PRAKTIKUM GENETIKAMETODA DAN LEMBAR KERJA

Oleh :Tim Pengampu Mata Kuliah dan Praktikum Genetika

Prof. Dr. Ir. Estri Laras Arumingtyas, MSc.StProf. Fatchiyah, MKes., PhD

Dr. Sri Widyarti, MSEko Suyanto, SSi, MSc

JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA

DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

0

2019Daftar Isi

Latihan I.............................................................................................................................2Penentuan Jenis Kelamin..................................................................................................2

Tujuan..............................................................................................................................2Bahan-bahan dan peralatan..............................................................................................2Cara Kerja........................................................................................................................2

Latihan II............................................................................................................................4Rangkai Kelamin...............................................................................................................4

Tujuan..............................................................................................................................4Bahan-bahan dan peralatan..............................................................................................4Cara Kerja........................................................................................................................4

Latihan III..........................................................................................................................6Peranan Gen yang Dipengaruhi Seks..............................................................................6

Tujuan..............................................................................................................................6Bahan-bahan dan peralatan..............................................................................................6Cara kerja.........................................................................................................................6

Latihan IV..........................................................................................................................8Analisis Kromosom Tumbuhan........................................................................................8

Tujuan..............................................................................................................................8Bahan-bahan dan Peralatan..............................................................................................8Cara Kerja........................................................................................................................8

Latihan V..........................................................................................................................10Analisis Kromosom Manusia..........................................................................................10

Tujuan............................................................................................................................10Bahan-bahan dan peralatan :..........................................................................................10

Latihan VI........................................................................................................................12Alel Ganda........................................................................................................................12

Tujuan............................................................................................................................12Bahan-bahan dan peralatan............................................................................................12Cara Kerja :....................................................................................................................12

Latihan VII.......................................................................................................................16Genetic Analysis of Flower Colour in Snapdragon......................................................16

Introduction....................................................................................................................16Genotype........................................................................................................................17Flower colour.................................................................................................................17Test crosses....................................................................................................................18

1

Latihan IPenentuan Jenis Kelamin

Tujuan1. Menetapkan jenis kelamin2. Mengidentifikasi barr body dan drumstick dengan uji seks kromatin

Bahan-bahan dan peralatan1. Sel epithel mukosa mulut dan sel darah perifer praktikan2. Tusuk gigi dan gelas obyek3. Dissposible lancet dan kapas4. Alkohol 70 %5. Pewarna crecyl violet (100 ml crecyl violet dilarutkan dalam methanol, kemudian

ditambahkan aquades sampai 100 ml)6. larutan fiksatif (methanol 95 %)7. Pewarna Giemsa dalam buffer fosfat pH 6.8 (v/v = 1:1)8. Air mengalir9. Mikroskop dan staining jar

Cara Kerjaa. Barr body dari sel epithel mukosa mulut1. Ambil lapisan mukosa mulut dengan tusuk gigi, kemudian oleskan pada gelas

obyek, lalu dikering-anginkan.2. Kemudian preparat dicelupkan ke dalam staining jar berisi larutan fiksatif

(methanol absolut) selama 5 menit, kering-anginkan.3. Teteskan pewarna crecyl violet, biarakan selama 3-5 menit, kemudian cuci

dengan air mengalir, lalu dikering-anginkan.4. Amati preparat menggunakan mikroskop.5. Gambarkan sel-sel endothel dengan barr body.6. Bandingkan antara preparat dari praktikan laki-laki dan perempuan.7. Hitung barr body, 100 sel diulang 3 kali. Pada wanita minimal dijumpai bar body

11 sel per 100 sel yang diamati, sedang pada laki-laki kurang dari 10 sel barr body per 100 sel yang diamati.

b. Drumstick dari leukosit darah perifer1. Ambil darah dari vena perifer dengan disposable lancet, sebelum diambil oleskan

alcohol 70 % pada kulit yang akan diambil darahnya.2. Teteskan darah ke gelas obyek dan ratakan hingga tipis dengan gelas obyek lain.

Kering-anginkan.3. Kemudian preparat dicelupkan ke dalam staining jar berisi larutan fiksatif

(methanol absolut) selama 5 menit, kering-anginkan.4. Teteskan pewarna Giemsa dalam buffer fosfat pH6.8, biarkan selama 15-30

menit, cuci preparat dengan air mengalir dan kering-anginkan.

2

5. Amati menggunakan mikroskop dan gambarkan sel yang mengandung inti dengan bentuk drumstick.

Laporan sementara Latihan I (sah hanya bila ada tanda tangan asisten)a. Barr body dari sel epithel mukosa mulut1. Gambar Barr body (♀ dan ♂)

2. Jumlah Barr body per 100 sel epithel

b. Drumstick dari leukosit darah periferc. 1. Gambar drumstick (♀ dan ♂)

3

Latihan IIRangkai Kelamin

Tujuan 1. Mempelajari rangkai kelamin dengan uji butawarna2. Mempelajari cara pengujian butawarna secara individu

Bahan-bahan dan peralatan1. Buku standar internasional untuk uji butawarna

Cara Kerja1. Setiap praktikan akan diuji secara bergantian oleh asisten dengan menggunakan

buku uji standar internasional2. Baik praktikan maupun asisten mencatat hasil uji, terutama yang tidak bisa atau

keliru diterjemahkan oleh praktikan untuk dicocokkan dengan buku uji standar3. Sebutkan berapa persentase kesalahan pembacaan4. Prediksikan genotip orangtua setiap praktikan5. Bahas secara individu dan populasi kelas dalam laporan

4

Laporan sementara Latihan II (sah hanya bila ada tanda tangan asisten)1. Prosentase kesalahan : pada gambar nomor:

2. Genotip praktikan :

3. Kemungkinan genotip parental dari praktikan :

4. Populasi kelas : (tanpa ditentukan jenis kelamin)

No. Homozigot dominan Heterozigot Homozigot resesif

5. Isilah tabel berikut dengan benar berdasarkan populasi kelasIndividu Homozigot dominan Heterozigot Homozigot resesifPerempuanLaki-laki

Uji frekuensi genotip :

Uji frekuensi fenotip :

5

Latihan IIIPeranan Gen yang Dipengaruhi Seks

Tujuan1. Mempelajari peranan gen yang dipengaruhi seks2. Menentukan genotip dirinya sendiri berdasarkan ukuran jari telunjuk dan kepala

botak

Bahan-bahan dan peralatan1. Jari-jari tangan praktikan2. Silsilah keluarga praktikan3. Kertas, penggaris dan pensil

Cara kerja1. Gambarlah dua garis lurus horisontal dengan jelas pada halaman laporan

sementara saudara2. Letakkan ujung jari tengah saudara tepat di garis yang atas3. Gambarkan posisi jari telunjuk dan jari tengah saudara4. Tentukan genotip saudara dan bagaimana populasi kelas secara keseluruhan5. Hitung frekuensi gen untuk populasi kelas, gen apa yang mendominasi populasi

kelas6. Untuk kepala botak, tuliskan secara jujur dari silsilah keluarga saudara adakah

yang berkepala botak, sehingga saudara bisa memprediksi kebotakana yang akan terjadi kemudian.

7. Dan tuliskan genotip silsilah dari keluarga saudara, bahas dalam laporan saudara.

6

Laporan sementara latihan III (sah hanya bila ada tanda tangan asisten)a. Untuk panjang jari telunjuk1. Gambar jari tangan praktikan

2. Genotip praktikan

3. Genotip populasi kelas

No. Laki-laki PerempuanTT/Tt tt TT Tt/tt

4. Hitung frekuensi gen pada populasi kelas

b. Kepala Botak1. Genotip praktikan

2. Genotip silsilah keluarga

7

Latihan IVAnalisis Kromosom Tumbuhan

Tujuan1. Menganalisis kromosom tumbuhan dengan metoda squash2. Mengamati kromosom akar Allium cepa

Bahan-bahan dan Peralatan1. Alkohol 70 %2. HCl 1N3. Acetocarmine4. Larutan Carnoy (Ethanol absolute : As. Asetat glacial 3:1)5. Gelas obyek dan gelas penutup6. Mikroskop7. Cawan petri8. Pipet tetes9. Akar Allium cepa

Cara Kerja1. Semaikan bawang merah selama 2-3 hari di air, sehingga diperoleh akar Allium

cepa.2. Potong akar bawang , masukkan ke dalam botol flakon yang berisi larutan Carnoy

, inkubasi 24 jam (dimulai pukul 9.00, 10.00, dan 11.00 pagi)3. Buang larutan Carnoy , dan ganti dengan alkohol:HCl 1N (1:1), inkubasi 15

menit.4. Buang larutan sebelumnya, ganti dengan alkohol 70 % inkubasi jaringan pada

oven 60 oC selama 15 menit5. Kemudian ganti larutan dengan pewarna acetocarmine, inkubasi sampai ujung

akar berubah warna menjadi merah6. Ambil akar, letakkan pada gelas obyek, potong ujung akar kira-kira 1-2 mm.7. Kemudian tutup ujung akar tsb dengan gelas penutup, pencet hati-hati sehingga

jaringan terlihat menipis dan menyebar.8. Amati bentuk, struktur dan jumlah kromosom setiap sel.

8

Laporan sementara latihan IV (sah hanya bila ada tanda tangan asisten)1. Apakah ada perbedaan antara akar yang difiksasi pukul 9.00, 10.00 dan 11.00

dalam hal kejelasan preparat?

2. Bagaimana saudara membedakan bentuk kromosom berdasarkan letak sentromer?

3. Ada berapa macam bentuk kromosom yang dapat saudara amati?Tipe Metasentris Submetasentris Akrosentris TelosentrisJumlah

4. Berapa jumlah kromosom dalam setiap selnya?

5. Gambarkan kromosom dalam preparat yang saudara amati.

6. Fase mitosis apa saja yang dapat saudara kenali dalam preparat saudara?

9

Latihan VAnalisis Kromosom Manusia

Tujuan 1. Menganalisis kromosom manusia2. Menyusun kariotipe kromosm

Bahan-bahan dan peralatan :1. Kertas berisikan gambar kromosom dalam keadaan teracak 2. Gunting3. Lem4. Kertas A4 putih5. Penggaris

Tabel 1. Pengelompokan kayotipe kromosom manusiaNo. Kelompok Urutan nomor, bentuk kromosom1. A 1 & 3 besar dan metasentris; 2 besar dan submetasentris2. B 4 & 5 sedang dan submetasentris3. C 6 s/d 12 sedang & lebih kecil dari B, merata ukurannya,

submetasentris; dan kromosom X4. D 13, 14, 15 kecil dan akrosentris5. E 16, kecil dan metasentris; 17 & 18 kecil dan

submetasentris6. F 19, 20 kecil dan metasentris7. G 21,22 kecil dan akrosentris; dan kromosom Y

10

Laporan sementara latihan V (sah hanya bila ada tanda tangan asisten)1. Gambar kromosom yang diperoleh (lampirkan hasil karyotiping)

2. Jumlah autosom

3. Abnormalitas bentuk dan struktur yang teramati, beri penjelasan singkat.

11

Latihan VIAlel Ganda

Tujuan1. Mempelajari beberapa sifat keturunan pada manusia yang ditentukan oleh

pengaruh alel ganda2. Menganalisis frekuensi gen pada suatu populasi3. Mempelajari pengertian tentang antigen, antibodi dan reaksi aglutinasi

Bahan-bahan dan peralatan1. Jari tangan dan darah praktikan2. Obyek gelas dan pengaduk3. Lancet dan kaca pembesar4. Serum anti-A, anti-B, dan anti-Rh5. Alkohol 70 %

Cara Kerja :a. Gen beralel ganda pada rambut jari tangan1. Amati jari-jari tangan saudara dengan kaca pembesar2. Tentukan dengan seksama apakah dijumpai rambut di antara segmen digitalis

bagian tengah jari saudara3. Tentukan genotip saudara4. Hitung frekuensi genotip populasi kelas, apakah tampak adanya ciri populasi

etnik, coba bedakan antara berbagai variasi etnik dalam populasi kelas.b. Gen beralel ganda golongan darah sistem ABO dan Rh1. Siapkan gelas obyek yang bersih dan buatlah tiga lingkaran dan beri tanda A, B

dan R2. Pengambilan darah dari jari tangan yang tidak digunakan untuk menulis/bekerja :

- Ayunkan dengan keras tangan saudara beberapa kali- Bersihkan jari tangan saudara dengan kapas yang telah dicelupkan dalam

alkohol 70 %, biarkan mengering sejenak dan jaga agar tidak terkontaminasi

- Tusuk jari saudara dengan lancet steril dengan kuat dan cepat. Usaplah tetesan darah pertama yang keluar dengan kapas beralkohol.

- Kemudian teteskan darah berikutnya pada ketiga lingkaran pada gelas obyek yang telah dipersiapkan.

- Teteskan serum anti-A pada lingkaran A, serum anti-B pada lingkaran B dan anti-Rh pada lingkaran R, dan campurkan dengan cepat menggunakan spatula yang berbeda, agar tidak terkontaminasi.

- Amati lingkaran yang mengalami aglutinasi dan yang tidak.3. Tentukan genotip saudara4. Hitung frekuensi genotip populasi kelas, apakah tampak adanya ciri populasi

etnik, coba bedakan antara berbagai variasi etnik yang ada dalam populasi kelas. Bahas dalam laporan saudara.

12

Laporan sementara latihan VI (sah hanya bila ada tanda tangan asisten)a. Gen beralel ganda pada rambut jari tangan

1. Genotip praktikan :

2. Genotip populasi kelas :H1 H2 H3 H4 H5

3. Hitung frekuensi genotip populasi kelas

b. Gen beralel ganda golongan darah sistem ABO dan Rh1. Genotip praktikan :

2. Genotip populasi kelasA B ABO O Rh+ Rh-

3. Hitung frekuensi genotip populasi kelas

13

Lampiran

Tabel 1. Gen beralel ganda pada jari jari manusiaGenotip Fenotip

H1 Rambut yang dijumpai pada semua jariH2 Rambut dijumpai pada jari kelingking, manis

dan tengahH3 Rambut hanya pada jari manis dan tengahH4 Rambut hanya pada jari manis sajaH5 Tak ada rambut pada keempat jari

Tabel 2. Golongan darah sistem ABOGolongan darah

(Fenotip)Antigen dalam

eritrositAlel dalam kromosom

Genotip

O - i iiA A IA IA IA atau IAiB B IB IB IB atau IBi

AB A dan B IA, IA IAIB

Rumus frekuensi alel dan genotipa. Rumus frekuensi genotip

Jumlah = p2(AA) + 2 pq(Aa) + q2 (aa)(p+q) 2 = 1 p + q = 1dengan : p = frekuensi alel dominan (A) q = frekuensi alel resesif (a)

b. Rumus frekuensi genotip untuk alel gandaJumlah = p2(IAIA) + q2 (IBIB) + r2(ii) + 2 pq(IAIB)+ 2pr (IAi) + 2qr(IBi)

P + q + r = 1Dengan : p = frekuensi alel IA

q = frekuensi alel IB r = frekuensi alel i

c. Rumus frekuensi genotip gen terangkai kromosom XUntuk laki-laki : Jumlah = p (A-) + q (a-)Untuk perempuan : Jumlah = p2(AA) + 2 pq(Aa) + q2 (aa)

14

Gambar 1. Barr body

Gambar 2. Drumstick

Gambar 3. Karyotipe kromosom manusia (laki-laki)

15

Latihan VIIGenetic Analysis of Flower Colour in Snapdragon

No need to learn the precise gene symbols and pigment names for flower colour in snapdragon. Rather you should understand the principle of epistasy, the strategy of making a test cross to identify the genotype of a parent, and how to determine linkage.

Introduction

The genetics of flower colour in snapdragon (Antirrhinum majus) is a nice example of

epistasy. Various genes, each responsible for different pigments and modifications of

pigments, together determine the colour of the flowers. The pigments responsible for

flower colour, indicated as flavonoids, are water-soluble and present in the cell fluids.

Anthocyanins are among the most important and widespread representatives of

flavonoids. Anthocyanins are all based on a single aromatic structure, namely that of

cyanidin. Very simple chemical changes, such as hydroxylation, methylation and

glycosylation lead to alterations of the colour of cyanidin. Several of these modifications

are controlled by single gene substitutions (Harborne 1967).

In a very simplified scheme the following four genes are under study here:

niv Flavonoid synthesis is started when niv+. (niv in dominant condition) is present. The double recessive niv niv-condition leads to all-white flowers and acts epistatically over the three following genes. Niv+. produces a yellow pigment.

inc When homozygous or heterozygous dominant inc+., this gene leads to synthesis of red and purple pigments (red = inc+.eos eos; purple = inc+. eos+.). When double recessive (inc inc), the gene acts epistatically over eos+ (see below). As a consequence, the different genotypes inc inc eos+. and inc inc eos eos, cannot be distinguished by eye.

eos The effect of the eos-gene is only visually expressed in inc+. plants. Eos+. turns the red pigment pelargonidin (inc+. eos eos) into the purple pigment cyanidin (inc+. eos+.).

sulf This is a factor for colour-intensity. When double recessive (sulf sulf), the gene gives a more intense coloration.

16

The following table (Table 1) presents a list of niv+ genotypes and phenotypes used in the

practicals. Note: only the homozygous genotypes are given. Actually plants may be

heterozygous for one or more loci.

1. Fill out the expected flower colours for each of the genotypes in Table 1.

Table 1. Phenotypes in snapdragon and matching genotypes.

Genotype Flower colour

inc+inc+eos+eos+sulf+sulf+

inc+inc+eos+eos+sulf sulf

inc+inc+eos eos sulf+sulf+

inc+inc+eos eos sulf sulf

inc inc eos+eos+sulf+sulf+

inc inc eos eos sulf+sulf+

inc inc eos+eos+sulf sulf

inc inc eos eos sulf sulf

17

niv+

sulf+

eos+

sulf+

inc+

sulf+

white

yellow

pink magenta

bronze carmine

ivory

sulf - white

Test crosses

From the above table it can be concluded that identical looking yellow (as well as ivory)

plants may be genotypically different. Test crosses, which incorporate the factor inc+,

enable us to distinguish between plants, which carry eos+. and plants which are eos eos.

a) To investigate which of the possible genotypes of yellow is involved, the flowers of

F1-plants resulting from the cross: yellow (to be tested) x bronze/scarlet (carrying

inc+) are studied. The spectrum of flower colours present in the F1 (provided that

enough plants are studied) reflects the genotype of the yellow parent involved.

2. Which genotypes can yellow–flowering plants have?3. Could we use for the test cross also pink-flowering plants? Why? Or why not?

b) In the same way, the spectrum of flower colours in the F1, resulting from the cross

ivory (three genotypes) x pink (carrying inc+) reflects the genotype of the ivory parent

involved.

In snapdragon, early testing for the presence of anthocyanins is possible, as far as the

flavonoids for red and purple colours are concerned. This enables early elimination of

unwanted genotypes. Early testing takes place by studying red or purple colouration (in

different intensities, depending on the genotype) in the lower stem parts, the tips of

(mainly) side shoots and the lower side of the leaves.

Assignment

4. Enter in table 2 the expected F1 genotypes and phenotypes for the crosses "yellow x

bronze" and "ivory x pink".

18

Table 2 Possible genotypic combinations, expected F1 genotypes and expected F1 phenotypes for the crosses "yellow x bronze" and "ivory x pink".Pollinator assumed to be homozygous.

"yellow x bronze"

possible genotypic combinations

1 inc inc eos+ eos+ sulf sulf x inc+ inc+ eos eos sulf sulf

2 inc inc eos+ eos sulf sulf x inc+ inc+ eos eos sulf sulf

3 inc inc eos eos sulf sulf x inc+ inc+ eos eos sulf sulf

combination F1 genotype(s) F1 phenotype (s)

1

2

3

"ivory x pink"

possible genotypic combinations

1 inc inc eos+ eos+ sulf+ sulf+ x inc+ inc+ eos eos sulf+ sulf+

2 inc inc eos+ eos sulf+ sulf + x inc+ inc+ eos eos sulf+ sulf+

3inc inc eos eos sulf+ sulf+ x inc+ inc+ eos eos sulf+ sulf+

combination F1 genotype(s) F1 phenotype (s)

1

2

3

19

5. Below you see some “virtual plots” of hybrids from the above test crosses with bronze (inc+ inc+ eos eos sulf sulf) and pink (inc+ inc+ eos eos sulf+ sulf+) genotypes, in order to know the genotypes of the yellow and ivory flowering plants, respectively.

20

12345

6789

21

Yellow White Bronze

Carmine Ivory Pink

Magenta