LAPORAN PRAKTIKUMGENETIKA TUMBUHAN

ACARA VIPERHITUNGAN FREKUENSI ALELE,FREKUENSI

GENOTIP,PENGUKURAN SIFAT SIFAT KUALITATIF DANKUANTITATIF

Semester:Ganjil 2014

Oleh:Muhammad IkhsanA1L013068/ C

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENEDERAL SOEDIRMANFAKULTAS PERTANIAN

LABORATORIUM PEMULIAAN TANAMAN DAN BIOTEKNOLOGIPURWOKERTO

2014

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pola pewarisan sifat tidak hanya dapat dipelajai

melalui sebuah uji percobaan persilangan buatan.Pada

tanaman keras atau hewan-hewan dengan daur hidup

panjang seperti halnya gajah, misalnya, suatu

persilangan baru akan memberikan hasil yang dapat

dianalisis setelah kurun waktu yang sangat lama.

Demikian pula, untuk mempelajari pola pewarisan sifat

tertentu pada manusia jelas tidak mungkin dilakukan

percobaan persilangan. Pola pewarisan sifat pada

organisme-organisme semacam itu harus dianalisis

menggunakan data hasil pengamatan langsung pada

populasi yang ada.

Keanekaragaman adalah sifat beda dari suatu

organisasi spesies. Dengan adanya sifat beda akan

terjadi variasi, maka dari itu perlu bagi mahasiswa

mengadakan percobaan dan pengamatan ini untuk

mengetahui faktor – faktor serta sifat secara genetik

atau pengaruh lingkungan yang mempengaruhi

keanekaragaman dan keseragaman pada makhluk hidup.

Meskipun terdapat keseragaman pada makhluk hidup ,

tetapi tidak ada manusia yang tepat sama sekalipun

kembar identik , Setiap manusia memiliki keunikan

masing-masing , individu yang satu dengan yang lainnya

mempunyai persamaan dan perbedaan sifat yang menurun ,

baik sifat kualitatif maupun kuantitatif .

Keanekaragaman yang tampak secara fenotip pada

tumbuhan dan hewan juga mempunyai variasi antara lain :

bentuk, warna, dan ukuran, sedangkan pada manusia

dengan adanya pengaruh lingkungan maka individu yang

bergenotip sama kemungkinan akan mempunyai fenotip yang

berbeda. Adanya pewarisan sifat, dalam populasi dapat

dilihat adanya sifat yang sangat bervariasi sehingga

kecil kemungkinan persamaannya

B. Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk menghitung frekuensi

alele dan frekuensi genotip; membuktikan hukum hardy-

weinberg, serta mengukur sifat sifat kualitatif dan

kuantitatif.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Genetika populasi ialah cabang ilmu yang

mempelajari gen gen dalam populasi,yangmenguraikan

secara sistematik dan matematik akibat dari keturunan

dari tingkat suatu populasi.Populasi adalah suatu

kelompok organisasi dari suatu keturunan spesies. Dan

dari situ dapat dapat diambil semple.Semua makhluk

hidup merupakan masyarakat dalam suatu populasi dimana

merupakan hasil dari perkawinan antar spesies dan

memiliki lengkang gen yang sama.Lengkang gen (gen pool)

yaitujumlah dari semua alel yang berlainan atau

keterangan genetik dalam anggota dari suatu populasi

secara kawin (suryo, 1986).

Dalam tahun 1908 G.H. Hardy ( seorang ahli

matematik bangsa inggris ) dan W. Weinberg ( seorang

dokter bangsa jerman ) secara terarah menemukan dasar

dasar yang ada hubunganya dengan frekuensi da dalam

populasi.prinsip yang terbentuk pernyataan teoritis itu

dikenal sebagai prisnsip Ekuilibrum Hardy-

Weinberg.Pernyataan ( dalam keseimbangan ), maka baik

frekuensi gen maupun frekuensi genotip akan tetap dari

satu generasi ke generasi seterusnya.Hal ini dijumpai

dalam populasi besar,dimana perkawinan berlangsung

secara acak ( random) dan tidak ada pilihan/ pengaturan

atau faktor lain yang dapat merubah frekuensi gen

( Suryo, 1986).

Genetika ( ilmu keturunan ) tegolong dalam

ilmu hayat yang mempelajari turun – temurunnya sifat

sifat induk atau orang tua kepada keturunannya).

Terbentuknya individu hasil perkawinan yang dapat

dilihat dalam wujud fenotip, pada dasarnya hanya

merupakan kemungkinan-kemungkinan pertemuan gamet

jantan dan gamet betina. Keturunan hasil suatu

persilangan tidak dapat dipastikan begitu saja,

melainkan hanya diduga berdasarkan peluang yang ada.

Sehubungan dengan itu, peranan teori kemungkinan

( peluang ) sangat penting dalam mempelajari

genetika( Suryo, 2008).

Sifat kualitatif adalah sifat yang secara

kualitatif berbeda sehingga mudah dikelompokkan dan

biasanya dinyatakan dalam kategori, Sifat ini yang

menjadi obyek penelitian Mendel sehingga tercipta

hukumnya yang yang terkenal dengan Genetika Mendel

menyangkut segregasi, rekombinasi, linkage, interaksi

non alel dan lain-lain yang dapat menyebabkan berhasil

tidaknya hibridisasi. Banyak sifat penting seperti

produksi, kadar protein dan kualitas dikendalikan oleh

kegiatan banyak gen yang masing-masing mempunyai

pengaruh kecil pada sifat itu. Dengan adanya pengaruh

lingkungan, akan menambah pengaburan perbedaan genetika

tersebut(Stanfield, 1991)

        Teori Mendel tidak dapat diterapkan untuk

mempelajari proses menurunnya sifat ini, tetapi

digunakan teori lain yakni genetika kuantitatif. Untuk

sifat kualitatif pekerjaan seleksi akan lebih efisien

bila didasarkan atas variasi genetik. Akan tetapi untuk

menyeleksi sifat kuantitatif tidak lagi mendasarkan

pada variasi genetik, tetapi pada variasi fenotipe

individu-individu dalam populasi. Sifat kuantitatif

yang dipelajari dinyatakan dalam besaran kuantitatif

bagi masing-masing individu tanaman yang selanjutnya

digunakan pendekatan analisis sejumlah ukuran sifat itu

(Crowder, L.V. 1986)

III. METODE PRAKTIKUM

A. Bahan Dan Alat

bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah

kantong pelastik berisi biji kedelai, kantong pelastik

yang berisi kancing berwarna, kantong plastik yang

berisi kacang tanah dan lembar pengamatan.Alat yang

diguanakan dalam praktikum ini adalah neraca

( timbangan eletrik), kalkulator dan alat tulis.

B. Prosedur Kerja

Pecobaan 1.

Misal suatu populasi yang sudah keadaan

seimbang,tersusun dari individu individu dengan warna

merah (GG), putih(gg), dan merah muda (Gg).

1. Sebanyak 200 individu diambil secara acak

2. Individu yang dipilih dicatat warnanya

3. Frekuensi genotip dan frekuensi alel G dan alel g

dihitung.

Percobaan 2.

Siapkan kantong yang sama ukuranya

1. Setiap kantong dengan 2 macam warna kancing baju

diisi dengan perbandingan seperti hasil

perhitungan point 1.Kedua kantong isinya sama

banyak

2. Secara acak kancing diambil dari setiap kantong

dan catat warna keduanya

3. Pengambilan diulang sebanyak 100x

4. Frekuensi alel dan frekuensi genotipnya dihitung

5. Label yang tersedia dimasukan data

6. X2 sebagai analisis.

Percobaan 3.

Pengamatan karakter kuantitatif dan kualitatif

menggunakan kacang tanah:

1. Individu secara acak diambil dan timbang dari

populasi kacang tanah yang tersedia

2. Pekerjaan tersebut diulang sebanyak 100x

3. Warna dan bobotnya diamati dan buat grafiknya.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Percobaan 1

Misal

GG = 39 X

Gg = 50 Y

Gg = 111 Z

Z£populasi =

111200 = 0,555

1. Perhitungan frekuensi alel

p+ q = 1

( p + q )² = 1²

p² +2pq + q² = 1

q² = √0,555 = 0,745

Jika p + q = 1

Maka p = 1 – q

P = 1 – 0,745

P = 0,255

GG(merah) = p² = (0,255)² x 100% = 6,502

Gg(merah muda) = 2pq = 2 (0,255) (0,745) x 100 % =

37,995

gg(putih) = q² = (0,745)² x 100% = 55,502

p² : 2pq : q² = GG + Gg + gg

6,502 : 37,995 : 55,502

1 : 5,843 : 8,53

Hasilnya tidak signifikan atau tidak sesuai dengan

teori

Tabel 1.1 Uji X2 Percobaan 1Karakteristik

GG(merah) Gg(putih) Gg(merahmuda)

jumlah

Observasi(O) 39 50 111 200

Harapan(E)

14×200=50 2

4×200=100 1

4×20=50 200

(|O−E|)2 (|39−50|)2

¿121(|50−100|)

2

¿2500

(|111−50|)2

¿3721

6342

(|0−E|)2

E(121)²50

=2,42 (2500)²100

=25 (3721)²50

=74,42 107,84

X2 2,42 25 74,42 107,84

X² table = 5,99

X² hitung = 101,84

X² table < X² hitung jadi bersifat tidak signifikan

atau tidak sesuai dengan teori.

Percobaan 2

Misal

HH = 24 X

Hk = 53 Y

kk= 23 Z

Z£populasi =

23100 = 0,23

q² = z = 23

q² = √ 23100

¿√0,23

= 0,47

Jika p + q = 1

Maka p = 1 – q

P = 1 – 0,47

P = 0,53 g

Perhitungan frekuensi genotip

HH = p² = (0,53)² x 100% = 28,09

Hk = 2pq = 2 (0,53) (0,47) x 100 % = 49,82

kk = q² = (0,47)² x 100% = 22,09

p² : 2pq : q² = HH + Hk + kk

28,09 : 49,82 : 22,09

1,27: 2,25 : 1

1 : 2 : 1

Hasilnya tidak signifikan atau tidak sesuai dengan

teori

Tabel 1.2 Uji X2 Percobaan 2Karakteristik

HH Hk kkjumlah

Observasi(O) 24 53 23 100

Harapan(E)

14×100=25 2

4×100=50 1

4×100=25 100

(|O−E|)2 (|24−25|)2

¿1(|53−50|)

2

¿9

(|23−25|)2

¿4

14

(|0−E|)2

E(1)25

=0,04 (9)50

=0,18 (4)25

=0,16 0,38

X2 0,04 0,18 0,16 0,38

X² table = 5,99

X² hitung = 0,38

X² table > X² hitung jadi bersifat signifikan jadi

percobaan sesuai dengan perbandingan Hukum Mendel atau

sesuai dengan teori.

Percobaan 3Tabel 1.3 Pengamatan Kuantitatif dan Kualitatif.

Bobot 0,1 0,2 0,3

Jumlah 37 53 10

Grafik Pengamatan Kuantitatif dan Kualitatif.

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350

10

20

30

40

50

60

Uji Kuantitatif dan Kualitatif

Jumlah

Bobot (gram)

Juml

ah

B. Pembahasan

Populasi Mendel meruapakan 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 akan 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). Yaitu Di bawah suatu kondisi yang stabil, baik

frekuensi gen maupun perbandingan genotip akan tetap

(konstan) dari generasi ke generasi pada populasi yang

berbiak secara seksual”.

Hukum hardy weinberg berfungsi sebagai

parameter evolusi dalam suatu populasi. Bila frekuensi

gen dalam suatu populasi selalu kontan dari

generasi,maka populasi tersebut tidak mengalami

evulasi. Jika salah satu salah satu syarat tidak

terpenuhi maka gen akan berubah,yang artinya populasi

tersebut sedang atau akan mengalami evolusi atau

perubahan.

Frekuensi genotipe didefinisikan sebagai

proporsi atau persentase genotipe tertentu di dalam

suatu populasi. Frekuensi genotipe dapat pula diartikan

sebagai proporsi/persentase individu di dalam suatu

populasi yang tergolong ke dalam genotipe tertentu.

Frekuensi genetik menggambarkan susunan genetik

populasi tempat mereka berada. Susunan genetik suatu

populasi ditinjau dari gen-gen yang ada dinyatakan

sebagai frekuensi gen, atau disebut juga frekuensi

alel, yaitu proporsi atau persentase alel tertentu pada

suatu lokus. Contoh perhitungan frekuensi genotipe dan

frekuensi alel adalah data frekuensi golongan darah

sistem MN pada orang Eskimo di Greenland menurut

Mourant (1954), Frekuensi alel adalah proporsi ataupun

perbandingan keseluruhan kopi gen yang terdiri dari

suatu varian gen tertentu (alel). Dengan kata lain, ia

merupakan jumlah kopi suatu alel tertentu dibagi dengan

jumlah kopi keseluruhan alel pada suatu lokus dalam

suatu populasi. Ia dapat diekspresikan dalam bentuk

persentase. Dalam genetika populasi, frekuensi alel

digunakan untuk menggambarkan tingkat keanekaragaman

genetik pada suatu individu, populasi, dan spesies.

Apabila diketahui:

1. lokus tertentu pada suatu kromosom beserta gen yang

menduduki lokus tersebut

2. suatu populasi berjumlah N individu yang membawa n

lokus pada tiap-tiap sel somatik mereka (contohnya dua

lokus pada sel spesies diploid yang mengandung dua set

kromosom)

3. terdapat alel-alel gen yang berbeda

4. terdapat a kopi suatu alel

maka frekuensi alelnya adalah persentase keseluruhan

kemunculan lokus tersebut yang diduduki oleh satu alel

tertentu dan frekeunsi satu alelnya adalah a/(n*N).

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).

Sifat kuantitatif adalah penyusunan genotip dari

suatu kultivar agar lebih bermanfaat. Juga dapat

diartikan sebagai ilmu genetika yang mempelajari model

pewarisan sifat sifat kuantitatif. Beberapa prinsip

diantaranya:1. Merubah susunan genotip, 2. Harus ada

keragaman genotip, 3. Kebanyakan sifat agronomis

dikendalikan oleh gen minor.

perkawinan terjadi apabila 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.

Dan dari hasil praktikum bahwa asumsi asumsi hukum

hardy weinberg perlakuan perkawinan secara acak,tidak

ada seleksi dan hasil perbadingan sesuai dengan hukum

mandel.

Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan pada

percobaan kedua yaitu hasil perhitungan frekuensi

genotip dengan perbandingan 1,27;2,25;1 = 1:2:1

Dengan x2 tabel 5,99 dan x2 hitung 0,38 sehingga x2 tabel >

x2 hitung(percobaan sesuai dengan perbandingan genotip

hukum mandel). Percobaan 1 yaitu pada pengambilan 200

kancing diperoleh warna merah sebanyak 39, warna putih

50 dan warna merah muda 111. Setelah dianalisis

mengahsilkan data x2 tabel 5,99 < x2 hitung sehingga

bersifat signifikan.Dikarnakan saar perhitungan dasar

kesalahan praktikum dalam membaca dan mencatat warna

kuning terjadi tidak kehomogenan.pada percobaan 3 hasil

yaitu bobit 0,1: 0,2:0,3 dengan jumlah 37:53:10.

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Hukum hardy heimberg yaitu di bawah suatu kondisi

yang stabil, baik frekuensi gen maupun perbandingan

genotip akan tetap (konstan) dari generasi ke generasi

pada populasi yang berbiak secara seksual”. Berdasarkan

praktikum yang telah kami lakukan pada percobaan kedua

yaitu hasil perhitungan frekuensi genotip dengan

perbandingan 1,27;2,25;1 = 1:2:1. Dengan x2 tabel 5,99

dan x2 hitung 0,38 sehingga x2 tabel > x2 hitung(percobaan

sesuai dengan perbandingan genotip hukum mandel).

B. Saran

1. Mahasiswa dalam praktikum harus lebih teliti dan

serius.

2. Asisten harus benar benar meperhatikan praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N. A. 2003. Biologi Edisi Kelima Jilid 2.

Jakarta: Erlangga.

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.

Susanto, Agus Heri.2011. Genetika. Graha ilmu.

Yogyakarta.