BIOTEKNOLOGI, IPA KELAS 9

BIOTEKNOLOGI (PELAJARAN BIOLOGI SMP/ MTS KELAS IX)

Bioteknologi (Pelajaran Biologi SMP/ MTs Kelas IX)

BIOTEKNOLOGI DAN PEMANFAATANNYA

Pada dasarnya macam macam bioteknologi dapat digolongkan menjadi 2, yaitu: bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.

Bioteknologi Konvensional

Pengertian bioteknologi konvensional adalah biologi yang menggunakan mikroba untuk mendapatkan suatu produk barang/ jasa sesuai dengan kebutuhan manusia melalaui suatu proses fermentasi. Berikut ini merupakan contoh bioteknologi di produk makanan dan minuman hasil fermentasi :

Pemanfaatan bioteknologi pada produk makanan dan minuman

Selain untuk produk makanan dan minuman, mikroba juga dimanfaatkan dalam pembuatan antibiotik, sebagai contoh streptomyces griceus, streptomyces aurefacien, streptomyces venezuele.

Bioteknologi Modern

Pengertian bioteknologi modern adalah bioteknologi yang betul-betul mengoptimalkan pemanfaatan biologi sel dan biologi molekuler (disebut juga rekayasa genetika) dlam rangka pembuatan suatu produk yang bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Produk hasil rekombinan DNA

Pemanfaatan bioteknologi

Bioteknologi Modern
Adalah bioteknologi yang menggunakan alat-alat modern, mahal, dan sulit untuk dilakukan.

- Beberapa contoh bioteknologi modern antara lain:
1. TEKNOLOGI REPRODUKSI :
a. Kloning, yaitu perbanyakan vegetatif untuk menghasilkan individu dengan keseragaman genetis melalui transfer inti. 

Gambar 1. Proses transfer inti pada kloning domba

Kultur jaringan, yaitu perbanyakan vegetatif untuk menghasilkan individu dengan cara menanam sel/jaringan/organ ke dalam medium tertentu, misal medium agar-agar. Kultur jaringan dapat dilakukan khusus pada tumbuhan.
Prinsip dasar kultur jaringan adalah TOTIPOTENSI, yaitu kemampuan bagian tubuh untuk berkembang membentuk 1 individu utuh.
Tahapan kultur : Eksplan--> kalus-->planlet

Gambar 2. Tahapan kultur jaringan

c. Bayi tabung/ fertilisasi in-vitro, yaitu bayi hasil pembuahan di luar tubuh.

Gambar 3. Tahap-tahap pada bayi tabung

d. Inseminasi buatan/kawin suntik, yaitu proses pemasukan sperma ke dalam rahim induk betina dengan menggunakan alat suntik.

2.Rekayasa genetika
yaitu proses pemotongan dan penyisipan gen dari individu 1 ke individu lain untuk menghasilkan produk-produk tertentu. contoh : pembuatan insulin melalui bekteri E. Coli
3. Teknik hibridoma (fusi sel)
yaitu proses penggabungan 2 sel atau lebih untuk memperoleh sel baru (hybrid cell) yang bermanfaat.
contoh : pembuatan antibodi monoklonal

TERAPAN HASIL BIOTEKNOLOGI

Di Bidang Industri

Peran dari pemanfaatan bioteknologi pada bidang industri adalah berupa produk makanan dan juga minuman, protein sel tunggal dan zat organik.

1. Produk bahan makanan dan minuman

Penerapan dari prinsip bioteknologi ini adalah memakai prinsip tradisional yang memakai fermentasi. Pengertian fermentasi adalah suatu proses perubahan kimia karbohidrat menjadi alkohol atau menjadi asam oleh mikroorganisme. Untuk jenis makanan dan miniman yang menggunakan prinsip fermentasi dapat dilihat pada tabel di atas pada bioteknologi konvensional.

2. Penghasil Protein Sel Tunggal (PST)

Pengertian PST adalah protein yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan letaknya berada di dalam sel mikroorganisme tersebut. Tujuan PST adalah untuk  mendapatkan protein dalam rangka mengatasi kekurangan protein. Contoh mikroorganisme yang menghasilkan PST adalah Bakteri Methylophillus methylotrophus dan alga hijau (chlorella). Inilah pemanfaatan dari bioteknologi untuk menghasilkan PST.

3. Penghasil Zat Organik

Bioteknologi juga dapat berperan dalam menghasilkan zat organik. Zat organik merupakan suatu zat yang mempunyai kandungan karbon, oksigen dan hidrogen. Zat organik dihasilkan dari proses fermentasi mikroorganisme. Sebagai contoh adalah asam sitrat oleh Aspergillus nigger.

Di Bidang Pertanian

Di bawah ini merupakan bioteknologi pertanian yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia

1. Organisme Transgenik

Organisme transgenik adalah organisme yang memperoleh sisipan gen tertentu dari organisme lain sebagai pembawa sifat yang diharapkan. Hal ini juga memanfaatkan bioteknologi.

2. Kultur Jaringan

Menumbuhkan eksplan pada media sehingga akan tumbuh kalus dan pada akhirnya akan menjadi plantet (tanaman) kecil yang memiliki akar, batang dan jug adaun.

Keuntungan teknik kultur jaringan dengan pemanfaatan bioteknologi adalah:

• Memiliki sifat yang mirip dengan induknya;
• Bisa diperbanyak dalam waktu yang singkat dan cepat;
• Tidak memerlukan tempat/ okasi yang luas;
• Kesehatan dan kualitas dari bibit yang terjamin;
• Kecepatan dalam pertumbuhan yang lebih cepat jika dibandingkan dengan yang alami.

3. Hidroponik

Pengertian hidroponik adalah teknik dalam bercocok tanam tanpa memakai tanah sebagai media tanamnya. Hidroponik juga memanfaatkan bioteknologi. Keuntungan cara bertanam dengan hidroponik adalah :

• Tidak membutuhkan lokasi/ tempat yang luas;
• Pupuk lebih hemat;
• Kualitas produksi (hasil panen) yang baik;
• Tanaman bebas dari hama dan penyakit;
• Panen dapat berlangsung secara terus menerus;
• Tanaman dapat tumbuh dengan lebih cepat.

4. Aeroponik

Pengertian aeroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa memakai media tanam untuk tumbuhnya akar, dan akar dibiarkan secara terbuka menggantung pada suatu tempat yang kelembabannya telah dijaga. Aeroponik juga merupakan pemanfaatan dari bioteknologi.

Di Bidang Lingkungan

Penerapan bioteknologi pada bidang lingkungan misalnya:

1. Gasohol adalah merupakan fermentasi molase oleh Saccharomyces cerevisie.

2. Biohidrometalurgi/ pemisahan logam dari bijihnya. Untuk mikroorganisme yang mempunyai peran adalah Thiobacillus ferrooxidans yang mempunyai sifat kemolitotrof yaitu yang bisa memakai senyawa anorganik sebagai sumber energi.

3. Pencemaran logam berat dari limbah industri dapat diatasi dengan memanfaatkan bioteknologi. Pencemaran logam berat dari limbah industri bisa dengan menggunakan bakteri Thiobacillus ferrooxidans dan Bacillus subtilis untuk mengikat zat logam berat tersebut yang telah mencemari lingkungan.

4. Bioremediasi adalah suatu cara menghilangkan polutan ataupun kontaminan yang terdapat di air, tanah dan juga udara dengan memanfaatkan mikroorganisme seperti halnya Pseudomonas, Flavo-bacterium, Azetobacter dan juga Arthobacter. Bioremediasi merpakan salah satu pemanfaatan bioteknologi.

5. Pemanfaatan bioteknologi dapat digunakan untuk mengatasi pencemaran limbah organik yaitu dengan menggunakan tumbuhan air seperti halnya enceng gondok.

Di Bidang Peternakan

Pemanfaatan bioteknologi :
1. Inseminasi buatan
2. Klonik

3. Tekonogi transgenik

Di Bidang Kedokteran dan Kesehatan

Pada bidang kedokteran dan kesehatan, pemanfaatan bioteknologi :
1. Antibodi monoklonal

2. Dalam pembuatan insulin

3. Terapi gen adalah merupakan pengobatan terhadap penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen yang normal. Pemanfaaatn bioteknologi ini sangat bermanfaat bagi penderitanya.

4. Antibiotik. Di awali dari penemuan pinisilin dari Pinicillium notatum oleh Alexander Flerning

- Pinicillium chrysogenum memperbaiki pinisilin yang telah ada yang dilakukan dengan mutasi secara iradiasi ultraviolet dan sinar x.

- Cephalospurium, pinisilin N

- Cephalospurium, sefalospurin C

- Streptomyces, streptomisin sebagai pengobatan TBC.

5. Interferon adalah merupakan protein yang dihasilkan sel tubuh apabila terinveksi virus.

6. Vaksin. Sebagai contoh adalah vaksin hepatitis B dan malaria.

Bioteknologi dalam Produksi Pangan

Di bidang produksi pangan, bioteknologi juga memiliki manfaat yang banyak, antara lain:

1. Makanan bahan susu

Pada prinsipnya adalah memproses susu dengan fermentasi yang menghasilkan asam laktat.

- Keju oleh Propiabacterium yang juga memiliki fungsi memberi rasa dan tekstur dari keju.

- Yoghurt oleh Lactobacillus bulgaricus yang memberi rasa dan aroma dan Streptococcus thermophillus menambah keasaman.

- Mentega oleh Leucnostoc cremoris.

2. Makanan Non Susu

- Roti, asinan dan alkohol dengan ragi;

- Kecap dengan Aspergillus oryzae

- Nata de coco dengan Acetobacter xylinum.

- Cuka dengan Acetobacter azeti

- Alkohol difermentasi dalam kondisi yang aerob.

DAMPAK BIOTEKNOLOGI DI BERBAGAI BIDANG

Berikut adalah dampak dari bioteknologi pada berbagai bidang, antara lain:

Dampak Bioteknologi Bidang Lingkungan

Bioteknologi memiliki dampak pada bidang lingkungan. Organisme transgenik yang dilepaskan ke alam bebas bisa jadi membuat terjadinya perubahan keseimbangan ekosistem. Hal ini disebabkan karena setiap spesies tertentu mempunyai fungsi tersendiri pada suatu ekosistem. Organisme transgenik tersebut dikhawatirkan akan membuat perubahan peranan organisme lain dalam ekosistem.

Dampak Bioteknologi Bidang Sosial Ekonomi

Selain bidang lingkungan, bioteknologi juga berdampak pada bidang sosial ekonomi. Timbulnya hak paten atas rekayasa genetik, swastanisasi pada kelompok tertentu  akan memberikan suatu pengaruh terhadap kehidupan masyarakat. Misalnya dengan adanya penemuan tanaman transgenik yang dipatenkan, maka untuk mendapatkan tanaman tersebut harus membeli kepada pemegang lisensi tersebut, hal ini akan memberatkan bagi petani yang mempunyai modal yang terbatas.

Dampak Bioteknologi Bidang Kesehatan

Suatu organik yang disisipi oleh gen yang tahan zat antibiotik dikhawatirkan bisa menurunkan daya tahan tubuh kepada penyakit jika dikonsumsi oleh manusia, hal ini dapat menimbulkan masalah yang cukup serius. Inilah dampak bioteknologi pada bidang kesehatan.

Dampak Bioteknologi Bidang Etika/ Moral

Dampak bioteknologi selanjutnya adalah pada bidang etika/ moral. Pemindahan gen suatu makhluk ke dalam sel tubuh makhluk yang lain dianggap tidak etis oleh masyarakat, karena hal ini merupakan pelanggaran terhadap hukum alam yang terbuka. Harapannya artikel bioteknologi di atas memberi manfaat.

Pewarisan SIfat

Gregor Johann Mendel adalah ilmuwan yang meraih ketenaran sebagai pendiri ilmu genetika modern. Ia lahir tahun 1822 di kota Heinzendorf di daerah daulat kerajaan Austria yang kini masuk bagian wilayah Cekosiowakia. Meskipun selama berabad-abad para petani sudah mengetahui bahwa dari persilangan hewan dan tumbuhan dapat diketahui sifat tertentu seperti yang diinginkan, namun hasil percobaan Mendel pada kacang yang dilakukannya antara tahun 1856 dan 1863 menghasilkan banyak aturan keturunan yang sekarang disebut sebagai hukum keturunan/pewarisan Mendel.
Mendel bekerja dengan tujuh karakteristik tanaman kacang: tinggi tanaman, bentuk polong dan warna, bentuk biji dan warna, dan posisi bunga dan warna. Dengan warna biji, ia menunjukkan bahwa ketika kacang kuning dan kacang hijau dibiakkan bersama-sama maka keturunan mereka selalu kuning. Namun, pada generasi berikutnya kacang hijau muncul kembali pada rasio 1:3. Untuk menjelaskan fenomena ini, Mendel menciptakan istilah "resesif "dan" dominan "mengacu pada ciri-ciri tertentu. (Dalam contoh sebelumnya, kacang hijau adalah resesif dan kacang polong kuning yang dominan.) Ia menerbitkan karyanya pada tahun 1866, menunjukkan tindakan tak terlihat "faktor"-sekarang disebut gen sebagai faktor penentu sifat keturunan.
Makna mendalam dari karya Mendel tidak diakui sampai abad ke-20. namun dengan ditemukannya kembali hukum-hukum Mendel oleh Erich von Tschermak, Hugo de Vries, Carl Correns, dan William Jasper Spillman yang berhasil memverifikasi beberapa temuan eksperimental Mendel, mengantarkan era genetika modern.

A. Materi Genetis

Manusia, hewan, dan tumbuhan mempunyai sifat-sifat yang berbeda. Sifat-sifat beda yang terdapat pada makhluk hidup dikendalikan oleh materi genetis. Materi genetis ini berupa substansi yang disebut gen. Jumlah gen sangat banyak untuk menyeimbangi banyaknya makhluk hidup. Kumpulan gengen tersebut disebut kromosom. Kromosom akan menempati sebuah sel, dan sel tersebut memiliki kromosom yang berbedabeda. Ada dua macam kromosom yang ada dalam sel kelamin, yaitu kromosom X dan kromosom Y. Pada wanita kromosomnya adalah XX dan pada pria adalah XY.

1. Kromosom

Kromosom adalah benang-benang halus yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetis kepada keturunannya. Jika sel yang sedang aktif untuk membelah dilihat di bawah mikroskop biasa, maka akan terlihat benang-benang kromatin. Benang tersebut memendek, menebal, dan mudah menyerap zat warna sehingga tampak seperti benang halus.

Kromosom pada manusia dan makhluk hidup yang berkembang biak secara seksual dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

a. Autosom yaitu kromosom yang mengatur sifat-sifat tubuh selain jenis kelamin. Kromosom tubuh (autosom) manusia ada 22 pasang atau berjumlah 44 buah.

b. Gonosom atau kromosom seks, yaitu kromosom yang khusus menentukan jenis kelamin. Kromosom seks manusia berjumlah satu pasang atau 2 buah. Seorang laki-laki mempunyai kromosom XY, sedangkan seorang wanita mempunyai kromosom XX.

Dengan demikian jumlah kromosom pada manusia adalah 23 pasang atau 46 buah. Kromosom laki-laki ditulis 44AA + XY, sedangkan kromosom wanita ditulis 44AA + XX.

Setiap spesies makhluk hidup memiliki kromosom yang khas dan tetap. Jumlah kromosom antara jenis yang satu dengan yang lain berbeda sebagaimana dalam tabel berikut.

Tabeljumlah kromosom makhluk hidup

No	Jenis Makhluk Hidup	Jumlah Kromosom (2n)
1	Manusia	46
2	Orang utan	48
3	Siamang	50
4	Marmut	60
5	Kelinci	44
6	Nyamuk	6
7	Lalat	12
8	Kucing	38
9	Tikus	42
10	Kuda	60
11	Ayam	78
12	Padi	24
13	Tomat	24
14	Bawang	16
15	Katak	26
16	Jagung	20
17	Bakteri	1
18	Sapi	60
19	Belalang	24
20	Buncis	14

Ada bermacam jenis kromosom, yaitu:

a. Kromosom homolog

Kromosom homolog adalah kromosom yang berpasangpasangan, selalu mempunyai bentuk, panjang, letak sentromer, dan struktur yang sama atau hampir sama.

Sentromer adalah kepala atau pusat kromosom, letaknya ada yang di tengah, ujung, dan sepertiga panjang kromosom. Pada tubuh manusia terdapat 46 kromosom, terdiri atas 23 kromosom berpasangan (homolog). Setiap pasang kromosom homolog adalah satu macam, sehingga kromosom sel tubuh manusia terdiri atas 23 macam.

b. Kromosom diploid (2n)

Ploid adalah jumlah perangkat kromosom, jadi kromosom diploid adalah dua perangkat kromosom. Kromosom diploid terjadi karena kromosom selalu berpasangan (homolog), maka di dalam setiap inti sel tubuh terdapat dua set atau dua perangkat kromosom (diploid).

c. Kromosom haploid (n)

Haploid adalah kromosom yang tidak memiliki pasangan atau hanya memiliki seperangkat kromosom. Pada waktu pembentukan sel kelamin, sel induk kelamin membelah secara meiosis sehingga sel kelamin mengandung kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induknya. Jadi, kromosom sel kelamin manusia tetap mengandung 23 kromosom tetapi tidak berpasangan.

Pada saat terjadi pembuahan, kromosom sel kelamin bergabung dalam zigot. Kromosom yang disumbangkan adalah kromosom haploid, kemudian kromosom haploid berpasangpasangan membentuk kromosom homolog, kemudian zigot menjadi diploid. Selanjutnya zigot membelah secara mitosis berulang kali sehingga dihasilkan tubuh manusia seutuhnya. Pada masa pubertas kelenjar kelamin akan membentuk sel kelamin yang mengandung seperangkat kromosom (haploid).

2. Gen

Gen adalah bagian kromosom atau satu kesatuan kimia dalam kromosom yang mengendalikan ciri genetis suatu makhluk hidup. Gen bersifat menurun dari induk kepada anaknya.

Istilah gen pertama kali dikemukakan oleh W. Johansen. Fungsi gen antara lain sebagai berikut.
a. Mengatur perkembangan dan metabolisme individu.
b. Menyampaikan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.
c. Sebagai zarah tersendiri dalam kromosom.

Gen berperan untuk menentukan pewarisan sifat seperti rasa, warna, dan bentuk. Gen terdapat di dalam kromosom, dan menempati tempat-tempat tertentu yaitu di dalam lokus-lokus kromosom. Pada sel eukariotik, kromosom berada di dalam inti sel. Kromosom mempunyai sifat mudah menyerap warna, sehingga dalam sel yang sedang membelah, kromosom dapat kamu lihat dengan menggunakan mikroskop biasa. Akan tetapi untuk mempelajari struktur halusnya, tetap harus digunakan mikroskop elektron. Pada saat sel tidak sedang membelah, kromosm berbentuk benang-benang halus yang disebut benang-benang kromatin.

Pembelahan kromosom akan terjadi pada saat sel akan membelah. Sebelum pembelahan kromosom, akan terjadi penggandaan gen yang terdapat di dalam kromosom. Jadi, urutannya adalah penggandaan gen, pembelahan kromosom, dan pembelahan sel.

Susunan gen yang menentukan sifat-sifat suatu individu disebut genotipe. Kemudian genotipe akan memunculkan sifatsifat fenotipe. Genotipe adalah sifat makhluk hidup yang tidak tampak sehingga tidak bisa diamati dengan indera. Sifat ini biasanya disimbolkan dengan sepasang huruf, misalnya gen rambut lurus disimbolkan dengan LL, gen warna merah disimbolkan dengan MM, gen buah bulat disimbolkan dengan BB, dan sebagainya.

Simbol genotipe tidak hanya menggunakan huruf besar tetapi juga huruf kecil. Huruf besar berarti sifat dominan, sedangkan huruf kecil berarti sifat resesif. Misalnya TT berarti sifat tinggi, dan tt berarti sifat rendah. Sifat tinggi akan mendominasi sifat rendah sehingga jika dikawinkan menghasilkan keturunan yang bersifat tinggi (Tt). Contoh lain misalnya, sifat warna merah pada bunga dominan terhadap sifat warna putih sehingga warna merah disimbolkan dengan M dan warna putih disimbolkan dengan m.

Genotipe yang tersusun dari sifat dominan saja (AA) atau resesif saja (aa) disebut homozigot. Sedangkan genotipe yang tersusun dari sifat dominan dan resesif (Aa) disebut heterozigot.

Fenotipe adalah sifat makhluk hidup yang tampak sehingga bisa diamati oleh alat indra. Misalnya rasa buah manis, rambut lurus, bentuk buah bulat, dan tinggi rendahnya badan. Fenotipe ditentukan oleh faktor genotipe dan lingkungan.

Tabel genotipe dan fenotipe pada buah yang memiliki rasa manis dominan

Simbol	Genotipe	Fenotipe
MM	Dominan homozigot	Manis
mm	Resesif homozigot	Asam
Mm	Heterozigot	Manis, karena M dominan

B. Persilangan Monohibrid dan Dihibrid

Persilangan adalah proses menggabungkan dua sifat yang berbeda dan diharapkan mendapatkan sifat yang baik bagi keturunannya. Orang yang pertama kali menyelidiki perkawinan silang dan menganalisa hasilnya dengan teliti ialah Gregor Mendel. Ia mengumpulkan beberapa jenis kacang ercis (Pisum sativum) untuk dipelajari perbedaannya satu sama lain dan melakukan percobaan perkawinan silang pada tanaman ercis tersebut. Alasan Mendel memilih tanaman kacang ercis adalah
sebagai berikut.

1. Tanaman ini hidupnya tak lama (merupakan tanaman setahun), mudah tumbuh, dan mudah disilangkan.
2. Memiliki bunga sempurna artinya dalam bunganya terdapat benang sari (alat kelamin jantan) dan putik (alat kelamin betina), sehingga biasanya terjadi penyerbukan sendiri. Perkawinan silang dapat dilakukan oleh pertolongan manusia. Penyerbukan sendiri yang berlangsung beberapa generasi terus-menerus akan menghasilkan galur murni yaitu keturunan yang selalu memiliki sifat yang sama dengan induknya.
3. Tanaman ini memiliki tujuh sifat dengan perbedaan yang menyolok, seperti batang tinggi lawan kerdil, buah polongan berwarna hijau lawan kuning, bunga berwarna ungu lawan putih, bunganya terletak aksial (sepanjang batang) lawan terminal (pada ujung batang), biji yang masak berwarna hijau lawan kuning, permukaan biji licin lawan berkerut, dan warna kulit biji abu-abu lawan putih.

Pada saat itu, Mendel belum mengetahui bentuk dan susunan kromosom dan gen sebagai pembawa sifat. Mendel menyebut bahan keturunan itu sebagai faktor tertentu. Sekarang kamu mengetahui bahwa faktor penentu itu adalah gen. Dengan diketemukannya kromosom (yaitu benda-benda halus berbentuk batang lurus atau bengkok di dalam sel), maka Wilhelm Roux berpendapat bahwa kromosom ialah pembawa sifat keturunan. Pendapat ini diperkuat oleh eksperimen T. Boveri dan W.S. Sutton (1902) yang membuktikan bahwa gen ialah bagian dari kromosom. Teori ini dikenal dengan teori kromosom. Kemudian diketahui juga bahwa gen diwariskan dari orang tua kepada keturunannya lewat gamet atau sel kelamin.

Dalam suatu persilangan perlu diketahui terlebih dahulu istilah-istilah yang digunakan. Istilah-istilah dalam persilangan dapat kamu pahami pada uraian berikut.

• Pariental (P), artinya induk atau orang tua.
•  Filial (F), artinya keturunan.
   keturunan pertama (F1) = anak,
   keturunan kedua (F2) = cucu
•  Genotipe adalah sifat-sifat menurun yang tidak nampak dari luar, disimbolkan dengan pasangan huruf.
  Contoh: AA, Aa, aa, AABB,dan AaBB.
•  Gamet adalah sel kelamin dan berasal dari genotipe.
  Contoh: genotipe Aa, gametnya A dan a.
• Fenotipe adalah sifat menurun yang nampak dari luar. Contoh: buah besar, buah kecil, rasa manis, rasa asam, batang tinggi, dan batang pendek.
• Dominan adalah sifat-sifat gen yang selalu nampak atau muncul, disimbolkan dengan huruf besar.
  Contoh: AA, BB, dan CC.
• Gen resesif adalah sifat-sifat gen yang tidak selalu nampak baru muncul apabila bersama-sama gen resesif lain, disimbolkan dengan huruf kecil.
  Contoh: aa, bb, dan cc.
• Homozigot adalah pasangan gen yang sifatnya sama.
  Contoh: AA, aa, BB, bb, CC, dan cc.
• Heterozigot adalah pasangan gen yang tidak sama.
  Contoh: Aa, Bb, dan Cc.

1. Monohibrid

Persilangan monohibrid adalah persilangan antara dua individu sejenis dengan memperhatikan satu sifat beda. Misalnya persilangan antara rambutan yang berbuah manis dengan rambutan yang berbuah masam, persilangan antara ayam berbulu putih dengan ayam berbuluh hitam, manusia berkulit putih dengan manusia berkulit hitam, dan suami yang bertubuh tinggi dengan istri yang bertubuh rendah. Persilangan
antara sesamanya dapat digambarkan dalam bentuk diagram. Diagram
tersebut dikenal sebagai diagram Punnett. Diagram Punnet berbentuk belah ketupat atau dapat juga horisontal seperti gambar dibawah ini.

Pada persilangan monohibrid terdapat test cross dan sifat intermediet.

a. Test Cross

Test cross adalah penyilangan individu yang ingin diketahui genotipenya dengan individu bergenotipe homozigot resesif. Hasil persilangan tersebut mempunyai dua kemungkinan sebagai berikut.

1) Jika tanaman bergenotipe BB disilangkan dengan tanaman bergenotipe bb (homozigot resesif), maka akan menghasilkan keturunan yang bergenotipe Bb semuanya. Dengan B = bulat, b = keriput. Jadi, semua keturunan memiliki biji bulat.
P (induk) : BB × bb
Garmet : B dan b
F1 (keturunan ke-1)

	B
b	Bb

Genotipe F1 : Bb
Jadi, keturunan yang dihasilkan Bb

2) Jika tanaman tersebut bergenotipe Bb disilangkan dengan tanaman bergenotipe bb (homozigot resesif), maka akan menghasilkan keturunan bergenotipe Bb dan bb. Coba kamu perhatikan penurunan sifat keturunan di bawah ini.
P (induk) : Bb × bb
Garmet : B, b dan b
F1 (keturunan ke-1)

	B	b
b	Bb	bb

Genotipe F1 : Bb dan bb
Jadi, ada tanaman berbiji bulat dan ada tanaman berbiji keriput.

Berdasarkan tes cross yang dilakukan oleh Mendel, bisa mengetahui bahwa sifat bulat (B) dominan terhadap sifat keriput (b) sehingga individu yang bergenotipe Bb mempunyai fenotipe bulat, dan genotipe individu yang berfenotipe bulat adalah BB dan Bb.

b. Sifat intermediet
Sifat intermediet dipengaruhi oleh gen dominan yang tidak jenuh. Seperti yang dilakukan oleh Mendel terhadap tanaman Antirrhinum majus berbunga merah galur murni (MM) disilangkan dengan Antirrhinum majus berwarna putih galur murni (mm). Hasil keturunan yang didapatkan oleh Mendel adalah Antirrhinum majus yang  berfenotipe warna merah muda, bukan berwarna merah meskipun genotipenya Mm. Coba kamu perhatikan penurunan sifat di bawah ini.
P (induk) : MM × mm
Gamet : M dan m
F1 (keturunan ke-1)

	M
m	Mm

Genotipe F1 : Mm

Jika F1 disilangkan dengan sesamanya maka diperoleh:
P (induk) : Mm × Mm
Gamet : M, m dan M, m
F2 (keturunan ke-2)

	M	Mm
M	MM	Mm
m	Mm	mm

Genotipe F1 : MM, 2 Mm, mm
Fenotipe : Merah, merah muda, putih

Pada uraian sebelumnya, terlihat bahwa tanaman dengan bunga warna merah muda, dikawinkan dengan tanaman bunga warna putih, akan menghasilkan satu tanaman dengan bunga warna merah muda tanpa membawa sifat putih, dua tanaman dengan bunga warna merah muda, tetapi membawa sifat putih, dan satu tanaman warna putih.

2. Persilangan dihibrid

Persilangan dihibrid adalah persilangan dua individu sejenis dengan memperhatikan dua sifat beda. Mendel telah melakukan percobaan dengan menyilangkan kacang ercis galur murni yang mempunyai dua sifat beda, yaitu antara kacang ercis berbiji bulat berwarna kuning (BBKK) dengan kacang ercis berbiji keriput berwarna hijau (bbkk). Kedua kacang tersebut memiliki dua sifat beda yaitu bentuk dan warna biji. Penurunan sifat dari kacang ercis berbiji bulat berwarna kuning (BBKK) dengan kacang ercis berbiji keriput berwarna hijau (bbkk).
P (induk) : BBKK × bbkk
Gamet : BK dan bk
F1 (keturunan ke-1)

	BK
bk	BbKk

Genotipe F1 : BbKk
Fenotipe F1 : Biji bulat dan berwarna kuning

Jika genotipe dari F1 disilangkan sesamanya, maka hasilnya adalah:
P (induk) : BbKk × BbKk
Gamet : BK, Bk, bK, bk dan BK, Bk, bK, bk
F2 (keturunan ke-2)

	BK	Bk	bK	bk
BK	BBKK	BBKk	BbKK	BbKk
Bk	BBKk	BBkk	BbKk	Bbkk
bK	BbKK	BbKk	bbKK	BbKk
bk	BbKk	Bbkk	bbKk	bbkk

Genotipe F2 : BBKK, BBkk, bbKK, bbkk, 2BBKk, 2BbKK,
4BbKk, 2Bbkk, 2bbKk
Fenotipe F2 : Biji bulat dan berwarna kuning, biji bulat berwarna hijau, biji keriput berwarna kuning, biji keriput berwarna hijau.

Perbandingan fenotipenya : 9 : 3 : 3 : 1 

C. Keuntungan Mengembangkan Bibit Unggul

Bibit unggul adalah bibit tanaman atau hewan yang mempunyai sifat yang baik dari tanaman atau hewan yang sejenis lainnya. Sifat unggul pada tanaman memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

1. Waktu berbuah atau produksinya cepat.
2. Hasil produksinya banyak.
3. Rasa buahnya atau rasa hasil produksinya enak.
4. Tahan terhadap hama dan gulma serta penyakit.
5. Tahan terhadap perubahan iklim dan kondisi tanah yang
   bervariasi.
6. Pohonnya pendek

Sifat unggul pada hewan memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Tahan terhadap penyakit.
2. Tahan terhadap perubahan iklim.
3. Hasil produksinya berkualitas tinggi.

Bibit unggul dapat diperoleh dengan cara hibridisasi. Hibridisasi adalah mengawinkan dua jenis hewan atau tumbuhan yang berbeda varietas dan memiliki sifat-sifat unggul. Selain itu juga bisa didapat dengan cara mutasi gen dan inseminasi buatan (kawin suntik). Keuntungan mengembangbiakkan tanaman dan hewan dengan memperhatikan sifat unggul adalah sebagai berikut.

1. Dapat menghasilkan produk yang bermutu tinggi.
Misalnya:

• Menghasilkan produk susu yang bermutu tinggi dari sapi yang merupakan bibit unggul dari hasil penyilangan.
• Daging yang berkualitas tinggi dari sapi Brahma dan ayam pedaging broiler.
• Menghasilkan beras yang bermutu tinggi dari padi unggul, misalnya padi C, Gading, Centani, Remaja, dan padi unggul dari Philipina seperti PB 5, PB 8, dan PB 36.
• Menghasilkan rambutan yang berbuah manis dan besar serta pohonnya rendah yang didapat dari hasil penyilangan.

2. Bisa menghemat biaya dan tenaga kerja, misalnya teknologi tanam benih langsung yang disebut TOT Tabela dengan menggunakan jenis padi Mamberomo dan Cibobas.
3. Dapat mempercepat produksi, misalnya padi unggul Mamberomo dan Cibobas yang masa panennya 2 minggu lebih cepat.
4. Tanaman dan hewan akan berumur panjang karena sifat unggulnya yang tahan terhadap penyakit dan iklim. Misalnya padi VUTW (Varietas unggul tahan wereng) dan padi IR 64.

D. Pewarisan Sifat pada Manusia

Pada manusia telah diketahui cukup banyak sifat yang diturunkan, misalnya albino, kemampuan merasakan rasa pahit atau tes phenyl thiocarbamida (PTC), mata biru, rambut ikal, ayan, dan kencing manis. Berikut ini beberapa contoh sifat dan penyakit keturunan pada manusia dan cara pewarisannya.

1. Albino

Penderita albino mempunyai gangguan pada pembentukan pigmen melanin, sehingga rambut dan kulitnya berwarna putih (bule). Penglihatan penderita albino juga sangat peka terhadap cahaya. Sifat albino dikendalikan oleh gen resesif a, sedangkan alelnya gen A menentukan sifat yang normal. Jadi penderita albino mempunyai genotipe aa, sedangkan orang yang normal mempunyai fenotipe AA atau Aa.

2. Sifat Pengecap PTC

Suatu bahan kimia sintetis phenyl thiocarbamida (PTC) dapat digunakan untuk menyelidiki apakah orang dapat merasakan rasa pahit atau tidak. Orang yang dapat mengecap rasa pahitnya PTC disebut pengecap (taster), sedang yang tidak merasakan pahitnya PTC disebut buta kecap (nontaster). Kemampuan untuk merasakan rasa pahit ditentukan oleh gen dominan T, sehingga seorang pengecap dapat mempunyai genotipe TT atau Tt. Alelnya resesif t menyebabkan orang tidak merasakan pahitnya PTC. Jadi orang yang buta kecap memiliki genotipe tt.

3. Kencing Manis (Diabetes Melitus)

Kencing manis atau sakit gula adalah suatu penyakit metabolisme pada tubuh manusia yang disebabkan karena pankreas kurang menghasilkan insulin. Akibatnya kadar gula dalam darah tinggi sekali dan sebagian dibuang melalui air kencing. Penyakit kencing manis dapat membahayakan jiwa penderitanya, misalnya dapat mengakibatkan luka sukar disembuhkan.

Dahulu penyakit ini diduga disebabkan oleh pola makanan yang tidak teratur, tidur tidak teratur, dan gaya hidup. Namun penyelidikan lebih lanjut diketahui bahwa kencing manis disebabkan oleh kurangnya produksi insulin dari pankreas. Sifat ini ditentukan oleh gen resesif d. Jika seseorang pada suatu waktu diketahui menderita diabetes, sedangkan kedua orang tuanya normal, maka dapat dipastikan bahwa kedua orang tua itu heterozigotik.

4. Golongan Darah

Hubungan antara fenotipe dan genotipe golongan darah dapat digambarkan pada tabel berikut.

Tabel genotipe dan fenotipe pada golongan darah sistem ABO.

Fenotipe Golongan Darah	Genotipe	Kemungkinan Macam Sel Gamet
A B AB 0	IAIA,IAI0 IBIB,IBI0 IAIB I0I0	IA, I0 IB, I0 IA, IB I0
4 macam	6 macam	3 macam

Berdasarkan uraian tabel tersebut dapat dijelaskan bahwa keberadaan antigen A dikendalikan oleh gen IA, antigen B dikendalikan gen IB. Gen I0 bersifat resesif terhadap gen IA maupun gen IB.

5. Kelainan Bawaan pada Manusia Bersifat Menurun

Beberapa kelainan pada manusia diturunkan melalui autosom atau kromosom seks baik bersifat dominan ataupun resesif. Kelainan yang diwariskan melalui kromosom seks antara lain buta warna dan hemofili. Kedua kelainan ini diwariskan melalui kromosom X. Sedangkan penyakit keturunan yang diwariskan melalui autosom dominan antara lain jari pendek (brakhidaktili), jari bergabung (sindaktilli), dan jari lebih dari lima (polidaktili).

a. Buta Warna

Gen buta warna terpaut pada kromosom X dan bersifat resesif (c). Gen normal (C) bersifat dominan terhadap gen buta warna (c). Gen buta warna akan berpengaruh dan menyebabkan buta warna ketika tidak bersama dengan gen normal (C). Maka kemungkinan genotipe yang dapat terjadi sebagai berikut.
XcY : pria buta warna
XCY : pria normal
XCXC : wanita normal
XCXc : wanita pembawa sifat buta warna (karier)
XcXc : wanita buta warna
Jadi jika seorang pria buta warna menikah dengan wanita normal, kemungkinan keturunannya adalah sebagai berikut.

Hasilnya adalah XCXc yaitu wanita normal tetapi karier (membawa sifat) buta warna dan XCY yaitu pria dengan penglihatan normal. Coba kamu buat diagram perkawinan jika seorang pria buta warna menikah dengan wanita normal tetapi karier buta warna.

b. Hemofili

Hemofili ialah penya kit keturunan pada manusia yang menyebabkan darah sukar membeku ketika terjadi luka. Hal ini disebabkan karena tidak adanya faktor pembeku darah. Hemofili diwariskan melalui  kromosom X dengan gen bersifat resesif terhadap gen normal (H). Gen H dan gen h tersebut terpaut pada kromosom X, bukan kromosom Y. Hemofili akan muncul jika gen h tidak bersama gen H. Sehingga pria yang menderita hemofili akan memiliki kromosom seks dengan genotipe XhY. Wanita hemofili tidak dijumpai karena bersifat letal (mati dalam kandungan).

Genotipe yang mungkin terjadi ialah sebagai berikut.
XHY : pria normal
XhY : pria hemofili
XHXH : wanita normal
XHXh : wanita pembawa sifat hemofili (karier hemofili)
XhXh : wanita hemofili (bersifat letal/mati)

Jika seorang wanita normal karier menikah dengan pria normal, akan diperoleh keturunan sebagai berikut.

Fenotipe F1 adalah: XHXH : wanita normal
XHXh : wanita karier hemofili
XHY : pria normal
XhY : pria hemofili
Dari diagram di atas, tampak bahwa fenotipe yang dihasilkan adalah 75% normal dan 25% hemofili. Yang berfenotipe normal (75%) terdiri dari satu orang wanita normal, satu orang pria normal, dan satu orang wanita normal karier.

c. Jari Lebih (Polidaktili)

Polidaktili ditentukan oleh gen dominan P, sedang alelnya resesif p menentukan jari normal. Penderita polidaktili mempunyai jari tangan atau jari kaki (atau jari tangan dan kaki) lebih dari 5.