Gregor Mendel dianggap sebagai bapak genetika modern. Dia adalah seorang biksu Austria yang bekerja dengan tanaman kacang polong untuk menjelaskan bagaimana anak-anak mewarisi ciri-ciri orang tua mereka. Karyanya menjadi dasar cara para ilmuwan memahami hereditas, dan ia secara luas dianggap sebagai pionir dalam bidang genetika.
Tanaman Kacang dan Genetika Mendel
Dalam eksperimen Mendel yang terkenal pada tanaman kacang polong, ia dengan sengaja melakukan penyerbukan silang pada tanaman kacang polong dengan ciri-ciri yang jelas berbeda untuk mengetahui beberapa hal penting tentang bagaimana keturunannya mewarisi sifat-sifat dari orang tuanya.
Eksperimen
Mendel mengukur tujuh ciri spesifik tanaman kacang polong:
- Biji matang halus atau keriput
- Albumen biji kuning atau hijau
- Bunga ungu atau putih
- Polong matang menggembung atau menyempit
- Polong mentah berwarna hijau atau kuning
- Posisi aksial atau terminal bunga
- Panjang batang tinggi atau kerdil
Apa yang Dia Temukan
Antara tahun 1856 dan 1863 Mendel bereksperimen dengan spesies Pisum sativum, atau tanaman kacang polong. Eksperimennya membawanya membuat tiga generalisasi:
- Keturunan memperoleh satu faktor keturunan dari setiap orang tua. Ini dikenal sebagai hukum segregasi.
- Sifat-sifat yang berbeda mempunyai peluang yang sama untuk muncul secara bersamaan. Hal ini dikenal sebagai hukum pemilihan independen, dan para ilmuwan saat ini memahami bahwa hal ini sebagian besar tidak akurat. Beberapa gen sebenarnya saling terkait dan lebih sering muncul bersamaan.
- Keturunan akan mewarisi sifat dominan, dan hanya dapat mewarisi sifat resesif jika ia mewarisi kedua faktor resesif tersebut. Ini dikenal sebagai hukum dominasi.
Kebanyakan ilmuwan pada zamannya menolak karya Mendel. Itu tidak diterima secara luas sampai dia meninggal. Selama masa hidupnya, sebagian besar ilmuwan percaya bahwa keturunannya mewarisi sifat-sifat melalui pencampuran, yaitu keturunan mewarisi sifat 'rata-rata' dari orang tuanya.
Mendemonstrasikan Genetika Mendel
Mendel dikatakan telah menguji lebih dari 28.000 tanaman untuk sampai pada kesimpulannya. Meskipun cakupan proyeknya mungkin tidak realistis untuk Anda buat ulang, Anda dapat mempelajari genetika menggunakan tanaman.
Siapa Ayahnya?
Siapa Ayahnya adalah eksperimen di mana siswa akan bereksperimen pada tanaman untuk memprediksi sifat-sifat yang dapat diamati. Anda dapat membuat ulang eksperimen tersebut menggunakan Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) - yang dirancang khusus agar siswa dapat menggunakannya untuk mempelajari genetika. Mereka juga tumbuh lebih cepat - siklus hidup lengkapnya membutuhkan waktu 28-30 hari. Eksperimen ini akan memakan waktu sekitar enam minggu observasi harian untuk diselesaikan. Ini paling cocok untuk siswa yang lebih tua di sekolah menengah pertama atau sekolah menengah atas yang sedang mempelajari genetika.
Bahan
- Biji Wisconsin Fast Plants®, Batang Tidak Ungu, Tidak Berbulu (pak berisi 200)
- Biji Wisconsin Fast Plants®, Daun Kuning-Hijau (paket isi 200)
- Biji Wisconsin Fast Plants®, Batang Tidak Ungu, Daun Kuning-Hijau (pak berisi 200)
- Campuran pot
- Pelet pupuk lepas lambat
- Sistem pencahayaan neon buatan sendiri atau sistem pencahayaan yang dibeli
- Sistem penanaman buatan sendiri (sebagai alternatif, Anda dapat membeli sistem penyiraman)
- Label untuk tanaman
- Taruhan dan ikatan
- Q-tips, atau batang lebah (Anda hanya perlu sedikit)
Petunjuk
- Bangun sistem penerangan dan pengairan terlebih dahulu. Wisconsin Fast Plants® membutuhkan lampu neon yang terus menerus, serta pasokan pupuk dan air yang terus menerus. Anda dapat membuat versi buatan sendiri, atau membeli peralatan siap pakai melalui Carolina Biological. Kedua opsi ditautkan di atas dalam daftar bahan.
- Tanam benih (tidak perlu menggunakan semuanya) sesuai petunjuk tanam. Anda sebaiknya memulai dengan menanam benih yang berdaun tidak ungu dan berwarna kuning kehijauan (ini akan disebut sebagai keturunan generasi pertama, atau O1.) Tanam juga benih yang batangnya tidak berwarna ungu dan tidak berbulu. (Benih ini merupakan benih induk yang disebut P1). Pastikan Anda memberi label yang mana!
- Dalam waktu sekitar empat hingga tujuh hari, tanaman Anda akan tumbuh. Amati warna batang dan daun dari kedua kelompok tanaman dan catat pengamatan Anda di buku catatan lab Anda. Cara terbaik untuk mengukur pengamatan Anda adalah dengan menghitung fenotipe (menghitung jumlah tanaman yang batangnya tidak berwarna ungu, jumlah tanaman yang memiliki daun berwarna kuning kehijauan, dll.)
- Buang tanaman induknya, namun pertahankan tanaman keturunannya.
- Tuliskan hipotesis tentang bagaimana keturunan tanaman mewarisi sifat-sifat genetik yang dapat diamati. Misalnya, jika Anda mengamati bahwa sebagian besar tanaman keturunan Anda memiliki batang yang tidak berwarna ungu tetapi daunnya berwarna kuning, Anda dapat menetapkannya sebagai sifat dominan. Jika Anda mengamati bahwa beberapa tanaman keturunan Anda memiliki batang berwarna ungu dan daun berwarna hijau, Anda mungkin berasumsi bahwa ini adalah sifat resesif. Berdasarkan pengamatan Anda, buatlah hipotesis yang dapat diuji. Coba tebak warna batang dan daun tanaman induk berdasarkan hipotesis Anda.
- Gabungkan tanaman menggunakan batang lebah atau kapas pentul. Untuk melakukannya, tukarkan batang lebah secara perlahan pada satu tanaman, pastikan tanaman tersebut memiliki serbuk sari, lalu bagikan dengan tanaman lain. Lakukan ini beberapa kali untuk memastikan bahwa setiap tanaman menerima serbuk sari dari beberapa tanaman lain, baik yang memiliki sifat serupa maupun tidak mirip. Lakukan ini sekali sehari selama tiga hari.
- Setelah tiga hari selesai, potong kuncup bunga yang tidak diserbuki.
- Berhenti menyiram tanaman dan biarkan mengering.
- Panen benih dan tanam kembali, yang pada dasarnya memulai prosesnya lagi. Benih ini merupakan keturunan generasi kedua atau O2.
- Lakukan pengamatan tentang warna batang dan daun tanaman generasi selanjutnya. Apakah menurut Anda hipotesis Anda benar?
- Tanam bibit daun kuning kehijauan. Ini akan dikenal sebagai 'ayah' atau P2.
- Setelah beberapa hari, amati warna batang dan daun tanaman P2. Apakah pengamatanmu mendukung hipotesismu?
Petunjuk Video
Video ini menunjukkan cara melakukan laboratorium genetika dan akan membantu Anda menangani prosedur mempelajari genetika tanaman Anda.
Lab Online
Perlu dicatat bahwa jika menanam kacang polong dan membuat peralatan buatan sendiri lebih mahal dari yang Anda duga, ada beberapa laboratorium interaktif online yang bagus.
Kacang Mendel
Lab online ini adalah replika eksperimen kacang polong Mendel. Lab memiliki menu praktis sehingga Anda dapat menjelajahi lab sebelum melakukan apa pun. Lab akan membawa Anda melalui berbagai langkah termasuk menanam kacang polong, mengamati ciri-cirinya, dan kemudian melakukan penyerbukan silang pada tanaman pertama yang Anda tanam. Hal inilah yang dilakukan Mendel agar siswa dapat merasakan proses membosankan yang ia lalui hingga menghasilkan observasinya.
Sup Kacang
Meskipun secara grafis tidak begitu menarik, Pea Soup adalah pilihan online lainnya yang membantu siswa mengamati dua sifat pada tanaman kacang polong. Untuk memulai, Anda klik tombol 'mulai eksperimen'. Kemudian Anda dibawa ke halaman di mana Anda dapat memilih untuk 'mengkawinkan' dua kacang polong yang berbeda. Genotipe mereka ditulis untuk Anda. Kemudian halaman tersebut akan menampilkan semua opsi yang tersedia untuk 'orang tua' yang Anda pilih. Halaman berpindah dengan cepat, dan Anda bisa melewatkannya jika Anda tidak menuliskan semuanya.
Genetika BINTANG MIT
Laboratorium STAR Genetics MIT adalah 'permainan' yang dapat diunduh di mana siswa dapat mencampur dan mencocokkan genotipe berbagai spesies termasuk tanaman kacang polong, lalat buah, dan bahkan sapi. Program ini paling cocok untuk siswa sekolah menengah yang memiliki pemahaman yang kuat tentang Biologi.
Genetika Itu Menyenangkan
Entah Anda mempelajari tanaman kacang polong atau lalat buah, atau sekadar pulang ke rumah dan mengamati sifat orang tua Anda dan mencoba mencari tahu bagaimana Anda mendapatkan sifat Anda, mempelajari genetika bisa sangat menyenangkan. Meskipun genetika modern mengidentifikasi beberapa kesalahan yang dilakukan Mendel, teorinya masih berlaku jika sifat tidak terkait atau dipengaruhi oleh faktor lain.
