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