirkan anak yang albino . Akan tetapi tidak tertutup kemungkinan kedua orang tua yang fenotipenya normal melahirkan anak albino .
Contohnya :
1 . Laki – laki albino menikah dengan wanita albino maka sudah dapat dipastikan anak yang dihasilkan albino .Berikut ini merupakan hasil penyilangannya :
Jika P = normal .
p = albino .
Maka hasil penyilangannya adalah :
P : pp >< pp
( albino ) ( albino )
G : p p

F : pp
2 . Seorang laki – laki normal menikah dengan wanita albino , maka kemungkinan keturunan yang dihasilkannya adalah sebagai berikut :
P1 : PP >< pp
( normal ) ( albino )
G : P p
F1 : Pp
( normal )
P2 : Pp Pp
G : PP = normal .
Pp = normal .
pP = normal .
pp = albino .

3 . Seorang laki laki normal menikah dengan wanita normal , maka kemungkinan keturunan yang dihasilkan adalah sebagai berikut :
P : Pp >< Pp
( normal ) ( normal )
G : PP = normal .
Pp = normal .
pP = normal .
pp = albino .
d . Brakidaktili , Sindaktili , Polidaktili .
Brakidaktili ialah cacat yang menyebabkan jari menjadi pendek . Sindaktili yaitu cacat yang menyebabkan jari tangan atau kaki saling berlekatan . Polidaktili yaitu cacat yang menyebabkan jumlah jari lebih dari lima .

MUTASI .

Mutasi adalah perubahan genetik ( gen / kromosom ) dari suatu individu yang bersifat menurun . Proses terjadinya mutasi disebut mutagenesis . Makhluk hidup yang mengalami mutasi disebut mutan , sedangkan faktor penyebab mutasi disebut mutagen . Mutasi umumnya bersifat merugikan . Mutasi ada 2 macam :

1 . Mutasi kromosom / gen .
Mutasi kromosom – gen yaitu perubahan genetik / mutasi yang disebabkan oleh perubahan struktur kromosom . Mutasi kromosom – gen ada 6 macam :
a . Delesi .
Delesi / defisiensi ialah mutasi karena kekurangan segmen kromosom . Contoh :




b . Duplikasi .
Duplikasi ialah mutasi karena kelebihan segmen kromosom . Contoh :


c . Translokasi .
Translokasi ialah mutasi yang mengalami pertukaran segmen kromosom ke kromosom nonhomolog . Contoh :




d . Inversi .
Inversi ialah peristiwa membaliknya beberapa urutan basa nitrogen dalam suatu kromosom . Contohnya :




2 . Mutasi alami dan buatan .
Mutasi alami ialah mutasi yang penyebabnya tidak diketahui . Mutasi ini terjadi secara spontan . Berikut ini merupakan contoh mutasi alami / spontan pada manusia :
a . Sindrom Turner .
Ciri – ciri : 1 . diderita oleh wanita ( jumlah kromosom 45 , 44 autosom dan kromosom sex – X .
2 . badan cenderung pendek .
3 . alat terlambat perkembangannya .
4 . sisi leher tumbuh embelan daging .
5 . bentuk kaki X
6 . kedua putting susu berjarak melebar .
7 . keterbelakangan mental .
b . Sindrom Klinefelter .
Ciri – ciri :
1 . diderita oleh pria ( kelebihan kromosom X sehingga fenotipenya XXY ) .
2 . bulu badan tidak tumbuh .
3 . testis mengecil , mandul .
4 . buah dada membesar .
5 . tinggi badan berlebihan .
6 . mengalami keterbelakangan mental .
c . Sindrom Jacob .
Ciri – ciri :
1 . diderita oleh pria ( kelebihan kromosom Y sehingga fenotipenya XYY ) .
2 . berperawakan tinggi .
3 . bersifat agresif .
d . Sindrom Down .
Ciri – ciri :
1 . bertelapak tebal seperti telapak kera .
2 . mata sipit miring kesamping .
3 . bibir tebal lidah menjulur .
4 . gigi kecil – kecil dan jarang .
5 . IQ rendah .
Mutasi buatan yaitu mutasi yang terjadi dengan campur tangan manusia. Proses perubahan gen atau kromosom secara sengaja diusahakan oleh manusia dengan zat kimia, sinar X, radiasi dan sebagainya sehingga sering disebut juga mutasi induksi.
Mutasi buatan dilaksanakan dengan pemotongan DNa pada organisme-organisme yang diinginkan. Mutasi buatan yang telah dihasilkan antara lain anggur tanpa biji, tomat tanpa biji, serta hewan atau tumbuhan poliploid (missal : kol poliploid).

BAB II METABOLISME

A. PENDAHULUAN
Metabolisme merupakan aktivitas hidup yang selalu terjadi pada setiap sel hidup. Metabolisme digolongkan menjadi 2 :
1. Anabolisme yaitu proses penyusunan energi di dalam tubuh
makhluk hidup.
2. Katabolisme yaitu proses pembongkaran energi untuk di ubah
menjadi energi lain yang diperlukan untuk menjalani aktivitas
hidup.
Perubahan yang terjadi pada proses anabolisme dan katabolisme dapat di percepat dengan suatu zat yang di sebut enzim.

B. ENZIM
1. Struktur,sifat, dan fungsi enzim.
Enzim terdiri atas bagian yang berupa protein (apoenzim) dan bagian lain yang bukan protein (gugus protestik). Bagian yang berupa protein bersifat termolabil yaitu tidak tahan panas. Sedangkan bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif . Apoenzim dan gugus prostetik merupakan suatu kesatuan yang disebut holoenzim. Namun ada pula enzim yang bagian apoenzim dan gugus prostetiknya yang tidak bersatu , gugus prostetik yang lepas disebut koenzim yang bersifat aktif seperti halnya gugus prostetik. Enzim berfungsi sebagai biokatalisator yang artinya dapat mempercepat reaksi biologi tanpa mengalami perubahan struktur kimia.
2. Cara kerja enzim.
Enzim bekerja dengan 2 cara :
a. Model kunci gembok (lock and key).
Enzim dimisalkan sebagai gembok karena memiliki bagian
kecil yang dapat berikatan dengan substrat. Bagian tersebut
disebut sebagai sisi aktif. Substrat dimisalkan sebagai kunci
karena dapat berikatan secara pas dengan sisi aktif.
b. Induksi pas (induced fit).
Sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan bentuk
substrat.
3. Faktor yang mempengaruhi kerja enzim.
a. Temperatur.
Karena enzim tersusun atas protein maka ia sangat peka terhadap temperatur. Temperatur yang terlalu tinggi menyebabkan denaturasi/kerusakan protein. Temperatur yang terlalu rendah menghambat reaksi.Pada umumnya temperature optimum enzim adalah 30 - 40 oC. Kebanyakan enzim tidak menunjukkan reaksi jika suhu turun sampai 0 oC. Namun enzim tidak rusak. Jika suhu normal kembali maka enzim akan aktif kembali. Enzim tahan pada suhu rendah namun dapat rusak pada suhu 50 0C.
b. Perubahan PH.
Perubahan PH dapat mempengaruhi perubahan as. Amino kunci pada sisi aktif enzim sehingga menghalangi sisi aktif bergabung dengan substratnya.
c. Konsentrasi enzim dan substrat.
Agar reaksi berjalan optimal maka perbandingan jumlah antara enzim dan substrat harus sesuai. Jika substrat terlalu banyak sedangkan enzim sedikit maka reaksi berjalan lambat bahkan ada substrat yang tidak terkatalisis. Semakin banyak enzim maka reaksi akan semakin cepat.
d. Inhibitor enzim (zat penghambat kerja enzim).
Ada 2 jenis inhibitor :
1. Inhibitor kompetitif.
Pada penghambat ini, zat penghambat mempunyai struktur yang mirip dengan struktur substrat. Dengan demikian substrat maupun zat penghambat akan berkompetisi untuk bergabung dengan sisi aktif enzim. Jika zat penghambat sudah berikatan dengan enzim maka substrat sudah tidak bisa berikatan dengan sisi aktif enzim.
2. Inhibitor non kompetitif.
Pada penghambat ini substrat sudah tidak dapat berikatan dengan enzim karena sisi aktif enzim sudah berubah bentuk.

C. KATABOLISME KARBOHIDRAT
Katabolisme karbohidrat (respirasi sel) meliputi 4 tahapan yaitu:
1.Glikolisis.
Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul glukosa menjadi asam pirufat.Glikolisis meliputi 2 proses:
a. Fosforilasi yaitu pengikatan gugus fosfat oleh molekul organic
yang menghasilkan fosfat organik.
b.Oksidasi yaitu pelepasan elektron/penambahan O2.
# Mekanisme tahapan dalam glikolisis.
Penambahan fosfat oleh ATP terhadap glukosa akan menghasilkan fruktosa. Fruktosa mengalami oksidasi dan fosforilasi menghasilkan 2 molekul BPG (bifosfogliserat),yang masing-masing memiliki satu ikatan fosfat berenergi tinggi. Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh 2 molekul ADP akan menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul PG (fosfogliserat).Pelepasan air menghasilkan 2 molekul PEP (fosfoenolpirufat) yang masing-masing memiliki ikatan fosfat berenergi tinggi . Pelepasan fosfat oleh molekul ADP menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul pirufat.
2. Reaksi antara.
Asam pirufat hasil glikolisis akan dioksidasi menghasilkan asetil dan mengubah NAD menjadi NADH.Asetil bergabung dengan koenzim A membentuk Asetil Ko-A.Reaksi ini menghasilkan molekul NADH yang akan digunakan untuk menghasilkan ATP. Asetil Ko-A yang terbentuk kemudian masuk kesiklus krebs.
3. Siklus krebs.
Didalam siklus krebs Asetil Ko-A bergabung dengan Oksaloasetat membentuk sitrat. Sitrat melepaskan dan menerima H2O menghasilkan isomersitrat (isositrat). Isositrat mengalami dekarboksilasi menghasilkan a-ketoglutarat. A-ketoglutarat melepaskan CO2 yang tersisa gugus suksinil. Gugus suksinil kemudian bergabung dengan Ko-A membentuk suksinil Ko-A. Suksinil Ko-A mengalami pemisahan molekul menjadi suksinat. Suksinat dioksidasi menjadi fumarat. Pada fumarat terjadi penambahan H2O membentuk malat. Malat teroksidasi menghasilkan oksaloasetat.
4. Transport elektron.
Pada sistem transport elektron, berlangsung pengepakan energi dari glukosa menjadi ATP. Reaksi ini terjadi didalam mitokondria.Krebs yang bergabung dengan FADH dan NADH diubah menjadi elektron dan proton.Pada sistem elektron ini, O2 yang berperan sebagai penerima elektron. Setelan menerima electron, O2akan bereaksi dengan H membentuk H2O.ATP yang dihasilkan dari respirasi sel sebanyak 38 ATP.

SKEMA KATABOLISME KARBOHIDRAT

ATP
+ Fosfat pada Glukosa
menghasilkan
Fruktosa
Fosfolilasi + Oksidasi
menghasilkan
BPG (Bifosfogliserat)
berubah menhadi
PG (fosfogliserat)
berubah menjadi
PEP (Fosfoenolpiruvat)
menghasilkan
Pirivat
Dioksidasi menghasilakan
Asetil
bergabung dengan Ko-A
Bergabung Asetil Ko-A Bergabung

Oksaloasetat Oksaloasetat
teroksidasi menhasilkan membentuk
Malat Sitrat
Terjadi penemabahan Pelepasan + Penerimaan
melekul H2O membentuk H2O Menghaslkan
Fumarat Isomer Sitrat Isositrat
dioksidasi menjadi pembelahan karbon menghasilkan
Suksinat A-Ketoglutarat
terjadi Pemishan menjadi pelepasan CO2 tersisa
Gugus Suksinil

bergabung Ko-A membentuk

D. ANABOLISME KARBOHIDRAT
Salah satu ciri pokok tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam menggunakan karbon untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan Karena proses pengubahannya memerlukan energi cahaya maka asimilasi karbon disebut juga fotosintesis. Fotosintesis adalah proses pengubahan bahan anorganik (H2O,dan CO2) oleh klorofil menjadi zat organik (karbohidrat) dengan bantuan cahaya. Peristiwa ini disebut juga anabolisme karbohidrat.
# Proses fotosintesis berlangsung melalui 2 tahapan:
1. Reaksi terang.
Reaksi ini terjadi jika ada cahaya. Klorofil menyerap energi cahaya dan digunakan untuk memecah molekul air (fotolisis) menjadi hidrogen dan oksigen.
2. Reaksi gelap.
Pada reaksi ini terjadi reduksi CO2 menjadi CH2O yang berlangsung tanpa cahaya. Reaksi ini tidak hanya terjadi pada malam hari, tetapi bisa pada siang hari yang berlangsung pada stroma.

E. KEMOSINTESIS
Kemosintesis yaitu peristiwa (asimilasi) dengan zat kimia sebagai sumber energinya. Organisme kemoautotrof yang menggunakan CO2 sebagai sumber karbonnya. Energi yang digunakan untuk proses asimilasi tidak energi cahaya melainkan energi hasil dari oksidasi senyawa anorganik yang diperoleh dari lingkungan contohnya nitrogen, sulfur, nitrat.

F. KETERKAITAN PROSES KATABOLISME DAN ANABOLISME.
Didalam kloroplas, energi dari sinar matahari disimpan lalu diubah menjadi molekul glukosa.Didalam mitokondria energi yang diubah menjadi glukosa dibongkar kembali untuk digunakan bagi keperluan proses-proses didalam sel.Oksigen yang dihasilkan dalam kloroplas dapat digunakan oleh mitokondria selama proses pembongkaran glukosa.Sejqalan dengan itu, karbon dioksida dan air yang diproduksi dalam mitokondria dapat digunakan oleh kloroplas sebagai bahan dasar fotosintesis.



G. KETERKAITAN METABOLISME KARBOHIDRAT LEMAK
DAN PROTEIN
Secara garis besar metabolisme karbohidrat adalah:

a. Glukosa --> asam Piruvat --> asetil Ko-A --> siklus krebs --> energi +CO2 +H2O.

b. Gliserol memasuki jalur metabolisme karbohidrat diantara glukosa
dan pirufat.
c. As. Lemak mengalami oksidasi menjadi 2 karbon yang masing-
masing mengikat 1 molekul Ko-A menjadi asetil Ko-A.
Gliserol dapat berubah menjadi glukosa dan piruvat demikian pula asetil Ko-A, tergantung kebutuhan sel akan energi.Jika sel tidak membutuhkan energi/energinya telah tercukupi maka asetil Ko-A akan dirakit kembali menjadi lemak yang disimpan dijaringan lemak dibawah kulit.
Protein merupakan sumber energi sesudah karbohidrat dan lemak. Apabila didalam tubuh sudah tidak ada lagi karbohidrat dan lemak maka tubuh akan membongkar protein. Asam amino mengalami katabolisme melaluai 3 cara yaitu :
1. Asam amino diubah menjadi Piruvat kemudian masuk kejalur metabo9lisme karbohidrat.
2. asam amino diubah menjadi asetil Ko-A kenmudian masuk jalur metabolisme karbihidrat
3. asam amino secara langsung masuk kejalur metabolisme karbihidrat.
Melalui 3 cara tersebut asam amino juga dapat menghasilkan energi.

BAB I PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN

A.PENDAHULUAN
Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran /volume yang bersifat irreversible (tidak dapat kembali ke ukuran semula) karena adanya pembelahan dan pembesaran sel.Contohnya kecil menjadi besar ,pendek menjadi tinggi.
Perkembangan adalah terspesialisasinya sel menjadi struktur dan fungsi tertentu.Perkembangan tidak dapat di ukur tetapi dapat di nyatakan dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan.Perkembangan secara garis besar melalui 3 tahapan:
1.Pembelahan sel.
Zigot di dalam biji mengalami pembelahan membentuk jaringan embrio.
2.Morfogenesis (Perkembangan bentuk)
Embrio di dalam biji memiliki kotiledon, akar, dan dan tunas rudimenter.Sesudah biji berkecambah akar dan tunas berkembang membentuk sistem akar dan tunas.
3.Diferensiasi seluler.
Jaringan embrional terus berkembang menjadi struktur dan fungsi khusus yang akan di miliki pada saat dewasa.
B.Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan.
Pertumbuhan dan perkembangan meliputi 2 hal:
1.Perkecambahan.
a.Perkecambahan melibatkan 2 proses :
1.proses fisika yaitu proses penyerapan /masuknya air (inbibisi) pada biji.
2.Proses kimia yaitu proses pengaktifan embrio untuk melepaskan hormon giberelin. Hormon ini mendorong aleuron ( lapisan tipis bagian luar ) untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim.
b.Perkecambahan ada 2 macam:
1.Epigeal.
T +
bgchbvnghcngh