Dasar Selular Reproduksi dan Pola Pewarisan Sifat

Dasar Selular Reproduksi
dan Pewarisan Sifat
A. Siklus sel dan siklus hidup
organisme
B. Prinsip dasar reproduksi dan
pewarisan material genetik:
mitosis, meiosis dan fertilisasi
C. Pola pewarisan sifat:
Kesetaraan Hukum Mendel dan
meiosis serta penerapan dan
pengembangannya
Institut Pertanian Bogor
Fakultas Matematika dan IPA
Departemen Biologi
BIO 100: BIOLOGI
Tingkat Persiapan Bersama
Institut Pertanian Bogor
A. Siklus sel dan siklus hidup
mitosis, diferensiasi & pertumbuhan
Bayi,
anak (2n)
mitosis,
diferensiasi &
pertumbuhan
dew
n)
2
(
sa
a
meiosis
zigot (2n)
meiosis
sperma (n)
fusi,
pembentukan
zigot
Sel telur (n)
BIO 100: DSR&PS
tahapan haploid (n)
tahapan diploid (2n)
2
A.1. Siklus hidup (sel) bakteri dan pewarisan DNA
Escherichia coli
Pembelahan Biner
BIO 100: DSR&PS
3
A.2. Organisasi material genetik eukariota (Kromosom)
700 nm
Superkoil
200 nm
Histon
Nucleosom
10 nm
Rangkaian spt
manik-manik
30 nm
2 nm
DNA
(Interfase)
Kromosom
BIO 100: DSR&PS
(Metafase)
4
A.3. Siklus sel eukariota
(2n)
S
Replikasi
DNA
(‘4n’)
Fase M
Mitosis
(2n)
(2n)
(2n)
BIO 100: DSR&PS
5
B.1. Prinsip pewarisan material genetik eukariota
Penggandaan
Kromosom
Distribusi
Kromosom
ke Sel-sel
Bersaudara
BIO 100: DSR&PS
6
B.2. Mitosis: stabilitas jumlah kromosom
(‘4n’)
Metafase
Anafase
Telofase
Profase akhir
Sitokinesis
(2n)
(2n)
(‘4n’)
Profase awal
Interfase
G1 (2n)
S
BIO 100: DSR&PS
G2 (‘4n’)
(Replikasi DNA)
7
B.3. Mitosis: Prinsip dasar reproduksi aseksual
Alami:
• Tunas (Pisang)
• Umbi (Kentang)
• Rizoma atau rimpang (Rumput)
• Geragih/stolons (Strawberry)
Buatan:
• Setek (Teh)
• Cangkok (Rambutan)
• Merunduk (Anyelir)
• Okulasi (Mangga)
• Sambung (Jeruk)
• Perbanyakan in vitro
mencangkok
kentang
BIO 100:
Contoh lain mitosis:
• Penggantian sel-sel darah
• Penyembuhan luka
DSR&PS
8
• Tumor dan kanker
B.4. Reproduksi seksual:
Meiosis: reduksi jumlah kromosom & pembentukan gamet
mitosis, diferensiasi & pertumbuhan
Bayi,
anak (2n)
mitosis,
d
diferensiasi &
pertumbuhan
zigot (2n)
n)
2
(
sa
a
w
e
meiosis
meiosis
sperma (n)
Fertilisasi,
pembentukan zigot
tahapan haploid (n)
tahapan diploid (2n)
Sel telur
BIO (n)
100: DSR&PS
9
B.5. Reproduksi seksual:
Fertilisasi: pemulihan jumlah kromosom sel somatik
mitosis, diferensiasi & pertumbuhan
Bayi,
anak (2n)
mitosis,
de
diferensiasi &
pertumbuhan
)
2n
(
sa
a
w
meiosis
zigot (2n)
meiosis
sperma (n)
Fertilisasi,
pembentukan zigot
BIO 100: DSR&PS
Sel telur (n)
tahapan haploid (n)
tahapan diploid (2n)
10
B.6. Perbandingan Mitosis dan Meiosis
BIO 100: DSR&PS
11
C. Pola pewarisan sifat
Tipe Liar
Tipe Liar
Tipe Liar
Tipe Liar
Biru langit
Tipe Liar
Perkawinan
BIO 100: DSR&PS
Tipe Liar
Biru langit
12
C.1. Percobaan Gregor MENDEL
Menyerbuk sendiri
X
F2
Kastrasi dan
persilangan
Tanaman F1
Biji (embrio) F1
BIO 100: DSR&PS
13
C.2. Sifat-sifat yang diamati
dalam Percobaan Mendel
BIO 100: DSR&PS
14
C.3. Pola pewarisan sifat dan Hukum Mendel
BIO 100: DSR&PS
15
C.3. Pola pewarisan sifat dan Hukum Mendel
Teori Pewarisan Terpisah (Partikulat)
Warna putih yang tidak tampak pada fenotipe F1 bukan berarti
bercampur, tetapi akan tetap mempertahankan identitasnya dan tetap
terpisah, sehingga pada waktu pembentukan gamet akan bersegregasi
Hukum Segregasi
A a
(Hukum Mendel I)
Pada waktu pembentukan gamet,
gen-gen dari sepasang gen suatu
sifat bersegregasi (berpisah)
Dominan-Resesif:
A
gamet
Sepasang gen
heterosigot
a
• Warna Ungu bersifat dominan terhadap Putih
• Warna Putih bersifat resesif terhadap Ungu
BIO 100: DSR&PS
16
C.4. Percobaan Dihibrid Mendel (Bentuk biji & Warna biji)
P: Licin, Kuning X Keriput, Hijau
(RRYY)
F1:
(rryy)
Licin, Kuning
(RrYy)
X
(menyerbuk sendiri)
F2:
BIO 100: DSR&PS
9
:3
:3
:1
17
C.5. Hukum Berpadu Bebas (Independent Assortment)
(Hukum Mendel II)
R
r
Y
y
Pasangan
Gen Bebas
R
r
y
Y
atau
R
r
R
r
Y
y
y
Y
gamet
gamet
Pada waktu pembentukan gamet F1, masing-masing gen
dari sifat pertama (Y atau y) Berpadu Bebas dengan
masing-masing gen dari sifat kedua (R atau r)
BIO 100: DSR&PS
18
C.6. Kesetaraan Hukum Mendel dan meiosis
Biji 100% Licin & kuning
Generasi F1
Alternatif
perpasangan
kromosom
homolog
(Metafase I)
Anafase I
Metafase
II
Gamet:
Generasi F2:
Fertilisasi
antar tetua F1
BIO 100: DSR&PS
9
:3
:3
:1
19
C.7. Pengembangan Pola Pewarisan Mendel
► Kasus Dominan Tak-penuh
BIO 100: DSR&PS
20
► Kasus Kodominan dan Alel Ganda
Alel Ganda:
dalam satu lokus/gen
> 2 alel
contoh:
Golongan Darah pada
manusia Sistem ABO
= 3 alel
B
Alel IA bersifat
kodominan
terhadap
alel
I
BIO 100: DSR&PS
21
A
B
Alel I dan I bersifat dominan terhadap alel I0
► Epistasis (Kasus Segregasi Fenotipe F2 = 9 : 7)
►Sifat Poligenik:
suatu sifat dikendalikan
oleh banyak gen
►Pleiotropi:
satu gen terekspresi
dalam banyak sifat
BIO 100: DSR&PS
22
C.8. Pautan Gen dan Pindah Silang
Bunga Ungu; Polen Panjang
PpLl X
PpLl
-------------------------------------------------------------Fenotipe
Pengamatan
Harapan
(Turunan)
(9:3:3:1)
-------------------------------------------------------------Ungu-Panjang
284
215
Ungu-Bulat
21
71
BERBEDA
Merah-Panjang
21
71
Merah-Bulat
55
24
--------------------------------------------------------------
Antara lokus/gen “P” dan “L” saling terpaut (terletak pada
kromosom yang sama) dan terjadi pindah silang saat
meiosis (pembentukan gamet)
BIO 100: DSR&PS
23
C.9. Pola pewarisan Mendel pada manusia
BIO 100: DSR&PS
24
Dari antera (mikrospora) menjadi tanaman haploid ganda
Homozigositas dalam
satu generasi
penting untuk
pemuliaan tanaman
BIO 100: DSR&PS
25
Departemen Biologi, FMIPA, Institut Pertanian Bogor