MATERI MODUL BIO 5 _Repaired
advertisement
Modul 1 POLA – POLA HEREDITAS Standar kompetensi Memahami konsep dasar dan pinsip-prinsip genetika, memahami pola-pola hereditas manusia, kelainan genetik, penyimpangan hukum Mendel dan perkembangan teknologi yang menyertainya. Kompetemsi Dasar 1.1 menerapkan prinsip hereditas dalam mekanisme pewarisan sifat 1.2 Mendeskripsi penyimpangan-penyimpangan hukum Mendel 1.3 Mampu memahami pola-pola hereditas manusia Tujuan pembelajaran 1. Menjelaskan hukum I Mendel dan hukim II Mendel 2. Menjelaskan adanya penyimpangan semu hukum mendel 3. Memahami tautan dan pindah silang 4. Menjelaskan tentang golongan darah manusia dan penentuan jens kelamin 5. Menjelaskan kelainan dan penyakit genetik pada manusia 6. Menjelaskan cara-cara perbaikan mutu genetik 7. Membuat sebuah penelitian tentang tanaman yang telah disilangkan Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 1 Kegiatan Belajar 1 POLA – POLA HEREDITAS Pola-pola Hukum Mendel 1. Persilangan 1 sifat beda P1 = (BB x bb) akan menghasilkan rasio fenotip/ F1 = bulat 100% pada generasi pertama, sedangakan P2 = (Bb x Bb) akan menghasilkan rasio fenotip/ F2 = bulat : kisut atau 3 : 1 pada generasi kedua. Hal ini sesuai dengan Hukum I Mendel (persilangan monohibrid) 2. Persilangan 2 sifat beda P1 = (BT x bt) akan menghasilkan rasio fenotip/F1 = bulat kuning100% pada generasi pertama, sedangakn P2 = (BbTt x BbTt) akan menghasilkan rasio fenotip/F2 = bulat tinggi : bulat pendek : kisut tinggi : kisut pendek 9 : 3 : 3 : 1.Hal ini sesuai dengan Hukum II Mendel(persilangan dihibrid) 3. Penelitian W. Bateson dan R.C Punnet menemukan: persilangan antara tanaman kapri bunga ungu yang serbuk sarinya lonjong, dengan bunga kapri putih yang serbuk sarinya bulat, dihasilkan rasio fenotip 9 : 6 : 1 4. Karakter hibrid umumnya serupa dengan karakter parentalnya 5. Temuan dari T.H Morgan, ~ kromosom mengandung banyak gen, ~ gen memiliki pekerjaan sendiri-sendiri untuk menumbuhkan sifat ~ beberapa gen memiliki kemampuan berinteraksi atau dipengaruhi gen lain untuk menumbuhkan sifat ~ Interaksi antar gen menyebabkan rasio fenotip keturunannya menyimpang dari aturan / hukum mendell. Jenis-jenis penyimpangan semu Hukum mendell 1. Atavisme Interaksi gen) Atavisme adalah interaksi dari beberapa gen yang menyebabkan munculnya suatu sifat yang berbeda dengan karakter induknya ~ Atavisme pertama kali ditemukan oleh Bateson dan Punnet. ~ ada empat macam bentuk pial/jengger ayam yaitu: ~ Interaksi antar gen-gen yang menentukan bentuk dari pial (jengger ayam). ~ hasil temuan: karakter pial/jengger ayam tidak hanya diatur oleh satu gen, tetapi oleh dua Gen yang berinteraksi. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 2 ~ Penyimpangan yang terjadi pada atavisme adalah bukan mengenai rasio fenotip F2, Melainkan munculnya sifat baru pada pial ayam yaitu walnut dan single ~ Tipe jengger walnut merupakan hasil interaksi dari dua gen dominan yang berdiri sendiri ~ Tipe jengger single merupakan hasil interaksi dua gen resesif 2. Polimeri Polimeri merupakan bentuk interaksi gen yang bersifat kumulatif (saling menambah). Polimeri terjadi akibat adanya interaksi antara dua gen atau lebih, sehingga disebut juga gen ganda. ~ Polimeri pertama kali ditemukan oleh Nielson ehle. ~ polimeri mirip dengan persilangan dihibrid dominan tidak penuh (intermediat) ~ hasil temuan: biji gandum berwarna merah disilangkan dengan gamdum berwarna putih menghasilkan variasi warna gandum yang sangat beragam Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 3 Diagram persilangan tanaman gandum Berdasarkan persilangan di atas, terbentuknya gradasi warna biji gandum disebabkan banyak sedikitnya akumulasi gen-gen dominan, sehingga rasio fenotip nya adalah Merah : putih = 15 : 1. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 4 3. Kriptomeri Kriptomeri adalah peristiwa dimana gen dominan yang karakternya akan muncul jika bersama-sama dengan gen dominan lainnya. Jika gen dominan berdiri sendiri, maka karakternya akan tersembunyi (kriptos) ~ kriptomeri pertama kali ditemukan oleh Correns ~ Interaksi antar gen-gen dominan akan menimbulkan karakter baru ~ hasil temuan: Hasil persilangan antara bunga Linnaria marocana merah dengan putih dihasilkan F1 seluruhnya berwarna ungu Diagram persilangan bunga Linaria marocana Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 5 Berdasarkan persilangan di atas, sifat yang tersembunyi (warna ungu) muncul karena adanya gen dominan yang berinteraksi, sehingga diperoleh perbandingan fenotip = ungu : merah : putih = 9:3:4 4. Epistasis-hipostasis Interaksi beberapa gen, dimana gen yang bersifat menutup disebut (epistasis) dan gen yang bersifat tertutupi (hipostasis). ~ Epistasis - hipostasis pertama kali ditemukan oleh Nelson dan Ehle ~ Interaksi gen bisa berupa gen-gen dominan (epistasis dominan), dan jika interaksi terjadi antar gen-gen resesif (epistasis resesif) ~ hasil temuan: Hasil persilangan warna kulit gandum hitam dengan warna kuning mengahasilkan warna kulit gandum pada F1 semunya hitam Epistasi dominan Epistasi dominan terjadi apabila gen dengan alel dominan menutupi kerja gen lain. Contohnya Gen untuk warna labu memiliki alel K dan k. K dominan pada k dan akan menghasilkan warna kuning sementara alel k dalam keadaan homozigot akan menghasilkan warna hijau. Kerja gen tersebut dipengaruhi oleh gen lain,yaitu gen yang menentukan munculnya warna labu yang memiliki alel P dan p. Alel P akan menutupi kerja alel K dan k sehingga menghasilkan labu tidak berwarna(putih). Warna kuning dan hijau baru akan muncul jika gen epistasinya dalam keadaan homozigot resesif (pp). Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 6 Diagram persilangan epistasis dominan pada tanaman labu Epistasis gen dominan rangkap Epistasis gen dominan rangkap adalah peristiwa dua gen dominan atau lebih yang bekerja untuk memunculkan fenotip tunggal. Salah satu gen dominan yang dominan atau bersamasama gen dominan lain akan menyebabkan munculnya fenotip dominan. Sebaliknya, jika dalam genotip tidak ada gen yang dominan satupun, fenotip resesif akan muncul. Contohnya, Dua gen dengan alel dominan A dan B menyebabkan kapsul biji berbentuk segitiga, sedangkan resesifnya berbentuk membulat. Persilangan antara tanaman berbiji segitiga dengan berbiji membulat menghasilkan tanaman berbiji segitiga semua. Hasil perkawinan sesame F1 menghasilkan F2 dengan perbandingan fenotip biji segitiga : biji membulat = 15 : 1 P1 : AABB >< Biji segitiga F1 aabb biji membulat : AaBb 100% biji segitiga P2 : AaBb Biji segitiga Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 >< AaBb biji segitiga 7 F2 : 9 A-B- = biji segitiga 3 A-bb = biji segitiga 3 aaB- = biji segitiga 1 aabb = biji membulat Selain labu, peristiwa epistasis dominan juga terjadi pada warna gandum. Berikut diagram persilangan epistasis dominan pada biji gandum H epistasis terhadap K K epistasis terhadap h K hipostasis terhadap H Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 8 Epistasis Resesif Epistasis Resesif terjadi apabila gen dengan alel homozigot resesif mempengaruhi gen lain. Contohnya, Warna rambut tikus ditentukan oleh gen dengan alel A dan a. Alel A bersifat dominan terhadap a dan menghasilkan warna rambut abu-abu (agouti). Alel a dalam keadaan homozigot (aa) akan menghasilkan warna rambut hitam. Kerja gen tersebut dipengaruhi oleh gen yang menentukan terjadinya pigmentasi warna pada rambut tikus dengan alel H dan h. Alel H menentukan terjadinya pigmentasi warna sehingga gen yang menghasilkan warna tetap bekerja. Gen penentu warna rambut akan ditutupi jika terjadi alel h dalam keadaan homozigot (hh) sehingga menghasilkan rambut tikus tidak berwarna(putih). Alel h menentukan tidak terjadinya warna pada rambut dan bersifat resesif. Diagram persilangan epistasis resesif pada warna bulu tikus Berdasarkan persilangan di atas, gen yang bersifat menutup disebut epistasis, sedangkan gen yang bersifat tertutupi disebut hipostasis, sehingga perbandingan fenotip untuk epistasis dominan = kulit hitam : kulit kuning : kulit putih = 12 : 3 : 1. Sedangkan rasio fenotip untuk Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 9 epistasis resesif adalah 9 : 3 : 4 5. Gen-gen komplementer (Epistasis Gen Resesif Rangkap) Merupakan interaksi beberapa gen yang saling melengkapi. Jika satu gen tidak muncul, maka sifat yang dimaksud juga tidak muncul atau tidak sempurna.interaksi tersebut dinamakan juga epistasis gen resesif rangkap karena jika salah satu gen bersifat homozigot resesif, pemunculan suatu karakter oleh gen lain menjadi tadak sempurna atau terhalang. Dalam interaksi komplementer, tiap gen dapat bersifat epistasis bagi gen yang lainnya. ~ Gen-gen komplementer pertama kali ditemukan oleh W. bateson dan RC Punnet ~ Pada bunga lathyrus odoratus terdapat dua gen yang saling berinteraksi dalam Memunculkan pigmen bunga. Gen C: membentuk pigmen warna Gen c : tidak membentuk pigmen warna Gen P : membentuk enzim pengaktif untuk mengubah bahan mentah pigmen menjadi antosianin yang berwarna unggu. Gen p : tidak membentuk enzim pengaktif Berdasarkan karakter gen-gen tersebut, maka warna bunga hanya akan muncul jika kedua gen (penghasil pigmen dan penghasil enzim) bertemu. Jika tidak bertemu maka warna bunga yang terbentuk adalah putih Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 10 Berdasarkan hasil persilangan di samping, rasio fenotip = ungu : putih = 9 : 7 Keterangan Perbedaan antara polimeri dengan komplementer, yaitu pada polimeri muncul suatu sifat disebabkan oleh munculnya satu gen (alel dominan), sedangkan komplementer disebabkan munculnya dua atau lebih gen (alel dominan) TABEL. Ringkasan perbandingan fenotip pada persilangan dengan gen-gen yang bersifat epistasis. Genotif A-B- A-bb aaB- aabb Hukum II Mendel 9 3 3 1 Epistasis Dominan 12 3 1 Epistasis Resesif 9 Epistasis gen resesif rangkap 9 3 4 7 (Komplementer) Epistasis gen dominan rangkap Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 15 1 11 Worksheet 1. Jelaskan 2 contoh penyimpangan hukum Mendel ? Jawab :____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2. Apakah penyebab kelainan hukun Mendel? Jawab :____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. Apakah perbedaan antara dihibrid dan monohibrid? Jawab :____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 12 Kegiatan Belajar 2 Tautan dan Pindah silang Tautan ~ Tautan adalah beberapa gen yang terletak dalam kromosom yang sama, saling berkait atau saat proses pembentukkan gamet, disebabkan gen-gen tersebut terletak dalam kromosom yang sama ~ Dikembangkan oleh : Morgan dan Sutton pada tanaman ercis bunga ungu pollen lonjong (PPLL) yang disilangkan dengan bunga merah pollen bulat (ppll) ~ Hasil temuannya pada F1 adalah bunga ungu pollen lonjong (PpLl) ~ Hasil temuan pada F2 ternyata dihasilkan rasio fenotip : ungu : merah = 3 : 1 Pautan Seks (Sex linkage) ~ Pautan seks adalah gen yang terletak pada genosom atau kromosom seks. ~ Kromosom seks adalah kromosom yang bukan menentukan sifat, tapi menentukan jenis kelamin. ~ Dalam keadaan normal kromosom seks tidak mengandung gen / sifat ~ gen yang terdapat pada kromosom seks disebut pautan seks ~ pautan seks ditemukan oleh Morgan dengan menggunakan hewan Drosophyla melanogaster (lalat buah) M : Alel untuk sifat mata merah m : alel untuk sifat mata putih Rasio Genotip F1: XMXM : XMXm : XMY : XmY Rasio Fenotip F1: Betina Mata merah : jantan mata merah : jantan mata putih = 2 : 1 : 1 kesimpulan : gen warna mata merah terpaut pada kromosom X Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 13 Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 14 Pindah silang (Crossing over) ~ proses pertukaran gen-gen antara kromatid-kromatid yang bukan pasangannya pada sepasang kromosom homolog. ~ Tempat persilangan dua kromatid disebut chiasma, dan terjadi pada peristiwa meiosis I ~ Dikembangkan oleh : Morgan pada tanaman ercis bunga ungu pollen lonjong (PPLL) yang disilangkan dengan bunga merah pollen bulat (ppll) ~ Hasil temuannya pada F1 adalah bunga ungu pollen lonjong (PpLl) ~ Hasil temuan pada F2 ternyata dihasilkan rasio fenotip galur induk ( KP) dengan galur rekombinan (KR) yang tidak sesuai dengan hukum mendell; Ungu lonjong : Ungu Bulat : merah lonjong : merah bulat = 9 : 1 : 1 : 9 Hasil Pindah silang akan terbentuk: Kombinasi Parental (KP) dan Kombinasi Rekombinan (RK) Gen yang berpautan tidak selamanya terpaut. Pindah silang menyebabkan pergantian alel diantara kromosom homolog, menghasilkan kombinasi yang tidak ditemukan pada induknya. Pindah silang meningkatkan keragaman genetik selain yang dihasilkan oleh pengelompokkan gen secara bebas. Ketentuan: Nilai pindah silang adalah angka yang menunjukkan persentase kombinasi baru yang dihasilkan akibat terjadinya pindah silang. Nilai pindah silang (satuan dalam %) sama dengan jarak gen. Nilai pindah silang juga sama dengan nilai rekombinasi gen berpautan. Pada umumnya pindah silang dijumpai pada makhluk betina maupun jantan. Namun pada ulat sutra (Bombyx mori) betina tidak pernah terjadi pindah silang. Sementara itu, Drosophyla yang jantan tidak mengalami pindah silang. Contoh soal pindah silang: Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 15 penyelesaian: Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 16 Nilai pindah silang (NPS) sama dengan nilai RK = 8 %, yaitu jumlah rekombinasi hasil pindah silang. Perbandingan gamet yang terbentuk akibat adanya pindah silang PH : Ph : pH : ph = 23 : 2 : 2 : 23 Contoh lain: Misalkan, dari seluruh populasi sel ada 20% sel mengalami pindah silang dan 80% lainnya tidak mengalami pindah silang, maka kombinas parental yang diperoleh adalah: AB = 50% x 0,8 = 40 % Ab = 50% x 0,8 = 40 % Sementara rekombinan yang mungkin dihasilkan adalah : AB = 25 % x 0,2 = 5 % Ab = 25 % x 0,2 = 5 % Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 17 aB = 25 % x 0,2 = 5 % Ab = 25 % x 0,2 = 5 % Pada sel tersebut frekuensi kombinasi parentalnya, yaitu AB dan ab masing-masing 45% (40% + 5%) menjadi keseluruhan 90%. Sementara itu, frekuensi rekombinan yang terbentuk adalah 10%. Peristiwa pindah silang dari gen yang terpaut akan menghasilkan kombinasi parental lebih dari 50%. Adapun rekombinannya dapat dipastikan dibawah 50% Nilai Pindah Silang (NPS) Nps = Jumlah Tipe Rekombinan Jumlah Individu Seluruhnya Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 X 100 % 18 Kegiatan Belajar 3 Golongan Darah Manusia dan Determinasi seks Golongan darah manusia ~ Golongan darah merupakan merupakan salah satu karakter yang diwariskan pada manusia.Terdapat 3 jenis sistem penggolongan darah pada manusia yaitu sistem ABO, sistem MN dan sistem ABO Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 19 Golongan darah tipe MN Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 20 Sistim Rhesus / RH Determinasi seks ~ Determinasi seks adalah penentuan jenis kelamin, yang diwariskan secara bebas oleh gamet parentalnya kepada keturunannya dalam peristiwa meiosis. ~ Tokoh yang menyelidiki tentang determinasi seks adalah Henking (1891) dan Mc Clung (1902) ~ Berdasarkan hasil penelitiannya diketahui bahwa setiap organisme memiliki bentuk kromosom seks yang memiliki pola berbeda yaitu sistem XY, XO dan ZW A. Sistem XX - XY ~ Sistem ini ditemukan pada tumbuhan, hewan dan manusia. ~ Genosom X berukuran lebih besar dibandingkan genosom Y. XX merupakan betina, XY merupakan jantan Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 21 A. Sistem XO - XX ~ Sistem ini ditemukan pada serangga (belalang) dan orthoptera lainnya. ~ Genotip XO adalah jantan ~ Genotip XX adalah betina B. Sistem ZZ - ZW ~ Sistem ini ditemukan pada bangsa unggas, ikan dan kupu-kupu. ~ Genotip ZZ adalah jantan ~ Genotip ZW adalah betina C. Sistem Haploid - diploid (Ploidi) ~Sistem ini penentuan jenis kelamin tidak ditentukan oleh kromosom seks, melainkan kromosom tubuh (autosom). ~Ditemukan pada bangsa kelompok semut dan rayap. ~Betina berkembang dari sel telur yang dibuahi sehingga diploid ~Jantan berkembang dari sel telur yang tidak dibuahi, sehingga haploid Gen letal ~ Gen letal adalah gen yang dalam keadaan homozigot, menyebabkan kematian pada individunya. ~ Gen letal menyebabkan kematian pada individu masih embrio atau setelah lahir. Gen letal yang menyebabkan kematian saat individu menjelang dewasa disebut gen sub letal. ~ berdasarkan sifat dan pengaruhnya, gen letal dapat dibedakan atas gen letal dominan dan gen letal resesif Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 22 Gen letal Dominan ~ Gen letal dominan menyebabkan kematian pada keadaan homozigot dominan. Pada keadaan heterozigot, umumnya penderita hanya mengalami kelainan ~ Contoh gen letal dominan adalah pada ayam redep. Ayam redep adalah ayam yang memiliki kaki dan sayap pendek. ~ Dalam keadaan homozigot dominan, ayam mati. Jika heterozigot, ayam hidup tetapi memiliki kelainan pada kaki dan sayap pendek. Sedangkan homozigot resesif ayam normal Rasio fenotip Letal : redep : normal = 1 : 2 : 1 Rasio perbandingan tersebut menyimpang dari rasio perkawinan monohibrid Gen letal resesif ~ Gen letal resesif menyebabkan kematian jika berada dalam keadaan homozigot resesif. Pada keadaan heterozigot individu normal tetapi pembawa (carier) gen letal Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 23 Pola-pola Pewarisan sifat pada manusia Cacat dan penyakit menurun yang terpaut kromosom seks Peta Silsilah (Pedigree) Peta silsilah (pedigree) dibuat untuk mengetahui pewarisan penyakit pada suatu keluarga Cacat dan penyakit menurun yang terpaut kromosom seks Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 24 A. Hemofilia (Alel resesif genosom) ~ Hemofilia adalah penyakit keturunan yang mengakibatkan darah seseorang sukar membeku ~ penderita hemofilia jika terluka darahnya akan membeku sekitar 50 mnt – 2 jam, hal ini akan mengakibatkan penderita mengalami kehilangan banyak darah dan dapat menimbulkan kematian ~ Penyakit ini dikendalikan oleh gen resesif (h) yang terpaut kromosom X ~ Contoh silsilah penyakit hemofilia adalah pada keluarga kerajaan Eropa. Ratu Victoria dari Inggris menderita hemofilia. ~ Genotip wanita hemofilia : HH = XHXH = Homozigot dominan = normal Hh = XHXh = heterozigot = carier = pembawa sifat Hh = XhXh = homozigot resesif = penderita hemofilia ~ Genotip laki-laki hemofilia: XHY = laki-laki normal XhY = laki-laki hemofilia Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 25 Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 26 B. Butawarna (Alel resesif genosom) ~ Buta warna adalah penyakit keturunan yang menyebabkan seseorang tidak bisa membedakan warna merah dengan biru, atau kuning dengan hijau ~ Disebabkan oleh gen resesif cb (color blind) ~ gen buta warna terpaut pada kromosom X ~ genotip buta warna adalah sebagai berikut : Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 27 Berdasarkan tabel di atas terlihat bahwa laki-laki tidak ada yang carier atau pembawa Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 28 Contoh soal C. Anodontia (Alel resesif genosom) ~ Anodontia dalah kelainan yang dibawa oleh kromosom X dan muncul dalam keadaan resesif. ~ kelainan ini menyebabkan penderita tidak memiliki gigi (ompong) D. Hypertrichosis (Alel resesif genosom) ~ Hypertrichosis merupakan sifat keturunan berupa tumbuhnya rambut di bagian tertentu dari daun telinga, wajah dan anggota tubuh lainnya. ~ penyebab adalah gen-gen resesif (h) yang terpaut pada kromosom Y ~ penyakit ini hanya dimiliki oleh laki-laki Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 29 Cacat dan penyakit menurun yang terpaut kromosom autosom 1. Albino (Alel resesif autosomal) ~ merupakan kelainan yang disebabkan tubuh seseorang tidak mampu memproduksi pigmen melanin, sehingga rambut dan badanya putih ~ cacat albino memiliki penglihatan yang peka terhadap cahaya, disebabkan irisnya tidak memiliki pigmen ~ disebabkanolehgenresesifa ~ orang normal memiliki genotip Aa atau AA, sedangkan orang albino genotipnya aa Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 30 Selain manusia, albino juga terdapat pada tumbuhan (jagung), dan hewan (tikus, ular, kelelawar dll) 2. Polidaktili (Alel dominan autosomal) ~ merupakan kelainan berupa kelebihan jumlah jari tangan dan kaki ~ cacat menurun ini diwariskan gen autosom dominan P, sedangkan gen p untuk Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 31 normal ~ orang normal memiliki genotip pp sedangkan orang polidaktili genotipnya PP atau P contoh : 3. Fenilketouria/PKU (Alel resesif autosomal) ~ Merupakan kelainan pada manusia dimana tidak mampu melakukan metabolisme fenilalanin, sehingga kadar fenilalanin tertimbun di darah dan di buang melalui ginjal. ~ Fenilalanin merupakan asam amino esensial yang didatangkan dari luar tubuh ~ Orang penderita fenilketouria mengalami keterbelakangan mental dan IQ rendah Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 32 4. Brachidaktili (Alel dominan autosomal) ~ Merupakan kelainan pada ruas-ruas jari yang memendek pada manusia. ~ kelainan ini disebabkan oleh gen dominan B yang bersifat letal jika dalam keadaan homozigot dominan(BB). ~ Dalam keadaan Bb, individu menderita kelainan brachidaktili, sedangkan genotip bb individu dalam keadaan normal Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 33 2. Thalasemia (Alel resesif autosomal) ~ Merupakan kelainan genetik (penyakit genetik) yang disebabkan rendahnya kemampuan pembentukkan hemoglobin, terjadi karena gangguan salah satu rantai globin. ~ Thalasemia menyebabkan kemampuan eritrosit dalam mengangkut oksigen rendah (anemia) ~ Thalasemia dibedakan menjadi thalasemia mayor dan thalasemia minor. Thalasemia mayor ThTh biasanya menyebabkan kematian, sedangkan thalasemia minor tidak terlalu parah Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 34 Diagram perkawinan Thalasemia: 6. Dentinogenesis Imperfecta (Alel dominan autosomal dan genosom) ~ Merupakan kelainan pada gigi manusia yang menyebabkan tulang gigi (dentin) berwarna seperti air susu ~ Kelainan ini disebabkan oleh gen dominan Dt, sedangkan keadaan normal diatur oleh gen dt Contoh : Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 35 7. kebotakan (Alel dominan autosomal) ~ Gen-gen yang menyebabkan kebotakan pada manusia ~ Kelainan ini disebabkan oleh gen dominan B dan gen b yang menyebabkan rambut normal ~ Genotip BB orang yang botak, Bb ekspresinya berbeda pada laki-laki dan perempuan. Pada laki-laki ekspresinya botak, sedangkan pada perempuan tidak karena hormon estrogen yang dimiliki perempuan menutup sifat kebotakan tersebut Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 36 8. Anonychia (Alel dominan autosomal) ~ Anonychia adalah kelainan pada sebagian jari, sehingga tidak terdapat kuku. ~ disebabkan oleh gen dominan Ac, sedangkan alelnya ac tidak menimbulkan kelainan (nornal) Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 37 9. Sicle cell anemia (Alel resesif autosomal) ~ Penyakit menurun yang disebabkan bentuk eritrosit seperti bulan sabit, sehingga afinitasnya terhadap oksigen sangat rendah ~ kelainan ini disebabkan oleh gen resesif s, dan alelnya gen S untuk sifat normal ~ dalam keadaan homozigot resesif ss bersifat lethal. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 38 Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 39 Perbaikan mutu genetik Konsep gen dan pewarisan telah membantu manusia dalam melakukan perbaikan mutu genetik untuk memperoleh sifat unggul tanaman dan hewan budidaya. Pemulihan tanaman dan budidaya hewan merupakan usaha untuk memperoleh tanaman dan hewan ersifat unggul. Perbaikan mutu genetik pada tanaman dan hewan dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu : seleksi, persilangan(hibridasi), dan mutasi buatan. 1. Seleksi Proses seleksi/menyortir digunakan untuk memperoleh tanaman atau hewan yang dibudidaya berkualtas tinggi. Pada tumbuhan misalnya, seleks terhadap varietas padi, gandum, dan kentang yang memperlihatkan sifat tahan terhadap hama, atau menghasilkan panen tinggi. Pada hewan misalnya, pada sapi hereford yang secara kualitas dan kuantitas menghasilkan daging lebih baik 2. Persilangan (Hibridasi) Persilangan atau hibridasi merupakan perkawinan diantara dua individu tanaman atau hewan yang berasal dari spesies yang sama, tetapi berbeda sifat genetiknya. Hibrid merupakan heterozigot dan bukan merupakan galur murni,untuk mendapatkan hibrid F1 yang sama perlu dilakukan persilangan terus menerus dengan menggunakan parental yang sama. Bila ingin memperoleh galur murni maka hibrid F1 disilangkan kembali dengan sesamanya. 3. Persilangan sanak (Inbreeding) Persilangan sanak merupakan perkawinan hewan jantan dan betina yang masih satu keluarga. Misalnya induk jantan dikawinkan dengan anak-anak betinanya (closebreeding). Macam-macam persilangan sanak antara lain : a. Persilangan murni/Pure Breeding (satu ras yang sama) bertujuan untuk mendapatkan keturunan yang homozigot. b. Persilangan luar/Cross Breeding(dua ras berbeda) bertujuan untuk mendapatkan keturunan dengan sifat baru. c. Persilangan baur/Up Breeding (Kwalitas unggul dari luar negeri) bertujuan memperbaiki mutu hewan didaerah setempat 4. Mutasi buatan Mutasi buatan merupakan perubahan susunan atau jumlah materi genetik/DNA (mutasi gen) atau kromosom(mutasi kromosom) pada sel tubuh mahluk hidup, yang dilakukan secara sengaja oleh manusia. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 40 Worksheet 1. Golongan darah AB tidak memiliki antibodi. Golongan darah O tidak memiliki antigen. Seharusnya golongan darah AB adalah resipien universal dan golongan darah O adalah donor universal. Namun saat ini transfuse darah diprioritaskan pada golongan darah yang sama antara donor dan resipien. Apakah yang mempengaruhi prioritas tersebut? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2. Buatlah tulisan yang berisi informasi mengenai suatu kelainan atau penyakit genetic dari buku, majalah, atau internet. _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _____________________________________________________________ Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 41 UJI PEMAHAMAN PILIHLAH YANG TEPAT 1. Lalat Drosophila melanogaster tubuh abu-abu sayap panjang disilangkan dengan tubuh hitam sayap kisut, ternyata dihasilkan keturunan 49 tubuh abu-abu sayap panjang : 50 tubuh hitam sayap kisut, maka peristiwa di atas menunjukkan telah terjadi….. a. Crossing over b. Nondisjuction c. Terangkai sempurna d. Pautan sex e. Gen / alel bebas 2. Disilangkan ayam berpial walnut (PPRr) dengan ayam berpial grigi (ppRr). Kemungkinan keturunan yang memiliki fenotif sama dengan induk adalah… a. 25 % b. 37,5 % c. 50 % d. 75 % e. 100 % 3. Gen-gen yang terapaut kromosom seks X dan bersifat resesif antara lain… 1) Buta warna 2) Muscular distropy 3) Hemofilia 4) Ichtyosis a. Buta warna dan Muscular distropy b. Muscular distropy dan Hemofilia c. Hemofilia dan Ichtyosis d. Ichtyosis dan Muscular distropy e. Semua benar saja. 4. Anadontia ditentukan oleh gen resesif yang terpaut kromosom x. Penikahan suami istri normal untuk sifat anadontia mempunyai 2 anak perempuan normal dan 1 anak laki-laki anadontia. Dari kasus ini bisa disimpulkan.. a. Ibu homozigot dominan b. Ibu homozigot resesif c. Ayah homozigot dominan Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 42 d. Ibu carier e. Ayah carier 5. Gen letal adalah yang dalam keadaan homozigot menyebabkan kematian. Pernyataan yang tepat berhubungan dengan gen letal dominan… a. Terpaut padakromosom kelamin b. Menyebabkan kematian postnatal c. Hanya diperoleh dari ayahnya d. Genotipe geterozigot berfenotip cacat e. Genotipe homozigot resesif berfenotip normal 6. Pindah silang yang terjadi antar kromatid dari kromosom homolognya sering terjadi saat… a. Profase b. Metafase c. Anafase d. Telofase e. Interfase 7. Bayi penderita erythroblastosis lahir dari pasangan… a. Ibu Rh negatif ayah Rh negatif b. Ibu Rh positif ayah Rh positif c. Ibu Rh negatif ayah Rh Positif d. Ibu Rh positif ayah Rh negatif e. Ibu dan ayah yang berbeda Rhesusnya 8. Brakidaktili merupakan gen dominan yang letal. Jika seorang wanita menderita Brakidaktili dan buta warna , maka wanita tersebut mewarisi gen… a. Brakidaktili dari ibu dan buta warna dari ayah b. Brakidaktili dari ayah dan buta warna dari ibu c. Brakidaktili dari ayah dan ibunya dan buta warna dari ayah atau ibu d. Brakidaktili dari ayah atau ibunya dan dan buta warna dari ayah atau ibunya e. Brakidaktili dan buta warna dari ayah dan ibunya 9. Dalam tubuh dan sel kelamin terdapat autosom dan kromosom seks. Pada ovum manusia terdapat… a. 22 autosom + X b. 22 autosom + Y c. 22 autosom + XX Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 43 d. 22 autosom + YY e. 44 autosom + XX 10. Apabila terjadi perkawinan antara parental bergolongan darah A heterozigot dengan B heterozigot , maka kemungkinan golongan darah anak – anaknya adalah… a. A dan B b. A dan AB c. AB dan O d. A,B,AB dan O e. B dan AB 11. Disilangkan gandum hitam (HhKk) dengan gandum kuning (hhKk). Berapa kemungkinan dihasilkan gandum berfenotif putih? a. 0 % b. 12,5 % c. 37,5 % d. 25 % e. 50 % 12. Pernikahan antara wanita dan laki – laki yang keduanya normal menghasilkan seorang anak laki – laki yang kretinisme dan albino. Dari kasus tersebut dapat disimpulkan bahwa : a. Gen kretinisme dan albino berasal dari ibu b. Gen kretinisme berasal dari ayah dan ibunya, gen albino berasal dari ibu c. Gen kretinisme berasal dari ayah dan ibunya, sedangkan gen albino berasal dari ayahnya d. Gen kretinisme dan albino berasal dari kedua orang tuanya yang bertindak sebagai carier e. Gen kretinisme dan albino berasal dari ayah 13. Persilangan antara dua individu bergenotif MmNn dengan Sesama nya MmNn akan menghasilkan macam individu Heterozygote sebanyak a. 2 b. 4 c. 6 d. 8 e. 12 14. Ayam Bulu Hitam disilangkan dengan putih . Keturunan F1 nya 100% hitam . Bila Keturunan F 1 itu saling disilangkan dan didapatkan keturunan F2 ayam sebanyak 22 ayam hitam dan 7 ayam putih . Tentukan pernyataan yang tidak sesuai dari persilangan tersebut a. Keturunan Ayam F1 yang berwarna hitam bergenotif heterozygote Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 44 b. Ratio genotif F2 yang muncul 1:2: 1 c. Keturunan Ayam F2 yang berwarna putih genotifnya heterozygote d. 75% dari ayam pada F2 berwarna hitam e. Keturunan Ayam F2 yang berwarna hitam heterozigot 50 % 15. Pembastaran 2 tanaman Pisum sativum (kacang Ercis) Bunga Merah Biji Bulat heterozygot Sesamanya akan dihasilkan keturunan yang tidak sesuai adalah a. hasil keturunannya yang sama dengan induk keduanyanya 25 % b. hasil keturunan berbunga putih Biji bulat 57,75 % c. hasil keturunan 6,25 % berbunga putih Biji kisut d. hasil keturunan ada 4 macam fenotif e. hasil keturunan 6,25 % berbunga merah Biji Bulat homozygote 16. Jika 2 tanaman yang berfenotif Bunga merah , batang Tinggi , Biji Bulat heterozygote disilangkan sesamanya menurunkan keturunan sebanyak 1472 tanaman yang bervariasi , maka dari keturunan itu yang tidak benar adalah… a. tanaman berbunga merah berbatang rendah bijinya kisut ada 69 b. tanaman berbunga putih berbatang tinggi bijinya kisut ada 207 c. tanaman berbunga merah berbatang tinggi bijinya bulat ada 621 d. tanaman berbunga putih berbatang rendah bijinya kisut ada 23 e. tanaman berbunga merah berbatang tinggi bijinya kisut ada 207 17. Jika ayam walnut ( RrPp) disilangkan dengan ayam walnut ( RrPP) bertelur 12 butir maka akan dihasilkan ayam Berjambul Pea/biji sebanyak ? a. 2 ekor b. 3 ekor c. 4 ekor d. 6 ekor e. 8 ekor 18. Mendell menyilangkan tanaman berbunga merah batang tinggi dan putih rendah hasil keturunannya dihasilkan keturunan F1 merah muda dengan batang sedang (intermedier), jika antar keturunan F1 itu di disilangkan maka untuk menghasilkan turunan merah muda batang sedang sebanyak ..... a. 0 % b. 25 % c. 50 % d. 75 % Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 45 e. 100 % 19. Bunga Mirabilis jalapa Ungu ( AaBb) disilangkan sesamanya menghasilkan turunan yang sama dengan induknya Ungu ( AaBb) yaitu nomer : ..... a. 1, 6, 11, 16 b. 4, 7, 10, 13 c. 2, 7, 12, 15 d. 4, 8, 12, 16 e. 1, 5, 11, 14 20. Bila B gen Bulat dominant atas gen b untuk kisut . Ercis biji bulat disilangkan sesamanya menghasilkan keturunan 5674 bulat 1850 kisut. Jadi Kedua unduk nya mempunyai genotif ..... a. BB X BB b. Bb X BB c. BB X bb d. Bb X Bb e. Bb X bb 21. Kucing Betina berbulu belang tiga dikawinkan dengan kucing jantan berbulu putih , bulu belang tiga ( Aa) dominan terhadap bulu putih ( aa). Jika faktor A menyebabkan lethal . maka bila disilangkan kucing belang tiga sesamanya akan dihasilkann keturunan : ..... a. belang : putih = 3 : 1 b. belang : putih = 2 : 1 c. belang : putih = 1 : 1 d. belang : putih = 2 : 2 e. Semua belang tiga 22. Gandum kulit hitam ( HhKk) disilangkan dengan gandum kuning (hhKk). Bila dihasilkan 800 biji gandum, maka yang berwarna putih berjumlah ... a. 100 b. 200 c. 400 d. 500 e. 600 23. Tanaman bunga merah (Aabb) disilangkan dengan bunga putih (aaBb) menurunkan keturunan sebanyak 128 tanaman. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 46 Berapa ratio dari keturunan itu yang berbunga ungu : putih ? a. 1 : 1 b. 1 : 2 c. 2 : 1 d. 2 : 3 e. 3 : 2 24. Tanaman Linaria maroccana berbunga ungu (AABb) disilangkan dengan Linaria Maroccana berbunga merah (Aabb) akan dihasilkan bunga Linaria dengan perbandingan ..... a. 100% ungu b. ungu : merah : 2 : 2 c. ungu : merah : 3 : 1 d. ungu : metah : putih : 2 : 1 : 1 e. ungu : putih : merah : 1 : 1 : 2 25. Diketahui faktor-faktor penentu sifat warna pada tikus. Tikus Abu abu Epistasis terhadap tikus hitam .Apabila tikus abu-abu heterozigot disilangkan dengan sesamanya, maka perbandingan tikus Hitam : Tikus Abu-abu : Tikus albino pada keturunannya adalah ..... a. 9 : 4 : 3 b. 3 : 12 : 1 c. 9 : 5 : 2 d. 9 : 3 : 4 e. 12 : 3 : 1 NILAI : Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 PARAF ORANG TUA 47 Umpan Balik dan Tindak Lanjut Cocokan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban yang ada dibelakang lampiran modul ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar. Kemudian gunakan rumus dibawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap kegiatan belajar Tingkat Penguasaan = Jumlah jawaban benar X 100 % Jumlah soal Arti tingkat penguasaan yang anda capai : 90 % - 100 % = Baik sekali 80 % - 89 % = Baik 70 % - 79 % = Cukup - 69 % = Kurang Jika anda mencapai tingkat penguasaan diatas 80% anda dapat meneruskan dengan kegiatan belajar selanjutnya. Tetapi jika tingkat penguasaan anda dibawah 75%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar terutama bagian yang belum anda kuasai Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 48 Modul 4 MUTASI Standar kompetensi Memahami konsep dasar dan pinsip-prinsip genetika, memahami pola-pola hereditas manusia, kelainan genetik, penyimpangan hukum Mendel dan perkembangan teknologi yang menyertainya. Kompetensi Dasar 1. Menjelaskan peristiwa mutasi dan implikasinya dalam salingtemas Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajar bab ini, siswa diharapkan dapat : 1. Mendefinisikan pengertian mutasi 2. Membedakan mutasi gametik dan mutasi somatik 3. Membedakan mutasi gen dan mutasi kromosom 4. Mengetahui kelainan-kelainan pada manusia akibat mutasi kromoson 5. Menjelaskan sumber-sumber mutasi 6. Menjelaskan pengaruh mutasi Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 49 Kegiatan Belajar 1 MUTASI Pengertian Mutasi Mutasi merupakan perubahan yang terjadi pada materi genetik, perubahan ini dapat diwariskan maupun tidak dan perubahan ini dapat dideteksi. Ada beberapa pendapat para ahli tentang mutasi, di antaranya sebagai berikut: Menurut Ayala dkk (1989), mutasi diartikan sebagai suatu proses yang dapat menyebabkan suatu perubahan pada sesuatu gen. Sumber lain menyebutkan mutasi sebagai perubahan materi genetik yang dapat diwariskan dan tiba-tiba (Gardner, dkk, 1991) atau sesuatu perubahan materi genetik yang dapat diwariskan dan yang dapat dideteksi yang bukan disebabkan oleh rekombinasi genetik (Russel, 1992). Adapula yang menyatakan mutasi sebagai proses yang menghasilkan perubahan struktur DNA atau kromosom (Klug dan Cummings, 1994). Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Mutasi pada tingkat kromosomal biasanya disebut aberasi. Mutasi pada gen dapat mengarah pada munculnya alel baru dan menjadi dasar bagi kalangan pendukung evolusi mengenai munculnya variasi-variasi baru pada spesies. Mutasi terjadi pada frekuensi rendah di alam, biasanya lebih rendah daripada 1:10.000 individu. Mutasi di alam dapat terjadi akibat zat pembangkit mutasi (mutagen, termasuk karsinogen), radiasi surya maupun radioaktif, serta loncatan energi listrik seperti petir. Individu yang memperlihatkan perubahan sifat (fenotipe) akibat mutasi disebut mutan. Dalam kajian genetik, mutan biasa dibandingkan dengan individu yang tidak mengalami perubahan sifat (individu tipe liar atau "wild type"). *Mutasi spontan adalah mutasi (perubahan materi genetik) yang terjadi akibat adanya sesuatu pengaruh yang tidak jelas, baik dari lingkungan luar maupun dari internal organisme itu sendiri. *Mutasi terinduksi adalah mutasi yang terjadi akibat paparan dari sesuatu yang jelas, misalnya paparan sinar UV. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 50 Faktor utama penyebab mutasi adalah 1. faktor internal : kesalahan metabolisme, kesalahan replikasi DNA akibat tautomeri, penggelembungan. 2. faktor eksternal: perubahan lingkungan, radiasi sinar UV, radiasi ion, dll. Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat fisik adalah radiasi dan suhu. Radiasi sebagai penyebab mutasi dibedakan menjadi radiasi pengion dan radiasi bukan pengion. Radiasi pengion adalah radiasi berenergi tinggi sedangkan radiasi bukan pengion adalah radiasi berenergi rendah. Contoh radiasi pengion adalah radiasi sinar X, sinar gamma, radiasi sinar kosmik. Contoh radiasi bukan pengion adalah radiasi sinar UV. Radiasi pengion mampu menembus jaringan atau tubuh makhluk hidup karena berenergi tinggi. Sementara radiasi bukan pengion hanya dapat menembus lapisan sel-sel permukaan karena berenergi rendah. Radiasi sinar tersebut akan menyebabkan perpindahan elektron-elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi. Atom-atom yang memiliki elektron-elektron sedemikian dinyatakan tereksitasi atau tergiatkan. Molekulmolekul yang mengandung atom yang berada dalam keadaan tereksitasi maupun terionisasi secara kimiawi lebih reaktif daripada molekul yang memiliki atom-atom yang berada dalam kondisi stabil. Raktivitas yang meningkat tersebut mengundang terjadinya sejumlah reaksi kimia, terutama mutasi. Radiasi pengion dapat menyebabkan terjadinya mutasi gen dan pemutusan kromosom yang berakibat delesi, duplikasi, insersi, translokasi serta fragmentasi kromosom umumnya. Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat kimiawi disebut juga mutagen kimiawi. Mutagen-mutagen kimiawi tersebut dapat dipilah menjadi 3 kelompok, yaitu analog basa, agen pengubah basa dan agen penyela. Senyawa yang merupakan contoh analog basa adalah 5-Bromourasil (5 BU). 5-BU adalah analog timin. Dalam hubungan ini posisi karbon ke-5 ditempati oleh gugus brom padahal posisi itu sebelumnya ditempati oleh gugus metil. Keberadaan gugus brom mengubah distribusi muatan serta meningkatkan peluang terjadinya tautomerik. Senyawa yang tergolong agen pengubah basa adalah mutagen yang secara langsung mengubah struktur maupun sifat kimia dari basa, yang termasuk kelompok ini adalah agen deaminasi, agen hidroksilasi serta agen alkilasi. Perlakuan dengan asam nitrit, misalnya, terhadap sitosin akan menghasilkan urasil yang berpasangan dengan adenin sehingga terjadi mutasi dari pasangan basa S-G menjadi T-A. Agen hidroksilasi adalah mutagen hydroxammin yang bereaksi khusus dengan sitosin dan menguabhnya sehingga sitosisn hanya dapat berpasangan dengan Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 51 adenin. Sebagai akibatnya terjadi mutasi dari SG menjadi TA.agen alkilasi mengintroduksi gugus alkil ke dalam basa pada sejumlah posisi sehingga menyebabkan perubahan basa yang akibatnya akan terbentuk pasangan basa yang tidak lazim. Senyawa yang tergolong agen interkalasi akan melakukan insersi antara basa-basa yang berdekatan pada sati atau kedua unting DNA. Contoh agen interkalasi adalah proflavin, aeridine, ethidium bromide, dioxin dan ICR-70, Penyebab mutasi gen yang disebabkan oleh faktor biologis adalah fag. Efek mutagenik yang ditimbulkan oleh fag terutama berkaitan dengan integrasi DNA fag, pemutusan dan delesi DNA inang. Mutagenesis fag dapat terjadi karena kerusakan DNA akibat pemutusan dan delesi yang mungkin timbul oleh efek nuklease atau karena gangguan perbaikan DNA. Mutasi gen adalah mutasi yang terjadi dalam lingkup gen sedangkan mutasi kromosom adalah mutasi yang terjadi dalam lingkup koromosom. Peristiwa yang terjadi pada mutasi gen dapat perubahan urut-urutan DNA. Mutasi kromosom terdiri dari perubahan struktur kromosom dan perubahan jumlah kromosom. Berdasarkan macam sel yang mengalami mutasi. Mutasi dibedakan menjadi dua yaitu mutasi somatik dan mutasi germinal/gametik. Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel-sel somatik yang tidak akan diwariskan pada keturunannya sedangkan mutasi germinal adalah mutasi yang terjadi pada sel-sel kelamin(sel gamet) dan diwariskan kepada keturunannya. Mutasi somatik akan diturunkan apabila mutasi tersebut terjadi pada sel-sel tunas. Lebih lanjut, sel-sel tunas tersebut akan berkembang menjadi batang, bunga dan juga biji. Sebagai akibatnya, sel-sel ovum atau sperma yang terbentuk di dalam bunga juga akan menerima efek mutasi tersebut sehingga keturunannya nanti juga akan mengandung gen mutan. Sebaliknya, mutasi somatik yang tidak diwariskan adalah mutasi yang mengenai sel-sel tubuh. Pada mutasi kali ini, gen mutan tidak akan diwariskan pada keturunannya. Sel-sel germinal yang mengalami mutasi, secara otomatis susunan gen sel kelamin akan berubah sehingga berakibat perubahan gen pada keturunannya. Pada umumnya, mutasi itu merugikan, mutannya bersifat letal dan homozigot resesif. namun mutasi juga menguntungkan, diantaranya, melalui mutasi, dapat dibuat tumbuhan poliploid yang sifatnya unggul. Contohnya, semangka tanpa biji, jeruk tanpa biji, buah stroberi yang besar,dll. Terbentuknya tumbuhan poliploid ini menguntungkan bagi manusia, namun merugikan bagi tumbuhan yang mengalami mutasi, karena tumbuhan Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 52 tersebut menjadi tidak bisa berkembang biak secara generatif. Contoh mutasi somati: mutasi pada sel-sel kulit, sedangkan Contoh mutasi germinal: mutasi pada gonad Macam-macam mutasi gen yang spesifik dan mekanisme a. Mutasi pergantian pasangan basa Perubahan yang terjadi pada suatu gen berupa pergantian suatu pasangan basa oleh pasangan basa lainnya.misalnya pasangan AT diganti oleh GS b. Mutasi transisi Suatu pergantian basa purin dengan basa purin lain atau pergantian basa pirimidin dengan basa pirimidin lain; atau disebut juga sebagai pergantian suatu pasangan basa purin-pirimidin dengan pasangan purin-pirimidin lain. Misalnya: AT→GS, GS→AT, SG→TA. c. Mutasi tranversi Suatu pergantian antara purin diganti dengan pirimidin. d. Mutasi misens Perubahan suatu kode genetik sehinggaa menyebabkan asam amino terkait (pada polipeptida) e. Mutasi netral Pergantian suat pasangan basa yang terkait dengan perubahan suatu kode genetik dan menimbulkan perubahan asam amino terkait tapi tidak sampai mengakibatkan perubahan fungsi protein. f. Mutasi diam Perubahan suatu pasangan basa dalam gen yang menimbulkan perubahan satu kode genetik tetapi tidak mengakibatkan perubahan atau pergantian asam amino yang dikode. g. Mutasi perubahan rangka Mutasi yang terjadi karena delesi atau adesi satu atau lebih pasang basa alam satu gen. h. Mutasi titik Foward mutation : mengubah wild type Reverse mutation : memulihkan polipeptida Non fungsonal → fungsional penuh atau sebagian Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 53 Worksheet 1. What the meaning mutation ? Answar :____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2. What difference between gametic mutation and somatic mutation ? Answer :____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 54 Kegiatan Belajar 2 TINGKAT MUTASI Perubahan materi genetik dapat dikelompokkan kedalam dua tingkatan, yaitu 1. Mutasi Gen (Mutasi Titik/ Point Mutation Prinsipnya : Mutasi yang mengalami perubahan dimana yang berubah itu materi yang ada di dalam Gen ( Materi didalam gen itu tidak lain adalah Nukleotida = Basa nitrogennya) 2. Mutasi Kromosom ( Mutasi besar /Gross Mutation) Prinsipnya : Mutasi yang mengalami perubahan dimana yang berubah itu materi yang ada di dalam Kromosom(Materi didalam kromosom itu tidak lain adalah Gen ) Mutasi titik (point mutation) terjadi akibat perubahan pada basa ADN suatu gen. Mutasi ini hanya terjadi di dalam gen. I. MUTASI GEN Macam-macam mutasi gen antara lain: 1. Substitusi 2. Delesi 3. Addisi / Insersi A. Subtitusi : Mengarah ke perubahan kode genetik / kodon (triplet) dari kode basa Nitrogen yang mempengaruhi kesalahan terbentuknya asam amino Substitusi ini dibagi 2 : 1. Transisi : Jika ada perubahan kode genetik basa purin diganti basa purin , basa pirimidin diganti pula basa pirimidin 2. Transversi Jika ada perubahan kode genetik pada nukleotida basa pyurin digantikan Basa pirimidin atau sebaliknya kasus ini biasanya muncul karena terjadinya reaksi mutagen kimia dengan basa nitrogen yang ada sehingga berubah proses translasinya ini jelas berpengaruh pada asam amino yang terbentuk yang otomatis akan mempengaruhi terbentuknya protein yang berbeda sehingga akan berpengaruh pada ketersediaan enzim dan tentu akan mempengaruhi metabolisme jika enzimnya salah . B. Delesi Delesi adalah mutasi kromosom di mana sebagian dari kromosom menghilang. Delesi bisa terjadi akibat kegagalan ketika bertranslokasi ataupun tidak kembali Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 55 menyambungnya bagian kromosom setelah kromosom putus. Salah satu kelainan genetik akibat delesi adalah sindrom Wolf-Hirscchorn di mana terjadi delesi pada lengan-p kromosom 4. Kasusnya jelas terjadi penghapusan / kehilangan salah satu basa nitrogen /triplet basa nitrogen sehingga Frame /kerangka urutan basa nitrogen (Frameshift mutations) maju sesuai dengan hilangnya basa nitrogen tersebut , Ya jelas pasti arti pada kode triplet yang diterapkan berbeda. C. Insersi / Addisi : Basa Nitrogen mengisi / menyisip diantara urutasn basa sehingga frame mundur kebelakang dan otomatis asam amino yang terbentuk juga akan berubah Kebetulan ( Non sense mutation) Contoh terjadi substitusi A menjadi G dari AAA menjadi AAG maka translationya jadi UUC ini menjadi tidak mengakibatkan perubahan pembentukan protein.karena Kode : UUU (fenilalanin) diganti UUC tetap aja fenilalanin Nonsense mutations (mutasi tak bermakna) II. MUTASI KROMOSOM Mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada Materi yang ada di dalam kromosom. Materi yang ada didalam kromosom itu adalah Gen, jadi Mutasi kromosom bisa terjadi jika ada gen yang hilang , tambah , urutanya terbalik-balik dll yang perubahan itu bisa secara spontan ataupun tidak spontan. Namun tentu bisa juga terjadi pada kromosomnya , bisa kromosomnya jadi bertambah atau berkurang . Mutasi kromosom dibagi lagi menjadi tiga, yaitu : 1. Abrasi ( Kerusakan kromosom) artinya kromosomnya tetap baik namun isinya Kromosom (gen) porak poranda. Meliputi : Delesi ( hilang gennya) , Duplikasi dan Translokasi ( tambah gen) inversi dan katenasi ( bertukar gennya) 2. Aneusomi /Aneuploidi 3. Euploidi ( Eu = sejati artinya ploidinya berubah benar benar ) Aneusomi dan Euploidi adalah mutasi kromosom yang ditentukann oleh perubahan jumlahnya kromosom , bukan jumlahnya gen seperti pada Abrasi. Aneuploidi adalah kondisi abnormalitas pada jumlah kromosom, baik kelebihan maupun kekurangan. Misalnya jika seorang manusia memiliki jumlah kromosom 45 maka manusia ini mengalami kondisi aneuploidi. Aneuploidi adalah perubahan jumlah n-nya. Aneuploidi dibagi menjadi 2, yaitu: Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 56 a. Allopoliploidi, yaitu n-nya mengganda sendiri karena kesalahan meiosis. b. Autopoliploidi, yaitu perkawinan atau hibrid antara spesies yang berbeda jumlah set kromosomnya. Ada beberapa istilah yang digunakan dalam aneuploidi yaitu: * Monosomi Monosomi adalah keadaan di mana hanya terdapat satu kromosom. Monosomi kromosom X pada manusia menyebabkan seorang wanita terkena sindrom Turner. * Disomi Disomi adalah keadaan di mana terdapat dua kromosom. Pada manusia yang merupakan organisme diploid, kondisi disomi adalah keadaan normal. Tetapi bagi organisme yang seharusnya memiliki tiga kromosom tetapi hanya memiliki dua kromosom, maka organisme tersebut mengalami aneuploidi. * Trisomi Trisomi adalah keadaan di mana terdapat tiga kromosom. Trisomi kromosom menyebabkan berbagai sindrom pada manusia. Salah satunya yang paling sering adalah trisomi kromosom 21 yang menyebabkan sindrom Down. Trisomi yang juga sering terjadi adalah trisomi kromosom 18 (menyebabkan sindrom Edwards) dan trisomi kromosom 13 (menyebabkan sindrom Patau). * Tetrasomi Tetrasomi adalah keadaan di mana terdapat empat kromosom. Tetrasomi terjadi misalnya pada kromosom seks (XXXX. XXXY, XXYY, dan XYYY). * Pentasomi Pentasomi adalah keadaan di mana terdapat lima kromosom. Pentasomi juga terjadi pada kromosom seks (XXXXX, XXXXY, XXXYY, XXYYY, dan XYYYY). Aneusomi adalah perubahan jumlah kromosom. Penyebabnya adalah anafase lag (peristiwa tidak melekatnya beneng-benang spindel ke sentromer) dan non disjunction (gagal berpisah). Aneusomi pada manusia dapat menyebabkan: 1. Sindrom Turner, dengan kariotipe (22AA+X0). Jumlah kromosomnya 45 dan kehilangan 1 kromosom kelamin. Penderita Sindrom Turner berjenis kelamin wanita, namun ovumnya tidak berkembang (ovaricular disgenesis). 2. Sindrom Klinefelter, kariotipe (22 AA+XXY), mengalami trisomik pada kromosom gonosom. Penderita Sindrom Klinefelter berjenis kelamin laki-laki, namun testisnya Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 57 tidak berkembang (testicular disgenesis) sehingga tidak bisa menghasilkan sperma (aspermia) dan mandul (gynaecomastis) serta payudaranya tumbuh. 3. Sindrom Jacobs, kariotipe (22AA+XYY), trisomik pada kromosom gonosom. Penderita sindrom ini umumnya berwajah kriminal, suka menusuk-nusuk mata dengan benda tajam, seperti pensil,dll dan juga sering berbuat kriminal. Penelitian di luar negeri mengatakan bahwa sebagian besar orang-orang yang masuk penjara adalah orang-orang yang menderita Sindrom Jacobs. 4. Sindrom Patau, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada kromosom autosom. Kromosom autosomnya mengalami kelainan pada kromosom nomor 13, 14, atau 15. 5. Sindrom Edward, kariotipe (45A+XX/XY), trisomik pada autosom. Autosom mengalami kelainan pada kromosom nomor 16,17, atau 18. Penderita sindrom ini mempunyai tengkorak lonjong, bahu lebar pendek, telinga agak ke bawah dan tidak wajar. (http://id.wikipedia.org) 6. Sindrom Down, kariotipe (45A+XX/45A+XY pada kromosom 21), trisomik pada autosom. Ciri anatominya: badan dan kaki pendek, jalan agak lambat, kepala bunder, bibir bawah tebal dan menjorok ke depan, mulut menganga, leher pendek dan besar, telinga kecil, tapak tangan seperti tangan monyet, keterbelakangan mental/idiot. Salah satu penyebab mutasi kromosom misalnya adalah radiasi pada kromosom. Akibat dari mutasi kromosom misalnya adalah berbagai kelainan genetik seperti sindrom WolfHirschhorn, sindrom Turner, sindrom Klinefelter, dan lainnya. * Duplikasi Duplikasi adalah mutasi kromosom di mana sebagian dari kromosom mengalami penggandaan (duplikasi). Duplikasi menyebabkan adanya materi genetik tambahan. * Translokasi Translokasi adalah tersusun kembalinya kromosom dari susunan sebelumnya. Ada dua macam translokasi yaitu translokasi resiprok dan translokasi Robertsonian. Pada translokasi resiprok, ada dua kromosom yang bertukar materi genetik. Sementara pada translokasi Robertsonian, kedua lengan pendek kromosom hilang dan lengan panjangnya membentuk kromosom baru. Translokasi Robertsonian biasanya terjadi pada kromosom dengan bentuk akrosentrik (kromosom yang letak sentromernya berada mendekati ujung, salah satu lengan pendeknya sangat pendek sehingga seperti tidak terlihat). Translokasi Robertsonian pada manusia terjadi pada kromosom 13, 14, 15, 21, dan 22. * Inversi Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 58 Inversi adalah penyusunan kembali materi genetik kromosom tetapi terbalik dari susunan sebelumnya. * Formasi cincin Pada formasi cincin, kedua ujung lengan kromosom berfusi membentuk bulatan seperti cincin. Ada tiga kemungkinan, kedua ujung lengan kromosom akan menghilang kemudian kedua lengan berfusi, hanya salah satu ujung lengan kromosom yang menghilang kemudian kedua lengan berfusi, atau pada kasus yang lebih langka kedua lengan berfusi tanpa adanya penghilangan bagian ujung lengan kromosom. * Isokromosom Isokromosom terjadi pada kromosom yang kehilangan salah satu lengannya, kemudian mengkopi lengannya yang tidak hilang. Hasil kopian lengan yang tersisa ini merupakan pencerminan dari lengan kromosom yang tidak hilang. Sumber Mutasi Bahan-bahan yang menyebabkan terjadinya mutasi disebut MUTAGEN. Mutagen dibagi menjadi 3, yaitu: 1. Mutagen bahan Kimia, contohnya adalah kolkisin dan zat digitonin. Kolkisin adalah zat yang dapat menghalangi terbentuknya benang-benang spindel pada proses anafase dan dapat menghambat pembelahan sel pada anafase. 2. Mutagen bahan fisika, contohnya sinar ultraviolet, sinar radioaktif,dll. Sinar ultraviolet dapat menyebabkan kanker kulit. 3. Mutagen bahan biologi, diduga virus dan bakeri dapat menyebabkan terjadinya mutasi.Bagian virus yang dapat menyebabkan terjadinya mutasi adalah DNA-nya. Pengaruh Mutasi Mutasi menimbulkan keuntungan antara lain menimbulkan varietas baru yang lebih unggul,baik hewan maupun tumbuhan. Contohnya, padi hasil radiasi lebih tahan terhadp hama, lebih cepat masa panennya, lebih banyak menghasilkan bulir padi, dll. Disamping menguntungkan mutasi juga menimbulkan kerugian,salah satunya adalah munculnya kelainan-kelainan genetik yang telahkita bahas sebelumnya. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 59 Worksheet 1. Sebutkan penyebab terjadinya mutasi ? Answer :____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2. Explain what the meaning mutagen? and 3 for example! Answer :____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 60 UJI PEMAHAMAN Pilihlah salah satu jawaban yang benar 1. Gambar di atas menunjukkan adanya peristiwa mutasi kromosom yang disebut … a. inverse b.delesi c.katenasi d.duplikasi e.translokasi 2. Biji jambu yang direndam dalam kolkisin mengalami perubahan jumlah kromosom berlipat ganda yang disebut … a. poliploid d. otopoliploid b. tetraploid e. aneupoliploid c. monoploid 3. Suatu perubahan yang terjadi pada tubuh makhluk hidup dianggap sebagai mutasi apabila … a. mengaktifkan perubahan gen b. mengakibatkan perubahan susunan DNA c. mengakibatkan perubahan kromosom d. diwariskan kepada keturunannya e. selalu dapat diperbaiki 4. Contoh mutagen adalah … a. asap rokok b. DDT c. sinar X d. semua benar e. berkas UV 5. Suatu individu tampak mengalami perubahan besar dibandingkan sesama jenisnya.Dari penelitian diketahui bahwa kromosom individu tadi tetap sama seperti yang lain, tetapi isi kromosomnya mengalami perubahan. Individu Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 61 tersebut mengalami a. regenerasi b. mutasi gen c. pindah silang d. aberasi e. rekombinasi 6. Manusia yang memiliki kromosom monosomi dan bisa hidup akan mengalami kelainan yang disebut …. a. sindrom Down b. sindrom Cri du Chat c. sindrom Klinefelter d. Leukemia e. sindrom Turner 7. Sindrom Down disebabkan oleh … a. tambahan kromosom X sehingga kromosom menjadi XXY b. tambahan kromosom Y sehingga kromosom menjadi XYY c. kelebihan kromosom pada kromosom nomor 21 d. delesi kromosom pada kromosom nomor 5 e. monosomi X 8. Mutasi gen-gen gamet yang terdapat pada kromosom kelamin dan merupakan mutasi yang dikekalkan secara genetic dinamakan … a. mutasi somatic b. mutai autosomal c. mutasi tertaut kelamin d. mutasi titik e. mutasi pergeseran kerangka 9. Kerugian penggunaan radiasi pada penemuan bibit unggul tanaman poliploid adalah … a. menimbulkan letal pada sifat tanaman b. tanaman menjadi resisten terhadap hama Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 62 c. punahnya plasma nuftah tertentu d. tanaman menjadi steril e. menghasilkan tanaman yang variatif 10. Di antara berikut ini, yang merupakan mutagen alami adalah … a. kolkisin b. DDT c. formalin d. bahan radioaktif e. sinar kosmis NILAI : Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 PARAF ORANG TUA 63 Umpan Balik dan Tindak Lanjut Cocokan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban yang ada dibelakang lampiran modul ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar. Kemudian gunakan rumus dibawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap kegiatan belajar Tingkat Penguasaan = Jumlah jawaban benar X 100 % Jumlah soal Arti tingkat penguasaan yang anda capai : 90 % - 100 % = Baik sekali 80 % - 89 % = Baik 70 % - 79 % = Cukup - 69 % = Kurang Jika anda mencapai tingkat penguasaan diatas 80% anda dapat meneruskan dengan kegiatan belajar selanjutnya. Tetapi jika tingkat penguasaan anda dibawah 75%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar terutama bagian yang belum anda kuasai Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 64 Modul 5 EVOLUSI Standar Kompetensi : Memahami teori evolusi dan asal usul kehidupan, serta implikasinya pada salingtemas Kompetensi Dasar a. b. c. d. : Menjelaskan teori, prinsip, dan mekanisme evolusi biologi Mengkomunikasikan hasil studi evolusi biologi Menjelaskan berbagai macam teori asal usul kehidupan Mendeskripsikan kecenderungan baru tentang teori evolusi Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari bab ini siswa diharapkan dapat : 1. Mendefiniskan istilah evolusi 2. Membedakan teori Abiogenesis klasik, Biogenesis, dan abiogenesis modern 3. Mendefinisikan teori evolusi biologi 4. Menjelaskan asal usul kehidupan 5. Membedakan teori evolusi pra-Darwin,teori Darwin, dan pasca-Darwin 6. Mengetahui akta-fakta evolusi 7. Menjelaskan terjadinya spesies Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 65 Kegiatan Belajar 1 TEORI ASAL USUL KEHIDUPAN ASAL USUL KEHIDUPAN Kapan dimana dan dengan cara bagaimana kehidupan di bumi ini berawal? adalah pertanyaan yang terus menggoda para ilmuwan. Berbagai teori asal-usul kehidupan telah disusun oleh para pakar tetapi belum ada satupun teori yang diterima secara memuaskan oleh semua pihak. Teori tentang asal-usul kehidupan yang pernah disusun oleh para ahli di antaranya: 1. Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghalib) pada saat istimewa (teori kreasi khas) 2. Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio spontanea) 3. Kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap) 4. Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan) 5. Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia) Disebut juga teori Abiogenesis pelopornya seorang ahli filsafat zaman Yunani Kuno Aristoteles (384-322 SM) yang berpendapat bahwa makhluk hidup terjadi begitu saja pendapat ini masih terus bertahan sampai abad kc 17 -18 Anthony van Leenwenhoek (abad ke 18) berhasil membuat mikroskop dan melihat jasad renik di dalam air bekas rendaman jerami penemuan Leeuwenhoek (salah seorang penganut teori abiogenesis) memperkuat teori generatio spontanea teori terbukti makhluk hidup berasal dari benda mati (jasad renik berasal dari air bekas rendaman jerarni). Beberapa ahli berusaha mengadakan penelitian untuk menyangkal teori generatio spontanea antara lain Franscesco Redi, Spallanzani dan Louis Pasteur. Percobaan Redi dan Spallanzani masih belum dapat menumbangkan teori generatio spontanea karena menurut pendapat para pendukung teori tersebut bahwa untuk dapat timbul kehidupan secara spontan dari benda mati diperlukan gaya hidup dan gaya hidup pada percobaan Spallanzani dan Redi tidak dapat melakukan fungsinya karena stoples dan labu percobaan tersumbat rapat-rapat. Pasteur mencoba memperbaiki percobaan Spallanzani dengan menggunakan tabung kaca berbentuk leher angsa atau huruf S untuk menutup labu walaupun labu tersumbat udara sebagai "sumber gaya hidup" dapat masuk ke dalam labu. Dengan percobaan ini Pasteur berhasil menumbangkan teori generatio spontanea. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 66 TEORI ABIOGENESIS MODERN Evolusi Kimia Menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik terjadi secara bertahap dimulai dari bereaksinya bahan-bahan anorganik yang terdapat di dalam atmosfer primitif dengan energi halilintar membentuk senyawa-senyawa organik kompleks. Stanley Miller dan Harold Uray (1953) mencoba mensimulasikan kondisi atmosfer purba di dalam skala laboratorium. Ia merancang alat yang seperti terlihat dalam gambar di bawah ini. Skema alat percobaan Miller Miller memasukkan gas H2, CH4 (metan), NH3 (amonia) dan air ke dalam alat. Air dipanasi sehingga uap air bercampur dengan gas-gas tadi. Sebagai sumber energi yang bertindak sebagai "halilintar" agar gas-gas dan uap air bereaksi, digunakan lecutan aliran listrik tegangan tinggi. Ternyata timbul reaksi, terbentuk senyawa-senyawa organik seperti asam amino, adenin dan gula sederhana seperti ribosa. Hasil percobaan di atas memberi petunjuk bahwa satuan-satuan kompleks di dalam sistem kehidupam seperti lipid, gula, asam amino, nukleotida dapat terbentuk di bawah kondisi Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 67 abiotik. Yang menjadi masalah utama adalah belum dapat terjawabnya bagaimana mekanisme peralihan dari senyawa kompleks menjadi makhluk hidup yang paling sederhana. Teori Abiotik lain adalah Teori Panspermia Teori ini menerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik berasal dari meteort dan komet yang masuk keatmosfer bumi sambil membawa zat-zat organik yang diperlukan bagi evolusi mahluk hidup. Moleluk organik itu telah terbentuk dar proses-proses abiotik diluar angkasa. Beberapa material organik (termasuk asam amino) memang telah ditemukan pada meteorit yang masuk kebumi. Teori Panspermia dan evolusi kimia telah menerangkan bagaimana alam bumi pada awalnya menyediakan materi organik. Evolusi Biologi Alexander Oparin mengemukakan di dalam atmosfer primitif bumi akan timbul reaksi-reaksi yang menghasilkan senyawa organik dengan energi pereaksi dari radiasi sinar ultra violet. Senyawa organik tersebut merupakan "soppurba" tempat kehidupan dapat muncul. Senyawa organik akhirnya akan membentuk timbunan gumpalan (koaservat). Timbunan gumpalan (koaservat) yang kaya akan bahan-bahan organik membentuk timbunan jajaran molekul lipid sepanjang perbatasan koaservat dengan media luar yang dianggap sebagai "selaput sel primitif" yang memberi stabilitas pada koaservat. Meskipun begitu Oparin tetap berpendapat amatlah sulit untuk nantinya koaservat yang sudah terbungkus dengan selaput sel primitif tadi akan dapat menghasilkan "organisme heterotrofik" yang dapat mereplikasikan dirinya dan mengambil nutrisi dari "sop purba" yang kaya akan bahan-bahan organik dan menjelaskan mekanisme transformasi dari molekulmolekul protein sebagai benda tak hidup ke benda hidup. Teori evolusi kimia telah teruji melalui eksperimen di laboratoriurn, sedang teori evolusi biologi belum ada yang menguji secara eksperimental. Walaupun yang dikemukakan dalam teori itu benar, tetap saja belum dapat menjelaskan tentang dari mana dan dengan cara bagaimana kehidupan itu muncul, karena kehidupan tidak sekadar menyangkut kemampuan replikasi diri sel. Kehidupan lebih dari itu tidak hanya kehidupan biologis, tetapi juga kehidupan rohani yang meliputi moral, etika, estetika dan inteligensia. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 68 Worksheet 1. What difference between chemist evolution and biology evolution ? Answer :____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 69 Kegiatan Belajar 2 Petunjuk adanya evolusi Petunjuk - Petunjuk Adanya Evolusi antara lain : 1. Anatomi Perbandingan Dari studi anatomi perbandingan dapat diketabui bahwa alat-alat fungsional pada pelbagai binatang dapat dibedakan menjadi 2, yaitu: a. Homologi alat tubuh yang mempunyai bentuk yang berbeda dan fungsinya berbeda namun kalau diteliti mempunyai bentuk dasar sama.Contohnya sayap burung dengan kaki depan mamalia dan sirip depan ikan. Homologi organ menunjukkan adanya hubungan kekerabatan antara spesies-spesies yang berbeda dan merupakan bukti terjadinya evolusi divergen,yaitu evolusi dari satu spesies menghasilkan beberapa spesies dengan anatomi (bentuk dasar)yang sama. b. Analogi alat-alat tubuh yang mempunyai bentuk dasar yang berbeda namun karena perkembangan evolusi yang konvergen alat-alat tersebut mempunyai fungsi yang sama.Contohnya sayap burung dengan sayap kupu-kupu. Kecenderungan spesies-spesies yang tidak berkerabat untuk memiliki bentuk, stuktur, dan fungsi organ yang sama (organ analog) menunjukkan terjadinya evolusi konvergen. Evolusi konvergen merupakan evolusi beberapa spesies berbeda yang menempatilingkungan sama dan akhirnya memiliki organ tubuh yang sama fungsinya,meskipun secara (bentuk dasar) berbeda. 2. Embriolog Perbandingan Embrio hewan bersel banyak mengalarni kesamaan perkembangan embrio, berawal dari zygot blastula gastrula, kemudian mengalami diferensiasi sehingga terbentuk bermacam-macam alat tubuh. Ernest Haeckel, mengatakan tentang adanya peristiwa ulangan ontogeni yang serupa dengan peristiwa filogeninya, dia sebut teori rekapitulasi. Contoh: adanya rekapitulasi adalah perkembangan terjadinya jantung pada mamalia yang dimulai dengan perkembangan yang menyerupai ikan, selanjutnya menyerupai embrio amfibi, selanjutnya menyerupai perkembangan embrio reptil. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 70 3. Perbandingan Fisiologi Telah diketahui ada kemiripan dalam faal antara pelbagai makhluk mulai dari mikroorganisme sampai manusia, misalnya : • kemiripan dalam kegiatan pernafasan. • pembentukan ATP dan penggunaannya dalam pelbagai proses kehidupan adalah serupa pada hampir semua organisme. 4. Petunjuk-petunjuk Secara Biokimia Digunakan uji presipitin yang pada dasarnya adanya reaksi antara antigen-antibodi. Banyaknya endapan yang terjadi sebagai akibat reaksi tersebut digunakan untuk menentukan jauh-dekatnya hubungan antara organisme yang satu dengan yang lainnya. 5. Petunjuk-petunjuk Peristiwa Domestikasi Menguhah tanaman dan hewan liar menjadi tanaman dan hewan yang dapat dikuasai dan sesuai dengan keinginan manusia adalah akibat dari peristiwa domestikasi. Contoh: penyilangan burung-burung merpati, sehingga dijumpai adanya 150 variasi burung, yang di antaranya begitu berbeda hingga dapat dianggap sebagai spesies berbeda. 6. Petunjuk-petunjuk dari alat tubuh yang tersisa Alat-alat yang tersisa dianggap sebagai bukti adanya proses evolusi, alat-alat ini sudah tidak berguna namun ternyata masih dijumpai. Contoh : Pada manusia : • selaput mata pada sudut mata sebelah dalam • tulang ekor • gigi taring yang runcing 7. Petunjuk-petunjuk Paleontologi Telah diketabui bahwa fosil dapat digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi. Contoh : Urutan fosil kuda: dari Eohippus (kuda zaman Eosin) Mesohippus Merychippus Pliohippus Equas (kuda zaman sekarang). A. Pendapat Teilhard de Chardin mengenai proses evolusi Proses evolusi dibedakan menjadi 3 tahap, yaitu: 1. Tahap Geosfer: Tahap ini adalah tahap pra-hidup, tahap perubahan yang terutama menyangkut perubahan tata surya. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 71 2. fahap Biosfer: Kalau ada tahap geosfer yang menjadi masalah adalah adanya "loncatan" dari materi tak hidup menjadi "materi" hidup, maka pada tahap biosfer yang dimasalahkan adalah "loncatan" munculnya manusia. 3. Tahap Nesosfer: Menurut Teilhard, yang penting pada makhluk, hidup dalam hal ini manusia adalah terjadinya evolusi mengenai kesadaran batinnya yang semakin mantap. B. Penetapan Umur Fosil Penetapan umur fosil dapat dilakukan 2 cara: • Cara tidak langsung : yaitu dilakukan dengan mengukur umur lapisan bumi tempat fosil ditemukan. • Cara langsung : yaitu dengan mengukur umur fosil itu sendiri. Beberapa contoh penetapan umur fosil : 1. Berdasarkan peristiwa laju erosi 2. Berdasarkan peristiwa laju sedimentasi 3. Kandungan garam 4. Penentuan umur dengan zat radioaktif C. Evolusi Manusia Fosil subhuman tertua adalah Australophitecus, wujudnya lebih menyerupai kera daripada manusia, kemudian muncul manusia kera dari Jawa, Pitecanthropus erectus yang hidup pada ± 500.000 tahun yang lalu, sudah lebih menyerupai manusia daripada kera, volume otaknya ± 1000 cc, sedang pada gorilla ± 600 cc dan pada manusia modern ± 1500 cc, subhuman yang lain adalah Homo neanderthalensis, makhluk ini hidup pada pertengahan akhir Pleistocene, ± 500.000 sampai 50.000 tahun yang lalu, orang beranggapan bahwa makhluk ini manusia primitif yang pertama. Secara tepat takdapat diketahui kapan manusia modern ini muncul, tetapi mungkin yang tertua adalah tengkorak Swanscombe yang umurnya 300.000 tahun dan mungkin sekali lebih tua lagi, yaitu sekitar 500.000 tahun yang lalu makhluk ini pun diduga berasal dari Pithecarthropus. Maunusia modern yang mengganti kan Homo neanderthalensis adalah manusia Cro-maguon yang hidup sekitar 50.000 - 20.000 tahun yang lalu. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 72 Worksheet Diskusikan secara kelompok tentang pendapat-pendapat yang menyanggah teori-teori evolusi. Carilah sumber informasi melalui internet, buku panduan evolusi, artikel, dll. Kegiatan Belajar 3 TEORI EVOLUSI Evolusi ialah proses perubahan yang berlangsung sedikit demi sedikit dan memakan waktu yang lama. Dikenal 2 macam evolusi : 1. Evolusi progresif : evolusi meonju pada kemungkinan dapat bertahan hidup (survive). 2. Evolusi regresif (retrogreslf) : evolusi menuju pada kemungkinan menjadi punah. Teori evolusi merupakan perpaduan antara ide (gagasan) den fakta (kenyataan). Yang dianggap sebagai pencetus ide evolusi ialah Charles Darwin (1809-1892) yang menerbitkan buku mengenai asal mula spesies pada tahun 1859, dengan judul "On the ofiginof species by means of natural selection" atau "The preservation of favored races in the struggle for life". Alfred Wallace (1823-1913) secara terpisah mengembangkan pemikirannya dan menghasilkan konsepsi yang sama dengan pendapat Charles Darwin. Joseph Hooker, teman Charles Darwin menggabungkan tulisan Alfred Wallace den Charles Darwin. Judul kedua tulisan tersebut menjadi "On the tendency of species to from vafieties and on the perpetuation of vafieties and species by natural means of selection". Yang dianggap mengilhami Charles Darwin dengan gagasan evolusinya adalah 1. Jean Baptiste Lamarck (ahli biologi Pera~uis, 1744-1829). Yang idenya mengenai evolusi dituangkan dalam bukunya "Philosophic Zoologique". Inti isi buku tersebut : 1.1. Alam sekitar/lingkungan (environment) mempunyai pengaruh pada ciri-ciri/sifat-sifat yang diwariskan. 1.2. Ciri-ciri/sifat-sifat yang didapat (auquired characters) akan diwariskan kepada keturunannya. 1.3. Organ yang digunakan akan berkembang, sedan" yang tidak digunakan akan mengalami kemunduran. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 73 2. Sir Charles Lyell (ahli geologi Inggris, 1797-1875). Yang menerbitkan buku mengenai prinsip-prinsip geologi "Principles of Geology" (1830) menyatakan bahwa batuan, pulau-pulau dan benua selalu mengalami perubahan. 3. Thomas Robert Mathus (ahli ekonomi den kependudukan Inggris) Pro dan kontra tentang berbagai pendapat tentang masalah evolusi 1. Lamarck vs Weismann : Weismann (biologiawan Jerman 1834-1912) menentang pendapat Lamarck mengenai diturunkannya sifat-sifat yang diperoleh. Percobaannya : Dia mengawinkan 2 ekor tikus yang dipotong ekornya ternyata keturunannya tetap berekor panjang. Keadaan ini tetap berlangsung meskipun dilakukan sampai 20 generasi. 2. Lamarck vs Darwin : Mereka berbeda pendapat mengenai "munculnya" jerapah berleher panjang. * Menurut Lamarck : semula jerapah berleher pendek karena makanan yang berupa daun makin berkurang maka dari generasi ke generasi leher jerapah semakin panjang untuk menjangkau daun yang semakin tinggi letaknya. * Menurut Darwin : dalam populasi jerapah ada yang berleher panjang dan berleher pendek. Dalam kompetisi mendapatkan makanan jerapah berleher panjang tetap bertahan hidup jerapah berleher pendek lenyap secara perlahan-lahan. 3. Spesiasi atau terjadinya spesies baru: Ada pendapat spesies baru bisa terjadi dari spesies yang sudah ada karena interaksi antara faktor luar dan faktor dalam. Mekanismenya dapat dijelaskan dengan rumus : F = G + L, F = fenotip, G = genotip, L = lingkungan maka bila F1 F2 F3 F4 F5 .............. F12, dimana F12 mungkin sudah jauh berbeda dengan F1 sehingga F12 dapat dinyatakan sebagai spesies baru. PRINSIF HARDY- WEINBERG Pada tahun 1908, Hardy dan Weinberg mengemukaan teori tentang “Gen Pool” dari suatu populasi yang tidak berubah. Mereka menyatakan bahwa frekuensi alel dan genotif dari suatu Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 74 “gen pool” pada suatu populasi bersifat konstan kecuali bila terdapat mekanisme lain yang bekerja selain hukum segregasi mendel dan rekombinan alel.Prinsif Hardy-weinberg memungkinkan hukun genetika mendel menjelaskan teori evolusi Darwin. Persamaan Hardy-weinberg : Dimana P2 + 2 pq + q2 = 1 P2 : frekuensi genotif homozigot dominan 2pq : frekuensi genotif heterozigot q2 : frekuensi genotif homozigot resesif Prinsif Hardy-Weinberg harus memenuhi lima kreteria utama,yaitu : 1. Populasi terdiri dari jumlah indifidubyang sangat besar. 2. Tidak terjadi migrasi 3. Tidak terdapat mutasi 4. Perkawinan acak 5. Tidak terdapat seleksi alam (sumber ; Bahan ajar OSN/I SMA edisi keempat TOBI) Untuk dapat memahami masalah evolusi, perlu dipahami pengertian-pengertian berikut : A. Pengertian Spesies Populasi-populasi yang masih mungkin mengadakan pertukaran gen dikatakan termasuk dalam satu spesies. Variasi atau perbedaan morfologi fisiologi ataupun kelakuan tidak menjadi alasan dipisahkannya dua populasi menjadi dua spesies yang berbeda. B. lsolasi Reproduksi Barier (hambatan) geografik dapat memungkinkan terjadinya pemisahan dua populasi (allopatric) keadaan ini memungkinkan terjadinya isolasi reproduksi meskipun kedua populasi tersebut berada dalam satu lingkungan kembali (sympatrik). C. Macam-macam Isolasi Intrinsik 1. Mekanisme yang mencegah/menghalangi terjadinya perkawinan: 1.1. Isolasi ekogeografi 1.2. Isolasi habitat 1.3. Isolasi iklim/musim 1.4. Isolasi perilaku 1.5. Isolasi mekanik Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 75 2. Mekanisme yang mencegah terjadinya hibrida: 2.1. Isolasi gamet 2.2. Isolasi perkembangan 2.3. Ketidakmampuan hidup suatu hibrida 3. Mekanisme yang mencegah kelangsungan hibrida: 3.1. Kemandulan betina 3.2. Eliminasi hibrida yang bersifat selektif D. Spesiasi Sebagai Akibat Adanya Poliploid Contoh : pada tanaman bunga Oenothera lamarckiana yang mempunyai 14 kromosom, karena adanya peristiwa gagal berpisah (nondisjungtion) terjadi keturunan dengan 28 kromosom yang kemudian diberi nama Oenothera gigas. Kedua Oenothera tersebut dibedakan spesiesnya oleh karena pada persilangan antara keduanya akan menghasilkan turunan yang triploid dan kemudian ternyata steril. E. Radiasi Adaptif Contoh klasik radiasi adaptif adalah variasi dari burung finch di kepulauan Gallapagos, perbedaannya pada besar dan bentuk paruh, kebiasaan makan dan pada kelakuan yang lain. F. Divergensi, Kepunahan, Konvergensi Peristiwa radiasi adaptif merupakan peristiwa dimana dari satu spesies timbul dua atau beberapa spesies.Kalau dibuat garis keturunannya maka terlihat adanya garis-garis yang menyebar (divergen) oleh sebab itu peristiwa ini disebut divergensi. Banyak sebab-sebab kepunahan, antara lain karena perubahan alam sekitar yang begitu cepat yang tidak dapat diikuti dengan adaptasi/ re-adaptasi makhluk hidup tersebut, juga sebab-sebab biologik, seperti adanya peristiwa kompetisi antara organisme yang mempunyai kebutuhan sama. Konvergensi adalah peristiwa dimana dua makhluk atau lebih menghuni tempat hidup yang sama, tetapi makhluk tersebut memiliki asal-usul yang berbeda, hubungan yang jauh tetapi kemudian karena berada dalam tempat yang sama mempunyai organ-organ yang fungsinya serupa. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 76 Worksheet 1. Explain difference kinds evolutiaon theory. Evolution theory by Lamarck , Weismann and Darwin Answer :____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 77 UJI PEMAHAMAN Pilihlah satu jawaban yang paling tepat! 1. Stanley Miller dan Harold Urey menguji hipotesis Oparin dengan menciptakan perangkat percobaan seperti pada gambar.Senyawa X adalah ..... A . Senyawa organik terdiri dari asam amino, asam nukleat dan ribosa B . Senyawa organik, terdiri dari protein kompleks, polinukleotida dan karbohidrat C . Senyawa anorganik terdiri dari asam amino, glukosa dan asam nukleat D . Senyawa anorganik terdiri dari protein kompleks, poliribosa, dan polinukleotida E . Senyawa anorganik terdiri dari asam amino, polinukleotida dan karbohidrat 2. Beberapa fakta yang terjadi di alam antara lain; 1. Semua spesies mempunyai potensi reproduksi yang tinggi 2. Terdapat variasi yang diturunkan di antara individu satu spesies 3. Terdapat banyak homologi organ 4. Ditemukannya hewan yang sama di tempat yang berbeda Fakta yang menjadi dasar teori evolusi adalah A. 1 dan 2 B. 1 dan 4 C. 2 dan 3 D. 2 dan 4 E. 3 dan 4 Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 78 3. Gambar berbagai macam bagan percobaan konsep tentang hidup. Bagan percobaan manakah yang menentang teori biogenesis …. A. I B. II C. IV D. II dan III E . III dan IV 4. Pernyataan di bawah ini yang merupakan peristiwa evolusi biologi adalah ... A. terbentuknya asam amino pertama di muka bumi sebagai zat yang mirip virus B. perbedaan warna bunga pada tumbuhan sejenis karena pemberian hormon C. siput sawah bereproduksi secara vivivar sedangkan siput lainnya ovivar D. perbedaan ukuran tubuh pada dua tumbuhan sejenis karena pemupukan E. peningkatan populasi ngengat berwarna gelap di daerah pemupukan 5. Perhatikan model eksperimen Stanley Miller ini. Tempat air mendidih, sumber daya, dan air yang mengandung bahan organik secara berturut-turut adalah nomor ... A. 1,2, dan 4 B. 1,3, dan 5 C. 2,3, dan 4 Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 79 D. 2.4, dan 5 E. 3.4, dan 5 6. Hasil eksperimen Stanley Miller adalah terbentuknya zat yang kita sebut … A. amoniak B. asam nukleat C. asam asetat D. asam amino E. asam dioksi nukleat 7. Pernyataan tentang asal-usul kehidupan yang berkaitan dengan evolusi biologi adalah … A. makhluk hidup penghuni bumi berasal dari zarah yang menyerupai telur B. molekul CH4, NH3, H2 dan H2O yang terdapat dalam atmosfer bumi merupakan komponen penting tubuh C. makhluk hidup dan materi pembentukannya merupakan bagian integral dari alam semesta D. proses perkembangan makhluk hidup ditentukan semata-mata oleh persenyawaan CH4, NH3, H2O dan H2 E. makhluk hidup penghuni bumi berasal dari spora Kehidupan 8. Pada perangkat eksperimen Stanley Miller ini, nomor 1 dan 2 adalah … (2001) A. pendingin – labu pemanas B. pompa hampa – pendingin C. elektroda – sumber energi D. pendingin – penampung embun E. elektroda – pendingin 9. Hasil dari evolusi kimia menjelaskan awal terjadinya kehidupan di bumi sebab … Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 80 A. senyawa anorganik seperti molekul DNA memiliki kemampuan memperbanyak diri B. hasil evolusi kimia berupa protein yang mampu menunjukkan gejala-gejala hidup C. senyawa anorganik kompleks sebagai hasil evolusi kimia berupa protein merupakan bahan dasar pembentukan protoplasma D. dari evolusi kimia dihasilkan asam amino yang merupakan senyawa anorganik pembentuk protoplasma E. hasil evolusi kimia berupa senyawa organik kompleks molekul DNA yang mampu Memperbanyak diri 10. Pernyataan yang menunjukkan adanya evolusi kimia adalah … A. proses perubahan CH4, NH3, H2O dan H2 menjadi asam amino B. perubahan senyawa gas-gas di atmosfer untuk membentuk zat hidup C. perubahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana D. proses perubahan asam amino menjadi organisme heterotrop E. lautan adalah sumber molekul-molekul organik berupa “sop purba” 11. Asal-usul kehidupan berdasarkan teori evolusi biologi dinyatakan sebagai … A. proses kehidupan berasal dari lingkungan akuatik B. makhluk hidup penghuni berasal dari kehidupan sebelumnya C. semua kehidupan berasal dari kehidupan sebelumnya D. makhluk hidup dan proses pembentukannya merupakan bagian integral dari perkembangan Alam semesta E. pada saat tertentu atmosfer bumi tertutup oleh lapisan gas-gas bahan kehidupan 12. Teori tentang asal usul kehidupan di antaranya adalah … 1. teori kreasi khas 2. teori evolusi biokimia 3. teori generatio spontanen 4. teori kehidupan tidak berasal-usul 5. teori kosmozoan Dari teori-teori di atas yang eksperimennya dilakukan oleh Oparin dan Aristoteles adalah … A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 3 dan 4 D. 3 dan 5 E. 4 dan 5 Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 81 13. Pernyataan yang erat kaitannya dengan teori asal usul kehidupan dan menjadi dasar teori evolusi adalah … A. semua organisme sekarang berasal dari organisme sebelumnya B. suatu organisme primitif telah berkembang menjadi berbagai organisme kompleks C. di dalam suatu populasi makhluk hidup terdapat variasi D. burung finch di kepulauan galapagos merupakan imigran dari Amerika Selatan E. pada setiap zaman geologi diciptakan organisme yang berbeda 14. Stanlley Miller menggunakan campuran gas NH3 , CH4,H2 dan H2O dalam percobaannya. Dari hasil percobbannya tersebut Stanlley Miller dapat membuktikan bahwa... A. Asal mula kehidupan B. Energi dibutuhkan untuk membentuk mahluk hidup C. Asam amino merupakan substansi dasar semua kehidupan D. Kebeneran teori abiogenesis E. Bahwa mahluk berasal dari benda mati 15. Arti dari Omne Vivum ex ovo adalah . . . A. Setiap mahluk hidup berasal dari Induknya B. Setiap mahluk hidup berasal dari mahluk hidup C. Setiap mahluk hidup berasal dari anaknya D. Setiap mahluk hidup berasal dari telur E. Setiap mahluk hidup tidak berasal dari apa-apa NILAI : Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 PARAF ORANG TUA 82 Umpan Balik dan Tindak Lanjut Cocokan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban yang ada dibelakang lampiran modul ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar. Kemudian gunakan rumus dibawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap kegiatan belajar Tingkat Penguasaan = Jumlah jawaban benar X 100 % Jumlah soal Arti tingkat penguasaan yang anda capai : 90 % - 100 % = Baik sekali 80 % - 89 % = Baik 70 % - 79 % = Cukup - 69 % = Kurang Jika anda mencapai tingkat penguasaan diatas 80% anda dapat meneruskan dengan kegiatan belajar selanjutnya. Tetapi jika tingkat penguasaan anda dibawah 75%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar terutama bagian yang belum anda kuasai Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 83 Modul 4 BIOTEKNOLOGI Standar Kompetensi Memahami prinsip-prinsip dasar bioteknologi serta implikasinya bagi kehidupan manusia pada salingtemas Kompetensi Dasar 7.1 Menjelaskan arti prinsif dasar teknik DNA rekombinan dan jenis-jenis bioteknologi 7.2 Menjelaskan dan menganalisis peran bioteknologi, aplikasi teknik DNA rekombinan serta implikasinya pada sains, implikasi hasil-hasil bioteknologi pada sains lingkungan, teknologi dan masyarakat(salingtemas) Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan dapat : 1. Mendefinisikan istilah bioteknologi 2. Membandingkan prinsif bioteknologi tradisional dengan modern beserta produkproduknya 3. Menjelaskan aplikasi bioteknologi baik tradisional maupun modern pada bidang pangan, pertanian, peternakan, kesehatan dan pengobatan. 4. Mengetahui pemanfaatan mikroorganisme dalam bioteknologi 5. Memahami prinsip kerja kultur jaringan 6. Mengetahui tentang rekayasa genetik, tahapannya dan pemanfaatannya. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 84 Kegiatan Belajar 1 PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia. Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain. Bioteknologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa. Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan. Di bidang medis, penerapan bioteknologi di masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur. Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal. Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinan DNA, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lainlain. Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS. Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 85 dapat sembuh seperti sediakala. Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan rekombinan DNA, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan. Penerapan bioteknologi di masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru. Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan. Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan "lahirnya organisme baru" produk bioteknologi dengan sifat - sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain: • Jagung resisten hama serangga • Kapas resisten hama serangga • Pepaya resisten virus • Enzim pemacu produksi susu pada sapi • Padi mengandung vitamin A • Pisang mengandung vaksin hepatitis Rekayasa genetika Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi: 1. Isolasi gen. 2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik. 3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru. 4. Membentuk produk organisme transgenik. Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu: 1. Melalui proses introduksi gen Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 86 2. Melalui proses mutagenesis Proses introduksi gen Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah: 1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik 2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan 3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan 4. Uji coba kultur tersebut di lapangan Mutagenesis Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama. Fermentasi Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal. Ahli Kimia Perancis, Louis Pasteur adalah seorang zymologist pertama ketika di tahun 1857 mengkaitkan ragi dengan fermentasi. Ia mendefinisikan fermentasi sebagai "respirasi (pernafasan) tanpa udara". Pasteur melakukan penelitian secara hati-hati dan menyimpulkan, "Saya berpendapat bahwa fermentasi alkohol tidak terjadi tanpa adanya organisasi, pertumbuhan dan multiplikasi selsel secara simultan..... Jika ditanya, bagaimana proses kimia hingga mengakibatkan dekomposisi dari gula tersebut... Saya benar-benar tidak tahu". Ahli kimia Jerman, Eduard Buchner, pemenang Nobel Kimia tahun 1907, berhasil menjelaskan bahwa fermentasi sebenarnya diakibatkan oleh sekeresi dari ragi yang ia sebut sebagai zymase. Penelitian yang dilakukan ilmuan Carlsberg (sebuah perusahaan bir) di Denmark semakin meningkatkan pengetahuan tentang ragi dan brewing (cara pembuatan bir). Ilmuan Carlsberg tersebut dianggap sebagai pendorong dari berkembangnya biologi molekular. Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 87 digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi. Reaksi Reaksi dalam fermentasi berbeda-beda tergantung pada jenis gula yang digunakan dan produk yang dihasilkan. Secara singkat, glukosa (C6H12O6) yang merupakan gula paling sederhana , melalui fermentasi akan menghasilkan etanol (2C2H5OH). Reaksi fermentasi ini dilakukan oleh ragi, dan digunakan pada produksi makanan. Persamaan Reaksi Kimia C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (Energi yang dilepaskan:118 kJ per mol) Dijabarkan sebagai Gula (glukosa, fruktosa, atau sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP) Jalur biokimia yang terjadi, sebenarnya bervariasi tergantung jenis gula yang terlibat, tetapi umumnya melibatkan jalur glikolisis, yang merupakan bagian dari tahap awal respirasi aerobik pada sebagian besar organisme. Jalur terakhir akan bervariasi tergantung produk akhir yang dihasilkan. Sumber energi dalam kondisi anaerobik Fermentasi diperkirakan menjadi cara untuk menghasilkan energi pada organisme purba sebelum oksigen berada pada konsentrasi tinggi di atmosfer seperti saat ini, sehingga fermentasi merupakan bentuk purba dari produksi energi sel. Produk fermentasi mengandung energi kimia yang tidak teroksidasi penuh tetapi tidak dapat mengalami metabolisme lebih jauh tanpa oksigen atau akseptor elektron lainnya (yang lebih highly-oxidized) sehingga cenderung dianggap produk sampah (buangan). Konsekwensinya adalah bahwa produksi ATP dari fermentasi menjadi kurang effisien dibandingkan oxidative phosphorylation, di mana pirufat teroksidasi penuh menjadi karbon dioksida. Fermentasi menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa bila dibandingkan dengan 36 ATP yang dihasilkan respirasi aerobik. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 88 "Glikolisis aerobik" adalah metode yang dilakukan oleh sel otot untuk memproduksi energi intensitas rendah selama periode di mana oksigen berlimpah. Pada keadaan rendah oksigen, makhluk bertulang belakang (vertebrata) menggunakan "glikolisis anaerobik" yang lebih cepat tetapi kurang effisisen untuk menghasilkan ATP. Kecepatan menghasilkan ATP-nya 100 kali lebih cepat daripada oxidative phosphorylation. Walaupun fermentasi sangat membantu dalam waktu pendek dan intensitas tinggi untuk bekerja, ia tidak dapat bertahan dalam jangka waktu lama pada organisme aerobik yang kompleks. Sebagai contoh, pada manusia, fermentasi asam laktat hanya mampu menyediakan energi selama 30 detik hingga 2 menit. Tahap akhir dari fermentasi adalah konversi piruvat ke produk fermentasi akhir. Tahap ini tidak menghasilkan energi tetapi sangat penting bagi sel anaerobik karena tahap ini meregenerasi nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+), yang diperlukan untuk glikolisis. Ia diperlukan untuk fungsi sel normal karena glikolisis merupakan satu-satunya sumber ATP dalam kondisi anaerobik. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 89 Kegiatan Belajar 2 Fermentasi makanan Pembuatan tempe dan tape (baik tape ketan maupun tape singkong atau peuyeum) adalah proses fermentasi yang sangat dikenal di Indonesia. Proses fermentasi menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat berguna, mulai dari makanan sampai obat-obatan. Proses fermentasi pada makanan yang sering dilakukan adalah proses pembuatan tape, tempe, yoghurt,dan tahu Ciri utama bioteknologi: 1. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan 2. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri 3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian Gbr. Kegunaan Bioteknologi untuk memenuhi kebutuhan manusia Perkembangan bioteknologi : 1. Era bioteknologi generasi pertama bioteknologi sederhana. Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan. Contoh: pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 90 2. Era bioteknologi generasi kedua. Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Contoh: a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat b. pengolahan air limbah c. pembuatan kompos 3. Era bioteknologi generasi ketiga. Proses dalam kondisi steril. Contoh: produksi antibiotik dan hormon 4. Era bioteknologi generasi baru bioteknologi baru. Contoh: produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal Bioteknologi Dalam Produksi Pangan 1. MAKANAN BAHAN SUSU Prinsipnya adalah memfermentasi susu menghasilkan asam laktat. 1. Keju Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang juga berperan memberi rasa dan tekstur keju. 2. Yoghurt Mikroba: 1. Lactobacillusbulgaris pemberi rasa dan aroma 2. Streptococcus thermophilus menambah keasaman 3. Mentega Mikroba: Leuconostoc cremoris Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 91 Gbr. Tahap-tahap dasar pembuatan minuman anggur merah 3. MAKANAN NON SUSU 1. Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur "wine", rum), oleh ragi 2. Kecap, oleh Aspergillus oryzae 3. Nata de Coco, oleh Acetobacter xilinum Prinsipnya adalah pemecahan amilum oleh mikroba menghasilkan gula, yangkemudian difermentasi 4. Cuka, oleh Acetobacter aseti Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat 1. Antibodi Monoklonal adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel Limpa dan sel mieloma) yang dikultur. Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan 2. Terapi Gen adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal 3. Antibiotik Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum. - Penicillium chrysogenum memperbaiki penisilin yang sudah ada Dilakukan dengan Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 92 mutasi secara .radiasi ultra violet dan sinar X. penisilin N. - Cephalospurium - Cephalosporium sefalospurin C. - Streptomyces 4. streptomisin, untuk pengobatan TBC Interferon Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika. 5. Vaksin Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria. Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia. Gbr. Tahapan sintesis vaksin yang direkayasa secara genetika Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 93 6. PROTEIN SEL TUNGGAL (Single Cell Protein = SCP) adalah makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme Contoh: 1. Mikoprotein dari Fusarium .............. Substrat: tepung gandum dan ketan ............2. Spirulina dan Chlorella Kelebihan SCP: 1. Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan 2. Pertumbuhan cepat Gbr. Diagram umum proses/tahapan produksi SCP Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu). ...................................................................aktivitas Reaksi: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 ———————————> CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi .................................................aktivitas CuSO4 + 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ———————————> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+ Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof Kegiatan Belajar 3 Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran 1. Pencemaran oleh minyak. Strain-strain Pseudomorms mengkonsumsi hidrokarbon. Rekayasa genetik Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 94 membentuk bakteri super yangmeogandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi hidrokarbon. 2. Limbah organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob. Gbr. Skema pengolahan air limbah Bioteknologi Dalam Pemberantasan Hama Dalam membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama secara biologi antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan tanaman resisten hama. 1. Bacillus thuringiensis menghasilkan bioinsektisida yang toksin terhadap larva serangga. -Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman menghasilkan ..tanaman yang bersifat resisten hama serangga. - Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan ..ke tanaman. Racun akan merusak saluran pencernaan serangga. 2. Baculovirus sp. Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga akan mati dengan sebelumnya, menyebarkan virus melalui perkawinan. Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 95 Bioteknologi Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan Sifat TOTIPOTENSIAL tanaman, dapat diterapkan untuk kultur jaringan. Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru. Penemu F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel. Gambar 1 Skema teknik kultur jaringan sederhana yang dilakukan oleh Steward terhadap tanaman wortel (Daucus carota). MANFAAT / KEUNTUNGAN KULTUR JARINGAN 1. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g singkat 2. Sifat identik dengan induk 3. Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki 4. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 96 1. Tanaman kebal terhadap penyakit, misalnya tembakau kebal terhadap TMV. Skema rekayasa genetika untuk membuat tumbuhan kebal virus TMV 2. Tanaman mampu menambat N2. Pemberian nitrogen dalam bentuk pupuk buatan secara berlebih ternyata berdampak negatif yaitu: 1. Meningkatkan tekanan osmosis air tanah 2. Meningkatkan keasaman tanah akibat lanjut adalah defisiensi Ca, Mg dan K 3. Terjadinya eutrofikasi karena penumpukan NO3 di perairan, jalan keluarnya adalah dilakukan rekayasa genetika Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 97 UJI PEMAHAMAN Pilihlah salah satu jawaban benar 1. Pemuliaan tanaman untuk mendapatkan bibit unggul dengan cara memindahkan gen tertentu dari suatu species lain dengan perantaraan mikroorganisme dikenal sebagai A. Kultur jaringan B. Rekayasa genetic C. Transplantasi D. Radiasi induksi E. Mutasi buatan 2. Berikut ini merupakan kelebihan pengawetan makanan dengan menggunakan radiasi, kecuali A. Kesegaran bahan pangan tidak berubah B. Tidak membusuk selamanya C. Tidak menimbulkan polusi lingkungan D. Meningkatkan mutu dan hygiene bahan pangan E. Tidak menimbulkan residu zat kimia pada makanan 3. Dampak negative yang ditimbulkan oleh kemajuan ilmu dan teknologi terhadap sumber daya manusia adalah .. A. Timbulnya pengangguran tenaga kerja pasar B. Menurunnya sumber plasma nutfah C. Produksi yang berlebihan menyebabkan turunnya harga D. Terjadinya perubahan sikap social E. Lahan pertanian berkurang, produksi kecil 4. Salah satu cara pemanfaatan bioteknologi dalam bidang kedokteran adalah menyambungkan . A. DNA bakteri ke dalam pancreas manusia B. Kromosom bakteri ke dalam DNA manusia C. Gen yang memproduksi insulin ke dalam DNA bakteri D. DNA virus ke dalam DNA bakteri E. Gen virus ke dalam gen bakteri Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 98 5. Penerapan bioteknologi untuk mendapatkan varietas varietas unggul akan menjurus pada … A. Meningkatnya jenis hama tanaman B. Meningkatnya keanekaragaman genetic C. Meningkatnya keanekaragaman ekologi D. Menurunkan kualitas produk pertanian E. Menurunkan kualitas lingkungan 6. Pengaruh rekayasa genetic terhadap sumber daya protein hewani adalah … A. Meningkatnya biaya pemeliharaan hewan B. Menurunkan variasi pada hewan C. Meningkatnya daya tahan hewan terhadap virus D. Meningkatnya populasi hewan E. Menurunnya jumlah makanan yang dibutuhkan hewan 7. Berikut ini pemanfaatan rekayasa genetika untuk meningkatkan kualitas kesehatan manusia, kecuali … A. Insulin B. Antibiotic C. Antibody monoclonal D. Interferon E. Terapi gen sel sumsum tulang 8. Ilmuwan yang dikenal sebagai Bapak Bioteknologi adalah .. A. Alexander Flemming B. Robert Hooke C. Robert Cock D. Louise Pasteur E. Lazzaro Spalanzani Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 99 9. Penerapan teknologi rekayasa genetika pada manusia pertama kali adalah pada penderita … A. Malaria B. Diabetes C. Asma D. Ginjal E. Jantung 10. Berikut ini bahaya dari bioteknologi, kecuali .. A. Digunakan untuk senjata biologis B. Memunculkan organisme strain jahat C. Mengganggu keseimbangan lingkungan D. Menyalahi hukum dan nilai masyarakat E. Menambah keanekaragam hayati 11. Proses manakah yang terjadi di dalam bejana fermentasi sehingga terbentuk zat antibiotik penisilin? A. Terjadinya reaksi kimia antara zat makanan dan jamur Penicillium sehingga terbentuk zat penisilin. B. Zat antibiotic penisilin perlu ditambahkan dalam bejana sehingga dapat merangsang jamur untuk memproduksi antibiotic. C. Jamur Penicillium tumbuh subur dalam bejana fermentasi sehingga dapat menghasilkan penisilin D. Bakteri – bakteri tertentu tumbuh subur dalam bejana fermentasi sehingga menghasilka penisilin E. Udara dalam bejana fermentasi menyebabkan makanan dalam bejana tersebut teroksidasi dan membentuk penisilin 12. Mikroorganisme yang dimanfaatkan dalam pembuatan asam sitrat adalah .. A. Aspergillus niger B. Aspergillus flavus C. Aspergillus wentii D. Aspergillus soyae E. Aspergillus oryzae Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 100 13. Organisme yang mengandung gen dari spesies lain disebut….. A. Transplantasi B. Transgenik C. Mutasi D. Implementasi E. Vaksinasi 14. Teknik yang bisa digunakan untuk membantu penderita diabetes mellitus adalah… A. Terapi gen B. Plasmid C. Retrovirus D. Rekombinan DNA E. Mieioma 15. Gen yang diberikan pada sapi segar agar produksi susu sapi meningkat adalah….. A. Somatotropin B. Somamamae C. Insulin D. Retrovirus E. Virulen 16. Berikut ini merupakan cabang ilmu biologi dan ilmu kimia yang mendukung kemajuan dan perkembangan bioteknologi, kecuali…… A. Fisiologi B. Biologi molekuler C. Inokulasi D. Genetika E. Mikrobiologi Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 101 17. Manakah yang termasuk produk dari bioteknologi konvensional? A. Zat Glutamat B. Kultur jaringan C. Autoklaf D. Cloning E. Hibridoma 18. Pada tahap persiapan kultur jaringan, digunakan alat yang berfungsi untuk sterilisasi alat dan bahan yang disebut….. A. Kalus B. Autoklaf C. Aseptis D. Aklimatis E. Metabolit 19. Tahapan penanaman eksplan yang sudah steril ke dalam atau diatas medium buatan pada botol kultur adalah.... A. Aklimatisasi B. Pemeliharaan C. Persiapan D. Tahap pembentukkan E. Inokulasi 20. Mikroorganisme berikut yang digunakan untuk membuat tempe dan kecap adalah ….. A. Rhizopus oligospora, Saccharomyces cereviceae B. Streptococcus, Aspergillus flavus C. Lactobacillus, Aspergillus oryzae D. Rhizopus oryzae, Aspergillus oryzae E. Saccharomyces, Aspergillus wentii Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 102 21. Dalam proses pembuatan yakult melibatkan bakteri…. A. Acetobacter xylinium B. Lactobacillus thermophillus C. Lactobacillus bulgaricus D. Lactobacillus casei E. Streptomyces griseus 22. Teknik penyambungan segmen DNA dari suatu organisme ke DNA organisme lain melalui vektor untuk memperoleh hasil yang diinginkan disebut teknologi ………… A. hibridoma B. interferon C. plasmid D. fermentasi E. kloning 23. Prosedur yang digunakan untuk mendapatkan DNA rekombinan adalah….. A. hibridisasi galur murni B. induksi kolkisin pada tanaman budidaya C. menumbuhkan sel somatik dari wortel melalui kultur jaringan D. transformasi bakteri dengan DNA manusia E. menghalangi pembentukan benang spindel pada saat mitosis 24. Antibodi monoklonal sangat berguna terutama untuk………. A. Pengenalan antibodi baru B. Meningkatkan ketahanan tubuh terhadap kanker C. Menghasilkan protein hasil rekayasa genetika D. Mendiagnosis jenis penyakit yang diderita pasien E. Bahan mentah bagi industri plastik 25. Bioteknologi mikroorganisme Methanobacterium omelianski bermanfaat dalam proses ...... A. Mengubah limbah menjadi bahan bakar gas B. Memisahkan logam tertentu dari bijinya C. Mengubah limbah menjadi zat yang tidak berbahaya Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 103 D. Memecah mineral sulfida menjadi ion sulfat E. Menjadikan tanaman dapat menyerap N2 bebas dari udara NILAI : PARAF ORANG TUA Umpan Balik dan Tindak Lanjut Cocokan hasil jawaban anda dengan kunci jawaban yang ada dibelakang lampiran modul ini. Hitunglah jumlah jawaban anda yang benar. Kemudian gunakan rumus dibawah ini untuk mengetahui tingkat penguasaan anda terhadap kegiatan belajar Tingkat Penguasaan = Jumlah jawaban benar X 100 % Jumlah soal Arti tingkat penguasaan yang anda capai : 90 % - 100 % = Baik sekali 80 % - 89 % = Baik 70 % - 79 % = Cukup - 69 % = Kurang Jika anda mencapai tingkat penguasaan diatas 80% anda dapat meneruskan dengan kegiatan belajar selanjutnya. Tetapi jika tingkat penguasaan anda dibawah 75%, maka anda harus mengulangi kegiatan belajar terutama bagian yang belum anda kuasai Siti maisaroh,SPd Modul Biologi 5 104
