Dasar Selular Reproduksidan Pewarisan Sifat

Institut Pertanian BogorFakultas Matematika dan IPA Departemen Biologi

BIO 100: BIOLOGI Tingkat Persiapan Bersama

Institut Pertanian Bogor

A. Siklus sel dan siklus hiduporganisme

B. Prinsip dasar reproduksi danpewarisan material genetik: mitosis, meiosis dan fertilisasi

C.Pola pewarisan sifat: Kesetaraan Hukum Mendel danmeiosis serta penerapan danpengembangannya

BIO 100: DSR&PS 2

A. Siklus sel dan siklus hidup

tahapan haploid (n)tahapan diploid (2n)Sel telur (n)

fusi, pembentukanzigot

zigot (2n)

Bayi, anak (2n)

mitosis, diferensiasi & pertumbuhan

dewasa (2n)

sperma (n)

mitosis, diferensiasi & pertumbuhan

meiosis

meiosis

BIO 100: DSR&PS 3

A.1. Siklus hidup (sel) bakteri dan pewarisan DNA

Pembelahan Biner

Escherichia coli

BIO 100: DSR&PS 4

A.2. Organisasi material genetik eukariota (Kromosom)

DNA Kromosom(Interfase) (Metafase)

2 nm

700 nm

Rangkaian sptmanik-manik

30 nm

Nucleosom10 nm

Superkoil200 nm

Histon

BIO 100: DSR&PS 5

A.3. Siklus sel eukariota

Fase M

(2n)

(2n)(2n)

(2n)

(‘4n’)

Mitosis

SReplikasiDNA

BIO 100: DSR&PS 6

B.1. Prinsip pewarisan material genetik eukariota

PenggandaanKromosom

DistribusiKromosomke Sel-selBersaudara

BIO 100: DSR&PS 7

B.2. Mitosis: stabilitas jumlah kromosom

Sitokinesis (2n) (2n)

S (Replikasi DNA)

Profase awal

Profase akhir

Metafase Anafase

Telofase

G1 (2n)Interfase

G2 (‘4n’)

(‘4n’)

(‘4n’)

BIO 100: DSR&PS 8

mencangkok

B.3. Mitosis: Prinsip dasar reproduksi aseksualAlami:• Tunas (Pisang)• Umbi (Kentang)• Rizoma atau rimpang (Rumput)• Geragih/stolons (Strawberry)

Contoh lain mitosis:• Penggantian sel-sel darah• Penyembuhan luka• Tumor dan kanker

Buatan:• Setek (Teh)• Cangkok (Rambutan) • Merunduk (Anyelir)• Okulasi (Mangga)• Sambung (Jeruk) • Perbanyakan in vitro

kentang

BIO 100: DSR&PS 9

B.4. Reproduksi seksual:Meiosis: reduksi jumlah kromosom & pembentukan gamet

Fertilisasi, pembentukan zigot

zigot (2n)

Bayi, anak (2n)

mitosis, diferensiasi & pertumbuhan

sperma (n)

mitosis, diferensiasi & pertumbuhan

meiosis

meiosis

tahapan haploid (n)tahapan diploid (2n)Sel telur (n)

dewasa (2n)

BIO 100: DSR&PS 10

B.5. Reproduksi seksual:Fertilisasi: pemulihan jumlah kromosom sel somatik

tahapan haploid (n)tahapan diploid (2n)Sel telur (n)

Fertilisasi, pembentukan zigot

zigot (2n)

Bayi, anak (2n)

mitosis, diferensiasi & pertumbuhan

sperma (n)

mitosis, diferensiasi & pertumbuhan

meiosis

meiosis

dewasa (2n)

BIO 100: DSR&PS 11

B.6. Perbandingan Mitosis dan Meiosis

BIO 100: DSR&PS 12

C. Pola pewarisan sifat

Tipe Liar

Tipe Liar

Tipe Liar

Tipe LiarTipe Liar

Biru langit

Tipe Liar

Biru langit

Perkawinan

BIO 100: DSR&PS 13

C.1. Percobaan Gregor MENDEL

Kastrasi danpersilangan

Tanaman F1

Biji (embrio) F1

Menyerbuk sendiri

F2X

BIO 100: DSR&PS 14

C.2. Sifat-sifat yang diamatidalam Percobaan Mendel

BIO 100: DSR&PS 15

C.3. Pola pewarisan sifat dan Hukum Mendel

BIO 100: DSR&PS 16

Teori Pewarisan Terpisah (Partikulat)Warna putih yang tidak tampak pada fenotipe F1 bukan berartibercampur, tetapi akan tetap mempertahankan identitasnya dan tetapterpisah, sehingga pada waktu pembentukan gamet akan bersegregasi

Dominan-Resesif:• Warna Ungu bersifat dominan terhadap Putih• Warna Putih bersifat resesif terhadap Ungu

Hukum Segregasi(Hukum Mendel I) A a

A

Sepasang genheterosigot

gamet

Pada waktu pembentukan gamet, gen-gen dari sepasang gen suatusifat bersegregasi (berpisah)

a

C.3. Pola pewarisan sifat dan Hukum Mendel

BIO 100: DSR&PS 179 :3 :3 :1

C.4. Percobaan Dihibrid Mendel (Bentuk biji & Warna biji)

Licin, Kuning Keriput, Hijau(RRYY) (rryy)

Licin, Kuning(RrYy)

P:

F1:

(menyerbuk sendiri)

X

X

F2:

BIO 100: DSR&PS 18

C.5. Hukum Berpadu Bebas (Independent Assortment)

(Hukum Mendel II)

R ryY

R rYy

RY

rY

ry

Ry

PasanganGen Bebas

atau

gamet gamet

Pada waktu pembentukan gamet F1, masing-masing gendari sifat pertama (Y atau y) Berpadu Bebas denganmasing-masing gen dari sifat kedua (R atau r)

BIO 100: DSR&PS 19

C.6. Kesetaraan Hukum Mendel dan meiosisBiji 100% Licin & kuning

Generasi F1

Generasi F2:Fertilisasi antar tetua F19 : 3 :3 :1

Alternatifperpasangankromosomhomolog(Metafase I)

Anafase I

Meta-faseII

Gamet:

BIO 100: DSR&PS 20

C.7. Pengembangan Pola Pewarisan Mendel► Kasus Dominan Tak-penuh

BIO 100: DSR&PS 21

► Kasus Kodominan dan Alel Ganda

Alel Ganda:dalam satu lokus/gen> 2 alel

contoh:Golongan Darah padamanusia Sistem ABO= 3 alel

Alel IA bersifat kodominan terhadap alel IBAlel IA dan IB bersifat dominan terhadap alel I0

BIO 100: DSR&PS 22

► Epistasis (Kasus Segregasi Fenotipe F2 = 9 : 7)

►Sifat Poligenik: suatu sifat dikendalikanoleh banyak gen

►Pleiotropi:satu gen terekspresidalam banyak sifat

BIO 100: DSR&PS 23

C.8. Pautan Gen dan Pindah SilangBunga Ungu; Polen Panjang

PpLl X PpLl

--------------------------------------------------------------Fenotipe Pengamatan Harapan

(Turunan) (9:3:3:1)--------------------------------------------------------------Ungu-Panjang 284 215Ungu-Bulat 21 71Merah-Panjang 21 71Merah-Bulat 55 24--------------------------------------------------------------Antara lokus/gen “P” dan “L” saling terpaut (terletak padakromosom yang sama) dan terjadi pindah silang saatmeiosis (pembentukan gamet)

BERBEDA

BIO 100: DSR&PS 24

C.9. Pola pewarisan Mendel pada manusia

BIO 100: DSR&PS 25

Dari antera (mikrospora) menjadi tanaman haploid ganda

Homozigositas dalamsatu generasi

penting untukpemuliaan tanaman

Departemen Biologi, FMIPA, Institut Pertanian Bogor