Hukum Pewarisan Sifat Mendel: Persilangan Monohibrida dan Dihibrida

PENELITIAN pertama tentang penurunan sifat dilakukan oleh Gregor Mendel, seorang pendeta dan juga ahli botani dari Austria. Mendel mulai meneliti tentang pewarisan sifat pada 1856 dan mencatat hasil temuannya pada Natural Science Society of Brunn, Austria, pada 1866. 

Beberapa tahun kemudian, yaitu pada 1900 para ahli botani lain meneliti kembali hasil penelitian Mendel dan mereka menemukan kesimpulan yang sama dengan penelitian yang dilakukan Mendel. Mendel menggunakan kacang kapri sebagai objek penelitiannya karena kacang kapri memiliki ciri-ciri yang mudah dibedakan, dapat melakukan penyerbukan sendiri, mudah dilakukan penyerbukan silang, punya daur hidup yang relatif pendek, dan menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak. 

Mendel juga orang yang dikenal pertama kali memperkenalkan teori penurunan sifat. Teorinya dikenal dengan Hukum Mendel. Atas jasanya dalam bidang pewarisan sifat beliau dijuluki sebagai Bapak Genetika.

Baca juga : Pewarisan Sifat Makhluk: Materi Genetik serta Struktur DNA dan RNA

Variasi pada tanaman kapri.

Mendel melakukan dua jenis persilangan. Pertama, Mendel menyilangkan kapri dengan satu sifat beda yang dikenal dengan persilangan monohibrida. 

Baca juga: Teknologi Perkembangbiakan Hewan dan Rangkuman Bab 2 IPA Kelas IX

Kedua, ia menyilangkan kapri dengan dua sifat beda yang dikenal dengan persilangan dihibrida. Berikut penjelasannya sebagaimana dilansir dari Buku Ilmu Pengetahuan Alam/Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Untuk SMP/MTs Kelas IX Semester 1 yang ditulis Siti Zubaidah dkk. 

1. Persilangan monohibrida.

Persilangan monohibrida ialah satu sifat beda. Pada penelitian pertama, Mendel menyilangkan kapri berbunga ungu dengan kapri berbunga putih. Ternyata, seluruh keturunan pertama berbunga ungu. 

Namun, ketika keturunan tersebut disilangkan dengan sesamanya, keturunan kedua memiliki perbandingan 3 berbunga ungu dan 1 berbunga putih. Berdasarkan hasil persilangan yang dilakukannya, Mendel mengemukakan rumusan yang disebut hukum I Mendel atau disebut juga Hukum Segregasi. 

Baca juga: Rangkuman IPA Kelas IX tentang Sistem Reproduksi Manusia

Hukum Segregasi menyatakan bahwa pada waktu pembentukan gamet terjadi segregasi atau pemisahan alela (variasi gen) secara bebas dari diploid menjadi haploid. Misalnya genotipe suatu tanaman Uu, gamet yang dibentuk akan membawa gen U dan gen u.

Bagan persilangan monohibrida.

Apakah kamu sudah dapat menentukan gamet dari persilangan monohibrida? Jika kamu mengetahui cara menentukan gamet, kamu akan lebih mudah mempelajari bagan persilangan monohibrida.

Baca juga: Mengenal Perkembangbiakan Aseksual dan Seksual pada Hewan

a. Genotipe homozigot dominan. 

Jadi gamet untuk genotipe homozigot dominan UU ialah U dan U. Meskipun gamet yang terbentuk sebanyak dua dan sama (U dan U), pada persilangan dapat dituliskan satu saja (U).

b. Genotipe homozigot resesif. 

Jadi gamet untuk genotipe homozigot resesif uu adalah u dan u. Meskipun gamet yang terbentuk sebanyak dua dan sama (u dan u), pada persilangan dapat dituliskan satu saja (u).

Baca juga: Teknologi Perkembangbiakan pada Tumbuhan

c. Genotipe heterozigot.

Jadi gamet untuk genotipe heterozigot Uu adalah U dan u. Gamet yang terbentuk sebanyak dua dan tidak sama (U dan u). Oleh karena itu, pada persilangan semua gamet ditulis.

2. Persilangan dihibrida.

Persilangan dihibrida yaitu dua sifat beda. Setelah melakukan persilangan pada bunga kapri yang berwarna ungu dan putih, selanjutnya Mendel mengawinkan dua kacang kapri yang memiliki dua sifat berbeda. 

Baca juga: Belajar tentang Perkembangbiakan Tumbuhan Paku dan Lumut

Salah satu kacang kapri berbiji bulat dan berwarna kuning. Sedangkan pasangannya berbiji kisut dan berwarna hijau. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan sebelumnya, Mendel menetapkan genotipe untuk kacang kapri biji bulat dan berwarna kuning dengan genotipe BBKK (dominan) dan kacang kapri berbiji kisut dan berwarna hijau dengan genotipe bbkk (resesif). 

Agar dapat memahami persilangan dihibrida dengan lebih baik, sebaiknya kamu mempelajari terlebih dahulu cara menentukan gamet pada persilangan tersebut.

a. Genotipe homozigot dominan. 

Misalnya, BBKK. Gen B ialah pengode bentuk bulat. Sedangkan gen K pengode warna kuning.

Gamet yang dihasilkan dari parental dengan genotipe homozigot dominan BBKK ialah empat gamet dengan genotipe BK. 

Baca juga: Perkembangbiakan Tumbuhan Biji Terbuka Gymnospermae

b. Genotipe homozigot resesif. 

Misalnya, bbkk. Gen b pengode bentuk keriput. Sedangkan gen k pengode warna hijau.

Gamet yang dihasilkan dari parental dengan genotipe homozigot resesif bbkk ialah empat gamet dengan genotipe bk.

Baca juga: Perkembangbiakan Generatif pada Tumbuhan Angiospermae

c. Genotipe heterozigot. 

Misalnya, BbKk. Gen B pengode bentuk bulat, gen b bentuk keriput, gen K pengode warna kuning, dan gen k pengode warna hijau. Gamet yang dihasilkan dari parental dengan genotipe heterozigot BbKk ialah empat jenis gamet dengan genotipe yaitu BK, Bk, bK, dan bk.

Berdasarkan Hukum Segregasi, setiap variasi gen dapat berpisah secara bebas, dan menghasilkan gamet (sel sperma dan sel ovum). Dalam hal ini dari induk (parental) yang memiliki genotipe BBKK dan bbkk akan terbentuk gamet dengan pasangan gen BK dan bk. 

Baca juga: Perkembangbiakan Vegetatif pada Tumbuhan Berbiji Tertutup Angiospermae

Keturunan pertama (filial 1) dari induk tersebut semua bergenotipe BbKk (berbiji bulat dan berwarna kuning). Selanjutnya Mendel melakukan persilangan kedua, yaitu antarsesama keturuan pertama (BbKk × BbKk).

Apakah persilangan kedua akan menghasilkan keturunan yang sama dengan persilangan pertama? Jika genotipe induk ialah BbKk, kemungkinan gamet yang terbentuk adalah BK, Bk, bK, dan bk. 

Sifat biji bulat dan berwarna kuning merupakan sifat dominan, sehingga setiap genotipe dengan bentuk BBKK, BBKk, BbKK, BbKk akan berbiji bulat dan berwarna kuning.

Persilangan dihibrida.

Berdasarkan hasil persilangan, diperoleh kacang kapri berbiji bulat berwarna kuning (BBKK, BBKk, BbKK, BbKk) sebanyak 9 buah, berbiji bulat berwarna hijau (BBkk dan Bbkk) sebanyak 3 buah, berbiji keriput berwarna kuning (bbKK dan bbKk) sebanyak 3 buah, dan berbiji keriput berwarna hijau (bbkk) sebanyak 1 buah. Diperoleh perbandingan fenotipe bulat kuning: keriput kuning: bulat hijau: keriput hijau sebesar 9 : 3 : 3 : 1.

Berdasarkan hasil yang tampak pada turunan kedua (F2) ini, Mendel menyimpulkan bahwa pada saat pembentukan gamet, alela, atau variasi gen yang menentukan karakter-karakter berbeda dapat bergabung secara bebas satu sama lain. Misalnya suatu induk memiliki genotipe BbKk, maka gen B dan gen b serta gen K dan gen k akan memisah, kemudian kedua pasangan tersebut akan bergabung secara bebas sehingga kemungkinan gamet yang terbentuk akan memiliki susunan gen BK, Bk, bK, dan bk. 

Kesimpulan ini selanjutnya dikenal dengan hukum II Mendel atau disebut juga hukum Penggabungan Bebas. Sekarang, apakah kamu sudah memahami cara-cara pewarisan sifat dari percobaan persilangan monohibrida dan dihibrida? (Z-2)