A.

Kompetensi Dasar
3.5 Menerapkan prinsip pewarisan sifat makhluk hidup menurut hukum Mendel.
4.5 Menyajikan hasil penerapan hukum Mandel dalam perhitungan peluang dari
persilangan makhluk hidup di bidang pertanian dan peternakan.

B. Tujuan Pembelajaran
Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan dapat menemukan perbandingan
hukum Mendel dengan menggunakan probabilitas pada persilangan monohibrida dan
dihidrida.

C. Uraian Materi
Prinsip Pewarisan Sifat Makhluk Hidup Berdasarkan Hukum Mendel
Penurunan sifat dari induk kepada keturunannya dikenal sebagai
hereditas.
Pewarisan sifat induk kepada keturunannya melalui gamet dengan mengikuti aturan
- aturan tertentu. Orang pertama yang meneliti tentang penurunan sifat yaitu Gregor
Johann Mendel. Mendel adalah tokoh genetika yang diakui sebagai penemu hukum-
hukum hereditas atau pewarisan sifat menurun.

Gambar 3 : Gregor Johan Mendel

Sumber: Campbell, et al.2009

Memang sebelum maupun sesudah Mendel, banyak tokoh-tokoh yang berbicara

tentang teori hukum-hukum pewarisan sifat menurun, antara lain sebagai berikut :
1. Teori Darah; mengatakan bahwa sifat keturunan dibawa oleh darah. Teori ini
gugur setelah ditemukannya peristiwa transfusi darah, sebab orang yang
menerima tambahan darah ternyata sifatnya tidak berubah seperti sifat donornya.
2. Teori Preformasi; menyatakan adanya makhluk hidup kecil di dalam gamet
sebagai
calon individu baru.
3. Teori Epigenesis; (teori ini mengkritik teori preformasi) menyatakan bahwa sel
telur yang telah dibuahi oleh sperma akan mengadakan pertumbuhan sedikit demi
sedikit.
4. Teori Pangenesis; menyatakan bahwa setelah ovum dibuahi oleh sperma maka
dalam sel kelamin terdapat tunas-tunas yang tumbuh menjadi makhluk hidup
baru.
5. Teori Haeckel; menyatakan bahwa yang bertanggung jawab atas sifat keturunan
adalah substansi inti dari sperma.

Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Gregor Johan Mendel telah melakukan

eksperimen dengan membastarkan tanaman-tanaman yang memiliki sifat beda.
Tanaman yang dipilih adalah tanaman kacang ercis (Pisum sativum), karena memiliki
kelebihan-kelebihan sebagai berikut :
1. mudah melakukan penyerbukan silang
2. mudah didapat
3. mudah hidup dan dipelihara
4. cepat berbuah atau berumur pendek
5. terdapat jenis-jenis dengan sifat beda yang menyolok, seperti terlihat
pada
gambar.

Gambar 4 : Tanaman Kapri dengan perbedaan sifat yang mencolok

Sumber : Campbell, et al.2009

Penggunaan kacang ercis juga membuat Mendel dapat melakukan control yang ketat
berkenaan dengan tanaman mana yang saja yang akan disilangkan. Organ kelamin
dari tanaman kacang ercis terdapat pada bunganya dan setiap bungan kacang ercis
mempunyai sekaligus organ kelamin jantan (benang sari) dan organ kelamin betina
(putik). Biasanya tanaman ini melakukan fertilisasi sendiri (serbuk sari jatuh pada
putik bunga yang sama). Untuk penelitian ini Mendel melakukan penyerbukan silang
dengan karakter-karakter yang bervariasi dengan pendekatan apakah karakter itu
“ada atau tidak ada” dan bukan dengan apakah karakter itu “lebih banyak atau lebih
sedikit”. Sebagai contoh tanaman Mendel mempunyai bunga ungu saja atau putih
saja, tidak ada karakter antara kedua variaetas tersebut.

Mendel juga memastikan dia memulai percobaannya denga varietas galur murni,
yang berarti ketika tanaman melakukan penyerbukan sendiri semua keurunannya
akan mempunyai varias yang sama. Contohnya tanaman yang berbunga ungu akan
menghasilkan keturunan yang semuanya berbunga ungu. Dan untuk selanjutnya
Mendel melakukan percobaan dengan melakukan penyerbukan silang terhadap dua
varietas ercis bergalur murni yang sifatnya kontras, contoh tanaman berbunga ungu
dengan tanaman yang berbunga putih. Perkawinan atau persilangan dua varietas ini
disebut hibridisasi.

Berdasarkan teori Mendel, jika kita membastarkan jenis mangga bergalur murni yang
sifat buahnya besar dan rasanya masam dengan jenis mangga lain bergalur murni
yang sifat buahnyan kecil dan rasanya manis, akan kita peroleh jenis mangga hibrida
(hasil) pembastaran dengan sifat buah yang besar dan rasanya manis, dengan sarat
sifat besar dominan terhadap kecil dan sifat manis dominant terhadap masam.
Untuk mengetahui bahwa suatu tanaman bergalur murni atau tidak dapat dilakukan
dengan penyerbukan sendiri. Bila bergalur murni akan selalu menurunkan keturunan
yang sifatnya sama dengan sifat induknya, meski dilakukan penyerbukan berulang
kali dalam beberapa generasi.

Pada perkawinan induk jantan dengan induk betina disebut parental dan disimbolkan
dengan hurup P (capital). Hasil persilangan parental atau keturunannya disebut anak
(filial) dan diberi symbol dengan huruf F (capital). Persilangan induk galur murni
dengan galur murni disebut P1 dan filialnya disebut F1. Persilangan induk jantan F1
dengan induk betina F1 secara acak disebut P2 dan filialnya disebut F2 dan
seterusnya. Galur murni selalu bergenotif homozigot dan disimbolkan dengan dengan
huruf yang sama, huruf capital semua atau huruf kecil semua, misalnya AA untuk
sifat dominant atau aa untuk sifat resesif.

Genotif adalah sifat yang tidak tampak yang ditentukan oleh pasangan gen atau
susunan gen dalam individu yang menentukan sifat yang tampak. Sifat yang tampak
dari luar atau sifat keturunan yang dapat kita amati sebagai ekspresi dari
susunan gen (genotif) disebut dengan fenotif. Menurut Stern, genotif dan faktor
lingkungan dapat mempengaruhi fenotif. Dengan demikian, dua genotif yang sama
dapat menunjukkan fenotif yang berbeda apabila lingkungan bagi kedua genotif
tersebut berbeda. Genotif BB dan RR pada contoh di atas kita sebut genotif homozigot
dominant, sedangkan bb dan rr adalah homozigot resesif. Huruf B (huruf kapital)
dengan b (huruf kecil) atau R dengan r merupakan pasangan gen atau alel. Menurut
letaknya, alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian dari
kromosom homolog. Sedangkan jika dilihat dari pengaruh fenotif, alel ialah anggota
dari sepasang gen yang memiliki pengaruh yang berlawanan. Jadi , B dan R bukan
alelnya demikian pula b dan r juga bukan alelnya.

Jika genotif suatu individu suatu individu terdiri dari pasangan alel yang tidak sama,
disebut genotif heterozigot (hetero: lain; zigot: hasil perleburan gamet jantan dan
gamet betina). Sedangkan jika genotif terdiri dari pasangan alel yang sama disebut
homozigot.
Perlu dipahami bahwa symbol-simbol huruf BB, bb, RR, rr dan sebagainya yang kita
sebut genotif denga fenotif bulat dan kisut, lurus dan tidak lurus ini adalah
merupakan suatu perjanjian yang kita sepakati bersama (konvensi bersama).
Beberapa konvensi lain yang perlu kita kenal dan ketahui antara lain adalah :
 Sifat gen-gen dominan ( yang bersifat kuat sehingga menutupi ekspresi / pengaruh
gen alelnya ) disimbolkan huruf besar, sedangkan pengaruh gen yang tertutup
(alelnya) disebut resesif dan disimbolkan dengan huruf kecil dari huruf yang sama
untuk gen dominannya.
 Sifat dominan dari dua genotif yang berbeda dapat mempunyai fenotif yang
sama.
Akan tetapi untuk genotif kisut selalu bb, demikian juga untuk rambut tidak
lurus
selalu rr. Jadi fenotif sifat resesif selalu bergenotif homozigot; berarti pula selalu
bergalur murni

a. Persilangan Monohibrida
Monohibrid atau monohibridisasi adalah suatu persilangan / pembastaran dengan
satu sifat beda. Monohibrid pada percobaan Mendel adalah persilangan antara
ercis berbunga ungu dengan ercis berbunga putih. Untuk mengetahui bahwa suatu
gen bersifat dominan maka harus dilakukan monohibridisasi antara individu yang
memiliki sifat gen tersebut dengan sifat kontrasnya (alelnya) yang sama-sama
bergalur murni. Jika fenotif F1 sama dengan sifat gen yang diuji tadi, berarti sifat
itulah yang dominan. Perhatikan diagram persilangan monohibrid antara ercis
berbunga ungu dengan ercis berbunga putih berikut ini :

Gambar 5: Persilangan Monohibrida

Sumber : Campbell, et al.2009

Fenotif Genotif Jumlah genotif Perbandingan fenotif

Bunga Ungu PP 1 3
Bunga Ungu Pp 2 1
Bunga Putih Pp 1
Jika kita amati pada pembentukan gamet dari tanaman heterozigot (F1) ternyata
ada pemisahan alel, sehingga ada gamet dengan alel P dan ada gamet dengan alel
p. Prinsip pembentukan gamet pada genotif induk yang heterozigot dengan
pemisahan alel tersebut dikenal dengan Hukum Mendel I yang disebut Hukum
Segregasi (pemisahan) secara bebas (The Law of Segregation of Allelic Genes).

Cara mencari macam dan jumlah gamet, dapat diperhatikan pada tabel di bawah
ini!
Tabel 1. Cara mencarai macam dan jumlah gamet

Dari data yang diperoleh dalam percobaan-percobaannya, Mendel menyusun

hipotesis dalam menerangkan hukum-hukum hereditas sebagai berikut :
1. Tiap karakter /sifat dari organisme hidup dikendalikan oleh sepasang factor
keturunan, satu dari induk betina dan lainnya dari induk jantan
2. Tiap pasangan faktor keturunan menunjukkan bentuk alternatif sesamanya,
misalnya ungu atau putih, bulat atau kisut dan lainnya. Kedua bentuk alternatif
disebut dengan alel
3. Satu dari pasangan alel bersifat dominan atau menutupi alel yang resesif bila
keduanya bersama-sama.
4. Pada pembentukan sel kelamin (gamet), terjadi peristiwa meiosis, pasangan
factor keturunan kemudian memisah. Setiap gamet menerima salah satu faktor
dari pasangan itu. Kemudian pada proses fertilisasi, factor-faktor ini akan
berpasang-pasangan secara bebas.
5. Individu dengan galur murni mempunyai dua alel yang sama, dominan semua
atau resesif semua.
6. Semua individu pada F1 adalah sama / seragam
7. Jika dominasi tampak sepenuhnya, maka individu F1 memiliki fenotif seperti
induknya yang domina.
 8. Jika dominansi tampak sepenuhnya, maka perkawinan monohibrid ( Pp X Pp)
menghasilkan keturunan yang memperlihatkan perbandingan fenotif 3 : 1 ,
yaitu ¾ berbunga ungu dan ¼ berbunga putih dan memperlihatkan
perbandingan genotif 1 : 2 : 1, yaitu ¼ TT : 2/4 Tt : ¼ tt

b. Persilangan Intermediet
Jika sifat gen dominan tidak penuh (intermediet), maka fenotif individu F1 tidak
seperti salah satu fenotif induk galur murni, melainkan mempunyai sifat fenotif
diantara kedua induknya. Demikian pula perbandingan fenotif F2 nya tidak 3 : 1,
melainkkan 1 : 2 : 1, sama dengan perbandingan genotif F2 nya. Coba perhatikan
diagram persilangan monohybrid diantara Mirabillis jalapa merah galur murni
dengan genotif MM dengan tanaman Mirabillis jalapa berbunga putih galur murni
dengan genotif mm berikut ini!

Gambar 6: Persilangan Intermediet

Sumber : Campbell, et al.2009

c. Persilangan Dihibrida:
Dihibrida atau dihibridisasi ialah suatu persilangan (pembastaran) dengan dua
sifat beda. Untuk membuktikan Hukum Mendel II dengan prinsip berpasangan
secara bebas, Mendel melakukan eksperimen dengan membastarkaan tanaman
Pisum sativum bergalur murni dengan dua sifat beda yang diamati, yaitu biji bulat
berwarna kuning dengan galur murni biji kisut berwarna hijau. Gen R (bulat)
dominan terhadap gen r (kisut) dan Y (kuning) dominant terhadap y (hijau). Untuk
jelasnya coba perhatikan skema persilangan di bawah ini!

P : RRYY x rryy
(bulat kuning) (kisut hijau)

Gamet : RY ry

F1 : RrYy
(bulat kuning)
F2 : RrYy x RrYy

Tabel 2. Persilangan RrYy x RrYy

RY Ry rY ry
RY RRYY 1) RRYy 2) RrYY 3) RrYy 4)
Ry RRYy 5) RRyy 6) RtYy 7) Rryy 8)
rY RrYY 9) RrYy 10) rrYY 11) rrYy 12)
ry RrYy 13) Rryy 14) rrYy 15) Rryy 16)

Fenotif pada F2 :
 Biji bulat, endosperm berwarna kuning nomor 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 13
 Biji bulat, endosperm berwana hijau nomor 6, 8, 14
 Biji kisut, endosperm berwarna kuning nomor 11, 12, 15
 Biji kisut, endosperm berwarna hijau nomor 1

Rasio genotif :
“RRYY : RrYY : RRYy : RrYy : RRyy : Rryy : rrYY : rrYy : rryy (9
genotif)
1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1

Rasio fenotif :
“Bulat Kuning : Bulat Hijau : Kisut Kuning : Kisut Hijau (4 genotif)
9 : 3 : 3 : 1

Tabel 3. Perbandingan genotif dan fenotif pada dihibrida F2

Dalam membuat perhitungan itu Mendel menganggap bahwa gen-gen pembawa

kedua sifat itu berpisah secara bebas terhadap sesamanya sewaktu terjadi
pembentukan gamet. Hukum Mendel II ini disebut juga Hukum
Pengelompokan Gen Secara Bebas(The Law Independent Assortment of Genes).
Jadi pada dihibrida BbKk, misalnya :
 gen R mengelompok dengan Y = gamet RY
 gen R mengelompok dengan y = gamet Ry
 gen r mengelompok dengan Y = gamet rY
 gen r mengelompok dengan y = gamet ry
Angka-angka perbandingan fenotif F2 monohibrida =3:1; sedangkan perbandingan
fenotif F2 pada dihibrida =9:3:3:1, akan tetapi dalam kenyataannya perbandingan
yang diperoleh tidak persis seperti angka perbandingan tersebut, melainkan
mendekati perbandingan 3:1 atau 9:3:3:1.
Misalnya :
 Pada monohibrida diperoleh perbandingan
- berbunga ungu : 787 = 2,84 = 3
- berbunga putih : 277 = 1 =1
Angka tersebut menunjukkan perbandingan 3 : 1
  Pada dihibrida diperoleh perbandingan
- bulat kuning : 315 tanaman
- bulat hijau : 101 tanaman
- kisut kuning : 108 tanaman
- kisut hijau : 32 tanaman
Angka-angka tersebut menunjukkan perbandingan yang mendekati 9 : 3 : 3 : 1
d. Persilangan Dihibrida Intermediet
Pada dihibridisasi intermediet (dominansi tidak penuh), perbandingan fenotif
tidak sama dengan salah satu induknya melainkan mempunyai sifat di antara
kedua gen dominant dan gen resesif, seperti persilangan tanaman bunga kelopak
lebar warna merah (LLMM) dengan bunga kelopak sempit warna putih (llmm)
pada diagram di bawah ini !

Tabel 4. Perbandingan Genotif dan Fenotif F2

pada Persilangan Dihibrida Dominansi Tidak Penuh.

Jika prinsip-prinsip Mendel tersebut kita jadikan 4 prinsip, maka dapat kita
simpulkan sebagai berikut :
1. Prinsip hereditas ; menyatakan bahwa pewarisan sifat-sifat organisme
dikendalikan oleh factor menurun (gen). Setiap individu yang berkembang dari
zigot merupakan hasil dari peleburan gamet-gamet, yaitu gamet jantan
(spermma) dengan gamet betina (ovum). Melalui gamet-gamet inilah informasi
genetik dari kedua orang tua (induk) diturunkan kepada keturunannya.
Informasi genetic ini merupakan struktur nyata, yaitu gen yang terkandung
dalam kromosom.
2. Prinsip segregasi bebas ; pada pembentukan gamet, pasangan gen memisah
secara bebas sehingga tiap gamet mendapatkan salah satu gen dari pasangan
gen (alel) yang memisah.
3. Prinsip berpasangan secara bebas ; pada proses pembuahan (fertilisasi), gen-
gen dari gamet jantan maupun gen-gen dari gamet betina akkan berpasangan
secara bebas.
4. Prinsip dominansi penuh atau tidak penuh (intermediet); fenotif (pengaruh) gen
dominant akan terlihat menutupi pengaruh gen resesif. Sedangkan pada
prinsip dominansi tidak penuh, fenotif gen pada individu heterozigot berada
diantara pengaruh kedua alel gen yang menyusunnya.
 Tabel 5. Hubungan Antara Banyaknya Sifat Beda,
Jumlah Gamet, Kombinasi Genotif dan Fenotif pada F2-nya.

Tabel tersebut menunjukkan hubungan antara banyaknya sifat beda dengan

perbandingan fenotif F2 dan macam fenotif dengan metode segitiga pascal.

e. Persilangan Resiprok (Persilangan Tukar Kelamin)

Prinsip-prinsip Mendel tersebut mudah dibuktikan bila diadakan perkawinan
(persilangan resiprok). Persilangan resiprok adalah persilangan ulang dimana
gamet jantan dan gamet betina dipertukarkan, sehingga menghasilkan keturunan
yang sama.

Gambar 7 : Persilangan resiprok

f. Backcross dan Testcross

Backcross (silang balik) adalah perkawinan antara individu F1 dengan salah satu
induknya yang dominant, dan gamet dari parental kemungkinannya hanya satu
macam. Sehingga analisa sifat genetis dari suatu karakter yang sedang diamati
menjadi lebih mudah. Perhatikan skema persilangan backcross berikut:
 Testcroos (uji silang) adalah persilangan antara suatu individu yang tidak
diketahui genotifnya dengan induk yang homozigot resesif dan dapat dilakukan
dengan individu yang bukan induknya dengan syarat individu tersebut genotifnya
homozigot resesif. Perhatikan persilangan testcross di bawah ini!

D. Rangkuman
1. Orang pertama yang meneliti tentang penurunan sifat yaitu Gregor Johann
Mendel. Mendel adalah tokoh genetika yang diakui sebagai penemu hukum-
hukum hereditas atau pewarisan sifat menurun.
2. Gregor Johan Mendel telah melakukan eksperimen dengan membastarkan
tanaman-tanaman yang memiliki sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman
kacang ercis (Pisum sativum), karena memiliki kelebihan-kelebihan sebagai
berikut :
a. mudah melakukan penyerbukan silang
b. mudah didapat
c. mudah hidup dan dipelihara
d. cepat berbuah atau berumur pendek
e. terdapat jenis-jenis dengan sifat beda yang menyolok
3. Persilangan Monohibrid atau monohibridisasi adalah suatu persilangan/
pembastaran dengan satu sifat beda.
4. Persilangan Intermediet, merupakan Jika sifat gen dominant tidak penuh
(intermediet), maka fenotif individu F1 tidak seperti salah satu fenotif induk galur
murni, melainkan mempunyai sifat fenotif diantara kedua induknya.
5. Dihibrida atau dihibridisasi ialah suatu persilangan (pembastaran) dengan dua
sifat beda.
6. Dihibridisasi intermediet (dominansi tidak penuh) merupakan perbandingan
fenotif tidak sama dengan salah satu induknya melainkan mempunyai sifat di
antara kedua gen dominant dan gen resesif.

F. Penugasan Mandiri
Perhatikan dan identifikasi anggota keluarga masing-masing berdasarkan ciri yang
disajikan pada tabel berikut.
No Anggota Bentuk Warna Bentuk Bentuk Warna Tebal
keluarga hidung bola mata wajah rambut kulit alis
G. Latihan Soal
1. Alasan Mendel menggunakan tanaman ercis sebagai bahan penelitian adalah….
A. Keturunan sedikit
B. Memiliki perbedaan sifat yang mencolok
C. Sulit disilangkan
D. Memiliki viabilitas yang rendah
E. Memiliki vitalitas yang rendah

2. Bunga merah muda disilangkan dengan bunga putih semua fenotif anaknya merah
muda, jika bunga merah muda heterozigot disilangkan sesamanya. Kemungkinan
akan diperoleh keturunan ....
A. 100% fenotifnya merah muda
B. Merah : Putih = 3 : 1
C. Merah Muda : Putih = 3 : 1
D. Merah Muda : putih = 2 : 2
E. Merah : merah Muda : putih = 1 :2 : 1

3. Ada tanaman kacang gen B (biji bulat) dominan terhadap b (biji kisut). Agar
didapatkan fenotif kacang biji bulat : biji kisut = 3:1 pada keturunan berikutnya,
maka genotif parentalnya adalah ...
A. Bb x BB
B. Bb x bb
C. Bb x Bb
D. BB x bb
E. BB x BB

4. Individu dengan genotif AABBCcDd jika melakukan melakukan pembelahan

meiosis macam kombinasi gamet yang terbentuk adalah ....
A. 2
B. 4
C. 6
D. 8
E. 16
5. Kucing berambut hitam disilangkan dengan kucing berambut putih semua
keturunannya berambut kelabu, jika kucing kelabu disilangkan sesamanya
prosentase kemungkinan keturunannya yang berambut hitam adalah ....
A. 12,5%
B. 25%
C. 50%
D. 75%
E. 100%