I.
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Dalam mempelajari ilmu genetika
kita tertarik pada nisbah fenoitpe dan genotipe dari keturunan yang dihasilkan
dari keturunan tertentu. Hal ini meliputi persilangan antaara dua tetua murni
untuk mendapatkan F1 heterosigot. F1 heterosigot kemudian
dibuahi sendiri atau saling disilangkan (intercross) dengan F1 yang
lain untuk mendapatkan keturunan F2 atau F1 disilang
balik dengan tetua homosigot resesif dalam suatu uji silang (testcross).
Analisis nisbah F1, F2 danuji silang dapat digunakan
untuk menetukan dominasi, jumlah gen yang mengatur suatu sifat, jarak peta dan
urutan letak gen.
Analisis genetik penting bagi
pemulia tanaman dalam pengembangan varietas baru. Suatu varietas tanaman baru
yang dikembangkan merupakan modifikasi dari suatu populasi. Pemulia tanaman
tertarik untuk mengarahkan evolusi dari suatu populasi dengan tujuan
memperbaiki sifat dari tanaman tersebut. Yang menarik bagi pemulia tanaman
yaitu frekuensi gen yang mengatur ketahanan penyakit dalam populasi itu.
Pengertian tentang susunan genetik populasi dan kekuatan yang mengubah
frekuensi gen berguna dalam mempertahankan konsentrasi gen yang diinginkan.
B. Tujuan
Praktikum ini bertujuan untuk
menghitung frekuensi alele dan frekuensi genotipe; membuktikan hukum
Hardy-Weinberg, serta mengukur sifat-sifat kualitatif dan kuantitatif.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Suatu populasi terdiri atas
individu-individu sejenis yang saling berinteraksi. Dalam suatu poulasi menurut
hukum Hardy-Weinberg adalah tetap. Menurut hukum Hardy-Weinberg jika
individu-individu dalam populasi melakukan atau mengadakan persilangan secara
acak dan beberapa asumsi terpenuhi, maka frekuensi alel dalam populasi akan
tetap dalam keseimbangan yang stabil, yaitu tidak berubah dari generasi ke
generasi berikutnya. Tiap gamet yang terbentuk akan sebanding dengan frekuensi
masing-masing alelnya dan frekuensi tiap tipe zigot akan sama dengan hasil kali
dari frekuensi gamet-gametnya, (Stanfield, 1991).
Beberapa asumsi yang mendasari
perolehan kesimbangan genetik seperti diekspresikan dalam persamaan
Hardy-Weinberg adalah:
1.
Populasi itu tidak terbatas besarnya dan melakukan
secara acak (panmiktis).
2.
Tidak terdapat seleksi, yaitu setiap genotype yang
dipersoalkan dapat bertahan hidup sama seperti yang lain (tidak ada kematian
diferensial).
3.
Populasi itu tertutup yaitu tidak terjadi perpindahan
(migrasi).
4.
Tidak ada mutasi dari satu alelik kepada yang lain.
Mutasi diperbolehkan jika laju mutasi maju dan kembali adalah sama atau
ekuivalen.
5.
Terjadi meiosis normal, sehingga hanya peluang yang
menjadi faktor operatif dalam gametogenesis.
Jika dalam suatu populasi terjadi
perubahan dalam keseimbangan populasi tersebut maka akan terjadi pelanggaran
batasan hukum Hardy-Weinberg akan menyebabkan poulasi tersebut bergerak
menjauhi frekuensi keseimbangan gametik dan zigotik, (Stanfield, 1991).
Frekuensi merupakan perbandingan
antara banyaknya individu dalam suatu kelas dengan jumlah seluruh individu.
Setiap individu memiliki sifat-sifat kualitatif dan kuantitatif. Timbulnya
berbagai variasi dalam sifat keturunan tertentu merupakan pengaruh dari gen-gen
ganda (multiple gen atau poligen). Poligen merupakan salah satu dari seri gen
ganda yang menentukan pewarisan secara
kuantitatif, (Suryo, 1984).
III. BAHAN DAN ALAT
A. Bahan:
1.
Kertas lembar pengamatan.
2.
2 kantong plastik yang berisi biji kedelai.
3.
1 kantong plastik yang berisi kancing berwarna merah
muda, merah dan putih.
4.
1 kantong plastik kacang tanah yang sudah dikelupas
kulitnya.
B. Alat:
1.
Neraca atau timbangan elektrik (mikro)
2.
Kalkulator
3.
Lembar pengamatan
4.
Kantong plastik
5.
Alat tulis
IV. PROSEDUR KERJA
1.
Dimisalkan suatu populasi yang sudah dalam keadaan
setimbang, tersusun dari individu-individu dengan warna merah (GG), putih (gg),
dan merah muda (Gg).
a.
Individu sebanyak 200 buah diambil secara acak
b.
Warna individu yang terpilih dicatat
c.
Frekuensi genotip dan frekuensi alele G dan alele g
dihitung.
2.
Kantong plastik sebanyak 2 buah dengan ukuran yang sama
disiapkan
a.
Setiap kantong diisi dengan 2 macam warna kancing baju
dengan perbandingan seperti hasil perhitungan point 1. Kedua kantong isinya
sama banyak.
b.
Secara acak kancing dari setiap kantong diambil dan
warna keduanya dicatat.
c.
Pengambilan diulang sebanyak 100 kali.
d.
Frekuensi genotip dan ferkuensi alele dihitung.
e.
Data dimasukkan dalam tabel yang tersedia.
f.
Dianalisa dengan uji x2.
3.
Pengambilan 100 kali
biji kedelai
a.
Secara acak biji kedelai diambil dari dalam kantong
plastik dan catat warnanya (genotip HH, HP, PP).
b.
Pengambilan dilakukan sebanyak 100 kali.
c.
Hitung frekuensi gehotipe dan alel H serta alel P.
d.
Dianalisa dengan uji x2.
4.
Pengamatan karakter kuantitatif dan kualitatif
menggunakan kacang tanah:
a.
Secara acak individu dari populasi kacang tanah yang
tersedia diambil dan ditimbang.
b.
Pekerjaan tersebut diulang sebanyak 200 kali.
c.
Bobotnya diamati dan dibuat grafiknya.
V.
HASIL PENGAMATAN
Pengambilan
kancing (Chi-square), X table 5,99 Perbandingan 1:2:1
|
P
|
MJ
|
M
|
å
|
Observasi (O)
Harapan (E)
(O – E)2
|
52
50
2
0,08
|
98
100
-2
0,04
|
50
50
0
0
|
200
200
0
0, 12
|
X2
|
0,08+0,04+0=0,12
|
p2
= ∑P = 52
= 0,26x100% = 26%
Banyak pengamatan 200
p = 0,509
2pq = ∑MJ =
98 = 0,49x100% = 49%
Banyak pengamatan 200
q2
= ∑M = 50
= 0,25x100% = 25%
Banyak pengamatan 200
q = 0,5
p2+2pq+q2 = 1
0,26+0,49+0,25 = 1
Frekuensi
alele:
q = 1-p
= 1-0,509
= 0,491
p2 :
2pq : q2
= 26% :49% :25%
= 1,04 : 1,96 : 1
= 1 : 2 : 1
Kesimpulan: Hasil pengamatan sesuai dengan asumsi
Hardy-Weinberg
Kesimpulan X2: X2 tabel= 5,99
X2
hitung= 0,12
X2
hitung < X2 tabel
Hipotesis
diterima karena X2 hitung lebih kecil.
Pengambilan kacang kedelai (Chi-square) X tabel= 5,99
|
HH
|
HP
|
PP
|
å
|
Observasi (O)
Harapan (E)
(O – E)2
|
19
25
-6
1,44
|
53
50
3
0,18
|
28
25
3
0,36
|
100
100
0
1,98
|
X2
|
1,44+0,18+0,36=1,98
|
p2
= ∑P = 19
= 0,19x100% = 19%
Banyak pengamatan 200
p = 0,435
2pq = ∑HP =
53 = 0,53x100% = 53%
Banyak
pengamatan 200
q2
= ∑H = 28
= 0,28x100% = 28%
Banyak pengamatan 200
q
= 1-p
= 1-0,435
= 0,565
p2+pq+q2= 1
0,19+0,53+0,28= 1
p2:pq:q2= 1
19%:53%:28%
1:2,8:1,5
1:3:2
Pengambilan
kacang tanah
x
|
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
å
|
9
|
75
|
98
|
16
|
2
|
VI.
PEMBAHASAN
Populasi Mendel dapat dipandang
sebagai suatu kelompok organisme yang bereproduksi secara seksual dengan
derajat hubungan keluarga yang relatif dekat yang berada di dalam batas-batas
geografis dimana terjadi antar-perkawinan (interbreeding). Jika semua gamet
yang dihasilkan oleh suatu populasi Mendel ditetapkan sebagai campuran
hipotesis unit-unit genetik yang akan menimbulkan generasi berikutnya, kita
mempunyai konsep suatu kelompok gen (gen pool).
Jika kita memperhatikan sepasang
alel (A dan a), kita akan menemukan bahwa persentase gamet-gamet pada pusat gen
yang mengandung A atau a akan bergantung pada frekuensi-frekuensi genotipe dari
generasi parental yang gamet-gametnya membentuk pusat gen ini. Misalnya, jika
sebagian besar populasi itu bergenotipe resesif aa, maka frekuensi alele
resesif dalam pusat gen itu akan relatif tinggi, dan persentase gamet-gamet
yang mengandung alele dominan A secara bersesuaian akan rendah. Perkawinan
antar anggota dalam suatu populasi yang terjadi secara acak maka frekuensi
zigotik yang diharapkan pada generasi berikutnya dapat diramalkan dari
pengetahuan tentang frekuensi gen (alelik) dalam pusat gen dari populasi
parental, (Stanfield, 1991).
Bahwa p + q = 1, yaitu
persentase gamet-gamet A dan a harus menjadi 100% umtuk
memperhitumgkan semua gamet dalam pusat gen. Frekuensi-frekuensi genotipe
(zigotik) yang diharapkan pada generasi berikutnya dapat diringkas seperti
berikut:
(p
+ q)2 = p2 + 2pq + q2
= 1,0
AA
Aa aa
Jadi p2
adalah fraksi generasi berikutnya yang diharapkan menjadi homozigot dominan (AA),
2pq adalah fraksi yang diharapkan heterozigot (Aa), dan q2
adalah fraksi yang diharapkan resesif (aa). Semua fraksi genotipe ini
harus menjadi satu unit untuk memperhitungkan semua genotipe dalam populasi
keturunan.
Rumus ini, yang mengekspresikan
harapan-harapan genotipe dari keturunan yang berkenaan dengan
frekuensi-frekuensi gametik (alelik) dari pusat gen parental, disebut hukum
Hardy-Weinberg, (Stanfield, 1991).
No
2: Apabila perkawinan terjadi secara rambang dan apabila beberapa asumsi
terpenuhi maka frekuensi alele dalam populasi akan tetap dalam keseimbangan
yang stabil, yaitu tidak berubah dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Tipe gamet yang berbeda (gamet dengan alele berbeda) akan terbentuk sebanding
dengan frekuensi masing-masing alelenya dan frekuensi tiap tipe zigot akan sama
dengan hasil kali dari frekuensi gamet-gametnya.
Asumsi untuk keseimbangan
Hardy-Weinberg:
1.
Perkawinan secara rambang. Dalam perkawinan rambang
fenotipe individu tidak mempengaruhi pilihan pasangannya. Perkawinan rambang
lebih banyak terjadi diantara tanaman diantara manusia dan hewan.
2.
Tidak ada seleksi. Semua gamet mempunyai kesempatan
sama untuk membentuk zigot dan semua zigot mempunyai viabilitas (daya hidup)
dan fertilitas sama.
3.
Tidak ada migrasi, yaitu tidak ada introduksi alele
dari populasi lain.
4.
Tidak ada mutasi. Mutasi adalah proses yang lambat dan
perubahan frekuensi alele biasanya minimal.
5.
Tidak ada penghanyutan genetik rambang (random genetic
drift). Penghanyutan terjadi dalam populasi kecil karena contoh alele yang
kecil bila dibandingkan suatu populasi besar.
6.
Meiosis normal sehingga hanya faktor kebetulan yang
berlaku dalam gametogenesis.
No
3 : Sifat kualitatif merupakan
sifat-sifat yang mudah digolongkan kedalam kategori fenotipe yang jelas.
Fenotipe-fenotipe yang jelas ini berada dibawah kendali genetik dari hanya satu
atau beberapa gen dengan sedikit atau tanpa modifikasi-modifikasi lingkungan
yang mengaburkan pengaruh-pengaruh gennya. Pigmentasi normal atau albino,
penggunaan tangan kanan atau kiri, dan rambut lurus (normal) atau keriting
merupakan salah satu contoh dari sifat kualitatif.
Banyak sifat tanaman dan hewan lebih memperlihatkan perbedaan tingkatan
fenotipe kontinu daripada perbedaan tingkatan fenotipe yang jelas dan tegas
seperti yang dijumpai dalam segregasi sifat Mendel. Sifat-sifat ekonomis
penting seperti hasil tanaman, produksi telur dan susu, pertambahan berat
badan, tinggi tanaman, ketahanan terhadap penyakit dan lain-lain, menunjukan
pola yang seolah-olah tercampur dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Sifat-sifat
ini sering disebut sifat-sifat kuantitatif yang dibedakan dari sifat kualitatif
yang kategorinya berbeda jelas, (Crowder, 1986).
Hasil pengamatan
menunjukkan pada pengambilan 200 kali kancing
memberikan hasil X2 hitung (0,12) > X2 tabel
(5,99) hal ini menunjukkan hipotesis diterima dan keseimbangan
Hardy-Weinberg juga terpenuhi dengan
perbandingan yang menunjukkan 1:2:1. Hal tersebut berbeda dengan
pengambilan 100 kali kacang kedelai. Hipotesis diterima dengan hasil X2
hitung (1,98) > X2 tabel (5,99) , sedangkan
kesimbangan Hardy-Weinberg tidak terpenuhi karena perbandingan menunjukkan
1:3:2. Banyak faktor yang mempengaruhi ketidaksesuaian hasil pengamatan dengan
perhitungan dasar mungkin kesalahan praktikan dalam membaca dan mencatat warna
kedelai. Ataupun tidak terjadinya homogenitas (perkawinan acak) dalam populasi
hal ini ditunjukkan dengan biji kedelai yang tidak homogen sehingga warna yang
sama masih mengumpul pada suatu tempat. Pada pengamatan karakter kuantitatif
dan kualitatif yang menggunakan kacang
tanah tidak menunjukkan grafik distribusi normal seperti yang diharapkan:
Grafik Hubungan Berat Kacang Tanah dengan Frekuensi
No
4 : Penelitian suatu sifat kuantitatif dalam suatu populasi besar biasanya
membuktikan bahwa sedikit sekali individu yang mempunyai fenotipe-fenotipe
ekstrem dan yang secara progresif lebih banyak individu ditemukan lebih
mendekati nilai rata-rata bagi populasi itu. Tipe distribusi simetris ini khas
berbentuk lonceng dan disebut suatu distribusi normal. Ini mendekati
distribusi (p + q)n apabila pangkat dari binomial itu
sangat besar dan p dan q keduanya 1/n atau lebih
besar.
Suatu Distribusi Normal
Dalam praktikum ini praktikan menemukan
keadaan di mana perbandingan genotipe yang dihasilkan dari persilangan
monohibrid tidak sama dengan perbandingan pada saat kondisi ekuilibrium yaitu 1
: 2 : 1. Jika diuji dengan menggunakan metode chi square (x2) akan
didapatkan hasil dengan X2 tabel lebih besar dari X2
hitung yang menyebabkan hipotesis diterima. Tidak samanya perbandingan genotipe
yang dihasilkan dari persilangan monohibrid ini dikarenakan adanya suatu
keadaan di mana hukum Hardy-Weinberg tidak dapat diterapkan yaitu pada saat
terjadi mutasi, penyimpangan genetik (Genetic Drift), migrasi gen, Perkawinan
tak acak, Reproduksi Diferensial, (Kimball, 1994).
VII. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1.
Faktor-faktor lingkungan, seperti seleksi, mempunyai
kecenderungan untuk merubah frekuensi gen dan dengan demikian akan menyebabkan
perubahan dalam populasi.
2.
Dari hasil praktikum dengan penghitungan terhadap
persilangan kedelai putih dan kedelai hitam didapatkan perbandingan 1:3:2.
3.
Dari hasil praktikum dengan penghitungan terhadap
pengambilan kancing didapatkan pernadingan genotipe 1:2:1.
4.
Pada percobaan terhadap sifat kuantitatif (kacng tanah)
didapatkan 0,4 sebagai berat yang paling dominan dari 200 buah kacang tanah.
5.
Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg tidak dapat
diterapkan pada saat terjadi mutasi, penyimpangan genetik (Genetic Drift),
migrasi gen, Perkawinan tak acak, Reproduksi Diferensial.
B. Saran
Praktikum kali ini sudah
berjalan cukup baik, hanya alat dan bahan praktikum perlu ditambah lagi
terutamatimbangan analitik agar praktikum dapat berjalan lancar.
DAFTAR PUSTAKA
Crowder,
L. V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada
University Press:Yogyakarta .
Kimball, John W.
1994. Biologi Edisi Kelima. Erlangga:
Jakarta .
Stanfield, W. D. 1991. Genetika Edisi Kedua.
Erlangga:Jakarta .
Suryo. 1983 Genetika. Gadjah
Mada University
Press:Yogyakarta .
Yatim, Wildan. 1983. Genetika. Tarsito: Bandung .