Variasi — Nota JomSkor

Kepentingan Variasi untuk Kemandirian Spesies

Variasi ialah perbezaan ciri yang menunjukkan ketidaksamaan individu dalam satu populasi spesies yang sama. Variasi penting kerana menjamin kemandirian spesies apabila keadaan persekitaran berubah, menjadi kesinambungan spesies apabila keadaan di persekitaran musnah, dan menyediakan bahan mentah bagi pemilihan semula jadi yang boleh membawa kepada pembentukan spesies baharu (contoh: Charles Darwin — "It is not the strongest of the species that survives, but the one most responsive to change").

Variasi Selanjar

Variasi selanjar ialah variasi yang menunjukkan perbezaan ciri yang berterusan. Individu-individu menunjukkan ekstrim normal dan ekstrim lain dengan pelbagai gred di antaranya (taburan bersifat kuantitatif, biasanya membentuk taburan normal/lengkung loceng). Contoh: ketinggian dan berat badan manusia. Variasi selanjar dipengaruhi oleh KEDUA-DUA faktor genetik dan persekitaran.

Variasi Tak Selanjar

Variasi tak selanjar ialah variasi yang menunjukkan perbezaan ciri yang ketara/jelas tanpa peralihan beransur-ansur (taburan bersifat kualitatif — terdapat kategori berbeza dengan jelas dan tiada bentuk perantaraan). Variasi tak selanjar dikawal hanya oleh faktor GENETIK dan tidak dipengaruhi persekitaran. Contoh: kebolehan menggulungkan lidah, warna mata, lengkung pola cap jari, kumpulan darah.

Faktor Genetik dan Faktor Persekitaran terhadap Variasi

Faktor genetik: gen yang diwarisi daripada induk menyebabkan variasi di antara individu walaupun dalam spesies yang sama (contoh: warna mata, kumpulan darah). Faktor persekitaran (kawasan persekitaran, suhu, pH tanah): boleh mengubah fenotip dalam suatu populasi tanpa mengubah genotipnya — contohnya Hydrangea sp. menghasilkan bunga biru dalam tanah berasid tetapi bunga merah jambu dalam tanah beralkali. Persekitaran dapat mengubah kekerapan alel dalam suatu populasi tetapi tidak boleh diturunkan kepada generasi akan datang jika ia bukan perubahan genotip.

Variasi dalam Manusia

Variasi selanjar dalam manusia: ketinggian dan berat badan (dipengaruhi gen DAN persekitaran seperti pemakanan). Variasi tak selanjar dalam manusia: kebolehan menggulungkan lidah (boleh/tidak boleh), bentuk cuping telinga (melekap/menggelung), pola cap jari (lengkung, gelung, pusar) — kesemuanya dikawal sepenuhnya oleh gen tanpa pengaruh persekitaran.

Punca Variasi Selanjar (Genetik)

Pindah silang (semasa meiosis I, segmen kromatid bukan kakak beradik bertukar antara kromosom homolog, menghasilkan kombinasi gen baharu), penyusunan bebas kromosom (semasa metafais I dan metafais II meiosis, kromosom homolog/kromatid kembar tersusun secara rawak dan terasing secara bebas ke arah kutub bertentangan, membentuk kombinasi kromosom baharu pada gamet), persenyawaan rawak (gabungan rawak sperma dan ovum daripada pelbagai individu menghasilkan kombinasi genetik baharu pada zigot), dan mutasi (perubahan kekal pada gen atau kromosom).

Mutasi Gen

Mutasi ialah perubahan kekal yang berlaku secara spontan pada gen atau kromosom. Mutasi mewujudkan genotip baharu dan jika berlaku kepada gamet (sel mel germa), ciri-ciri yang ditentukan oleh bahan genetik yang telah bermutasi dapat diwarisi dan menyebabkan variasi tetapi tidak akan diwarisi generasi seterusnya jika mutasi hanya berlaku pada sel badan (somatik). Mutasi gen melibatkan perubahan pada urutan nukleotida sesuatu gen melalui penggantian bes, sisipan bes atau pelenyapan bes, yang boleh mengubah jujukan asid amino protein yang dihasilkan.

Jenis mutasi gen: penggantian bes, sisipan bes, pelenyapan bes

Agen Mutagen

Agen mutagen ialah faktor yang meningkatkan kadar mutasi melebihi kadar semula jadi. Tiga jenis: agen fizikal (sinaran ultraungu, sinar-X), agen kimia (asap rokok, karsinogen dalam makanan), agen biologi (virus, bakteria). Mutagen boleh menyebabkan kerosakan pada urutan nukleotida DNA, membawa kepada perubahan struktur dan fungsi gen.

Penyakit Akibat Mutasi Gen: Anemia Sel Sabit dan Albinisme

Anemia sel sabit: disebabkan mutasi gen yang mengubah struktur hemoglobin, menyebabkan sel darah merah berbentuk sabit dan mengalami disintegrasi pantas. Albinisme: disebabkan mutasi gen menyebabkan ketidakupayaan menghasilkan pigmen melanin, individu albino berlaku secara demikian dan pigmen tidak dihasilkan dalam kulit (kondisi albino).

Mutasi Kromosom

Mutasi kromosom melibatkan perubahan dalam struktur kromosom. Pelenyapan: segmen kromosom hilang. Penggandaan: segmen kromosom mendapat naskhah tambahan menggunakan modulasi crossover tidak sekata. Penyongsangan: segmen kromosom terbalik dan bersambung semula dalam arah bertentangan. Translokasi: segmen kromosom terpisah daripada satu kromosom dan bersambung dengan kromosom bukan homolog yang lain. Mutasi kromosom boleh berlaku semasa meiosis I dan meiosis II, menyebabkan bilangan kromosom dalam gamet menjadi tidak normal (contoh: ketidaksamaan bilangan kromosom akibat tak disjungsi).

Jenis: pelenyapan, penggandaan, penyongsangan, translokasi

Perbandingan Variasi Selanjar dan Variasi Tak Selanjar

Variasi selanjar: dipengaruhi faktor genetik DAN persekitaran, data bersifat kuantitatif, menunjukkan pelbagai gred/peralihan beransur-ansur, biasa digambarkan dengan graf bar/histogram (contoh ketinggian). Variasi tak selanjar: dipengaruhi faktor genetik SAHAJA, data bersifat kualitatif, ciri jelas berbeza tanpa peralihan, biasa digambarkan dengan graf bar berasingan mengikut kategori (contoh kumpulan darah).

Contoh soalan

Seorang pelajar mengumpul data ketinggian 40 orang murid Tingkatan 5 dan melukis graf taburan ketinggian. Graf tersebut menunjukkan lengkung loceng yang berterusan tanpa kategori jelas. Nyatakan jenis variasi yang ditunjukkan dan jelaskan dua faktor yang menyebabkan variasi tersebut.

• Jenis variasi yang ditunjukkan ialah variasi selanjar, kerana data ketinggian menunjukkan pelbagai gred secara berterusan tanpa kategori yang jelas terpisah.
• Faktor genetik: gen yang diwarisi daripada kedua-dua induk mempengaruhi potensi ketinggian maksimum seseorang individu.
• Faktor persekitaran: pemakanan (nutrien seperti protein dan kalsium) semasa zaman kanak-kanak dan remaja mempengaruhi sejauh mana potensi genetik ketinggian tersebut dicapai.
• Oleh itu, ketinggian dipengaruhi oleh GABUNGAN faktor genetik dan persekitaran, menjadikannya variasi selanjar.

Contoh soalan

Bezakan antara variasi selanjar dan variasi tak selanjar dengan memberikan satu contoh bagi setiap satu jenis variasi dalam manusia.

• Variasi selanjar menunjukkan perbezaan ciri secara berterusan dengan pelbagai gred, dipengaruhi oleh faktor genetik DAN persekitaran. Contoh: berat badan manusia.
• Variasi tak selanjar menunjukkan perbezaan ciri yang jelas/ketara tanpa peralihan beransur-ansur, dipengaruhi oleh faktor genetik SAHAJA. Contoh: kebolehan menggulungkan lidah.
• Variasi selanjar biasanya digambarkan menggunakan graf taburan normal (lengkung loceng), manakala variasi tak selanjar digambarkan menggunakan graf bar berasingan mengikut kategori.

Contoh soalan

Penyakit anemia sel sabit disebabkan oleh mutasi gen yang mengubah struktur protein hemoglobin. Jelaskan bagaimana mutasi gen ini berlaku dan kesannya terhadap individu yang terjejas.

• Mutasi gen ialah perubahan kekal yang berlaku secara spontan pada urutan nukleotida gen yang mengawal pengeluaran hemoglobin.
• Mutasi ini boleh berlaku melalui penggantian, sisipan atau pelenyapan satu atau lebih bes nukleotida dalam jujukan gen tersebut.
• Perubahan urutan nukleotida ini menyebabkan perubahan pada jujukan asid amino protein hemoglobin yang dihasilkan.
• Hemoglobin yang termutasi menyebabkan sel darah merah berbentuk sabit (bukan bikonkaf normal) terutamanya apabila kandungan oksigen rendah.
• Sel darah merah berbentuk sabit ini lebih mudah mengalami disintegrasi (pecah) dan kurang berkesan membawa oksigen, menyebabkan individu mengalami anemia kronik.