RENCANA PELAKSANAAN
PEMBELAJARAN (RPP)
MUTASI
Dosen :
Milla Listiawati, M.Pd
Ukit, M.Si
Oleh :
Intan
Maemunuriah 1152060045
Khilda
Fauziah 1152060050
Nenda Ruswana 1152060068
Nurul
Ramadhaniah 1152060083
Syifa
Nurifa Dewi 1162060113
PRODI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2017
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Sekolah
: SMA NEGERI 1 CILEUNYI
Mata
pelajaran :
Biologi
Kelas
/ Semester : XII / 1
Matei
pokok : Mutasi
Alokasi
waktu / Minggu : 4 JP (2 x 2 JP)
A. Kompetensi Inti
1. Menghargai dan menghayati ajaran agama
yang dianutnya.
2. Menghargai dan menghayati perilaku jujur,
disiplin, tanggungjawab, peduli (toleransi, gotong royong), santun, percaya
diri, dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam dalam
jangkauan pergaulan dan keberadaannya.
3. Memahami pengetahuan (faktual, konseptual
dan prosedural) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata.
4. Mencoba, mengolah dan menyaji dalam ranah
konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi dan membuat) dan ranah
abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar dan mengarang) sesuai dengan
yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori.
B. Kompetensi Dasar
3.8 Menganalisis peristiwa mutasi yang menyebabkan
terjadinya variasi dan kelainan sifat pada makhluk hidup
4.8 Menyajikan hasil analisis data hasil eksplorasi
tentang peristiwa mutasi yang menyebabkan timbulnya variasi dan kelainan pada
makhluk hidup
C. Indikator Pencapaian
3.8.1
Mendefinisikan pengertian mutasi
beserta sifat-sifatnya
3.8.2
Mengidentifikasi jenis mutasi
pada tingkat gen dan kromosom
3.8.3
Menentukan macam-macam
mutasi pada manusia
4.8.1 Menganalisis
macam-macam mutasi yang menguntungkan dan merugikan
D. Tujuan
1. Melalui pembelajaran ini, peserta didik
menunjukkan perilaku religious dan perilaku ilmiah yaitu jujur, tanggungjawab,
memiliki rasa ingin tahu dan mampu bekerja sama dalam tim diskusi.
2. Setelah tanya
jawab, peserta didik mampu mendefinisikan pengertian mutasi beserta sifat-sifatnya
3. Dengan adanya game
education, peserta didik mampu mengidentifikasi jenis mutasi pada tingkat gen dan kromosom
4. Setelah
diperlihatkan dan dijelaskan melalui carta, peserta didik mampu menganalisis
macam-macam mutasi yang menguntungkan dan merugikan
E.
Materi pembelajaran
I. Pengertian mutasi
Mutasi
(Latin, mutatus = perubahan) adalah
peristiwa perubahan materi genetik kromosom atau DNA di dalam inti sel.
Organisme yang mengalami mutasi disebut mutan.
Sementaraitu, penyebab mutasi disebut mutagen.
Jika
perubahan materi genetik terjadi pada sel-sel kelamin, kemungkinan besar
perubahan sifat akan diturunkan. Namun, jika perubahan materi genetik terjadi
pada sel-sel somatik (sel tubuh) maka perubahan tersebut tidak akan diturunkan
kepada keturunannya.
II. Jenis mutasi
Berdasarkan
tingkat terjadinya, mutasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu mutasi tingkatgen
dan mutasi tingkat kromosom. Mutasi yang terjadi pada tingkat kromosom lebih
besar pengaruhnya ( lebih nyata) dan dapat menimbulkan kelainan tubuh
dibandingkan dengan mutasi yang terjadi pada tingkat gen.
A. Mutasi tingkat gen
Mutasi
tingkat gen adalah perubahan materi genetik pada gen. Mutasi gen disebut juga mutasi titik (point mutations). Mutasi ini terjadi akibat perubahan urutan
basa nitrogen atau susunan nukleotida pada rantai DNA. Jika urutan basa
nitrogen pada DNA berubah, akan menyebabkan perubahan pesan-pesan pada kode
genetik (kodon) mRNA atau RNAd seingga urutan asam amino yang terbentuk pada
rantai polipeptida ini menyebabkan perubahan genotipe maupun fenotife pada
suatu individu.
Mutasi
gen terkadang dapat dikatakan sebagai mutasi
tak bermakna (nonsense mutations)
jika tidak menyebabkan perubahan apa-apa karena perubahan basa nitrogen pada
kodon triplet tidak memengaruhi perubahan pesanan asam amino dalam sintesis
polipeptida. Contoh mutasi tak bermakna adalah jika kodogen (triplet basa
nitrogen pada DNA) AGA berubah menjadi AGG, kodon mRNA adalah UCC, bukan UCU.
Namun, baik UCC maupun UCU, sama-sama mengkode asam amino serin sehingga tidak
terjadi perubahan asam amino yang dipesan.
Mutasi
tingkat gen dapat terjadi akibat perubahan
jumlah basa nitrogen, perubahan jenis basa nitrogen, dan perubahan letak urutan basa nitrogen pada
rantai nukleotida.
1. Mutasi akibat perubahan jumlah basa
nitrogen
Mutasi gen akibat
perubahan jumlah basa nitrogen disebut juga mutasi pergeseran kerangka (frameshift
mutation) karena perubahan jumlah basa nitrogen yang bukan kelipatan
tiga dapat mengubah kerangka baca triplet kode genetik mRNA.
Perubahan jumlah basa
nitrogen dapat disebabkan oleh duplikasi
(penggandaan), adisi (penambahan), insersi (penyisipan), dan delesi (kehilangan). Duplikasi, adisi
dan insersi pada dasarnya adalah sama, yaitu penambahan satu atau lebih basa
nitrogen pada rantai nukleotida. Jika terjadi penambahan basa nitrogen pada
ujung atau pangkal rantai nukleotida, disebut adisi. Jika terjadi penambahan basa nitrogen di tengah-tengah
rantai nukleotida, disebut insersi (penyisipan).
Sementara itu, jika terjadi pengurangan jumlah basa nitrogen pada rantai
nukleotida, disebut delesi. Perhatikan contoh berikut.
Urutan basa nitrogen pada
rantai nukleotida DNA awal adalah ACC – GGC – TAA - . . . dan seterusnya.
·
Jika
terjadi duplikasi pada basa nitrogen
awal A, akan berubah menjadi AAC – CGG – CTA – A . . . dan seterusnya.
·
Jika
terjadi adisi basa nitrogen T di
ujung rantai, akan berubah menjadi TAC – CGG – CTA – A . . . dan seterusnya.
·
Jika
terjadi insersi T di tengah antara
GGC, akan berubah menjadi ACC – GTG – CTA – A . . . dan seterusnya.
·
Jika
terjadi delesi basa nitrogen di ujung rantai (A),
akan berubah menjadi CCG – GCT – AA . . . dan seterusnya.
2. Mutasi akibat perubahan jenis basa
nitrogen
Perubahan
jenis basa nitrogen pada rantai nukleotida disebut juga pergeseran tautomerik (tautomeric
shift). Perubahan ini dapat terjadi karena substitusi (penggantian) secara
transisi maupun transversi.
a. Substitusi transisi adalah penggantian
suatu pasangan basa nitrogen dengan pasangan basa nitrogen lainnya yang
sejenis, contohnya basa nitrogen pada pirimidin (timin) diganti dengan basa
pirimidin lain (sitosin) atau sebaliknya.
b. Substitusi transversi adalah penggantian
suatu pasangan basa nitrogen dengan pasangan basa nitrogen lainnya yang tidak
sejenis, contohnya basa nitrogen purin (adenin) digantikan dengan basa
pirimidin (timin) atau sebaliknya.
Perubahan jenis basa nitrogen dapat
menyebabkan kelainan-kelainan, misalnya pada penderita yang memiliki sel darah
merah berbenuk sabit (sickle cell anemia). Sel darah
normal mengandung hemoglobin A (normal), sedangkan pada penderita siklemia
mengandung hemoglobih S (siklemia) dengan urutan asam amino yang tidak sama.
Hal ini disebabkan oleh terjadinya pergantian basa nitrogen pirimidin (timin)
dengan basa nitrogen purin (adenin) seingga asam amino ke-6 yang terbentuk pada
Hb S adalah valin, bukan glutamat seperti pada Hb A.
Tabel 7.1
Sekuens asam amino pada hemoglobin
|
Hemoglobin sel darah
|
Asam amino ke-
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
Hb A
|
Valin
|
Histidin
|
Leusin
|
Treonin
|
Prolin
|
Glutamat
|
Glutamat
|
Lisin
|
|
Hb S
|
Valin
|
Histidin
|
Leusin
|
Treonin
|
Prolin
|
Valin
|
Glutamat
|
Lisin
|
3. Mutasi akibat perubahan letak urutan basa
nitrogen (Transposisi)
Transposisi
adalah perubahan letak basa-basa nitrogen pada suatu rantai nukleotida.
Contohya, rantai DNA ACC – GTT – CAT yang mengalami transposisi (misalnya tukar
tempat) antara basa nitrogen G dengan T, akan menjadi ACC – TGT – CAT.
B. Mutasi tingkat kromosom
Mutasi
tingkat kromosom atau gross mutations adalah perubahan
materi genetik pada kromosom. Mutasi tingkat kromosom merupakan mutasi besar. Mutasi ini terjadi akibat
perubahan struktur dan jumlah kromosom.
1. Mutasi akibat perubahan struktur kromosom
Perubahan
struktur kromosom dapat disebabkan oleh delesi
(defisiensi), duplikasi, inversi, translokasi, dan katenasi kromosom.
a. Delesi (Defisiensi)
Delesi
kromosom adalah peristiwa hilangnya sebagian segmen kromosom karena patah,
kemudian segmen patahannya menempel pada kromosom lain yang sehomoloh.
Contohnya delesi pada lengan pendek kromosom nomor 5 yang mengakibatkan sindrom cri du chat (cat’s cry, sindrom kucing menangis).
Penderita sindrom ini memiliki ciri-ciri pita suara kecil, epiglotis melengkung
sehingga suara tangisan pada saat bayi seperti kucing, keterbelakangan mental,
muka bundar, kepala lebar, micrognathia
(rahang bawah kecil), kelainan jantung, pertumbuhan badan lambat, dan pada
umumnya meninggal saat lahir atau masa anak-anak.
b. Duplikasi
Duplikasi
kromosom adalah peristiwa kelebihan/bertambahnya segmen kromosom. Segmen
kromosom yang menempel berasal dari kromosom sehomolog, akibatnya kromosom akan
kelebihan gen. Contohnya, duplikasi pada kromosom X segmen nomor 16A pada lalat
buah Drosophila melanogaster yang
berakibat timbulnya mutan mata “bar”
(mata berukuran kecil).
c. Inversi
Inversi
kromosom adalah perubahan urutan letak gen pada suatu kromosom karena terjadi
pembalikan segmen kromosom. Pembalikan segmen kromosom terjadi karena kromosom
patah di sua tempat yang diikuti penyisipan kembali gen-gen dengan urutan
terbalik. Inversi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu inversi perisentrik
dan inversi parasentrik. Inversi
perisentrik terjadi jika segmen yang terbalik mencakup sentromer. Sementara
itu, inversi parasentrik terjadi
jika segmen yang terbalik tidak mencakup sentromer.
d. Translokasi
Translokasi
kromosom adalah peristiwa kromosom patah, kemudian segmen patahannya melekat
kembali pada kromosom yang bukan sehomolog. Peristiwa translokasi menimbulkan
gamet semi steril atau kurang mampu membuahi sehingga separuh zigotnya tidak
terjadi.
Translokasi
dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut.
1. Translokasi
resiprok terjadi jika kromosom nonhomolog saling
bertukar fragmen. Transformasi resiprok dapat dibedakan menjadi dua macam,
yaitu translokasi resiprok homozigot dan translokasi resiprok heterozigot. Translokasi resiprok homozigot terjadi
jika dua pasang kromosom translokasi mempunyai gen-gen yang tidak sama.
2. Translokasi
nonresiprok (translokasi simpel) adalah translokasi yang
hanya mentransfer satu fragmen kromosom ke kromosom nonhomolog karena kromosom
yang mentransfer fragmen tidak menerima kembali fragmen lainnya.
3. Translokasi
Robertson terjadi pada kromosom-kromosom
akrosentris yang mempunyai sentromer pada satu ujung. Kromosom normal hanya
mempunyai satu lengan, kemudian menyatu pada sentromer membentuk
kromosom-kromosom metasentris. Penyatuan ini dapat terjadi antar kromosom
homolog maupun nonhomolog. Translokasi Robertson ditemukan pada tikus-tikus
liar.
e. Katenasi
Katenasi
kromosom terjadi jika dua kromosom nonhomolog membelah menjadi empat kromosom,
kemudian ujung-ujungnya saling bertemu sehingga membentuk lingkaran.
2. Mutasi akibat perubahan jumlah kromosom
Perubahan
jumlah kromosom dapat terjadi pada saat pembelahan mitosis maupun meiosis.
Peruahan jumlah kromosom dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sebagai
berikut.
a. Euploid
Euploid
adalah perubahan pada seluruh set kromosom. Euploid merupakan perubahan pada
seluruh materi genetik dalam suatu set (genom) sehingga jumlah kromosom menjadi
kelipatan dari set kromosom haploidnya. Satu set kromosom disebut genom.
Berdasarkan
jumlah set kromosom, euploid dapat dibedakan beberapa tipe, yaitu monoploid, diploid, triploid, tetraploid,
dan seterusnya. Organisme yang mempunyai kromosom 3n, 4n, 5n, 6n, dan
seterusnya, dinamakan poliploid.
Tanaman
poliploid memiliki jumlah kromosom lebih banyak tetapi ukuran kromosom lebih
kecil. Tanaman tampak lebih kekar, ukuran sel lebih besar, bagian-bagian
tanaman lebih besar, stoma lebih besar, daun menjadi lebih tebal dengan warna
lebih hijau, ukuran bunga lebih besar tetapi waktu berbunga menjadi lebih lama
(masa vegetatif lebih lama), daya fertilisasi berkurang, serta kurang tahan
terhadap serangan penyakit dan perubahan lingkungan.
1. Monoploid (n)
Organisme
monoploid mempunyai 1 perangkat (set) kromosom di dalam sel tubuhnya. Contoh
organisme monoploid, yaitu lebah jantan yang berasal dari ovum yang tidak
dibuahi oleh spermatozoa dan tumbuh secara partenogenesis.
2. Diploid (2n)
Organisme diploid
mempunyai 2 perangkat kromosom di dalam sel tubuhnya. Organisme diploid
(normal) terjadi dari peleburan ovum dan spermatozoa yang haploid.
3. Triploid (3n)
Organisme triploid
mempunyai 3 perangkat kromosom di dalam sel tubuhnya. Pada umumnya, tumbuhan
triploid mempunyai buha berukuran lebih besar dan bersifat steril (tidak
menghasilkan biji) sehingga sering dimanfaatkan untuk membuat buah-buahan tanpa
biji, misalnya semangka, jeruk, dan anggur.
4. Tetraploid (4n)
Organisme tetraploid
mempunyai 4 perangkat kromosom didalam sel tubuhnya. Tumbuhan tetraploid pada
umumnya bersifat fertil, berukuran lebih besar, dan lebih banyak mengandung
klorofil daripada yang normal (diploid). Contohnya tembakau (Nicotiana tabacum) normal diploid
mempunyai jumlah kromosom 48 dengan genom (n) 24. Tembakau tetraploid mempunyai
jumlah kromosom sebanyak 4 x 24 = 96. Tembakau tetraploid memiliki kandungan
nikotin 18 – 33% lebih tinggi daripada tanaman diploid (2n).
Tabel
7.2 Variasi pada euploid
|
Tipe
euploid
|
Jumlah
genom (n)
|
Komplemen
kromosom (ABC merupakan satu genom)
|
|
Monoploid
|
n
|
ABC
|
|
Diploid
|
2n
|
AA BB CC
|
|
Triploid
|
3n
|
AAA BBB CCC
|
|
Tetraploid
|
4n
|
AAAA BBBB CCCC
|
|
Pentaploid
|
5n
|
AAAAA BBBBB CCCCC
|
|
Heksaploid
|
6n
|
AAAAAA BBBBBB CCCCCC
|
|
Septaploid
|
7n
|
AAAAAAA BBBBBBB CCCCCCC
|
|
Oktoploid
|
8n
|
AAAAAAAA BBBBBBBB CCCCCCCC
|
|
dan seterusnya
|
Berdasarkan
asal kromosomnya, euploid dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sebagai
berikut.
1.
Autopoliploid
(auto = sendiri), jika terjadi
penggandaan sendiri pada kromosom yang sehomolog dari spesies yang sama.
Autopoliploid dapat terjadi pada saat meiosis. Meiosis abnormal dapat
menghasilkan gamet 2n. Jika gamet 2n bersatu dengan gamet normal (n), akan
menghasilkan zigot autotriploid (3n). Autopoliploid juga dapat dilakukan secara
buatan, contohnya pada tanaman tomat heksaploid yang diperoleh dengan cara
pemotongan tunas (dekapitasi).
2.
Alopoliploid
(allo = berbeda), jika penggandaan
set kromosom terjadi pada kromosom nonhomolog dari spesies yang berbeda.
Alopoliploid terjadi karena hibrid (penyilangan) antara dua spesies. Individu
alopoliploid bersifat steril sehingga dikembangbiakkan dengan cara vegetatif.
Kelebihan individu alopoliploid bersifat lebih kuat (vigor). Contoh alopoliploid, yaitu gandum aloheksaploid Triticum aestivum yang saat ini
digunakan dalam pembuatan roti. Gandum aloheksaploid Triticum aestivum (formula genom 42 AABBDD) merupakan hasil
penyilangan antara gandum alotetraploid Triticum
aestivum (28 AABB) dengan rumput liar yang diploid Triticum aestivum (14 DD) yang disertai penggandaan kromosom secara
langsung.
Euploid
yang terjadi pada hewan dan manusia berbeda dengan yang terjadi pada tumbuhan.
Euploid dapat ditemukan pada sel-sel kanker. Hewan dan manusia euploid pada
umumnya berumur pendek. Euploid pada hewan dan manusia dapat terjadi melalui digini dan diandri.
1.
Digini
adalah dua inti sel telur yang tetap terlindungi dalam satu plasma dibuahi oleh
satu spermatozoa. Digini terjadi karena kegagalan sel polosit memisah.
2.
Diandri
adalah satu sel telur yang dibuahi oleh dua sel spermatozoa. Diandri terjadi
karena keterlambatan dalam pembuahan.
b. Aneuploid
Aneuploid
adalah perubahan jumlah kromosom dalam satu set (genom) kromosom. Aneuploid
menyebabkan jumlah kromosom suatu individu menjadi lebih banyak atau lebih
sedikit daripada jumlah kromosom normalnya yang disomi (2n), misalnya 2n + 1;
2n + 2; 2n – 1, 2n – 2, dan seterusnya. Penyebab terjadinya aneuploid, yaitu
sebagai berikut.
·
Anafase
lag, peristiwa tidak melekatnya
kromatid pada gelendong pembelahan saat meiosis.
·
Nondisjunction,
yaitu peristiwa gagal berpisahnya kromosom homolog pada saat anafase meiosis I
atau gagal berpisahnya pasangan kromatid selama anafase meiosis II.
Tipe
aneuploid adalah sebagai berikut.
·
Nulisomi
(2n – 2), jika sel kehilangan dua kromosom.
·
Monosomi
(2n – 1), jika sel kehilangan satu kromosom.
·
Trisomi
(2n + 10, jika sel kelebihan satu kromosom.
·
Tetrasomi
(2n + 2), jika sel kelebihan dua kromosom.
Jika di dalam sel terdapat 2 pasangan
kromosom yang masing-masing kehilangan satu kromosom disebut monosomi ganda, dengan rumus 2n – 1 –
1. Jika didalam sel terdapat 2 pasangan kromosom yang masing-masing kelebihan
satu kromosom disebut trisomi ganda,
dengan rumus 2n +1 + 1.
Contoh aneuploid terjadi pada manusia
sindrom Down yang mempunyai
kelebihan satu kromosom pada kromosom tubuh nomor 21 sehingga jumlah kromosom
didalam sel ada 47.
Gambar 7.9
Peta kromosom kasus trisomi pada sindrom Down
III. Penyebab mutasi
Mutagen
adalah zat yang menyebabkan terjadinya mutasi. Mutagen dapat berupa zat kimia,
zat fisis, dan makhluk hidup. Sumber mutagen dapat berasal dari alam maupun
sengaja dibuat oleh manusia.
A. Jenis mutagen berdasarkan sifatnya
Berdasarkan sifatnya,
mutagen dapat digolongkan menjadi tiga golongan, yaitu mutagen kimia, mutagen fisika, dan mutagen
biologi.
1. Mutagen kimia
Mutagen
kimia terdiri atas senyawa-senyawa kimia yang pada umumnya bersifat racun bagi
tubuh. Pada umumnya, senyawa kimia tersebut tidak mudah larut dalam air tetapi
larut dalam lemak sehingga dapat terjadi penimbunan didalam tubuh. Jika jumlah
penimbunan diatas batas toleransi normal, akan merusak dan mematikan sel-sel
tubuh. Namun, beberapa mutagen kimia sengaja dibuat untuk keperluan mutasi buatan
yang menguntungkan dan dapat meningkatkan kesejahteraan manusia.
Mutagen
kimia, antara lain benzopyrene,
formaldehida, kolkisin, digitonin, akridin, bromourasil, kafein, gas metana,
pestisida, asam nitrit, narkoba, zat pengawet makanan, agen alkilase, etil
metan sulfonat (EMS), hidroksil amino (NH2OH), dan senjata kimia.
a) Pestisida, misalnya DDT (dichloro diphenyl trichloroethane),
alpha-BHC (α-Benzene hexachloride),
aldrin, dan dieldrin. Zat tersebut sukar larut dalam air tetapi mudah larut
dalam lemak sehingga menyebabkan penimbunan didalam tubuh dan dalam waktu yang
lama dapat memicu timbulnya karsinoma (kanker yan muncul dari sel-sel epitel
yang menutupi organ-organ tubuh).
b) Asam nitrit dapat menyebabkan deaminasi
oksidatif pada basa nitrogen adenin, guanin, sitosin pada rantai DNA sehingga
menyebabkan delesi.
c) Agen alkilase, misalnya gas mustard,
dimetil, dan dimetil sulfat akan memberikan gugus alkil yang dapat bereaksi
dengan gugus fosfat sehingga mengganggu replikasi DNA.
d) Benzopyrene
yang terkandung dalam asap rokok dapat menyebabkan tumor pada organ pernafasan.
e) Zat digitonin dan kolkisin digunakan dalam
pembuatan buahpoliploid. Zat tersebut dapat menghambat pembentukkan benang
spindel pada saat anafase sehingga pergerakan kromatid menuju ke kutub sel
terhambat dan tidak terjadi pemisahan kromosom.
f) Akridin, menyebabkan pita DNA kaku dan
patah.
g) 5-Bromourasil (5-BU), analog dengan timin
dan mampu mengambil alih posisi basa nitrogen.
h) Asam nitrat (HNO3) mampu
mengubah gugus amin NH2 menjadi gugus keto (C = O) sehingga sitosin
berubah menjadi urasil.
2. Mutagen fisika
Mutagen
fisika sebagian besar berupa radiasi sinar-sinar yang dihasilkan dari
unsur-unsur radioaktif. Mutagen fisika sebagian telah tersedia di alam, namun
beberapa sengaja dibuat untuk kepentingan penelitian, deteksi, dan mutasi
buatan. Mutagen fisika, antara lain suhu tinggi, sinar ultra violet, sinar X,
sinar kosmik, sinar alfa (α), sinar gamma (γ), sinar beta (β), neutron,
sinar-sinar yang dipancarkan dari benda elektronik seperti televisi dan
komputer.
a) Suhu tinggi dapat menyebabkan terjadinya
autopoliploid, misalnya pada jagung. Kecepatan mutasi akan bertambah karena
kenaikan suhu.
b) Sinar-sinar berenergi tinggi, misalnya
sinar α, γ, β, dan neutron menyebabkan rekasi ionisasi yang dapat menyebabkan
aberasi kromosom.
c) Sinar X pada umumnya dipergunakan untuk rontgen.
d) Sinar X dan sinar γ digunakan untuk
meradiasi biji-bijian agar mendapatkan mutan unggul.
e) Sinar ultra violetyang berasal dari
matahari dapat memicu terjadinya kanker kulit.
3. Mutagen biologi
Mutagen
biologi berupa organisme, misalnya virus
dan bakteri. Asam nukleat dalam
virus dan bakteri mampu merusak kromosom sel sehingga terbentuklah sel-sel yang
abnormal.
B. Jenis mutagen berdasarkan sumbernya
Berdasarkan
sumbernya, mutagen dapat berasal dari alam maupun buatan. Mutagen yang berasal
dari alam akan menyebabkan mutasi secara alami. Sementara itu, mutagen yang
sengaja dibuat oleh manusia digunakan untuk keperluan mutasi buatan.
1) Mutagen alami, contohnya sinar matahari,
sinar ultraviolet, sinar kosmik, unsur radio aktif di alam, virus, bakteri,
gas-gas dan zat kimia yang berasal dari bumi.
2) Mutagen buatan, contohnya pestisida,
boraks, formalin, narkoba, sinar X, sinar alfa, sinar beta, sinar gamma,
televisi, atau komputer.
IV. Klasifikasi mutasi
Mutasi
dapat dikelompokkan berdasarkan sumber asalnya, sifat genetik, arah mutasi,
jumlah faktor keturunan, dan peranannya bagi organisme.
A. Mutasi berdasarkan sumber asalnya
Berdasarkan
sumber asalnya, mutasi dapat dibedakan dua macam, yaitu sebagai berikut.
1. Mutasi alami (mutasi spontan)
Mutasi
alami adalah mutasi yang terjadi secara alami dengan sendirinya. Mutasi alamiah
disebabkan oleh mutagen-mutagen yang sudah ada di alam. Pada umumnya, mutasi
alami bersifat merugikan serta menghasilkan organisme yang bersifat resesif dan
letal.
2. Mutasi buatan
Mutasi
buatan adalah mutasi yang disebabkan oleh usaha atau tindakan manusia. Mutasi
buatan banyak dilakukan manusia untuk meningkatkan kualitas hidup. Namun, jika
dilakukan dengan cara yang tidak benar akan berakibat merugikan bagi manusia
itu sendiri. Mutasi buatan, antara lain sebagai berikut.
a. Pemakaian bahan radioaktif untuk diagnosis
dan terapi suatu penyakit di bidang kesehatan. Jika tidak dilakukan dengan
hati-hati akan mematikan sel-sel tubuh disekitarnya. Contohnya penghancuran
sel-sel kanker dengan kemoterapi dan penyinaran.
b. Penggunaan zat aditif dan pengawet makanan
kimiawi. Penggunaan formalin sebagai
pengawet bahan makanan (misalnya ikan dan tahu) adalah kurang tepat. Formalin
digunakan untuk zat pengawetan mayat. Siklamat
sering digunakan sebagai pemanis buatan dalam industri makanan dan minuman. Aspartam yang biasa ditambahkan pada
minuman ringan sebagai pengganti gula ternyata berpengaruh buruk terhadap sel
saraf otak.
c. Penggunaan alat elektronik, misalnya TV
dan komputer.
d. Penggunaan nuklir untuk penelitian,
strelisasi alat-alat kesehatan, dan pembangkit tenaga listrik. Dalam hal ini,
diperlukan sistem keamanan khusus bagi karyawan maupun penduduk di sekitarnya.
e. Pengendalian jumlah hama tanaman dengan teknik jantan mandul. Penyinaran
dilakukan terhadap serangga jantan dewasa sehingga spermatozoa tidak dapat
membuahi ovum.
f. Pembuatan tanaman poliploid, misalnya
sayuran dan buah-buahan tanpa biji dapat dilakukan dengan induksi alkaloid
kolkisin (C22H25O6N) pada jaringan meristem.
g. Pemuliaan tanaman untuk mendapatkan
varietas unggul melalui radiasi dan hibridisasi. Contohnya padi (Atomita 1-4,
Situgintung, Cilosari, Woyla, dan Kahayan), kedelai (Muria, Tengger, dan Meratus),
serta kacang hijau Camar.
h. Penggunaan roket dan senjata nuklir yang
dapat menyebabkan cacat pada janin dalam kandungan.
i.
Merokok
dan pemakaian narkotika yang berakibat mengganggu kesehatan tubuh.
B. Mutasi berdasarkan sifat genetik
Berdasarkan
sifat genetik yang dihasilkan, mutasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu mutasi dominan dan mutasi resesif. Mutasi
dominan akan tampak pengaruhnya, baik dalam keadaan genotipe dominan homozigot
maupun heterozigot. Sementara itu, mutasi resesif akan tampak pengaruhnya dalam
keadaan genotipe resesif homozigot.
C. Mutasi berdasarkan arah mutasinya
Berdasarkan
arah mutasinya, mutasi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu mutasi maju dan mutasi balik (mundur). Mutasi maju menyebabkan fenotipe organisme
abnormal menjadi normal. Sementara itu, mutasi balik menyebabkan fenotipe
organisme normal menjadi abnormal.
D. Mutasi berdasarkan jumlah faktor keturunan
yang bermutasi
Berdasarkan
jumlah faktor keturunan, mutasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu mutasi mikro dan mutasi makro. Mutasi mikro adalah mutasi yang terjadi pada sebagian
kecil faktor keturunan. Mutasi makro adalah mutasi yang terjadi pada sebagian
besar faktor keturunan. Mutasi makro akan berpengaruh lebih nyata terhadap
perubahan sifat-sifat fenotipe dibandingkan dengan mutasi mikro.
E. Mutasi berdasarkan peranannya bagi
organisme
Berdasarkan
peranannya, mutasi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu mutasi yang
menguntungkan dan mutasi yang merugikan. Mutasi
yang menguntungkan adalah mutasi yang menghasilkan organisme yang bersifat
adaptif terhadap lingkungan. Sementara itu, mutasi yang merugikan adalah
mutasi yang menghasilkan organisme yang bersifat tidak adaptif terhadap
lingkungannya.
V. Kelainan pada manusia akibat mutasi
Perubahan
struktur dan jumlah kromosom pada manusia akibat muutasi dapat menimbulkan
kelainan-kelainan yang serius pada tubuh dan perilaku manusia.
Kelainan-kelainan pada manusia akibat mutasi, antar lain sindrom Klinefelter,
sindrom Turner, sindrom triple X, sindrom Jacob, sindrom Y, hermafrodit,
sindrom cri du chat, sindrom Patau, sindrom Edward, sindrom Down, dan sindrom
Wolf.
A. Sindrom Klinefelter
Manusia
dengan sindrom Klinefelter memiliki kromosom berjumlah 47 dengan kariotipe 22
AA + XXY atau 44 A + XXY. Ciri-cirinya adalah laki-laki bertubuh tinggi, testis
mengecil saat masa pubertas, steril, payudara berkembang, dan pada umumnya
memiliki tingkat kecerdasan dibawah normal. Sindrom ini dapat terjadi karena
ovum hasil nondisjunction yang
berkromosom XX dibuahi oleh spermatozoa normal berkromosom Y.
B. Sindrom Turner
Manusia
dengan sindrom Turner memiliki kromosom berjumlah 45 = 22 AA + X. Sindrom ini terjadi
karena ovum normal berkromosom X dibuahi oleh spermatozoa hasil nondisjunction yang tidak mengandung
kromosom seks (O). Ciri-ciri sindrom Turner adalah berkelamin wanita, bertubuh
pendek, ovarium dan payudara tidak berkembang, steril, bentuk leher bersayap,
memiliki kelainan jantung, serta keterbelakangan mental.
C. Sindrom XXX (wanita super)
Manusia
dengan sindrom XXX memiliki kromosom berjumlah 47, yaitu 22 AA + XXX. Sindrom
ini terjadi karena ovum hasil nondisjunction
yang berkromosom XX dibuahioleh spermatozoa normal berkromosom X. Ciri-ciri
manusia dengan sindrom XXX adalah berkelamin wanita serta memiliki sistem
reproduksi dan tingkat kecerdasan yang bervariasi dari mulai normal sampai
subnormal.
D. Sindrom Jacob
Manusia
dengan sindrom Jacob mempunyai kromosom berjumlah 47, yaitu 22 AA + XYY.
Sindrom ini dapat terjadi akibat nondisjunction
kromatid-kromatid Y pada meiosis II yang menghasilkan satu spermatid dengan
kromosom YY dan satu spermatid tidak mempunyai kromosom seks. Jika terjadi
pembuahan antara ovum normal berkromosom X dengan spermatozoa berkromosom YY,
akan terjadi sindrom XYY. Ciri-ciri fisinya adalah laki-laki yang bertubuh
tinggi, melebihi ukuran normal. Pada tahun 1960, muncul hipotesis bahwa pria
XYY cenderung agresif, antisosial, dan kriminal. Namun, beberapa ahli membantah
hipotesis tersebut.
E. Sindrom Y
Zigot
yang mempunyai kromosom 22 AA + Y, tidak mampu hidup.
F. Hermafrodit
Pada
manusia hermafrodit, ditemukan kromosom XX dan XY dalam sel tubuhnya sehingga
mempunyai kariotipe 22 AA + XX + XY. Manusia hermafrodit memiliki ovarium
maupun testis. Hal ini dapat terjadi karena nondisjunction
yang berlangsung dua kali pada beberapa sel dalam spermatogenesis.
Hermafrodit juga dapat tejadi jika oosit sekunder (ovum yang masih bersatu
dengan badan polar) dibuahi oleh dua macam sperma (satu sperma yang mengandung
X dan sperma lainnya yang mengandung Y).
G. Sindrom Patau
Sindrom
Patau terjadi akibat trisomi pada kromosom nomor 13 sehingga mempunyai kromosom
47 dengan kariotipe 45 A + XX atau 45 A + XY. Ciri-ciri manusia dengan sindrom
Patau adalah sumbing pada bibir (harelip)
dan langit-langit rongga mulut (cleft
palate) serta polidaktili (jari lebih dari lima).
H. Sindrom Edward
Sindrom
Edward terjadi karena trisomi pada kromosom nomor 18 sehingga memiliki 47
kromosom dengan kariotipe 45 A + XX atau 45 A + XY. Ciri-cirinya bentuk kepala
panjang, bentuk muka khas, jari tangan tupang tindih, pola sidik jari
sederhana, dada pendek dan lebar, memiliki kelainan jantung dan ginjal, serta
berumur pendek.
I. Sindrom Down
Sindrom
Down terjadi karena trisomi pada kromosom nomor 21 sehingga memiliki kromosom
47 dengan kariotipe 45 A + XY atau 45 A + XX. Ciri-cirinya bermata sipit,
fertil, kaki pendek, berjalan lambat, menderita kelainan jantung
(kardiovaskuler), serta pertumbuhan tubuh dan mental agak lambat. Berdasarkan
IQ-nya, penderita sindrom Down dapat dibedakan menjadi idiot dengan IQ 24,
imbisil dengan IQ 25-49, dan debil dengan IQ 50-69. Wanita sindrom Down tidak
steril sehingga mampu memproduksi ovum. Namun, jika ovumnya dibuahi kemungkinan
besar akan menghasilkan keturunan dengan sindrom Down. Penderita pada umumnya
berumur pendek, rata-rata hingga 16 tahun.
J. Sindrom Wolf
Sindrom
Wolf terjadi karena delesi atau hilangnya sebagian lengan pendek kromosom nomor
4. Kelainan yang tampak, yaitu pangkal hidung menonjol, bibir sumbing,
pertumbuhan lambat, keterbelakangan mental, serta kelalinan jantung.
Gambar
7.14 Kelainan jantung pada penderita sindrom Wolf
VI. Mutasi dalam mekanisme proses evolusi
Mutasi
dapat menyebabkan perubahan gen maupun kromosom sehingga menimbulkan terjadinya
perubahan-perubahan sifat pada tingkat sel hingga individu. Perubahan yang
terjadi pada individu menyebabkan terjadinya variasi-variasi sifat yang
menimbulkan keanekaragaman suatu organisme. Jika mutasi di alam terjadi
terus-menerus dari waktu ke waktu, tingkat keanekaragaman organisme akan terus
meningkat dan dapat menginisiasi terbentuknya spesies-spesies baru dengan
sifat-sifat yang jauh berbeda dari sifat-sifat organisme asal mulanya. Dengan
kata lain, telah terjadi proses evolusi.
Tingkat terjadinya mutasi alamiah akan berlangsung sesuai dengan gejala-gejala
alam yang ada, sedangkan tingkat terjadinya mutasi buatan tergantung pada
manusia. Mutasi buatan diperkirakan dapat mempercepat terjadinya proses evolusi
organisme dibumi.
Berdasarkan
penelitian, organisme tingkat rendah memiliki tingkat keanekaragaman yang lebih
tinggi dibandingkan dengan organisme tingkat tinggi. Terjadinya variasi-variasi
dalam suatu populasi organisme diduga sangat ditentukan oleh kecepatan
reproduksi, mobilitas, tingkatan trofik, besar atau kecilnya populasi suatu
organisme, dan aspek kehidupan lainnya. Berdasarkan asumsi tersebut, organisme
tingkat rendah akan memiliki tingkatan kecepatan evolusi yang paling tinggi
daripada organisme tingkat tinggi.
F.
Model / Metode Pembelajaran : TGT
(Team Game Tournamen) / Ceramah Plus
Demonstrasi dan Latihan (CPDL)
G.
Media pembelajaran :
Power point, Proyektor, Laptop, bahan
permainan, charta
H.
Sumber belajar :
Yatim, Wildan.
1986. Genetika. Bandung :
Tarsito.
Campbell, dkk. 2010. Biology Edisi Kelima Jilid I.
Jakarta : Erlangga.
I.
Kegiatan pembelajaran
|
No
|
Langkah Pembelajaran
|
Alokasi Waktu
|
|
Kegiatan Awal
|
|
|
Guru
|
Siswa
|
|
|
1.
|
Guru membuka pembelajaran dengan
mengucapkan salam
|
Siswa menjawab salam
|
1 menit
|
|
2.
|
Guru meminta siswa untuk berdoa
sebelum memulai pembelajaran
|
Siswa berdoa bersama-sama
|
2 menit
|
|
3.
|
Guru mengabsensi siswa dengan
menanyakan siswa yang tidak hadir
|
Siswa memberi tahu siapa yang tidak
hadir
|
4 menit
|
|
Kegiatan Inti
|
|
|
Guru
|
Siswa
|
|
|
1.
|
Guru melakukan apersepsi dengan
menanyakan materi yang akan dipelajari kepada siswa dan meminta siswa
mengungkapkan pengetahuan yang telah didapatkannya
|
Siswa menjawab pertanyaan guru dan
mengungkapkan pengetahuan yang diketahuinya tentang materi yang akan
dipelajari
|
4 menit
|
|
2.
|
Guru melakukan apersepsi dengan
menyimpulkan pendapat siswa dan memberikan pemahaman berupa pengertian
mutasi, mutagen, mutan, dan sifat diturunkannya
|
Siswa mendengarkan apersepsi guru
|
2 menit
|
|
3.
|
Guru menyampaikan materi pembagian
mutasi pada tingkat gen yaitu berdasarkan perubahan jumlah basa nitrogen dan
perubahan jenis basa nitrogen
|
Siswa memperhatikan materi yang
disampaikan guru
|
3 menit
|
|
4.
|
Guru melakukan penerapan materi
agar mudah dipahami siswa melalui bernyanyi dengan lirik terkait mutasi
|
Siswa bernyanyi bersama guru dengan
membaca lirik terkait mutasi
|
6 menit
|
|
5.
|
Guru menyampaikan materi pembagian
mutasi pada tingkat kromosom yaitu mutasi akibat perubahan struktur kromosom
dan perubahan jumlah kromosom
|
Siswa memperhatikan materi yang
disampaikan guru
|
4 menit
|
|
6.
|
Guru menyampaikan materi kelainan
mutasi pada manusia akibat mutasi
|
Siswa memperhatikan materi yang
disampaikan guru
|
4 menit
|
|
7.
|
Guru menyampaikan materi penyebab
mutasi berdasarkan sifatnya dan mutasi berdasarkan sumber asalnya
|
Siswa memperhatikan materi yang
disampaikan guru
|
4 menit
|
|
8.
|
Guru meminta satu orang siswa untuk
maju ke depan kelas dan siswa diperintah untuk menentukan mana semangka
mutasi dan yang bukan mutasi serta diminta untuk mengidentifikasi
|
Siswa maju ke depan dan memilih
semangka serta mengidentifikasi jenis mutasi pada semangka yang dipilihnya
|
5 menit
|
|
9.
|
Guru melakukan evaluasi berbentuk game / permainan “Teka Teki
Silang (TTS)”, yaitu dengan 10 soal. Guru
membagi membagi siswa ke dalam 3 kelompok dan setiap kelompok diberi 3
kesempatan untuk menjawab pertanyaan dan 1 soal rebutan
|
Siswa mengikuti permainan yang
telah dirancang guru
|
20 menit
|
|
Kegiatan Penutup
|
|
|
Guru
|
Siswa
|
|
|
1.
|
Guru memilih dua orang siswa untuk
menyimpulkan materi yang telah dipelajari
|
Siswa yang terpilih mengungkapkan
materi kembali
|
3 menit
|
|
2.
|
Guru menutup kegiatan pembelajaran
dengan meminta siswa membaca doa bersama-sama
|
Siswa membaca doa bersama-sama
|
2 menit
|
J.
Penilaian hasil pembelajaran
1. Penilaian kompetensi sikap
|
No.
|
Nama siswa
|
Skor
|
Keterangan
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
dst
|
|
|
|
2. Penilaian kompetensi pengetahuan
|
No.
|
Nama siswa
|
Skor
|
Keterangan
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
dst
|
|
|
|
3. Penilaian kompetensi keterampilan
|
No.
|
Nama siswa
|
Skor
|
Keterangan
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
dst
|
|
|
|
Bandung, April 2017
Mengetahui
:
Kepala
SMA NEGERI 1 CILEUNYI Guru Mata Pelajaran,
Dra.
Hj. Syifa Nurifa Dewi, M.Si Dra.
H. Ahmad Reza, M.Pd
NIP
1162060113 NIP
1152060765