Materi dan Contoh Soal Pewarisan Sifat | IPA Biologi Kelas 9 Bab 3 Kurikulum Merdeka
Setiap makhluk hidup memiliki ciri fisik yang diturunkan dari orang tuanya, mulai dari warna kulit, bentuk rambut, hingga golongan darah. Penurunan sifat ini tidak terjadi secara kebetulan, melainkan mengikuti pola biologis yang teratur. Pada bab ini, kita akan mempelajari bagaimana sifat-sifat tersebut diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya.
A. Konsep Dasar Genetika dan Pembawa Sifat
Proses turunnya sifat dari induk (orang tua) kepada keturunannya (anak) dinamakan hereditas atau pewarisan sifat. Ilmu yang secara khusus mempelajari tentang pewarisan sifat ini disebut Genetika.
🧭 Tokoh Penting: Bapak Genetika
• Gregor Johann Mendel (1822–1884): Seorang ilmuwan yang menemukan aturan dasar pewarisan sifat lewat percobaan menyilangkan tanaman kacang ercis (Pisum sativum). Aturan-aturan ini kemudian dikenal luas sebagai Hukum Mendel.
1. Bagian Penentu Sifat
Sifat fisik kita ditentukan oleh materi genetik yang berada di dalam sel, yaitu:
-
Kromosom: Struktur berbentuk benang halus di dalam inti sel yang bertugas membawa informasi genetik. Di dalam sel tubuh, kromosom ini selalu berpasangan (diploid). Namun di dalam sel kelamin (sperma atau sel telur), kromosom tidak berpasangan (haploid).
Bagian-bagian kromosom. Sumber: Wikipedia - DNA (Deoxyribonucleic Acid): Asam nukleat berantai ganda yang menyimpan semua informasi dasar kehidupan makhluk hidup.
- Gen: Bagian spesifik dari pita DNA yang menentukan satu sifat tertentu. Letak gen pada kromosom disebut dengan istilah lokus.
Setiap sel tubuh manusia yang normal memiliki 46 buah kromosom (23 pasang). Susunan lengkap kromosom ini dinamakan kariotipe.
 |
| Kariotipe kromosom manusia normal. |
Kromosom-kromosom tersebut dibagi menjadi dua jenis:
1. Autosom (Kromosom Tubuh): 22 pasang kromosom yang mengatur ciri fisik tubuh, seperti warna mata dan bentuk rambut.
2. Gonosom (Kromosom Kelamin): 1 pasang kromosom yang menentukan jenis kelamin. Perempuan memiliki kromosom XX, sedangkan laki-laki memiliki kromosom XY.
2. Istilah dalam Persilangan
Untuk memahami cara kerja pewarisan sifat, kita harus mengenal istilah-istilah berikut:
- Parental (P): Induk atau orang tua yang disilangkan.
- Filial (F): Anak atau keturunan. F1 berarti keturunan pertama, dan F2 berarti keturunan kedua (hasil perkawinan sesama F1).
- Genotipe: Susunan gen yang tidak tampak dari luar tubuh. Biasanya ditulis dengan pasangan huruf (contoh: AA, Aa, aa).
- Fenotipe: Ciri fisik yang terlihat oleh mata (contoh: bunga merah, batang tinggi).
- Alel: Pasangan gen yang terletak pada tempat yang sama di sepasang kromosom.
- Dominan: Sifat kuat yang menutupi sifat lainnya. Ditulis menggunakan huruf besar.
- Resesif: Sifat lemah yang kalah jika bertemu sifat dominan. Ditulis menggunakan huruf kecil.
- Homozigot: Pasangan huruf yang sama persis. Bisa dominan semua (AA) atau resesif semua (aa).
- Heterozigot: Pasangan huruf yang berbeda sifat (contoh: Aa).
Genotipe selalu ditulis berpasangan (misal: Aa) karena tubuh mendapat satu gen dari ayah dan satu dari ibu. Namun, saat tubuh membentuk sel kelamin (Gamet), pasangan huruf ini akan dipisah. Jadi, gamet hanya membawa satu huruf saja. Contoh, individu bergenotipe Aa akan menghasilkan gamet A dan gamet a.
B. Pola Persilangan dan Hukum Mendel
1. Persilangan Monohibrid (Satu Sifat Beda)
Persilangan monohibrid adalah perkawinan yang hanya memperhatikan satu sifat fisik saja, misalnya warna bunga. Aturan ini mengikuti Hukum Mendel I, yang menyatakan bahwa saat pembentukan sel kelamin, pasangan gen akan memisah secara bebas.
a. Monohibrid Dominan Penuh
Kondisi di mana sifat dominan sepenuhnya menutupi sifat resesif. Jika gen dominan bertemu gen resesif, ciri fisik yang muncul hanyalah sifat dominannya.
📝 Contoh Soal Monohibrid Dominan Penuh
Soal: Kucing berbulu Hitam homozigot (HH) disilangkan dengan kucing berbulu putih (hh). Sifat hitam mendominasi putih. Tentukan perbandingan genotipe dan fenotipe pada keturunan kedua (F2) jika keturunan pertama (F1) disilangkan sesamanya!
Pembahasan:
1. Induk 1 (P1): HH (Hitam) >< hh (Putih)
2. Gamet P1: H dan h.
3. F1: Hh (100% kucing berbulu Hitam).
4. Induk 2 (P2): F1 disilangkan sesamanya, yaitu Hh >< Hh.
5. Gamet P2: Masing-masing menghasilkan gamet H dan h.
Tabel Keturunan F2:
| ♂ \ ♀ | H | h |
|---|---|---|
| H | HH (Hitam) |
Hh (Hitam) |
| h | Hh (Hitam) |
hh (Putih) |
Kesimpulan F2:
Rasio Genotipe = HH : Hh : hh = 1 : 2 : 1
Rasio Fenotipe = Hitam : Putih = 3 : 1
b. Monohibrid Intermediet
Kondisi ini terjadi jika tidak ada gen yang menang atau kalah (tidak ada yang dominan penuh). Akibatnya, kedua sifat akan tercampur dan menghasilkan warna fisik yang baru (warna perpaduan).
📝 Contoh Soal Monohibrid Intermediet
Soal: Bunga Pukul Empat (Mirabilis jalapa) warna Merah (MM) disilangkan dengan bunga Putih (mm). Sifat warnanya adalah intermediet. Tentukan fenotipe F1 dan F2-nya!
Pembahasan:
1. F1: Persilangan MM >< mm menghasilkan keturunan F1 bergenotipe Mm. Karena sifatnya intermediet (tercampur), warna bunganya bukan merah, melainkan Merah Muda.
2. F2: Jika disilangkan sesamanya (Mm >< Mm), gamet yang dihasilkan adalah M dan m.
| ♂ \ ♀ | M | m |
|---|---|---|
| M | MM (Merah) |
Mm (Merah Muda) |
| m | Mm (Merah Muda) |
mm (Putih) |
Kesimpulan F2:
Rasio Fenotipe = Merah : Merah Muda : Putih = 1 : 2 : 1
2. Persilangan Dihibrid (Dua Sifat Beda)
Persilangan dihibrid adalah perkawinan yang mengamati dua sifat fisik sekaligus. Aturan ini mengikuti Hukum Mendel II, di mana gen-gen yang berbeda akan mengelompok secara bebas saat pembentukan sel kelamin.
Hasil keturunan dari persilangan dihibrid sangat bergantung pada genotipe induknya. Oleh karena itu, kita harus cermat dalam menentukan kombinasi gamet yang akan disilangkan.
📝 Contoh Soal 1: Dihibrid Rasio Klasik (9:3:3:1)
Soal: Kacang ercis berbiji Bulat Kuning heterozigot ganda (BbKk) disilangkan sesamanya (BbKk). Bulat (B) dominan terhadap kisut (b), dan Kuning (K) dominan terhadap hijau (k). Tentukan perbandingan fisik keturunannya!
Pembahasan:
Induk memiliki genotipe BbKk. Maka, gamet yang dihasilkan adalah kombinasi dari huruf B/b dan K/k, yaitu: BK, Bk, bK, dan bk.
| ♂ \ ♀ | BK | Bk | bK | bk |
|---|---|---|---|---|
| BK | BBKK | BBKk | BbKK | BbKk |
| Bk | BBKk | BBkk | BbKk | Bbkk |
| bK | BbKK | BbKk | bbKK | bbKk |
| bk | BbKk | Bbkk | bbKk | bbkk |
Kesimpulan:
Apabila genotipe yang disilangkan sama-sama heterozigot ganda, maka hasilnya selalu mematuhi rasio pasti 9 : 3 : 3 : 1. Yaitu 9 (Bulat Kuning) : 3 (Bulat Hijau) : 3 (Kisut Kuning) : 1 (Kisut Hijau).
📝 Contoh Soal 2: Dihibrid Variasi Induk
Soal: Tanaman mangga berbuah Besar Manis (BbKK) disilangkan dengan mangga berbuah kecil Manis (bbKk). Besar (B) dominan terhadap kecil (b), dan Manis (K) dominan terhadap asam (k). Tentukan perbandingan fisik keturunannya!
Pembahasan:
1. Gamet Induk 1 (BbKK): Huruf B bervariasi, huruf K tetap. Gametnya adalah BK dan bK.
2. Gamet Induk 2 (bbKk): Huruf b tetap, huruf K bervariasi. Gametnya adalah bK dan bk.
Masukkan variasi gamet tersebut ke dalam tabel:
| ♂ \ ♀ | bK | bk |
|---|---|---|
| BK | BbKK (Besar Manis) |
BbKk (Besar Manis) |
| bK | bbKK (kecil Manis) |
bbKk (kecil Manis) |
Kesimpulan:
Dari 4 kotak hasil persilangan di atas, terdapat 2 mangga Besar Manis dan 2 mangga kecil Manis. Sehingga perbandingan ciri fisiknya adalah Besar Manis : kecil Manis = 1 : 1.
C. Pewarisan Sifat pada Manusia dan Penyakit Menurun
Aturan pewarisan sifat ini juga berlaku pada manusia. Pengetahuan genetika sangat penting untuk melacak riwayat golongan darah dan penyakit turunan dalam sebuah keluarga.
1. Golongan Darah (Sistem ABO)
Golongan darah kita ditentukan oleh tiga variasi gen, yaitu IA, IB, dan IO. Alel IA dan IB sama-sama bersifat dominan, sedangkan alel IO bersifat resesif jika bertemu dengan IA atau IB.
- Golongan Darah A: Genotipe IAIA atau IAIO
- Golongan Darah B: Genotipe IBIB atau IBIO
- Golongan Darah AB: Genotipe IAIB
- Golongan Darah O: Genotipe IOIO (harus resesif semua)
📝 Contoh Soal Golongan Darah
Soal: Seorang laki-laki bergolongan darah A heterozigot (IAIO) menikah dengan perempuan bergolongan darah B heterozigot (IBIO). Berapa persen kemungkinan mereka memiliki anak bergolongan darah O?
Pembahasan:
1. Gamet Ayah: IA dan IO.
2. Gamet Ibu: IB dan IO.
| ♂ \ ♀ | IB | IO |
|---|---|---|
| IA | IAIB (Gol. AB) |
IAIO (Gol. A) |
| IO | IBIO (Gol. B) |
IOIO (Gol. O) |
Kesimpulan: Peluang mendapat anak bergolongan darah O (IOIO) adalah 1 dari 4 kotak, yaitu sebesar 25%.
2. Penyakit Menurun (Kelainan Genetik)
Penyakit turunan ini diturunkan dari gen orang tua dan tidak menular. Kelainan ini dibagi berdasarkan tempat kerusakan kromosomnya.
a. Terpaut Autosom (Kromosom Tubuh)
Kelainan ini menempel di kromosom tubuh, sehingga laki-laki dan perempuan memiliki risiko yang sama besar untuk terkena penyakit ini. Contohnya adalah albino, yaitu kondisi di mana tubuh tidak bisa menghasilkan warna asli untuk kulit dan rambut (melanin). Albino muncul apabila seseorang memiliki gen resesif aa. Orang bergenotipe Aa kulitnya tampak normal, tetapi ia bertindak sebagai pembawa sifat (carrier) yang dapat mewariskan albino ke anaknya.
b. Terpaut Gonosom (Kromosom Kelamin X)
Kelainan ini menempel pada kromosom X. Penyakit ini lebih sering dialami oleh laki-laki karena laki-laki hanya memiliki satu kromosom X (XY). Jika kromosom X tersebut cacat, tidak ada kromosom X lain yang sehat untuk menutupinya seperti pada perempuan (XX).
- Buta Warna: Kondisi mata yang kesulitan membedakan warna tertentu dengan jelas. Ditandai dengan gen cacat Xcb.
- Hemofilia: Penyakit di mana darah sangat sulit membeku saat terluka. Ditandai dengan gen cacat Xh. Perempuan penderita hemofilia (XhXh) umumnya meninggal sejak masih dalam kandungan.
📝 Contoh Soal Kelainan Menurun
Soal: Seorang laki-laki bermata normal (XY) menikah dengan perempuan berpenampilan normal namun membawa gen buta warna / carrier (XcbX). Berapakah peluang lahirnya anak laki-laki yang buta warna dari pernikahan tersebut?
Pembahasan:
1. Gamet Ayah: X dan Y.
2. Gamet Ibu: Xcb dan X.
| ♂ \ ♀ | Xcb | X |
|---|---|---|
| X | XcbX (Perempuan Normal Carrier) |
XX (Perempuan Normal) |
| Y | XcbY (Laki-laki Buta Warna) |
XY (Laki-laki Normal) |
Kesimpulan: Dari hasil perkawinan, terdapat 1 bagian untuk anak laki-laki buta warna (XcbY) dari total 4 kotak persilangan. Jadi, peluangnya adalah 1/4 atau 25%.
D. Manfaat Genetika: Pemuliaan Makhluk Hidup
Pengetahuan tentang pewarisan sifat ini sangat berguna untuk membantu kehidupan manusia, khususnya di bidang pertanian dan peternakan melalui proses perkawinan silang (pemuliaan).
- Pemuliaan Tanaman: Menyilangkan bibit tanaman untuk mendapatkan hasil panen unggul. Contohnya adalah menyilangkan padi agar tahan terhadap hama, waktu panen lebih singkat, dan beras yang dihasilkan pulen (padi varietas hibrida).
- Pemuliaan Hewan: Peternak memilih hewan dengan gen terbaik untuk dikawinkan. Tujuannya agar menghasilkan keturunan dengan daging yang lebih banyak dan produksi susu melimpah, seperti ayam broiler dan sapi potong unggulan.
Melalui pelajaran genetika ini, kita dapat menyimpulkan bahwa bentuk fisik dan sifat yang muncul pada makhluk hidup merupakan hasil dari pewarisan gen yang teratur dan rapi. Mempelajari hal ini tidak hanya menambah wawasan biologi kita, tetapi juga membantu manusia meningkatkan kualitas hidup dan pangan di masa depan.
Posting Komentar