READ MORE -

APLIKASI PRINSIP GENETIKA DALAM KEHIDUPAN

Kompetensi Dasar 2.3

Mendeskripsikan Proses Pewarisan sifat dan hasil pewarisan sifat dan penerapannya.

APLIKASI PRINSIP GENETIKA DALAM KEHIDUPAN

1.        Hibridisasi (Persilangan)

Hibridisasi dapat dilakukan pada tanaman maupun hewan,. Hibridisasi pada tanaman misalnya dilakukan pada padi. Hibridisasi pada ternak dapat dilakukan sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Teknik-teknik tersebut, antara lain:

a.       Upbreeding, merupakan perkawinan antara pejantan yang telah diketahui mutunya (biasanya didatangkan dari luar negeri), dengan betina-betina setempat. Perkawinan ini bertujuan untuk memperbaiki mutu ternak rakyat.

b.      Purebreeding, yaitu mengawinkan ternak jantan dan betina yang sama jenisnya. Hal ini bertujuan untuk mempertinggi sifat homozigot. Misalnya, perkawinan sapi madura di pulau madura.

c.       Inbreeding, merupakan perkawinan antara ternak jantan dan betina yang masih ada hubungan famili. Inbreeding yang dilakukan dalam hubungan keluarga yang sangat dekat. Mmisalnya induk jantan dengan anak-anak betinanya disebut closebreeding, inbreeding yang terjadi untuk beberapa generasi dapat merugikan, karena timbulnya homozigot resesif.

d.      Outcrosing, merupakan perkawinan antara seekor pejantan dari sesuatu kelompok dengan betina-betina dari kelompok lain, tetapi semuanya masih dalam saturas yang sama. Misanya, sapi bali dari daaerah A dengan sapi bali dari daerah B. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya inbreeding atau closebreeding.

e.       Crossbreeding, merupakan perkawinan silang antara dua bangsa yang berdarah murni. Perkawinan ini bertujuan untuk mendapatkan ras baru yang memiliki sifat-sifat yang lebih menonjol. Misalnya perkawinan antara sapi fries holland dengan sapi madura.

2.        Mutasi Buatan

Mutasi merupakan peristiwa perubahan genetik (gen atau kromosom) dari suatu individu yang sifatnya menurun. Peristiwa terjadinya mutasi disebut mutagenesis. Makhluk hidup yang mengalami mutasi disebut mutan dan faktor penyebab mutasi biasanya jarang terjadi secara alami, dan jika terjadi biasanya merugikan terhadap suatu makhluk hidup mutannya.

Mutasi yang disengaja oleh manusia tersebut dinamakan mutasi buatan. Mutasi buatan dilakukan oleh manusia dengan berbagai cara. Salah satu caranya adalah dengan radiasi. Contoh varietas baru hasil radiasi dapat kalian temukan pada tanaman padi. BATAN melalui pusat penelitiannya dan pengembangan teknologi isotop (P3TI) sampai pertengahan tahun 1996 telah menghasilkan 6 varietas padi unggul dengan teknik radiasi , keenam varietas tersebut meliputi padi Atoma I, II, III, IV, Cilosari, dan Situ Gintung.

READ MORE - APLIKASI PRINSIP GENETIKA DALAM KEHIDUPAN

Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup

Setiap makhluk hidup memiliki sifat yang berbeda-beda. Hal ini tergantung dari gen yang diturunkan dari orang tuanya. Menurut ilmu Biologi, orang pertama yang memperkenalkan teori-teori tentang keturunan adalah Gregor Mendel (1822-1884), yang disebut sebagai Bapak Genetika.
Teori-teori Mendel terkenal dengan sebutan Hukum Keturunan Mendel. Dalam penelitiannya, Mendel menggunakan tanaman kapri atau ercis (Pisum sativum). Dari karya Mendel inilah tercipta ilmu genetika. Saat ini ilmu genetika mengalami kemajuan sehingga para ahli genetika dapat mendiagnosis kelainan genetik pada janin sebelum kelahiran.

A. Materi Genetik

enetika adalah cabang biologi yang mempelajari sifat keturunan dari induk kepada keturunannya.

1. Kromosom

Kromosom merupakan zat yang mudah mengikat zat warna sehingga mudah diamati sewaktu sel membelah. Kromosom terdapat di dalam inti sel berupa benang halus berbentuk bengkok atau seperti batang. Zat penyusun kromosom disebut kromatin, yaitu serabut halus yang terjalin seperti benang. Kromosom terdiri atas belahan dua benang halus yang sama, disebut kromatid.
Dalam kromosom terdapat gen yang membawa sifat-sifat keturunan atau disebut juga faktor keturunan. Gen tersusun secara teratur pada suatu deretan tertentu dan berada di dalam lokus. Fungsi gen adalah mengatur metabolisme dan perkembangan setiap individu dan sebagai pemberi informasi genetik pada generasi selanjutnya.
Jumlah kromosom setiap spesies berbeda-beda. Hal ini bergantung pada genotif yang dibawa setiap individu dari induknya. Kromosom lebih mudah dilihat atau diamati jika digunakan teknik pewarnaan khusus selama nukleus membelah. Pada saat nukleus membelah diri, kromosom menjadi lebih tebal dan pendek, serta dapat menghisap zat pewarna.
Jadi Suatu organisme memiliki bentuk, letak, dan jumlah kromosom yang berbeda dengan organisme lainnya.
Bagian-bagian dari kromosom adalah sebagai berikut:

Gambar 5.2 Kromosom

a.    Sentromer (Kinetokor)

Sentromer adalah bagian yang menyempit dan tampak lebih terang. Sentromer membagi kromosom menjadi dua lengan dan dianggap sebagai kepala kromosom. Biasanya digambar sebagai bulatan. Sentromer berfungsi sebagai tempat menggantungnya kromosom pada gelendong sel (spindle) ketika sel membelah.

b.    Lengan Kromosom

Lengan kromosom merupakan badan kromosom yang mengandung kromonema, yaitu struktur berbentuk benang halus berpilin, tempat gen-gen berderet.
Berdasarkan letak sentromer, kromosom dibagi menjadi beberapa bentuk, yaitu:
1)    Metasentris
Sentromer terletak di tengah kromosom. Kromosom terbagi menjadi dua bagian yang sama bentuknya seperti huruf V.
2)    Submetasentris
Sentromer terletak agak ke tengah atau ke arah salah satu ujung kromosom. Kromosom terbagi menjadi dua lengan tak sama panjang. Bentuk seperti huruf J.
3)    Akrosentris
Sentromer terletak di dekat ujung kromosom. Oleh karena itu, kromosom tetap lurus seperti batang. Satu lengan sangat pendek, sedangkan lengan yang lain panjang.
4)    Telosentris
Sentromer terletak di ujung kromosom. Oleh karena itu, kromosom terdiri atas satu lengan, dan berbentuk lurus seperti batang.
Suatu organisme memiliki bentuk, letak, dan jumlah kromosom yang berbeda dengan organisme lainnya. Kromosom di dalam inti sel selalu terdiri atas dua perangkat (diploid), kecuali kromosom pada inti sel kelamin (gamet) jantan atau betina yang mempunyai jumlah setengah dari jumlah kromosom seluruh tubuh, yaitu hanya seperangkat (haploid). Contoh jumlah kromosom dari beberapa organisme terdapat dalam tabel berikut.

Tabel 5.1 Jumlah Kromosom dari Beberapa Organisme

Nama Organisme Jumlah Kromosom Diploid Belalang 24 Ikan Mas 100 Ayam 78 Kelinci 44 Kucing 38 Simpanse 48 Kambing 60 Manusia 46 Jagung 20 Padi 24

Kromosom pada manusia dibedakan menjadi dua tipe, yaitu:

1)    Autosom (kromosom tubuh)

Kromosom autosom adalah kromosom yang tidak ada hubungannya dengan penentuan jenis kelamin. Dari 46 kromosom (23 pasang) di dalam inti sel tubuh manusia, 44 buah (22 pasang) merupakan autosom (2n/diploid).

2)    Seks kromosom (gonosom)

Sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin (haploid), pada wanita XX dan pada pria XY. Jadi, dalam 46 kromosom manusia terdapat 22 pasang autosom dan sepasang gonosom. Wanita 22 autosom + XX, dan pria 22 autosom + XY. Sedangkan, dalam sel gamet terdapat satu sel tunggal 22A ditambah 1 kromosom seks X atau Y.

2. DNA dan RNA

Gen pada makhluk hidup dibentuk oleh suatu susunan kimia yang terdiri atas nukleoprotein yang merupakan senyawa dari asam nukleat dan protein. Asam nukleat terdiri atas dua tipe, yaitu Deoxyribonucleic acid (DNA) dan Ribonucleic acid (RNA).

Gambar 5.3 DNA double helix

DNA mengandung informasi genetik suatu makhluk hidup yang akan diturunkan kepada keturunannya. Umumnya, DNA terdapat di dalam kromosom. Sedangkan, RNA dan protein banyak terdapat di dalam sitoplasma.
DNA terdiri atas rangkaian empat jenis unsur molekul atau nukleotida yang tersusun sebagai serat yang membelit secara spiral. RNA memiliki ukuran yang lebih pendek daripada DNA dan berbentuk pita tunggal

B. Sifat Resesif, Dominan, dan Intermediet

Suatu persilangan antara induk atau disebut parental (P) akan menghasilkan keturunan atau filial (F) yang memiliki sifat salah satu induknya. Sifat yang muncul pada keturunannya dengan mengalahkan sifat pasangannya disebut sifat dominan. Sebaliknya, sifat yang tidak muncul karena ditutupi oleh pasangannya disebut sifat resesif. Misalnya, bunga berwarna ungu disilangkan dengan bunga berwarna putih akan muncul bunga berwarna ungu.
Selain dominan dan resesif, ada sifat yang merupakan gabungan antara kedua induknya. Kedua sifat induk saling mempengaruhi menghasilkan sifat antara (intermediet). Contohnya, bunga mawar merah disilangkan dengan bunga mawar putih akan menghasilkan bunga mawar berwarna merah muda.

C. Sifat Genotip dan Fenotip

Dalam suatu persilangan terdapat sifat genotif dan fenotif. Genotip adalah susunan genetik suatu individu (sesuatu yang tidak dapat diamati). Sifat genotip suatu individu diberi simbol dengan huruf dobel. Misalnya, genotip untuk tanaman berbatang tinggi = TT, genotip untuk tanaman berbatang rendah = tt. Huruf T dan t disebut gamet.
Gen dibagi menjadi dua macam, ada yang merupakan gen homozigot dan ada juga yang merupakan gen heterozigot. Homozigot adalah sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang sama dari tiap jenis gen, misalnya AA dan aa. Sedangkan, heterozigot adalah sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen, misalnya Aa dan Bb.
Bentuk luar atau sifat-sifat yang dapat diamati disebut fenotip. Fenotip sangat dipengaruhi oleh gen dan lingkungan. Jika gen suatu tanaman memiliki sifat tinggi, tetapi jika lingkungan tidak mendukung, maka tanaman tersebut tidak akan mencapai tinggi yang seharusnya. Fenotip tidak diberi simbol, tetapi ditulis sesuai penampakan. Misalnya, warna bunga merah, rasa buah manis, batang tinggi atau pendek. Suatu bunga berwarna merah, fenotipnya disebut berwarna merah, dan genotifnya ditulis MM atau Mm.
Dua individu yang memiliki sifat fenotip yang sama belum tentu memiliki genotip yang sama. Genotifnya bisa homozigot bisa juga heterozigot. Misalnya, dua pohon berbatang tinggi, bisa memiliki genotip TT atau Tt dengan fenotipnya sama.

D. Percobaan Mendel

Gambar 5.4 Kacang ercis

Mendel berhasil memisahkan gen melalui penelitian selama delapan tahun. Kemudian, terkenal dengan sebutan Hukum Mendel atau Hukum Pemisahan Gen. Mendel melakukan percobaan menggunakan kacang ercis (Pisum sativum). Mengapa Mendel menggunakan kacang ercis untuk penelitiannya, bukan tumbuhan lain? Kacang ercis memiliki beberapa kelebihan dibandingkan tanaman yang lain, yaitu:

• Kacang ercis memiliki pasangan yang sifatnya kontras. Misalnya, biji bulat dengan biji keriput, atau berbatang tinggi dengan berbatang pendek.
• Dapat melakukan penyerbukan sendiri.
• Mudah disilangkan.
• Memiliki daur hidup yang pendek sehingga untuk menghasilkan satu generasi tidak memerlukan waktu yang lama.
• Bisa menghasilkan keturunan yang banyak.

Setelah mengamati dengan teliti, Mendel mendapatkan tujuh galur murni yang saling bertolak belakang pada kacang ercis. Galur murni adalah tanaman yang memiliki sifat tidak berubah dari generasi ke generasi. Tanaman galur murni tersebut dapat kamu lihat dalam tabel berikut.

Tabel 5.2 Tanaman Galur Murni

Galur Murni Sifat Beda Biji bulat Biji keriput Biji kuning Biji hijau Bentuk halus Bentuk keriput Warna hijau Warna kuning Bunga merah Bunga putih Bunga di ketiak daun Bunga di ujung daun Batang tinggi Batang pendek

1. Cara Penurunan Sifat

Sifat beda yang diturunkan induk kepada keturunannya ditulis dengan simbol huruf. Satu huruf menyatakan sifat yang didapat dari salah satu induknya, sedangkan sepasang huruf menyatakan sifat beda dari kedua induknya. Induk menurunkan sifat beda pada keturunannya melalui sel kelamin jantan atau betina. Oleh karena itu, sifat beda pada sel kelamin dinyatakan dengan satu huruf.
Saat perkawinan atau persilangan berlangsung, terjadi peleburan sel kelamin jantan dan betina. Kedua sifat beda yang bergabung menjadi satu dalam individu tersebut dinyatakan dengan dua huruf.
Contohnya:

• Suatu individu mempunyai sifat yang dinyatakan TT. Huruf T menyatakan sifat batang tinggi, gametnya adalah T dan T.
• Sifat yang lain dinyatakan dengan tt, dimana t menyatakan sifat batang pendek, gametnya t dan t.

Dapat dijelaskan bahwa cara penurunan sifat dapat digambarkan sebagai berikut:
P (orang tua/induk):
Tumbuhan berbatang tinggi X tumbuhan berbatang pendek
Genotip : TT × tt
Fenotip : tinggi × pendek
Gamet : T × t
T × t
F1 (filial) : Tt,Tt (berbatang tinggi)
Jika : F1 × F1
Genotip : Tt × Tt
Gamet : T × T
t × t
F2 : TT (batang tinggi) Tt (batang tinggi)
Tt (batang tinggi) tt (batang pendek)
(× = disilangkan atau dikawinkan)

2. Persilangan Dua Individu dengan Satu Sifat Beda

Persilangan dua individu dengan satu sifat beda disebut dengan monohibrid.

a. Dominan Penuh

Suatu persilangan disebut dominan penuh apabila pada keturunannya sifat dominan menguasai sifat resesif.
Contoh:
Persilangan antara biji kacang polong berwarna kuning dengan biji kacang polong berwarna hijau, dihasilkan biji kacang polong berwarna kuning. Hal ini menunjukkan bahwa warna kuning bersifat dominan, dan hijau bersifat resesif.
Skema persilangannya:
P : kacang polong berwarna kuning × kacang polong berwarna hijau
Fenotip : Kuning × Hijau
Genotip : KK × kk
Gamet : Kk
Kk
(Jika hanya satu sifat beda, homozigot bisa ditulis satu huruf saja)
F1 : Kk, Kk
Fenotip keseluruhan adalah biji kacang polong berwarna kuning. Jika F1 disilangkan dengan F1, skema persilangannya adalah:
F2 : F1 × F1
Fenotip : Kuning × Kuning
Genotip : Kk × Kk
Gamet : K × K
k × k
Hasil : KK, Kk, Kk, kk
Dengan salah satu induk yang bersifat dominan, diperoleh perbandingan biji warna kuning : hijau = 3 : 1.

b. Dominan Tidak Penuh

Dominan tidak penuh terjadi jika kedua gen induk saling mempengaruhi sehingga menghasilkan sifat antara. Sebagai contoh adalah persilangan antara tanaman bunga pukul empat (mirabilis jalapa) warna merah homozigot (genotip Mm) dengan bunga pukul empat warna putih (genotip mm), diperoleh tanaman F1 heterozigot berbunga warna merah jambu (genotip Mm).
Jika tanaman F1 disilangkan dengan F1, diperoleh keturunan F2 yang memperlihatkan perbandingan fenotip merah : merah jambu : putih = 1 : 2 : 1.
Perbandingan ini diperoleh karena sifat merah yang tidak dominan penuh terhadap sifat putih, disebut dengan sifat intermediet, dan warna merah muda disebut warna intermediet.
Tanaman bunga merah (MM) dan bunga putih (mm) merupakan galur murni karena memberikan keturunan yang selalu tetap.
Galur murni adalah garis keturunan yang bergenotip homozigot untuk semua sifat unggul. Untuk lebih jelasnya, pahami bagan persilangan berikut:
P : MM × mm
: merah × putih
Gamet : M × m
F1 : Mm
: Merah muda
F2 : F1 × F1
Mm × Mm
Gamet : M × M
m × m
F2 : MM (merah)
Mm (merah muda)
Mm (merah muda)
mm (putih)
Perbandingan fenotip warna merah : merah muda : putih adalah 1 : 2 : 1.

3. Persilangan Dua Individu dengan Dua Sifat Beda

Persilangan antara dua individu dengan dua sifat beda ini disebut dengan persilangan dihibrida. Misalnya, beda antara bentuk dan warna biji kapri. Jika disilangkan antara tanaman kapri biji bulat warna kuning homozigot (BBKK) dengan tanaman kapri biji kerut warna hijau homozigot (bbkk). Dihasilkan semua tanaman F1 (dihibrida) adalah sama, yaitu berbiji bulat kuning (BbKk).
B : sifat bulat K : sifat kuning
b : sifat kerut k : sifat hijau
Bila disilangkan antara F1 dengan F1, maka dihasilkan keturunan F2 yang memperlihatkan 16 kombinasi yang terdiri atas 4 macam fenotip, yaitu berbiji bulat kuning, bulat hijau, kerut kuning, dan kerut hijau. Perhatikanlah bagan persilangan berikut.

P :	BBKK	X	bbkk
	bulat, kuning	X	kerut, hijau
Gamet :	BK	X	bk
F1 :	BbKk
F2 :	F1	X	F1
	BbKk	X	BbKk
Gamet :	BK	X	BK
	Bk	X	Bk
	bK	X	bK
	bk	X	bk

Lalu…

Jantan Betina	BK	Bk	bK	bk
BK	BBKK (1)	BBKk (2)	BbKK (3)	BbKk (4)
Bk	BBKk (5)	BBkk (6)	BbKk (7)	Bbkk (8)
bK	BbKK (9)	BbKk (10)	bbKK (11)	bbKk (12)
bk	BbKk (13)	Bbkk (14)	bbKk (15)	Bbkk (16)

Berdasarkan tabel di atas dapat diperoleh kemungkinan genotip dan fenotipnya. Individu yang mengandung gen B mempunyai biji bulat, sedangkan individu yang mengandung K memiliki biji berwarna kuning. Oleh karena itu, terdapat empat fenotip pada F2, yaitu:

• bulat-kuning : nomor 1,2,3,4,5,7,9,10,13
• bulat-hijau    : nomor 6,8,14
• keriput-kuning : nomor 11,12,15
• keriput-hijau : nomor 16

Genotip BBKK mempunyai sifat homozigot dominan, disebut galur murni dominan. Sedangkan, genotip bbkk bersifat homozigot resesif, disebut galur murni resesif.
Perbandingan fenotip F2 adalah bulat kuning : bulat hijau : keriput kuning : keriput hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1.

E. Penerapan Pewarisan Sifat pada Tumbuhan dan Hewan

Pewarisan sifat pada tumbuhan dan hewan dimanfaatkan oleh manusia untuk mendapatkan bibit unggul. Sifat unggul adalah sifat-sifat yang baik yang ada pada organisme, dipandang dari sudut kebutuhan manusia. Sifat-sifat unggul tersebut umumnya dilihat dari fenotip organisme tersebut.

1.    Sifat-Sifat Unggul pada Hewan

Sifat-sifat unggul yang terdapat pada hewan adalah:

• Tidak mudah terserang penyakit.
• Pemeliharaannya mudah.
• Pada jenis hewan pedaging menghasilkan daging dengan mutu baik.
•  Pada unggas petelur dihasilkan telur yang banyak dengan mutu baik.
•    Umur pendek, tapi cepat diperoleh hasil sehingga mengurangi biaya pemeliharaan.
•  Mudah dan cepat dikembangbiakkan.
• Dapat menyesuaikan dengan lingkungan yang tidak menguntungkan.

2.    Sifat-Sifat Unggul pada Tanaman
Sifat-sifat unggul yang terdapat pada tanaman adalah:

• Tidak mudah terserang hama dan penyakit tanaman.
• Pemeliharaannya mudah.
•  Mudah tumbuh di kondisi yang tidak menguntungkan.
•  Mempunyai umur pendek dan cepat dipanen.
• Batang, ranting dapat tumbuh dengan kokoh.
•  Dapat menghasilkan buah yang bermutu tinggi (rasa manis, besar, banyak, tidak berbiji).
•  Mudah untuk dikembangbiakkan.

Persilangan antarindividu yang memiliki sifat unggul mempunyai harapan dihasilkan keturunan yang dapat mewarisi sifat unggul dari induk. Namun, ada kelemahan dari persilangan antara individu dengan melihat sifat unggul dari sudut fenotipnya, yaitu adanya kemungkinan muncul sifat yang tidak baik yang dibawa oleh gen resesif. Biasanya, gen resesif muncul bila gen resesif dari induk bertemu.

F. Pewarisan Sifat pada Manusia

Sifat manusia diturunkan kepada keturunannya dengan mengikuti pola pewarisan tertentu. Pola pewarisan ini dapat dipelajari dengan menggunakan peta silsilah keluarga.

1. Cacat dan Penyakit Menurun

Penyakit-penyakit menurun yang terdapat pada manusia, yaitu hemofili, kebotakan, dan buta warna. Penyakit tersebut tidak menular dan menurun. Dalam keadaan homozigot, penyakit menurun baru muncul karena penyakit menurun bersifat resesif.

a.    Albino

Gambar 5.5 Orang albino

Orang albino adalah orang dengan ciri-ciri memiliki mata, bulu mata, dan kulit berwarna putih. Hal ini terjadi karena penderita albino tidak memiliki pigmen warna melanin. Pigmen melanin dihasilkan oleh enzim pembentuk melanin. Sedangkan, orang albino tidak dapat menghasilkan enzim melanin. Enzim melanin diproduksi berdasarkan perintah gen melanin. Jadi, penderita albino, gen melaninnya tidak dapat memerintah untuk memproduksi enzim. Gen Albino  tidak terletak pada kromosom kelamin, melainkan Orang albino    pada autosom. Oleh karena itu, penderita albino dapat berjenis kelamin laki-laki atau perempuan.

b.    Buta Warna

Penderita buta warna tidak dapat melihat warna tertentu karena tidak dapat menangkap panjang gelombang cahaya tertentu. Buta warna terdiri dari bermacam-macam tipe, yaitu:
1)    buta warna biru – hijau
2)    buta warna biru – merah
3)    buta warna merah – hijau (paling umum)
Penyakit ini diturunkan secara resesif pada kromosom X nonhomolog (kromosom X yang tidak memiliki pasangan gen di kromosom Y). Penyakit ini jarang diderita oleh wanita. Wanita pembawa mewariskan cacat tersebut kepada anak laki-lakinya.

c.    Gangguan Mental

Gangguan mental disebabkan karena gangguan saraf. Penyakit ini disebabkan kadar asam fenil piruvat dalam darah terlalu tinggi. Kelainan mental ini dikendalikan
oleh gen yang mengatur pembentukan protein enzim. Penderita memiliki pasangan alel gen-gen relatif homozigot yang diwariskan oleh kedua orang tua heterozigot yang penampakannya normal.

2. Pewarisan Golongan Darah pada Manusia

Ada tiga tipe golongan darah pada manusia, yaitu ABO, MN, dan rhesus.

a. Golongan Darah ABO

Golongan darah manusia dalam sistem ABO ditentukan oleh ada tidaknya antigen (aglutinogen) dan antibodi (aglutinin) dalam sel darah.
Berikut ini adalah tabel kandungan aglutinin dan aglutinogen dalam masing-masing golongan darah.
Tabel 5.2 Aglutinogen dan Aglutinin pada Golongan Darah

Golongan Darah	Aglutinogen	Aglutinin
A	A	P
B	B	a
AB	AB	-
O	-	a . P

Gen penentu golongan darah terletak pada kromosom autosom dan diberi simbol I (Isohemaglutinogen) sehingga alel-alelnya disimbolkan I^A menghasilkan antigen A, I^B menghasilkan antigen B, dan I^O yang tidak menghasilkan antigen.

b. Golongan Darah MN

Penggolongan darah MN didasarkan pada ada tidaknya antigen dalam sel darah merah seseorang. Apabila seseorang bergolongan darah M, sedangkan orang yang di dalam sel darah merahnya mengandung antigen N, maka orang tersebut bergolongan darah N. Jadi, orang yang bergolongan darah MN dalam sel darah merahnya mengandung antigen M dan N sehingga orang tersebut bergolongan darah MN.
Menurut para ahli, golongan darah MN ditentukan oleh gen yang mengandung dua alel. Satu alel menentukan faktor M dan yang lainnya menentukan faktor N. Jadi, orang yang bergenotip MM akan bergolongan darah M. Golongan darah
N mempunyai genotip NN, sedangkan golongan darah MN mempunyai genotip MN.

c. Golongan Darah Rhesus

Golongan darah ini dipengaruhi oleh ada tidaknya faktor rhesus (antigen Rh) pada sel darah seseorang. Seseorang yang mengandung antigen Rh pada eritrositnya disebut Rh+ (rhesus positif). Sedangkan, yang tidak mempunyai antigen rhesus disebut Rh^-(rhesus negatif).
Seseorang yang mengandung antigen rhesus pada darah merahnya (Rh+) tidak dapat membentuk antibodi yang melawan antigen Rh^-. Antibodi terhadap rhesus akan terbentuk pada orang yang bergolongan darah Rh^-. Jadi, jika orang bergolongan darah Rh^- diberi transfusi darah dari orang bergolongan darah Rh⁺, maka pada darah penerima tersebut akan membentuk antibodi yang melawan antigen rhesus.

F. Ringkasan

•  Dalam kromosom terdapat gen yang membawa sifat-sifat keturunan atau disebut juga faktor keturunan.
• Kromosom pada manusia dibedakan menjadi kromosom autosom dan kromosom seks (gonosom).
•  Gen pada makhluk hidup dibentuk oleh suatu susunan kimia yang terdiri atas nukleoprotein yang merupakan senyawa dari asam nukleat dan protein.
• Sifat dominan adalah sifat yang muncul pada keturunannya dengan mengalahkan sifat pasangannya.
•  Sifat resesif adalah sifat yang tidak muncul karena ditutupi oleh pasangannya.
• Homozigot adalah sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang sama dari tiap jenis gen.
• Heterozigot adalah sifat suatu individu yang genotipnya terdiri atas gen-gen yang berlainan dari tiap jenis gen.
•  Galur murni adalah tanaman yang memiliki sifat tidak berubah dari generasi ke generasi.
•  Monohibrid adalah persilangan dua individu dengan satu sifat beda.
• Suatu persilangan disebut dominan penuh, bila pada keturunannya sifat dominan menguasai sifat resesif.
• Dominan tidak penuh terjadi jika kedua gen induknya saling mempengaruhi dan menghasilkan sifat antara.
•  Persilangan dihibrida adalah persilangan antara dua individu dengan dua sifat beda ini.
• Sifat unggul adalah sifat-sifat yang baik yang ada pada organisme dipandang dari sudut kebutuhan manusia.
• Golongan darah pada manusia dibedakan menjadi golongan darah ABO, MN, dan rhesus.

READ MORE - Pewarisan Sifat pada Makhluk Hidup

MEMAHAMI KELANGSUNGAN HIDUP MAKHLUK HIDUP

STANDAR KOMPETENSI 2

MEMAHAMI KELANGSUNGAN HIDUP MAKHLUK HIDUP

Tujuan Pembelajaran 

setelah mempelajari standar kompetensi ini, siswa diharapkan mampu

1. Mendskripsikan adaptasi makhluk hidup

2. Mendeskripsikan selsksi alam dan perkembangbiakan makhluk hidup

3. Mendeskripsikan konsep pewarisan sifat makhluk hidup 

4. Mengetahui perbedaan jenis-jenis persilangan antar individu

5. Mendeskripsikan proses pewarisan sifat

6. Mendeskripsikan hasil pewarisan sifat beserta penerapannya

7. Menjelaskan dampak penerapan bioteknologi

Kompetensi Dasar 2.1

Mengidentifikasi kelangsungan hidup makhluk hidup melalui adaptasi, seleksi alam, perkembangbiakan.

A. Pengertian Kelangsungan Hidup

Kita ketahui bahwa tidak ada makhluk hidup di muka bumi ini yang mampu bertahan hidup tanpa mengalami kematian, karena setiap makhluk hidup memiliki waktu kehidupan atau umur yang terbatas. Misalnya umur pohon kelapa jauh lebih lama daripada umur pohon jagung. Bagaimanapun sempurnanya perawatan suatu tanaman, jika tanaman tersebut telah mencapai batas usia maksimal maka akan mati. Pada pohon pisang, setelah berbuah bisa dipastikan akan segera mati. Namun, jika kamu amati dengan seksama, sebelum berbuah dan akhirnya mati, pohon pisang tersebut menumbuhkan tunas baru pada bagian bonggolnya. Tumbuhnya tunas tersebut mengakibatkan tanaman pisang tetap terjaga kelangsungan hidupnya, meskipun induk pohon pisang telah mati. Pertumbuhan pohon pisang silih berganti secara alamiah. Hal tersebut tentunya juga terjadi pada makhluk hidup lain termasuk hewan dan manusia.

Setiap makhluk hidup telah dibekali oleh Tuhan Yang Maha Kuasa dengan kemampuan untuk mempertahankan hidupnya dan menjaga keturunannya supaya tetap lestari. Tetapi, karena keserakahan makhluk hidup yang lebih tinggi tingkatnya dan ketidakpedulian manusia akan kelestarian lingkungan hidup telah merusak ekosistem yang baik. Telah
menjadi hukum alam bahwa makhluk yang lemah akan dimangsa oleh makhluk yang lebih kuat, atau yang kita kenal dengan hukum rimba.

Setiap jenis makhluk hidup dapat lestari jenisnya sampai saat ini karena berasal dari makhluk hidup sebelumnya yang sejenis dapat bereproduksi dan berdaptasi dengan lingkungan. Jika makhluk yang hidup pada zaman dulu tidak mampu bertahan dalam kelangsungan hidupnya, maka jenis makhluk hidup itu akan punah seperti dinosaurus. Kelangsungan hidup organisme dipengaruhi oleh kemampuan adaptasi terhadap lingkungan, seleksi alam, dan perkembangbiakan.

B. Adaptasi

1. Pengertian

Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan hidupnya. Ada beberapa cara penyesuaian diri yang dapat dilakukan, yaitu dengan cara penyesuaian bentuk organ tubuh, penyesuaian kerja organ tubuh, dan tingkah laku dalam menanggapi perubahan lingkungan. Dari pengertian adaptasi tersebut, ada tiga macam bentuk adaptasi, yaitu:
a. adaptasi fisiologi
b. adaptasi tingkah laku,
c. adaptasi morfologi.

Adaptasi terlihat dari adanya perubahan bentuk luar atau dalam suatu makhluk hidup sesuai dengan situasi dan kondisi lingkungan tempat hidupnya. Perubahan ini bersifat tetap dan khas untuk setiap jenis sehingga bisa diwariskan kepada keturunannya.

2. Jenis-jenis Adaptasi

a. Adaptasi fisiologi

Adaptasi fisiologi adalah penyesuaian diri makhluk hidup melalui fungsi kerja organ-organ tubuh supaya bisa bertahan hidup. Adaptasi ini berlangsung di dalam tubuh sehingga sulit untuk diamati.

Ikan air laut menghasilkan urine yang lebih pekat dibandingkan dengan ikan sungai. Ikan air laut menghasilkan urine lebih pekat dibandingkan dengan ikan sungai. Hal ini dikarenakan kadar garam air laut
lebih tinggi dari pada kadar garam air tawar. Tingginya kadar garam menyebabkan ikan kekurangan air sehingga ikan harus banyak minum. Akibatnya, kadar garam dalam darahnya menjadi tinggi sehingga untuk mengurangi kepekatan cairan dalam tubuhnya, ikan mengeluarkan urine yang pekat.

Kekebalan serangga terhadap insektisida akan meningkat (menjadi kebal) karena penggunaan insektisida secara terusmenerus.

Hewan-hewan herbivor beradaptasi terhadap makanan secara fisiologis. Sapi, kambing, kerbau, dan domba merupakan hewan herbivor yang dapat mencerna zat makanan di dalam lambung. Rayap dan Teredo navalis yang hidup di kayu galangan kapal dapat mencerna kayu dengan
bantuan enzim selulose.

Selain hewan, manusia dan tumbuhan dapat beradaptasi dengan lingkungannya secara fisiologi. Tubuh manusia mampu menambah jumlah sel darahmerah apabila berada di pegunungan yang lebih tinggi. Hal tersebut dapat mengikat oksigen lebih banyak untuk mencukupi kebutuhan sel-sel tubuh.

Mata manusia dapat menyesuaikan dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Ketika di tempat gelap, maka pupil kita akan membuka lebar. Sebaliknya di tempat yang terang, pupil kita akan menyempit. Melebar atau menyempitnya pupil mata adalah upaya untuk mengatur intensitas cahaya.

Jumlah sel darah merah orang yang hidup di daerah pantai lebih sedikit dibandingkan orang yang tinggal di daerah pegunungan. Hal ini disebabkan karena tekanan parsial oksigen di daerah pantai lebih besar dibandingkan daerah pegunungan. Jika tekanan parsial oksigen rendah, maka dibutuhkan lebih banyak sel darah merah untuk mengikat oksigen. Tekanan parsial oksigen adalah perbandingan kadar oksigen di udara dibandingkan dengan kadar gas lain di udara.

Bau yang khas pada bunga dapat mengundang datangnya serangga untuk membantu penyerbukan. Bunga jenis ini menghasilkan madu atau nectar, dan serbuk sarinya mudah melekat. Akar dan daun pada tumbuhan tertentu dapat menghasilkan zat kimia yang berbau khas yang dapat menghambat tumbuhan lain di dekatnya. Contoh di atas termasuk dalam adaptasi fisiologi.

b. Adaptasi Tingkah Laku

Adaptasi tingkah laku adalah penyesuaian diri terhadap lingkungan dengan mengubah tingkah laku supaya dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Adaptasi tingkah laku dapat berupa hasil belajar maupun insting/naluri sejak lahir. Terdapat dua macam tingkah laku, yaitu sebagai berikut.
1) Tingkah laku sosial, untuk hewan yang hidup berkelompok.
2) Tingkah laku untuk perlindungan. Contohnya babi hutan akan menggali lubang persembunyian dengan kukunya ketika melihat singa, trenggiling akan menggulung tubuhnya bila bertemu musuh. Contoh lain adalah kamuflase, misalnya pada bunglon dan gurita.

Mimikri Bunglon

Mimikri adalah kemampuan untuk meniru bentuk, suara, dan tingkah laku seperti hewan lain sehingga akan dikira predator atau hewan yang beracun atau berbahaya. Migrasi juga merupakan bentuk adaptasi tingkah laku dengan cara bergerak dari satu kawasan ke kawasan lain dan kemudian kembali lagi. Hewan bermigrasi dengan berbagai alasan antara lain memperoleh iklim yang baik, makanan yang cukup, tempat yang lebih aman, dan kepentingan perkembangbiakan.

Hewan yang hidup di daerah kutub atau daerah yang mengalami pergantian empat musim yang perbedaan suhunya ekstrim, biasanya melakukan hibernasi. Hibernasi adalah tidur dalam jangka waktu yang lama ketika suhu lingkungan rendah. Aktivitas tubuh seperti denyut jantung dan napas sangat pelan sehingga hanya memerlukan energi/makanan yang sedikit. Contohnya kelelawar, ular, dan beruang kutub. Selama hibernasi hewan menggunakan lemak dalam tubuh sebagai sumber energi.

Kucing mengincar mangsanya dengan cara mendekam. Ketika mangsa mendekat dan lengah, maka kucing akan meloncat dan menerkam mangsanya. Tingkah laku demikian untuk menghemat energi. Lain halnya dengan cicak. Cicak akan memutuskan ekornya pada saat berada
dalam ancaman. Paus naik ke permukaan air ketika akan mengambil oksigen untuk pernapasannya. Hewan rayap itu buta, untuk menemukan jalan dia membuat terowongan dari tanah yang dapat menuntunnya menuju ke tempat makanan atau sarangannya.

c. Adaptasi Morfologi

Adaptasi morfologi adalah penyesuaian makhluk hidup melalui perubahan bentuk organ tubuh yang berlangsung sangat lama untuk kelangsungan hidupnya. Adaptasi ini sangat mudah dikenali dan mudah diamati karena tampak dari luar.

Meskipun hewan dapat bergerak bebas, hewan juga melakukan beragam adaptasi morfologi untuk menyesuaikan dengan tempat hidup dan jenis makanannya. Adaptasi morfologi berupa penyesuaian tubuh hewan seperti ukuran dan bentuk gigi, penutup tubuh, dan alat gerak hewan. Gigi disesuaikan dengan jenis makanannya, sehingga gigi hewan pemakan daging berbeda dengan hewan pemakan tumbuhan. Penutup tubuh seperti rambut, duri, sisik, dan bulu yang tumbuh dari kulit disesuaikan dengan kondisi lingkungannya sehingga dapat membantu hewan untuk tetap bertahan hidup. Contoh yang lain adalah variasi tulang belakang dan sirip pada ikan pari disebabkan perbedaan suhu saat pertumbuhannya, jenis kelamin kura-kura ditentukan oleh variasi temperatur saat inkubasi (pengeraman), serta bentuk paruh dan kaki burung bervariasi sesuai dengan jenis makanan dan habitatnya.

Burung kolibri memiliki paruh panjang dan runcing. Paruh ini digunakan untuk menghisap madu. Serangga juga beradaptasi dengan lingkungan melalui bentuk organ tubuhnya.  Organ tubuh jangkrik dan belalang yang digunakan untuk beradaptasi adalah mulut. Mulut kedua hewan tersebut mempunyai rahang bawah dan atas yang kuat.

Selain hewan, tumbuhan juga beradaptasi dengan lingkungannya melalui bentuk tubuhnya, yaitu:

1) Tumbuhan Xerofit

Tumbuhan xerofit memiliki struktur fisik yang sesuai untuk bertahan hidup pada suhu yang ekstrim panas dan kekurangan air. Contohnya adalah kaktus dan sukulen. Kaktus dapat bertahan hidup dalam kondisi kering.

Bentuk adaptasinya yaitu daun tidak berbentuk lembaran sebagaimana tumbuhan lainnya, tetapi mengalami modifikasi menjadi duri atau sisik. Kaktus mampu menyimpan air pada batangnya. Seluruh permukaannya dilapisi oleh lilin untuk mengurangi penguapan. Sistem perakarannya panjang untuk mencapai tempat yang jauh yang mengandung air.

2) Tumbuhan Hidrofit

Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang hidup di air. Adaptasi morfologi yang dilakukan antara lain memiliki rongga udara di antara sel-sel tubuhnya sehingga dapat mengapung. Daunnya lebar dan stomata terletak di permukaan atas. Contoh tumbuhan hidrofit adalah kangkung, eceng gondok, dan teratai.

3) Tumbuhan Higrofit

Tumbuhan higrofit adalah tumbuhan yang hidup di lingkungan lembab dan basah. Adaptasinya yaitu mempunyai daun yang tipis dan lebar.

C. Seleksi Alam

Dalam kehidupan sehari-hari, seleksi berarti pemilihan, dan alam
berarti segala sesuatu yang ada di sekitar makhluk hidup. Jadi, seleksi alam adalah pemilihan makhluk hidup yang dapat hidup terus dan tidak dapat hidup terus yang dilakukan oleh lingkungan sekitar dan terjadi secara alamiah. Bisa juga diartikan sebagai musnahnya beberapa makhluk hidup karena tidak dapat menyesuaikan diri.

1. Faktor penyeleksi alam

Seleksi alam ditentukan oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut.

a. Suhu lingkungan

Di daerah dingin dijumpai hewan-hewan mamalia yang
berbulu tebal, sedangkan di daerah tropis hewan mamalianya berbulu tipis. Dalam hal ini, yang menjadi faktor penyeleksi adalah suhu lingkungan. Karena hewan mamalia yang berbulu tipis umumnya tidak akan bisa menyesuaikan diri pada lingkungan yang bersuhu sangat rendah sehingga hewan tersebut akan tereliminasi dan punah. Beruang kutub berbulu tebal untuk membuatnya tetap hangat. Selain bulunya, beruang kutub juga mempunyai lapisan lemak yang digunakan untuk
menghangatkan tubuhnya.

b. Makanan

Setiap makhluk hidup memerlukan makanan. Makanan adalah kebutuhan primer makhluk hidup. Makanan akan menjadi faktor penyeleksi jika terjadi perebutan makanan. Makhluk hidup yang kuat dan mempertahankan makanannya akan dapat berlangsung hidup, sebaliknya hewan yang lemah dan tidak mampu bersaing dalam perebutan makanan akan tereliminasi dan punah.

c. Cahaya matahari

Faktor matahari berhubungan dengan penyeleksian tumbuhan tingkat tinggi yang berklorofil. Karena tumbuhan menggunakan cahaya matahari untuk pembentukan makanan.

2. Kepunahan makhluk hidup

Berdasarkan temuan fosil-fosil, dapat diketahui bahwa banyak jenis makhluk hidup yang hidup pada jaman dahulu tidak ditemukan lagi sekarang. Tetapi ada juga yang masih hidup sampai sekarang yaitu capung. Capung adalah hewan yang hidup pada jaman karbon sampai sekarang. Hewan lain yang hampir mirip dengan hewan yang telah punah adalah kadal dan komodo. Ketiga hewan tersebut adalah hewan yangtergolong dalam fosil hidup.

Dinosaurus merupakan contoh hewan yang telah punah. Para ilmuan berpendapat bahwa yang menyebabkan kepunahan hewan ini adalah perubahan iklim. Iklim yang terganggu akan menyebabkan kematian banyak jenis tumbuhan sehingga dinosaurus herbivor tidak bisa mendapatkan makanan. Sedangkan Dinosaurus karnivor dapat bertahan hidup untuk sementara. Tetapi dengan berjalannya waktu, hewan karnivorpun mati.

Saat ini, tingkah laku manusia banyak mempengaruhi proses seleksi alam. Perburuan liar, penangkapan, perusakan habitat, pencemaran lingkungan dapat mempercepat laju seleksi yang tidak alami. Akibat rusaknya habitat, banyak hewan liar yang harus bermigrasi ke daerah yang kurang sesuai dengan lingkungan alaminya. Mereka harus berjalan berkilo-kilometer untuk memperoleh makanan yang cukup.

Di Indonesia, terdapat banyak tumbuhan dan hewan yang hampir punah. Contohnya adalah harimau jawa, badak bercula satu, badak bercula dua, dan burung jalak bali. Hewan yang hampir punah tersebut disebabkan karena kerusakan habitat oleh manusia, perburuan liar, kemampuan adaptasinya rendah, serta tingkat reproduksi yang rendah.

D. Perkembangbiakan Makhluk Hidup

Perkembangbiakan makhluk hidup dapat dipergunakan untuk melangsungkan kehidupan. Karena bila tanpa perkembangbiakan, maka makhluk hidup akan punah. Misalkan pada suatu perkebunan terdapat populasi belalang yang terkena radiasi, sehingga belalang jantan menjadi mandul dan tidak dapat melakukan perkawinan dengan belalang betina. Ketidakmampuan belalang untuk berkembang biak akan menyebabkan belalang di perkebunan tersebut punah. Jadi, belalang tersebut tidak dapat menjaga kelestarian jenisnya karena tidak mampu berkembang biak.

Makhluk hidup ada yang mempunyai daya berkembang biak tinggi dan rendah. Makhluk hidup yang mempunyai daya berkembang biak tinggi akan mudah menjaga kelestarian hidupnya. Misalnya tikus, kucing, ilalang, dan enceng gondok.

Makhluk hidup yang mempunyai daya berkembang biak rendah sangat sulit menjaga kelangsungan dan kelestarian jenisnya. Misalnya gajah, hanya beranak sekali dalam dua tahun dan setiap kali beranak hanya seekor. Demikian pula badak, komodo, kancil, burung merak, jerapah, harimau, dan ikan paus biru yang hanya menghasilkan dua anak dalam waktu 10 tahun. Hewan yang memiliki daya berkembang biak rendah merupakan hewan-hewan yang terancam kelestariannya.

Selain hewan, tumbuhan juga dilindungi oleh negara karena  kelangkaan dan daya berkembang biaknya rendah.  Misalnya tumbuhan yang dilindungi oleh negara adalah bunga bangkai (Refflesia Arnoldi), anggrek bulan Ambon, kemang, kepuh, kayu ulin Kalimantan,  kemenyan, dan gaharu dilindungi oleh negara.

READ MORE - MEMAHAMI KELANGSUNGAN HIDUP MAKHLUK HIDUP