materi modul bio 5 repaired

Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 1

Standar kompetensi

Modul 1

POLA – POLA HEREDITAS

Memahami konsep dasar dan pinsip-prinsip genetika, memahami pola-pola hereditas

manusia, kelainan genetik, penyimpangan hukum Mendel dan perkembangan teknologi

yang menyertainya.

Kompetemsi Dasar

1.1 menerapkan prinsip hereditas dalam mekanisme pewarisan sifat

1.2 Mendeskripsi penyimpangan-penyimpangan hukum Mendel

1.3 Mampu memahami pola-pola hereditas manusia

Tujuan pembelajaran

1. Menjelaskan hukum I Mendel dan hukim II Mendel

2. Menjelaskan adanya penyimpangan semu hukum mendel

3. Memahami tautan dan pindah silang

4. Menjelaskan tentang golongan darah manusia dan penentuan jens kelamin

5. Menjelaskan kelainan dan penyakit genetik pada manusia

6. Menjelaskan cara-cara perbaikan mutu genetik

7. Membuat sebuah penelitian tentang tanaman yang telah disilangkan

Kegiatan Belajar 1

POLA – POLA HEREDITAS

Pola-pola Hukum Mendel

1. Persilangan 1 sifat beda P1 = (BB x bb) akan menghasilkan rasio fenotip/ F1 = bulat

100% pada generasi pertama, sedangakan P2 = (Bb x Bb) akan menghasilkan rasio

fenotip/ F2 = bulat : kisut atau 3 : 1 pada generasi kedua. Hal ini sesuai dengan

Hukum I Mendel (persilangan monohibrid)

2. Persilangan 2 sifat beda P1 = (BT x bt) akan menghasilkan rasio fenotip/F1 = bulat

kuning100% pada generasi pertama, sedangakn P2 = (BbTt x BbTt) akan menghasilkan

rasio fenotip/F2 = bulat tinggi : bulat pendek : kisut tinggi : kisut pendek 9 : 3 : 3 : 1.Hal

ini sesuai dengan Hukum II Mendel(persilangan dihibrid)

3. Penelitian W. Bateson dan R.C Punnet menemukan: persilangan antara tanaman kapri

bunga ungu yang serbuk sarinya lonjong, dengan bunga kapri putih yang serbuk sarinya

bulat, dihasilkan rasio fenotip 9 : 6 : 1

4. Karakter hibrid umumnya serupa dengan karakter parentalnya

5. Temuan dari T.H Morgan,

~ kromosom mengandung banyak gen,

~ gen memiliki pekerjaan sendiri-sendiri untuk menumbuhkan sifat

~ beberapa gen memiliki kemampuan berinteraksi atau dipengaruhi gen lain untuk

menumbuhkan sifat

~ Interaksi antar gen menyebabkan rasio fenotip keturunannya menyimpang dari aturan /

hukum mendell.

Jenis-jenis penyimpangan semu Hukum mendell

1. Atavisme Interaksi gen)

Atavisme adalah interaksi dari beberapa gen yang menyebabkan munculnya suatu sifat yang

berbeda dengan karakter induknya

~ Atavisme pertama kali ditemukan oleh Bateson dan Punnet.

~ ada empat macam bentuk pial/jengger ayam yaitu:

~ Interaksi antar gen-gen yang menentukan bentuk dari pial (jengger ayam).

~ hasil temuan: karakter pial/jengger ayam tidak hanya diatur oleh satu gen, tetapi oleh dua

Gen yang berinteraksi.

~ Penyimpangan yang terjadi pada atavisme adalah bukan mengenai rasio fenotip F2,

Melainkan munculnya sifat baru pada pial ayam yaitu walnut dan single

~ Tipe jengger walnut merupakan hasil interaksi dari dua gen dominan yang berdiri sendiri

~ Tipe jengger single merupakan hasil interaksi dua gen resesif

2. Polimeri

Polimeri merupakan bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif (saling menambah).

Polimeri terjadi akibat adanya interaksi antara dua gen atau lebih, sehingga disebut juga gen

ganda.

~ Polimeri pertama kali ditemukan oleh Nielson ehle.

~ polimeri mirip dengan persilangan dihibrid dominan tidak penuh (intermediat)

~ hasil temuan: biji gandum berwarna merah disilangkan dengan gamdum berwarna putih

menghasilkan variasi warna gandum yang sangat beragam

Diagram persilangan tanaman gandum

Berdasarkan persilangan di atas, terbentuknya gradasi warna biji gandum disebabkan banyak

sedikitnya akumulasi gen-gen dominan, sehingga rasio fenotip nya adalah Merah : putih =

15 : 1.


3. Kriptomeri

Kriptomeri adalah peristiwa dimana gen dominan yang karakternya akan muncul jika

bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Jika gen dominan berdiri sendiri, maka

karakternya akan tersembunyi (kriptos)

~ kriptomeri pertama kali ditemukan oleh Correns

~ Interaksi antar gen-gen dominan akan menimbulkan karakter baru

~ hasil temuan: Hasil persilangan antara bunga Linnaria marocana merah dengan putih

dihasilkan F1 seluruhnya berwarna ungu

Diagram persilangan bunga Linaria marocana


Berdasarkan persilangan di atas, sifat yang tersembunyi (warna ungu) muncul karena adanya

gen dominan yang berinteraksi, sehingga diperoleh perbandingan fenotip = ungu : merah :

putih = 9:3:4

4. Epistasis-hipostasis

Interaksi beberapa gen, dimana gen yang bersifat menutup disebut (epistasis) dan gen

yang bersifat tertutupi (hipostasis).

~ Epistasis - hipostasis pertama kali ditemukan oleh Nelson dan Ehle

~ Interaksi gen bisa berupa gen-gen dominan (epistasis dominan), dan jika interaksi

terjadi antar gen-gen resesif (epistasis resesif)

~ hasil temuan: Hasil persilangan warna kulit gandum hitam dengan warna kuning

mengahasilkan warna kulit gandum pada F1 semunya hitam

Epistasi dominan

Epistasi dominan terjadi apabila gen dengan alel dominan menutupi kerja gen lain.

Contohnya Gen untuk warna labu memiliki alel K dan k. K dominan pada k dan akan

menghasilkan warna kuning sementara alel k dalam keadaan homozigot akan menghasilkan

warna hijau. Kerja gen tersebut dipengaruhi oleh gen lain,yaitu gen yang menentukan

munculnya warna labu yang memiliki alel P dan p. Alel P akan menutupi kerja alel K dan k

sehingga menghasilkan labu tidak berwarna(putih). Warna kuning dan hijau baru akan

muncul jika gen epistasinya dalam keadaan homozigot resesif (pp).


Diagram persilangan epistasis dominan pada tanaman labu

Epistasis gen dominan rangkap

Epistasis gen dominan rangkap adalah peristiwa dua gen dominan atau lebih yang bekerja

untuk memunculkan fenotip tunggal. Salah satu gen dominan yang dominan atau bersama-

sama gen dominan lain akan menyebabkan munculnya fenotip dominan. Sebaliknya, jika

dalam genotip tidak ada gen yang dominan satupun, fenotip resesif akan muncul.

Contohnya, Dua gen dengan alel dominan A dan B menyebabkan kapsul biji berbentuk

segitiga, sedangkan resesifnya berbentuk membulat. Persilangan antara tanaman berbiji

segitiga dengan berbiji membulat menghasilkan tanaman berbiji segitiga semua. Hasil

perkawinan sesame F1 menghasilkan F2 dengan perbandingan fenotip biji segitiga : biji

membulat = 15 : 1

P1 : AABB >< aabb

Biji segitiga biji membulat

F1 : AaBb

P2 : AaBb

100% biji segitiga

>< AaBb

Biji segitiga biji segitiga


F2 : 9

3

A-B-

A-bb

= biji segitiga

= biji segitiga

3 aaB- = biji segitiga

1 aabb = biji membulat

Selain labu, peristiwa epistasis dominan juga terjadi pada warna gandum. Berikut diagram

persilangan epistasis dominan pada biji gandum

H epistasis terhadap K

K epistasis terhadap h

K hipostasis terhadap H


Epistasis Resesif

Epistasis Resesif terjadi apabila gen dengan alel homozigot resesif mempengaruhi gen lain.

Contohnya, Warna rambut tikus ditentukan oleh gen dengan alel A dan a. Alel A bersifat

dominan terhadap a dan menghasilkan warna rambut abu-abu (agouti). Alel a dalam keadaan

homozigot (aa) akan menghasilkan warna rambut hitam. Kerja gen tersebut dipengaruhi oleh

gen yang menentukan terjadinya pigmentasi warna pada rambut tikus dengan alel H dan h.

Alel H menentukan terjadinya pigmentasi warna sehingga gen yang menghasilkan warna

tetap bekerja. Gen penentu warna rambut akan ditutupi jika terjadi alel h dalam keadaan

homozigot (hh) sehingga menghasilkan rambut tikus tidak berwarna(putih). Alel h

menentukan tidak terjadinya warna pada rambut dan bersifat resesif.

Diagram persilangan epistasis resesif pada warna bulu tikus

Berdasarkan persilangan di atas, gen yang bersifat menutup disebut epistasis, sedangkan gen

yang bersifat tertutupi disebut hipostasis, sehingga perbandingan fenotip untuk epistasis

dominan = kulit hitam : kulit kuning : kulit putih = 12 : 3 : 1. Sedangkan rasio fenotip untuk


epistasis resesif adalah 9 : 3 : 4

5. Gen-gen komplementer (Epistasis Gen Resesif Rangkap)

Merupakan interaksi beberapa gen yang saling melengkapi. Jika satu gen tidak muncul,

maka sifat yang dimaksud juga tidak muncul atau tidak sempurna.interaksi tersebut

dinamakan juga epistasis gen resesif rangkap karena jika salah satu gen bersifat

homozigot resesif, pemunculan suatu karakter oleh gen lain menjadi tadak sempurna atau

terhalang. Dalam interaksi komplementer, tiap gen dapat bersifat epistasis bagi gen yang

lainnya.

~ Gen-gen komplementer pertama kali ditemukan oleh W. bateson dan RC Punnet

~ Pada bunga lathyrus odoratus terdapat dua gen yang saling berinteraksi dalam

Memunculkan pigmen bunga.

Gen C: membentuk pigmen warna

Gen c : tidak membentuk pigmen warna

Gen P : membentuk enzim pengaktif untuk mengubah bahan mentah pigmen menjadi

antosianin yang berwarna unggu.

Gen p : tidak membentuk enzim pengaktif

Berdasarkan karakter gen-gen tersebut, maka warna bunga hanya akan muncul jika kedua gen

(penghasil pigmen dan penghasil enzim) bertemu. Jika tidak bertemu maka warna bunga

yang terbentuk adalah putih


Berdasarkan hasil persilangan di samping, rasio fenotip = ungu : putih = 9 : 7

Keterangan

Perbedaan antara polimeri dengan komplementer, yaitu pada polimeri muncul suatu sifat

disebabkan oleh munculnya satu gen (alel dominan), sedangkan komplementer disebabkan

munculnya dua atau lebih gen (alel dominan)

TABEL. Ringkasan perbandingan fenotip pada persilangan dengan gen-gen yang bersifat

epistasis.

Genotif A-B- A-bb aaB- aabb

Hukum II Mendel 9 3 3 1

Epistasis Dominan 12 3 1

Epistasis Resesif 9 3 4

Epistasis gen resesif rangkap

(Komplementer)

9 7

Epistasis gen dominan rangkap 15 1


Worksheet

1. Jelaskan 2 contoh penyimpangan hukum Mendel ?

Jawab

:

2. Apakah penyebab kelainan hukun Mendel?

Jawab

:

3. Apakah perbedaan antara dihibrid dan monohibrid?

Jawab

:


Kegiatan Belajar 2

Tautan dan Pindah silang

Tautan

~ Tautan adalah beberapa gen yang terletak dalam kromosom yang sama, saling berkait

atau saat proses pembentukkan gamet, disebabkan gen-gen tersebut terletak dalam

kromosom yang sama

~ Dikembangkan oleh : Morgan dan Sutton pada tanaman ercis bunga ungu pollen lonjong

(PPLL) yang disilangkan dengan bunga merah pollen bulat (ppll)

~ Hasil temuannya pada F1 adalah bunga ungu pollen lonjong (PpLl)

~ Hasil temuan pada F2 ternyata dihasilkan rasio fenotip : ungu : merah = 3 : 1

Pautan Seks (Sex linkage)

~ Pautan seks adalah gen yang terletak pada genosom atau kromosom seks.

~ Kromosom seks adalah kromosom yang bukan menentukan sifat, tapi menentukan jenis

kelamin.

~ Dalam keadaan normal kromosom seks tidak mengandung gen / sifat

~ gen yang terdapat pada kromosom seks disebut pautan seks

~ pautan seks ditemukan oleh Morgan dengan menggunakan hewan Drosophyla

melanogaster (lalat buah)

M : Alel untuk sifat mata merah

m : alel untuk sifat mata putih

Rasio Genotip F1: XMXM : XMXm : XMY : XmY

Rasio Fenotip F1: Betina Mata merah : jantan mata merah : jantan mata putih = 2 : 1 : 1

kesimpulan : gen warna mata merah terpaut pada kromosom X


Pindah silang (Crossing over)

~ proses pertukaran gen-gen antara kromatid-kromatid yang bukan pasangannya pada

sepasang kromosom homolog.

~ Tempat persilangan dua kromatid disebut chiasma, dan terjadi pada peristiwa meiosis I

~ Dikembangkan oleh : Morgan pada tanaman ercis bunga ungu pollen lonjong (PPLL)

yang disilangkan dengan bunga merah pollen bulat (ppll)

~ Hasil temuannya pada F1 adalah bunga ungu pollen lonjong (PpLl)

~ Hasil temuan pada F2 ternyata dihasilkan rasio fenotip galur induk ( KP) dengan galur

rekombinan (KR) yang tidak sesuai dengan hukum mendell; Ungu lonjong : Ungu Bulat :

merah lonjong : merah bulat = 9 : 1 : 1 : 9

Hasil Pindah silang akan terbentuk:

Kombinasi Parental (KP) dan Kombinasi Rekombinan (RK)

Gen yang berpautan tidak selamanya terpaut. Pindah silang menyebabkan pergantian alel

diantara kromosom homolog, menghasilkan kombinasi yang tidak ditemukan pada induknya.

Pindah silang meningkatkan keragaman genetik selain yang dihasilkan oleh pengelompokkan

gen secara bebas.

Ketentuan:

Nilai pindah silang adalah angka yang menunjukkan persentase kombinasi baru yang

dihasilkan akibat terjadinya pindah silang. Nilai pindah silang (satuan dalam %) sama dengan

jarak gen. Nilai pindah silang juga sama dengan nilai rekombinasi gen berpautan.

Pada umumnya pindah silang dijumpai pada makhluk betina maupun jantan. Namun pada

ulat sutra (Bombyx mori) betina tidak pernah terjadi pindah silang. Sementara itu,

Drosophyla yang jantan tidak mengalami pindah silang. Contoh soal pindah silang:


penyelesaian:


Nilai pindah silang (NPS) sama dengan nilai RK = 8 %, yaitu jumlah rekombinasi hasil

pindah silang. Perbandingan gamet yang terbentuk akibat adanya pindah silang PH : Ph : pH :

ph = 23 : 2 : 2 : 23

Contoh lain:

Misalkan, dari seluruh populasi sel ada 20% sel mengalami pindah silang dan 80% lainnya

tidak mengalami pindah silang, maka kombinas parental yang diperoleh adalah:

AB = 50% x 0,8 = 40 %

Ab = 50% x 0,8 = 40 %

Sementara rekombinan yang mungkin dihasilkan adalah :

AB = 25 % x 0,2 = 5 %

Ab = 25 % x 0,2 = 5 %


aB = 25 % x 0,2 = 5 %

Ab = 25 % x 0,2 = 5 %

Pada sel tersebut frekuensi kombinasi parentalnya, yaitu AB dan ab masing-masing 45%

(40% + 5%) menjadi keseluruhan 90%. Sementara itu, frekuensi rekombinan yang terbentuk

adalah 10%.

Peristiwa pindah silang dari gen yang terpaut akan menghasilkan kombinasi parental lebih

dari 50%. Adapun rekombinannya dapat dipastikan dibawah 50%

Nilai Pindah Silang (NPS)

Nps = Ju m lah T i p e Re ko mb i n an X 100 % Jumlah Individu Seluruhnya


Kegiatan Belajar 3

Golongan Darah Manusia dan Determinasi seks

Golongan darah manusia

~ Golongan darah merupakan merupakan salah satu karakter yang diwariskan pada

manusia.Terdapat 3 jenis sistem penggolongan darah pada manusia yaitu sistem ABO,

sistem MN dan sistem ABO


Golongan darah tipe MN


Sistim Rhesus / RH

Determinasi seks

~ Determinasi seks adalah penentuan jenis kelamin, yang diwariskan secara bebas oleh

gamet parentalnya kepada keturunannya dalam peristiwa meiosis.

~ Tokoh yang menyelidiki tentang determinasi seks adalah Henking (1891) dan Mc Clung

(1902)

~ Berdasarkan hasil penelitiannya diketahui bahwa setiap organisme memiliki bentuk

kromosom seks yang memiliki pola berbeda yaitu sistem XY, XO dan ZW

A. Sistem XX - XY

~ Sistem ini ditemukan pada tumbuhan, hewan dan manusia.

~ Genosom X berukuran lebih besar dibandingkan genosom Y. XX merupakan betina,

XY merupakan jantan


A. Sistem XO - XX

~ Sistem ini ditemukan pada serangga (belalang) dan orthoptera lainnya.

~ Genotip XO adalah jantan

~ Genotip XX adalah betina

B. Sistem ZZ - ZW

~ Sistem ini ditemukan pada bangsa unggas, ikan dan kupu-kupu.

~ Genotip ZZ adalah jantan

~ Genotip ZW adalah betina

C. Sistem Haploid - diploid (Ploidi)

~Sistem ini penentuan jenis kelamin tidak ditentukan oleh kromosom seks, melainkan

kromosom tubuh (autosom).

~Ditemukan pada bangsa kelompok semut dan rayap.

~Betina berkembang dari sel telur yang dibuahi sehingga diploid

~Jantan berkembang dari sel telur yang tidak dibuahi, sehingga haploid

Gen letal

~ Gen letal adalah gen yang dalam keadaan homozigot, menyebabkan kematian pada

individunya.

~ Gen letal menyebabkan kematian pada individu masih embrio atau setelah lahir. Gen letal

yang menyebabkan kematian saat individu menjelang dewasa disebut gen sub letal.

~ berdasarkan sifat dan pengaruhnya, gen letal dapat dibedakan atas gen letal dominan dan

gen letal resesif


Gen letal Dominan

~ Gen letal dominan menyebabkan kematian pada keadaan homozigot dominan. Pada

keadaan heterozigot, umumnya penderita hanya mengalami kelainan

~ Contoh gen letal dominan adalah pada ayam redep. Ayam redep adalah ayam yang

memiliki kaki dan sayap pendek.

~ Dalam keadaan homozigot dominan, ayam mati. Jika heterozigot, ayam hidup tetapi

memiliki kelainan pada kaki dan sayap pendek. Sedangkan homozigot resesif ayam

normal

Rasio fenotip Letal : redep : normal = 1 : 2 : 1

Rasio perbandingan tersebut menyimpang dari rasio perkawinan monohibrid

Gen letal resesif

~ Gen letal resesif menyebabkan kematian jika berada dalam keadaan homozigot resesif.

Pada keadaan heterozigot individu normal tetapi pembawa (carier) gen letal


Pola-pola Pewarisan sifat pada manusia

Cacat dan penyakit menurun yang terpaut kromosom seks

Peta Silsilah (Pedigree)

Peta silsilah (pedigree) dibuat untuk mengetahui pewarisan penyakit pada suatu keluarga

Cacat dan penyakit menurun yang terpaut kromosom seks


A. Hemofilia (Alel resesif genosom)

~ Hemofilia adalah penyakit keturunan yang mengakibatkan darah seseorang sukar

membeku

~ penderita hemofilia jika terluka darahnya akan membeku sekitar 50 mnt – 2 jam, hal

ini akan mengakibatkan penderita mengalami kehilangan banyak darah dan dapat

menimbulkan kematian

~ Penyakit ini dikendalikan oleh gen resesif (h) yang terpaut kromosom X

~ Contoh silsilah penyakit hemofilia adalah pada keluarga kerajaan Eropa. Ratu

Victoria dari Inggris menderita hemofilia.

~ Genotip wanita hemofilia :

HH = XHXH = Homozigot dominan = normal

Hh = XHXh = heterozigot = carier = pembawa sifat

Hh = XhXh = homozigot resesif = penderita hemofilia

~ Genotip laki-laki hemofilia:

XHY = laki-laki normal

XhY = laki-laki hemofilia


B. Butawarna (Alel resesif genosom)

~ Buta warna adalah penyakit keturunan yang menyebabkan seseorang tidak bisa

membedakan warna merah dengan biru, atau kuning dengan hijau

~ Disebabkan oleh gen resesif cb (color blind)

~ gen buta warna terpaut pada kromosom X

~ genotip buta warna adalah sebagai berikut :


Berdasarkan tabel di atas terlihat bahwa laki-laki tidak ada yang carier atau pembawa


Contoh soal

C. Anodontia (Alel resesif genosom)

~ Anodontia dalah kelainan yang dibawa oleh kromosom X dan muncul dalam keadaan

resesif.

~ kelainan ini menyebabkan penderita tidak memiliki gigi (ompong)

D. Hypertrichosis (Alel resesif genosom)

~ Hypertrichosis merupakan sifat keturunan berupa tumbuhnya rambut di bagian

tertentu dari daun telinga, wajah dan anggota tubuh lainnya.

~ penyebab adalah gen-gen resesif (h) yang terpaut pada kromosom Y

~ penyakit ini hanya dimiliki oleh laki-laki


Cacat dan penyakit menurun yang terpaut kromosom autosom

1. Albino (Alel resesif autosomal)

~ merupakan kelainan yang disebabkan tubuh seseorang tidak mampu memproduksi

pigmen melanin, sehingga rambut dan badanya putih

~ cacat albino memiliki penglihatan yang peka terhadap cahaya, disebabkan irisnya

tidak memiliki pigmen

~ disebabkanolehgenresesifa

~ orang normal memiliki genotip Aa atau AA, sedangkan orang albino genotipnya

aa


Selain manusia, albino juga terdapat pada tumbuhan (jagung), dan hewan (tikus, ular,

kelelawar dll)

2. Polidaktili (Alel dominan autosomal)

~ merupakan kelainan berupa kelebihan jumlah jari tangan dan kaki

~ cacat menurun ini diwariskan gen autosom dominan P, sedangkan gen p untuk


normal

~ orang normal memiliki genotip pp sedangkan orang polidaktili genotipnya

PP atau P

contoh :

3. Fenilketouria/PKU (Alel resesif autosomal)

~ Merupakan kelainan pada manusia dimana tidak mampu melakukan metabolisme

fenilalanin, sehingga kadar fenilalanin tertimbun di darah dan di buang melalui

ginjal.

~ Fenilalanin merupakan asam amino esensial yang didatangkan dari luar tubuh

~ Orang penderita fenilketouria mengalami keterbelakangan mental dan IQ rendah


4. Brachidaktili (Alel dominan autosomal)

~ Merupakan kelainan pada ruas-ruas jari yang memendek pada manusia.

~ kelainan ini disebabkan oleh gen dominan B yang bersifat letal jika dalam keadaan

homozigot dominan(BB).

~ Dalam keadaan Bb, individu menderita kelainan brachidaktili, sedangkan genotip

bb individu dalam keadaan normal


2. Thalasemia (Alel resesif autosomal)

~ Merupakan kelainan genetik (penyakit genetik) yang disebabkan rendahnya

kemampuan pembentukkan hemoglobin, terjadi karena gangguan salah satu

rantai globin.

~ Thalasemia menyebabkan kemampuan eritrosit dalam mengangkut oksigen

rendah (anemia)

~ Thalasemia dibedakan menjadi thalasemia mayor dan thalasemia minor.

Thalasemia mayor ThTh biasanya menyebabkan kematian, sedangkan thalasemia

minor tidak terlalu parah


Diagram perkawinan Thalasemia:

6. Dentinogenesis Imperfecta (Alel dominan autosomal dan genosom)

~ Merupakan kelainan pada gigi manusia yang menyebabkan tulang gigi (dentin)

berwarna seperti air susu

~ Kelainan ini disebabkan oleh gen dominan Dt, sedangkan keadaan normal diatur

oleh gen dt

Contoh :


7. kebotakan (Alel dominan autosomal)

~ Gen-gen yang menyebabkan kebotakan pada manusia

~ Kelainan ini disebabkan oleh gen dominan B dan gen b yang menyebabkan

rambut normal

~ Genotip BB orang yang botak, Bb ekspresinya berbeda pada laki-laki dan

perempuan.

Pada laki-laki ekspresinya botak, sedangkan pada perempuan tidak karena hormon

estrogen yang dimiliki perempuan menutup sifat kebotakan tersebut


8. Anonychia (Alel dominan autosomal)

~ Anonychia adalah kelainan pada sebagian jari, sehingga tidak terdapat kuku.

~ disebabkan oleh gen dominan Ac, sedangkan alelnya ac tidak menimbulkan

kelainan (nornal)


9. Sicle cell anemia (Alel resesif autosomal)

~ Penyakit menurun yang disebabkan bentuk eritrosit seperti bulan sabit, sehingga

afinitasnya terhadap oksigen sangat rendah

~ kelainan ini disebabkan oleh gen resesif s, dan alelnya gen S untuk sifat normal

~ dalam keadaan homozigot resesif ss bersifat lethal.


Perbaikan mutu genetik

Konsep gen dan pewarisan telah membantu manusia dalam melakukan perbaikan mutu

genetik untuk memperoleh sifat unggul tanaman dan hewan budidaya. Pemulihan tanaman

dan budidaya hewan merupakan usaha untuk memperoleh tanaman dan hewan ersifat unggul.

Perbaikan mutu genetik pada tanaman dan hewan dapat dilakukan dengan berbagai cara,

yaitu : seleksi, persilangan(hibridasi), dan mutasi buatan.

1. Seleksi

Proses seleksi/menyortir digunakan untuk memperoleh tanaman atau hewan yang

dibudidaya berkualtas tinggi. Pada tumbuhan misalnya, seleks terhadap varietas padi,

gandum, dan kentang yang memperlihatkan sifat tahan terhadap hama, atau

menghasilkan panen tinggi. Pada hewan misalnya, pada sapi hereford yang secara

kualitas dan kuantitas menghasilkan daging lebih baik

2. Persilangan (Hibridasi)

Persilangan atau hibridasi merupakan perkawinan diantara dua individu tanaman atau

hewan yang berasal dari spesies yang sama, tetapi berbeda sifat genetiknya. Hibrid

merupakan heterozigot dan bukan merupakan galur murni,untuk mendapatkan hibrid

F1 yang sama perlu dilakukan persilangan terus menerus dengan menggunakan

parental yang sama. Bila ingin memperoleh galur murni maka hibrid F1 disilangkan

kembali dengan sesamanya.

3. Persilangan sanak (Inbreeding)

Persilangan sanak merupakan perkawinan hewan jantan dan betina yang masih satu

keluarga. Misalnya induk jantan dikawinkan dengan anak-anak betinanya

(closebreeding). Macam-macam persilangan sanak antara lain :

a. Persilangan murni/Pure Breeding (satu ras yang sama) bertujuan untuk

mendapatkan keturunan yang homozigot.

b. Persilangan luar/Cross Breeding(dua ras berbeda) bertujuan untuk mendapatkan

keturunan dengan sifat baru.

c. Persilangan baur/Up Breeding (Kwalitas unggul dari luar negeri) bertujuan

memperbaiki mutu hewan didaerah setempat

4. Mutasi buatan

Mutasi buatan merupakan perubahan susunan atau jumlah materi genetik/DNA

(mutasi gen) atau kromosom(mutasi kromosom) pada sel tubuh mahluk hidup, yang

dilakukan secara sengaja oleh manusia.


Worksheet

1. Golongan darah AB tidak memiliki antibodi. Golongan darah O tidak

memiliki antigen. Seharusnya golongan darah AB adalah resipien universal

dan golongan darah O adalah donor universal. Namun saat ini transfuse darah

diprioritaskan pada golongan darah yang sama antara donor dan resipien.

Apakah yang mempengaruhi prioritas tersebut?

2. Buatlah tulisan yang berisi informasi mengenai suatu kelainan atau penyakit

genetic dari buku, majalah, atau internet.


PILIHLAH YANG TEPAT

UJI PEMAHAMAN

1. Lalat Drosophila melanogaster tubuh abu-abu sayap panjang disilangkan dengan tubuh

hitam sayap kisut, ternyata dihasilkan keturunan 49 tubuh abu-abu sayap panjang : 50

tubuh hitam sayap kisut, maka peristiwa di atas menunjukkan telah terjadi…..

a. Crossing over

b. Nondisjuction

c. Terangkai sempurna

d. Pautan sex

e. Gen / alel bebas

2. Disilangkan ayam berpial walnut (PPRr) dengan ayam berpial grigi (ppRr). Kemungkinan

keturunan yang memiliki fenotif sama dengan induk adalah…

a. 25 %

b. 37,5 %

c. 50 %

d. 75 %

e. 100 %

3. Gen-gen yang terapaut kromosom seks X dan bersifat resesif antara lain…

1) Buta warna

2) Muscular distropy

3) Hemofilia

4) Ichtyosis

a. Buta warna dan Muscular distropy

b. Muscular distropy dan Hemofilia

c. Hemofilia dan Ichtyosis

d. Ichtyosis dan Muscular distropy

e. Semua benar saja.

4. Anadontia ditentukan oleh gen resesif yang terpaut kromosom x. Penikahan suami istri

normal untuk sifat anadontia mempunyai 2 anak perempuan normal dan 1 anak laki-laki

anadontia. Dari kasus ini bisa disimpulkan..

a. Ibu homozigot dominan

b. Ibu homozigot resesif

c. Ayah homozigot dominan


d. Ibu carier

e. Ayah carier

5. Gen letal adalah yang dalam keadaan homozigot menyebabkan kematian. Pernyataan

yang tepat berhubungan dengan gen letal dominan…

a. Terpaut padakromosom kelamin

b. Menyebabkan kematian postnatal

c. Hanya diperoleh dari ayahnya

d. Genotipe geterozigot berfenotip cacat

e. Genotipe homozigot resesif berfenotip normal

6. Pindah silang yang terjadi antar kromatid dari kromosom homolognya sering terjadi

saat…

a. Profase

b. Metafase

c. Anafase

d. Telofase

e. Interfase

7. Bayi penderita erythroblastosis lahir dari pasangan…

a. Ibu Rh negatif ayah Rh negatif

b. Ibu Rh positif ayah Rh positif

c. Ibu Rh negatif ayah Rh Positif

d. Ibu Rh positif ayah Rh negatif

e. Ibu dan ayah yang berbeda Rhesusnya

8. Brakidaktili merupakan gen dominan yang letal. Jika seorang wanita menderita

Brakidaktili dan buta warna , maka wanita tersebut mewarisi gen…

a. Brakidaktili dari ibu dan buta warna dari ayah

b. Brakidaktili dari ayah dan buta warna dari ibu

c. Brakidaktili dari ayah dan ibunya dan buta warna dari ayah atau ibu

d. Brakidaktili dari ayah atau ibunya dan dan buta warna dari ayah atau ibunya

e. Brakidaktili dan buta warna dari ayah dan ibunya

9. Dalam tubuh dan sel kelamin terdapat autosom dan kromosom seks. Pada ovum manusia

terdapat…

a. 22 autosom + X

b. 22 autosom + Y

c. 22 autosom + XX


d. 22 autosom + YY

e. 44 autosom + XX

10. Apabila terjadi perkawinan antara parental bergolongan darah A heterozigot dengan B

heterozigot , maka kemungkinan golongan darah anak – anaknya adalah…

a. A dan B

b. A dan AB

c. AB dan O

d. A,B,AB dan O

e. B dan AB

11. Disilangkan gandum hitam (HhKk) dengan gandum kuning (hhKk). Berapa

kemungkinan dihasilkan gandum berfenotif putih?

a. 0 %

b. 12,5 %

c. 37,5 %

d. 25 %

e. 50 %

12. Pernikahan antara wanita dan laki – laki yang keduanya normal menghasilkan seorang

anak laki – laki yang kretinisme dan albino. Dari kasus tersebut dapat disimpulkan

bahwa :

a. Gen kretinisme dan albino berasal dari ibu

b. Gen kretinisme berasal dari ayah dan ibunya, gen albino berasal dari ibu

c. Gen kretinisme berasal dari ayah dan ibunya, sedangkan gen albino berasal dari

ayahnya

d. Gen kretinisme dan albino berasal dari kedua orang tuanya yang bertindak sebagai

carier

e. Gen kretinisme dan albino berasal dari ayah

13. Persilangan antara dua individu bergenotif MmNn dengan Sesama nya MmNn akan

menghasilkan macam individu Heterozygote sebanyak

a. 2 b. 4 c. 6 d. 8 e. 12

14. Ayam Bulu Hitam disilangkan dengan putih . Keturunan F1 nya 100% hitam . Bila

Keturunan F 1 itu saling disilangkan dan didapatkan keturunan F2 ayam sebanyak 22

ayam hitam dan 7 ayam putih .

Tentukan pernyataan yang tidak sesuai dari persilangan tersebut

a. Keturunan Ayam F1 yang berwarna hitam bergenotif heterozygote


b. Ratio genotif F2 yang muncul 1:2: 1

c. Keturunan Ayam F2 yang berwarna putih genotifnya heterozygote

d. 75% dari ayam pada F2 berwarna hitam

e. Keturunan Ayam F2 yang berwarna hitam heterozigot 50 %

15. Pembastaran 2 tanaman Pisum sativum (kacang Ercis) Bunga Merah Biji Bulat

heterozygot Sesamanya akan dihasilkan keturunan yang tidak sesuai adalah

a. hasil keturunannya yang sama dengan induk keduanyanya 25 %

b. hasil keturunan berbunga putih Biji bulat 57,75 %

c. hasil keturunan 6,25 % berbunga putih Biji kisut

d. hasil keturunan ada 4 macam fenotif

e. hasil keturunan 6,25 % berbunga merah Biji Bulat homozygote

16. Jika 2 tanaman yang berfenotif Bunga merah , batang Tinggi , Biji Bulat heterozygote

disilangkan sesamanya menurunkan keturunan sebanyak 1472 tanaman yang bervariasi ,

maka dari keturunan itu yang tidak benar adalah…

a. tanaman berbunga merah berbatang rendah bijinya kisut ada 69

b. tanaman berbunga putih berbatang tinggi bijinya kisut ada 207 c.

tanaman berbunga merah berbatang tinggi bijinya bulat ada 621 d.

tanaman berbunga putih berbatang rendah bijinya kisut ada 23

e. tanaman berbunga merah berbatang tinggi bijinya kisut ada 207

17. Jika ayam walnut ( RrPp) disilangkan dengan ayam walnut ( RrPP) bertelur 12 butir

maka akan dihasilkan ayam Berjambul Pea/biji sebanyak ?

a. 2 ekor

b. 3 ekor

c. 4 ekor

d. 6 ekor

e. 8 ekor

18. Mendell menyilangkan tanaman berbunga merah batang tinggi dan putih rendah hasil

keturunannya dihasilkan keturunan F1 merah muda dengan batang sedang

(intermedier), jika antar keturunan F1 itu di disilangkan maka untuk menghasilkan

turunan merah muda batang sedang sebanyak .....

a. 0 %

b. 25 %

c. 50 %

d. 75 %


e. 100 %

19. Bunga Mirabilis jalapa Ungu ( AaBb) disilangkan sesamanya menghasilkan turunan

yang sama dengan induknya Ungu ( AaBb) yaitu nomer : .....

a. 1, 6, 11, 16

b. 4, 7, 10, 13

c. 2, 7, 12, 15

d. 4, 8, 12, 16

e. 1, 5, 11, 14

20. Bila B gen Bulat dominant atas gen b untuk kisut . Ercis biji bulat disilangkan

sesamanya menghasilkan keturunan 5674 bulat 1850 kisut. Jadi Kedua unduk nya

mempunyai genotif .....

a. BB X BB

b. Bb X BB

c. BB X bb

d. Bb X Bb

e. Bb X bb

21. Kucing Betina berbulu belang tiga dikawinkan dengan kucing jantan berbulu putih ,

bulu belang tiga ( Aa) dominan terhadap bulu putih ( aa). Jika faktor A menyebabkan

lethal . maka bila disilangkan kucing belang tiga sesamanya akan dihasilkann

keturunan : .....

a. belang : putih = 3 : 1

b. belang : putih = 2 : 1

c. belang : putih = 1 : 1

d. belang : putih = 2 : 2

e. Semua belang tiga

22. Gandum kulit hitam ( HhKk) disilangkan dengan gandum kuning (hhKk). Bila

dihasilkan 800 biji gandum, maka yang berwarna putih berjumlah ...

a. 100

b. 200

c. 400

d. 500

e. 600

23. Tanaman bunga merah (Aabb) disilangkan dengan bunga putih (aaBb) menurunkan

keturunan sebanyak 128 tanaman.


Berapa ratio dari keturunan itu yang berbunga ungu : putih ?

a. 1 : 1

b. 1 : 2

c. 2 : 1

d. 2 : 3

e. 3 : 2

24. Tanaman Linaria maroccana berbunga ungu (AABb) disilangkan dengan Linaria

Maroccana berbunga merah (Aabb) akan dihasilkan bunga Linaria dengan

perbandingan .....

a. 100% ungu

b. ungu : merah : 2 : 2

c. ungu : merah : 3 : 1

d. ungu : metah : putih : 2 : 1 : 1

e. ungu : putih : merah : 1 : 1 : 2

25. Diketahui faktor-faktor penentu sifat warna pada tikus. Tikus Abu abu Epistasis

terhadap tikus hitam .Apabila tikus abu-abu heterozigot disilangkan dengan

sesamanya, maka perbandingan tikus Hitam : Tikus Abu-abu : Tikus albino pada

keturunannya adalah .....

a. 9 : 4 : 3

b. 3 : 12 : 1

c. 9 : 5 : 2

d. 9 : 3 : 4

e. 12 : 3 : 1

NILAI : PARAF ORANG TUA


Umpan Balik dan Tindak Lanjut

Cocokan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban yang ada dibelakang lampiran modul

ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar. Kemudian gunakan rumus dibawah ini

untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap kegiatan belajar

Tingkat Penguasaan = Ju m l ah j a w aban b e nar X 100 %

Jumlah soal

Arti tingkat penguasaan yang anda capai :

90 % - 100 % = Baik sekali

80 % - 89 % = Baik

70 % - 79 % = Cukup

- 69 % = Kurang

Jika anda mencapai tingkat penguasaan diatas 80% anda dapat meneruskan dengan

kegiatan belajar selanjutnya. Tetapi jika tingkat penguasaan anda dibawah 75%, maka

anda harus mengulangi kegiatan belajar terutama bagian yang belum anda kuasai


Standar kompetensi

Modul 4

MUTASI

Memahami konsep dasar dan pinsip-prinsip genetika, memahami pola-pola hereditas

manusia, kelainan genetik, penyimpangan hukum Mendel dan perkembangan teknologi

yang menyertainya.

Kompetensi Dasar

1. Menjelaskan peristiwa mutasi dan implikasinya dalam salingtemas

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajar bab ini, siswa diharapkan dapat :

1. Mendefinisikan pengertian mutasi

2. Membedakan mutasi gametik dan mutasi somatik

3. Membedakan mutasi gen dan mutasi kromosom

4. Mengetahui kelainan-kelainan pada manusia akibat mutasi kromoson

5. Menjelaskan sumber-sumber mutasi

6. Menjelaskan pengaruh mutasi


Kegiatan Belajar 1

MUTASI

Pengertian Mutasi

Mutasi merupakan perubahan yang terjadi pada materi genetik, perubahan ini

dapat diwariskan maupun tidak dan perubahan ini dapat dideteksi. Ada beberapa

pendapat para ahli tentang mutasi, di antaranya sebagai berikut: Menurut Ayala dkk

(1989), mutasi diartikan sebagai suatu proses yang dapat menyebabkan suatu perubahan

pada sesuatu gen. Sumber lain menyebutkan mutasi sebagai perubahan materi genetik

yang dapat diwariskan dan tiba-tiba (Gardner, dkk, 1991) atau sesuatu perubahan materi

genetik yang dapat diwariskan dan yang dapat dideteksi yang bukan disebabkan oleh

rekombinasi genetik (Russel, 1992). Adapula yang menyatakan mutasi sebagai proses

yang menghasilkan perubahan struktur DNA atau kromosom (Klug dan Cummings,

1994).

Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA),

baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi

pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah

pada munculnya alel baru dan menjadi dasar bagi kalangan pendukung evolusi mengenai

munculnya variasi-variasi baru pada spesies.

Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000

individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk

karsinogen), radiasi surya maupun radioaktif, serta loncatan energi listrik seperti petir.

Individu yang memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi disebut mutan.

Dalam kajian genetik, mutan biasa dibandingkan dengan individu yang tidak mengalami

perubahan sifat (individu tipe liar atau "wild type").

*Mutasi spontan adalah mutasi (perubahan materi genetik) yang terjadi akibat adanya

sesuatu pengaruh yang tidak jelas, baik dari lingkungan luar maupun dari internal

organisme itu sendiri.

*Mutasi terinduksi adalah mutasi yang terjadi akibat paparan dari sesuatu yang jelas,

misalnya paparan sinar UV.


Faktor utama penyebab mutasi adalah

1. faktor internal : kesalahan metabolisme, kesalahan replikasi DNA akibat tautomeri,

penggelembungan.

2. faktor eksternal: perubahan lingkungan, radiasi sinar UV, radiasi ion, dll.

Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat fisik adalah radiasi dan suhu.

Radiasi sebagai penyebab mutasi dibedakan menjadi radiasi pengion dan radiasi bukan

pengion. Radiasi pengion adalah radiasi berenergi tinggi sedangkan radiasi bukan pengion

adalah radiasi berenergi rendah. Contoh radiasi pengion adalah radiasi sinar X, sinar

gamma, radiasi sinar kosmik. Contoh radiasi bukan pengion adalah radiasi sinar UV.

Radiasi pengion mampu menembus jaringan atau tubuh makhluk hidup karena berenergi

tinggi. Sementara radiasi bukan pengion hanya dapat menembus lapisan sel-sel permukaan

karena berenergi rendah. Radiasi sinar tersebut akan menyebabkan perpindahan elektron-

elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi. Atom-atom yang memiliki elektron-elektron

sedemikian dinyatakan tereksitasi atau tergiatkan. Molekul- molekul yang mengandung

atom yang berada dalam keadaan tereksitasi maupun terionisasi secara kimiawi lebih

reaktif daripada molekul yang memiliki atom-atom yang berada dalam kondisi stabil.

Raktivitas yang meningkat tersebut mengundang terjadinya sejumlah reaksi kimia,

terutama mutasi. Radiasi pengion dapat menyebabkan terjadinya mutasi gen dan

pemutusan kromosom yang berakibat delesi, duplikasi, insersi,

translokasi serta fragmentasi kromosom umumnya.

Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat kimiawi disebut juga mutagen

kimiawi. Mutagen-mutagen kimiawi tersebut dapat dipilah menjadi 3 kelompok, yaitu

analog basa, agen pengubah basa dan agen penyela. Senyawa yang merupakan contoh

analog basa adalah 5-Bromourasil (5 BU). 5-BU adalah analog timin. Dalam hubungan

ini posisi karbon ke-5 ditempati oleh gugus brom padahal posisi itu sebelumnya

ditempati oleh gugus metil. Keberadaan gugus brom mengubah distribusi muatan serta

meningkatkan peluang terjadinya tautomerik. Senyawa yang tergolong agen pengubah

basa adalah mutagen yang secara langsung mengubah struktur maupun sifat kimia dari

basa, yang termasuk kelompok ini adalah agen deaminasi, agen hidroksilasi serta agen

alkilasi. Perlakuan dengan asam nitrit, misalnya, terhadap sitosin akan menghasilkan

urasil yang berpasangan dengan adenin sehingga terjadi mutasi dari pasangan basa S-G

menjadi T-A. Agen hidroksilasi adalah mutagen hydroxammin yang bereaksi khusus

dengan sitosin dan menguabhnya sehingga sitosisn hanya dapat berpasangan dengan


adenin. Sebagai akibatnya terjadi mutasi dari SG menjadi TA.agen alkilasi mengintroduksi

gugus alkil ke dalam basa pada sejumlah posisi sehingga menyebabkan perubahan basa

yang akibatnya akan terbentuk pasangan basa yang tidak lazim. Senyawa yang tergolong

agen interkalasi akan melakukan insersi antara basa-basa yang berdekatan pada sati atau

kedua unting DNA. Contoh agen interkalasi adalah proflavin, aeridine, ethidium bromide,

dioxin dan ICR-70,

Penyebab mutasi gen yang disebabkan oleh faktor biologis adalah fag. Efek

mutagenik yang ditimbulkan oleh fag terutama berkaitan dengan integrasi DNA fag,

pemutusan dan delesi DNA inang. Mutagenesis fag dapat terjadi karena kerusakan DNA

akibat pemutusan dan delesi yang mungkin timbul oleh efek nuklease atau karena

gangguan perbaikan DNA.

Mutasi gen adalah mutasi yang terjadi dalam lingkup gen sedangkan mutasi kromosom

adalah mutasi yang terjadi dalam lingkup koromosom. Peristiwa yang terjadi pada mutasi

gen dapat perubahan urut-urutan DNA. Mutasi kromosom terdiri dari perubahan struktur

kromosom dan perubahan jumlah kromosom.

Berdasarkan macam sel yang mengalami mutasi. Mutasi dibedakan menjadi dua

yaitu mutasi somatik dan mutasi germinal/gametik. Mutasi somatik adalah mutasi yang

terjadi pada sel-sel somatik yang tidak akan diwariskan pada keturunannya sedangkan

mutasi germinal adalah mutasi yang terjadi pada sel-sel kelamin(sel gamet) dan

diwariskan kepada keturunannya.

Mutasi somatik akan diturunkan apabila mutasi tersebut terjadi pada sel-sel

tunas. Lebih lanjut, sel-sel tunas tersebut akan berkembang menjadi batang, bunga dan

juga biji. Sebagai akibatnya, sel-sel ovum atau sperma yang terbentuk di dalam bunga

juga akan menerima efek mutasi tersebut sehingga keturunannya nanti juga akan

mengandung gen mutan. Sebaliknya, mutasi somatik yang tidak diwariskan adalah

mutasi yang mengenai sel-sel tubuh. Pada mutasi kali ini, gen mutan tidak akan

diwariskan pada keturunannya. Sel-sel germinal yang mengalami mutasi, secara otomatis

susunan gen sel kelamin akan berubah sehingga berakibat perubahan gen pada

keturunannya.

Pada umumnya, mutasi itu merugikan, mutannya bersifat letal dan homozigot resesif.

namun mutasi juga menguntungkan, diantaranya, melalui mutasi, dapat dibuat tumbuhan

poliploid yang sifatnya unggul. Contohnya, semangka tanpa biji, jeruk tanpa biji, buah

stroberi yang besar,dll. Terbentuknya tumbuhan poliploid ini menguntungkan bagi

manusia, namun merugikan bagi tumbuhan yang mengalami mutasi, karena tumbuhan


tersebut menjadi tidak bisa berkembang biak secara generatif.

Contoh mutasi somati: mutasi pada sel-sel kulit, sedangkan Contoh mutasi germinal:

mutasi pada gonad

Macam-macam mutasi gen yang spesifik dan mekanisme

a. Mutasi pergantian pasangan basa

Perubahan yang terjadi pada suatu gen berupa pergantian suatu pasangan basa oleh

pasangan basa lainnya.misalnya pasangan AT diganti oleh GS

b. Mutasi transisi

Suatu pergantian basa purin dengan basa purin lain atau pergantian basa pirimidin

dengan basa pirimidin lain; atau disebut juga sebagai pergantian suatu pasangan basa

purin-pirimidin dengan pasangan purin-pirimidin lain. Misalnya: AT→GS, GS→AT,

SG→TA.

c. Mutasi tranversi

Suatu pergantian antara purin diganti dengan pirimidin.

d. Mutasi misens

Perubahan suatu kode genetik sehinggaa menyebabkan asam amino terkait (pada

polipeptida)

e. Mutasi netral

Pergantian suat pasangan basa yang terkait dengan perubahan suatu kode genetik dan

menimbulkan perubahan asam amino terkait tapi tidak sampai mengakibatkan

perubahan fungsi protein.

f. Mutasi diam

Perubahan suatu pasangan basa dalam gen yang menimbulkan perubahan satu kode

genetik tetapi tidak mengakibatkan perubahan atau pergantian asam amino yang

dikode.

g. Mutasi perubahan rangka

Mutasi yang terjadi karena delesi atau adesi satu atau lebih pasang basa alam satu

gen.

h. Mutasi titik

Foward mutation : mengubah wild type

Reverse mutation : memulihkan polipeptida

Non fungsonal → fungsional penuh atau sebagian


1. What the meaning mutation ?

Answar

Worksheet

:

2. What difference between gametic mutation and somatic mutation ?

Answer

:


Kegiatan Belajar 2

TINGKAT MUTASI

Perubahan materi genetik dapat dikelompokkan kedalam dua tingkatan, yaitu

1. Mutasi Gen (Mutasi Titik/ Point Mutation

Prinsipnya : Mutasi yang mengalami perubahan dimana yang berubah itu materi

yang ada di dalam Gen ( Materi didalam gen itu tidak lain adalah Nukleotida =

Basa nitrogennya)

2. Mutasi Kromosom ( Mutasi besar /Gross Mutation)

Prinsipnya : Mutasi yang mengalami perubahan dimana yang berubah itu materi yang

ada di dalam Kromosom(Materi didalam kromosom itu tidak lain adalah Gen )

Mutasi titik (point mutation) terjadi akibat perubahan pada basa ADN suatu gen. Mutasi

ini hanya terjadi di dalam gen.

I. MUTASI GEN

Macam-macam mutasi gen antara lain:

1. Substitusi

2. Delesi

3. Addisi / Insersi

A. Subtitusi : Mengarah ke perubahan kode genetik / kodon (triplet) dari kode basa

Nitrogen yang mempengaruhi kesalahan terbentuknya asam amino

Substitusi ini dibagi 2 :

1. Transisi : Jika ada perubahan kode genetik basa purin diganti basa purin ,

basa pirimidin diganti pula basa pirimidin

2. Transversi Jika ada perubahan kode genetik pada nukleotida basa pyurin

digantikan Basa pirimidin atau sebaliknya

kasus ini biasanya muncul karena terjadinya reaksi mutagen kimia dengan basa

nitrogen yang ada sehingga berubah proses translasinya ini jelas berpengaruh

pada asam amino yang terbentuk yang otomatis akan mempengaruhi

terbentuknya protein yang berbeda sehingga akan berpengaruh pada

ketersediaan enzim dan tentu akan mempengaruhi metabolisme jika enzimnya

salah .

B. Delesi

Delesi adalah mutasi kromosom di mana sebagian dari kromosom menghilang.

Delesi bisa terjadi akibat kegagalan ketika bertranslokasi ataupun tidak kembali


menyambungnya bagian kromosom setelah kromosom putus. Salah satu kelainan

genetik akibat delesi adalah sindrom Wolf-Hirscchorn di mana terjadi delesi pada

lengan-p kromosom 4.

Kasusnya jelas terjadi penghapusan / kehilangan salah satu basa nitrogen /triplet

basa nitrogen sehingga Frame /kerangka urutan basa nitrogen (Frameshift mutations)

maju sesuai dengan hilangnya basa nitrogen tersebut , Ya jelas pasti arti pada kode

triplet yang diterapkan berbeda.

C. Insersi / Addisi : Basa Nitrogen mengisi / menyisip diantara urutasn basa sehingga

frame mundur kebelakang dan otomatis asam amino yang terbentuk juga akan

berubah Kebetulan ( Non sense mutation)

Contoh terjadi substitusi A menjadi G dari AAA menjadi AAG maka translationya jadi

UUC ini menjadi tidak mengakibatkan perubahan pembentukan protein.karena Kode :

UUU (fenilalanin) diganti UUC tetap aja fenilalanin Nonsense mutations (mutasi tak

bermakna)

II. MUTASI KROMOSOM

Mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada Materi yang ada di

dalam kromosom. Materi yang ada didalam kromosom itu adalah Gen, jadi Mutasi

kromosom bisa terjadi jika ada gen yang hilang , tambah , urutanya terbalik-balik dll

yang perubahan itu bisa secara spontan ataupun tidak spontan. Namun tentu bisa

juga terjadi pada kromosomnya , bisa kromosomnya jadi bertambah atau berkurang .

Mutasi kromosom dibagi lagi menjadi tiga, yaitu :

1. Abrasi ( Kerusakan kromosom) artinya kromosomnya tetap baik namun isinya

Kromosom (gen) porak poranda. Meliputi : Delesi ( hilang gennya) , Duplikasi

dan Translokasi ( tambah gen) inversi dan katenasi ( bertukar gennya)

2. Aneusomi /Aneuploidi

3. Euploidi ( Eu = sejati artinya ploidinya berubah benar benar )

Aneusomi dan Euploidi adalah mutasi kromosom yang ditentukann oleh perubahan

jumlahnya kromosom , bukan jumlahnya gen seperti pada Abrasi.

Aneuploidi adalah kondisi abnormalitas pada jumlah kromosom, baik kelebihan maupun

kekurangan. Misalnya jika seorang manusia memiliki jumlah kromosom 45 maka

manusia ini mengalami kondisi aneuploidi.

Aneuploidi adalah perubahan jumlah n-nya. Aneuploidi dibagi menjadi 2, yaitu:


a. Allopoliploidi, yaitu n-nya mengganda sendiri karena kesalahan meiosis.

b. Autopoliploidi, yaitu perkawinan atau hibrid antara spesies yang berbeda jumlah set

kromosomnya.

Ada beberapa istilah yang digunakan dalam aneuploidi yaitu:

* Monosomi

Monosomi adalah keadaan di mana hanya terdapat satu kromosom. Monosomi

kromosom X pada manusia menyebabkan seorang wanita terkena sindrom Turner.

* Disomi

Disomi adalah keadaan di mana terdapat dua kromosom. Pada manusia yang merupakan

organisme diploid, kondisi disomi adalah keadaan normal. Tetapi bagi organisme yang

seharusnya memiliki tiga kromosom tetapi hanya memiliki dua kromosom, maka

organisme tersebut mengalami aneuploidi.

* Trisomi

Trisomi adalah keadaan di mana terdapat tiga kromosom. Trisomi kromosom

menyebabkan berbagai sindrom pada manusia. Salah satunya yang paling sering adalah

trisomi kromosom 21 yang menyebabkan sindrom Down. Trisomi yang juga sering

terjadi adalah trisomi kromosom 18 (menyebabkan sindrom Edwards) dan trisomi

kromosom 13 (menyebabkan sindrom Patau).

* Tetrasomi

Tetrasomi adalah keadaan di mana terdapat empat kromosom. Tetrasomi terjadi misalnya

pada kromosom seks (XXXX. XXXY, XXYY, dan XYYY).

* Pentasomi

Pentasomi adalah keadaan di mana terdapat lima kromosom. Pentasomi juga terjadi pada

kromosom seks (XXXXX, XXXXY, XXXYY, XXYYY, dan XYYYY).

Aneusomi adalah perubahan jumlah kromosom. Penyebabnya adalah anafase lag

(peristiwa tidak melekatnya beneng-benang spindel ke sentromer) dan non disjunction

(gagal berpisah).

Aneusomi pada manusia dapat menyebabkan:

1. Sindrom Turner, dengan kariotipe (22AA+X0). Jumlah kromosomnya 45 dan

kehilangan 1 kromosom kelamin. Penderita Sindrom Turner berjenis kelamin

wanita, namun ovumnya tidak berkembang (ovaricular disgenesis).

2. Sindrom Klinefelter, kariotipe (22 AA+XXY), mengalami trisomik pada kromosom

gonosom. Penderita Sindrom Klinefelter berjenis kelamin laki-laki, namun testisnya


tidak berkembang (testicular disgenesis) sehingga tidak bisa menghasilkan sperma

(aspermia) dan mandul (gynaecomastis) serta payudaranya tumbuh.

3. Sindrom Jacobs, kariotipe (22AA+XYY), trisomik pada kromosom gonosom.

Penderita sindrom ini umumnya berwajah kriminal, suka menusuk-nusuk mata

dengan benda tajam, seperti pensil,dll dan juga sering berbuat kriminal. Penelitian

di luar negeri mengatakan bahwa sebagian besar orang-orang yang masuk penjara

adalah orang-orang yang menderita Sindrom Jacobs.

4. Sindrom Patau, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada kromosom autosom.

Kromosom autosomnya mengalami kelainan pada kromosom nomor 13, 14, atau 15.

5. Sindrom Edward, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada autosom. Autosom

mengalami kelainan pada kromosom nomor 16,17, atau 18. Penderita sindrom ini

mempunyai tengkorak lonjong, bahu lebar pendek, telinga agak ke bawah dan tidak

wajar. ( http : // i d . w ikip e di a . o r g )

6. Sindrom Down, kariotipe (45A+XX/45A+XY pada kromosom 21), trisomik pada

autosom. Ciri anatominya: badan dan kaki pendek, jalan agak lambat, kepala

bunder, bibir bawah tebal dan menjorok ke depan, mulut menganga, leher pendek

dan besar, telinga kecil, tapak tangan seperti tangan monyet, keterbelakangan

mental/idiot.

Salah satu penyebab mutasi kromosom misalnya adalah radiasi pada kromosom. Akibat

dari mutasi kromosom misalnya adalah berbagai kelainan genetik seperti sindrom Wolf-

Hirschhorn, sindrom Turner, sindrom Klinefelter, dan lainnya.

* Duplikasi

Duplikasi adalah mutasi kromosom di mana sebagian dari kromosom mengalami

penggandaan (duplikasi). Duplikasi menyebabkan adanya materi genetik tambahan.

* Translokasi

Translokasi adalah tersusun kembalinya kromosom dari susunan sebelumnya. Ada dua

macam translokasi yaitu translokasi resiprok dan translokasi Robertsonian. Pada

translokasi resiprok, ada dua kromosom yang bertukar materi genetik. Sementara pada

translokasi Robertsonian, kedua lengan pendek kromosom hilang dan lengan panjangnya

membentuk kromosom baru. Translokasi Robertsonian biasanya terjadi pada kromosom

dengan bentuk akrosentrik (kromosom yang letak sentromernya berada mendekati ujung,

salah satu lengan pendeknya sangat pendek sehingga seperti tidak terlihat). Translokasi

Robertsonian pada manusia terjadi pada kromosom 13, 14, 15, 21, dan 22.

* Inversi

http://id.wikipedia.org/


Inversi adalah penyusunan kembali materi genetik kromosom tetapi terbalik dari susunan

sebelumnya.

* Formasi cincin

Pada formasi cincin, kedua ujung lengan kromosom berfusi membentuk bulatan seperti

cincin. Ada tiga kemungkinan, kedua ujung lengan kromosom akan menghilang

kemudian kedua lengan berfusi, hanya salah satu ujung lengan kromosom yang

menghilang kemudian kedua lengan berfusi, atau pada kasus yang lebih langka kedua

lengan berfusi tanpa adanya penghilangan bagian ujung lengan kromosom.

* Isokromosom

Isokromosom terjadi pada kromosom yang kehilangan salah satu lengannya, kemudian

mengkopi lengannya yang tidak hilang. Hasil kopian lengan yang tersisa ini merupakan

pencerminan dari lengan kromosom yang tidak hilang.

Sumber Mutasi

Bahan-bahan yang menyebabkan terjadinya mutasi disebut MUTAGEN. Mutagen dibagi

menjadi 3, yaitu:

1. Mutagen bahan Kimia, contohnya adalah kolkisin dan zat digitonin. Kolkisin adalah

zat yang dapat menghalangi terbentuknya benang-benang spindel pada proses anafase

dan dapat menghambat pembelahan sel pada anafase.

2. Mutagen bahan fisika, contohnya sinar ultraviolet, sinar radioaktif,dll. Sinar

ultraviolet dapat menyebabkan kanker kulit.

3. Mutagen bahan biologi, diduga virus dan bakeri dapat menyebabkan terjadinya

mutasi.Bagian virus yang dapat menyebabkan terjadinya mutasi adalah DNA-nya.

Pengaruh Mutasi

Mutasi menimbulkan keuntungan antara lain menimbulkan varietas baru yang lebih

unggul,baik hewan maupun tumbuhan. Contohnya, padi hasil radiasi lebih tahan terhadp

hama, lebih cepat masa panennya, lebih banyak menghasilkan bulir padi, dll. Disamping

menguntungkan mutasi juga menimbulkan kerugian,salah satunya adalah munculnya

kelainan-kelainan genetik yang telahkita bahas sebelumnya.


Worksheet

1. Sebutkan penyebab terjadinya mutasi ?

Answer

:

2. Explain what the meaning mutagen? and 3 for example!

Answer

:


UJI PEMAHAMAN

Pilihlah salah satu jawaban yang benar

1. Gambar di atas menunjukkan adanya peristiwa mutasi kromosom yang disebut …

a. inverse

b.delesi

c.katenasi

d.duplikasi

e.translokasi

2. Biji jambu yang direndam dalam kolkisin mengalami perubahan jumlah

kromosom berlipat ganda yang disebut …

a. poliploid d. otopoliploid

b. tetraploid e. aneupoliploid

c. monoploid

3. Suatu perubahan yang terjadi pada tubuh makhluk hidup dianggap sebagai mutasi

apabila …

a. mengaktifkan perubahan gen

b. mengakibatkan perubahan susunan DNA

c. mengakibatkan perubahan kromosom

d. diwariskan kepada keturunannya

e. selalu dapat diperbaiki

4. Contoh mutagen adalah …

a. asap rokok

b. DDT

c. sinar X

d. semua benar

e. berkas UV

5. Suatu individu tampak mengalami perubahan besar dibandingkan sesama

jenisnya.Dari penelitian diketahui bahwa kromosom individu tadi tetap sama

seperti yang lain, tetapi isi kromosomnya mengalami perubahan. Individu


tersebut mengalami

a. regenerasi

b. mutasi gen

c. pindah silang

d. aberasi

e. rekombinasi

6. Manusia yang memiliki kromosom monosomi dan bisa hidup akan mengalami

kelainan yang disebut ….

a. sindrom Down

b. sindrom Cri du Chat

c. sindrom Klinefelter

d. Leukemia

e. sindrom Turner

7. Sindrom Down disebabkan oleh …

a. tambahan kromosom X sehingga kromosom menjadi XXY

b. tambahan kromosom Y sehingga kromosom menjadi XYY

c. kelebihan kromosom pada kromosom nomor 21

d. delesi kromosom pada kromosom nomor 5

e. monosomi X

8. Mutasi gen-gen gamet yang terdapat pada kromosom kelamin dan merupakan

mutasi yang dikekalkan secara genetic dinamakan …

a. mutasi somatic

b. mutai autosomal

c. mutasi tertaut kelamin

d. mutasi titik

e. mutasi pergeseran kerangka

9. Kerugian penggunaan radiasi pada penemuan bibit unggul tanaman poliploid

adalah …

a. menimbulkan letal pada sifat tanaman

b. tanaman menjadi resisten terhadap hama


c. punahnya plasma nuftah tertentu

d. tanaman menjadi steril

e. menghasilkan tanaman yang variatif

10. Di antara berikut ini, yang merupakan mutagen alami adalah …

a. kolkisin

b. DDT

c. formalin

d. bahan radioaktif

e. sinar kosmis








Jumlah soal


90 % - 100 % = Baik sekali

80 % - 89 % = Baik

70 % - 79 % = Cukup

- 69 % = Kurang





Modul 5

EVOLUSI

Standar Kompetensi :

Memahami teori evolusi dan asal usul kehidupan, serta implikasinya pada salingtemas

Kompetensi Dasar :

a. Menjelaskan teori, prinsip, dan mekanisme evolusi biologi b. Mengkomunikasikan hasil studi evolusi biologic. Menjelaskan berbagai macam teori asal usul kehidupand. Mendeskripsikan kecenderungan baru tentang teori evolusi

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini siswa diharapkan dapat :

1. Mendefiniskan istilah evolusi

2. Membedakan teori Abiogenesis klasik, Biogenesis, dan abiogenesis modern

3. Mendefinisikan teori evolusi biologi

4. Menjelaskan asal usul kehidupan

5. Membedakan teori evolusi pra-Darwin,teori Darwin, dan pasca-Darwin

6. Mengetahui akta-fakta evolusi

7. Menjelaskan terjadinya spesies


Kegiatan Belajar 1

TEORI ASAL USUL KEHIDUPAN

ASAL USUL KEHIDUPAN

Kapan dimana dan dengan cara bagaimana kehidupan di bumi ini berawal? adalah pertanyaan

yang terus menggoda para ilmuwan. Berbagai teori asal-usul kehidupan telah disusun oleh para

pakar tetapi belum ada satupun teori yang diterima secara memuaskan oleh semua pihak. Teori

tentang asal-usul kehidupan yang pernah disusun oleh para ahli di antaranya:

1. Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghalib) pada saat istimewa (teori kreasi

khas)

2. Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio

spontanea)

3. Kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap)

4. Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan)

5. Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia)

Disebut juga teori Abiogenesis pelopornya seorang ahli filsafat zaman Yunani Kuno

Aristoteles (384-322 SM) yang berpendapat bahwa makhluk hidup terjadi begitu saja pendapat

ini masih terus bertahan sampai abad kc 17 -18 Anthony van Leenwenhoek (abad ke 18)

berhasil membuat mikroskop dan melihat jasad renik di dalam air bekas rendaman jerami

penemuan Leeuwenhoek (salah seorang penganut teori abiogenesis) memperkuat teori

generatio spontanea teori terbukti makhluk hidup berasal dari benda mati (jasad renik berasal

dari air bekas rendaman jerarni).

Beberapa ahli berusaha mengadakan penelitian untuk menyangkal teori generatio spontanea

antara lain Franscesco Redi, Spallanzani dan Louis Pasteur.

Percobaan Redi dan Spallanzani masih belum dapat menumbangkan teori generatio spontanea

karena menurut pendapat para pendukung teori tersebut bahwa untuk dapat timbul kehidupan

secara spontan dari benda mati diperlukan gaya hidup dan gaya hidup pada percobaan

Spallanzani dan Redi tidak dapat melakukan fungsinya karena stoples dan labu percobaan

tersumbat rapat-rapat.

Pasteur mencoba memperbaiki percobaan Spallanzani dengan menggunakan tabung kaca

berbentuk leher angsa atau huruf S untuk menutup labu walaupun labu tersumbat udara

sebagai "sumber gaya hidup" dapat masuk ke dalam labu. Dengan percobaan ini Pasteur

berhasil menumbangkan teori generatio spontanea.


TEORI ABIOGENESIS MODERN

Evolusi Kimia

Menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik terjadi secara bertahap dimulai dari

bereaksinya bahan-bahan anorganik yang terdapat di dalam atmosfer primitif dengan energi

halilintar membentuk senyawa-senyawa organik kompleks.

Stanley Miller dan Harold Uray (1953) mencoba mensimulasikan kondisi atmosfer purba di

dalam skala laboratorium. Ia merancang alat yang seperti terlihat dalam gambar di bawah ini.

Skema alat percobaan Miller

Miller memasukkan gas H2, CH4 (metan), NH3 (amonia) dan air ke dalam alat. Air dipanasi

sehingga uap air bercampur dengan gas-gas tadi. Sebagai sumber energi yang bertindak

sebagai "halilintar" agar gas-gas dan uap air bereaksi, digunakan lecutan aliran listrik

tegangan tinggi. Ternyata timbul reaksi, terbentuk senyawa-senyawa organik seperti asam

amino, adenin dan gula sederhana seperti ribosa.

Hasil percobaan di atas memberi petunjuk bahwa satuan-satuan kompleks di dalam sistem

kehidupam seperti lipid, gula, asam amino, nukleotida dapat terbentuk di bawah kondisi


abiotik. Yang menjadi masalah utama adalah belum dapat terjawabnya bagaimana

mekanisme peralihan dari senyawa kompleks menjadi makhluk hidup yang paling

sederhana.

Teori Abiotik lain adalah Teori Panspermia

Teori ini menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik berasal dari meteort dan

komet yang masuk keatmosfer bumi sambil membawa zat-zat organik yang diperlukan bagi

evolusi mahluk hidup. Moleluk organik itu telah terbentuk dar proses-proses abiotik diluar

angkasa. Beberapa material organik (termasuk asam amino) memang telah ditemukan pada

meteorit yang masuk kebumi. Teori Panspermia dan evolusi kimia telah menerangkan

bagaimana alam bumi pada awalnya menyediakan materi organik.

Evolusi Biologi

Alexander Oparin mengemukakan di dalam atmosfer primitif bumi akan timbul reaksi-reaksi

yang menghasilkan senyawa organik dengan energi pereaksi dari radiasi sinar ultra violet.

Senyawa organik tersebut merupakan "soppurba" tempat kehidupan dapat muncul. Senyawa

organik akhirnya akan membentuk timbunan gumpalan (koaservat). Timbunan gumpalan

(koaservat) yang kaya akan bahan-bahan organik membentuk timbunan jajaran molekul lipid

sepanjang perbatasan koaservat dengan media luar yang dianggap sebagai "selaput sel primitif"

yang memberi stabilitas pada koaservat.

Meskipun begitu Oparin tetap berpendapat amatlah sulit untuk nantinya koaservat yang sudah

terbungkus dengan selaput sel primitif tadi akan dapat menghasilkan "organisme

heterotrofik" yang dapat mereplikasikan dirinya dan mengambil nutrisi dari "sop purba" yang

kaya akan bahan-bahan organik dan menjelaskan mekanisme transformasi dari molekul-

molekul protein sebagai benda tak hidup ke benda hidup.

Teori evolusi kimia telah teruji melalui eksperimen di laboratoriurn, sedang teori evolusi

biologi belum ada yang menguji secara eksperimental. Walaupun yang dikemukakan dalam

teori itu benar, tetap saja belum dapat menjelaskan tentang dari mana dan dengan cara

bagaimana kehidupan itu muncul, karena kehidupan tidak sekadar menyangkut

kemampuan replikasi diri sel. Kehidupan lebih dari itu tidak hanya kehidupan biologis,

tetapi juga kehidupan rohani yang meliputi moral, etika, estetika dan inteligensia.


Worksheet

1. What difference between chemist evolution and biology evolution ?

Answer

:


Kegiatan Belajar 2

Petunjuk adanya evolusi

Petunjuk - Petunjuk Adanya Evolusi antara lain :

1. Anatomi Perbandingan

Dari studi anatomi perbandingan dapat diketabui bahwa alat-alat fungsional pada pelbagai

binatang dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Homologi

alat tubuh yang mempunyai bentuk yang berbeda dan fungsinya berbeda namun kalau

diteliti mempunyai bentuk dasar sama.Contohnya sayap burung dengan kaki depan

mamalia dan sirip depan ikan.

Homologi organ menunjukkan adanya hubungan kekerabatan antara spesies-spesies

yang berbeda dan merupakan bukti terjadinya evolusi divergen,yaitu evolusi dari satu

spesies menghasilkan beberapa spesies dengan anatomi (bentuk dasar)yang sama.

b. Analogi

alat-alat tubuh yang mempunyai bentuk dasar yang berbeda namun karena

perkembangan evolusi yang konvergen alat-alat tersebut mempunyai fungsi yang

sama.Contohnya sayap burung dengan sayap kupu-kupu.

Kecenderungan spesies-spesies yang tidak berkerabat untuk memiliki bentuk, stuktur,

dan fungsi organ yang sama (organ analog) menunjukkan terjadinya evolusi

konvergen. Evolusi konvergen merupakan evolusi beberapa spesies berbeda yang

menempatilingkungan sama dan akhirnya memiliki organ tubuh yang sama

fungsinya,meskipun secara (bentuk dasar) berbeda.

2. Embriolog Perbandingan

Embrio hewan bersel banyak mengalarni kesamaan perkembangan embrio, berawal dari

zygot blastula gastrula, kemudian mengalami diferensiasi sehingga terbentuk

bermacam-macam alat tubuh.

Ernest Haeckel, mengatakan tentang adanya peristiwa ulangan ontogeni yang serupa

dengan peristiwa filogeninya, dia sebut teori rekapitulasi.

Contoh: adanya rekapitulasi adalah perkembangan terjadinya jantung pada mamalia yang

dimulai dengan perkembangan yang menyerupai ikan, selanjutnya menyerupai embrio

amfibi, selanjutnya menyerupai perkembangan embrio reptil.


3. Perbandingan Fisiologi

Telah diketahui ada kemiripan dalam faal antara pelbagai makhluk mulai dari

mikroorganisme sampai manusia, misalnya :

• kemiripan dalam kegiatan pernafasan.

• pembentukan ATP dan penggunaannya dalam pelbagai proses kehidupan adalah serupa

pada hampir semua organisme.

4. Petunjuk-petunjuk Secara Biokimia

Digunakan uji presipitin yang pada dasarnya adanya reaksi antara antigen-antibodi.

Banyaknya endapan yang terjadi sebagai akibat reaksi tersebut digunakan untuk

menentukan jauh-dekatnya hubungan antara organisme yang satu dengan yang lainnya.

5. Petunjuk-petunjuk Peristiwa Domestikasi

Menguhah tanaman dan hewan liar menjadi tanaman dan hewan yang dapat dikuasai dan

sesuai dengan keinginan manusia adalah akibat dari peristiwa domestikasi.

Contoh: penyilangan burung-burung merpati, sehingga dijumpai adanya 150 variasi

burung, yang di antaranya begitu berbeda hingga dapat dianggap sebagai spesies

berbeda.

6. Petunjuk-petunjuk dari alat tubuh yang tersisa

Alat-alat yang tersisa dianggap sebagai bukti adanya proses evolusi, alat-alat ini sudah

tidak berguna namun ternyata masih dijumpai.

Contoh : Pada manusia :

• selaput mata pada sudut mata sebelah dalam

• tulang ekor

• gigi taring yang runcing

7. Petunjuk-petunjuk Paleontologi

Telah diketabui bahwa fosil dapat digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi.

Contoh : Urutan fosil kuda: dari Eohippus (kuda zaman Eosin) Mesohippus

Merychippus Pliohippus Equas (kuda zaman sekarang).

A. Pendapat Teilhard de Chardin mengenai proses evolusi

Proses evolusi dibedakan menjadi 3 tahap, yaitu:

1. Tahap Geosfer:

Tahap ini adalah tahap pra-hidup, tahap perubahan yang terutama

menyangkut perubahan tata surya.


2. fahap Biosfer:

Kalau ada tahap geosfer yang menjadi masalah adalah adanya

"loncatan" dari materi tak hidup menjadi "materi" hidup, maka pada

tahap biosfer yang dimasalahkan adalah "loncatan" munculnya

manusia.

3. Tahap Nesosfer:

Menurut Teilhard, yang penting pada makhluk, hidup dalam hal ini

manusia adalah terjadinya evolusi mengenai kesadaran batinnya yang

semakin mantap.

B. Penetapan Umur Fosil

Penetapan umur fosil dapat dilakukan 2 cara:

• Cara tidak langsung : yaitu dilakukan dengan mengukur umur lapisan bumi tempat fosil

ditemukan.

• Cara langsung : yaitu dengan mengukur umur fosil itu sendiri.

Beberapa contoh penetapan umur fosil :

1. Berdasarkan peristiwa laju erosi

2. Berdasarkan peristiwa laju sedimentasi

3. Kandungan garam

4. Penentuan umur dengan zat radioaktif

C. Evolusi Manusia

Fosil subhuman tertua adalah Australophitecus, wujudnya lebih menyerupai kera daripada

manusia, kemudian muncul manusia kera dari Jawa, Pitecanthropus erectus yang hidup pada

± 500.000 tahun yang lalu, sudah lebih menyerupai manusia daripada kera, volume otaknya ±

1000 cc, sedang pada gorilla ± 600 cc dan pada manusia modern ± 1500 cc, subhuman yang

lain adalah Homo neanderthalensis, makhluk ini hidup pada pertengahan akhir Pleistocene,

± 500.000 sampai 50.000 tahun yang lalu, orang beranggapan bahwa makhluk ini manusia

primitif yang pertama. Secara tepat takdapat diketahui kapan manusia modern ini muncul,

tetapi mungkin yang tertua adalah tengkorak Swanscombe yang umurnya 300.000 tahun dan

mungkin sekali lebih tua lagi, yaitu sekitar 500.000 tahun yang lalu makhluk ini pun diduga

berasal dari Pithecarthropus. Maunusia modern yang mengganti kan Homo neanderthalensis

adalah manusia Cro-maguon yang hidup sekitar 50.000 - 20.000 tahun yang lalu.


Worksheet

Diskusikan secara kelompok tentang pendapat-pendapat yang menyanggah teori-teori

evolusi. Carilah sumber informasi melalui internet, buku panduan evolusi, artikel, dll.

Kegiatan Belajar 3

TEORI EVOLUSI

Evolusi ialah proses perubahan yang berlangsung sedikit demi sedikit dan memakan waktu

yang lama. Dikenal 2 macam evolusi :

1. Evolusi progresif :

evolusi meonju pada kemungkinan dapat bertahan hidup (survive).

2. Evolusi regresif (retrogreslf) :

evolusi menuju pada kemungkinan menjadi punah.

Teori evolusi merupakan perpaduan antara ide (gagasan) den fakta (kenyataan). Yang dianggap

sebagai pencetus ide evolusi ialah Charles Darwin (1809-1892) yang menerbitkan buku

mengenai asal mula spesies pada tahun 1859, dengan judul "On the ofiginof species by

means of natural selection" atau "The preservation of favored races in the struggle for

life".

Alfred Wallace (1823-1913) secara terpisah mengembangkan pemikirannya dan

menghasilkan konsepsi yang sama dengan pendapat Charles Darwin.

Joseph Hooker, teman Charles Darwin menggabungkan tulisan Alfred Wallace den Charles

Darwin. Judul kedua tulisan tersebut menjadi "On the tendency of species to from

vafieties and on the perpetuation of vafieties and species by natural means of selection".

Yang dianggap mengilhami Charles Darwin dengan gagasan evolusinya adalah

1. Jean Baptiste Lamarck (ahli biologi Pera~uis, 1744-1829).

Yang idenya mengenai evolusi dituangkan dalam bukunya "Philosophic

Zoologique". Inti isi buku tersebut :

1.1. Alam sekitar/lingkungan (environment) mempunyai pengaruh pada

ciri-ciri/sifat-sifat yang diwariskan.

1.2. Ciri-ciri/sifat-sifat yang didapat (auquired characters) akan

diwariskan kepada keturunannya.

1.3. Organ yang digunakan akan berkembang, sedan" yang tidak

digunakan akan mengalami kemunduran.


2. Sir Charles Lyell (ahli geologi Inggris, 1797-1875).

Yang menerbitkan buku mengenai prinsip-prinsip geologi "Principles

of Geology" (1830) menyatakan bahwa batuan, pulau-pulau dan

benua selalu mengalami perubahan.

3. Thomas Robert Mathus (ahli ekonomi den kependudukan Inggris)

Pro dan kontra tentang berbagai pendapat tentang masalah evolusi

1. Lamarck vs Weismann :

Weismann (biologiawan Jerman 1834-1912) menentang pendapat Lamarck mengenai

diturunkannya sifat-sifat yang diperoleh.

Percobaannya : Dia mengawinkan 2 ekor tikus yang dipotong ekornya ternyata keturunannya

tetap berekor panjang. Keadaan ini tetap berlangsung meskipun dilakukan sampai 20 generasi.

2. Lamarck vs Darwin :

Mereka berbeda pendapat mengenai "munculnya" jerapah berleher panjang.

* Menurut Lamarck : semula jerapah berleher pendek karena makanan yang berupa daun

makin berkurang maka dari generasi ke generasi leher jerapah semakin panjang untuk

menjangkau daun yang semakin tinggi letaknya.

* Menurut Darwin : dalam populasi jerapah ada yang berleher panjang dan berleher pendek.

Dalam kompetisi mendapatkan makanan jerapah berleher panjang tetap bertahan hidup

jerapah berleher pendek lenyap secara perlahan-lahan.

3. Spesiasi atau terjadinya spesies baru:

Ada pendapat spesies baru bisa terjadi dari spesies yang sudah ada karena interaksi antara

faktor luar dan faktor dalam. Mekanismenya dapat dijelaskan dengan rumus :

F = G + L,

F = fenotip,

G = genotip,

L = lingkungan

maka bila F1 F2 F3 F4 F5 .............. F12, dimana F12 mungkin sudah jauh

berbeda dengan F1 sehingga F12 dapat dinyatakan sebagai spesies baru.

PRINSIF HARDY- WEINBERG

Pada tahun 1908, Hardy dan Weinberg mengemukaan teori tentang “Gen Pool” dari suatu

populasi yang tidak berubah. Mereka menyatakan bahwa frekuensi alel dan genotif dari suatu


“gen pool” pada suatu populasi bersifat konstan kecuali bila terdapat mekanisme lain yang

bekerja selain hukum segregasi mendel dan rekombinan alel.Prinsif Hardy-weinberg

memungkinkan hukun genetika mendel menjelaskan teori evolusi Darwin.

Persamaan Hardy-weinberg : P2

+ 2 pq + q2

= 1

Dimana P2 : frekuensi genotif homozigot dominan

2pq : frekuensi genotif heterozigot

q2 : frekuensi genotif homozigot resesif

Prinsif Hardy-Weinberg harus memenuhi lima kreteria utama,yaitu :

1. Populasi terdiri dari jumlah indifidubyang sangat besar.

2. Tidak terjadi migrasi

3. Tidak terdapat mutasi

4. Perkawinan acak

5. Tidak terdapat seleksi alam(sumber ; Bahan ajar OSN/I SMA edisi keempat TOBI)

Untuk dapat memahami masalah evolusi, perlu dipahami pengertian-pengertian berikut :A. Pengertian Spesies

Populasi-populasi yang masih mungkin mengadakan pertukaran gen dikatakan termasuk

dalam satu spesies.

Variasi atau perbedaan morfologi fisiologi ataupun kelakuan tidak menjadi alasan

dipisahkannya dua populasi menjadi dua spesies yang berbeda.

B. lsolasi Reproduksi

Barier (hambatan) geografik dapat memungkinkan terjadinya pemisahan dua populasi

(allopatric) keadaan ini memungkinkan terjadinya isolasi reproduksi meskipun kedua

populasi tersebut berada dalam satu lingkungan kembali (sympatrik).

C. Macam-macam Isolasi Intrinsik

1. Mekanisme yang mencegah/menghalangi terjadinya perkawinan:

1.1. Isolasi ekogeografi

1.2. Isolasi habitat

1.3. Isolasi iklim/musim

1.4. Isolasi perilaku

1.5. Isolasi mekanik


2. Mekanisme yang mencegah terjadinya hibrida:

2.1. Isolasi gamet

2.2. Isolasi perkembangan

2.3. Ketidakmampuan hidup suatu hibrida

3. Mekanisme yang mencegah kelangsungan hibrida:

3.1. Kemandulan betina

3.2. Eliminasi hibrida yang bersifat selektif

D. Spesiasi Sebagai Akibat Adanya Poliploid

Contoh : pada tanaman bunga Oenothera lamarckiana yang mempunyai

14 kromosom, karena adanya peristiwa gagal berpisah (non-

disjungtion) terjadi keturunan dengan 28 kromosom yang

kemudian diberi nama Oenothera gigas.

Kedua Oenothera tersebut dibedakan spesiesnya oleh karena pada persilangan

antara keduanya akan menghasilkan turunan yang triploid dan kemudian

ternyata steril.

E. Radiasi Adaptif

Contoh klasik radiasi adaptif adalah variasi dari burung finch di kepulauan

Gallapagos, perbedaannya pada besar dan bentuk paruh, kebiasaan makan dan pada

kelakuan yang lain.

F. Divergensi, Kepunahan, Konvergensi

Peristiwa radiasi adaptif merupakan peristiwa dimana dari satu spesies timbul dua atau

beberapa spesies.Kalau dibuat garis keturunannya maka terlihat adanya garis-garis yang

menyebar (divergen) oleh sebab itu peristiwa ini disebut divergensi.

Banyak sebab-sebab kepunahan, antara lain karena perubahan alam sekitar yang begitu

cepat yang tidak dapat diikuti dengan adaptasi/ re-adaptasi makhluk hidup tersebut, juga

sebab-sebab biologik, seperti adanya peristiwa kompetisi antara organisme yang

mempunyai kebutuhan sama.

Konvergensi adalah peristiwa dimana dua makhluk atau lebih menghuni tempat hidup

yang sama, tetapi makhluk tersebut memiliki asal-usul yang berbeda, hubungan yang jauh

tetapi kemudian karena berada dalam tempat yang sama mempunyai organ-organ yang

fungsinya serupa.


Worksheet

1. Explain difference kinds evolutiaon theory. Evolution theory by Lamarck ,

Weismann and Darwin

Answer

:


UJI PEMAHAMAN

Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!

1. Stanley Miller dan Harold Urey menguji hipotesis Oparin dengan menciptakan perangkat percobaan

seperti pada gambar.Senyawa X adalah .....

A . Senyawa organik terdiri dari asam amino, asam nukleat dan ribosa

B . Senyawa organik, terdiri dari protein kompleks, polinukleotida dan karbohidrat

C . Senyawa anorganik terdiri dari asam amino, glukosa dan asam nukleat

D . Senyawa anorganik terdiri dari protein kompleks, poliribosa, dan polinukleotida

E . Senyawa anorganik terdiri dari asam amino, polinukleotida dan karbohidrat

2. Beberapa fakta yang terjadi di alam antara lain;

1. Semua spesies mempunyai potensi reproduksi yang tinggi

2. Terdapat variasi yang diturunkan di antara individu satu spesies

3. Terdapat banyak homologi organ

4. Ditemukannya hewan yang sama di tempat yang berbeda

Fakta yang menjadi dasar teori evolusi adalah

A. 1 dan 2

B. 1 dan 4

C. 2 dan 3

D. 2 dan 4

E. 3 dan 4


3. Gambar berbagai macam bagan percobaan konsep tentang hidup.

Bagan percobaan manakah yang menentang teori biogenesis ….

A. I

B. II

C. IV

D. II dan III

E . III dan IV

4. Pernyataan di bawah ini yang merupakan peristiwa evolusi biologi adalah ...

A. terbentuknya asam amino pertama di muka bumi sebagai zat yang mirip virus

B. perbedaan warna bunga pada tumbuhan sejenis karena pemberian hormon

C. siput sawah bereproduksi secara vivivar sedangkan siput lainnya ovivar

D. perbedaan ukuran tubuh pada dua tumbuhan sejenis karena pemupukan

E. peningkatan populasi ngengat berwarna gelap di daerah pemupukan

5. Perhatikan model eksperimen Stanley Miller ini.

Tempat air mendidih, sumber daya, dan air yang mengandung bahan organik secara berturut-turut

adalah nomor ...

A. 1,2, dan 4

B. 1,3, dan 5

C. 2,3, dan 4


D. 2.4, dan 5

E. 3.4, dan 5

6. Hasil eksperimen Stanley Miller adalah terbentuknya zat yang kita sebut …

A. amoniak

B. asam nukleat

C. asam asetat

D. asam amino

E. asam dioksi nukleat

7. Pernyataan tentang asal-usul kehidupan yang berkaitan dengan evolusi biologi adalah …

A. makhluk hidup penghuni bumi berasal dari zarah yang menyerupai telur

B. molekul CH4, NH3, H2 dan H2O yang terdapat dalam atmosfer bumi merupakan komponen

penting tubuh

C. makhluk hidup dan materi pembentukannya merupakan bagian integral dari alam semesta

D. proses perkembangan makhluk hidup ditentukan semata-mata oleh persenyawaan CH4, NH3,

H2O dan H2

E. makhluk hidup penghuni bumi berasal dari spora Kehidupan

8. Pada perangkat eksperimen Stanley Miller ini, nomor 1 dan 2 adalah … (2001)

A. pendingin – labu pemanas

B. pompa hampa – pendingin

C. elektroda – sumber energi

D. pendingin – penampung embun

E. elektroda – pendingin

9. Hasil dari evolusi kimia menjelaskan awal terjadinya kehidupan di bumi sebab …


A. senyawa anorganik seperti molekul DNA memiliki kemampuan memperbanyak diri

B. hasil evolusi kimia berupa protein yang mampu menunjukkan gejala-gejala hidup

C. senyawa anorganik kompleks sebagai hasil evolusi kimia berupa protein merupakan bahan dasar

pembentukan protoplasma

D. dari evolusi kimia dihasilkan asam amino yang merupakan senyawa anorganik pembentuk

protoplasma

E. hasil evolusi kimia berupa senyawa organik kompleks molekul DNA yang mampu

Memperbanyak diri

10. Pernyataan yang menunjukkan adanya evolusi kimia adalah …

A. proses perubahan CH4, NH3, H2O dan H2 menjadi asam amino

B. perubahan senyawa gas-gas di atmosfer untuk membentuk zat hidup

C. perubahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana D.

proses perubahan asam amino menjadi organisme heterotrop

E. lautan adalah sumber molekul-molekul organik berupa “sop purba”

11. Asal-usul kehidupan berdasarkan teori evolusi biologi dinyatakan sebagai …

A. proses kehidupan berasal dari lingkungan akuatik

B. makhluk hidup penghuni berasal dari kehidupan sebelumnya

C. semua kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya

D. makhluk hidup dan proses pembentukannya merupakan bagian integral dari perkembangan

Alam semesta

E. pada saat tertentu atmosfer bumi tertutup oleh lapisan gas-gas bahan kehidupan

12. Teori tentang asal usul kehidupan di antaranya adalah …

1. teori kreasi khas

2. teori evolusi biokimia

3. teori generatio spontanen

4. teori kehidupan tidak berasal-usul

5. teori kosmozoan

Dari teori-teori di atas yang eksperimennya dilakukan oleh Oparin dan Aristoteles adalah …

A. 1 dan 2

B. 2 dan 3

C. 3 dan 4

D. 3 dan 5

E. 4 dan 5


13. Pernyataan yang erat kaitannya dengan teori asal usul kehidupan dan menjadi dasar teori evolusi

adalah …

A. semua organisme sekarang berasal dari organisme sebelumnya

B. suatu organisme primitif telah berkembang menjadi berbagai organisme kompleks

C. di dalam suatu populasi makhluk hidup terdapat variasi

D. burung finch di kepulauan galapagos merupakan imigran dari Amerika Selatan

E. pada setiap zaman geologi diciptakan organisme yang berbeda

14. Stanlley Miller menggunakan campuran gas NH3 , CH4,H2 dan H2O dalam percobaannya.

Dari hasil percobbannya tersebut Stanlley Miller dapat membuktikan bahwa...

A. Asal mula kehidupan

B. Energi dibutuhkan untuk membentuk mahluk hidup

C. Asam amino merupakan substansi dasar semua kehidupan

D. Kebeneran teori abiogenesis

E. Bahwa mahluk berasal dari benda mati

15. Arti dari Omne Vivum ex ovo adalah . . .

A. Setiap mahluk hidup berasal dari Induknya

B. Setiap mahluk hidup berasal dari mahluk hidup

C. Setiap mahluk hidup berasal dari anaknya

D. Setiap mahluk hidup berasal dari telur

E. Setiap mahluk hidup tidak berasal dari apa-apa








Jumlah soal


90 % - 100 % = Baik sekali

80 % - 89 % = Baik

70 % - 79 % = Cukup

- 69 % = Kurang





Modul 4

BIOTEKNOLOGI

Standar Kompetensi

Memahami prinsip-prinsip dasar bioteknologi serta implikasinya bagi kehidupan manusia

pada salingtemas

Kompetensi Dasar

7.1 Menjelaskan arti prinsif dasar teknik DNA rekombinan dan jenis-jenis bioteknologi

7.2 Menjelaskan dan menganalisis peran bioteknologi, aplikasi teknik DNA rekombinan

serta implikasinya pada sains, implikasi hasil-hasil bioteknologi pada sains lingkungan,

teknologi dan masyarakat(salingtemas)

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan dapat :

1. Mendefinisikan istilah bioteknologi

2. Membandingkan prinsif bioteknologi tradisional dengan modern beserta produk-

produknya

3. Menjelaskan aplikasi bioteknologi baik tradisional maupun modern pada bidang

pangan, pertanian, peternakan, kesehatan dan pengobatan.

4. Mengetahui pemanfaatan mikroorganisme dalam bioteknologi

5. Memahami prinsip kerja kultur jaringan

6. Mengetahui tentang rekayasa genetik, tahapannya dan pemanfaatannya.


Kegiatan Belajar 1

PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara

terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia.

Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Rekayasa genetika adalah aplikasi

genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.

Bioteknologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri,

fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses

produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak

hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti

biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain

sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai

cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu.

Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang

sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru

di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan

bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan

insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak

sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur.

Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.

Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju.

Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal r e k a y a s a

ge n e tik a , kultur j a r i n ga n , rekombinan D N A , pengembangbiakan s e l induk , klon i n g , dan lain-

lain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit

genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti k a n k e r ataupun A I D S .

Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke

ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh


dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa

genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan

produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta

juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa

ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada

penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang

bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.

Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi

perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika

terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.

Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi

teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme

dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.

Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme

baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk

bioteknologi, antara lain:

• Jagung resisten hama serangga

• Kapas resisten hama serangga

• Pepaya resisten virus

• Enzim pemacu produksi susu pada sapi

• Padi mengandung vitamin A

• Pisang mengandung vaksin hepatitis

Rekayasa genetika

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi.

Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi:

1. Isolasi gen.

2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik.

3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru.

4. Membentuk produk organisme transgenik.

Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu:

1. Melalui proses introduksi gen


2. Melalui proses mutagenesis

Proses introduksi gen

Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah:

1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik

2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan

3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan

4. Uji coba kultur tersebut di lapangan

Mutagenesis

Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada

DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada

organisme tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama.

Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa

oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi,

terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam

lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

Ahli Kimia Perancis, Louis Pasteur adalah seorang zymologist pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernafasan) tanpa udara".

Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan, "Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi, pertumbuhan dan multiplikasi sel- sel secara simultan..... Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut... Saya benar-benar tidak tahu".

Ahli kimia Jerman, Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekeresi dari ragi yang ia sebut sebagai zymase.

Penelitian yang dilakukan ilmuan Carlsberg (sebuah perusahaan bir) di Denmark semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan brewing (cara pembuatan bir). Ilmuan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya biologi molekular.

Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah

etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan

dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum


digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman

beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang

tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi.

Reaksi

Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan

produk yang dihasilkan. Secara singkat, g luko s a (C6H12O6) yang merupakan gula paling

sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan e t a nol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini

dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan.

Persamaan Reaksi Kimia

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol)

Dijabarkan sebagai

Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida +

Energi (ATP)

Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi

umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi

aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk

akhir yang dihasilkan.

Sumber energi dalam kondisi anaerobik

Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba

sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga

fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel.

Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat

mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih

highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya

adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative

phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi

menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang

dihasilkan r e s pi r a s i ae r o b ik .


"Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi

intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen,

makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih

cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya

100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat

membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan

dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada

manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2

menit.

Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi pi r u v a t ke produk fermentasi akhir. Tahap ini

tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini

meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia

diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP

dalam kondisi anaerobik.


Kegiatan Belajar 2

Fermentasi makanan

Pembuatan tempe dan tape (baik tape ketan maupun tape singkong atau peuyeum) adalah

proses fermentasi yang sangat dikenal di Indonesia. Proses fermentasi menghasilkan

senyawa-senyawa yang sangat berguna, mulai dari makanan sampai obat-obatan. Proses

fermentasi pada makanan yang sering dilakukan adalah proses pembuatan tape, tempe,

yoghurt,dan tahu

Ciri utama bioteknologi:

1. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan

2. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri

3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian

Gbr. Kegunaan Bioteknologi untuk memenuhi kebutuhan manusia

Perkembangan bioteknologi :

1. Era bioteknologi generasi pertama bioteknologi sederhana.

Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman

serta pengawetan makanan.

Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.


2. Era bioteknologi generasi kedua.

Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.

Contoh:

a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat

b. pengolahan air limbah

c. pembuatan kompos

3. Era bioteknologi generasi ketiga.

Proses dalam kondisi steril.

Contoh: produksi antibiotik dan hormon

4. Era bioteknologi generasi baru bioteknologi baru.

Contoh: produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal

Bioteknologi Dalam Produksi Pangan

1. MAKANAN BAHAN SUSU

Prinsipnya adalah memfermentasi susu menghasilkan asam laktat.

1. Keju

Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang juga berperan memberi rasa dan

tekstur keju.

2. Yoghurt

Mikroba: 1. Lactobacillusbulgaris pemberi rasa dan aroma

2. Streptococcus thermophilus menambah keasaman

3. Mentega

Mikroba: Leuconostoc cremoris


Gbr. Tahap-tahap dasar pembuatan minuman anggur merah

3. MAKANAN NON SUSU

1. Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur "wine", rum), oleh ragi2. Kecap, oleh Aspergillus oryzae3. Nata de Coco, oleh Acetobacter xilinum

Prinsipnya adalah pemecahan amilum oleh mikroba menghasilkan gula, yangkemudian difermentasi

4. Cuka, oleh Acetobacter aseti

Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat

1. Antibodi Monoklonal

adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel sejenis. Antibodi

ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel Limpa dan sel

mieloma) yang dikultur.

Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi

antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan

2. Terapi Gen

adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal

3. Antibiotik

Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium

notatum.

- Penicillium chrysogenum memperbaiki penisilin yang sudah ada Dilakukan dengan


mutasi secara radiasi ultra violet dan sinar X.

- Cephalospurium penisilin N.

- Cephalosporium sefalospurin C.

- Streptomyces streptomisin, untuk pengobatan TBC

4. Interferon

Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses

pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan

replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika.

5. Vaksin

Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria.

Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian

bahan kimia.

Gbr. Tahapan sintesis vaksin yang direkayasa secara genetika


6. PROTEIN SEL TUNGGAL (Single Cell Protein = SCP)

adalah makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme

Contoh: 1. Mikoprotein dari FusariumSubstrat: tepung gandum dan ketan

2. Spirulina dan Chlorella

Kelebihan SCP:

1. Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan2. Pertumbuhan cepat

Gbr. Diagram umum proses/tahapan produksi SCP

Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi

Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga

didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).

............................ aktivitasReaksi: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 ———————————> CuSO4 + 5FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi

............... aktivitasCuSO4 + 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ———————————> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+

Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof

Kegiatan Belajar 3

Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran

1. Pencemaran oleh minyak.Strain-strain Pseudomorms mengkonsumsi hidrokarbon. Rekayasa genetik


membentuk bakteri super yangmeogandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi hidrokarbon.

2. Limbah organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob.

Gbr. Skema pengolahan air limbah

Bioteknologi Dalam Pemberantasan Hama

Dalam membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama secara biologi

antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan tanaman resisten hama.

1. Bacillus thuringiensis menghasilkan bioinsektisida yang toksin terhadap larva

serangga.

-Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman menghasilkan tanaman yang bersifat

resisten hama serangga.

- Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan ke tanaman. Racun

akan merusak saluran pencernaan serangga.

2. Baculovirus sp.

Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga akan mati dengan sebelumnya,

menyebarkan virus melalui perkawinan.


Bioteknologi Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan

Sifat TOTIPOTENSIAL tanaman, dapat diterapkan untuk kultur jaringan. Kultur jaringan

(sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru.

Penemu F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel.

Gambar 1

Skema teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan oleh Steward terhadap tanaman

wortel (Daucus carota).

MANFAAT / KEUNTUNGAN KULTUR JARINGAN

1. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g singkat

2. Sifat identik dengan induk

3. Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

4. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara


1. Tanaman kebal terhadap penyakit, misalnya tembakau kebal terhadap TMV.

Skema rekayasa genetika untuk membuat tumbuhan kebal virus TMV

2. Tanaman mampu menambat N2.

Pemberian nitrogen dalam bentuk pupuk buatan secara berlebih ternyata berdampak

negatif yaitu:

1. Meningkatkan tekanan osmosis air tanah

2. Meningkatkan keasaman tanah akibat lanjut adalah defisiensi Ca, Mg dan K

3. Terjadinya eutrofikasi karena penumpukan NO3 di perairan, jalan keluarnya adalah dilakukan rekayasa genetika


UJI PEMAHAMAN

Pilihlah salah satu jawaban benar

1. Pemuliaan tanaman untuk mendapatkan bibit unggul dengan cara memindahkan gen

tertentu dari suatu species lain dengan perantaraan mikroorganisme dikenal sebagai

A. Kultur jaringan

B. Rekayasa genetic

C. Transplantasi

D. Radiasi induksi

E. Mutasi buatan

2. Berikut ini merupakan kelebihan pengawetan makanan dengan menggunakan radiasi,

kecuali

A. Kesegaran bahan pangan tidak berubah

B. Tidak membusuk selamanya

C. Tidak menimbulkan polusi lingkungan

D. Meningkatkan mutu dan hygiene bahan pangan

E. Tidak menimbulkan residu zat kimia pada makanan

3. Dampak negative yang ditimbulkan oleh kemajuan ilmu dan teknologi terhadap

sumber daya manusia adalah ..

A. Timbulnya pengangguran tenaga kerja pasar

B. Menurunnya sumber plasma nutfah

C. Produksi yang berlebihan menyebabkan turunnya harga

D. Terjadinya perubahan sikap social

E. Lahan pertanian berkurang, produksi kecil

4. Salah satu cara pemanfaatan bioteknologi dalam bidang kedokteran adalah

menyambungkan .

A. DNA bakteri ke dalam pancreas manusia

B. Kromosom bakteri ke dalam DNA manusia

C. Gen yang memproduksi insulin ke dalam DNA bakteri

D. DNA virus ke dalam DNA bakteri

E. Gen virus ke dalam gen bakteri


5. Penerapan bioteknologi untuk mendapatkan varietas varietas unggul akan menjurus

pada …

A. Meningkatnya jenis hama tanaman

B. Meningkatnya keanekaragaman genetic

C. Meningkatnya keanekaragaman ekologi

D. Menurunkan kualitas produk pertanian

E. Menurunkan kualitas lingkungan

6. Pengaruh rekayasa genetic terhadap sumber daya protein hewani adalah …

A. Meningkatnya biaya pemeliharaan hewan

B. Menurunkan variasi pada hewan

C. Meningkatnya daya tahan hewan terhadap virus

D. Meningkatnya populasi hewan

E. Menurunnya jumlah makanan yang dibutuhkan hewan

7. Berikut ini pemanfaatan rekayasa genetika untuk meningkatkan kualitas kesehatan

manusia, kecuali …

A. Insulin

B. Antibiotic

C. Antibody monoclonal

D. Interferon

E. Terapi gen sel sumsum tulang

8. Ilmuwan yang dikenal sebagai Bapak Bioteknologi adalah ..

A. Alexander Flemming

B. Robert Hooke

C. Robert Cock

D. Louise Pasteur

E. Lazzaro Spalanzani


9. Penerapan teknologi rekayasa genetika pada manusia pertama kali adalah pada

penderita …

A. Malaria

B. Diabetes

C. Asma

D. Ginjal

E. Jantung

10. Berikut ini bahaya dari bioteknologi, kecuali ..

A. Digunakan untuk senjata biologis

B. Memunculkan organisme strain jahat

C. Mengganggu keseimbangan lingkungan

D. Menyalahi hukum dan nilai masyarakat

E. Menambah keanekaragam hayati

11. Proses manakah yang terjadi di dalam bejana fermentasi sehingga terbentuk zat

antibiotik penisilin?

A. Terjadinya reaksi kimia antara zat makanan dan jamur Penicillium sehingga

terbentuk zat penisilin.

B. Zat antibiotic penisilin perlu ditambahkan dalam bejana sehingga dapat

merangsang jamur untuk memproduksi antibiotic.

C. Jamur Penicillium tumbuh subur dalam bejana fermentasi sehingga dapat

menghasilkan penisilin

D. Bakteri – bakteri tertentu tumbuh subur dalam bejana fermentasi sehingga

menghasilka penisilin

E. Udara dalam bejana fermentasi menyebabkan makanan dalam bejana tersebut

teroksidasi dan membentuk penisilin

12. Mikroorganisme yang dimanfaatkan dalam pembuatan asam sitrat adalah ..

A. Aspergillus niger

B. Aspergillus flavus

C. Aspergillus wentii

D. Aspergillus soyae

E. Aspergillus oryzae


13. Organisme yang mengandung gen dari spesies lain disebut…..

A. Transplantasi

B. Transgenik

C. Mutasi

D. Implementasi

E. Vaksinasi

14. Teknik yang bisa digunakan untuk membantu penderita diabetes mellitus adalah…

A. Terapi gen

B. Plasmid

C. Retrovirus

D. Rekombinan DNA

E. Mieioma

15. Gen yang diberikan pada sapi segar agar produksi susu sapi meningkat adalah…..

A. Somatotropin

B. Somamamae

C. Insulin

D. Retrovirus

E. Virulen

16. Berikut ini merupakan cabang ilmu biologi dan ilmu kimia yang mendukung

kemajuan dan perkembangan bioteknologi, kecuali……

A. Fisiologi

B. Biologi molekuler

C. Inokulasi

D. Genetika

E. Mikrobiologi


17. Manakah yang termasuk produk dari bioteknologi konvensional?

A. Zat Glutamat

B. Kultur jaringan

C. Autoklaf

D. Cloning

E. Hibridoma

18. Pada tahap persiapan kultur jaringan, digunakan alat yang berfungsi untuk sterilisasi

alat dan bahan yang disebut…..

A. Kalus

B. Autoklaf

C. Aseptis

D. Aklimatis

E. Metabolit

19. Tahapan penanaman eksplan yang sudah steril ke dalam atau diatas medium buatan

pada botol kultur adalah....

A. Aklimatisasi

B. Pemeliharaan

C. Persiapan

D. Tahap pembentukkan

E. Inokulasi

20. Mikroorganisme berikut yang digunakan untuk membuat tempe

dan kecap adalah …..

A. Rhizopus oligospora, Saccharomyces cereviceae

B. Streptococcus, Aspergillus flavus

C. Lactobacillus, Aspergillus oryzae

D. Rhizopus oryzae, Aspergillus oryzae

E. Saccharomyces, Aspergillus wentii


21. Dalam proses pembuatan yakult melibatkan bakteri….

A. Acetobacter xylinium

B. Lactobacillus thermophillus

C. Lactobacillus bulgaricus

D. Lactobacillus casei

E. Streptomyces griseus

22. Teknik penyambungan segmen DNA dari suatu organisme ke DNA organisme lain

melalui vektor untuk memperoleh hasil yang diinginkan disebut teknologi …………

A. hibridoma

B. interferon

C. plasmid

D. fermentasi

E. kloning

23. Prosedur yang digunakan untuk mendapatkan DNA rekombinan adalah…..

A. hibridisasi galur murni

B. induksi kolkisin pada tanaman budidaya

C. menumbuhkan sel somatik dari wortel melalui kultur jaringan

D. transformasi bakteri dengan DNA manusia

E. menghalangi pembentukan benang spindel pada saat mitosis

24. Antibodi monoklonal sangat berguna terutama untuk……….

A. Pengenalan antibodi baru

B. Meningkatkan ketahanan tubuh terhadap kanker

C. Menghasilkan protein hasil rekayasa genetika

D. Mendiagnosis jenis penyakit yang diderita pasien

E. Bahan mentah bagi industri plastik

25. Bioteknologi mikroorganisme Methanobacterium omelianski

bermanfaat dalam proses ......

A. Mengubah limbah menjadi bahan bakar gas

B. Memisahkan logam tertentu dari bijinya

C. Mengubah limbah menjadi zat yang tidak berbahaya


D. Memecah mineral sulfida menjadi ion sulfat

E. Menjadikan tanaman dapat menyerap N2 bebas dari udara



Cocokan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban yang ada dibelakang lampiran

modul ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar. Kemudian gunakan rumus

dibawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap kegiatan belajar

Tingkat Penguasaan = Jumlah jawaban benar X 100 %

Jumlah soal


90 % - 100 % = Baik sekali

80 % - 89 % = Baik

70 % - 79 % = Cukup

- 69 % = Kurang




materi modul bio 5 repaired

Documents