1_Biologi-Kelas-10

8/11/2019 1_Biologi-Kelas-10

1/32

Ruang Lingkup Biologi

Pada bab ini kamu akan mem-pelajari ruang lingkup biologi danmendeskripsikan objek danpermasalahan biologi padaberbagai tingkat organisasikehidupan. Setelah mempelajaribab ini diharapkan kamu dapatmemahami tentang hakikat biologisebagai ilmu.

IBAB

Kata kunci:organisme, keanekaragaman, organisasi, ilmiah


2/32

Peta Konsep

T ahukah kamu ada berapa jenis makhluk hidup yang ada di Bumi? Pada saat ini diper-kirakan sebanyak 1,7 juta jenis makhluk hidup yang telah diidentifikasi. Namun makhlukhidup yang belum diteliti masih lebih banyak lagi, diperkirakan lebih dari 5 juta bahkan

mendekati 100 juta jenis. Semua jenis makhluk hidup merupakan objek kajian biologi.Bagaimanakah perkembangan biologi? Apa saja yang menjadi kajian dalam biologi?

Biologi cabang-cabang biologi

makhluk hidup

berkembang menjadi

Metode Ilmiah

meningkatkan kese- jahteraan manusiadan melesterikan ling-kungan hidup

Tema-Tema Kajiantingkatan organisasi ke-hidupanmolekul sel jaringan

organ sistem organ organisme populasi komunitas ekosis-

tem bioma biosfer

ruang lingkup biologi

meliputi

manfaat

merupakan

dikembangkansecara ilmiah dibedakan menjadi

biologi murni biologi terapan

mempelajarihal-hal khusus

merumuskan masalah mengajukan hipotesis menguji hipotesis mengolah dan menganalisis

data menarik kesimpulan

keanekaragaman jenis6 kingdom: Eubacteria,

Archaebacteria, Protista,Fungi, Plantae, Animalia

sains sebagai inkuiri sejarah dan konsep biologi evolusi keanekaragaman makhluk

hidup genetika makhluk hidup dan

lingkungan tingkah laku struktur dan fungsi regulasi dan pengaturan

fungsi


3/32

Ruang Lingkup Biologi 5

Kata biologi berasal dari bahasa Yunani bios yang berartihidup dan logos yang berarti ilmu. Jadi biologi merupakan ilmuyang mempelajari makhluk hidup dan proses-proses vitalnyayang meliputi aspek fisik maupun kimia. Istilah biologi mula-mula diperkenalkan di Jerman pada tahun 1800 dandipopulerkan oleh naturalis Prancis Jean-Baptise de Lamarckuntuk menyebut sekelompok ilmu yang sedang berkembangyang kesemuanya mempelajari bentuk-bentuk kehidupan.Pendapat ini didukung oleh seorang ahli zoologi Inggris,Thomas Henry Huxley yang mengemukakan bahwa semua bentuk kehidupan tidak boleh dipelajari secara terpisah,melainkan harus dalam satu disiplin ilmu yaitu biologi.

Biologi merupakan kumpulan pengetahuan yang lahir dan berkembang sebagai respons manusia terhadap gejala-gejala,kejadian, dan masalah alam misalnya keanekaragaman makhlukhidup, makanan, kesehatan, penyakit, kerusakan alam, dansebagainya. Biologi menjadi bagian dari kelompok IPA (IlmuPengetahuan Alam/sains) yang terus menerus berkembang.

Biologi berkembang karena rasa ingin tahu manusia dalammerespons gejala-gejala alam. Biologi merupakan ilmu yangpaling tua di bumi. Kamu tentu memahami bahwa manusiapertama harus mempunyai pengetahuan yang baik mengenaihewan dan tumbuhan di sekitarnya. Mereka harus mengertitanaman apa yang aman dimakan dan yang beracun, hewanapa yang aman diburu dan hewan buas. Bahkan sebelummanusia purba hidup menetap, mereka telah mulaimenjinakkan hewan dan bercocok tanam. Dalam kegiatan inimereka mulai mengamati jenis-jenis makhluk hidup danlingkungannya.

Petunjuk sejarah perkembangan biologi dapat diperoleh darisitus Assyria dan Babilonia (tahun 3500 SM). Dari gambar-gambar dan sisa-sisa peninggalan sejarah, diketahui bahwapenduduk Assyria dan Babilonia telah bercocok tanam danmengenal ilmu pengobatan. Mereka telah mengetahuireproduksi tanaman palem dan menunjukkan bahwa pollen berasal dari tanaman jantan yang digunakan untuk menyerbukitanaman betina. Mereka juga mulai mempelajari anatomi untuktujuan pengobatan.

Bangsa Mesir mulai mempraktikkan biologi dan ilmupengobatan sejak tahun 2000 SM. Kamu tentu ingat kebiasaanmereka mengawetkan mayat (mumi) dengan ramuan sejenis balsam yang dibuat dari tumbuh-tumbuhan. Bagaimanamungkin mereka dapat melakukannya tanpa pengetahuan yang baik mengenai tumbuh-tumbuhan. Bangsa Cina kuno jugatelah mengenal berbagai tanaman obat sejak 2800 tahun SM.Selain telah membudidayakan ulat sutra untuk menghasilkan

A Perkembangan Biologi

Gambar 1.1 Hewan dan tumbuhanmerupakan jenis makhlukhidup yang menjadi kajiandalam biologi.

Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006

Gambar 1.2 Reruntuhan bangsa Assyiria yang menunjuk-kan pengetahuan merekatentang ilmu biologi.

Sumber: Microsoft Encarta, 2006


4/32

6 Biologi SMA dan MA Kelas X

kain sutra, mereka juga telah mengenal berbagai jenis serangga,termasuk perkembangbiakan dan cara-cara memberantasserangga. Reruntuhan di Mohenjodaro menunjukkan bahwasejak 2500 SM penduduknya telah mengenal pertanian untukmemenuhi kebutuhan pangan dan sandang. Mereka bercocoktanam gandum, barlei, kapas, sayuran, melon, dan buah-buahanlain. Sebuah dokumen yang ditemukan pada situs peninggalan be rse ja rah it u me nunjukkan bahwa mereka te lahmemanfaatkan sekitar 960 jenis tanaman untuk pengobatan.Dokumen itu juga berisi berbagai informasi tentang anatomi,fisiologi, patologi, dan ilmu bedah.

Meskipun bangsa Babilonia, Assyria, Mesir, Cina, dan Indiakuno telah mengenal biologi, kebanyakan pengetahuan itu selaludikaitkan dengan hal-hal yang bersifat supranatural. Contohnyaadalah mereka membedah hewan bukan untuk mengetahuistruktur organ, tetapi untuk meramal massa depan ataumemberi persembahan kepada dewa. Biologi yang dipelajarisebagai ilmu pengetahuan dimulai oleh bangsa Yunani. Ahlifilsafat Yunani mempercayai bahwa setiap kejadian mempunyaisebab dan akibat. Hukum yang disebut hukum kausalitas initelah mendorong dilakukannya berbagai penyelidikan ilmiah.Mereka juga mempercayai hukum alam yang mengaturkehidupan yang dapat dipelajari manusia karenakemampuannya dalam mengamati dan mengambil keputusan.Sejak saat itu biologi mulai dikembangkan secara rasional.Ilmuwan Yunani kuno yang telah berjasa mengembangkan biologi antara lain Thales, Anaximander, Hippocrates, Aristoteles,dan Theophrastus.

Aristoteles yang hidup pada pertengahan abad ke-4 SMmemberi perhatian yang besar terhadap berbagai ilmu termasuk biologi. Aristoteles memperkenalkan dasar-dasar taksonomiyang masih dipakai hingga saat ini. Beliau mengelompokkanhewan menjadi hewan berdarah dan hewan tidak berdarah.Hewan berdarah mencakup kelompok mamalia, burung,amfibi, reptil, dan ikan. Hewan tak berdarah dibagi menjadikelompok Cephalopoda, udang-udangan, serangga, dan Testaceayang terdiri dari hewan-hewan kecil. Penelitiannya yang lainmenunjukkan bahwa hewan mempunyai paru-paru, bernapasdengan udara, berdarah panas (suhu tubuh tetap meskipun suhulingkungan berubah), dan menghasilkan keturunan. TemuanAristoteles yang penting adalah pengetahuan tentang reproduksidan hereditas, termasuk teori abiogenesis yang menyatakan bahwa asal-usul kehidupan berasal dari benda tak hidup atau generatio spontanea yang dipercayai begitu saja oleh bangsaYunani pada saat itu. Aristoteles juga berpendapat bahwa semuamakhluk hidup mempunyai struktur dan fungsi yangdisesuaikan dengan perilaku dan habitatnya. Dalam klasifikasihewan beliau menyarankan untuk menggunakan struktureksternal sebagai dasar pengelompokan serta menunjukkanpentingnya struktur homologi dan analogi organ-organ hewanyang menjadi dasar perkembangan ilmu anatomi komparatif.

Ciri-Ciri Sains

Biologi merupakan cabang dariIPA (sains) yang mempelajarimakhluk hidup. Ciri-ciri sainsadalah sebagai berikut.

Objek kajian berupa hal-halyang konkret, objek kajianbiologi adalah makhluk hidup.

Dikembangkan berdasarkanpengalaman empiris, yaitupengalaman yang nyata yangdapat dilakukan oleh setiaporang.

Menggunakan cara berpikir yang logis, yaitu kesimpulandiambil berdasarkan prinsip-prinsip berpikir logis.

Memiliki langkah kerja yang

sistematis, sehingga kebe-narannya dapat dipertang-gungjawabkan.

Hasil kajian bersifat objektif,yaitu apa adanya dan sesuaidengan kenyataan tanpadipengaruhi kepentinganpeneliti.

Hasilnya berupa teori atauhukum yang bersifat univer-sal yang berlaku umum dimana saja.

Bio Info

Gambar 1.3 Aristoteles, filsuf Yunaniyang berjasa mengem-bangkan biologi.



5/32


Tugas 1.1

Di wilayah Arab, biologi mengalami kemajuan pesat berkatsumbangan pemikiran para ahli seperti Al Jahiz yangmenuliskan pengetahuannya tentang binatang dan Ibnu Sinayang banyak berjasa mengembangkan ilmu kedokteran, obat,dan pengobatan. Pada abad ke-12 pengetahuan tentangtumbuhan disatukan menjadi botani dan dipisahkan daripengetahuan yang mempelajari hewan, perburuan, dan ilmu bedah (disebut zoologi). Perkembangan biologi selanjutnyaterjadi di berbagai bangsa dan melahirkan tokoh-tokoh sepertiLeonardo da Vinci, Otto Brunfels, Leonhard Fuchs, Pierre Belon,dan sebagainya.

Ketika mikroskop ditemukan oleh Leeuwenhoek pada abadke-17, dimulailah kajian biologi dengan objek yang berukuranmikroskopis yaitu sel dan mikroorganisme. Sejak saat ituperkembangan biologi mengalami kemajuan yang pesat,ditunjukkan dengan berkembangnya teori-teori kehidupanyang baru dan munculnya cabang-cabang biologi yang baruseperti embriologi dan mikrobiologi. Tokoh-tokoh yang berjasamengembangkan biologi pada saat itu adalah Roobert Hooke,Fransisco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur.

Karena makhluk hidup yang ditemukan semakin banyak, John Ray dan Carolus Linnaeus pada abad ke-17 dan 18mengusulkan suatu sistem klasifikasi yang bersifat universal,dapat berlaku baik untuk hewan maupun tumbuhan. Merekamemperkenalkan sistem klasifikasi baru berdasarkan takson-takson. Sistem klasifikasi inilah yang digunakan sebagai rujukansistem klasifikasi modern.

Ketekunan dan keuletan para ahli telah mengembangkan biologi menjadi ilmu modern yang maju dan cakupan yang luas.Perkembangan biologi tidak terlepas dari perkembangan ilmuyang lain seperti kimia dan fisika. Ketika ditemukan peralatanyang lebih canggih seperti mikroskop elektron dan metodeanalisis yang lebih sensitif pada abad ke-19, kajian biologi menjadisemakin luas karena objek biologi mulai dikaji secara molekuler.Biologi memberikan sumbangan yang penting bagi kesejah-teraan manusia karena biologi mendasari perkembangan ilmuterapan seperti pertanian, peternakan, kedokteran, kesehatan,industri, farmasi, dan sebagainya.

Biologi yang kamu pelajari saat ini berkembang secara bertahap. Pada setiap periode muncul tokoh-tokoh yangmemperkenalkan teori-teorinya dan pada periode berikutnya muncul tokoh-tokoh lain yang membawateori-teori baru, baik mendukung atau menolak teori daritokoh-tokoh pada massa sebelumnya. Buatlah periodisasisederhana yang menggambarkan perkembangan biologi beserta tokoh-tokoh dan teori yang dikemukakannya.Buatlah uraian yang menunjukkan hubungan antaraperkembangan teori dengan perkembangan biologi.

Gambar 1.4 Mikroskop yang banyakdigunakan para ilmu-wan pada abad ke-17.


Gambar 1.5 Dengan mikroskop elek-tron, ultrastruktur selberupa sitoskeleton dapatdiamati dengan jelas.



6/32


Biologi merupakan ilmu yang luas, sehingga dibagi menjadicabang-cabang berdasarkan objek yang dipelajarinya. Untukmenyederhanakan, biologi dibedakan menjadi beberapa kajian

yaitu kajian tingkat molekul, sel, organisme, dan populasi.Biologi molekuler menjadi dasar bagi perkembangan. Berkat jasanya, kamu dapat memahami struktur dan fungsi molekul-molekul penyusun tubuh seperti asam nukleat dan protein,termasuk mekanisme pewarisan sifat pada semua makhlukhidup. Jasa penting yang lain adalah pengetahuan tentang prosesmetabolisme sehingga kamu dapat memahami bagaimanaenergi dihasilkan dan digunakan pada sistem kehidupan.

Biologi sel berkaitan erat dengan biologi molekuler. Selmerupakan unit dasar kehidupan, untuk mempelajari struktur danfungsi sel, ahli biologi mempelajari komponen-komponen sel pada

tingkat molekuler. Biologi sel merupakan kajian yang pentingkarena fungsi-fungsi kehidupan pada organisme multiselulermerupakan perwujudan dari pertumbuhan, aktivitas, dan interaksisel. Pemahaman biologi sel diperlukan untuk mempelajari ilmuyang lain seperti fisiologi, biologi perkembangan, neurofisiologi,sitogenetika, etiologi, dan sebagainya.

Biologi tingkat organisme mempelajari jenis-jenis makhlukhidup dengan segala aspek kehidupannya. Objek biologi yangdipelajari pada tingkat organisme semakin banyak, sehingga berkembang disiplin ilmu yang mempelajari organisme tertentusecara mendalam. Contohnya adalah ornitologi (mempelajari

burung), iktiologi (mempelajari ikan), herpetologi (mempelajariamfibia dan reptil), protozoologi (mempelajari hewan satu sel/protozoa), mikologi (mempelajari jamur), entomologi (mem-pelajari serangga), antropologi fisik (mempelajari manusia), dansebagainya.

Peranan organisme dalam lingkungan juga menjadi perhatiantersendiri bagi ahli biologi, sehingga muncul cabang-cabang ilmuseperti ekologi, biologi laut, biologi populasi, genetika populasi, biologi tanaman akuatik, biologi hewan akuatik, evolusi,sosiobiologi, dan sebagainya. Dan ketika kegiatan manusia menimbulkan pencemaran yang mempengaruhi seluruh aspek kehidupan,

berkembang cabang ilmu yang baru yaitu pencemaran lingkungan.Dewasa ini terdapat kecenderungan baru untuk mempelajari

bidang ilmu yang sempi t namun dikaji secara mendalam.Sebagai contoh adalah dari biologi sel berkembang beberapacabang ilmu seperti sitotaksonomi, sitogenetika, fisiologi sel,sitokimia, sitopatologi, dan sitoekologi. Tidak menutupkemungkinan cabang biologi yang masih luas seperti biofisika, biokimia, genetika, dan ekologi akan berkembang menjadi beberapa kajian ilmu yang lebih sempit. Perhatikan beberapacabang biologi pada Tabel 1.1 .

B Cabang-Cabang Biologi

Bio Info

Ciri-Ciri Makhluk Hidup

Objek kajian biologi adalahmakhluk hidup. Setiap makhlukhidup mempunyai ciri-ciri berupagejala-gejala hidup yang mem-bedakannya dengan makhluk takhidup dan benda mati. Ciri-cirimakhluk hidup antara lain memer-lukan nutrisi, melakukan metabo-lisme (bernapas, ekskresi, dansebagainya), melakukan gerakdan transportasi, iritabilitas, dapatberadaptasi, reproduksi, tumbuhdan berkembang, memiliki su-sunan tubuh tertentu.

biologi molekuler

biologiperkembangan

genetika

ekologicabang ilmulainnya

bakteriologiornitologi

botanientomologi

Gambar 1.6 Kue lapis Biologi,mengambarkan pem-bagian mendatar (dasar)dan tengah (taksonomi).

Sumber: Prinsip-Prinsip Ekologi danOrganisasi Ekosistem ,Komunitas,dan Lingkungan, 2003

cabang ilmulainnya

Lapisan-lapisan ilmu

Keratan taksonomi


7/32


Banyaknya cabang biologi menunjukkan luasnya ruanglingkup biologi. Tahukah kamu apa saja yang dipelajari dalam biologi? Kajian biologi sangat luas, meliputi semua makhluk hidupdari tingkat biosfer, individu, hingga tingkat molekuler. Tahukahkamu, ada berapa banyak makhluk hidup yang ada di bumi danada berapa kingdom dalam sistem klasifikasi terbaru? Sistemklasifikasi terbaru yang diusulkan Carl Woese pada tahun 1977membagi makhluk hidup menjadi 6 kingdom yaitu Eubacteria,Archaebacteri, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. Sebe-lumnya Robert Whittaker pada tahun 1969 mengelompokkan

Tugas 1.2

Coba kamu sebutkan cabang-cabang biologi yang lain beserta ruang lingkup yang dipelajarinya. Tunjukkan pulakemungkinan-kemungkinan berkembangnya cabangilmu yang baru dari suatu cabang ilmu yang sekarangkamu ketahui.

C Ruang Lingkup dan Manfaat Biologi

Tabel 1.1 Cabang-cabang biologi

No. Cabang Biologi Hal-Hal yang Dipelajari

1. Botani Tumbuh-tumbuhan dengan segala aspeknya.2. Zoologi Binatang dengan segala aspek kehidupannya.3. Anatomi Struktur tubuh internal makhluk hidup.4. Morfologi Struktur luar makhluk hidup.5. Sitologi Struktur dan fungsi sel.6. Embriologi Perkembangan embrio.7. Fisiologi Fungsi kerja komponen-komponen tubuh.8. Genetika Substansi genetik dan hereditas.9. Mikrobiologi Kehidupan mikroorganisme.

10. Mikologi Jamur dan peranannya dalam kehidupan.11. Paleontologi Fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi.12. Ekologi Hubungan timbal balik antara makhluk hidup dan lingkungannya.13. Taksonomi Pengelompokan makhluk hidup menjadi takson-takson.

14. Evolusi Perkembangan makhluk hidup dari bentuk yang sederhanahingga bentuk yang rumit.

15. Virologi Virus dan peranannya terhadap makhluk hidup yang lain.16. Iktiologi Ikan dan peranannya bagi kehidupan.17. Ornitologi Burung dan peranannya bagi kehidupan.18. Histologi Struktur dan fungsi jaringan tubuh.19. Biologi molekuler Struktur dan fungsi molekul/senyawa penyusun kehidupan dan

interaksinya.20. Biologi populasi Interaksi antara populasi hewan dan tumbuhan dengan ling-

kungannya.


8/32


makhluk hidup menjadi 5 kingdom yaitu Monera, Protista, Fungi,Plantae, dan Animalia. Dalam buku ini kamu mengikuti sistemklasifikasi enam kingdom seperti yang diusulkan oleh Carl Woese.

Semua makhluk hidup beserta lingkungan yang berupa air,udara, tanah, dan materi membentuk lapisan kehidupan di muka bumi. Keseluruhan sistem ini disebut biosfer. Dalam biosfer antara

makhluk hidup yang satu dengan yang lain saling berinteraksi,demikian juga antara makhluk hidup dengan lingkungannya.Biosfer terdiri atas beberapa bioma. Bioma merupakan ekosistemdalam skala besar yang didalamnya terjadi interaksi iklim dengan biota setempat. Contoh bioma yang terdapat di bumi antara lain bioma tundra, taiga, hutan gugur, hutan hujan tropis, padangrumput, gurun, bioma air tawar, dan bioma air laut. Di dalamsebuah bioma terdapat beberapa ekosistem. Organisme-organisme yang terdapat dalam suatu ekosistem membentukpopulasi-populasi yang saling berinteraksi. Dalam interaksi initerbentuk berbagai daur kehidupan, bermacam-macam simbiosis,daur materi, aliran energi, rantai makanan, dan sebagainya. Kamuakan mempelajari interaksi antara organisme satu dengan yanglain dan interaksi organisme dengan lingkungan dalam ekologi.

Usaha manusia untuk memenuhi kebutuhannya berdampakterhadap keseimbangan lingkungan. Contohnya ketika diper-kenalkan revolusi hijau, penggunaan pupuk yang meningkatmenimbulkan akibat buruk berupa pencemaran air dan tanahsehingga di beberapa tempat muncul eutrofikasi, yaitu pengayaannutrien pada air sehingga ganggang tumbuh sangat cepat menutupiperairan yang menghabiskan persediaan oksigen dalam air sehinggaikan-ikan di perairan itu mati. Demikian juga revolusi industrimemberi akibat samping yang negatif yaitu menimbulkan berbagaipencemaran. Dan jangan lupa bahwa campur tangan manusiaterhadap kehidupan liar juga telah membawa berbagai dampak buruk terhadap keseimbangan alam dan ancaman kepunahan beberapa jenis makhluk hidup. Jadi tema permasalahan yangterkait dengan biologi lingkungan semakin kompleks sekaligusmenghasilkan berbagai alternatif pemecahan masalah, misalnyadikenalkannya kultur jaringan untuk mengembangkan tanamanlangka dan inseminasi buatan untuk membantu perkembangbiakan hewan langka yang tingkat reproduksinya rendah.

Makhluk hidup sebagai bahan kajian utama dalam biologiterdiri atas bermacam-macam jenis. Masing-masing jenis memilikialat-alat tubuh yang bervariasi baik alat tubuh internal maupuneksternal. Alat-alat ini merupakan sistem organ yang tersusun atasorgan-organ yang saling bekerjasama untuk melakukan fungsitertentu. Kamu tentu telah mengerti bahwa organ tersusun atas jaringan-jaringan dan jaringan terdiri dari sel-sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama. Pada organisme uniseluler, sebuahsel merupakan satu individu yang berarti bahwa sel itu melakukansemua aktivitas kehidupannya. Semua tatanan dari individu hinggasel ini juga menjadi objek kajian biologi. Pada tingkatan ini kamumempelajari struktur, fungsi, dan organisasi komponen-komponen penyusun makhluk hidup.

Gambar 1.7 Makhluk hidup denganlingkungannya salingberinteraksi membentuksuatu ekosistem.



9/32


Tugas 1.3

Perhatikan lagi bahwa organisme yang sangat beranekaragam ternyata memiliki struktur dasar sel yang sama yaituterdiri atas sitoplasma, organel-organel, sistem membran, daninti sel kecuali pada sel-sel prokariotik. Pernahkah kamu berpikir, mengapa dengan struktur sel yang sama membentuk jaringan, organ, dan organisme yang berbeda-beda? Inilahkeagungan Tuhan. Tuhan telah mengatur agar sel-selmempunyai struktur yang sama dapat membentuk organismeyang berbeda-beda karena pengorganisasian dan pengontrolmetabolisme pada sel itu berbeda-beda. Apa yang mengatur danmengontrol metabolisme di dalam sel? Pertanyaan inilah yangmendorong para ahli untuk mempelajari senyawa dan molekul-molekul yang menyusun sel. Pada tingkat molekuler ini biologimempelajari struktur, fungsi, dan peranan molekul-molekulyang mendukung sistem kehidupan, misalnya ADN, ARN,protein, lemak, dan karbohidrat dalam sistem hidup.

Apa manfaat mempelajari biologi? Biologi merupakan ilmumurni yang mendasari perkembangan di bidang pertanian,peternakan, kedokteran, kesehatan, industri, farmasi, danlingkungan. Berikut ini beberapa sumbangan biologi bagikesejahteraan manusia.a. Membantu menemukan dan mengembangkan berbagai

bahan makanan, pakaian, peralatan, dan energi sehingga dapatmenghindarkan manusia dari krisis pangan dan energi.

b. Membantu mengidentifikasi penyebab berbagai penyakitpada manusia, hewan, dan tumbuhan beserta cara menang-gulanginya.

c. Membantu memahami berbagai proses kehidupan sepertimetabolisme, cara pewarisan sifat, daur energi, jaring-jaringmakanan, dan sebagainya.

d. Membantu mengkaji permasalahan lingkungan dan upaya-upaya untuk melestarikan lingkungan hidup.

1. Kemajuan teknologi telah mendorong umat manusiauntuk mempelajari kemungkinan adanya kehidupandi luar Bumi. Kamu pasti pernah mendengar beritapeluncuran wahana antariksa yang mencoba mencari bentuk-bentuk kehidupan di luar bumi. Sebagaiwadah yang mengkaji masalah itu sekarang telah

berkembang cabang ilmu yang baru yaitu biologi luarangkasa. Seandainya suatu saat nanti wahana antariksayang diluncurkan mendapatkan sinyal-sinyal adanyakehidupan di luar bumi, apa yang akan menjadi temapermasalahan dan peran biologi terkait dengan pene-muan itu? Tuliskan jawabanmu dalam sebuah ka-rangan ilmiah dan kumpulkan sebagai tugas portofolio.

2. Carilah informasi tanaman dan hewan dari varietasunggul yang telah menghindarkan manusia dariancaman kekurangan pangan dan bahan mentah.Sebutkan pula keunggulan masing-masing varietas.

Gambar 1.8 Biologi berperan dalampengembangan ilmukedokteran.


Bio InfoMikroskop

Mikroskop sangat berguna dalampenelitian biologi, yaitu untukmembantu mengamati benda-benda yang sangat kecil sepertimikroorganisme dan bagian-bagian sel. Mikroskop pertamadigunakan Leeuwenhoek untukmengamati mikroorganisme.Mikroskop ini berlensa tunggaldengan perbesaran hingga 300kali. Mikroskop optik modernmenggunakan dua lensa ataulebih dengan perbesaran menca-pai 2.000 kali atau lebih. Saat initelah dikembangkan berbagaimikroskop optik untuk tujuankhusus, antara lain, mikroskopstereoskopik, mikroskop fotografi,mikroskop ultraviolet, mikroskoppetrografi, mikroskop bidanggelap, mikroskop fase, dan yangterbaru mikroskop bidang dekat.Mikroskop elektron menggunakangelombang elektron untuk memben-tuk bayangan yang diperbesar hingga satu juta kali.


10/32


Kamu pasti telah mengerti bahwa semua zat tersusun atasatom-atom. Atom-atom membentuk molekul dan saling berikatan membentuk senyawa. Demikian juga organisme

tersusun atas molekul-molekul yang saling berinteraksi denganrumit membentuk kehidupan. Semua makhluk hidup terdiriatas sel dan sel tersusun atas molekul-molekul. Sebagai contohmembran sel dan sistem membran dalam plasma tersusun atasprotein, lemak, dan karbohidrat; protoplasma tersusun darimolekul-molekul air yang didalamnya terlarut berbagai zatorganik (enzim, protein, lemak, karbohidrat, alkaloid) dan zatanorganik (garam-garam mineral); dan kromosom tersusun atasrangkaian polinukleotida yang terdiri atas gula deoksiribosa,fosfat, dan basa nitrogen yang membentuk ADN. Sel merupakanunit terkecil dari makhluk hidup. Semua kegiatan hiduporganisme adalah perwujudan dari proses-proses metabolismedan reproduksi sel. Oleh karena itu sel mempunyai perangkat-perangkat untuk melaksanakan fungsi-fungsi ini yang berupaorganel sel, sistem membran, dan plasma sel.

Pada organisme uniseluler sebuah sel merupakan satuindividu. Jadi organisme itu melaksanakan segala aktivitasnya,misalnya melakukan respirasi, mencerna makanan, dan be rkembang biak . Pada organi sme multiselu ler se l-selmengalami diferensiasi dan spesialisasi untuk melakukan fungsiatau membentuk struktur tertentu dalam suatu jaringan. Jadi jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk yangsama dan mempunyai fungsi yang sama. Jaringan dapatdibedakan berdasarkan letak dan fungsinya, misalnya jaringanepidermis merupakan lapisan sel-sel yang terletak paling luar, jaringan pengangkut pada tumbuhan tersusun atas x ilem yangmengangkut air dan floem yang mengangkut hasil fotosintesis.

Jaringan merupakan organisasi sel, namun suatu jaringansaja belum dapat mendukung fungsi yang lebih besar tanpa bekerjasama dengan jaringan lain. Misalnya jaringan parenkimpalisade pada daun punya banyak klorofil yang berfungsi sebagaitempat untuk fotosintesis. Jaringan ini tidak dapat bekerja bilatidak ada jaringan pengangkut (xilem) yang membawa air dangaram mineral dari dalam tanah. Parenkim palisade jugamembutuhkan jaringan epidermis yang berfungsi sebagailapisan pelindung dan pengatur keluar masuknya udara melaluistomata yang terdapat padanya. Demikian seterusnya setiap jaringan saling bekerjasama untuk melakukan fungsi yang lebihkompleks membentuk organ. Misalnya arteri tersusun atas jaringan ikat, otot polos, dan endotelium. Daun tersusun atas ja ringan pa re nkim pa li sade , pa renk im spons, ja ri nganpengangkut, dan jaringan epidermis.

Beberapa organ bersatu membentuk sistem organ dansistem-sistem organ membentuk organisme atau individu.Sebagai contoh sistem pernapasan tersusun atas laring, trakea,

D Organisasi Kehidupan

Gambar 1.9 Organ daun tersusunatas berbagai macam

jaringan.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006


11/32


bronkus, dan paru-paru; sistem pencernaan tersusun atas mulut,kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus.Perhatikan berapa sistem organ yang menyusun tubuh manusiapada Tabel 1.2 .

Setiap organisme dapat melakukan fungsi-fungsikehidupan seutuhnya. Tapi ingat bahwa kehidupan suatuorganisme tidak dapat terlepas dari lingkungannya, baiklingkungan biotik maupun lingkungan abiotik. Contohnya jikakeadaan udara panas, kamu akan merasa haus dan minum. Jika

teman sebangkumu marah dan mengajak bertengkar tentukamu akan merasa tidak nyaman. Tanaman yang hidup dilingkungan cukup air dan unsur hara akan tumbuh subur,namun sebaliknya jika hidup di lingkungan yang gersang akantumbuh lambat dengan daun-daun yang kecil dan kerdil. Jadisetiap individu selalu akan berinteraksi dengan lingkungannya.Individu-individu saling berinteraksi dengan individu yangsejenis membentuk populasi. Beberapa populasi berkumpuldan saling berinteraksi dalam lingkungan yang sesuaimembentuk ekosistem. Beberapa ekosistem membentuk biomadan keseluruhan bioma yang ada di bumi membentuk biosfer.

Pencernaan ma-kanan (digesti)

mulut, lambung, hati, empedu,pankreas, usus, lain-lain

mencerna makanan agar dapatdiserap oleh tubuh

2. Peredaran darahdan limfe (sirkula-si/transportasi)

jantung, nadi, vena, kelenjarlimfe

mengedarkan atau mengang-kut zat serta melindungi tubuhdari bibit penyakit

3. Pernapasan (respi-rasi)

hidung, laring, tenggorok,paru-paru

menyuplai oksigen, menge-luarkan zat sampah (CO 2 danuap air)

1.

4. Pengeluaran (eks-kresi)

ginjal, kandung kemih, ureter,kulit

mengeluarkan zat sampah,menjaga keseimbangan cairandi sekitar sel

5. Perkembangbiakan(reproduksi)

testis, ovarium, uterus, vesikaseminalis, dan lain-lain

perkembangbiakan dan melin-dungi dari kepunahan jenisnya

6. Rangka (skeleton) tengkorak, tulang belakang,tulang rusuk, anggota gerak

perlindungan dan penunjangtempat melekat otot, alat gerakpasif

7. Otot otot dan tendon alat gerak aktif

8. Saraf otak, sumsum tulang bela-

kang, serabut saraf, simpulsaraf, alat indera

merespons perubahan lingku-

ngan, mengontrol tingkah laku,mengatur fungsi organ tubuh

9. Hormon (endokrin) tiroid, hipofisis, adrenal, pan-kreas, dan lain-lain

sebagai kontrol kimia (urin),mengatur fungsi organ tubuh

Tabel 1.2 Berbagai sistem organ pada manusia.

No. Sistem Organ Organ Penyusun Fungsinya


12/32


Tugas 1.4

Uraikan dengan kata-katamu sendiri organisasi ke-hidupan yang menyusun seekor belalang dari tingkatmolekuler hingga biosfer.

Ingat kembali uraian di depan bahwa perkembangan biologididasari oleh rasa ingin tahu. Ternyata sifat ingin tahu tidak hanyadimiliki oleh manusia, tetapi juga oleh makhluk hidup yanglain. Tumbuhan menunjukkan gejala tumbuh dan berkembangdengan gerakan yang terbatas, misalnya akar bergerak (tumbuh)ke tempat yang mengandung banyak air dan mineral. Batangtumbuh ke atas yang memungkinkan daun memperoleh sinar

matahari sebanyak-banyaknya. Hewan yang mempunyaikemampuan bergerak yang lebih leluasa, keingintahuannya be rs ifa t ins ti ng yang bert ujuan untuk memper tahankankelestarian hidupnya. Dengan insting itu hewan merasa perlumencari makan, melindungi diri, dan berkembang biak.Misalnya ikan bergerak karena ingin tahu apakah di daerah lainterdapat cukup makanan, cukup aman dari ancaman predator,sehingga cukup layak untuk berkembang biak.

Manusia selain mempunyai instin g juga dikaruniaikemampuan berpikir yang terus berkembang sepanjang zaman.Kemampuan berpikir itu mendorong manusia selalu ingin tahu

segala sesuatu, apa dan bagaimana. Hal ini menyebabkanmanusia dapat menggunakan pengetahuan yang dahulu danmengkombinasikan dengan pengetahuan sekarang sehinggamenghasilkan pengetahuan yang baru. Contohnya manusiapurba memenuhi kebutuhan hidupnya dengan berburu danmeramu. Karena kemampuan berpikir dan keinginannya untukhidup lebih enak dan semua kebutuhannya terpenuhi, manusiamodern melakukan budidaya tanaman, memelihara ternak, bahkan mendirikan industri-industri. Bandingkan denganharimau dan buaya, dari zaman dahulu hingga sekarang selalu berburu untuk memenuhi kebutuhan makanan. Demikianlahrasa ingin tahu manusia berkembang terus menerus yangmenimbulkan perbendaharaan pengetahuan.

Sebelum ditemukan metode ilmiah, pengetahuan diperolehdengan berbagai cara yaitu prasangka, intuisi, dan coba-coba(trial and error ). Prasangka merupakan pengetahuan yangdidasarkan pada anggapan-anggapan yang diyakinikebenarannya namun belum tentu anggapan itu benar. Intuisimerupakan pengetahuan yang didasarkan pada pendapatseseorang yang didasarkan pada pengetahuannya yangterdahulu melalui proses yang tidak disadari, muncul begitu

E Metode Ilmiah

Bio Info

Jenis-Jenis Penelitian

Penelitian dapat dibedakan menjadibeberapa jenis berdasarkantujuan, sifat, dan pelaksanaannya.Berdasarkan tujuannya, penelitiandibedakan menjadi penelitian dasar dan penelitian terapan. Selain itu

juga terdapat penelitian pengem-bangan untuk menyempurnakansuatu proses atau produk danpenelitian verifikatif untuk mengujikebenaran hasil suatu penelitian.Berdasarkan sifatnya terdapatpenelitian historis, deskriptif,eksploratif, dan percobaan ataueksperimen. Berdasarkan pelak-sanaannya terdapat penelitianlapangan, penelitian laboratorium,dan telaah pustaka.

Gambar 1.10 Setiap makhluk hidupmempunyai rasa ingintahu. Rasa ingin tahumendorong anak kecilbermain, mengamati,dan meniru.



13/32


saja sehingga kebenarannya sukar dibuktikan meskipunkadang-kadang masuk akal dan sesuai dengan kenyataan.Sedangkan trial and error merupakan pengetahuan yangdiperoleh setelah melakukan coba-coba atau untung-untungan.

Pengetahuan yang diperoleh dengan cara-cara tersebut tidakrelevan lagi dengan keadaan dan kebutuhan sekarang karena

kebenarannya tidak dapat dibuktikan secara ilmiah. Lalu,tahukah kamu bagaimanakah pengetahuan yang ilmiah itu?Pengetahuan dapat dikatakan ilmiah jika memenuhi empatsyarat yaitu objektif, metodik, sistematik, dan berlaku umum.1. Objektif, yaitu sesuai dengan objeknya yang dapat

dibuktikan dengan pengamatan, tidak didasarkan ataspersepsi peneliti/orang lain.

2. Metodik, yaitu pengetahuan itu didapatkan denganmelakukan cara-cara tertentu yang teratur dan terkontrol.

3. Sistematik, yaitu tersusun dalam sistem (tidak berdirisendiri) yang saling berkaitan dengan pengetahuan lainsehingga dapat menjelaskan sesuatu secara menyeluruh.

4. Berlaku umum, yaitu pengetahuan itu berlaku untuk semuaorang dan dapat dibuktikan oleh siapa pun dengan langkah-langkah yang sama.Biologi dikembangkan dengan metode ilmiah, karenanya

kesimpulan yang ditarik harus sah, benar, dapat dibuktikan,tidak berdasar pada persepsi peneliti tetapi dari data-data danfakta. Kamu telah tahu bahwa biologi telah berkembang pesat,namun seperti ilmu-ilmu yang lain perkembangannya tidak akanpernah berhenti. Lalu siapakah yang akan melanjutkanmengembangkan biologi? Tentu saja kamu sebagai generasimuda sangat berperan dalam mengembangkan kemajuan biologi.

Untuk itu kamu harus mengembangkan sifat ingin tahu dankritis, karena setiap diperoleh suatu kesimpulan (yang bersifatsementara) selalu menimbulkan pertanyaan dan masalah baruyang perlu diteliti. Bagaimana melakukan penelitian, apakahpenelitian harus dilakukan dengan alat-alat yang canggih dan biaya mahal? Tentu saja tidak, kamu dapat belajar melakukanpenelitian dari hal-hal yang kecil. Penelitian dilakukan denganlangkah-langkah ilmiah. Langkah-langkah dalam metode ilmiahadalah sebagai berikut.

Metode ilmiah merupakan proses berpikir secara deduktifdan induktif. Berpikir deduktif berarti berpikir dari hal yang bersifat umum ke hal-hal yang bersifat khusus. Dalam metodeilmiah tercermin dengan munculnya hipotesis yang dibuat berdasarkan teori yang mendasari. Sedangkan berpikir induktifadalah berpikir dari hal yang bersifat khusus ke hal yang bersifatumum. Hal ini tercermin dengan langkah penarikan kesimpulan berdasarkan data dan analisis yang tepat.

Gambar 1.11 Penelit ian dilakukanuntuk memperoleh pe-ngetahuan yang ilmiah.



14/32


1. Merumuskan MasalahMasalah merupakan pertanyaan apa, mengapa, atau

bagaimana (ABDIKASIM: apa, bagaimana, di mana, kapan,siapa, mengapa) tentang objek yang akan diteliti. Masalah yangakan kamu teliti harus jelas batasannya. Sebaiknya masalah jugaharus spesifik agar mempermudah dalam pelaksanaan

penelitian dan melakukan kontrol.2. Mengajukan Hipotesis

Hipotesis menunjukkan kemungkinan-kemungkinan jawaban dari masalah yang sedang diteliti . Jadi hipotesismerupakan dugaan sementara yang didukung oleh pengetahuandan teori relevan yang telah dimiliki. Hipotesis inilah yang haruskamu uji kebenarannya melalui observasi atau eksperimen. Adadua jenis hipotesis dalam penelitian yaitu hipotesis kerja danhipotesis nol. Hipotesis kerja atau hipotesis alternatif berisi dugaanyang menyatakan bahwa perlakuan yang kamu berikan dalam

penelitian berpengaruh terhadap variabel yang kamu amati.Contoh: ada pengaruh pemberian pupuk N terhadap peningkatankadar protein biji kacang hijau. Sedangkan hipotesis nol merupakankebalikan dari hipotesis kerja yaitu dugaan yang menyatakan tidakada pengaruh. Contoh: tidak ada pengaruh pemberian pupuk N terhadap peningkatan kadar protein biji kacang hijau.

3. Menguji HipotesisHipotesis harus diuji dengan mengumpulkan berbagai fakta-

fakta dan data yang relevan untuk mengetahui apakah fakta-fakta dan data itu mendukung hipotesis yang kamu ajukan atautidak. Fakta dapat berupa observasi atau pengamatan, misalnyapengamatan secara langsung atau dengan mikroskop. Data dapatkamu peroleh melalui percobaan/eksperimen baik di lapanganmaupun di laboratorium. Sebelum melaksanakan penelitiankamu harus memahami pedoman keselamatan kerja dilaboratorium dan mengerti tahapan-tahapan yang akandilaksanakan, termasuk variabel bebas, variabel terikat, danvariabel kontrol, serta parameter-parameter yang akan diamati.

Variabel adalah faktor-faktor yang berpengaruh dalampercobaan dan memiliki nilai yang dapat berubah atau diubah.Variabel yang muncul dalam penelitian adalah variabel bebas,variabel terikat, variabel kontrol, dan variabel pengganggu (galatatau kesalahan). Variabel bebas atau variabel percobaanmerupakan variabel yang sengaja dibuat tidak sama untukmenunjukkan pengaruhnya terhadap variabel terikat. Variabelterikat adalah variabel yang mengalami perubahan karenaperlakuan variabel bebas. Variabel kontrol merupakan variabelyang dibuat sama dalam suatu penelitian, biasanya faktor laindiluar perlakuan yang dikenakan pada objek penelitian.Sedangkan variabel pengganggu adalah variabel yang tidakdiharapkan tetapi dapat mempengaruhi hasil percobaan.Contohnya dalam penelitian pengaruh pemberian pupuk N terhadap peningkatan kadar protein biji kacang hijau variabel

Bio InfoSyarat-Syarat Melakukan

Penelitian

Percobaan adalah suatu usahaterencana untuk menjawabsebuah pertanyaan dengan

membuat suatu kegiatan dengankondisi-kondisi terkontrol. Untukmelakukan suatu percobaandengan baik dan benar, diperlukanbeberapa syarat yang harusdipenuhi, yaitu mempunyai rasaingin tahu dan minat yang tinggiterhadap objek atau kajian yangditeliti, memiliki pengetahuan yangcukup, menggunakan peralatandan perlengkapan yang tepat,mempunyai keahlian teknis,tersedia waktu yang memadai,tidak ada bahaya yang mungkinterjadi selama penelitian, danhasilnya tidak membahayakan.

Gambar 1.12 Penelitan dilakukanuntuk menguji hipotesis.Pahamilah cara kerjaalat dan sifat bahansebelum melakukanpenelitian.



15/32


bebasnya adalah kadar pupuk N yang berbeda-beda, variabelterikat adalah kadar protein pada biji kacang hijau yangdisebabkan pemberian pupuk N, variabel kontrol berupa jeniskacang hijau, komposisi tanah, volume dan frekuensipenyiraman, dan lingkungan percobaan yang dibuat sama padasemua unit percobaan. Variabel pengganggu yang dapat munculmisalnya serangan hama, keadaan cuaca yang diluar perkiraan,dan sebagainya.

Perlu kamu ingat bahwa memberi perlakuan terhadap satuindividu atau satu kelompok saja untuk diamati pengaruhnyaakibat suatu perlakuan, tidak disarankan karena data yangdiambil harus mewakili seluruh populasi objek. Untuk itudalam penelitian eksperimen perlu dilakukan pengulangan yaituperlakuan yang sama diulang pada individu atau kelompok lainyang disebut sampel. Contohnya dalam penelitian diatas, bilasetiap kadar pupuk N diberikan pada 10 tanaman berartipemberian satu kadar pupuk diulang 10 kali.

Kamu juga harus mempersiapkan bahan-bahan besertaperalatannya termasuk cara penggunaan alat dan bagaimanamenangani bahan terutama bahan yang mudah rusak dan bahan kimia berbahaya. Data yang diambil harus relevandengan permasalahan yang dihadapi. Dalam pengumpulan dataini kamu harus menjunjung tinggi kejujuran dan objektivitasagar hasil penelitian sesuai dengan kenyataan yang ada.

4. Mengolah dan Menganalisis DataData yang kamu peroleh dapat berupa data kuantitatif (berupa

angka-angka, misalnya tinggi, berat, panjang, luas, kandunganzat, dan sebagainya) maupun data kualitatif (misalnya warna,tekstur, bentuk, dan sebagainya). Kamu harus menggunakan alatukur yang tepat dan standar sehingga diperoleh data kuantitatifyang akurat. Data yang telah diperoleh kemudian dianalisis,ditafsirkan, dan jika perlu diuji secara statistik sebagai dasar untukmenolak atau menerima hipotesis yang telah diajukan.

Terdapat berbagai uji statistik yang berguna sebagai alat bantudalam menganalisis data kuantitatif, misalnya analisis regresi,analisis varian, analisis kovarian, analisis jalur, dan sebagainya.Uji statistik tidak mutlak diperlukan karena sifatnya hanya sebagaialat bantu. Tetapi berdasarkan pengalaman para peneliti, ujistatistik membantu menganalisis data secara objektif denganderajat keabsahan/kepercayaan tertentu sehingga kebanyakanpenelitian menggunakan uji statistik dalam analisis data.

5. Penarikan KesimpulanKesimpulan diambil berdasarkan data-data yang telah

dianalisis dan diuji untuk menerima atau menolak hipotesis yangdiajukan. Hipotesis diterima bila data-data yang dikumpulkansesuai/mendukung pernyataan dalam hipotesis. Sebaliknya bila data-data tidak sesuai maka hipotesis harus di tolak.Hipotesis yang diterima menjadi pengetahuan yang diperolehsecara ilmiah dan menjadi bagian dari ilmu pengetahuan.

Gambar 1.13 Selama penelitian, kamuharus bekerja dengancermat agar data yangdiambil dapat dipertang-gungjawabkan kebe-narannya.



16/32


17/32


Rangkuman

Biologi merupakan ilmu pengetahuan alam (sains) yang mempelajari makhluk hidupdan segala aspek kehidupannya. Biologi berkembang karena rasa ingin tahu dankemampuan berpikir manusia.

Bidang kajian biologi sangat luas, meliputi kajian tingkat molekul, sel, organisme,dan populasi, sehingga biologi dibagi menjadi berbagai cabang ilmu.

Ruang lingkup biologi meliputi berbagai tema yang mempelajari 6 kingdom daritingkatan biosfer, bioma, komunitas, populasi, individu, organ, jaringan, sel, danmolekul.

Organisasi kehidupan meliputi tingkatan atau hirarki biologi mulai dari tingkatmolekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, bioma,dan biosfer.

Metode ilmiah merupakan cara sistematis yang dilakukan para ilmuwan untukmemecahkan masalah secara ilmiah. Pengetahuan ilmiah memiliki empat syarat yaituobjektif, metodik, sistematik, dan berlaku umum.

Langkah-langkah metode ilmiah adalah merumuskan masalah, mengajukan hipotesis,menguji hipotesis, mengolah dan menganalisis data, dan menarik kesimpulan. Hasildari metode ilmiah adalah pengetahuan ilmiah yang kebenarannya teruji dan dapatdipertanggungjawabkan.

3. Aktivitas kehidupan pada organismemonoseluler dikendalikan oleh ....a. satu sel b. lebih dari satu selc. organeld. jaringane. sistem organ

4. Kumpulan dari beberapa sel yang bekerjasama dan terdapat pada organismetingkat individu disebut ....

a. sel d. sistem organ b. jaringan e. protoplasmac. organ

5. Cabang biologi yang mempelajari jasadrenik atau mikroorganisme adalah ....a. morfologi b. sitologic . histologid. entomologie. mikrobiologi

1. Mulai awal abad ke-20 biologi berkembangsangat pesat yang disebabkan oleh ....a. revolusi industri b. penemuan mikroskop elektronc. rasa ingin tahu yang tinggid. keinginan untuk menguasai alame. keinginan untuk hidup yang lebih

baik

2. Hirarki kehidupan dari tingkat tinggi ketingkat rendah adalah ....

a. komunitas organisme populasi ekosistem

b. organisme populasi komunitas ekosistem

c. organisme komunitas ekosistem populasi

d. ekosistem komunitas populasi organisme

e. populasi ekosistem komunitas organisme

Latihan 1

I. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!

Kerjakan di buku tugasmu!


18/32


Wacana

8. Kebenaran teori dalam ilmu pengetahuan berlaku .a. selama belum ada bukti yang menolak

teori itu b. selama penemu masih hidupc. selamanya di seluruh duniad. selama belum ada teori yang meng-

gantikane. pada tempat dan waktu tertentu

9. Jawaban sementara dari masalah yang di-teliti untuk diuji kebenarannya disebut ....a. variabel d. data b. metode e. sampelc . hipotesis

10. Hasil dari metode ilmiah merupakanpengetahuan yang ilmiah karena ....a. dilakukan oleh para ahli

b. dilakukan dengan langkah-langkahilmiah

c. langkah kerjanya sistematisd. menggunakan alat yang canggihe. telah teruji kebenarannya

6. Evolusi merupakan cabang biologi yangmempelajari tentang ....a. interaksi antarindividu dalam suatu

daerah b. hubungan timbal balik antara makh-

luk hidup dengan lingkungan

c. perkembangan makhluk hidup dari bentuk sederhana ke bentuk yanglebih rumit

d. kesatuan hubungan antarindividudalam suatu daerah

e. pengelompokan makhluk hidup

7. Seorang siswa akan melakukan penelitianpengaruh hormon auksin terhadap per-tumbuhan stek mawar. Maka variabel bebasnya adalah .a. jenis mawar b. pertumbuhan stekc. suhu lingkungand. komposisi tanahe. kadar hormon auksin

1. Jelaskan arti dan ruang lingkup biologi.2. Semua makhluk hidup mempunyai rasa ingin tahu, tetapi hanya manusia yang dapat

mengembangkan rasa ingin tahunnya menjadi ilmu pengetahuan yang semakin berkembang.

Jelaskan perbedaan rasa ingin tahu pada tumbuhan, hewan, dan manusia. Apa yangmendasari perkembangan ilmu pengetahuan manusia?3. Mengapa biologi perlu dipisah menjadi berbagai cabang ilmu? Apa keuntungannya?4. Jelaskan tingkatan hirarki dari organisasi kehidupan.5. Apakah fungsi variabel kontrol dan variabel bebas dalam penelitian?

Biologi dan Krisis Energi

Dunia akan segera dilanda krisis energi, karena cadangan minyak dunia akan segerahabis dalam jangka waktu beberapa puluh tahun ke depan. Oleh karena itu saat ini mulaiaktif dikembangkan berbagai energi alternatif yang berpotensi menggantikan sumberminyak bumi yang tidak dapat diperbarui.

Berkaitan dengan itu, sebuah perusahaan di Indonesia tertarik untuk mengembangkan biodisel dari biji tanaman jarak ( Jathropa sp.). Untuk mendukung penelitian itu, perusahaanmerekrut ahli-ahli dari berbagai disiplin ilmu, termasuk para ahli biologi.

Diskusikan dengan teman dalam kelompokmu, apakah peranan biologi dalammengembangkan biodisel sebagai sumber energi alternatif? Cabang ilmu apa sajakahyang diperlukan di dalamnya?

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan tepat!


19/32

Virus

Pada bab ini kamu akan mempe-lajari ciri-ciri virus, cara hidup danperkembangbiakan virus, dan peranvirus dalam kehidupan. Setelahmempelajari bab ini diharapkankamu dapat mendeskripsikan ciri-ciri dan perkembangbiakan virusserta mengomunikasikan peranvirus dalam kehidupan.

IIBAB

Kata kunci:infeksi, replikasi, litik, lisogenik, penyakit


20/32

Tentu kamu sudah sering mendengar penyakit AIDS. AIDS disebabkan oleh virus HIVyang menyerang sistem kekebalan tubuh manusia. Mengapa virus dapat merusakkekebalan tubuh? Apakah virus termasuk makhluk hidup? Seperti apakah virus itu dan

bagaimana virus berkembang biak?

Peta Konsep

Virus

Ciri-Ciri

Tema-Tema Kajian

dapat bersifat

cara replikasi

peranan dalam kehidupan

membantu penelitiangen

untuk rekayasagenetika

menghasilkan vaksin

ukuran mikroskopisdiameter 20 300 nm

bentuk beraneka macam tersusun atas asam nukleat

dan protein pelindung bersifat parasit

berkembang biakatau replikasi

virus yang mati virus hidup yang

dilemahkan vaksin multivalen

Menguntungkan Merugikan

menimbulkan penya-kit pada hewan, tum-buhan, dan manusia

dapat dikristalkan

makhluk hidup benda mati

daur litik daur lisogenik

ciri ciri

vaksinasi

upayamengatasi

jenis vaksin

ciri-ciri


21/32

Virus 23

Keberadaan virus mulai diteliti pertama kali pada tahun 1892oleh ilmuwan Rusia Dmitry I. Ivanovsky dan pada tahun 1898oleh ilmuwan Belanda Martinus M. Beijerinck . Keduanyameneliti partikel mikroskopis yang menyebabkan penyakit bercak-bercak kuning pada daun tembakau yang di kemudianhari dikenal sebagai virus mosaik tembakau (TMV/ Tobacco Mosaic Virus). Mereka menemukan penyebab penyakit padatembakau tersebut ditularkan oleh patogen yang mampumelewati saringan porselin (filter bakteri). Partikel perantaratersebut ketika diisolasi tidak dapat tumbuh pada medium buatan dan tidak tampak ketika diamati dengan mikroskopcahaya. Beijerink menduga bahwa partikel mikroskopis yangditelitinya merupakan patogen jenis baru, yang disebutnyasebagai virus . Kata virus dalam bahasa latin berarti cairan be rlumpur at au racun, ka rena sebagi an besa r vi rusmenyebabkan penyakit pada manusia, hewan, serangga, bakteri,dan tumbuhan. Penyelidikan lain oleh ilmuwan InggrisFrederick W. Twort pada tahun 1915 dan Felix H. dHerellepada tahun 1917 menemukan virus yang menginfeksi bakteridan dinamakan bakteriofag (virus pemakan bakteri).

Pada tahun 1935 ilmuwan biokimia berkebangsaan Amerika,Wendell Meredith Stanley berhasil mengkristalkan virus mosaiktembakau dan menunjukkan bahwa virus tersebut tersusun atasmaterial genetik berupa ARN (asam ribonukleat) dan pelindungprotein. Ketika mikroskop elektron ditemukan pada tahun 1940, bentuk virus dapat diamati untuk pertama kalinya. Penelitianvirus semakin berkembang ketika kultur sel ditemukan olehilmuwan Amerika pada tahun 1949. Mungkin kamu telah tahu bahwa virus tidak dapat hidup pada medium agar, sehingga virus

mula-mula dikembangkan pada tubuh hewan, misalnya embrioayam. Bahkan virus polio hanya dapat hidup pada otak simpansedan sumsum tulang belakang monyet. Penemuan kultur selsangat membantu dalam penelitian virus.

Saat ini sekitar 3.600 jenis virus telah diidentifikasi, sebagian besar diantaranya merupakan penyebab penyakit pada manusia,hewan, serangga, bakteri, dan tumbuhan. Setelah biologimolekuler berkembang, virus berguna untuk penyelidikan gen,mutasi, dan teknik rekombinasi gen. Selain virus, sekarang telahditemukan partikel mirip virus yang disebut prion. Prion tersusunatas molekul protein dan asam nukleat yang berukuran kecil.

Prion sangat resistan ketika akan dinonaktifkan dan dapatmenyebabkan kerusakan pada otak mamalia dan manusia.Penyakit yang disebabkan oleh prion misalnya penyakit sapi gila.

Virus merupakan partikel ultra mikroskopis yang hanyahidup di dalam sel. Hidup virus tersusun atas asam nukleat dan protein . Asam nukleat membawa informasi genetik virus danprotein berfungsi sebagai pelindung yang menyelubungi asamnukleat. Asam nukleat virus dapat berupa ADN (asam

Gambar 2.1 Virus mosaik tembakau(TMV): (a) daun temba-kau yang terinfeksiTMV, (b) fotomikrograf partikel TMV, (c) modelkomputer TMV.

Sumber: Ilmu Pengetahuan Populer, 2005 dan Encyclopedia Britannica, 2006

a

b

c

A Ciri-Ciri dan Struktur Virus


22/32


dioksiribounukleat) atau ARN (asam ribonukleat). Beberapa jenisvirus juga memiliki protein yang berfungsi sebagai enzim.Kadang-kadang selubung pelindung virus tidak hanya tersusunatas protein, tetapi mengandung karbohidrat (disebut

glikoprotein) dan lemak (disebut lipoprotein). Kebanyakan virushanya memiliki satu selubung pelindung, namun demikian ada juga virus yang memiliki beberapa lapis pelindung. Pelindungini disebut kapsid dan protein penyusun kapsid disebut kapsomer.Kapsid yang berisi asam nukleat disebut nukleokapsid. Selainprotein pelindung, beberapa virus memiliki pelindungtambahan berupa membran lipoprotein yang melingkupinukleokapsid dan disebut kapsul . Beberapa jenis virusmempunyai alat tambahan seperti ekor dan serabut. Virus yangstrukturnya sempurna, matang, dan mampu menginfeksi selhidup disebut virion. Fungsi kapsid bagi virion adalah sebagai berikut.1. Melindungi asam nukleat virus dari kerusakan, misalnya oleh

enzim pencernaan (nuklease).2. Pada permukaan kapsid terdapat bagian untuk mengenali

reseptor (tempat melekat) pada permukaan sel inang.3. Menyediakan protein enzim untuk menembus membran

sel inang ketika melakukan infeksi.Virus mempunyai sifat sebagai benda mati dan benda hidup.

Virus dapat dikristalkan seperti benda mati, namun virus dapat berkembang biak seperti makhluk hidup. Namun demikianvirus tidak dapat dikatakan sebagai sel karena hanya tersusunatas selubung protein dan asam nukleat, belum mempunyaimembran sel, sitoplasma, dan organel. Selain itu virus tidakdapat melakukan metabolismenya sendiri.

Ukuran virus beraneka ragam, diameternya bervariasi antara20 nanometer hingga 300 nanometer. Virus terbesar mempunyaipanjang beberapa mikron, tetapi lebarnya biasanya kurang dari100 nanometer. Bandingkan dengan bakteri terkecil yangmempunyai ukuran 10 mikron. Ukuran virus yang paling besardan kompleks masih masih sukar diamati dengan mikroskopcahaya. Tahukah kamu mengapa demikian?

Bentuk virus juga bermacam-macam, misalnya berbentukseperti bola (isometrik), bentuk tangkai memanjang/filamen,dan bentuk seperti berudu katak (mempunyai bentuk sepertikepala dan ekor). Untuk memudahkan identifikasi, bentuk virusdikelompokkan menjadi empat kelompok utama.1. Virus bentuk spiral2. Virus bentuk ikosahedron3. Virus berpelindung4. Virus bentuk kompleks

Virus terkecil berbentuk ikosahedron (poligon 20 sisi) yang berukuran anta ra 18 20 nanometer. Kebanyakan vi rustumbuhan berukuran kecil dan berbentuk filamen atau poligon,sedangkan virus hewan ukuran dan bentuknya lebih bervariasi.Virus yang mempunyai pelindung luar dari lipoprotein, gliko-protein, atau kombinasi lipoprotein dan glikoprotein biasanya berbentuk bulat dengan diameter antara 60 300 nanometer.

Gambar 2.3 Bentuk dasar virus: (a)spiral, (b) ikosahedron,(c) virus berpelindung,dan (d) bentuk T (kom-pleks).

Sumber: www.wikipedia.com

Gambar 2.2 Struktur virus: (a) bak-teriofag dan (b). virus

ARN.Sumber: Microsoft Encarta, 2006

ARN

proteinpelindung

kepalaproteinpelindung

ADNekor

(a)

(b)

(a) (b)

(c) (d)


23/32

Virus 25

Berdasarkan jenis inangnya, virus dibedakan menjadi tigakelompok.1. Virus tanaman, dapat menginfeksi sel tanaman, biasanya

disebarkan oleh serangga dan organisme lain.2. Virus hewan, dapat menginfeksi hampir semua jenis hewan

dari protozoa sampai manusia. Beberapa jenis virus hanyadapat menginfeksi satu jenis hewan, namun ada pula yangmampu menginfeksi beberapa jenis hewan sekaligus.

3. Virus bakteri, yaitu virus yang dapat menginfeksi bakteri.

Kamu tentu telah mengetahui bahwa untuk melangsungkankehidupannya, makhluk hidup harus melakukan metabolisme.Dalam metabolisme diperlukan enzim untuk melangsungkanproses-proses biokimia di dalam tubuh. Virus hanya memilikiasam nukleat dan selubung protein. Bagaimana virus dapathidup dan berkembang biak?

Virus mendapatkan enzim dan bahan-bahan metabolismedari sel yang ditumpanginya. Berbeda dengan sel, virus tidakmempunyai organela seperti ribosom, mitokondria, badan golgi,dan sebagainya. Karena itu virus tidak dapat menghasilkan energisendiri dan mensintesis protein enzim. Jadi virus hanya dapat berkembang dan memperbanyak diri pada sel hidup yang aktifmelakukan metabolisme. Oleh karena itu virus dikatakan bersifatparasit sejati.

Untuk dapat berkembang dan menimbulkan infeksi padaorganisme lain, virus harus dapat tersebar dari organisme satuke organisme lain. Virus dapat menyebar melalui hubunganlangsung atau tidak langsung. Pada manusia dan hewan, batuk, bersin, dan bersentuhan dapat menularkan virus seperti virusinfluenza, selesma, dan gondong. Virus anjing gila ditularkanmelalui gigitan. Virus yang lain dikeluarkan bersama tinja,kemudian dibawa oleh lalat dan ditularkan melalui makananatau minuman. Peralatan makan seperti piring dan sendokmungkin juga membawa partikel virus dan dapat menularkanke inang yang baru. Virus juga dapat disebarkan oleh seranggapenular yang disebut vektor. Biasanya vektor tidak terpengaruholeh keberadaan virus. Contoh vektor penyebar penyakit pada

hewan dan manusia adalah lalat, caplak, dan nyamuk.Viruspenyebab penyakit tumbuhan disebarkan melalui persentuhandan gigitan serangga yang mengisap atau memakan tanaman.

Bagian virus yang dapat menginfeksi sel inang adalah asamnukleat. Asam nukleat penyusun virus berupa ADN (asamdioksiribounukleat) atau ARN (asam ribonukleat) tetapi tidakpernah ditemukan ADN dan ARN secara bersama-sama.Umumnya asam nukleat itu berbentuk molekul tunggal, baik berupa unta ian tunggal maupun unta ian ganda. Namundemikian, ada virus yang materi genetiknya terbagi menjadidua bagian (untaian) atau lebih. Di kelas XII kamu akan

B Cara Hidup Virus

Bio Info

Virus dan Kanker

Saat ini diketahui lebih dari100 virus yang menyebabkantumor ganas atau kanker padaikan, katak, burung, tikus, babi,kuda, dan vertebrata lain.Beberapa kanker pada manusiadiduga juga disebabkan olehvirus. ADN virus bergabungdengan ADN sel inang meng-hasilkan partikel-partikel virusyang tidak lengkap atau provirus .Sel yang mengandung provirusmengalami pertumbuhan danpembelahan yang tidak dapatdikendalikan yang dikenal sebagaikanker. Pada virus yang mem-bawa informasi genetik berupa

ARN , ARN virus di transkr ips imembentuk ADN dan ADN ini yangbergabung dengan ADN selinang.


24/32


mempelajari materi genetik lebih mendalam pada bab materi genetik. Berdasarkan asam nukleatnya, virus dibedakan menjadivirus ADN dan virus ARN.1. Virus ADN, mempunyai asam nukleat berupa ADN,

misalnya virus herpes, bakteriofag, dan virus cacar. ADNvirus dapat berupa untaian pita tunggal atau ganda.

2. Virus ARN, mempunyai asam nukleat berupa ARN, misalnyavirus hepatitis C, HIV, virus polio, virus rabies, dan virusebola. ARN virus juga dapat berupa untaian pita tunggal danganda. Kebanyakan virus tumbuhan mempunyai materigenetik berupa ARN berbentuk pita tunggal.Di dalam sel inang virus akan merusak ADN sel inang dan

mengendalikan fungsi-fungsi fisiologi sel dan memerintahkansel inang untuk membentuk virus-virus baru. Pembentukanvirus baru ini disebut replikasi.

C Daur Infeksi dan Reproduksi Virus

Gambar 2.4 (a) Virus herpes meru-pakan virus ADN. (b)Virus polio merupakan

virus ARN.Sumber: www.wikipedia.com

a

b

Reproduksi virus disebut dengan replikasi. Virus hanyadapat berkembang biak di dalam sel hidup karena di luar selhidup virus tidak aktif. Virus memanfaatkan kemampuanmetabolisme sel inang untuk memperbanyak diri. Sifat infeksivirus tergantung pada jenis virus dan kondisi lingkungan,dibedakan menjadi daur litik dan daur lisogenik.1. Daur Litik

Pada virus yang melakukan daur litik, infeksi virus diikutidengan perbanyakan virus yang berlangsung cepat, diakhiridengan kerusakan atau kematian sel inang. Virus baru yangterbentuk siap untuk menginfeksi sel inang yang lain danmemperbanyak diri.

2. Daur Lisogenik Jenis virus yang melakukan daur lisogenik infeksinya tidakmenyebabkan kematian sel secara langsung. Setelahmenginfeksi, materi genetik virus bergabung dengan materigenetik sel inang (virus tidak aktif). Sel inang mungkin tidakmenunjukkan gejala terinfeksi virus. Jika sel inang berkembang biak, materi genetik virus akan diwariskankepada setiap sel yang dihasilkan. Virus yang melakukandaur lisogenik sewaktu-waktu dapat aktif dan melakukandaur litik yang dipicu oleh faktor kimia atau fisika, misalnya

Tugas 2.1

Bandingkan struktur virus dan sel kemudian diskusikandengan teman kelompokmu untuk menemukanpersamaan dan perbedaan antara virus dengan sel. Halpokok apakah yang menyebabkan virus tidak dapatdikatakan sebagai makhluk hidup?


25/32

Virus 27

karena radiasi ultraviolet. Penelitian lain menunjukkansetelah mengalami daur lisogenik sekitar 100.000 kali, ADNviral secara spontan aktif dan memulai virus litik.Virus tidak dapat berkembang biak dengan pembelahan.

Reproduksi pada virus disebut replikasi yaitu pembentukankomponen virus dan perakitannya untuk membuat virus baru.

Replikasi dimulai ketika virus masuk ke dalam sel. Pelindungvirus dilepaskan oleh enzim dalam sel, dan ARN/ADN virusmasuk dan mengadakan kontak dengan ribosom (organelatempat sintesa protein) di dalam sel. Kemudian akan berlangsung sintesis protein yang spesifik sesuai ARN/ADN.Asam nukleat virus mengganda, dan protein yang diperlukansebagai pelindung juga dibentuk. Kemudian berlangsungperakitan partikel virus yang baru. Beberapa jenis virus keluardari dalam sel bersamaan dengan rusaknya sel yang ditumpangi.Virus jenis yang lain dapat keluar dari sel melalui membrantanpa mematikan sel yang ditumpanginya.

Agar lebih jelas, perhatikan tahap-tahap replikasi virus padadaur litik di bawah ini.a. Tahap adsorbsi, yaitu virus menempel pada permukaan sel

inang. Tempat penempelan virus terletak pada bagian yangmengandung protein tertentu yang dapat dikenali olehreseptor virus.

b. Tahap in jeks i, yaitu vi rus me lakukan penetras i padamembran sel dan masuk ke dalam sitoplasma, atau hanyamemasukkan materi genetik ke dalam sel inang dengankapsid (beserta selubung bila ada) tetap di permukaan selinang. Pada sel tumbuhan yang mempunyai dinding selkaku, masuknya virus ke dalam sel inang dilakukan dengan bantuan serangga ketika memakan bagian tumbuhan. Virushewan juga dapat masuk ke sel inang melalui prosesfagositosis. Coba kamu ingat kembali bagaimana prosesfagositosis pada sel hewan.

c. Tahap sintesis protein berdasarkan materi genetik dari virus.Setelah masuk di dalam sel inang, materi genetik virus akanmengendalikan segala proses di dalam sel inang. Di sinimateri genetik yang dibawa virus digunakan untukmemproduksi protein yang diperlukan oleh virus. Proteinyang dihasilkan adalah protein kapsomer dan protein enzimuntuk replikasi materi genetik virus.

d. Tahap berikutnya yaitu replikasi (penggandaan) materigenetik virus. Pada tahap ini dihasilkan materi genetik baruyang sama persis dengan materi genetik virus yangmenginfeksi. Replikasi dapat berlangsung di dalamsitoplasma maupun di dalam nukleus, tergantung pada jenisvirus yang menginfeksi.

e. Tahap pematangan, yaitu perakitan atau penggabunganmateri genetik virus dengan kapsid. Masing-masing ADNhasil replikasi masuk ke dalam kapsid, sehingga terbentukvirus baru yang telah utuh. Dalam setiap sel inang dapatterbentuk hingga 100 virus baru.

Gambar 2.5 Daur infeksi virus.


tahapadsorbsi

tahapinjeksi

tahapsintesis

tahapreplikasi

tahappematangan/perakitan

tahap litik

bakteriofag ADN virus

bakteri ADN bakteri

infeksi

daur litikdaur lisogenik

1_Biologi-Kelas-10

Documents

Transcript of 1_Biologi-Kelas-10