PENGHITUNGAN FREKUENSI ALELE, FREKUENSI GENOTIP, PENGUKURAN SIFAT-SIFAT KUALITATIF DAN KUANTITATIF

Document Sample
PENGHITUNGAN FREKUENSI ALELE, FREKUENSI GENOTIP, PENGUKURAN SIFAT-SIFAT KUALITATIF DAN KUANTITATIF Powered By Docstoc
					     LAPORAN PRAKTIKUM GENETIKA TUMBUHAN
                    ACARA VII
PENGHITUNGAN FREKUENSI ALELE, FREKUENSI GENOTIP,
PENGUKURAN SIFAT-SIFAT KUALITATIF DAN KUANTITATIF




                       Oleh:

           NAMA      : Rangga Rizky Abizar
           NIM       : A1A004013
           ROMBONGAN : 1




        DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
        UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
              FAKULTAS PERTANIAN
            LABORATORIUM GENETIKA
                 PURWOKERTO
                      2005
          PENGHITUNGAN FREKUENSI ALELE, FREKUENSI GENOTIP,
          PENGUKURAN SIFAT-SIFAT KUALITATIF DAN KUANTITATIF




Judul Acara                  : Penghitungan Frekuensi Alele, Frekuensi Genotip,
                              Pengukuran Sifat-sifat Kualitatif dan Kuantitatif
Hari,Tanggal praktikum       : Senin, 19 Desember 2005
Nama                         : Rangga Rizky Abizar
NIM                          : A1A004013
Asisten                      : 1. Asih Susana
                              2. Nuni J.
Rekan Kerja                  : 1. Pujo Ananto (A1A004017)
                              2. Yosua Andhika (A1A004006)
                              3. Ghozali (A1A004008)
                              4. Affiatin Rahmah (A1A004019)
                                   ACARA VII
      PENGHITUNGAN FREKUENSI ALELE, FREKUENSI GENOTIP,
     PENGUKURAN SIFAT-SIFAT KUALITATIF DAN KUANTITATIF




                              I. PENDAHULUAN


A. LATAR BELAKANG
         Populasi Mendel terdiri dari satu kelompok individu yang berkembang biak
  secara seksual dan bersilang/ berpasangan secara acak. Populasi Mendel mewariskan
  alelnya dari satu generasi ke generasi berikutnya menurut hukum segregasi atau
  pemisahan dan pengelompokan bebas dari Mendel. Populasi dapat pula didefinisikan
  sebagai kumpulan individu yang membentuk suatu lungkang gen (gen pool).
         Lungkang gen adalah total seluruh gen yang ada dalam gamet dari suatu
  populasi tertentu. Individu-individu dalam populasi dapat keluar dan masuk, tetapi
  gen-gennya tetap ada sepanjang waktu. Gen-gen diatur kembali dari generasi ke
  generasi karena pemisahan dan pengelompokkan bebas dan pindah silang antara
  kromosom homolog. Kadang-kadang gen-gen dapat berubah karena mutasi.
  Frekuensi alele dapat ditentukan berdasarkan jumlah genotip yang berada dalam
  populasi.
         Jika individu-individu dalam populasi mengadakan persilangan secara acak
  dan beberapa asumsi dipenuhi, maka frekuensi alel dalam populasi akan tetap dalam
  keseimbangan yang stabil, yaitu tidak berubah dari satu generasi ke generasi
  berikutnya. Tiap gamet yang berbeda akan terbentuk sebanding dengan frekuensi
  masing-masing alelnya dan frekuensi tiap tipe zigot akan sama dengan hasil kali dari
  frekuensi gamet-gemetnya. Keadaan demikian disebut keseimbangan Hardy –
  Weinberg. Asumsi-asumsi dalam keseimbangan Hardy – Weinberg adalah:
  perkawinan secara rambang, tidak ada seleksi, tidak ada migrasi, tidak ada mutasi,
  tidak ada penghanyutan genetik rambang dan meiosis normal.
         Kebanyakan sifat tanaman yang agroekonomis sangat penting dikendalikan
  oleh poligen, yaitu sejumlah gen yang terletak pada lokus yang berbeda, pengaruhnya
kecil-kecil tetapi serupa dan kumulatif. Sifat tanaman demikian peka terhadap
lingkungan, akibatnya sulit membuat klasifikasi yang tegas dari hasil segregasinya,
karena variasinya kontinyu dari ekstrim kecil sampai ekstrim besar, pengamatannya
diperlukan pengukuran-pengukuran.
       Susunan gen di dalam individu sel disebut dengan genotip, sedangkan
ekspresi genotip tersebut dinamakan dengan fenotip. Gen pengendali sifat tertentu
diberi simbol huruf pertama dari sifat tersebut. Lambang huruf besar merupakan
karakter dominan, sedangkan huruf kecil merupakan resesif. Contohnya gen T adalah
simbol untuk sifat tinggi, sedangkan gen t untuk sifat pendek. Istilah dominan
digunakan karena gen ini dapat mengalahkan ekspresi gen alel. Dalam contoh di atas,
gen T mengalahkan ekspresi gen t, sehingga ekspresi tanaman yang bergenotip Tt
adalah tinggi walaupun di dalam tanaman tersebut mengandung gen untuk sifat
pendek.
       Genotip makhluk hidup ada yang homozigot, misalnya TT atau tt ataupun
heterozigot, misalnya Tt. Genotip TT dinamakan homozigot dominan, sedangkan tt
dinamakan homozigot resesif. Adapun genotip Tt adalah heterozigot dominan karena
gen T untuk tinggi menutupi gen t untuk pendek.
       Alela atau alel merupakan gen-gen yang terletak pada lokus yang sama pada
suatu kromosom dengan tugas berlawanan. Sebagai contoh, gen T yang sealel dengan
gen t bertanggung jawab terhadap tinggi tanaman dan gen t justru bertanggung jawab
terhadap pendeknya tanaman. Namun, jika suatu tanaman mengandung genotip Tt,
sifat yang muncul adalah tanaman yang tinggi karena gen T dominan terhadap gen t.
Alel terbagi menjadi 2 jenis :
a. Alel tunggal
   Suatu alel dikatakan alel tunggal jika suatu genotip hanya membentuk suatu
   variasi gen sealel sehingga hanya muncul satu sifat.
b. Alel ganda
   Suatu alel dikatakan alel ganda, jika suatu genotip membentuk lebih dari 2 variasi
   gen atau lebih dari 2 alel. Hal ini dapat terjadi akibat mutasi. Contoh sifat yang
   dikontrol alel ganda adalah golongan darah manusia sistem ABO dan warna bulu
   kelinci.
B. TUJUAN
         Praktikum ini bertujuan untuk menghitung frekuensi alel dan frekuensi
  genotip; membuktikan hukum Hardy – Weinberg, serta mengukur sifat-sifat kualitatif
  dan kuantitatif.
                                  II. BAHAN DAN ALAT



A. Bahan
   − Kedelai putih dan kedelai hitam
   − Kancing baju warna coklat, kuning, putih
   − Kacang tanah


B. Alat
   − Timbangan
   − Kalkulator
   − Alat tulis
                                   III. PROSEDUR KERJA

1. Percobaan pengambilan sampel pada kedelai
   a. Disiapkan 2 kantong yang setiap kantongnya berisi kedelai hitam dan kedelai
      putih.
   b. Diambil secara acak sebanyak 100 individu.
   c. Dicatat genotip masing-masing individu.
   d. Dihitung frekuensi genotip dan frekuensi alel.
   e. Dianalisa dengan menggunakan uji X2.


2. Percobaan pengambilan sampel pada kancing baju
   a. Disiapkan 1 kantong yang berisi kancing baju berwarna coklat, kuning dan putih.
   b. Diambil secara acak dari setiap kantong dan dicatat genotipnya.
   c. Pengambilan diulang sebanyak 200 kali.
   d. Dihitung frekuensi genotip dan frekuensi alelnya.
   e. Data dimasukkan dalam tabel yang tersedia.
   f. Dianalisa dengan uji X2


3. Mengetahui bobot kacang tanah
   a. Diambil individu secara acak dari populasi kacang tanah yang tersedia dan
      ditimbang.
   b. Diulangi pekerjaan tersebut sebanyak 200 kali.
   c. Diamati bobotnya dan dibuat grafik.
                             IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN


1. Pengambilan kancing 200 x
   GG : Gg : gg = 1 : 2 : 1
                                                    Karakteristik yang diamati
                                    C ( GG)              K (Gg)         P (gg)    Σ
                O                      58                 104            38      200
                E                      50                 100            50      200
              O–E                       8                  4             - 12     0
             (O – E)2                 1,28                0,16           2,88    4,32
                E
              X2 hit                  1,28                0,16           2,88    4,32


   X2 tabel      = 5,99
    2
   X hitung = 4,32
   X2 hitung < X2 tabel               = 4,32 < 5,99
   Maka hipotesis diterima.


    p2          = Jumlah C           = 58 = 0,29
                         ∑              200
        2pq      = Jumlah P           = 38 = 0,19
                         ∑                200
        q2       = Jumlah K           = 104 = 0,52
                         ∑                200


    p        = √ 0,58       = 0,76
        q     =1–p           = 1 – 0,76         = 0,24
        p2 + 2 pq            + q2     =1
    p2         = 0,29 x 100% = 29%
      2pq       = 0,52 x 100% = 52%
      q2        = 0,19 x 100% = 19%


    C(GG) : K(Gg) : P(gg)                = 29% : 52% : 19%
                                          = 1 : 2      :1


2. Pengambilan kedelai 100 x
   HH : HP : PP = 1 : 2 : 1
                                           Karakteristik yang diamati
                             HH                  HP             PP       Σ
           O                  13                 41             46      100
           E                  25                 50             25      100
       O–E                   - 12                -9             21       0
      (O – E)2               5,76               1,62           17,64    25,02
           E
       X2 hit                5,76               1,62           17,64    25,02


   X2 tabel     = 5,99
   X2 hitung = 25,02
   X2 hitung > X2 tabel        = 25,02 > 5,99
   Maka hipotesis ditolak.


    p2         = Jumlah HH = 13 = 0,13
                         ∑          100
      2pq       = Jumlah HP = 41 = 0,41
                     ∑              100
      q2        = Jumlah PP = 46 = 0,46
                     ∑              100
    p            = √ 0,13    = 0,36
       q          =1–p        = 1 – 0,36       = 0,64
       p2 + 2 pq              + q2     =1


    p2                = 0,13 x 100% = 13%
       2pq             = 0,41 x 100% = 41%
       q2              = 0,46 x 100% = 46%


    HH : HP : PP = 13% : 41% : 46%
                              = 1 : 2         :2


3. Tabel Populasi Kacang Tanah
         Bobot (dalam gram)                         Frekuensi
                        0,2                             2
                        0,3                            35
                        0,4                            64
                        0,5                            70
                        0,6                            22
                        0,7                             5
                        0,8                             2
                         ∑                            200



                       Grafik Populasi Kacang Tanah

                  80
                  70
                  60
      Frekuensi




                  50
                  40
                  30
                  20
                  10
                   0
                        0.2   0.3      0.4    0.5     0.6   0.7   0.8
                                             Bobot
        Seringkali percobaan perkawinan yang kita lakukan menghasilkan keturunan yang
tidak sesuai benar dengan hukum Mendel. Hal ini bisa saja terjadi karena ada
penyimpangan. Sehingga perlu diadakan evaluasi terhadap benar atau tidaknya hasil
percobaan yang kita lakukan dibandingkan dengan keadaan secara teoritis.
        Alel diperkenalkan oleh W. Bateson dan E. R. Saunders pada tahun 1902. Alel
berasal dari kata latin allelon, berarti bentuk lain, dan merupakan singkatan dari kata
allelomorph. Jika ada gen A berperan menumbuhkan karakter pigmentasi kulit secara
normal, kemudian gen ini mengalami mutasi sehingga tidak mampu menumbuhkan
pigmentasi kulit secara normal atau tidak bisa sama sekali, dan hewan atau orang seperti
ini yang mengalami hal seperti ini disebut bule (albino).
        Gen A yang bermutasi itu diberi simbol dengan a. Karena karakter yang
ditumbuhkan bersifat resesif, artinya pada suatu sel tubuh terdapat gen A yang menutupi
gen a, sehingga gen A disebut dominan terhadap a. Kedua gen tersebut terletak pada
lokus yang sama pada suatu kromosom. Gen-gen yang terletak pada lokus yang sama
pada suatu kromosom dan mempunyai fungsi yang berbeda tetapi pada suatu tugas
tertentu disebut dengan alel, dan kata sifatnya sealel. A sealel dengan a, A disebut alel
dominan sedangkan a disebut alel resesif. Gen sealel harus diberi simbol dengan huruf
sama tapi harus dibedakan.




    A             A            a           a         A            a




 Homozigot dominan            Homozigot resesif          Heterozigot



        Suatu cara untuk mengadakan evaluasi itu adalah dengan uji X2 (chi- square test).
Dalam perhitungan diperhatikan besarnya derajat kebebasan, yang nilainya sama dengan
jumlah kelas fenotip dikurangi satu.
       Dari hasil pengamatan percobaan pengambilan sampel pada kedelai diperoleh
bahwa jumlah kedelai hitam (HH) = 13 ; kedelai hitam (HP) = 41 ; dan kedelai putih =
46. Perbandingan genotip yang diperoleh yaitu 1 : 2 : 2. Dengan menggunakan uji X2,
didapat X2 hitung sebesar 25,02. Penyimpangan yang terjadi ini cukup besar, karena X2
tabelnya sebesar 5,99. penyimpangan ini terjadi karena disebabkan oleh pengambilan
sampel yang kurang acak.
       Pada tahun 1908, ahli matematika Inggris, G. H. Hardy dan dokter Jerman, W.
Weinberg, secara terpisah menemukan prinsip frekuensi alel suatu gen pada penduduk.
Kemudian ini disebut dengan hukum Hardy – Weinberg, dan menjadi dasar apa yang
disebut “genetika masyarakat” (population genetics). Kemudian hukum ini menjadi
pemula perkembangan ilmu biometrika dalam genetika, yang ditumbuhkan sejak tahun
1920 oleh R. A. Fisher dan Sewall Wright. Dengan cara ini perhitungan frekuensi genetik
bukan lagi diambil dari contoh (sampel) yang didapat dari eksperimen di laboratorium
atau kebun percobaan, tapi dari masyarakat. Bukan pula terbatas pada keluarga atau
individuil.
       Perbandingan sederhana 3 : 1, 1: 2 : 1, 1 : 1, 9 : 3 : 3 : 1, dsb. Menurut hukum
Mendel, sesungguhnya didapat dari persilangan yang diatur. Padahal di tengah
masyarakat sendiri sesungguhnya terjadi persilangan atau perkawinan yang acak
(random). Karena itu bisa terjadi ada perbedaan frekuensi suatu alel pada hasil
eksperimen di masyarakat. Jika suatu gen terdiri atas 2 alel (alel A dan alel a) terdapat
pada suatu penduduk, alel A menyebabkan pigmentasi normal, sedangkan alel a tidak
normal (albino). Setiap individu di masyarakat itu tentulah memiliki salah satu atau
kedua alel itu yang kita tahu adalah homozigot atau heterozigot.
       Pada hukum Hardy – Weinberg yang merumuskan perimbangan alel pada
masyarakat yang panmixis. Persentase masing-masing alel tetap di masyarakat, dan
jumlah persentasenya selalu 100%. Sedangkan kalau persentase itu kita ubah menjadi
frekuensi, maka jumlah frekuensi semua alel dari satu gen tetaplah satu. Sesuai dengan
perhitungan dengan skema itu pada suatu rumus aljabar yang disebut hukum Hardy –
Weinberg : (pA + qa)2. Dalam masyarakat panmixis, kalau frekuensi alel A(p) dan
frekuensi alel a (q), maka frekuensi individu dari kedua alel itu berupa persamaan
kuadrat.
        Hukum Hardy – Weinberg hanya berlaku jika tidak terjadi perubahan frekuensi
suatu gen di dalam masyarakat. Sesungguhnya perubahan itu jarang terjadi, namun harus
terjadi karena makhluk hidup terus mengalami evolusi demi mempertahankan kehadiran
spesiesnya di alam. Perubahan frekuensi gen itu disebabkan oleh seleksi, mutasi, genetic
drift, meiotic drift, dan migrasi.
        Hukum Hardy – Weinberg memudahkan kita untuk menentukan apakah suatu
populasi   berada    pada    keseimbangan   yang   stabil   frekuensi   alelnya.   Dengan
membandingkan frekuensi alel dalam populasi pada lokasi yang berbeda, kita dapat
menentukan apakah terjadinya penyimpangan dari keseimbangan. Hardy – Weinberg
sadar bahwa keseimbangan alel dalam suatu populasi dapat digambarkan dengan rumus
sederhana, penjabaran binomial.
1. Dengan dua alel yaitu (p+q)2
2. Penggunaan rumus ini untuk melukiskan keseimbangan, dapat ditunjukkan dengan
    mengamati persilangan antara gamet dari genotip yang berbeda.
        Ciri-ciri keseimbangan Hardy – Weinberg, yaitu jumlah frekuensi genotip harus
sama dengan 1, yaitu : p2 + 2 pq + q2. Hubungan tersebut tetap, tidak peduli besarnya
frekuensi alel permukaan, yaitu frekuensi genotip pada saat keseimbangan hanya
tergantung pada frekuensi alel permulaan dan tidak tergantung dari frekuensi genotip dari
populasi asal. Keseimbangan dapat tercapai dalam satu generasi ; kemudian frekuensi alel
dan genotip tidak berubah dari satu generasi ke generasi asal syarat-syarat keseimbangan
Hardy – Weinberg terpenuhi.
        Dari hasil pengamatan diperoleh bahwa frekuensi gen sama dengan 1. hal ini
sesuai dengan hukum Hardy – Weinberg, sehingga dapat dikatakan tidak ada
penyimpangan. Pada percobaan kancing baju diperoleh X2 hitung sebesar 4,32. Oleh
karena X2 hitung < X2 tabel, maka hipotesis diterima.
        Banyak sifat tanaman dan hewan lebih memperlihatkan perbedaan tingkatan
fenotip kontinu daripada perbedaan fenotip yang jelas dan tegas seperti yang dijumpai
pada segregasi sifat Mendel. Sifat kuantitatif, seperti berat badan, tinggi tanaman,
ketahanan terhadap penyakit, diatur oleh beberapa gen dan masing-masing gen
pengaruhnya kecil.
       Perbedaan utama antara genetika kualitatif dan sifat kuantitatif, yaitu :
                 Kualitatif                                        Kuantitatif
1. Sifat-sifat macam :                             1. Sifat-sifat berderajat :
   Kualitas individual                                Kuantitas yang dapat diukur
   - warna, ukuran                                    - tinggi, berat, hasil
2. Ragamnya tidak kontinyu                         2. Ragam kontinyu : fenotip membentuk
   Kelas-kelas fenotip yang berbeda jelas.            spektrum, bila populasi cukup besar
                                                      sering membentuk kurva normal.
3. Pengaruh      gen   tunggal,       kontribusi   3. Pengaruh gen ganda, kontribusi kecil.
   utama.
4. Persilangan           individual         dan    4. Populasi organisme dengan sejumlah
   keturunannya.                                      persilangan-persilangan.
5. Dianalisis dengan hitungan dan nisbah.          5. Dianalisis    dengan       menduga   data
                                                      populasi (parameter) seperti rerata,
                                                      varian dan simpangan baku.


       Perbedaan-perbedaan sifat kualitatif dan sifat kuantitatif diukur dengan tingkat-
tingkatnya, bukan macamnya.
       Pada percobaan penimbangan bobot kacang tanah seperti pada hasil pengamatan
di atas, bobot kacang tanah berkisar antara 0,2 sampa 0,8 dengan grafik mendekati kurva
normal. Hal ini menunjukkan penyimpangan yang sangat kecil.
       Dalam mempelajari pewarisan kuantitatif digunakan populasi besar. Dengan
banyak gen yang memberikan kontribusi kecil pada penampakan suatu sifat, dan karena
pengaruh dari satu gen tunggal tidak bisa ditentukan maka perlu dibuat banyak
pengukuran-pengukuran. Pengukuran yang dibuat dalam suatu populasi tertentu dianggap
mewakili contoh rambang dari populasi itu dan data dapat digunakan untuk menduga
hasil yang diharapkan dari populasi yang besar.
                          V. SIMPULAN DAN SARAN


1. Simpulan
  Dari hasil percobaan praktikum maka dapat diambil simbulan sebagai berikut :
  a. Pada penghitungan frekuensi alel dan frekuensi genotip pada kedelai, diperoleh p
     (PP) = 0,36 ; q (HH) = 0,64 ; p + q = 1, dengan X2 hitung sebesar 25,02.
     Sedangkan pada kancing baju diperoleh p (GG) = 0,76 ; q = 0,24 ; p + q = 1,
     dengan X2 hitung sebesar 4,32. Percobaan ini telah membuktikan hukum
     keseimbangan Hardy – Weinberg.
  b. Penyimpangan pada hasil X2 hitung disebabkan oleh pengambilan sampel yang
     kurang acak.
  c. Penimbangan bobot kacang tanah berdasarkan sifat kuantitatif. Hasil pengamatan
     menunjukkan kurva mendekati normal, sehingga sesuai dengan genetika sifat
     kuantitatif.


2. Saran
  a. Pada praktikum ini sebaiknya praktikan lebih teliti dalam pengambilan sampel,
     yaitu dilakukan dengan acak.
  b. Sebaiknya untuk bahan dan alat diperbanyak lagi sehingga praktikum bisa
     dilakukan dengan lebih efektif dan efisien.
                                DAFTAR PUSTAKA


Crowder, L.V. 1986. Genetika Tumbuhan. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Pai, C. Anna. 1987. Dasar-Dasar Genetika. Jakarta : Erlangga.

Suryo.1984. Genetika. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Yatim, Wildan. 1980. Genetika. Bandung : Tarsito.

				
DOCUMENT INFO