kelas 12 biologi Subardi - bsd.pendidikan.id · E. Tanggapan Teori Evolusi Darwin .....85 Uji Komp...

BIOLOGI

Untuk Kelas XII SMA dan MA

3

SubardiNuryaniShidiq Pramono

Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan Nasional

Dilindungi Undang-undang

Untuk Kelas XII SMA dan MA

Oleh:Subardi, Nuryani, Shidiq Pramono

Editor:Rr. Yani Muharomah

574.07SUB SUBARDI b Biologi 3 : Untuk Kelas XII SMA dan MA / Oleh Subardi, Nuryani,

Shidiq Pramono ; editor, Rr. Yani Muharomah. — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.

vi, 122 hlm. : ilus. ; 25 cm.

Bibliografi : hlm. 114 Indeks ISBN 978-979-068-129-3 (no.jld.lengkap) ISBN 978-979-068-135-4

1. Biologi-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Nuryani III. Shidiq Pramono IV. Rr Yani Muharomah

Diterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

Diperbanyak Oleh:...

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional

BIOLOGI 3

Hak Cipta Buku ini telah dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari penerbit CV. Usaha Makmur

KATA SAMBUTAN Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya

Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah

membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan

kepada masyarakat melalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.

Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan

telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk

digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan

Nasional Nomor 22 Tahun 2007 tanggal 25 Juni 2007.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/

penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen

Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di

seluruh Indonesia.

Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen

Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (Download) , digandakan, dicetak,

dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang

bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan

oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses

sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang

berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa

kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami

menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran

dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, Juni 2009

Kepala Pusat Perbukuan

KATA PENGANTARSelamat atas keberhasilan kalian memasuki kelas yang lebih tinggi. Bagaimana kesan

kalian terhadap pelajaran Biologi selama ini? Mudah-mudahan kalian senang belajar Biologi.

Di kelas yang lebih tinggi ini, kalian akan mempelajari Biologi lebih mendalam dan tentunya

juga akan lebih menarik.

Materi buku ini telah memenuhi standar buku yang ditetapkan pemerintah. Buku ini

disusun secara sederhana, tetapi tanpa meninggalkan kebenaran materi yang harus kalian

capai. Dengan kesederhanaan itulah diharapkan dapat membantu kalian dalam proses

pembelajaran Biologi.

Setiap awal bab di buku ini disajikan cover bab. Bagian ini berisi ilustrasi dan deskripsi

singkat yang menarik berkaitan dengan materi bab yang bersangkutan. Selain itu, di bagian

awal bab juga disajikan kata-kata kunci. Kata-kata tersebut menjadi inti pembahasan materi.

Karena itu sebaiknya kalian membaca kata-kata kuncinya. Di bagian akhir setiap babnya

dilengkapi dengan soal-soal untuk menguji kompetensi kalian setelah mempelajari satu bab.

Akhirnya, semoga buku ini dapat menemani kalian selama proses pembelajaran Biologi.Selamat belajar.

Penulis

v

DAFTAR ISIKata Sambutan ................................................................................................................. iiiKata Pengantar ...............................................................................................iv

Bab 1. Pertumbuhan dan Perkembangan TumbuhanA. Tahap-Tahap Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Berbunga ........................................................................................................3B. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

pada Tumbuhan ..............................................................................................8Uji Kompetensi ..................................................................................................13

Bab 2. Proses Metabolisme OrganismeA. Enzim dan Fungsinya .................................................................................... 17B. Metabolisme Karbohidrat .............................................................................20C. Metabolisme Lipid (Lemak) ......................................................................... 25D. Metabolisme Protein..................................................................................... 26E. Hubungan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan

Protein .......................................................................................................... 29Uji Kompetensi ..................................................................................................31

Bab 3. GenetikaA. Kromosom ....................................................................................................35B. Gen ...............................................................................................................37C. Struktur Kimia Materi Genetik ..................................................................... 38Uji Kompetensi ..................................................................................................43

Bab 4. Pola-Pola HereditasA. Pembelahan Sel dan Pewarisan Sifat ........................................................... 47B. Hereditas dalam Hukum Mendell .................................................................49C. Hereditas pada Manusia ............................................................................... 54D. Mutasi ........................................................................................................... 58Uji Kompetensi ..................................................................................................64

Ulangan Semester 1 .....................................................................................................66

Diunduh dari BSE.Mahoni.com

vi

Bab 5. EvolusiA. Pengertian Evolusi ........................................................................................74B. Petunjuk-Petunjuk Evolusi ............................................................................75C. Mekanisme Evolusi ......................................................................................79D. Perkembangan Teori Evolusi ........................................................................82E. Tanggapan Teori Evolusi Darwin .................................................................85Uji Kompetensi ..................................................................................................88

Bab 6. BioteknologiA. Pengertian Bioteknologi ................................................................................93B. Peran Bioteknologi pada Sains, Lingkungan, Teknologi, dan Masyarakat

(Salingtemas) .............................................................................................. 101C. Implikasi Bioteknologi ................................................................................. 106Uji Kompetensi ................................................................................................ 109

Ulangan Akhir ............................................................................................................. 111

Daftar Pustaka ............................................................................................................. 114

Glosarium ..................................................................................................................... 115

Indeks Istilah .............................................................................................................. 118

Indeks Pengarang ..................................................................................................... 120

BAB 1

PERTUMBUHAN DANPERKEMBANGAN TUMBUHAN

Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:dapat menjelaskan tahap-tahap pertumbuhan dan perkem-bangan pada tumbuhan berbunga;dapat menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi per-tumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan.

Kata-kata kuncipertumbuhanperkembanganperkecambahan

Tumbuhan adalah makhluk hidup yangmempunyai ciri sebagaimana makhluk hi-dup lainnya. Salah satu ciri tumbuhan ada-lah mengalami pertumbuhan dan perkem-bangan. Pertumbuhan pada tanaman dapatdilihat dari makin besarnya suatu tanamanyang disebabkan oleh jumlah sel yang ber-tambah banyak dan bertambah besar. Suatukecambah akan tumbuh menjadi tanamanyang utuh, seperti ditunjukkan gambar disamping.

Selain tumbuh, tanaman juga meng-alami perkembangan, yaitu proses menujukedewasaan secara seksual di mana ta-naman sudah siap untuk menghasilkan ke-turunan.

Sumber: Kamus Biologi Bergambar, 2005

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan 3

Semua organisme dalam hidupnya mengalami proses per-ubahan biologis. Perubahan tersebut terjadi disebabkan semuaorganisme mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Berlang-sungnya proses perubahan biologis dipengaruhi oleh tersedianyafaktor-faktor pendukung. Perubahan tanaman kecil menjadi ta-naman dewasa dan menghasilkan buah berawal dari satu sel zigotmenjadi embrio, kemudian menjadi satu individu yang mempunyaiakar, batang, dan daun. Demikian pula hewan, tumbuh dari satusel zigot menjadi embrio, kemudian berkembang menjadi satuindividu lengkap dengan organ-organ yang dimiliki, seperti kaki,kepala, dan tangan. Peristiwa perubahan biologi yang terjadi padamakhluk hidup yang berupa pertambahan ukuran (volume, massa,dan tinggi) yang bersifat irreversibel disebut pertumbuhan.

Perubahan terjadi selama masa pertumbuhan menuju padasatu proses kedewasaan sehingga terbentuk organ-organ yangmempunyai struktur dan fungsi yang berbeda. Sebagai contoh,pertumbuhan tanaman membentuk akar, batang, dan daun. Peris-tiwa perubahan yang demikian disebut diferensiasi. Peristiwadiferensiasi menghasilkan perbedaan yang tampak pada strukturdan fungsi masing-masing organ, sehingga perubahan yang terjadipada organisme tersebut makin kompleks. Proses perubahan bio-logis seperti ini disebut perkembangan. Perkembangan mengarahpada proses menuju kedewasaan organisme.

Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil interaksiantara faktor-faktor dalam dan luar. Faktor yang terdapat dalamtubuh organisme, antara lain sifat genetik yang ada di dalam gendan zat pengatur tumbuh yang merangsang pertumbuhan. Adapunfaktor lingkungan merupakan faktor dari luar yang memengaruhipertumbuhan. Kemudian, potensi genetik hanya akan berkem-bang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok. Dengandemikian, sifat yang tampak pada tumbuhan dan hewan meru-pakan hasil interaksi antara faktor genetik dengan faktor ling-kungan secara bersama-sama.

A. Tahap-Tahap Pertumbuhan dan Perkembanganpada Tumbuhan Berbunga

1. Tahap Awal PertumbuhanPertumbuhan pada biji telah dimulai pada saat proses

fisika, kimia, dan biologi mulai berlangsung. Mula-mula terjadiproses fisika saat biji melakukan imbibisi atau penyerapanair sampai biji ukurannya bertambah dan menjadi lunak. Saatair masuk ke dalam biji, enzim-enzim mulai aktif sehinggamenghasilkan berbagai reaksi kimia.

Biologi SMA Jilid 34

Kegiatan(Berpikir Kritis dan Kecakapan Akademik)Mengamati Pertumbuhan melalui Percobaan ImbibisiTujuan: Membuktikan imbibisi menghasilkan reaksi eksotermdan dapat menimbulkan energi.Alat dan Bahan:1. Bak atau ember air2. Termometer3. Sepotong agar4. Kacang hijau atau biji kacang-kacangan yang sudah keringCara Kerja:1. Rendam biji kacang ke dalam air, kemudian pasanglah termo-

meter dalam rendaman itu.2. Catatlah suhu pada permulaan kegiatan dan perubahan suhu yang

terjadi setiap jamnya.3. Sebagai kontrol, amatilah termometer yang direndam pada air

yang berisi rendaman sepotong agar.Hasil Kegiatan dan Pengamatan:1. Apakah terjadi perbedaan suhu pada rendaman biji kacang de-

ngan rendaman sepotong agar?2. Apa beda imbibisi yang diperlihatkan oleh biji kacang dengan

sepotong agar?

Kerja enzim ini antara lain, mengaktifkan metabolisme di dalambiji dengan mensintesis cadangan makanan sebagai persediaancadangan makanan pada saat perkecambahan berlangsungyang dipakai untuk berkecambah.

2. PerkecambahanPerkecambahan adalah munculnya plantula

(tanaman kecil) dari dalam biji yang merupakanhasil pertumbuhan dan perkembangan embrio.Pada perkembangan embrio saat berkecambah,bagian plumula tumbuh dan berkembang menjadibatang, sedangkan radikula menjadi akar.Tipe perkecambahan ada dua macam, tipe itusebagai berikut.a. Tipe perkecambahan di atas tanah (Epigeal)

Tipe ini terjadi, jika plumula (perhatikan Gambar 1.1)muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledontetap berada di dalam tanah.

Biji mulaiberkecambah

Testa

Plumula

Radikula

Sumber : Kamus Biologi Bergambar, 2005 Gambar 1.1 Bagian-bagian biji


Sumber : Kamus Biologi Bergambar, 2005 Gambar 1.2 Epigeal

b. Tipe perkecambahan di bawah tanah (hipogeal)Tipe ini terjadi, jika plumula dan kotiledon muncul di ataspermukaan tanah.

Sumber : Kamus Biologi Bergambar, 2005

Gambar 1.3 Hipogeal

Makanan untuk pertumbuhan embrio diperoleh daricadangan makanan karena belum terbentuknya klorofil yangdiperlukan dalam fotosintesis. Pada tumbuhan dikotil makanandiperoleh dari kotiledon, sedangkan pada tumbuhan monokotildiperoleh dari endosperm.

3. Pertumbuhan PrimerSetelah fase perkecambahan, diikuti pertumbuhan tiga

sistem jaringan meristem primer yang terletak di akar danbatang. Pada fase ini tumbuhan membentuk akar, batang, dandaun. Tiga sistem jaringan primer yang terbentuk sebagaiberikut.a. Protoderm, yaitu lapisan terluar yang akan membentuk

jaringan epidermis.b. Meristem dasar yang akan berkembang menjadi jaringan

dasar yang mengisi lapisan korteks pada akar di antarastyle dan epidermis.

c. Prokambium, yaitu lapisan dalam yang akan berkembangmenjadi silinder pusat, yaitu floem dan xilem.

Di daerah yang memilikiempat musim dalamsetahun, pohon tumbuhselama musim semi danmusim panas.Pertumbuhan terutamaterjadi pada ujung pohon,pucuk ranting, dan akar.Ranting memanjang danbunga serta daun munculdari pucuk. Ujung akartumbuh memanjang danmenembus lapisan tanah.Akar dan ranting menebalseperti juga batang,sehingga pohonbertambah besar.

INFO

Radikula tumbuhke bawah

Plumula muncul kepermukaan

Testaterkelupas

Kotiledon

Daun sejati

Kotiledon tetap dalam tanahPlumula muncul ke permukaan

Radikulatumbuh kebawah


Pertumbuhan primer pada akarAkar muda yang keluar dari biji segera masuk ke dalam

tanah, selanjutnya membentuk sistem perakaran tanaman.Pada ujung akar yang masih muda, terdapat empat daerahpertumbuhan sebagai berikut.a. Tudung akar (kaliptra)

Tudung akar atau kaliptra berfungsi sebagai pelindungterhadap benturan fisik ujung akar terhadap tanah sekitarpertumbuhan. Fungsi lain ujung akar, yaitu memudahkanakar menembus tanah karena tudung akar dilengkapidengan sekresi cairan polisakarida.Perbedaan antara tudung akar dikotil dan monokotil se-bagai berikut.– Pada tudung akar dikotil, antara ujung akar dengan

kaliptra tidak terdapat batas yang jelas dan tidakmemiliki titik tumbuh pada kaliptra tersebut.

– Pada tudung akar monokotil, antara ujung akar dankaliptra terdapat batas yang jelas atau nyata danmempunyai titik tumbuh tersendiri yang disebutkaliptrogen.

Sel-sel kaliptra yang dekat dengan ujung akar mengan-dung butir-butir tepung yang disebut kolumela.

b. MeristemMeristem merupakan bagian dari ujungakar yang selnya senantiasa mengadakanpembelahan secara mitosis. Meristem initerletak di belakang tudung akar. Padatumbuhan dikotil, sel-sel tudung akar yangrusak akan digantikan oleh sel-sel baruyang dihasilkan oleh sel-sel me-ristem pri-mer dari perkembangan sel-sel meristemapikal.

c. Daerah pemanjangan selDaerah pemanjangan sel terletak dibelakang daerah meristem. Sel-sel hasilpembelahan meristem tumbuh dan ber-kembang memanjang pada daerah ini.Aktivitas pertumbuhan dan perkembanganmemanjang dari sel mengakibatkan pem-belahan sel di daerah ini menjadi lebihlambat dari bagian lain. Pemanjangan seltersebut berperan penting untuk mem-bantu daya tekan akar dan proses per-tumbuhan memanjang akar.

Bagian akaryang lebih tua

Akar lateral

Lapisanberambut

DaerahpemanjanganTitik tumbuh

Sumber : Kamus Biologi bergambar, 2005 Gambar 1.5 Tudung akar

Rambut akar

Tudung akar

a. tudung akarb. meristemc. daerah pemanjangan seld. kortekse. floemf. xylem

Sumber : Encarta Encyclopedia Gambar 1.4 Jaringan

meristem apikal akar

fedc

a

b


d Daerah diferensiasiPada daerah ini, sel-sel hasil pembelahan dan peman-jangan akan mengelompok se-suai dengan kesamaanstruktur. Sel-sel yang memiliki kesamaan struktur, kemu-dian akan memperoleh tugas membentuk jaringan ter-tentu.

Pertumbuhan Primer pada BatangPertumbuhan dan perkembangan primer pada batang

meliputi daerah pertumbuhan (titik tumbuh), daerahpemanjangan, dan daerah diferensiasi. Meristem apikal padabatang dibentuk oleh sel-sel yang senantiasa membelah padaujung tunas yang biasa disebut kuncup. Di dalam kuncup, ruasbatang dan tonjolan daun kecil (primordia) memiliki jaraksangat pendek karena jarak internodus (antarruas) sangatpendek. Pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan selterjadi di dalam internodus.

Sumber : Botani, 1982 Gambar 1.7 Irisan membujur ujung batang

4. Pertumbuhan SekunderSetelah meristem primer membentuk jaringan permanen,

kemudian meristem sekunder mengalami pertumbuhansekunder. Pertumbuhan sekunder hanya terjadi pada tumbuhandikotil, yaitu pembentukan kambium yang terbentuk dariparenkim atau kolenkim.

Sumber : Kamus BiologiBergambar, 2005

Gambar 1.6 Struktur akar

Bakau Akar tunjang

Meristemapikal

Empulur

Bakal daun

Jaringanpembuluh

EpidermisCortex

Daerahpemanjangan

Xylem Floem

Kambium


Jika sel kambium membelah kearah luar, akan membentuk sel floem,sebaliknya jika sel kambium membelahke arah dalam akan membentuk xilem.Xilem dan floem yang terbentuk dariaktivitas kambium disebut xilemsekunder dan floem sekunder. Pertum-buhan xilem dan floem tersebut me-nyebabkan batang bertambah besardan terbentuk lingkaran tahun yangdipengaruhi oleh aktivitas pada musimkemarau dan musim penghujan.

Gambar A Skema penampangmelintang batang padatumbuh-tumbuhan dikotil; epepidermis; prsch kulitpertama; mstr jari-jariempulur; b bagian kulit kayu;a bagian kayu dari ikatanpembuluh; c kambium; mempulur.Gambar B Gambar A tetapilebih tua. b kulit kayusekunder; h kayu sekunder;mstr jari-jari empulur; huruf-huruf lain sama artinyadengan Gambar A.

epprschmstr

bhcm

prschmstr

bnc

ep

mbh

A B

Sumber : Botani, 1982 Gambar 1.8 Tahapan pertumbuhan batang sekunder

FelodermFelogenFelemKorteksFloemKambium

PeridermLingkarantahun

Bole adalah nama lainkulit kayu Lentisel

(lihat bawah)Sel-sel yangtersusun longgar

Rongga udara

Sumber : Kamus BiologiBergambar, 2005

Gambar 1.9 Lingkarantahun pada batang dikotil

B. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuh-an dan Perkembangan pada Tumbuhan

1. Faktor Dalam yang Memengaruhi Pertumbuhan danPerkembangan pada Tumbuhan

Faktor dalam yang memengaruhi pertumbuhan danperkembangan pada tumbuhan adalah gen dan zat pengaturtumbuh.


a. Faktor genFaktor penurunan sifat pada keturunan terkandung di dalamgen. Informasi genetik pada gen mengendalikan terben-tuknya sifat penampakan secara fisik (fenotip) melalui in-teraksinya dengan faktor lingkungan.b. Zat pengatur tumbuh (hormon)Zat pengatur tumbuh (hormon) pada tanaman ialah senyawaorganik yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, meng-hambat, dan mengubah proses fisiologis tumbuhan. Padakonsentrasi tertentu hormon dapat memacu pertumbuhan,tetapi pada konsentrasi yang tinggi dapat menekan pertum-buhan. Macam-macam hormon sebagai berikut.1) Auksin

Auksin mula-mula ditemukan oleh Darwin,dengan percobaan pengaruh penyinaranterhadap koleoktil. Auksin adalah hormonyang berperan merangsang pembelahan seldan pengembangan sel. Hormon auksin/IAA memiliki sifat menjauhi cahaya.Hormon ini diproduksi pada ujung tunasakar dan batang. Pengaruh hormon auksindalam konsentrasi yang berbeda padabagian tubuh tanaman mengakibatkanterjadinya pertumbuhan yang tidak seim-bang. Bagian yang mengandung auksinlebih banyak memiliki kecepatan tumbuhyang lebih besar. Adapun bagian yangkekurangan akan mengalami pertumbuhanlebih lambat. Jika ini terjadi pada pucukbatang, terjadi pembengkokan arah pertum-buhan.Pengaruh auksin terhadap perkembangansel memperlihatkan bahwa auksin dapatmenaikkan tekanan osmotik, meningkatkanpermeabilitas sel terhadap air, menyebabkan pengurang-an tekanan pada dinding-dinding sel, meningkatkan sin-tesis protein, meningkatkan plas-tisitas, mengembangnyadinding sel.Dilihat dari segi fisiologi, hormon auksin berpengaruhpada:a) pengembangan sel; e) partenokarpi;b) fototropisme; f) pembentukan batang.c) geotropisme;d) pertumbuhan akar;

Sumber : IGCSE Biologi DG. Mackean Gambar 1.10 Auksin diproduksi di ujung

koleoptil

a

c

b

a. pembelahan sel secara mitoses dansel tidak mengalami pembesaran

b. vakuola-vakuola terbentuk dalamsitoplasma, pembesaran seldimulai

c. vakuola-vakuola bergabung selmenjadi luas dan panjang

auxindiangkutketangkaibawah

daerah pembentukanauxindaerah

pembelahansel


2) GiberelinGiberelin merupakan jenis hormon yang mula-mula ditemukan oleh Kuroshawa dari Jepang.Hormon ini berpengaruh terhadap sifat genetik,pembungaan, penyinaran, dan mobilisasi karbo-hidrat selama perkecambahan. Hormon ini ber-peran dalam mendukung perpanjangan sel, ak-tivitas kambium mendukung pembentukan RNAbaru, dan sintesis protein.

3) SitokininSitokinin ditemukan oleh Kinetin. Sitokinin ber-fungsi untuk:a) merangsang pembelahan sel;b) merangsang pembentukan tunas;c) menghambat efek dominasi apikal oleh auk-

sin pada batang;d) mempercepat pertumbuhan memanjang.

4) EtilenDalam keadaan normal, etilen akan berbentuk gas danberperan apabila terjadi perubahan secara fisiologis padasuatu tanaman. Hormon ini berperan pada proses pema-tangan buah. Hubungan etilen dengan auksin yaitu etilenmemengaruhi pembentukan protein yang diperlukan da-lam aktivitas pertumbuhan.

5) InhibitorInhibitor adalah zat yang menghambat pertumbuhan padatanaman inhibitor. Sering dijumpai pada proses perkecam-bahan, pertumbuhan pucuk, atau dalam dormansi. Bebe-rapa jenis inhibitor yaitu asam absisat dan plant growthretardant. Asam absisat terdapat pada daun, batang, akar,umbi, tunas, buah, dan endosperm. Zat ini mempunyaifungsi berlawanan dengan auksin, giberelin, dan sitokinin.Plant growth retardant adalah inhibitor yang berlawanandengan kegiatan giberelin pada perpanjangan batang.

2. Faktor Luar yang Memengaruhi Pertumbuhan danPerkembangan pada Tumbuhan

Faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan danperkembangan adalah faktor lingkungan, misalnya nutrisi, air,cahaya, suhu, dan kelembapan.a. Nutrisi

Nutrisi terdiri atas unsur-unsur atau senyawa-senyawakimia sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesisberbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.

Sumber : Ilmu Pengetahuan Populer,2002

Gambar 1.11 Dominasi apikal terjadikarena adanya auksin. Hal itu akan hilangapabila pucuk dipangkas

kuncup ujung

kuncup sisi

bekasdaun

lentisel

ujung tumbuh kuncup


Nutrisi umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk iondan kation, sebagian lagi diambil dari udara.

Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyakdisebut unsur makro (C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg). Adapununsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsurmikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl). Jika salah satu kebutuhan un-sur-unsur tersebut tidak terpenuhi, akan mengakibatkan ke-kurangan unsur yang disebut defisiensi. Defisiensi meng-akibatkan pertumbuhan menjadi terhambat.b. Air

Air berperan di dalam melarutkan unsur hara dalamproses penyerapan. Air dibutuhkan tumbuhan sebagai pelarutbagi kebanyakan reaksi dalam tubuh tumbuhan dan sebagaimedium reaksi enzimatis. Sebagai pelarut, air juga me-mengaruhi kadar enzim dan substrat sehingga secara tidaklangsung memengaruhi laju metabolisme. Kekurangan air padatanah menyebabkan terhambatnya proses osmosis. Prosesosmosis akan terhenti atau berbalik arah yang berakibatkeluarnya materi-materi dari protoplasma sel-sel tumbuhan,sehingga tanaman kering dan mati.c. Cahaya

Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis.Cahaya secara langsung berpengaruh terhadap pertumbuhansetiap tanaman. Pengaruh cahaya secara langsung dapatdiamati dengan membandingkan tanaman yang tumbuh dalamkeadaan gelap dan terang. Pada keadaan gelap, pertumbuhantanaman mengalami etiolasi yang ditandai dengan pertum-buhan yang abnormal (lebih panjang), pucat, daun tidakberkembang, dan batang tidak kukuh. Sebaliknya, dalamkeadaan terang tumbuhan lebih pendek, batang kukuh, daunberkembang sempurna dan berwarna hijau.

Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terha-dap ketersediaan makanan. Tumbuhan yang tidak terkenacahaya tidak dapat membentuk klorofil, sehingga daun menjadipucat.d. Suhu

Suhu berpengaruh terhadap fisiologi tumbuhan, antaralain memengaruhi kerja enzim. Suhu yang terlalu tinggi atauterlalu rendah akan menghambat proses pertumbuhan. Suhuyang paling baik untuk pertumbuhan disebut suhu optimum(100–380C).

Pigmen klorofilmenyebabkan warnahijau pada tanaman.Fotosintesis padatumbuhan biasanyaterjadi di daun, batang,atau bagian lain tanaman,misalnya tanaman kaktuspriety lebih banyakmengalami fotosintesispada batang daripadadaunnya. Batang kaktusmenyimpan air untukkeperluan fotosintesis.

INFO

Sumber: Ensiklopedi Umumuntuk Pelajar, 2005

Sumber: Kamus BiologiBergambar, 2005

Gambar 1.12 Permukaandaun cenderung menghadap kearah cahaya matahari.


e. KelembapanTanah dan udara yang lembap berpengaruh terhadap

pertum-buhan. Pada keadaan lembap, banyak air yang diserapoleh tumbuhan dan sedikit penguapan yang terjadi sehinggameng-akibatkan pertumbuhan menjadi cepat. Akibatpemanjangan sel-sel yang cepat, tumbuhan bertambah besar.Pada kondisi ini, faktor kehilangan air sangat kecil karenatranspirasi yang kurang. Adapun untuk mengatasi kelebihanair, tumbuhan beradaptasi dengan memiliki permukaan helaiandaun yang lebar.

RANGKUMAN

1. Pertumbuhan adalah peristiwa per-ubahan biologi yang terjadi pada ma-khluk hidup, berupa pertambahanukuran (volume, massa, dan tinggi)yang bersifat irreversibel.

2. Perkembangan adalah perubahanyang terjadi selama masa pertum-buhan menuju pada satu proses kede-wasaan sehingga terbentuk organ-or-gan yang mempunyai struktur danfungsi yang berbeda.

3. Tahap pertumbuhan awal suatu ta-naman adalah adanya proses fisika,yaitu saat biji melakukan imbibisi(penyerapan air hingga biji bertambahukuran dan menjadi lebih lunak).

4. Perkecambahan adalah munculnyaplantula (tanaman kecil) dari dalambiji hasil pertumbuhan dan perkem-bangan embrio.

5. Perkecambahan ada dua macam, yai-tu perkecambahan di atas tanah dan dibawah tanah.

6. Pertumbuhan primer berlangsung pa-da akar, batang, dan daun.

7. Pertumbuhan sekunder terjadi jika se-telah pertumbuhan primer tanamanmembentuk jaringan permanen.

8. Faktor-faktor dalam yang memenga-ruhi pertumbuhan dan perkembangantumbuhan, yaitu faktor gen dan zatpengatur tumbuh.

9. Faktor-faktor luar yang memengaruhipertumbuhan dan perkembangan tum-buhan, yaitu nutrisi, air, cahaya, suhu,dan kelembapan.

UMPAN BALIKSetelah mempelajari mengenai Pertumbuhan dan Perkem-

bangan Tumbuhan, kalian tentu sudah memahami dan dapatmenjelaskan tahap-tahap pertumbuhan dan perkembangan padatumbuhan bunga, serta faktor-faktor yang memengaruhi pertum-buhan dan perkembangan tumbuhan.

Apabila terdapat hal-hal yang menurut kalian belum jelasatau kurang dapat dipahami, carilah referensi bacaan pendu-kung, serta ulangi mempelajari materi ini dengan cermat.


UJI KOMPETENSICoba kerjakan soal-soal berikut di buku kerja kalian.A. Pilihlah salah satu jawaban soal berikut dengan tepat.

1. Tunas dapat membengkok ke atas ka-rena pengaruh hormon ….a. sitokininb. asam absisatc. giberelind. etilene. auksin

2. Jika kita ingin mendapatkan pohonjambu biji yang berbuah tanpa biji, kitamemerlukan hormon ….a. sitokininb. kalinc. giberelind. traumaline. auksin

3. Dua kecambah diletakkan di suatutempat, yang satu terkena cahaya, se-dangkan yang lain tidak terkena ca-haya. Kecambah yang diletakkan ditempat gelap jauh lebih panjang dari-pada kecambah yang diletakkan ditempat terang. Hal itu menunjukkanbahwa ….a. cahaya berpengaruh terhadap per-

tumbuhanb. cahaya merupakan faktor yang ti-

dak diperlukanc. cahaya diperlukan sedikit untuk per-

tumbuhand. cahaya merupakan faktor pengham-

bat pertumbuhane. cahaya berpengaruh besar terhadap

pertumbuhan4. Selama musim kemarau, pada tanaman

jati terjadi pengguguran daun. Hal ituterjadi disebabkan adanya konsentrasihormon yang tinggi pada kuncup,yaitu hormon ….a. gas etilenb. asam absisatc. giberelind. traumaline. auksin

5. Unsur mikro yang menyusun proto-plasma tumbuhan adalah ….a. C, Mg, Fe, dan Pb. Zn, Co, Be, dan Mnc. Mg, Cu, Na, dan Fed. Cu, Mn, P, dan Nae. Mg, Zn, Na, dan Fe

6. Auksin yang dibentuk pada ujung ke-cambah dipengaruhi oleh cahaya. Apa-bila disinari pada satu sisi saja, ke-cambah tersebut ….a. tidak tumbuhb. tumbuh lurusc. tumbuh membengkokd. tumbuh ke arah datangnya cahayae. tumbuh menjauhi datangnya cahaya

7. Tiga faktor penting untuk perkecam-bahan adalah ….a. air, udara, dan tanahb. air, udara, dan suhuc. tanah, udara, dan suhud. air, suhu, dan tanahe. tanah, air, dan derajat keasaman

8. Pada pertumbuhan dikenal istilahetiolasi, yaitu pertumbuhan yang ….a. amat cepat dalam keadaan gelapb. lambat dalam keadaan gelapc. amat cepat apabila ada cahayad. lambat kalau ada cahayae. tidak dipengaruhi cahaya

9. Pertumbuhan cabang akar pada tum-buhan dikotil terjadi karena aktivitasdari ….a. floemb. korteksc. periskeld. parenkimae. endodermis


10. Bagian akar yang berfungsi untuk me-lindungi diri terhadap benturan fisikujung akar adalah ….a. kaliptrab. kaliptrogenc. meristemd. floeme. xilem

11. Di bawah ini faktor luar yang me-mengaruhi pertumbuhan dan perkem-bangan tumbuhan, kecuali ....a. suhub. cahayac. gend. nutrisie. air

12. Zat yang bersifat menghambat per-tumbuhan pada tanaman disebut ….a. auksinb. giberelinc. etilend. sitokinine. inhibitor

13. Di bawah ini unsur mikro pada faktorluar yang ikut memengaruhi pertum-buhan dan perkembangan, kecuali ....a. Ob. Bc. Znd. Mne. Cl

14. Kemampuan untuk membentuk ja-ringan penutup luka pada tanaman di-pengaruhi oleh ….a. auksinb. kalinc. vitamind. filokaline. asam traumalin

15. Epigeal adalah perkecambahan ….a. di dalam bijib. di atas permukaan tanahc. di bawah tanahd. pada pertumbuhan primere. pada pertumbuhan sekunder

B. Kerjakanlah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan jelas.1. Apakah yang dimaksud pertumbuhan

dan perkembangan?2. Sebutkan faktor-faktor yang meme-

ngaruhi pertumbuhan tumbuhan.3. Jelaskan faktor-faktor luar yang me-

mengaruhi pertumbuhan tanaman.

4. Mengapa cahaya yang penting untukproses fotosintesis justru menghambatpertumbuhan?

5. Sebutkan fungsi hormon auksin.

Bersepeda, seperti gambar di sam-ping, dapat meningkatkan laju metabolismehingga 15 kali laju metabolisme biasa.Denyut jantung meningkat dan oksigenyang masuk makin banyak. Perubahan inimemungkinkan makanan dikatabolisasilebih cepat untuk menghasilkan energiekstra yang diperlukan. Salah satuakibatnya adalah naiknya suhu tubuh yangmenyebabkan tubuh mengeluarkan banyakkeringat.

Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:dapat menjelaskan enzim dan fungsinya;dapat menjelaskan metabolisme karbohidrat;dapat menjelaskan metabolisme lipida (lemak);dapat menjelaskan metabolisme protein;dapat menjelaskan hubungan metabolisme karbohidrat de-ngan metabolisme lemak dan protein.

Kata-kata kuncimetabolisme daur Krebsanabolisme karbohidratkatabolisme lemakenzim proteinasam amino

BAB 2

PROSES METABOLISME ORGANISME

Sumber: Encarta Encyclopedia

Proses Metabolisme Organisme 17

Metabolisme sangat penting bagi makhluk hidup untukkelangsungan hidupnya. Metabolisme adalah segala proses reak-si kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, mulai darimakhluk hidup bersel satu sampai makhluk hidup yang susunantubuhnya sangat kompleks. Metabolisme terdiri atas dua prosessebagai berikut.1. Anabolisme

Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimiamelalui sintesis senyawa-senyawa organik.

2. KatabolismeKatabolisme adalah proses penguraian dan pembebasanenergi dari senyawa-senyawa organik melalui prosesrespirasi. Semua reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim, baikoleh reaksi yang sederhana maupun reaksi yang rumit.Metabolisme juga berperan mengubah zat yang beracun

menjadi senyawa yang tak beracun dan dapat dikeluarkan daritubuh. Proses ini disebut detoksifikasi. Umumnya, hasil akhiranabolisme merupakan senyawa pemula untuk proses katabo-lisme. Hal itu disebabkan sebagian besar proses metabolismeterjadi di dalam sel. Mekanisme masuk dan keluarnya zat kimiamelalui membran sel mempunyai arti penting dalam memperta-hankan keseimbangan energi dan materi dalam tubuh. Prosessintesis dan penguraian berlangsung dalam berbagai jalur meta-bolisme. Adapun hasil reaksi tiap tahap metabolisme merupakansenyawa pemula dari tahap reaksi berikutnya.

A. Enzim dan FungsinyaEnzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organis-

me hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atausuatu senyawa yang berikatan dengan protein. Enzim mempunyaidua fungsi pokok sebagai berikut.1. Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.2. Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu

yang sama.Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif,

kemudian diaktifkan dalam lingkungan pada kondisi yang tepat.Misalnya, tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkandengan memecah salah satu peptidanya untuk membentuk enzimtripsin yang aktif. Bentuk enzim yang tidak aktif ini disebutzimogen.

Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkansatu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun ke-duanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim.Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim.


1. ApoenzimApoenzim adalah bagian protein dari enzim, bersifat

tidak tahan panas, dan berfungsi menentukan kekhususandari enzim. Contoh, dari substrat yang sama dapat menjadisenyawa yang berlainan, tergantung dari enzimnya.

2. KoenzimKoenzim disebut gugus prostetik apabila terikat sangat

erat pada apoenzim. Akan tetapi, koenzim tidak begitu eratdan mudah dipisahkan dari apoenzim. Koenzim bersifattermostabil (tahan panas), mengandung ribose dan fosfat.Fungsinya menentukan sifat dari reaksinya. Misalnya,Apabila koenzim NADP (Nicotiamida Adenin DenukleotidPhosfat) maka reaksi yang terjadi adalah dehidrogenase.Disini NADP berfungsi sebagai akseptor hidrogen. dehidrogenaseCH3 – CH2 – OH + NADP CH3CHO + NADPH2

Alkohol AldehidKoenzim dapat bertindak sebagai penerima/akseptor

hidrogen, seperti NAD atau donor dari gugus kimia, sepertiATP (Adenosin Tri Phosfat).

Substrat Holoenzim

Apoenzim Koenzim

Sumber: Dok. Penerbit

Gambar 2.1 Holoenzim, apoenzim, koenzim, dan substrat

Sifat-sifat enzim sebagai berikut.a. Enzim mengalami denaturasi/kerusakan pada temperatur

tinggi.b. Efektif dalam jumlah kecil.c. Tidak berubah pada waktu reaksi berlangsung.d. Tidak memengaruhi keseimbangan, tetapi hanya mem-

percepat reaksi.e. Spesifik untuk reaksi tertentu.

Glukosa 6 P Glukosa 6P dehidrogenase 6P Glukonulakton

P heksose isomerase Fruktosa 6P Fosfatase Glukosa + fosfat


Faktor-faktor yang memengaruhi enzim dan aktivitasenzim sebagai berikut.1. Temperatur atau suhu

Umumnya enzim bekerja pada suhu yang optimum. Apa-bila suhu turun, maka aktivitas akan terhenti tetapi enzimtidak rusak. Sebaliknya, pada suhu tinggi aktivitas menu-run dan enzim menjadi rusak.

2. AirAir berperan dalam memulai kegiatan enzim. Contoh pa-da waktu biji dalam keadaan kering kegiatan enzim tidakkelihatan. Baru setelah ada air, melalui imbibisi mu-lailahbiji berkecambah.

3. pHPerubahan pH dapat membalikkan kegiatan enzim, yaitumengubah hasil akhir kembali menjadi substrat.

4. Hasil akhirKecepatan reaksi dalam suatu proses kimia tidak selalukonstan. Misal, kegiatan pada awal reaksi tidak sama de-ngan kegiatan pada pertengahan atau akhir reaksi. Apa-bila hasil akhir (banyak), maka akan menghambat akti-vitas enzim.

5. SubstratSubstrat adalah zat yang diubah menjadi sesuatu yangbaru. Umumnya, terdapat hubungan yang sebandingantara substrat dengan hasil akhir apabila konsentrasienzim tetap, pH konstan, dan temperatur konstan. Jadi,apabila substrat yang tersedia dua kali lipat, maka hasilakhir juga dua kali lipat.

6. Zat-zat penghambatZat-zat penghambat adalah zat-zat kimia yang meng-hambat aktivitas kerja enzim. Contoh, garam-garam darilogam berat, seperti raksa.

Contoh-contoh enzim dalam proses metabolisme seba-gai berikut.1. Enzim katalase

Enzim katalase berfungsi membantu pengubahan hidro-gen peroksida menjadi air dan oksigen. katalase2H2O2 2H2O + O2

2. Enzim oksidaseEnzim oksidase berfungsi mempergiat penggabungan O2dengan suatu substrat yang pada saat bersamaan jugamereduksikan O2, sehingga terbentuk H2O.

Enzim sering dimanfaatkandalam industri pembuatanbir, roti, keju, dan anggur.Pada bidang kedokteran,enzim digunakan untukmembunuh mikroorganis-me penyebab penyakit,mempercepat penyem-buhan luka, dan mendiag-nosis penyakit.

INFO


3. Enzim hidraseEnzim hidrase berfungsi menambah atau mengurangi airdari suatu senyawa tanpa menyebabkan terurainya se-nyawa yang bersangkutan. Contoh: fumarase, enolase,akonitase.

4. Enzim dehidrogenaseEnzim dehidrogenase berfungsi memindahkan hidrogendari suatu zat ke zat yang lain.

5. Enzim transphosforilaseEnzim transphosforilase berfungsi memindahkan H3PO4dari molekul satu ke molekul lain dengan bantuan ionMg2+.

6. Enzim karboksilaseEnzim karboksilase berfungsi dalam pengubahan asam or-ganik secara bolak-balik. Contoh pengubahan asam piru-vat menjadi asetaldehida dibantu oleh karboksilase piru-vat.

7. Enzim desmolaseEnzim desmolase berfungsi membantu dalam pemindahanatau penggabungan ikatan karbon. Contohnya, aldolasedalam pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dandehidroksiaseton.

8. Enzim peroksidaEnzim peroksida berfungsi membantu mengoksidasisenyawa fenolat, sedangkan oksigen yang dipergunakandiambil dari H2O2.

B. Metabolisme KarbohidratKarbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur

C, H, dan O. Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserapoleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida. Monosa-karida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dansebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalamiproses metabolisme lebih lanjut.

Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesismenghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, ataudilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yangmemerlukan. Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darahatas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjarpankreas. Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbo-hidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehinggasintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik. Sebaliknya, jikabanyak kegiatan maka banyak energi untuk kontraksi ototsehingga kadar glukosa dalam darah menurun.


Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yangselanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalambentuk energi kimia, ATP).

Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalahkadar glukosa dalam darah. Kadar glukosa di bawah 70 mg/100ml disebut hipoglisemia. Adapun di atas 90 mg/100 ml disebuthiperglisemia. Hipoglisemia yang serius dapat berakibat keku-rangan glukosa dalam otak sehingga menyebabkan hilangnyakesadaran (pingsan). Hiperglisemia merangsang terjadinya gejalaglukosuria, yaitu ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembaliglukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh. Hormonyang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu:1. hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menu-

runkan kadar glukosa dalam darah;2. hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks adrenal, berfungsi

menaikkan kadar glukosa dalam darah.Macam-macam proses metabolisme karbohidrat1. Glikogenesis

Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dariglukosa. Proses pembentukan glikogen sebagai berikut.a. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari

glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan menda-pat tambahan energi dari ATP dan fosfat.

b. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadiglukosa-1-fosfat.

c. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin TriPhospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkanuridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat(PPi).

d. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosadengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primermenghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satuunit glukosa.

Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraianglukosa sebagai berikut.– Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian

senyawa kimia yang menghasilkan gas. Dalam hal iniadalah penguraian karbohidrat, etanol, dan CO2.

– Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat men-jadi piruvat.

– Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbo-hidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2.

Pada saat kelaparan,tubuh beradaptasi melaluiglukoneogenesis untukmencegah kekurangankadar glukosa darah(hipoglikonia) yang bisaberakibat buruk bagitubuh manusia.

INFO


– Respirasi adalah proses reaksi kimia yang terjadiapabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2 dan H2O.

Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah proses-proses penguraian glukosa dengan menggunakan O2,menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energikimia, ATP) yang melibatkan metabolisme glikosis, DaurKrebs, dan fosforilase bersifat oksidasi.

2. GlikolisisGlikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi

piruvat. Karbohidrat di dalam usus yaitu glukosa setelahmelalui dinding usus. Glukosa dalam darah sebagian diubahmenjadi glikogen. Peristiwa oksidasi glukosa di dalamjaringan terjadi secara bertingkat dan pada tingkat tertinggidilepaskan energi melalui proses-proses kimiawi (glukosa, glikogen)diubah menjadi piruvat. Piruvat inimerupakan zat antara yang sangatpenting dalam metabolisme karbo-hidrat. Sifat-sifat peristiwa glikolisis,antara lain:a. oksidasi glikogen/glukosa men-

jadi piruvat laktat;b. dapat berlangsung secara aerob

dan anaerob;c. diperlukan adanya enzim dan

energi;d. menghasilkan senyawa karbo-

hidrat beratom tiga;e. terjadi sintesis ATP dari ADP +

Pi.Pada peristiwa glikolisis aerob

dihasilkan piruvat, sedangkan padaglikolisis anaerob dihasilkan laktatmelalui piruvat. Proses glikolisis se-cara keseluruhan ditunjukkan olehskema pada Gambar 2.2. ini.

Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa daripiruvat (kebalikan glikolisis). Sifat-sifat peristiwa glukoneoge-nesis antara lain:a. merupakan reaksi yang kompleks;

Glikogen

Glukosa-1-P

Glukosa Glukosa-6-P

Fruktosa-6-P

Fruktosa-1, 6-P

Uridin difosfat glukosa

Gliseraldehida-3-P Dihidroksiaseton fosfat

1,3-di-P-gliserat

3-P-gliserat

2-P-gliserat

fosfoenol piruvat

Piruvatmelalui mitokondrion

Keterangan:= glikolisis= glukoneogenesis

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Sumber : Dok. Penerbit Gambar 2.2 Skema proses glikolisis secara

keseluruhan


b. melibatkan beberapa enzim dan organel sel, yaitumitokondrion;

c. terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat;d. metabolisme piruvat diangkut ke dalam mitokondrion

dengan cara pengangkutan aktif melalui membran.Dalam peristiwa glukoneogenesis diperlukan energi

sebanding dengan 12 molekul ATP.

Kegiatan(Berpikir Kritis dan Inovatif)A. Alat dan Bahan:

1. Tabung reaksi2. Pemanas3. Reagen Benedict4. Glukosa, fruktosa, sukrosa, amilum

B. Cara Kerja:1. Siapkan empat tabung reaksi.2. Masing-masing tabung diisi dengan 2,5 ml Reagen Benedict.3. Tambahkan empat tetes larutan yang akan diperiksa (0,1 M

glukosa; fruktosa; sukrosa; dan amilum/kanji 1%).4. Campur dan didihkan selama dua menit atau masukkan dalam

pemanas air mendidih selama lima menit.5. Dinginkan dan periksa endapan yang terbentuk (warnanya).6. Reaksi positif ditandai adanya warna hijau, merah oranye (merah

bata), dan endapan yang tergantung dari banyak dan kasarhalusnya Cu2O yang terbentuk.

3. Daur KrebsPiruvat diubah menjadi asam laktat, etanol, dan

sebagian asetat. Asetat khususnya asetil koenzim-A dapatdiolah lebih lanjut dalam suatu proses siklis yang disebutlingkaran trikarboksilat. Hal itu dikemukakan oleh Krebs(1937), sehingga disebut juga Daur Krebs. Dalam prosessiklik dihasilkan CO2 dan H2O, terlepas energi yangmengandung tenaga kimia besar, yaitu ATP (Adenosin TriPhosfat). Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yangutama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasilkatabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.


Untuk lebih jelasnya, dapat diamati dalam diagram berikut ini.

Tahap-tahap daur asam trikarboksilat (Daur Krebs) sebagaiberikut.a. Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu

atas CO2 dan suatu zat yang mempunyai atom C (asetat).Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadiasetil koenzim A.

b. Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetilkoenzim A sehingga tersusun asam sitrat.Tujuh reaksi dalam Daur Krebs sebagai berikut.1) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim

sitratsinase.2) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat

dengan enzim akonitase.3) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan

enzim isositrat dehidrogenase.4) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan

enzim a-ketoglutarat dehidrogenase.5) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat

dehidrogenase.

Piruvat

Asetil Co-A

Cis-akonitat

Asam sitratAsam oksaloasetat

Asam -ketoglutarat

Asam oksalo suksinat

Asam isositrat

Asam suksinat

Asam fumarat

Asam malat

ZatCO2

Co A NAD

Co2

NADH

NADH

NAD+

NAD+

NAD+

FADH

NADHFAD+

CO2 Co-A

Gambar 2.3 Daur KrebsSumber: Dok. Penerbit


6) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzimfumarase menjadi malat.

7) Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzimmalat dehidrogenase.

Satu molekul asetil co-A dalam Daur Krebs menghasilkan12 ATP. Adapun satu molekul glukosa akan menghasilkan38 ATP.

C. Metabolisme Lipid (Lemak) Lipid (lemak) terdapat dalam semua bagian tubuh manusia

terutama dalam otak. Lipid (lemak) mempunyai peran yangsangat penting dalam proses metabolisme secara umum. Be-berapa peranan biologi dari lipid sebagai berikut.1. Sebagai komponen struktur membran.2. Sebagai lapisan pelindung pada beberapa jasad.3. Sebagai bentuk energi cadangan.4. Sebagai komponen permukaan sel yang berperan dalam

proses kekebalan jaringan.5. Sebagai komponen dalam proses pengangkutan melalui

membran.Lipid yang terdapat sebagai bagian dari makanan hewan

merupakan campuran lipid yang sederhana (terpena dan steorida)dan yang kompleks (triasilgliserol, fosfolipid, sfingolipid, dan lilin)berasal dari tanaman maupun jaringan hewan. Dalam mulut danlambung, lipid tadi belum mengalami pemecahan yang berarti. Se-telah berada dalam intestin, lipid kompleks terutama triasilgliserol-nya dihidrolisis oleh lipase menjadi asam lemak bebas dan sisa.

Enzim lipase diaktifkan oleh hormon epineprin. Enzim inidibantu oleh garam asam empedu (terutama asam kholat dantaurokholat) yang disekresikan oleh hati. Fungsi garam tersebutialah mengemulsi makanan berlemak sehingga terbentuklahemulsi partikel lipid yang sangat kecil. Oleh karena itu, permukaanlipid menjadi lebih besar dan lebih mudah dihirolisis oleh lipase.Enzim ini tidak peka terhadap larutan lemak sempurna. Reaksihidrolisisnya berlangsung sebagai berikut.

O

O OCH -O-C-R O 2 1 CH OH2

CH OH2

H O2R -C-O-C-H CO 2 R -C-O-C-H + R COOH2 1

CH -O-C-R2 3R COOH2

Tiansilgliserol 2-asilgliserol Asam lemak

Jika penyimpananglikogen mencapaibatasnya, kelebihankarbohidrat diubahmenjadi lemak dandisimpan dalam jaringanlemak.

INFO


Berdasarkan reaksi tersebut dapat diketahui bahwa lipasepankreas hanya bisa menghidrolisis ikatan ester pada atom C no-mor 1 dan 3 yang hasilnya asam lemak bebas dan monoasil glise-rol. Dengan bantuan misel-misel garam empedu maka asam le-mak bebas, monoasil gliserol, kolesterol, dan vitamin membentuksebuah kompleks yang kemudian menempel (diabsorpsi) padapermukaan sel mukosal. Senyawa-senyawa tersebut selanjutnyamenembus membran sel mukosal dan masuk ke dalamnya. Misel-misel garam empedu melepaskan diri dan meninggalkan permu-kaan sel mukosal.

Dalam sel mukosal, asam lemak bebas monoasil gliseroldisintesis kembali menjadi triasil gliserol yang setelah bergabungdengan albumin, kolesterol, dan lain-lain membentuk siklomikron.Siklomikron tersebut pada akhirnya masuk ke dalam darah, ke-mudian sampai ke hati dan jaringan lain yang memerlukannya.Sebelum masuk ke dalam sel, triasil gliserol dipecah dulu menjadiasam lemak bebas dan gliserol oleh lipoprotein lipase.

Katabolisme adalah proses penguraian dan pembebasan darizat-zat organik. Asam lemak adalah suatu senyawa yang terdiriatas panjang hidrokarbon dan gugus karboksilat yang terikat padaujungnya. Asam lemak mempunyai dua peranan fisiologi yangpenting, yaitu:1. pembentuk fosfolipid dan glikolipid yang merupakan molekul

amfipotik sebagai komponen membran biologi;2. sebagai molekul sumber energi.

Proses metabolisme lemak sebagai komponen bahan ma-kanan yang masuk ke dalam tubuh hewan, dimulai dengan prosespencernaannya di dalam usus oleh enzim. Asam lemak bersenya-wa kembali dengan gliserol membentuk lemak yang kemudiandiangkut oleh pembuluh getah bening. Selanjutnya, lemak disim-pan di jaringan adiposa (jaringan lemak). Jika dibutuhkan, lemakakan diangkut ke hati dalam bentuk lesitin yang dihidrolisis oleh li-pase menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol diaktifkan olehATP menjadi gliserol fosfat dan akhirnya mengalami oksidasi,seperti glukosa. Rantai karbon asam lemak diolah di dalam mito-kondria sehingga dihasilkan asetil koenzim yang selanjutnya dapatmasuk ke dalam Siklus Krebs.

D. Metabolisme ProteinEmil Fisher merupakan orang pertama yang berhasil menyu-

sun molekul protein dengan cara merangkaikan 15 molekul glisindengan 3 molekul leusin sehingga diperoleh suatu polipeptida.Molekul protein terdiri atas kesatuan-kesatuan kecil yang disebutasam amino. Asam amino yang satu dengan yang lainnya dihu-bungkan dengan suatu ikatan yang disebut ikatan peptida.


Ikatan peptida ini akan terwujud apabila gugusan karboksildari asam amino yang satu bergabung dengan gugusan amino dariasam amino yang lain. Di dalam penggabungan molekul asamamino itu, akan terlepas satu molekul air. Hal tersebut dapat dilihatdalam reaksi berikut.

Rangkaian tersebut dapat diperpanjang ke kiri atau ke kananmenurut kehendak kita. Jika diperpanjang ke kanan harusmenyambungkan gugusan NH2, sedangkan jika ke kiri harusmenyambungkan gugusan COOH. Dengan demikian, akandiperoleh molekul protein yang berat molekulnya. Penggabunganmolekul-molekul asam amino itu dipengaruhi oleh kegiatan fos-forilasi. Penyusunan protein yang merupakan bagian dari pro-toplasma berbentuk suatu rantai panjang, sedangkan molekul pro-tein-protein yang lain mirip bola. Hal itu disebabkan oleh banyak-nya lekukan pada rantai tersebut.

Pembongkaran protein menjadi asam amino memerlukanbantuan dari enzim-enzim protease dan air untuk mengadakanproses hidrolisis pada ikatan-ikatan peptida. Hidrolisis ini jugadapat terjadi, jika protein dipanasi, diberi basa, atau diberi asam.Dengan cara demikian, kita dapat mengenal macam-macamasam amino yang tersusun di dalam suatu protein. Namun, kitatidak dapat mengetahui urut-urutan susunannya ketika masihberbentuk molekul protein yang utuh. Di samping itu, asam aminodapat dikelompokkan menjadi asam amino esensial dan asamamino nonesensial.

Asam amino esensial atau asam amino utama adalah asamamino yang sangat diperlukan oleh tubuh dan harus didatangkandari luar tubuh manusia karena sel-sel tubuh manusia tidak dapatmensintesis sendiri. Asam amino esensial hanya dapat disintesisoleh sel-sel tumbuhan. Contoh asam amino esensial, yaitu leusin,lisin, histidin, arginin, valin, treonin, fenilalanin, triptofan, isoleusin,dan metionin.

Asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapatdisintesis sendiri oleh tubuh manusia. Contohnya: tirosin, glisin,alanin, dan prolin. Fungsi protein bagi tubuh sebagai berikut.1. Membangun sel-sel yang rusak.2. Sumber energi.

H H H 2 H O 2 H2

H-N–C–COOH + H-N–C–COOH akan menjadi H-N–C–C-N-C–COOH + H O2

H H H

Jonz Jakob Berzelius(1779) ialah ahli kimiaasal Swedia sebagaipencipta sebutan“protein” pada 1840. Kata“protein” diambil daribahasa Yunani proteiasyang artinya palingutama.

INFO


3. Pengatur asam basa darah.4. Keseimbangan cairan tubuh.5. Pembentuk antibodi.

Konsentrasi normal asam amino dalam darah berkisar antara35–65 mg. Asam amino merupakan asam yang relatif kuat,sehingga di dalam darah dalam keadaan terionisasi. Konsentrasibeberapa asam amino dalam darah diatur dalam batas tertentuoleh sintesis selektif pada bagian sel dan ekskresi selektif oleh gin-jal. Hasil akhir pencernaan protein dalam saluran pencernaanhampir seluruhnya asam amino dan hanya kadang-kadangpolipeptida atau molekul protein diabsorpsi. Setelah itu asamamino dalam darah meningkat, tetapi kenaikannya hanya bebe-rapa mg. Hal itu dikarenakan sebagai berikut.1. Pencernaan dan absorpsi protein biasanya berlangsung lebih

dari 2–3 jam, sehingga hanya sejumlah kecil asam aminodiabsorpsi pada saat itu.

2. Setelah masuk ke dalam darah, asam amino yang berlebihandiabsorpsi dalam waktu 5–10 menit oleh sel di seluruh tubuh.Oleh karena itu, hampir tidak pernah ada asam amino yangkonsentrasinya tinggi dalam darah. Namun, turn over rateasam amino demikian cepat sehingga banyak protein (dalamgram) dapat dibawa dari satu bagian tubuh ke bagian laindalam bentuk asam amino setiap jamnya.Pada hakikatnya semua molekul asam amino terlalu besar

untuk berdifusi melalui pori membran sel. Mungkin sejumlah kecildapat larut dalam matriks sel dan berdifusi ke dalam sel dengancara lain. Namun, sejumlah besar asam amino dapat ditranspormelalui membran hanya oleh transpor aktif yang menggunakanmekanisme karier.

Salah satu fungsi transpor karier asam amino adalah untukmencegah kehilangan asam amino dalam urine. Semua asamamino dapat ditranspor secara aktif melalui epithel tubulus pro-ximalis yang mengeluarkan asam amino dari filtrat glomerulusdan mengembalikannya ke darah. Namun, pada tubulus ginjal ter-dapat batas kecepatan di mana setiap jenis asam amino dapatditranspor. Berdasarkan alasan ini, apabila sejenis konsentrasiasam amino meningkat terlalu tinggi dalam plasma dan filtratglomerulus, maka kelebihan yang dapat direabsorpsi secara aktifhilang dan masuk ke dalam urine.

Pada orang normal, kehilangan asam amino dalam urinesetiap hari tidak berarti. Jadi, hakikatnya semua asam amino yangdiabsorpsi dari saluran pencernaan digunakan oleh sel. Segerasetelah asam amino masuk ke dalam sel, di bawah pengaruhenzim-enzim intrasel akan dikonjugasi menjadi protein sel.


Oleh karena itu, konsentrasi asam amino di dalam sel selalurendah. Penyimpanan asam amino dalam jumlah besar terjadi didalam sel dalam bentuk protein. Akan tetapi, banyak proteinintrasel dapat dengan mudah dipecahkan kembali menjadi asamamino di bawah pengaruh enzim-enzim pencernaan lisosomintrasel. Asam amino ini selanjutnya dapat ditranspor kembali keluar sel masuk ke dalam darah. Beberapa jaringan tubuh, sepertihati, ginjal, dan mukosa usus berperan untuk menyimpan proteindalam jumlah yang besar.

E. Hubungan Metabolisme Karbohidrat denganMetabolisme Lemak dan ProteinHasil pencernaan lemak (asam lemak dan gliserol) dan

protein (asam amino) masuk ke dalam jalur respirasi sel pada titik-titik yang diperlihatkan. Beberapa titik yang sama bekerja untukmengalirkan kelebihan zat intermedier ke dalam jalur anabolismeke sintesis lemak dan asam amino tertentu.

Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dariberbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hasildari Siklus Krebs adalah energi ATP, CO2, dan H2O. Hal ituterjadi pada makhluk hidup aerob, sedangkan pada makhluk hidupanaerob tidak menggunakan metabolisme Daur Krebs sebagaipenghasil energinya.

Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidratmenjadi laktat melalui piruvat tanpa melibatkan O2. Fermentasialkohol adalah proses oksidasi glukosa yang menghasilkan etanoldan CO2.

Daur KREBS+

Rantaipernapasan

Lemak Karbohidrat Protein

Asam lemak Glukosa Asam amino

Asetil koenzim-A Asetil koenzim-A Asetil koenzim-Aa-ketoglutarat Oksalasetat tumarat

CO + H O 2 2ATP

Gambar 2.4 Diagram yang menunjukkan Siklus Kreb sebagai penghasil energiSumber: Dok. Penerbit


RANGKUMAN1. Anabolisme adalah proses-proses pe-

nyusunan energi kimia melalui sintesissenyawa-senyawa organik.

2. Katabolisme adalah proses penguraiandan pembebasan energi dari senyawa-senyawa organik melalui proses res-pirasi.

3. Enzim adalah biokatalisator organikyang dihasilkan organisme hidup didalam protoplasma. Enzim terdiri atasprotein atau suatu senyawa yangberikatan dengan protein.

4. Apoenzim merupakan bagian proteindari enzim, bersifat tidak tahan panas,dan berfungsi menentukan kekhususandari enzim.

5. Koenzim merupakan gugus prostetikapabila terikat sangat erat pada apoen-zim dan berfungsi untuk menentukansifat dari reaksinya.

6. Faktor-faktor yang memengaruhi en-zim dan aktivitasnya, antara lain tem-peratur atau suhu, air, pH, hasil akhir,substrat, dan zat-zat penghambat.

7. Contoh-contoh enzim dalam prosesmetabolisme, antara lain enzim katala-se, oksidase, hidrase, dehidrogenase,transphosforilase, karboksilase, des-molase, dan periksodase.

8. Karbohidrat merupakan senyawa yangtersusun atas unsur-unsur C, H, dan O.

9. Macam-macam proses metabolismekarbohidrat, yaitu glikogenesis, gliko-lisis, dan Daur Krebs.

10. Asam lemak adalah suatu senyawayang terdiri atas rantai panjang hidro-karbon dan gugus karboksilat yangterikat pada ujungnya.

11. Peranan fisiologis asam lemak pem-bentuk fosfolipid dan glikolipid yangmerupakan molekul amfipotik sebagaikomponen membran biologi, dansebagai molekul sumber energi.

12. Molekul protein terdiri atas kesatuan-kesatuan kecil yang disebut asamamino. Asam amino ada dua macam,yaitu asam amino esensial dan asamamino nonesensial.

13. Asam amino esensial atau asam aminoutama adalah asam amino yang sangatdiperlukan oleh tubuh dan harus dida-tangkan dari luar tubuh manusia karenasel-sel tubuh manusia tidak dapat men-sintesis sendiri. Contoh: leusin, lisin,histidin, arginin, valin, treonin, fenila-lanin, triptofan, isoleusin, dan metionin.

14. Asam amino nonesensial adalah asamamino yang dapat disintesis sendiri olehtubuh manusia. Contoh: tirosin, glisin,alanin, dan prolin.

UMPAN BALIKSetelah mempelajari mengenai proses metabolisme orga-

nisme, tentu kalian dapat menjelaskan mengenai hal-hal berikut:1) enzim dan fungsinya; 2) metabolisme karbohidrat; 3) meta-bolisme lipida (lemak); 4) protein; 5) hubungan metabolismekarbohidrat dengan metabolisme lemak dan protein.

Apabila ada hal-hal yang menurut kalian belum bisa me-nguasainya, bacalah kembali materi di depan dengan cermat.Carilah referensi-referensi pendukung dan mintalah bimbinganguru.


UJI KOMPETENSICoba kerjakan soal-soal berikut di buku kerja kalian.

A. Pilihlah salah satu jawaban soal berikut dengan tepat.1. Proses penyusunan energi kimia me-

lalui sintesis senyawa-senyawa orga-nik disebut ….a. katabolismeb. metabolismec. anabolismed. kemosintesise. fotosintesis

2. Proses untuk mengubah zat beracunmenjadi zat tidak beracun dan dapatdikeluarkan dari tubuh adalah proses….a. fotosintesisb. kemosintesisc. detoksifikasid. katabolismee. metabolisme

3. Perhatikan pernyataan-pertanyaan ber-ikut.1) Anabolisme merupakan bagian dari

proses metabolisme.2) Katabolisme merupakan bagian dari

proses metabolisme.3) Enzim berfungsi mempercepat

reaksi kimia.4) Enzim berfungsi memperlambat

reaksi kimia.Pernyataan di atas yang benar ditun-jukkan oleh nomor ….a. 1, 2, dan 3b. 1 dan 3c. 2 dan 4d. 1, 2, 3, dan 4

4. Gabungan dua enzim yang menyebab-kan enzim menjadi aktif disebut ….a. holoenzimb. apoenzimc. koenzimd. sintesise. zimogen

5. Berikut ini yang tidak memengaruhiaktivitas enzim adalah ….a. substratb. katalisatorc. H2Od. suhue. pH

6. Enzim yang berfungsi mengubah hi-drogen peroksida menjadi air dan ok-sigen adalah ….a. oksidaseb. hidrasec. dehidrogenased. katalasee. peroksida

7. Perhatikan pernyataan-pernyataan ber-ikut.1) Enzim desmolase berfungsi mem-

bantu penggabungan ikatan karbon.2) Untuk memindahkan hidrogen dari

suatu zat ke zat yang lain diperlukanenzim hidrase.

3) Karbohidrat tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O.

4) Penguraian karbohidrat menjadi pi-ruvat disebut glikogenesis.

Pernyatan di atas yang benar ditun-jukkan oleh nomor ....a. 1, 2, dan 3b. 1 dan 3c. 2 dan 4d. 1, 2, 3, dan 4

8. Hormon yang berfungsi menurunkankadar glukosa dalam darah adalah ….a. adrenalinb. tripsinc. linind. glutamate. insulin


B. Kerjakanlah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan jelas.1. Apa yang dimaksud anabolisme dan

katabolisme?2. Sebutkan bagian-bagian dari enzim

beserta sifat dan fungsinya.3. Buatlah skema Daur Krebs.

4. Sebutkan peranan fisiologis asam le-mak bagi tubuh.

5. Sebutkan hubungan metabolisme le-mak, karbohidrat, dan protein sebagaijalur metabolisme menuju Daur Krebs.

9. Metabolisme karbohidrat yang ber-fungsi untuk membentuk glikogen dariglukosa disebut ….a. glikosisb. glikogenesisc. glukosuriad. hipoglisemiae. hiperglisemia

10. Pada metabolisme glukosa, prosespenguraian karbohidrat menjadi laktattanpa melibatkan O2 terjadi melaluiperistiwa ….a. fermentasib. glikolisisc. glikolisis anaerobd. respirasie. bio-energi

11. Glikolisis adalah proses penguraiankarbohidrat menjadi piruvat. Berikut iniyang bukan merupakan sifat-sifat pe-ristiwa glikolisis adalah ….a. oksidasi glikogen/glukosa menjadi

piruvat dan laktatb. dapat berlangsung secara aerob dan

anaerobc. diperlukan energi dan enzimd. terjadi sintesis ATP dari ADP + Pie. terjadi penguraian karbohidrat, eta-

nol, dan CO2

12. Pembentukan glukosa dari piruvat (ke-balikan glikolisis) disebut .…a. glukoneogenesisb. fermentasi

c. glikogenesisd. glikolisis anaerobe. Daur Krebs

13. Di dalam peristiwa Daur Krebs, satumolekul asetil co-A akan menghasilkan…..a. 10 ATPb. 12 ATPc. 13 ATPd. 14 ATPe. 15 ATP

14. Salah satu senyawa hasil metabolismeprotein adalah NH3. Zat ini bersifatracun dan akan diekskresikan dalambentuk urea. Pembentukan urea initerjadi di dalam organ ….a. ginjalb. kantong urinec. usus besard. vesica urinariae. hati

15. Berikut ini yang bukan termasuk pe-ranan lemak adalah ….a. sebagai komponen dalam proses

pengangkutan melalui membranb. sebagai lapisan pelindung pada

beberapa jasadc. sebagai energi cadangand. sebagai pelarut vitamin B dan Ce. sebagai komponen permukaan sel

yang berperan dalam proses keke-balan jaringan

BAB 3

GENETIKA

Pewarisan sifat atau karakteristik darisatu generasi ke generasi selanjutnya ber-hubungan dengan kromosom. Setiap kro-mosom tersusun atas gen yang mengkodepenampilan dan susunan suatu organisme.Setiap kromosom dibentuk oleh molekulDNA dan protein. Molekul DNA, ditun-jukkan gambar di samping, merupakan ada-lah rantai dari banyak gen yang saling ber-hubungan.


Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:dapat menjelaskan tentang kromosom;dapat menjelaskan tentang gen;dapat menjelaskan struktur kimia materi genetik.

Kata-kata kuncigenetika DNAkromosom RNAgen

Gambar pecah.Memori gambarini kecil. (kalauada diganti)

Komponen Genetika 35

Pada perkembangan generatif makhluk hidup, sifat-sifat dankarakteristik dari kedua induk diwariskan kepada keturunannya.Sifat-sifat dan karakteristik tersebut dikuasai dan dikendalikanoleh faktor-faktor genetik. Faktor-faktor genetik yang menguasaidan mengendalikan sifat-sifat tersebut berada di dalam kro-mosom, tepatnya pada gen. Gen terdapat dalam lokus yang beru-pa substansi protein dan tersusun oleh DNA (DeoxyiriboNucleid Acid) dengan susunan yang kompleks.

A. KromosomMenurut Wilhelm Roux (1883), kromosom adalah pembawa

faktor keturunan. Eksperimen T. Bovery dan Ws. Sutton (1902)membuktikan bahwa kromosom membawa material genetik.Ukuran dan bentuk kromosom bervariasi pada setiap spesiesmakhluk hidup. Panjang kromosom antara 0,2 –50 mikron dengandiameter antara 0,2–20 mikron. Bentuk kromosom pada setiapfase pertumbuhan dalam pembelahan mitosis senantiasa berubah-ubah. Setiap kromosom terdiri atas sentromer dan lengan.Berdasarkan letak sentromer dan lengan, bentuk kromosom dibe-dakan menjadi empat macam sebagai berikut.1. Bentuk telosentrik, yaitu jika letak sentromer berada di

ujung.2. Bentuk akrosentrik, yaitu jika letak sentromer mendekati

ujung.3. Bentuk submetasentrik, yaitu jika letak sentromer agak jauh

dari ujung kromosom dan biasanya membentuk huruf L atauJ.

4. Bentuk metasentrik, yaitu jika letak sentromer berada ditengah sehingga panjang masing-masing lengan sama.

Sumber: Biologi Sel, 1986Gambar 3.1 a) Telosentrik, b) Akrosentrik, c) Submetasentrik, dan d)Metasentrik

a)b) c)

d)


Sentromer (kinetokor) merupakan bagian kepala kromosomyang berfungsi mengatur pergerakan kromosom pada waktupembelahan mitosis. Bagian lengan kromosom terdiri atas selaputbenang-benang kromosom atau benang nukleosom. Pada nukleo-som inilah terdapat gen-gen yang dibangun oleh molekul DNA.Pada setiap spesies, makhluk hidup yang berinti (eukarion)mengandung sejumlah kromosom yang tetap.

Susunan dan jumlah kromosom dari setiap individu ber-variasi. Berikut gambaran variasi jumlah kromosom pada be-berapa organisme.

Berdasarkan tabel tersebut menunjukkan bahwa jumlahkromosom tidak ada hubungannya dengan tingkat atau derajatindividu. Makhluk hidup yang diploid (2n) akan menghasilkan selyang haploid (n) pada sel kelaminnya. Hal ini mengakibatkan zigotyang terbentuk pada peristiwa fertilisasi (pembuahan) bersifatdiploid.

1. Drosophila melanogaster (lalat buah)2. Lumbricus terestris (cacing tanah)3. Felis domesticus (kucing)4. Mus musculus (tikus)5. Pongo pygmaeus (kera)6. Cavia coubaya (marmut)7. Columba livia (merpati)8. Oryctologus cuniculus (kelinci)9. Rana pipiens (katak)

10. Apis melifica (lebah madu)11. Culex pipiens (nyamuk)12. Musca domestica (lalat rumah)13. Homo sapiens (manusia)14. Brassica oleracea (kubis)15. Solanum lycopersicum (tomat)16. Solanum tuberosum (kentang)17. Zea mays (jagung)18. Oryza sativa (padi)19. Nicotiana tobacum (tembakau)20. Carica papaya (pepaya)21. Helianthus annus (bunga matahari)22. Saccharum officinarum (tebu)

No. Nama organisme Jumlah kromosom

8 (n = 4)36 (n = 18)38 (n = 19)40 (n = 20)42 (n = 21)64 (n = 32)80 (n =40)44 (n = 22)26 (n = 13)32 dan 16 (n = 16 dan 8)6 (n = 3)12 (n = 6)46 (n = 23)18 (n = 9)24 (n = 12)48 (n = 24)20 (n = 10)24 (n = 12)48 (n = 24)18 (n = 9)34 (n = 17)86 (n = 43)

Tabel 3.1 Jumlah kromosom pada beberapa organisme

Dirangkum dari berbagai sumber


B. GenIstilah gen dikemukakan oleh W.

Johannsen (1898) untuk mengganti istilahfaktor, elemen, atau determinan pada zamanMendell. Menurut Morgan, gen adalah suatuzarah yang kompak dan menempati suatu lo-kus pada kromosom yang mengandungsatuan informasi genetika dan mengatur sifatmenurun tertentu. Jadi, fungsi gen sebagaiberikut.1. Mengatur pertumbuhan/perkembangan

dan metabolisme individu.2. Menyampaikan informasi genetik dari

generasi ke generasi berikutnya.Tempat gen dalam kromosom yang

homolog (kromosom berada dalam pasangan2) disebut lokus. Sederetan lokus berisi genyang sealela. Secara kimia gen dibangunoleh DNA. DNA dibentuk oleh tiga macammolekul, yaitu gula pentosa (deoksiribosa),asam fosfat, dan basa nitrogen. Basa nitro-gen terdiri atas.1. Basa pirimidin, yaitu basa yang terdiri

atas timin (T) dan sitosin (S).2. Basa purin, yaitu basa yang terdiri atas

guanin (G) dan adenin (A).Menurut Watson dan Cricks (1953),

berdasarkan analisis foto defraksi sinar X,model DNA digambarkan sebagai tangga talirangkap yang terpilin yang disebut doublehelix. Deretan gugusan gula dan asam fosfatmerupakan ibu tangga, sedangkan dua dariempat basa nitrogen sebagai anak tangga.Basa-basa nitrogen yang berpasangan senantiasa tetap, yaitu:1. guanin dengan sitosin (G – S) atau2. adenin dengan timin (A-T)

Baik DNA maupun RNA adalah asam nukleat yang pentingdalam hereditas. Pada setiap DNA, purin dan pirimidin terikatpada gula deoksiribosa dan sebuah fosfat. Unit ini disebutnukleotida. Macam-macam nukleotida sebagai berikut.1. Adenin nukleotida: adenin-deoksiribosa-fosfat2. Guanin nukleotida: guanin-deoksiribosa-fosfat3. Sitosin nukleotida: sitosin-deoksiribosa-fosfat4. Timin nukleotida: timin-deoksiribosa-fosfat

Sumber: Biologi, 1992 Gambar 3.2 Model rumus bangun DNA menurut

Watson dan Cricks

Basa Nitrogen

Deoksiribosa

5’3’

Fosfat

3’5’

3,4A34A

5’3’

5’3’

3’5’

5’3’


Berdasarkan letaknya, gen dibedakan menjadi dua macamsebagai berikut.1. Kromogen: gen yang terletak pada kromosom dalam inti.2. Plasmagen: gen yang terletak pada plasma.

C. Struktur Kimia Materi GenetikKromosom terdiri atas DNA dan protein. Informasi genetik

yang mengatur aktivitas sel terletak dalam struktur DNA-nya danbukan pada proteinnya. Makin banyak jumlah kromosom, makinbesar kandungan DNA-nya. DNA terdiri atas rangkaian bebera-pa nukleotida. Nukleotida mengandung nukleosida yang terikatdengan asam fosfat, sedang nukleosida terdiri atas basa nitrogen.

1. Replikasi DNADNA mempunyai kemampuan heterokatalik, yaitu

mampu membentuk molekul kimia lain dari sebagian ran-tainya dan autokatalik, yaitu mampu memperbanyak diri.

Untuk mengetahuiinformasi genetik suatuorganisme potongan DNAdari sampel darah diujidengan PolymeraseChain Reaction (PCR). Dibidang kedokteran,metode ini sering dipakaiuntuk mengidentifikasipenyakit genetik, virus,bakteri, dan kanker.

INFO

Sumber : Biologi, 1992 Gambar 3.3 Model replikasi DNA/kromosom menurut Watson dan Cricks

Tetua Tetua

Tetua

Anak Anak

Tetua


Ketika terjadi pembelahan mitosis, pita kembar yangberpilin pada DNA akan dilepas sebagian oleh enzim DNApolimerase pada ikatan hidrogen antara purin dan pirimidin.Ikatan tersebut lemah, sehingga mudah pecah dibandingkandengan ikatan kovalen antara fosfat dan deoksiribosa.Setelah ikatan masing-masing berjauhan, selanjutnya akanmembentuk pasangan baru. Sebagai contoh, rantai A men-dapat pasangan baru B’, sedangkan rantai B mendapat pa-sangan baru A’ maka terbentuk dua DNA yang masing-ma-sing memiliki rantai AB’ dan A’B.

2. Kode GenetikPada struktur DNA, rangkaian purin dan pirimidin

berkelompok-kelompok. Masing-masing kelompok terdiriatas tiga basa nitrogen (triplet) yang disebut kodogen (kodegenetik). Kodogen tertentu menentukan jenis asam aminoyang harus dirangkai. Gambaran rangkaian tersebut dapatdilihat sebagai berikut.

Dalam tubuh manusia terdapat 20 macam asam aminodengan kode-kode genetiknya, seperti pada tabel berikut ini.

Tabel 3.2. Jenis-jenis asam amino dan kodogennya

No. Nama asam amino Triplet (kodogen)

1. Alanin2. Arginin3. Asparagin4. Asam aspartat5. Sistein6. Asam glutamat7. Glutamin8. Glisin9. Histidin

10. Isoleusin11. Leusin12. Lisin13. Metionin14. Fenilalanin15. Prolin16. Serin17. Treonin18. Triptopan19. Tirosin20. Valin

GCA, GCG, GCC, GCUCGA, CGG, CGC,CGUAAC, AAUGAC, GAUUGC, UGUGAA, GAGCAA, CAGGGC, GGUCAC, CAUAUC, AUUCUA, CUG, CUC,CUU, UUA, UUGAAA, AAGAUA, AUGUUC, UUUCCA, CCG, CCC, CCUUCA, UCG, UCC, UCUACA, ACG, ACC, ACUUGA, UGGUAC, UAUGUA, GUG, GUC, GUU



3. Perbedaan DNA dan RNAPerbedaan antara DNA dan RNA dapat dilihat pada

tabel berikut.

4. Macam-Macam RNARNA meliputi RNA duta (RNA-d), RNA transfer

(RNA-t), dan RNA ribosom (RNA-r).a. RNA duta (RNA-d)

RNA-d berfungsi membawa informasi genetis. RNA-dbertindak sebagai pola cetakan untuk membentuk poli-peptida dengan mengatur urutan asam amino dari poli-peptida yang disusun. RNA-d disebut juga kodon, karenabertugas membawa kode-kode genetik (berupa urutanbasa nitrogen) dan sebagai cetakan untuk mensintesisprotein.

b. RNA transfer (RNA-t)RNA-t berfungsi menerjemahkan kodon dari RNA-d dansebagai pengikat asam amino yang akan disusun menjadiprotein di dalam ribosom. Pada RNA-t terdapat bagianyang berfungsi sebagai antikodon yang berhubungandengan kodon dan bagian lain yang berfungsi mengikatasam amino.

c. RNA ribosom (RNA-r)RNA-r terdapat di dalam ribosom dan dihasilkan oleh genkhusus yang terletak di kromatin pada nukleus.

5. Mekanisme sintesis proteinProses sintesis protein melibatkan DNA, RNA-d, RNA-

t, dan RNA-r. Sintesis protein dibangun di dalam ribosomdengan asam amino yang terdapat di dalam plasma sebagai

DNA (Deoksiribo Nucleid Acid) RNA (Ribosa Nucleid Acid)1. Hanya terdapat dalam kromosom

(nukleus).2. Berbentuk rantai doubel helix.3. Kadar tetap dan fungsinya mengen-

dalikan faktor genetis dan sintesisprotein.

4. Basa nitrogen terdiri atas purin(adenin (A) dan guanin (G)) danpirimidin (sitosin (S) dan timin (T)).

5. Menggunakan deoksiribosa sebagaikomponen gulanya.

1. Selain di nukleus, juga terdapat disitoplasma terutama di dalam ribosom.

2. Berbentuk rantai tunggal.3. Kadarnya tidak tetap dan fungsinya

sebagai sintesis protein.

4. Basa nitrogennya terdiri atas purin:adenin (A) dan guanin (G) dan pirimidin:sitosin (S) dan urasil (U).

5. Menggunakan ribosa sebagai kom-ponen gulanya.

Tabel 3.3. Perbedaan DNA dengan RNA



bahannya. Sintesis protein terjadi melalui dua tahap sebagaiberikut.a. Tahap transkripsi

Proses pembentukan RNA oleh DNA disebuttranskripsi. Pada proses transkripsi RNA, transferinformasi genetika dapat berlangsung dari DNA ke RNA.Rantai ganda DNA dibuka oleh enzim polimerase RNA,sekaligus memacu penggabungan ribonukleosida tri-fosfat pada rantai tunggal DNA. Melekatnya enzimpolimerase RNA dan DNA tersebut akan menyebabkanterbukanya sebagian kecil dari rantai DNA yang panjang.Akibatnya, basa-basa nitrogen yang telah bebas padarantai tunggal DNA akan bekerja sebagai cetakan (tem-plet) untuk terbentuknya rantai RNA.

Ribonukleosida trifosfat yang telah ada yaitu ATP,GTP, STP, dan UTP akan terikat pada basa nitrogen yangsesuai dari rantai DNA. Dalam hal ini, ATP akan menem-pel pada basa nitrogen timin, GTP akan menempel padabasa nitrogen sitosin, STP pada basa nitrogen guanin, danUTP pada basa nitrogen adenin. Dua buah fosfat darimasing-masing ribonukleosida trifosfat akan menjadi ri-bonukleosida monofosfat. Dengan bantuan enzim poli-merase RNA, ribonukleosida monofosfat akan bergabungmembentuk rantai ribonukleotida, yang selanjutnya mem-bentuk rantai tunggal RNA. Setelah beberapa saat pem-bentukan, RNA melepaskan diri dari cetakan DNA.Dengan terlepasnya rantai RNA, maka ikatan hidrogenpada rantai DNA yang telah terputus akan bergabung lagisehingga terbentuk lagi rantai ganda DNA.

Sintesis RNA dimulai dengan basa adenin atauguanin, dalam hal ini ditentukan oleh basa nitrogen yangterdapat pada rantai DNA cetakan. Hasil rantai tunggalRNA ini adalah RNA-d yang segera keluar dari nukleussel menuju ribosom pada sitoplasma. Satu molekulRNA-d membuat untaian ribosom untuk mensintesispolipeptida.

b. Tahap translasiSetelah pada tahap transkripsi RNA-d melekat ke

ribosom maka RNA-t aktif mengikat asam amino yanglarut dalam plasma. Tiap RNA-t mengikat asam aminotertentu, selanjutnya dibawa ke ribosom. Ujung RNA-tberkaitan dengan RNA-d melalui basa nitrogen pa-sangannya. Basa nitrogen RNA-d yang setangkupdengan basa nitrogen RNA-d disebut antikodon.


Skema perjalanansintesis protein sebagaiberikut.1) DNA-t mencetak

RNA-d untuk mem-bawa informasi pem-bentukan protein ber-dasar urutan basa ni-trogennya.

2) RNA-d keluar dariinti menuju ribosomdalam plasma.

3) RNA-t menuju keribosom membawaasam amino yang se-suai dengan kodonyang dibawa RNA-d.RNA-t bergabungdengan RNA-d se-suai dengan pasanganbasa nitrogen.

4) Asam-asam aminoyang terjadi berjajar-jajar dengan urutanyang sesuai kode.Asam amino di dalamribosom akan mem-bentuk suatu rangkaian yang disebut polipeptida.Kumpulan polipeptida disebut protein.

Sumber: Biologi 1, 1992 Gambar 3.4 Struktur RNA-t

A

C

C

ACG

G

CG

C G

UG

U A

GC

C G

C

CG

C G

G

UU

C G

CG

C

G

G

CU

C

C

G

G

G

GA

C

C

G

C

G

G

C

GUA

A

G

U

U

U

C

G

T

G

U

U

C

A

CUG

A

U

A

CG

A

U

U

3’

5’

Antikodon

Antikodon

RANGKUMAN1. Kromosom adalah pembawa faktor

keturunan.2. Empat macam bentuk kromosom: telo-

sentrik, akrosentrik, submetasentrik,dan metasentrik.

3. Gen adalah suatu zarah yang kompakdan menempati suatu lokus padakromosom yang mengandung satuaninformasi genetika dan mengatur sifatmenurun tertentu.

4. Fungsi gen adalah mengatur pertum-buhan/perkembangan dan metabolismeindividu; serta menyampaikan infor-

masi genetik dari generasi ke generasiberikutnya.

5. DNA dibentuk oleh tiga macam mole-kul, yaitu gula pentosa (deoksiribosa),asam fosfat, dan basa nitrogen.

6. Basa nitrogen terdiri atas: basa pirimidin(terdiri atas timin dan sitosin) dan basapurin (terdiri atas guanin dan adenin).

7. DNA mempunyai kemampuan hetero-katalik (mampu membentuk molekulkimia lain dari sebagian rantainya), danautokatalik (mampu memperbanyakdiri).


8. Pada struktur DNA, rangkaian purindan pirimidin berkelompok-kelompok.Masing-masing kelompok terdiri atastiga basa nitrogen (triplet) yang disebutkodogen (kode genetik).

9. Macam-macam RNA yaitu RNA-d,RNA-t, dan RNA-r.

10. Tahap sintesis protein: tahap transkripsidan tahap translasi.

11. Proses pembentukan RNA oleh DNAdisebut transkripsi.

12. Proses translasi merupakan peristiwamelekatnya RNA-d ke ribosom sehing-ga RNA-t aktif mengikat asam aminoyang larut dalam plasma.

UMPAN BALIKSetelah mempelajari mengenai Komponen Genetika, tentu

kalian sudah memiliki kemampuan untuk menjelaskan mengenai:kromosom, gen, dan struktur kimia materi genetik. Apabila kalianbelum sepenuhnya memahami materi tersebut, ulangilah mem-pelajari materi tersebut dengan cermat. Carilah referensi-refe-rensi dari buku, internet, maupun keterangan guru. Diskusikanmengenai hal-hal yang belum kamu pahami dengan teman-temandan gurumu.


1. Ahli genetika yang membuktikan me-lalui eksperimen bahwa kromosommembawa material genetik adalah ….a. Morganb. Mendellc. Wilhelm Rouxd. Spallanzanie. T. Bovery dan Sutton

2. Bentuk kromosom dengan letak sen-tromer agak jauh dari ujung kromosomdan biasanya membentuk huruf L atau Jadalah bentuk ….a. telosentrikb. akrosentrikc. submetasentrikd. metasentrike. subakrosentrik

3. Lalat buah sering digunakan para ahligenetika dalam penyelidikan. Berikut iniyang bukan termasuk sifat yang di-miliki lalat buah adalah ….

a. mudah diperolehb. hidup dipengaruhi musimc. bertelur banyakd. jumlah kromosom sedikite. mudah dipelihara

4. Kromosom berada dalam pasangan-pasangan (kromosom homolog). Gen-gen yang terletak pada lokus yang samapada kromosom tersebut adalah ….a. duplikasi d. mutasib. euploid e. alelc. determinan

5. Berikut ini yang bukan basa nitrogenpembentuk DNA adalah ….a. urasil d. guaninb. timin e. adeninc. sitosin


6. Pada setiap DNA, purin dan pirimidinterikat pada gula deoksiribosa dansebuah fosfat, unit ini disebut ….a. nukleolus d. nukleusb. nukleosida e. gula pentosac. nukleotida

7. Kemampuan DNA memperbanyak diridisebut kemampuan ….a. heterokatalik d. katalisatorb. autokatalik e. eukatalikc. alokatalik

8. Pada makhluk hidup gen diwariskanmelalui ….a. ribosom d. kromosomb. nukleolus e. nukleoplasmac. nukleus

9. Berikut ini yang bukan termasuk ka-rakteristik RNA adalah .…a. berbentuk rantai tunggalb. basa nitrogen terdiri atas purin (ade-

nin dan guanin) dan pirimidin (sito-sin dan urasil)

c . menggunakan ribosa sebagai gula-nya

d. kadarnya tidak tetape. hanya terdapat pada nukleus

10. RNA yang juga bertindak sebagai polacetakan untuk membentuk polipeptidadengan mengatur urutan asam aminodari polipeptida yang disusun adalah….a. RNA-d d. RNA-rb. RNA-t e. RNA-asec. RNA-m

11. Proses pembentukan RNA oleh DNAdisebut ….a. translokasi d. transformasib. translasi e. transmisic. transkripsi

12. RNA akan membentuk cetakan untuksintesis protein setelah menerima kodegenetik dari DNA. Tempat berlang-sungnya sintesis protein adalah ….a. ribosom dalam sitoplasmab. kromosomc. gen dalam lokusd. nukleoluse. nukleus

13. Jika terjemahan kode genetik dalamsintesis protein yang dihasilkan olehRNA-t adalah AAU UGU AAA, infor-masi genetik yang dirancang dalamDNA adalah ....a. TTA ASA TTTb. AAT TGT AAAc. UUA AGA TTTd. AAU AGA UUUe. UUT UGU UUU

14. Berikut ini yang bukan bentuk kromo-som adalah ….a. telosentrik d. submetasentrikb. sentrometrik e. metasentrikc. akrosentrik

15. Dalam sintesis protein penyimpangansering terjadi yang dapat menim-bulkan perubahan sifat. Hal ini dise-babkan ….a. DNA salah memberi kodeb. RNA-r salah menerjemahkan kodec. RNA-t salah menerjemahkan koded. RNA-d salah menerjemahkan kodee. RNA-t salah membawa kode

B. Kerjakanlah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan jelas.1. Jelaskan perbedaan nukleotida dan

nukleosida pada DNA.2. Jelaskan peristiwa transkripsi dan

translasi.3. Sebutkan perbedaan-perbedaan DNA

dan RNA.

4. Sebutkan macam-macam kromosomdan gambarkan masing-masing.

5. Sebutkan dan jelaskan macam-macamgen berdasarkan letaknya.

BAB 4

POLA-POLA HEREDITAS

Dalam suatu garis keturunan seringkita jumpai adanya persamaan dan perbe-daan induk dengan keturunannya. Namuntidak semua keturunan yang dihasilkan dariinduk yang sama mempunyai ketampakanyang sama pula. Anak-anak kucing, sepertigambar di samping, masing-masing mem-punyai ciri fisik yang khas. Persamaan danperbedaan ciri fisik anak-anak kucing dise-babkan oleh gen-gen pembawa sifat dariinduknya.Sumber: Jendela Iptek, 2001

Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:dapat menjelaskan tentang pembelahan sel dan pewarisansifat;dapat menjelaskan tentang hereditas dalam Hukum Mendell;dapat menjelaskan tentang hereditas pada manusia;dapat menjelaskan tentang mutasi.

Kata-kata kuncisel genotipehereditas fenotipehukum Mendell radiasi

Pola-Pola Hereditas 47

Dalam proses perkembangan makhluk hidup, sifat-sifat darikedua induk akan diwariskan kepada keturunannya. Cabang ilmubiologi yang mempelajari pewarisan sifat dari induk kepadaketurunan (hereditas) dan seluk-beluknya disebut genetika.G. J. Mendell diangkat sebagai Bapak Genetika karena dianggapsebagai peletak dasar prinsip-prinsip hereditas yang terkenal se-bagai Hukum Mendell.

A. Pembelahan Sel dan Pewarisan SifatMenurut Mendell, sifat-sifat yang diturunkan dari induk

kepada keturunannya dikendalikan oleh faktor genetik yangterdapat di dalam kromosom yang disebut gen. Pada makhlukhidup, sel penyusun tubuh terdiri atas berikut.1. Sel somatis (sel tubuh) yang dapat memperbanyak diri

melalui pembelahan yang berlangsung secara mitosis.2. Sel gamet (sel kelamin) yang berupa sperma dan ovum yang

dapat diproduksi melalui pembelahan yang berlangsungsecara meiosis.Sel adalah satuan kehidupan terkecil sebagai makhluk hidup.

Sifat terpenting sel adalah kemampuan untuk tumbuh dan mem-belah diri yang menghasilkan molekul-molekul seluler baru danmemperbanyak dirinya. Dalam pertumbuhan dan pembelahan, selmemerlukan sumber energi luar untuk menjamin agar reaksi-reaksi kimia selnya berjalan sesuai dengan biosintesis yang dike-hendaki. Di dalam sel terdapat kromosom yang merupakan pem-bawa sifat keturunan.

Kehidupan sel somatis maupun sel gamet melalui dua fase,yaitu interfase (fase istirahat) dan fase pembelahan. Pada inter-fase, sel tidak mengadakan aktivitas baik secara fisik maupunreaksi kimia. Adapun fase pembelahan melalui beberapa tahapansebagai berikut.1. Tahap Profase

Profase merupakan fase awal dalam pembelahan sel.Profase memiliki subfase sebagai berikut.a. Leptonema, ditandai dengan adanya penampakan kro-

momer.b. Zygonema, ditandai dengan terbentuknya kromatid (kro-

mosom mengganda).c. Pakhinema, terlihat kromosom masih tetap berpasangan.d. Diplonema, pasangan kromatid mulai memisah.e. Diakinesis, ditandai dengan nukleolus menghilang dan

terbentuk gelendong inti.


2. Tahap MetafaseDalam tahap metafase masing-masing pasangan kromatid ber-ada dalam bidang ekuator.

3. Tahap AnafaseKromatid bergerak menuju padamasing-masing kutub pembelah-an.

4. Tahap TelofaseDalam tahap ini terjadi pemi-sahan sitoplasma, pembentukannukleus dan nukleolus, kemudianterbentuk anak sel (gamet).Untuk lebih jelasnya perhatikan

gambar 4.1.

Di dalam tipe sel tubuh, bermacam-macam kromosom yangberbeda selalu muncul dalam dua kopi (berjumlah 2n kromosomhomolog). Adapun sel kelamin diketahui setengah dari jumlah 2nyang ditemukan pada sel-sel somatik. Pada pembagian kromosomselama mitosis, setiap sel anakan menerima 1 kopi dari setiapkromosom yang terdapat dalam sel induk. Sebaliknya, selamapembentukan sel kelamin (meiosis), jumlah kromosomnyatereduksi menjadi n. Jadi, proses pembuahan antara sperma dantelur memulihkan kembali jumlah 2n kromosom yang karakteristikuntuk sel somatik. Satu kromosom dalam setiap pasangan berasaldari induk jantan, sedangkan lainnya berasal dari induk betina.

Sumber: IGCSE Biologi D.G. Mackean Gambar 4.2 Suatu perbandingan pembelahan sel secara mitosis dan meiosis.

Sumber: Ensiklopedi Sains dan Kehidupan, 2003 Gambar 4.1 Fase-fase pembelahan sel mulai dari interfase, pro-

fase, metafase, anafase dan telofase

profase

metafasetelofase

anafase

a. Mitosis

b. Meiosis

kromosom dalamnukleus

pemendekan danpenebalan kromosom

terbentuk duakromatid

penarikankromatid

terbentukmembran nukleus

terbentuknya2 anak

kromosom dalamnukleus

kromosom homologberpasangan

kromosomberpindah

terbentuk 2kromatid

pemisahankromatid

terbentuknya4 gamet


B. Hereditas dalam Hukum MendellGregor Johann Mendell (1822–1884) adalah seorang ra-

hib dari Kota Brunn, Austria. Beliau mengadakan percobaan ter-hadap kacang ercis (Pisum sativum) yang menghasilkan prinsip-prinsip genetika. Penelitian Mendell diadakan jauh sebelum dike-nal mengenai kromosom, DNA, maupun RNA. Dalam perco-baannya, Mendell mengandalkan kacang ercis karena memilikibeberapa keuntungan sebagai berikut.1. Memiliki pasangan-pasangan sifat beda yang menonjol (7

macam), sebagaimana pada tabel berikut.

Sumber: Biologi 1, 1992

2. Memiliki bunga sempurna sehingga dapat melakukan penyer-bukan sendiri.

3. Mudah disilangkan sehingga mudah menghasilkan hibrid.4. Siklus hidupnya singkat dan cepat menghasilkan keturunan.

Mendell melakukan percobaan dengan menyilangkan duainduk galur murni yang memiliki satu sifat beda (enam sifatlainnya sama), yaitu induk galur murni berbiji bulat dengan indukgalur murni berbiji keriput. Galur murni adalah tanaman yangmelakukan penyerbukan sendiri secara terus-menerus selalumenghasilkan keturunan yang sama dengan induknya, meskipunditanam berulang-ulang. Hasil percobaan tersebut ternyata selu-ruh keturunan pertama berbiji bulat. Percobaan berikutnya, ma-sing-masing keturunan pertama disilangkan dengan sesamanyayang akhirnya memunculkan kembali sifat yang tidak munculpada keturunan pertama. Berarti ada sifat yang tidak muncul atautertutup.

Sifat yang muncul pada keturunan pertama disebut sifatdominan, dan sifat yang tidak muncul pada keturunan pertamadisebut sifat resesif. Sifat resesif baru muncul setelah persilangandari keturunan pertama. Persilangan dengan sifat beda disebuthibrid (bastar). Pembastaran dengan satu sifat beda disebutmonohibrid. Pembastaran dengan dua sifat beda disebut dihibrid.

Gregor Johann Mendell(1822–1884) ialah seorangbiarawan dan ahli botaniyang berasal dari Austria.Ia adalah peletak dasar-dasar teori hereditas ataupewarisan sifat genetika.Teori yang disebut HukumMendell tersebut menjadidasar pengembangangenetika modern. Olehkarena itu Mendell dikenalsebagai Bapak Genetika.

INFO

TinggiAksialBulatHijauKuningMerahHalus

1. Panjang batang2. Letak bunga3. Bentuk biji4. Warna biji5. Warna kulit biji6. Warna bunga7. Bentuk kulit biji

PendekTerminalLonjongKuningHijauPutihKeriput

No. Sifat beda Sifat dominan Sifat resesif

Tabel 4.1. Pasangan Sifat Beda Tanaman Pisum sativum


Pembastaran dengan tiga sifat beda disebut trihibrid. Jikaketurunan pertama dari percobaan Mendell dibiarkan melakukanpenyerbukan sendiri atau dengan sesamanya, akan diperoleh 75%sifat dominan, yaitu biji bulat dan 25% sifat resesif, yaitu bijikeriput.Simbol dalam percobaan Mendell yang perlu diketahui:P = indukF = filial (anak/keturunan)F1 = keturunan pertama (filial-1)F2 = keturunan kedua (filial-2)

Sifat beda dinyatakan dalam gen dominan yang ditulisdengan simbol huruf besar. Adapun gen resesif ditulis dengansimbol huruf kecil. Misalnya:B = simbol untuk gen yang menentukan biji bulatb = simbol untuk gen yang menentukan biji keriput

Sifat yang tidak tampak namun mampu menentukan hasilketurunan disebuf genotipe, sedangkan sifat yang tampak disebutsifat fenotipe. Sel somatis (diploid) mempunyai gen-gen berpa-sangan, yang disimbolkan dengan pasangan huruf dobel. Mi-salnya:BB = simbol untuk tanaman berbiji bulatbb = simbol untuk tanaman berbiji keriput

Dalam sel somatis, gen-gen dalam keadaan berpasangankarena kromosom-kromosom yang membawa gen-gen tersebutjuga berpasangan atau diploid (2n). Anggota dari sepasang genyang memiliki pengaruh berlawanan disebut alela. Misalnya:B menentukan sifat biji bulat, dan b menentukan sifat biji keriput,maka B dan b merupakan alel.

Jika individu memiliki genotip yang terdiri atas alela yangsama, misalnya BB atau bb disebut homozigot. Apabila genotipe-nya terdiri atas alela yang tidak sama, misalnya Bb disebutheterozigot. Gen dikatakan sealela satu sama lain apabila terletakpada kromosom homolog lokus yang bersesuaian sehinggamemengaruhi atau mengawasi proses perkembangan yang samatetapi dengan cara yang berlainan. Pada peristiwa lain, alela bisamemiliki lebih dari dua anggota. Alela yang demikian disebut alelaganda (multiple alelle). Contoh, peristiwa multiple alellomorfipada kelinci yang memiliki empat cara yang berlainan.

Gamet yang terbentuk merupakan sel yang haploid makagen-gennya bebas tidak berpasangan. Gamet disimbolkan dengansatu huruf. Misalnya:B = simbol untuk gamet yang menentukan biji bulatb = simbol untuk gamet yang menentukan biji keriput


Parental (P) biji bulat X biji keriput BB X bbF1 Bb : Bb

sifat monohibrid dengan fenotip biji bulatF2 Bb X Bb

BB ; Bb ; Bb ; bb

biji bulat biji bulat biji bulat biji keriput

3 1

Berdasarkan percobaan-percobaannya, Mendell menyusunhipotesis sebagai berikut.1. Setiap sifat organisme dikendalikan oleh sepasang gen yang

berasal dari kedua induknya.2. Tiap-tiap pasangan gen menunjuk bentuk alternatif sesama-

nya. Kedua bentuk alternatif itu disebut alela.3. Adanya sifat dominan yang menutup sifat resesif. Jika ke-

duanya berada bersama-sama disebut sealela.4. Pada proses meiosis, sesuai dengan prinsip segregasi (pemi-

sahan) maka faktor-faktor keturunan akan memisah dalambentuk gamet. Selanjutnya, pada proses pembuahan gamet-gamet jantan dan betina yang memisah tersebut akan ber-pasangan secara acak.

5. Individu murni mempunyai dua alela yang sama, misalnya BBatau bb.

Prinsip pemisahan gen-gen pada meiosis disebut Prinsip Se-gregasi (Hukum I Mendell).

Pada peristiwa intermedier, tidak terdapat sifat dominan atauresesif sehingga penyilangan dua galur murni menghasilkanketurunan yang berbeda dengan mengambil sifat alternatif antarakedua induknya. Contoh percobaan Mendell pada penyilanganAntirrhinum majus berbunga merah galur murni (MM) denganAntirrhinum majus berbunga putih galur murni (mm)menghasilkan F1 yang seluruhnya berbunga merah muda (Mm).Jika disilangkan sesama F1, maka F2 yang dihasilkan berbungamerah, merah muda, dan putih dengan perbandingan 1: 2: 1.Adapun diagram persilangannya sebagai berikut.P : Antirrhinum majus merah >< Antirrhinum majus putih

MM mmGamet: M mF1 : Mm

merah mudaP 1 : Mm >< Mm

merah muda merah muda


Gamet : M Mm m

F2 : MM Mm Mm mm merah merah muda merah muda putih

Pada eksperimen berikutnya, Mendell menyilangkan kacangercis galur murni yang memiliki dua sifat beda (dihibrid). Kacangercis biji bulat warna kuning disilangkan dengan biji keriput warnahijau. Sifat bulat dominan terhadap keriput dan sifat kuningdominan terhadap hijau sehingga F1 seluruhnya berbiji bulat warnakuning. Pada persilangan F1 terhadap sesamanya atau jika di-biarkan melakukan penyerbukan sendiri, akan diperoleh kombinasiketurunan sebagai berikut.bulat kuning : bulat hijau : keriput kuning : keriput hijau 9 : 3 : 3 : 1dengan diagram persilangan sebagai berikut. P : bulat kuning >< keriput hijau

BBKK bbkkGamet : BK bkF1 : BbKk

bulat kuningP1 : BbKk >< BbKk

bulat kuning bulat kuningGamet : BK BK

Bk Bk bK bK bk bk

F2 :

Berdasarkan diagram di atas, disimpulkan sebagai berikut.1. F1 seluruhnya bergenotipe BbKk dan berfenotipe bulat ku-

ning.2. Menghasilkan 9 macam genotipe, sedangkan fenotipenya ada

4 sebagai berikut.

a. Bulat kuning (dominan-dominan) = 916 bagian.

b. Bulat hijau (dominan-resesif) = 316 bagian.

BK Bk bK bk

BK BBKK BBKk BbKK BbKkBk BBKk BBkk BbKk BbkkbK BbKK BbKk bbKK bbKkbk BbKk Bbkk bbKk bbkk

oo


c. Keriput kuning (resesif-dominan) = 316 bagian.

d. Keriput hijau (resesif-resesif) = 116 bagian.

Dengan demikian, Mendell menjelaskan setiap alela secarabebas diturunkan pada tiap-tiap gamet. Setiap gamet hanya me-nerima satu faktor sifat menurun dari sifat pasangan alela. Gejalayang menunjukkan adanya pemilihan kombinasi (berpasangan)secara bebas disebut Hukum Asortasi Mendell (Hukum IIMendell).

Pada penyilangan dengan tiga sifat beda disebut trihibrid.Apabila masing-masing induk galur murni disilangkan, maka akandihasilkan gamet F1 sebanyak 8 macam, sehingga jumlah macamgenotipe F2 = 27 macam. Jumlah kemungkinan fenotipe F2 = 8macam. Perbandingan fenotipe F2 = 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1. Untukmencari jumlah macam gamet kemungkinan genotipe dankemungkinan fenotipe pada F2 dapat dilihat pada tabel berikut.

Pada beberapa uji persilangan, jika keturunan F1 disilangkandengan salah satu induknya disebut persilangan balik (backcross). Sifat keturunan yang dihasilkan dari persilangan balikadalah sama. Untuk mengetahui genotipe dari suatu individumaka disilangkan dengan individu yang sudah diketahui geno-tipenya, yaitu homozigot resesif. Persilangan semacam ini disebutuji silang (test cross).

Beberapa penyimpangan semu yang terjadi pada HukumMendell sebagai berikut.1. Polimeri

Polimeri adalah pembastaran heterozigot dengan ba-nyak sifat beda yang berdiri sendiri tetapi memengaruhibagian yang sama pada suatu organisme. Pada percobaanNelson Ehle terhadap gandum biji merah dan biji putih,seolah-olah terjadi sifat-sifat intermediat F2 yang diperolehdengan rasio fenotipe = 15 merah : 1 putih.

Jumlahsifat beda

Jumlahmacamgamet

Jumlah macamkemungkinangenotipe F2

Jumlah macamkemungkinanfenotipe F2

Pemisahanfenotipe F2 padadominan penuh

1 21 = 2 31 = 3 21 = 2 3 : 1 2 22 = 4 32 = 9 22 = 4 9 : 3 : 3 : 1 3 23 = 8 33 = 27 23 = 8 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1 n 2n 3n 2n 3n dan seterusnya

Tabel 4.2 Jumlah Macam Gamet dan Kemungkinan Genotipe dan Fenotipe


2. KriptomeriKriptomeri adalah hilangnya pengaruh faktor dominan

dan baru kelihatan pengaruhnya apabila bersama-samadengan faktor dominan lainnya. Percobaan kriptomeri dila-kukan Correns (1912) terhadap bunga Linaria maroccanayang berbunga merah dengan berbunga putih. Seluruh F1berbunga ungu, tetapi F2 terdiri atas tiga macam fenotipe,yaitu ungu, merah, dan putih dengan perbandingan 9 : 3: 4.

3. Epistasi dan HipostasiEpistasi adalah faktor dominan yang menutup faktor

dominan lain yang bukan alelanya. Gen yang menutup disebutepistasi, sedangkan gen yang ditutup disebut hipostasi. Perco-baan Nelson Ehle terhadap gandum biji hitam dengan gandumbiji kuning, keturunan F1 semuanya berkulit biji hitam. Ketu-runan F2 menghasilkan biji hitam, kuning, putih denganperbandingan 12 : 3: 1.

Beberapa hal yang juga menyimpang dari HukumMendell yaitu terjadinya peristiwa pautan dan pindah silang.Akan tetapi Mendell berhasil menguraikan terjadinya penyim-pangan ini. Pada peristiwa pautan, gen yang mengatur sifatsatu berpaut dengan gen yang mengatur sifat lainnya. Pada-hal, gen-gen tersebut terletak pada kromosom yang sama dantidak dapat disegregasikan dengan bebas. Adapun, padaperistiwa pindah silang terjadi karena gen-gen terletak padakromosom yang sama dan dipindahkan bersama melaluigamet pada keturunannya. Akan tetapi di dalam pemben-tukan gamet sebagian kecil dari gen-gen itu berpindah tempat,sedangkan yang lain tetap pada kromosom semula. Peristiwaini disebut pindah silang (crossing over).

C. Hereditas pada ManusiaUntuk mempelajari genetika manusia, biasanya digunakan

pedigree (peta silsilah), yaitu catatan asal-usul seseorang mulaidari nenek moyang sampai generasi berikutnya dan menerapkanhasil penelitian genetika hewan. Hal itu dikarenakan antara hewandan manusia mengandung persamaan sifat dan karakter.

Jenis kelamin pada manusia dikendalikan oleh sepasangkromosom seks. Pada pembelahan meiosis seorang perempuanhanya menghasilkan satu macam sel gamet, yaitu X, sedang padalaki-laki menghasilkan dua macam sel gamet, yaitu X dan Y. Olehkarena itu, dalam pembuahan ayah akan memberikan kromosomX kepada anak perempuan dan kromosom Y pada anak laki-laki.


Ada beberapa penyakit yang diwariskan oleh kedua orangtua kepada anaknya. Penyakit ini disebut penyakit menurun.Umumnya, penyakit menurun bersifat resesif yang hanya munculpada keadaan homozigot resesif, sedangkan yang bersifat hete-rozigot adalah normal carier (pembawa sifat). Penyakit/cacat iniada yang diwariskan melalui autosom dan kromosom seks.1. Cacat dan penyakit menurun tidak terpaut seks

a. Albinisme (albino = bule)Albino adalah kelainan akibat kulit tidak mampu mem-produksi pigmen kulit (warna kulit). Contoh:Pasangan normal heterozigot (normal carier) kawin de-ngan pasangan normal heterozigot (normal carier), me-miliki kemungkinan 25%, keturunannya adalah albino.Apabila gen P = gen yang menyebabkan pembentukan

pigmentasi gen p = gen yang tidak menyebabkan pem-

bentukan pigmentasi Pp >< Pp

Normal karier Normal karierGamet P P

p pKombinasi keturunan: PP, Pp, Pp, ppKeterangan:PP, Pp, = normalpp = albino

b. Gangguan mentalPenyakit yang termasuk gangguan mental, yaitu debil,imbesil, dan idiot. Ciri-ciri gangguan mental yaitu adanyagejala kebodohan, refleks lamban, dan kekurangan pig-men. Gangguan mental umumnya berasal dari pasanganyang kedua orang tuanya normal heterozigot atau normalcarier. Contoh:Apabila A = normal

a = gangguan mentalmaka pasangan ayah normal carrier dan ibu carier

Aa >< AaGamet A A

a aKombinasi keturunannya: AA, Aa = normal danaa = gangguan mental.

Pernikahan dengan keluar-ga dekat memiliki kemung-kinan yang lebih besaruntuk memperoleh genresesif dan pada ketu-runannya dan dikhawatir-kan membawa sifat penya-kit menurun.

INFO


2. Penyakit Menurun Terpaut Seksa. Buta warna (colour blind)

Penyakit ini dikendalikan oleh gen resesif yang terpautseks (terpaut pada kromosom X). Kemungkinan tipegenotipe orang normal dan buta warna sebagai berikut.XX, XcbX = wanita normalXcbXcb = wanita buta warnaXY = pria normalXcbY = pria buta warna

Kegiatan Diskusi(Rasa Ingin Tahu dan Kecakapan Sosial)1. Buatlah kelompok diskusi yang terdiri 4–5 siswa.2. Buatlah bagan persilangan yang memunculkan wanita normal,

wanita buta warna, wanita carier, pria buta warna, dan pria nor-mal.

3. Mengapa tidak pernah terdapat pria carier?4. Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya penyakit

buta warna.5. Diskusikan dengan kelompok kalian.

b. HaemofiliHaemofili adalah kelainan darah di mana darah sukarmembeku. Apabila sifat normal dibawa oleh gen XH, dansifat haemofili dibawa oleh gen Xh, maka dapat diketahuibila orang memiliki genotipe:XH XH, XH Xh = wanita normalXhXh = wanita haemofili (letal)XHY = pria normalXhY = pria haemofili

Kegiatan Diskusi(Rasa Ingin Tahu dan Kecakapan Sosial) 1. Buatlah kelompok diskusi yang terdiri atas 3–4 siswa. 2. Buatlah peta silsilah yang menggambarkan dimunculkannya ke-

turunan yang bergenotipe wanita normal, wanita carier, wanitahaemofili, pria normal, dan pria haemofili.

3. Mengapa tidak pernah terdapat wanita haemofili? 4. Mengapa meneliti genetika manusia harus digunakan pedigree dan

tidak meneliti objek secara langsung? 5. Diskusikan dengan kelompok kalian.


Golongan darahPenggolongan darah pada manusia didasarkan atas ada

tidaknya aglutinogen (antigen) tertentu di dalam sel darah merah.Golongan darah manusia ada empat macam sebagai berikut.a. Golongan darah A, apabila dalam sel darah merah terdapat

aglutinogen A.b. Golongan darah B, apabila dalam sel darah merah terdapat

aglutinogen B.c. Golongan darah O, apabila dalam sel darah merahnya tidak

terdapat aglutinogen.d. Golongan darah AB, apabila dalam sel darah merah terdapat

aglutinogen A dan B.

Rhesus faktorLandsteiner dan Weiner (1946) menemukan antigen lain

yaitu antigen rhesus. Menurut Landsteiner dan Weiner, golongandarah manusia dibedakan menjadi:a. golongan Rh+, apabila dalam sel darah merahnya ditemukan

antigen rhesus,b. golongan Rh– (rh), apabila dalam sel darah merahnya tidak

ditemukan antigen rhesus.Apabila ibu yang bergolongan Rh– mengandung embrio Rh+

mengakibatkan dalam tubuh ibu terbentuk zat anti-Rh. Dengandemikian, kemungkinan untuk kelahiran pertama akan selamat,karena zat anti-Rh yang terbentuk belum banyak. Akan tetapi,apabila terjadi kehamilan kedua maka embrio akan mengalamianemia berat (eritroblastosis faetalis) yang mengakibatkantubuh embrio menggembung oleh cairan, hati dan limpa mem-bengkak, kulit berwarna keemasan, dan embrio akan mati (letal).

Tabel 4.3Hubungan antara Fenotipe Golongan Darah, Genotipe,dan Kemungkinan Macam Gamet

A IA IA , IA IO IA, IO

B IB IB , IB IO IB, IO

AB IA IB IA ,IB

O IO IO IO

4 macam 6 macam 3 macam

Fenotipe Genotipe Macam sel gametGolongan darah



Tabel 4.4Fenotipe, Genotipe, dan Macam Gamet Rhesus Faktor

Fenotipe Genotipe Macam gamet

Rhesus + IRh IRh , IRh Irh IRh ,Irh

Rhesus - Irh Irh Irh

D. Mutasi

1. Macam-Macam MutasiMateri genetis pada suatu saat dapat mengalami

perubahan. Perubahan sifat keturunan secara umum disebutmutasi. Mutasi yang menunjukkan fenotipe sedikit berbedadari sifat normal menimbulkan variasi. Ada dua macamvariasi sebagai berikut.a. Variasi genetis

Variasi genetis adalah variasi yang disebabkan olehperubahan materi genetis. Sifat ini akan diwariskan ke-pada keturunannya.

b. Variasi lingkunganVariasi lingkungan adalah variasi yang disebabkan olehperubahan lingkungan. Sifat ini tidak diwariskan kepadaketurunannya.

Berdasarkan tempat terjadinya, perubahan materi ge-netis (mutasi) dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut.a. Mutasi kecil (point mutation)

Mutasi kecil adalah perubahan yang terjadi pada susunanmolekul gen (DNA), sedangkan lokus gennya tetap.Mutasi jenis ini menimbulkan alela.

b. Mutasi besar (gross mutation)Mutasi besar adalah perubahan yang terjadi pada strukturdan susunan kromosom. Istilah khusus untuk mutasikromosom adalah aberasi.

Berdasarkan faktor penyebabnya, mutasi dapat dibe-dakan menjadi dua macam sebagai berikut.a. Mutasi alamiah (spontan)

Perubahan genetik yang disebabkan oleh alam, antara lainsinar kosmos, sinar radioaktif, dan sinar ultraviolet.

b. Mutasi induksi (buatan)Perubahan genetik yang disebabkan oleh usaha manusia,antara lain penggunaan bahan radioaktif, penggunaansenjata nuklir, dan reaktor atom.



Penyebab terjadinya mutasi disebut mutagen. Mutagendapat berasal dari:a. bahan fisika, misalnya radiasi yang dipancarkan oleh ba-

han radioaktif,b. bahan kimia, misalnya fenol, benz pyrene, metil cho-

lauthrene, metil Hg, pestisida, formaldehid, colchicine,c. bahan biologi, misalnya virus penyebab kerusakan kro-

mosom. Virus hepatitis menimbulkan aberasi pada darahdan tulang.

Mutasi yang terjadi di dalam tubuh dapat berupaperubahan somatis (mutasi autosom), dan perubahan gene-ratif atau gametis (mutasi kromosom seks). Perubahan so-matis (mutasi autosom) terjadi pada jaringan tubuh, misalepitel, otot, tulang, dan saraf. Adapun perubahan generatifatau gametis (mutasi kromosom seks) terjadi pada gonade(kelamin).

2. Mutasi KromosomMutasi kromosom meliputi perubahan jumlah kromosom

dan perubahan struktur kromosom. Pada spesies, terdapatseperangkat kromosom (genom) dengan jumlah kromosomyang konstan. Pada gamet mengandung n kromosom,sedangkan sel somatis mengandung 2n kromosom. Akantetapi, kadang-kadang terjadi ketidakteraturan yang terjadiselama mitosis, atau meiosis sehingga menghasilkan sel-seldengan jumlah kromosom yang bervariasi. Hal itu terjadimelalui proses duplikasi atau adisi atau kehilangan seluruhperangkat kromosom. Kejadian-kejadian yang menyangkutperubahan kromosom, sebagai berikut.a. EuploidiEuploidi artinya sel-sel yang mengandung seperangkat kro-mosom. Jenis-jenis euploidi, sebagai berikut.1) Monoploidi

Organisme monoploidi memiliki satu genom (n kromo-som) dalam sel tubuhnya. Hal itu terjadi pada sebagianbesar bakteri, fungi, alga, lumut, dan serangga Hyme-noptera. Organisme monoploidi kurang kuat dan bersifatsteril karena kromosom homolog tidak memiliki pasanganselama meiosis.

2) DiploidiOrganisme diploidi memiliki dua genom (2n kromosom)pada setiap sel somatis. Keadaan ini sangat menunjangfertilitas, keseimbangan pertumbuhan, adaptasi, dan ke-mampuan hidup.


3) PoliploidiOrganisme poliploidi memiliki kromosom lebih dari duagenom (2n kromosom). Misal, triploid (3n), tetraploid (4n),dan pentaploid (5n). Pengaruh poliploidi terhadap sel atauindividu, antara lain:a) terjadinya pertumbuhan raksasa;b) jumlah kandungan vitamin pada tumbuhan poliploidi

lebih banyak;c) kesuburan atau fertilitas umumnya berkurang.

b. AneuploidiAneuploidi adalah variasi jumlah kromosom yang hanya me-nyangkut bagian genom atau salah satu kromosom. Beberapamacam aneuploidi sebagai berikut.1) Monosomik

Monosomik adalah peristiwa hilangnya satu kromosomdari sepasang kromosom homolog dengan rumus genom(2n –1), sehingga menghasilkan dua jenis gamet, yaitu (n)dan (n–1).

2) NulisomikNulisomik adalah peristiwa hilangnya sepasang kromosomhomolog dengan rumus genom (2n–2). Organisme yangmengalami nulisomik menunjukkan ciri-ciri kurang kuat,kurang fertil, dan daya tahan hidup rendah.

3) TrisomikTrisomik adalah organisme diploid yang memiliki satukromosom ekstra atau tambahan dengan rumus genom(2n + 1), sehingga gamet yang dihasilkan adalah (n + 1)dan (n).

4) TetrasomikJika satu pasang kromosom berada dalam tambahanseperangkat kromosom organisme dengan rumus genom(2n + 2) disebut tetrasomik.

5) Trisomik gandaTrisomik ganda, jika suatu organisme diploid dengan duakromosom yang berbeda masing-masing menghasilkantrisomik ganda dengan rumus genom (2n + 1 + 1).

Berikut ini gambar beberapa kariotipe pada lalat jantan:

>>. .<< >>. .<< >>..<< | normal monosomik nulisomik (2n) (2n – 1) (2n – 2)>>. .<< >>. .<< >>>. . .<<

Tumbuhan dapatmengalami kelainankromosom yang disebutpoliploidi (kromosom yangberjumlah lebih dari dua).Tumbuhan ini umumnyamemiliki kualitas yanglebih baik sehingga seringditerapkan pada tanaman.

INFO


trisomik tetrasomik trisomik ganda(2n + 1) (2n + 2) (2n + 1 + 1)

Perubahan struktur kromosomPerubahan struktur kromosom merupakan penyimpanganyang terjadi di dalam kromosom (intrakromosom). Ada jenis-jenis perubahan struktur kromosom, sebagai berikut.a. Defisiensi atau delesi

Delesi terjadi ketika kromosom kehilangan sebagiansegmennya. Defisiensi ini mempunyai pengaruh genetis,antara lain efek letal (kematian) dan pseudodominan(pemunculan fenotipe sifat resesif, seperti sifat dominan).

b. DuplikasiDuplikasi terjadi jika kromosom memperoleh tambahansebagian segmen kromosom lainnya. Duplikasi mem-punyai efek genetis, antara lain melindungi pengaruh genresesif yang merugikan untuk evaluasi materi genetik, danmenghasilkan efek posisi (menghasilkan fenotipe baru).

c. Inversi GInversi G adalah pembalikan urut-urutan pada susunangen. Inversi G berperan menekan terjadinya peristiwapindah silang.

d. TranslokasiTranslokasi adalah pertukaran sebagian kromosom de-ngan kromosom nonhomolog lainnya sehingga menghasil-kan efek posisi.

3. Peranan Mutasi dalam SalingtemasBeberapa teknik yang digunakan dalam mutasi buatan

menghasilkan keuntungan bagi kesejahteraan manusia.Pemanfaatan sinar radioaktif pada mutasi buatan, yaitumelalui radiasi sinar alfa, beta, dan gama serta sinar-Xmampu meningkatkan hasil produksi pertanian. Penyinaranbertahap pada biji jagung dan biji gandum menghasilkan bijijagung dan biji gandum jenis unggul. Pada tanaman tomat danapel, radiasi dapat digunakan untuk meningkatkan ukuranbesar buahnya. Mutasi dalam bentuk poliploidi dimanfaatkanuntuk peningkatan hasil pertanian melalui produksi buahtanpa biji dengan kualitas kandungan vitamin dan gizi yangtinggi, contoh, semangka, melon, dan lombok.


Radiasi terhadap pertumbuhan sel dilakukan terhadaptitik tumbuh tanaman umbi-umbian. Hal itu bertujuan untukmenghambat tunas. Dengan demikian hasil fotosintesis tidakbanyak digunakan untuk pertumbuhan vegetatif tetapi tetaptersimpan dalam bentuk umbi, sehingga produksi umbitersebut dapat dipertahankan. Radiasi juga digunakan untukpemilihan bibit unggul pada jenis padi-padian. Hal tersebuttelah dikembangkan di lembaga penelitian khusus padi, misalIRRI.

Radioisotop berperan dalam proses pemupukan. Pupukfosfat (32P) merupakan pendeteksi terhadap umur tanamantertentu. Radiasi juga berperan dalam memberantas hamamelalui sterilisasi teknik jantan mandul. Radiasi juga diman-faatkan untuk menimbulkan daya bunuh terhadap berbagaijenis bakteri makanan (mensterilkan makanan) dalam upayapengawetan makanan. Sinar-X digunakan untuk mendiag-nosis berbagai penyakit, misalnya kanker. Akibat radiasitersebut pertumbuhan sel terhambat dan mengalami dege-nerasi yang diikuti kematian sel kanker tersebut. Sementarasinar ultraviolet dimanfaatkan untuk mensterilkan ruangoperasi dan alat-alat operasi.

RANGKUMAN

1. Genetika adalah cabang ilmu biologiyang mempelajari tentang pewarisansifat dari induk kepada keturunannya(hereditas) dan seluk-beluknya.

2. G. J. Mendell diangkat sebagai BapakGenetika karena dianggap sebagaipeletak dasar prinsip-prinsip hereditas,yang terkenal dengan Hukum Mendell.

3. Pada makhluk hidup, sel penyusuntubuh terdiri atas sel somatis (seltubuh) yang dapat memperbanyak dirimelalui pembelahan yang berlangsungsecara mitosis, dan sel gamet (selkelamin) yang berupa sperma danovum yang dapat diproduksi melaluipembelahan yang berlangsung secarameiosis.

4. Tahap pembelahan sel meliputi tahapprofase, tahap metafase, tahap anafase,dan tahap telofase.

5. Galur murni adalah tanaman yangmelakukan penyerbukan sendiri secaraterus-menerus dan selalu menghasilkanketurunan yang sama dengan induknya,meskipun ditanam berulang-ulang.

6. Persilangan dengan sifat beda disebuthibrid (bastar). Pembastaran dengansatu sifat beda disebut monohibrid,dengan dua sifat beda disebut dihibrid,dan pembastaran dengan tiga sifat bedadisebut trihibrid.

7. Individu yang memiliki genotipe terdiriatas alela yang sama disebut homo-zigot. Apabila genotipenya terdiri atasalela yang tidak sama disebut hetero-zigot.

8. Prinsip pemisahan gen-gen pada meio-sis disebut Prinsip Segregasi (Hukum IMendell).


9. Gejala yang menunjukkan adanya pe-milihan kombinasi (berpasangan) se-cara bebas disebut Hukum AsortasiMendell (Hukum II Mendell).

10. Beberapa penyimpangan semu dariHukum Mendell, antara lain polimeri,kriptomeri, epistasi, dan hipostasi.

11. Pada umumnya penyakit menurun ber-sifat resesif yang hanya muncul padakeadaan homozigot resesif, sedangkanyang bersifat heterozigot adalah normalcarier (pembawa sifat).

12. Contoh penyakit menurun tidak terpautseks, antara lain albino dan gangguanmental. Adapun penyakit menurun ter-paut seks antara lain buta warna danhaemofili.

13. Perubahan sifat keturunan secaraumum disebut mutasi.

14. Macam-macam mutasi adalah mutasialamiah (spontan) dan mutasi induksi(buatan).

15. Mutagen adalah penyebab terjadinyamutasi. Mutagen dapat berasal daribahan fisika, kimia, dan biologi.

16. Mutasi kromosom meliputi perubahanjumlah kromosom dan perubahanstruktur kromosom.

17. Perubahan-perubahan kromosom, an-tara lain euploidi (monoploidi, diploidi,poliploidi) dan aneuploidi (monosomik,nulisomik, trisomik, tetrasomik, tri-somik ganda).

18. Perubahan struktur kromosom, antaralain defesiensi atau delesi, duplikasi,inversi G, dan translokasi.

19. Pemanfaatan sinar radioaktif pada mu-tasi buatan, yaitu melalui radiasi sinaralfa, beta, dan gama, serta sinar-X di-manfaatkan untuk meningkatkan hasilproduksi pertanian, bidang kesehatan,bidang lingkungan, bidang teknologi,dan bidang keilmuan.

UMPAN BALIKSetelah mempelajari mengenai pola-pola hereditas, tentu

kalian sudah memahami dan memiliki kemampuan untuk men-jelaskan mengenai hal-hal berikut.1. Pembelahan2. Hereditas dalam Hukum Mendell3. Hereditas pada manusia

Apabila kalian belum memahami, cobalah pelajari denganmembaca kembali secara cermat dan carilah referensi-referensiyang lain. Untuk lebih memantapkan pemahaman kalian, disku-sikan dengan teman-teman dan mintalah bimbingan guru kalian.


1. Prinsip segregasi (pemisahan gen-gen)pada waktu meiosis merupakan dasardari Hukum ….a. I Mendellb. II Mendellc. III Mendelld. Asortasie. Hereditas

2. Tahap pembelahan sel di mana kroma-tid bergerak menuju masing-masingkutub pembelahan merupakan tahap….a. profaseb. metafasec. anafased. telofasee. interfase

3. Berikut ini yang bukan merupakan ciripembelahan mitosis adalah ….a. terjadi pada sel somatisb. hasil akhir dua sel anakanc. jumlah kromosom sel anakan =

jumlah kromosom sel indukd. terjadi pada pembentukan spermae. sel bersifat diploid (2n)

4. Kacang ercis yang digunakan dalampercobaan Mendell memiliki keun-tungan untuk mengetahui hasil ketu-runan, yaitu ….a. memiliki 7 pasang sifat beda yang

menonjolb. memiliki bunga yang tidak sem-

purnac. sulit menghasilkan hibridad. siklus hidupnya panjange. keturunan yang dihasilkan sedikit

5. Tanaman yang melakukan penyer-bukan sendiri secara terus-menerusdan selalu menghasilkan keturunanyang sama dengan induknya meskipunditanam berulang-ulang disebut ….

a. dominanb. resesifc. galur murnid. heterozigote. hibrida

6. Jika keturunan pertama dari dua indukgalur murni yang berbeda disilangkandengan sesamanya, maka akan diper-oleh lagi sifat kedua induknya yangdominan dan resesif dengan perban-dingan ….a. 20% : 80%b. 45% : 55%c. 50% : 50%d. 75% : 25%e. 40% : 60%

7. Sifat yang tidak tampak, namun mam-pu menentukan hasil keturunan dandisimbolkan dengan huruf-huruf ada-lah sifat ….a. dominanb. resesifc. fenotiped. genotipee. alela

8. Pada peristiwa intermedier, F2 yangdihasilkan berbunga merah muda:merah : putih dengan perbandingan ….a. 3 : 1 : 1b. 9 : 3 : 3c. 1 : 2 : 1d. 1 : 3 : 1e. 2 : 1 : 1

9. Jika keturunan F1 disilangkan kembalidengan salah satu induknya sehinggaketurunan yang dihasilkan sama, hal inidisebut ….a. uji silang (test cross)b. up greedingc . crossingd. dihibride. back cross

UJI KOMPETENSICoba kerjakan soal-soal berikut di buku kerja kalian.

A. Pilihlah salah satu jawaban soal berikut dengan tepat.


10. Pada peristiwa pindah silang, sebagiankromosom berpindah menuju ke kro-mosom lain sehingga ada gamet yangmemiliki kromosom lebih dan anakyang memiliki kromosom kurang. Pe-nyebab peristiwa tersebut adalah ….a. terjadi kerusakan dalam selb. kerusakan gen-gen kromosomc. peristiwa mutasi pada sel gamet,

sehingga pembagian kromosomtidak sama

d. kromosom mengalami mutasie. kegagalan pemisahan dalam sel so-

matis11. Pada perkawinan, ayah bergolongan

darah AB dan ibu bergolongan darahAB, kemungkinan golongan darah pa-da keturunan yang dihasilkan adalah….a. golongan darah A, B, dan ABb. golongan darah A dan Bc. golongan darah ABd. golongan darah Oe. golongan darah O, A, B, dan AB

12. Apabila kromosom kehilangan satukromosom dari sepasang kromosomhomolog dengan rumus genom 2n – 1,maka termasuk macam aneuploidi ….a. monosomikb. nulisomikc. trisomikd. tetrasomike. trisomik ganda

13. Beberapa jenis perubahan strukturkromosom, antara lain bertambahnyasebagian kromosom pada kromosomlain. Peristiwa ini disebut ….a. defisiensib. translokasic. delesid. inversi-Ge. duplikasi

14. Berikut ini yang bukan pemanfaatansinar radioaktif terhadap peningkatanproduksi pangan adalah ….a. pemilihan bibit unggulb. produksi buah tanpa bijic . sterilisasi teknik jantan manduld. pengawetan makanane. penentuan umur pertumbuhan

15. Pada prinsipnya pembudidayaan jenistanaman yang menguntungkan bagimanusia, misal anggur, semangka, to-mat, melon tanpa biji akan merugikanjika ditinjau dari kehidupan tanaman itusendiri, karena ….a. tanaman menjadi kerdilb. kualitas rasa berkurangc. tidak dapat membentuk alat per-

kembangbiakan generatifd. tidak dapat membentuk alat per-

kembangbiakan vegetatife. banyak membutuhkan pupuk

B. Kerjakan soal-soal di bawah ini dengan singkat dan jelas.1. Sebutkan tujuh sifat beda yang me-

nonjol dari kacang ercis (Pisum sa-tivum) yang dijadikan percobaan Men-dell pada proses persilangan atau pem-bastaran.

2. Pada persilangan ercis biji bulat warnakuning (dominan galur murni) denganercis biji bulat warna kuning (hetero-zigot),a. buatlah diagram persilangannya.b. bagaimana hasil keturunannya?

c. termasuk uji persilangan apa prosesdi atas?

3. Jelaskan peristiwa eritroblastosisfaetalis pada bayi yang mengakibatkanbayi letal (mati).

4. Sebutkan macam-macam mutagendan pengaruhnya terhadap mutan.

5. Sebutkan peranan radiasi radioaktifterhadap peningkatan produksi pa-ngan.


1. Proses pertumbuhan merupakan peris-tiwa perubahan biologis. Berikut iniyang bukan menunjukkan proses per-tumbuhan adalah ….a. bertambah banyaknya jumlah selb. pertambahan volume selc. bertambahnya jumlah massa seld. bersifat reversibel atau dapat balike. bertambahnya jumlah akumulasi zat

antarsel2. Auksin yang dibentuk pada ujung ke-

cambah dipengaruhi oleh cahaya. Apa-bila disinari hanya pada satu sisi saja,maka pertumbuhan kecambah ….a. tumbuh menjauhi datangnya cahayab. tumbuh membengkokc. tumbuh ke arah datangnya cahayad. tumbuh luruse. tidak tumbuh

3. Jaringan berikut yang mempunyai sifatmeristematis, yaitu sel-selnya mempu-nyai kemampuan membelah terus-menerus adalah ….a. felemb. kolenkimac. felodermad. felogene. floem

4. Jaringan berikut merupakan jaringanprimer yang akan membentuk xilemdan floem pada daerah diferensiasi,yaitu ….a. protodermab. meristem dasarc. provasikulerd. prokambiume. promeristem

5. Berikut ini yang bukan merupakanjaringan sekunder pada batang adalah….

a. parenkim sekunderb. kambium gabusc. floem sekundere. xilem sekunderd. gabus

6. Berikut ini yang bukan merupakan pe-ran cahaya terhadap proses pada tum-buhan adalah ….a. untuk fotolisis diperlukan cahayab. cahaya mempercepat pertumbuhanc. cahaya diperlukan dalam proses fo-

tosintesisd. diperlukan dalam fotosintesise. tanpa cahaya mengakibatkan etiolasi

7. Hormon yang berperan dalam mensti-muli pembelahan dan pengembangansel adalah ….a. etilen d. traumalinb. sitokinin e. auksinc. giberelin

8. Lingkaran tahun merupakan garisgelap terang pada batang yang dipe-ngaruhi oleh aktivitas musim kemaraudan musim penghujan. Berikut ini yangbukan faktor penyebab terbentuknyalingkaran tahun adalah ….a. aktivitas kambiumb. aktivitas xilem sekunderc. aktivitas floem sekunderd. aktivitas fotosintesise. transpirasi pada daun tumbuhan

9. Berikut ini zat yang sering terdapat pa-da proses perkecambahan dan berpe-ran sebagai inhibitor adalah ....a. auksinb. giberelinc. sitokinind. asam absisate. etilen

ULANGAN SEMESTER 1Coba kerjakan soal-soal berikut di buku kerja kalian.


Ulangan Semester I 67

10. Daerah pertumbuhan ujung akar yangberperan dalam pembentukan jaringantertentu adalah ….a. daerah pemanjanganb. daerah diferensiasic. daerah tudung akard. lapisan dalame. lapisan luar

11. Proses pembongkaran pada sel yangberperan dalam menghasilkan energiadalah ....a. katabolismeb. metabolismec. anabolismed. kemosintesise. fotosintesis

12. Enzim merupakan biokatalisator orga-nik yang dihasilkan oleh organismeyang terdiri atas protein. Fungsi pokokenzim yaitu ….a. menguraikan energib. mempercepat dan memperlambat

reaksi kimiac. membentuk deposisi zat dalam seld. mengatur metabolisme sele. menetralisir racun

13. Enzim bila dipisahkan terdiri atas apo-enzim dan koenzim. Yang menyebab-kan enzim menjadi aktif adalah ….a. holoenzimb. apoenzimc. koenzimd. sintesise. zimogen

14. Berikut ini yang bukan sifat-sifat en-zim adalah ….a. mengalami denaturasi pada tempe-

ratur tinggib. spesifik untuk reaksi tertentuc. tidak berubah pada waktu reaksi

berlangsungd. tidak memengaruhi keseimbangan

reaksie. lebih efektif dalam jumlah yang

besar

15. Berikut ini faktor yang tidak me-mengaruhi enzim dan aktivitasnya ada-lah ….a. temperaturb. airc. substratd. zat-zat penghambate. jumlah enzim

16. Karbohidrat yang telah dicerna di ususakan dapat diserap oleh dinding ususjika sudah dalam bentuk ….a. polisakaridab. disakaridac. zat patid. monosakaridae. amilum

17. Proses penguraian glukosa denganmelibatkan O2 menghasilkan CO2,H2O, dan energi yang melibatkan jalanmetabolisme glikosis, Daur Krebs, danfosforilase oksidatif merupakan artifisis dari ….a. glikosisb. glikogenesisc. glukoneogenesisd. respirasie. glikoneogenesis

18. Asam lemak terdiri atas rantai panjanghidrokarbon dan gugus karboksilat.Pada proses metabolisme, peranan fi-siologi dari asam lemak adalah ….a. pembentuk fosfolipid dan glikolipidb. hidrolisis zat makananc. mengaktifkan enzimd. pembentuk gliserole. dapat disimpan di hati

19. Asam amino esensial adalah asamamino yang bersifat ….a. dapat disintesis oleh tubuhb. dapat disintesis oleh tumbuh-tum-

buhanc. mudah disimpan di ototd. mudah rusak karena enzime. bukan sebagai sumber energi


20. Jalur metabolisme yang utama dariberbagai hasil metabolisme karbohi-drat, lemak, dan protein sebagai peng-hasil energi adalah ....a. Daur Krebsb. daur asam aminoc. glikolisisd. glikoneogenesise. glukoneogenesis

21. Bentuk kromosom yang letak sentro-mernya berada di tengah sehingga pan-jang masing-masing lengan samaadalah bentuk ….a. telosentrikb. akrosentrikc. submetasentrike. subakrosentrikd. metasentrik

22. Makhluk hidup yang diploid (2n) padasel kelaminnya akan dihasilkan jumlahkromosom sebanyak ….a. nb. 2nc. 3ne. 5nd. 4n

23. Suatu zarah yang kompak dan menem-pati suatu lokus pada kromosom sertamengandung satuan informasi gene-tika disebut ….a. kromosom seksb. nukleosomc. gend. nukleouse. kromatid

24. Replikasi DNA merupakan kemam-puan DNA dalam memperbanyak diri.Kemampuan tersebut dinamakan ….a. heterokatalikb. autokatalikc. alokatalikd. katalisatore. eukatalik

25. Berikut ini yang bukan merupakan ciri-ciri karakteristik DNA adalah ….a. berbentuk rantai tunggalb. hanya terdapat pada kromosomc. hanya menggunakan deoksiribosa

sebagai komponen gulanyad. kadarnya tetap dan fungsinya me-

ngendalikan faktor genetis dan sin-tesis protein

e. basa nitrogen terdiri atas purin (ade-nin dan guanin) dan pirimidin (sito-sin dan urasil)

26. DNA dan RNA merupakan dua jenisasam nukleat yang mempunyai pe-ranan sebagai penyampai informasi ge-netik. Di dalam sintesis protein, seringterjadi penyimpangan yang menim-bulkan perubahan sifat. Hal ini di-sebabkan oleh ….a. DNA salah memberi kodeb. RNA-t salah membawa kodec. RNA-d salah menerjemahkan koded. RNA-t salah menerjemahkan kodee. RNA-r salah menerjemahkan kode

27. Protein sangat dibutuhkan oleh orga-nisme. Protein yang terdapat di dalamsel disusun berdasarkan kode genetikyang terdapat pada ….a. RNA-d yang terdapat dalam nukleusb. RNA-d sebagai pembawa kode ge-

netikc. RNA-t sebagai pencari asam aminod. RNA-r dan RNA-d dalam ribosome. DNA yang terdapat dalam inti

28. Proses pencetakan RNA oleh DNAmerupakan tahap ….a. translokasib. transisic . transkripsid. transformasie. transemisi

Ulangan Semester I 69

29. Tahap translasi adalah melekatnyaRNA-d ke ribosom dan aktifnya RNA-t mengikat asam amino yang larutdalam plasma. Tiap RNA-t mengikatasam amino tertentu yang selanjutnyaakan dibawa ke ….a. sitoplasmab. ribosomc. nukleusd. nukleoluse. mitokondria

30. RNA yang berfungsi menerjemahkankodon dari RNA-d sehingga berfungsisebagai antikodon adalah ….a. RNA-r d. RNA kodogenb. RNA-t e. RNA antikodonc. kode RNA

31. Sel yang mengandung n kromosomyang dibentuk melalui pembelahan se-cara meiosis adalah ….a. sel tubuh d. sel somatisb. sel otot e. sel indukc. sel gamet

32. Tahap pembelahan sel yang kromatid-nya berada pada bidang ekuator adalahtahap ….a. profase d. interfaseb. telofase e. metafasec. anafase

33. Persilangan dengan tiga sifat bedadisebut ….a. hibrida d. trihibridb. dihibrid e. monohibridc. tetrahibrid

34. Berikut ini yang bukan hipotesis Men-dell adalah ….a. sifat organisme dikendalikan oleh

sepasang gen yang berasal darikedua induknya

b. tiap pasangan gen menunjuk bentukalternatif sesamanya yang disebutalela

c. individu murni memiliki alela yangsama

d. adanya sifat dominan yang menutupsifat resesif

e. setiap individu hasil keturunan me-miliki sifat yang persis seperti in-duknya.

35. Jika disilangkan, ercis berbiji bulatwarna kuning (dominan) terhadap er-cis berbiji keriput warna hijau (rese-sif), dihasilkan F1 seluruhnya berbijibulat warna kuning. Apabila F1 terse-but disilangkan dengan sesamanya,akan diperoleh kombinasi bulat hijau :bulat kuning : keriput hijau : keriputkuning adalah ….a. 9 : 3 : 3 : 1b. 1 : 3 : 9 : 1c. 1 : 9 : 3 : 3d. 3 : 9 : 1 : 3e. 9 : 1 : 3 : 3

36. Jika diketahui genotipe AaBbCCDd,macam gametnya berjumlah ….a. 4b. 6c. 8d. 10e. 12

37. Apabila ibu dari golongan darah A danbapak dari golongan B, maka ke-mungkinan anak-anaknya adalah ber-golongan darah ….a. A dan Bb. Ac. Bd. ABe. A, B, AB, dan O

38. Joko bermata normal menikah denganEni yang bersifat pembawa buta war-na, maka anak-anaknya mempunyaikemungkinan ….a. perempuan normal 25%, perem-

puan pembawa 25%b. perempuan normal 50%, laki-laki

buta warna 25%c. semuanya normald. perempuan normal 75%, perem-

puan pembawa 25%e. laki-laki buta warna 75%, perem-

puan pembawa 25%


1. Jelaskan perbedaan pertumbuhan danperkembangan.

2. Sebutkan tiga daerah pada ujung akaryang sedang mengalami pertumbuhandan fungsinya masing-masing.

3. Sebutkan fungsi dan sifat-sifat enzim.4. Apa yang dimaksud glikolisis?5. Jelaskan jalur utama yang dipakai oleh

metabolisme karbohidrat, lemak, danprotein hingga menghasilkan energi.

6. Jelaskan yang dimaksud gen, kromo-som, dan nukleotida.

7. Jelaskan tahap-tahap sintesis protein.8. Apa yang dimaksud galur murni, test

cross, dan back cross?9. Sebutkan macam-macam mutagen.

10. Apabila diketahui gen B = biji bulat, K =warna kuning, buatlah bagan persi-langan antara biji bulat warna kuningheterozigot dengan biji keriput warnahijau. Jika diketahui populasi tanaman800, berapa fenotipe masing-masingketurunan?

B. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan tepat.

39. Untuk memperoleh bibit tomat yangberbuah besar dan tanpa biji dilakuanmutasi buatan yang bertujuan mem-bentuk poliploidi. Bagi tanaman, hal itumerugikan karena ….a. tidak mampu membentuk alat ve-

getatifb. tidak mampu membentuk alat ge-

neratifc . umur menjadi pendekd. jumlah buahnya berkurange. tanaman menjadi lemah

40. Perubahan struktur kromosom dapatterjadi pada perubahan susunan gentanpa mengubah potensi dari kromo-som tersebut. Peristiwa ini disebut ….a. inversib. delesic. duplikasie. aberasid. translokasi

BAB 5

EVOLUSI

“The Origin of Species” adalah se-buah buku yang diterbitkan oleh CharlesDarwin pada tahun 1859. Buku ini berdam-pak besar terhadap cara berpikir duniabarat. “The Origin of Spesies” menjelas-kan bahwa semua makhluk hidup di bumi inimerupakan hasil keturunan dari moyangyang sama yang mengalami modifikasi.

Pernyataan ini dikenal dengan TeoriEvolusi. Gambar di samping menunjukkanperbandingan anatomi seekor mamaliaterhadap mamalia yang lain.Sumber: Ensiklopedi Sains & Kehidupan, 2003

Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:dapat menjelaskan pengertian evolusi;dapat menjelaskan petunjuk-petunjuk evolusi;dapat menjelaskan mekanisme evolusi;dapat menjelaskan perkembangan Teori Evolusi;dapat menjelaskan tanggapan Teori Evolusi Darwin.

Kata-kata kunciabiogenesis fosilbiogenesis homologievolusi seleksi alamvariasi varian

Evolusi 73

Evolusi di permukaan bumi diawali dengan adanya asal-usulkehidupan di muka bumi ini. Beberapa ilmuwan maupun ahli yangmengemukakan pendapat atau argumentasi tentang asal-usulkehidupan ini, di antaranya Archbishop Usser (1650 SM) danArmagh (Inggris) yang menyimpulkan bahwa bumi dan kehi-dupan di dalamnya diciptakan oleh Tuhan pada waktu yang telahditentukan (Teori Penciptaan). Adapun Teori Cosmozoa menga-takan bahwa kehidupan di bumi berasal dari ruang angkasa. Halini dapat diamati pada banyaknya molekul organik, sepertisianogen maupun asam hidrosianida yang ditemukan di bumi.

Pada akhir abad ke-17, seorang ilmuwan IPA berkebang-saan Belanda yaitu Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723)mengemukakan teori asal-usul kehidupan yang dikenal denganTeori Abiogenesis (kehidupan berasal dari benda mati). Teori inisama halnya dengan Teori Generatio Spontanea (Abiogenesis)dari Aristoteles (384–322 SM). Lain halnya dengan teori yangdikemukakan oleh seorang ahli IPA Francisco Redi (1616–1628)melalui percobaannya yang terkenal dengan dua toples yangmasing-masing berisi daging, dan salah satu toples ditutup rapat.Hasil dari percobaan ini ternyata dapat menyanggah TeoriAbiogenesis dengan kesimpulannya (Teori Biogenesis) bahwakehidupan berasal dari benda hidup bukan benda mati. Teori inikemudian diperkuat oleh Lazzaro Spallanzani (1729–1799) yangmelakukan eksperimen dengan tiga buah tabung yang berisi airkaldu. Tabung pertama dibiarkan terbuka, sedangkan tabungkedua dan ketiga dipanasi sampai mendidih selama 15 menit.Pada tabung kedua dibiarkan mulutnya terbuka, sedangkan ta-bung ketiga ditutup rapat dengan lapisan lilin. Setelah dibiarkanselama tujuh hari, air kaldu yang tutupnya terbuka menjadi keruhpenuh dengan bakteri, sedang air kaldu yang tertutup keadaannyamasih seperti semula.

Berdasarkan eksperimen L. Spallanzani, ternyata ada kele-mahannya yaitu dengan tertutupnya tabung, maka hal tersebutmenutup kemungkinan adanya gaya yang masuk untuk hidup.Untuk itu, Louis Pasteur (1822–1895) seorang ahli biokimia danmikrobiologi dari Prancis mengadakan riset dengan menggantitabung yang tertutup tersebut dengan pipa panjang berlekuk(seperti leher angsa) yang terbuka atau dapat berhubungan de-ngan udara luar. Hal ini diperkirakan jika ada bakteri tidak akandapat masuk ke dalam tabung karena tertahan dalam leher angsatersebut. Berdasarkan hasil ini, berakhirlah Teori Abiogenesis dandigantikan Teori Biogenesis dengan pernyataannya yang terkenalomne vivum ex ovo omne ovum ex vivo (kehidupan berasal daritelur, telur berasal dari makhluk hidup).


Berdasarkan hasil eksperimen Louis Pasteur yangberhasil menumbangkan Teori Abiogenesis itu, kemudianahli biokimia Rusia Oparin (1929) dan ahli kimia AmerikaHarold Urey (1893) mengemukakan tentang Teori Ureydan Teori Oparin. Teori tersebut menyatakan bahwakehidupan berawal dari atmosfer yang kemudian ber-kembang menjadi berbagai makhluk hidup seperti seka-rang ini.

Untuk membuktikannya, Stanley Miller (1953) mahasiswadari Universitas Chicago, membuat serangkaian alat percobaandengan tabung kaca yang diatur pemasukan gas-gas CH4, NH3,H2, dan H2O. Alat tersebut dilengkapi dengan elektrode-elektrodebersumber listrik, yang berfungsi untuk menghasilkan loncatanbunga api sekaligus sebagai pencampur dari gas-gas tadi. Hasildari loncatan bunga api yang bertegangan tinggi membentuk satusenyawa kimia yaitu asam amino.

Atmosfer bumi kita kaya akan zat-zat kimia seperti CH4 (metana), NH3(amoniak), dan hidrogen. Zat-zat kimiatersebut bersama air dalam bentuk uapair akan mengadakan reaksi dengansinar-sinar kosmis dan loncatan-lon-catan listrik alam membentuk protein,yang merupakan komponen dasar ma-khluk hidup.

Berdasarkan beberapa teori yangmengemukakan tentang asal-usul kehi-dupan tersebut, menjadikan pengeta-huan awal dalam membuka ragamkehidupan yang ada sampai saat seka-rang ini. Setelah itu, banyak ilmuwan-ilmuwan yang menyelidiki lebih lanjuttentang keanekaragaman makhluk hi-dup di bumi ini. Dengan kata lain,pengetahuan evolusi menjadi perhatianserta bahan penyelidikan yang menarik.

A. Pengertian EvolusiEvolusi pada makhluk hidup adalah perubahan yang dialami

makhluk hidup secara berangsur-angsur dalam waktu yang lamasehingga terbentuk spesies baru. Kajian yang membahas tentangkejadian makhluk hidup yang bisa beraneka ragam di bumi inidisebut dengan Teori Evolusi.

Sumber: Ensiklopedi Sains &Kehidupan, 2003

Gambar 5.1 PercobaanBiogenesis (Louis Pasteur)

Sumber: Biologi, 1992 Gambar 5.2 Percobaan Stanley Miller

Letupanbunga api

GasCH4NH3H2OH2

Elektroda

Kondensor

LekukanAir yang mendidih

Ke ruanghampa

Evolusi 75

Para ilmuwan biologi, seperti Charles Darwin (Inggris, 1809–1882) menyatakan bahwa makhluk hidup selalu mengalamiperubahan secara berangsur-angsur dalam waktu yang relatiflama. Dengan adanya perubahan tersebut, mengakibatkan tim-bulnya sifat-sifat baru. Sifat baru yang mula-mula merupakanpenyimpangan sedikit dari sifat asli, namun karena berlangsungterus-menerus dalam waktu yang lama akhirnya menyebabkanmunculnya jenis makhluk hidup baru dengan sifat yang berbedadari sifat asal makhluk hidup tersebut.

Para ahli biologi telah mengakui bahwa makhluk hidup yangada sekarang berasal dari makhluk hidup pada masa lalu. Buktiadanya petunjuk kehidupan pada masa lalu yang berbeda terdapatpada tiap-tiap lapisan bumi dengan adanya perubahan yang nyatadari masa ke masa. Lapisan bumi yang paling atas menunjukkanadanya kegiatan pada masa yang paling muda. Makin ke bawah,memberi petunjuk pada masa yang lebih tua. Spesies-spesiesyang hidup pada lapisan bumi yang atas, berasal dari kehidupanpada lapisan bumi di bawahnya. Begitu seterusnya, sehinggamakhluk hidup yang ada sekarang berasal dari makhluk hiduppada masa lampau yang mengalami beberapa perubahan melaluiperistiwa evolusi.

B. Petunjuk-Petunjuk EvolusiPetunjuk evolusi digunakan untuk menjawab kebenaran

tentang adanya evolusi. Petunjuk evolusi berupa fakta-fakta yangterdapat di bumi yang mendukung peristiwa evolusi sebagaiberikut.

1. Variasi dari Individu-Individu dalam Satu KeturunanKenyataan di alam tidak pernah ditemukan individu

yang sama persis, meskipun dalam satu keturunan. Adanyaperbedaan tersebut menimbulkan variasi. Individu yangmengalami variasi disebut varian. Darwin berpendapatvariasi-variasi tersebut dipengaruhi oleh faktor dari luar, misalmakanan, suhu, dan tanah. Jika individu yang telah menga-lami perubahan berada pada tempat yang berbeda dariasalnya, dalam perkembangannya akan mengalami perubah-an yang sifatnya menetap dan akan makin berbeda dengannenek moyang dari tempat asal-usulnya. Darwin juga ber-pendapat pada peristiwa domestikasi spesies yang dimulia-kan, manusia berasal dari spesies liar yang kemudian me-ngalami perubahan yang akhirnya terjadi variasi. Terjadinyavariasi digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi yangmengarah pada terbentuknya spesies-spesies baru.

Charles Robert Darwin(1809-1882) adalahseorang ilmuwan dariInggris yangmencetuskan teorievolusi melalui prosesseleksi alam. Sampai saatini, karyanya yangberjudul “The Origin ofSpecies by Means ofNatural Selection”mengundang pendekatandi kalangan para ilmuwan.Meskipun demikian,pemikiran Darwin menjadidasar ilmu evolusi.

Sumber: Ensiklopedi UmumPelajar, 2005

INFO


2. Petunjuk Fosil dari Berbagai Lapisan BumiFosil digunakan sebagai petunjuk evolusi karena meru-

pakan sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang telah membatuyang berada pada lapisan-lapisan bumi. Lapisan-lapisan bumimenunjukkan tingkat usia bumi sehingga dapat dijadikanpetunjuk adanya hewan atau tumbuhan pada masa-masatertentu. Umur fosil ditentukan berdasarkan lapisan bumitempat fosil ditemukan. Dengan membandingkan macam-macam fosil dari berbagai lapisan bumi diperoleh petunjukbahwa telah terjadi evolusi. Adanya perubahan bentuk-bentuk fosil dari lapisanbumi yang tua ke lapisanbumi yang muda, merupa-kan petunjuk mengenaiadanya evolusi. Ditemukan-nya fosil kuda secara leng-kap pada setiap zaman geo-logi menunjukkan adanyaperubahan secara berang-sur-angsur dalam waktuyang lama sesuai denganperubahan masa. Kudayang pertama ditemukan di-sebut Eohippus yang hiduppada zaman Eosin 60 jutatahun yang lalu.

Perubahan-perubahan yang terjadi dari Eohippus sam-pai Equus adalah sebagai berikut.a. Ukuran dari sebesar kucing berkembang sampai menjadi

sebesar kuda seperti sekarang.b. Perkembangan kepala makin besar sehingga jarak antara

ujung mulut dengan mata makin panjang.c. Leher makin tumbuh panjang dan mudah digerakkan.d. Perkembangan geraham depan dan belakang makin

sempurna untuk menghancurkan makanan (rumput) seca-ra mekanis.

e. Anggota tubuh makin panjang, sehingga kemampuanberlari makin cepat.

f. Perubahan bentuk dan jumlah jari kaki dari berjumlah 5hingga tinggal satu jari yang tumbuh membesar danpanjang. Jari ke-2 dan ke-4 mereduksi hingga tidak ber-fungsi lagi.

Sumber: Encarta Encyclopedia Gambar 5.3 Evolusi Kuda

Evolusi 77

3. Homologi Antarorgan-organ pada Makhluk HidupHomologi adalah organ-organ yang mempunyai bentuk

asal sama dan kemudian berubah strukturnya sehinggafungsinya berbeda. Homologi digunakan sebagai petunjukevolusi dengan membandingkanasal-usul organ-organ makhluk hi-dup tersebut dari berbagai spesies.Contoh, tangan manusia homologdengan kaki depan kucing, kuda,buaya, dan vertebrata lainnya, na-mun fungsi dari anggota depan ma-sing-masing spesies tersebut ber-beda. Sebaliknya, organ-organ yangsama fungsinya tetapi memiliki asal-usul yang berbeda disebut analog.Contoh, sayap burung analogdengan sayap serangga. Macam-macam anggota gerak itu padaspesies-spesies tersebut mengalamimodifikasi yang adaptif.

4. Embriologi Perbandingan dalam PerkembanganMakhluk Hidup

Embriologi adalah ilmu yang mempelajari tentang per-kembangan embrio. Perkembangan embrio menunjukkanadanya kesamaan pada fase-fase perkembangannya.Haeckel (1834–1919) mengemukakan Teori Rekapitulasiyang menyatakan bahwa suatu organisme atau individu da-lam perkembangannya (ontogeni) cenderung untuk mereka-pitulasi tahap-tahap perkembangan yang telah dilalui nenekmoyangnya (filogeni). Filogeni adalah sejarah perkembanganorganisme dari filum paling sederhana hingga palingsempurna. Ontogeni adalah sejarah perkembangan organis-me dari zigot sampai dewasa. Ontogeni organisme merupa-kan ulangan dari sejarah perkembangan evolusi atau dengankata lain ontogeni merupakan ulangan singkat dari filogeni.Dalam embriologi perbandingan terdapat hubungan kekera-batan pada Vertebrata yang ditunjukkan adanya persamaanbentuk perkembangan yang dialami dari zigot sampai embrio.Makin banyak persamaan yang dimiliki embrio-embrio me-nunjukkan makin dekatnya hubungan kekerabatan.

Sumber: Encarta Encyclopedia Gambar 5.4 Homologi anggota tubuh depan berbagai macam

Vertebrata


5. Pengaruh Penyebaran Geografis Makhluk HidupLetak geografis berpengaruh terhadap faktor-faktor

utama yang menentukan berbagai tipe atau karakteristik habi-tat tertentu. Iklim merupakan faktor utama yang menentukantipe tanah maupun spesies tumbuhan yang tumbuh di daerahtersebut. Sebaliknya jenis tumbuhan yang ada menentukanjenis hewan dan mikroorganisme yang akan menghuni daerahtersebut. Pada dasarnya iklim tergantung pada matahari.Matahari bertanggung jawab tidak hanya sebagai intensitascahaya yang tersedia untuk proses fotosintesis tetapi jugatemperatur pada umumnya. Komponen iklim lain yangmenentukan organisme apa yang dapat hidup di suatu daerahadalah kelembapan. Curah hujan yang banyak diperlukan

I I I I I I

II II II II II II

III III III III III IIIIkan Salamander Kura-kura

daratAyam Kelinci Manusia

Sumber: Biologi, 1992 Gambar 5.5 Perkembangan bermacam-macam embrio Vertebrata

Evolusi 79

untuk mendukung pertumbuhan pohon-pohon yang besar,sedangkan curah hujan yang sedikit membantu komunitasyang didominasi oleh pohon-pohon pendek, semak belukar,dan rumput. Dengan demikian iklim merupakan salah satufaktor utama terbentuknya daerah-daerah biografi. Daerah-daerah biografi menekankan terutama pada sejarah evolusi(perkembangan) dari kelompok-kelompok organisme. Darimana mereka berasal, bagaimana mereka menyebar, danbagaimana distribusinya pada masa sekarang dapat menje-laskan tentang sejarahnya pada masa lalu.

C. Mekanisme EvolusiTidak ada makhluk hidup yang sama persis meskipun berada

dalam satu spesies. Keberadaan macam-macam karakteristikyang dimiliki individu berperan sebagai pembeda antara individuyang satu dengan yang lain. Sifat-sifat yang berbeda yangterdapat pada individu-individu dalam satu spesies disebut variasi.Individu yang mengalami variasi disebut varian. Jika satu spesieshidup pada suatu tempat yang berbeda dari asal-usulnya,keturunan-keturunan berikutnya akan mengalami perubahansehingga spesies tersebut tidak sama dengan spesies dari asal-usulnya, dengan demikian muncul varian.

Sifat dan karakteristik yang dimiliki suatu individu ditentukanoleh gen. Perubahan yang terjadi pada gen menyebabkan terja-dinya perubahan sifat pada individu. Faktor-faktor apa saja yangmenyebabkan perubahan gen? Perubahan gen disebabkan ada-nya mutasi gen dan rekombinasi gen. Mutasi gen adalah perubah-an susunan kimia dari suatu gen. Mutasi gen merupakan meka-nisme evolusi yang sangat penting. Pewarisan sifat dari induk kegenerasi berikutnya terjadi melalui gamet induk. Kenyataan itumenyebabkan setiap gamet mengandung beribu-ribu gen, setiapindividu menghasilkan beribu-ribu gamet, sehingga jumlah gene-rasi yang terjadi sedemikian banyak selama masih adanya spesiestersebut. Berdasarkan kenyataan tersebut, dapat diprediksijumlah mutasi gen melalui laju mutasi gen dari suatu spesies.

Pemunculan mutasi gen seakan-akan terjadi secara spontan,misalnya di antara seribu biji yang normal ditemukan satu bijiyang tidak normal. Biji yang tidak normal tersebut menghasilkanembrio yang abnormal. Hal ini terjadi melalui mutasi gen sehinggalaju mutasi spontan pada biji tersebut dikatakan 1 : 1.000 atau10–3. Laju mutasi suatu spesies adalah angka-angka yang me-nunjukkan jumlah gen-gen yang bermutasi di antara seluruhgamet yang dihasilkan oleh satu individu dari suatu spesies.


Angka laju mutasi gen yang menguntungkan sangat kecil, yaitusekitar 1 : 1.000. Akan tetapi, karena jumlah generasi selamaspesies tersebut hidup cukup besar, maka jumlah mutasi yangmenguntungkan mencapai angka yang cukup besar pula. Misal-nya terdapat data sebagai berikut.1. Angka laju mutasi per gen adalah 1 : 200.000.2. Jumlah gen dalam individu yang mampu bermutasi sebesar

1.000.3. Perbandingan antara mutasi gen yang menguntungkan de-

ngan mutasi yang terjadi adalah 1 : 1.000.4. Jumlah populasi spesies 100.000.000.5. Jumlah generasi selama spesies itu ada sebesar 5.000.

Untuk mengetahui mutasi gen yang menguntungkan selamaspesies itu masih ada adalah sebagai berikut.

1. Jumlah gen yang bermutasi = 1200.000 1.000 = 1

200 gen.

Jumlah mutasi yang menguntungkan dari gen yang bermutasi

= 1200 1

1.000 = 1200.000

2. Dalam setiap generasi mutasi gen yang menguntungkan =

1200.000 100.000.000 = 500 gen

3. Selama spesies itu ada (5.000 generasi) akan terjadi mutasigen yang menguntungkan sebesar = 500 5.000 = 2.500.000gen.Apabila mutasi yang menguntungkan cukup besar, hal ini

memberi peluang munculnya spesies yang adaptif menjadi besarpula. Adanya peristiwa mutasi gen yang menguntungkan, memun-culkan spesies dengan sifat:1. lebih adaptif;2. daya fertilitas dan daya ketahanan spesies meningkat;3. sifat baru yang menguntungkan.

Evolusi terjadi lebih berpeluang disebabkan adanya mutasigen yang menguntungkan pada individu setiap spesies. Sepertihalnya suksesi (persebaran kronologi makhluk dalam suatudaerah), evolusi memunculkan individu-individu (spesies-spesies)yang berbeda pada setiap masanya. Awal mula suksesi, spesiesyang hidup pada suatu tempat dan waktu tertentu hanya dihunioleh beberapa spesies yang mampu beradaptasi terhadaplingkungan awalnya. Pada tahap berikutnya, spesies-spesies yanglama akan mati meninggalkan materi-materi fisik tertentu. Proses

Evolusi 81

pelapukan maupun penambahan unsur hara mengakibatkan ter-jadinya perubahan kondisi fisik lingkungan. Perubahan itu me-mungkinkan hidupnya spesies-spesies baru yang lebih cocok un-tuk adaptasi terhadap lingkungan tersebut. Sama halnya denganevolusi, munculnya mutasi gen yang menguntungkan akan munculpula individu-individu baru dengan daya adaptasi yang tinggiterhadap perubahan lingkungan yang terjadi.

Adanya perubahan lingkungan yang terjadi dari masa kemasa, mengakibatkan individu-individu yang hidup pada masa-masa tersebut mengalami perubahan pula. Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan bahwa spesies-spesies yang hidup darimasa ke masa mengalami perubahan-perubahan. Demikianlahyang menjadi dasar terjadinya evolusi.Evolusi juga didukung adanya faktor-faktor sebagai berikut.1. Seleksi Alam

Alam mengadakan seleksi terhadap makhluk hidupyang ada di dalamnya. Hanya makhluk hidup yang dapatberadaptasi yang mampu bertahan hidup dan berkembangbiak, sedangkan yang tidak mampu beradaptasi akan punahdan gagal melangsungkan kehidupannya.

2. MigrasiMigrasi adalah perpindahan spesies-spesies ke tempat-

tempat baru. Perpindahan tersebut menghasilkan pola kehi-dupan baru yang mendukung terjadinya perubahan padaspesies-spesies tersebut. Pada tempat yang baru generasi-generasi yang muncul akan berbeda dari spesies-spesiesnenek moyang asal-usulnya.

3. Rekombinasi GenRekombinasi gen terjadi melalui perkawinan yang me-

nyebabkan perubahan frekuensi gen pada generasi berikut-nya. Melalui perkawinan silang, akan dihasilkan varietasbaru. Varietas baru ini terjadi akibat pembuahan atau penyer-bukan dari individu lain sehingga terjadi rekombinasi gen. Re-kombinasi gen-gen yang disebabkan oleh perkawinan silangmerupakan dasar terjadinya evolusi, karena melalui rekom-binasi memungkinkan adanya variasi baru.

Apabila varietas-varietas baru yang terbentuk menempatidaerah yang sangat berbeda dan tidak memungkinkan terjadinyainterhibridisasi, dua varietas baru tersebut akan mengalamiperubahan-perubahan yang pada akhirnya akan menjadi duaspesies yang berbeda.

Perubahan habitat seiringdengan perubahanlingkungan. Dua abad laludi Inggris hidup ngengatberbintik yang sayapnyaberwarna cerah. Warnaini mirip dengan batangpohon habitatnya hinggaburung pemangsa sukarmengenalnya. Setelahrevolusi industri, asapcerobong pabrikmengubah warna batangpohon menjadi lebihgelap, hingga ngengat itumudah dikenali. Lama-kelamaan munculngengat baru berwarnagelap, hingga dapatmenyamar dengan baikpada batang pohon itu.

Sumber: Ensiklopedi PopulerAnak, 2001

INFO


Proses pembentukan spesies baru ini disebut spesiasi. Spesiasidipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut.1. Isolasi Reproduksi

Apabila dua spesies yang asal-usulnya sama, kemudianterjadi perubahan yang mendasar sehingga mengakibatkantidak terjadinya kesamaan alat reproduksi dan tidak terjadiinterhibridisasi, maka spesies tersebut menjadi dua kelompokpopulasi simpatrik (populasi yang berbeda spesies).

2. Isolasi GeografisIsolasi geografis merupakan pemisahan kedua spesies

simpatrik karena letak geografis yang mengakibatkan tidakterjadinya interhibridisasi.

3. DomestikasiPenjinakan hewan-hewan liar menjadi hewan peli-

haraan disebut domestikasi. Domestikasi menyebabkan ter-jadinya penyimpangan dari keadaan aslinya sehingga menga-rah pada terbentuknya spesies baru. Secara alami, hewan-hewan peliharaan akan memisahkan diri dari hewan-hewanliar dan mempersempit peluang terjadinya interhibridisasi.

4. Peristiwa PoliploidiPoliploidi adalah suatu keadaan yang tidak normal, di

mana jumlah kromosom menjadi berlipat ganda sehinggatidak mewarisi sifat dari induknya dan menyebabkanterbentuknya spesies baru. Peristiwa poliploidi antara laindipengaruhi oleh radiasi dan zat kimia tertentu.

D. Perkembangan Teori EvolusiWalaupun telah banyak para ahli yang mengemukakan

tentang evolusi, namun Darwinlah yang dianggap sebagai orangyang mencetak Teori Evolusi. Teori Evolusi didasarkan padaseleksi alam, dan didukung dengan fakta-fakta yang merupakanpedoman bagi penyelidikan biologi. Teori Evolusi yang diciptakanoleh Darwin dimulai dari ekspedisinya di Kepulauan Galapagospada tahun 1835. Kepulauan Galapagos terletak 900 km disebelah barat Pantai Ekuador, Amerika Selatan. Di pulau ini,Darwin meneliti berbagai macam kura-kura dan burung finch(pipit). Burung-burung itu mempunyai variasi bentuk dan ukuranparuh yang berbeda-beda. Burung ini mempunyai sifat yang samadengan burung-burung yang hidup di Ekuador, Amerika Selatan.Dari hasil penelitiannya, ternyata burung-burung finch diKepulauan Galapagos beraneka ragam dalam bentuk tubuh, besarkecilnya paruh, dan perilaku.

Evolusi 83

Berdasarkan kesamaan sifat yang ada, Darwin mendugaburung finch di Galapagos berasal dari keturunan yang samadengan burung finch dari Amerika Selatan. Karena migrasi,burung tersebut berpindah ke Kepulauan Galapagos yang mem-punyai keadaan lingkungan berbeda dengan tempat asalnya. Padalingkungan baru yang beraneka ragam, dihasilkan 14 spesiesburung finch yang dapat dibeda-bedakan menurut ukuran danbentuk paruhnya. Perbedaan-perbedaan ini diduga ada hubungan-nya dengan jenis makanan. Adapun jenis-jenis burung finchsebagai berikut.1. Burung finch dengan paruh tebal dan kuat merupakan

pemakan biji-bijian yang terdapat di tanah. Burung finch jenisini ditemukan sebanyak enam spesies.

2. Burung finch dengan paruh lurus merupakan burung peng-isap madu. Burung finch jenis ini mempunyai berbagaimacam bentuk paruh yang berlainan yang dipengaruhi daripohon-pohon penghasil madu.

3. Burung finch dengan paruh tebal, lurus, dan berlidah pendekmerupakan burung pematuk dalam mencari mangsa. Bu-rung-burung tersebut serupa tetapi masing-masing memilikiciri khas yang berbeda.Darwin, dalam membentuk pendapatnya tentang timbulnya

spesies banyak dipengaruhi oleh isi buku Charles Lyell (Inggris,1797–1875) dalam bukunya yang berjudul Principles ofGeology, dan Thomas Robert Maltus (Inggris, 1766–1834) dalambukunya yang berjudul, An Essay on The Principle of Popula-tion. Kedua pendapat tersebut memengaruhi anggapan Darwindalam mencari jawaban tentang terbentuknya makhluk hidupsekarang.

Di alam, individu yang tidak sesuai dan tidak mampuberadaptasi akan punah dan hanya individu yang sesuai yangmenghasilkan generasi selanjutnya. Seleksi alam telah berperanterhadap munculnya penyimpangan-penyimpangan atau perubah-an-perubahan pada makhluk hidup. Darwin mengumpulkan fakta-fakta yang berguna untuk memperkukuh teorinya. Kumpulansemua hasil studinya disusun ke dalam sebuah buku yang berjudulOn the Origin of Species by Means of Natural Selection(Timbulnya Spesies Baru Melalui Seleksi Alam) pada tahun 1859.Buku ini memuat dua teori sebagai berikut.1. Spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies yang hidup

di masa lampau.2. Evolusi terjadi melalui seleksi alam.

Para ahli ilmu pengetahuan ada yang sependapat denganteori ini, dan ada pula yang menolak kedua teori Darwin tersebut.


Berbeda dengan pendapat Lamarck yang juga mengemu-kakan Teori Evolusi, bahwa perubahan-perubahan yang terjadipada suatu individu disebabkan oleh pengaruh lingkungan. La-marck berpendapat bahwa organ-organ yang terlatih dan seringdigunakan akan berkembang dan membesar. Sebaliknya, jikatidak sering digunakan akan mengecil dan mereduksi, akhirnyalenyap. Silang pendapat antara Lamarck dan Darwin di antaranyamengenai jerapah berleher panjang dan berleher pendek.Menurut Lamarck, jerapah yang berleher panjang pada mulanyaberasal dari jerapah yang berleher pendek, tetapi karena harusmencapai daun-daun dari pohon yang tinggi maka lehernyatumbuh menjadi agak panjang. Sifat leher panjang ini diturunkanpada generasi berikutnya, sehingga dari generasi ke generasi,jerapah memiliki leher panjang.

Darwin tidak sependapat, menurutnya nenek moyangjerapah terdiri atas individu yang berleher panjang dan pendek.Jerapah yang berleher panjang mudah memperoleh makanansehingga dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya. Ada-pun jerapah yang berleher pendek punah karena tidak mampumempertahanan kelangsungan hidupnya. Dengan demikian,evolusi terjadi melalui seleksi alam terhadap populasi jerapah.

Teori Lamarck menekankan peranan lingkungan terhadapterbentuknya perubahan-perubahan pada suatu individu, tetapisifat-sifat tersebut tidak dapat diturunkan. Percobaan AugustWismann (1834–1914) membuktikan pada pemotongan ekor tikussampai pada 20 generasi, ternyata generasi ke-21 tetap memilikiekor seperti generasi sebelumnya. Menurut Wismann, evolusimenyangkut tentang cara diwariskannya gen-gen melalui sel-selkelamin, misalnya evolusi adalah gejala seleksi alam terhadapfaktor-faktor genetika.

Kegiatan (Kecakapan Vokasional Personal)

1. Urutkan fosil-fosil manusia purba dalam berbagai tingkatanberdasarkan perkiraan masa hidupnya dari berbagai sumberinformasi.

2. Bandingkan kemajuan-kemajuan yang dimiliki dari berbagaitingkatan manusia purba tersebut.

3. Buatlah prediksi alur perubahan yang berangsur-angsur daritingkatan manusia purba hingga diperoleh urutan alur perubahanyang menunjukkan tingkat kemajuan.

4. Bandingkan alur perubahan yang menuju tingkat kemajuantersebut dengan manusia modern. Adakah hubungan alurmanusia purba tersebut dengan manusia modern?

Evolusi 85

E. Tanggapan Teori Evolusi DarwinPerjalanan Teori Evolusi Darwin sampai sekarang terus

mendapatkan kritik dan penolakan-penolakan dari berbagai ahlidan ilmuwan. Dalam konteks agama, Teori Evolusi terkait dengankeyakinan bahwa Tuhan adalah pencipta makhluk hidup, se-mentara Teori Evolusi menyangkal terjadinya fenomena tersebutdan menggantikan dengan konsep evolusi. Penolakan Teori Evo-lusi menurut beberapa ahli hanya merupakan conjecture ataudugaan belaka tanpa dukungan fakta. Adanya tingkatan kemajuanbentuk hidup, dari pengamatan fosil suatu strata ke strataberikutnya menunjukkan adanya perencanaan dalam penciptaanmakhluk hidup dan bukan merupakan perubahan alami akibatadanya tekanan dari lingkungan.

Argumentasi lain dari ilmuwan yang menolak konsep TeoriEvolusi adalah dipertanyakannya apakah variasi dapat teraku-mulasi sebagaimana yang dikatakan Darwin. Ilmuwan tersebutjuga mempertanyakan apakah usia bumi cukup lama untuk me-mungkinkan seleksi alam sehingga menghasilkan demikianberanekanya makhluk hidup. Bukti-bukti fosil oleh beberapa ahligeologi tidak mendukung gambaran terjadinya evolusi yang ber-tahap. Jika suatu spesies berasal dari spesies lain melaluiperubahan sedikit demi sedikit, mengapa tidak terlihat sejumlahbesar bentuk transisi di manapun? Mengapa tidak ditemukanbukti-bukti spesies di kerak bumi dalam jumlah tak terhitung?Mengapa tidak ditemukan jenis-jenis peralihan dengan kekera-batan yang erat?

Saat ini sudah banyak buku yang ditulis ilmuwan yang me-nentang Teori Evolusi. Beberapa di antaranya: Norman Macbeth(1971, Darwin Retried: An Appeal to Reason), Michael Denton(1985, Evolution: A Theory in Crisis), Robert Saphiro (1986,Origins: A Sceptics Guide to The Creation of Life on Arth),Michael J. Behe (1996, Darwin’s Black Box), W.R. Bird (1991,The Origin of Species Revisited), Elaine Morgan (1994, TheScars of Evolution). Penolakan lain terhadap Teori EvolusiDarwin disampaikan oleh Harun Yahya, seorang penulis dariTurki. Harun Yahya (2004) menolak terhadap mekanisme yangmenyebabkan terjadinya proses evolusi. Menurutnya, tidakpernah dikemukakan sebuah bukti yang menunjukkan bahwaseleksi alam telah menyebabkan makhluk hidup berevolusi.

5. Tuliskanlah kesimpulan dari kegiatan yang kamu lakukan.6. Presentasikan kesimpulanmu di depan kelas.


Seleksi alam hanya menyatakan bahwa makhluk hidup yanglebih mampu menyesuaikan diri dengan kondisi alam habitatnyaakan mendominasi dengan cara memiliki keturunan yang mampubertahan hidup. Sebaliknya, yang tidak mampu akan punah. Se-bagai contoh, dalam sekelompok rusa yang hidup di bawah an-caman pemangsa. Secara alamiah rusa-rusa yang mampu berlarilebih cepat akan dapat bertahan hidup. Akan tetapi, hingga kapanpun proses ini berlangsung tidak akan membuat rusa-rusa menjadispesies lain. Dengan demikian, seleksi alam tidak dapat melaku-kan apa pun sampai variasi-variasi menguntungkan terjadi.

Mutasi didefinisikan sebagai pemutusan atau penggantianyang terjadi pada molekul DNA. Dalam kenyataannya, mutasibersifat kecil, acak, dan berbahaya. Mutasi jarang terjadi, kalau-pun terjadi kemungkinan besar mutasi tidak berguna sehinggakarakteristik mutasi ini menunjukkan bahwa mutasi tidak menga-rah pada perkembangan evolusioner. Suatu perubahan acak padaorganisme bersifat tidak berguna atau membahayakan. Ada tigaalasan utama mutasi tidak dapat dijadikan bukti yang mendukungpernyataan evolusi sebagai berikut.1. Efek langsung dari mutasi membahayakan. Karena, mutasi

hampir selalu merusak makhluk hidup yang mengalaminya.2. Mutasi tidak menambahkan informasi baru pada DNA suatu

organisme. Mutasi tidak dapat memberi makhluk hidup organatau sifat baru.

3. Agar dapat diwariskan pada generasi selanjutnya, mutasiharus terjadi pada sel-sel reproduksi organisme tersebut.Perubahan acak yang terjadi pada sel biasa tidak dapat di-wariskan pada generasi berikutnya.Darwin menyebutkan variasi dalam suatu spesies sebagai

bukti kebenaran teorinya. Akan tetapi, variasi bukanlah evolusi.Variasi hanyalah hasil aneka kombinasi informasi genetis yangsudah ada dan tidak menambahkan karakteristik baru pada in-formasi genetis. Pada makhluk hidup, semua usaha pengawinanuntuk menghasilkan variasi-variasi baru tidak meyakinkan dan adabatasan-batasan yang ketat di antara spesies-spesies makhlukhidup yang berbeda. Artinya, sangat mustahil bagi peternak meng-ubah sapi menjadi spesies berbeda dengan cara mengawinkanvarietas-varietasnya.

Darwin mengemukakan bahwa makhluk dengan organ-organ yang mirip (homolog) memiliki hubungan evolusi di antaramereka dan organ-organ ini diwarisi dari nenek moyang yangsama. Hal ini ditentang, karena homologi hanya merupakanargumen yang didasarkan kemiripan fisik. Tidak pernah dibuktikansatu fosil nenek moyang yang memiliki struktur homolog. Hal ini

Evolusi 87

dibuktikan sebagai berikut.1. Organ-organ homolog ditemukan pula pada spesies-spesies

yang berbeda.2. Kode-kode genetis beberapa makhluk yang memiliki organ

homolog sama sekali berbeda.3. Perkembangan embriologis organ-organ homolog benar-

benar berbeda pada makhluk-makhluk yang berbeda.Dengan demikian, riset genetis dan embriologis telah mem-

buktikan bahwa konsep homologi yang dinyatakan Darwin se-bagai bukti evolusi makhluk-makhluk hidup dari nenek moyangyang sama tidak dapat dianggap sebagai bukti.

Menurut Teori Evolusi, setiap spesies hidup berasal dari satunenek moyang. Spesies yang ada sebelumnya lambat launberubah menjadi spesies lain dan semua spesies muncul dengancara ini. Perubahan ini berlangsung sedikit demi sedikit dalamjangka waktu jutaan tahun. Hal yang menjadi penolakan adalahseharusnya terdapat banyak spesies peralihan selama periodeperubahan yang panjang ini.

RANGKUMAN1. Kajian yang membahas tentang kejadian

makhluk hidup yang bisa beranekaragam di bumi ini disebut Teori Evolusi.

2. Petunjuk evolusi meliputi: variasi-va-riasi yang terjadi pada individu dalamsatu keturunan, petunjuk fosil dari ber-bagai lapisan bumi, homologi antar-organ-organ pada makhluk hidup, em-briologi perbandingan dalam perkem-bangan makhluk hidup, dan pengaruhpenyebaran geografis.

3. Sifat-sifat yang berbeda, yang terdapatpada individu-individu dalam satuspesies disebut variasi. Individu yangmengalami variasi disebut varian.

4. Laju mutasi suatu spesies adalah angka-angka yang menunjukkan jumlah gen-gen yang bermutasi di antara seluruhgamet yang dihasilkan oleh satuindividu dari suatu spesies.

5. Faktor-faktor pendukung evolusi, an-tara lain: seleksi alam, migrasi, danrekombinasi gen.

6. Proses pembentukan spesies baru dise-but spesiasi.

7. Faktor-faktor yang memengaruhi ter-bentuknya spesies baru: isolasi repro-duksi, isolasi geografis, domestikasi,dan peristiwa poliploidi.

8. Mutasi didefinisikan sebagai pemutusanatau penggantian yang terjadi padamolekul DNA.

9. Ilmuwan yang menentang Teori Evo-lusi, beberapa di antaranya: NormanMacbeth (1971, Darwin Retried: AnAppeal to Reason), Michael Denton(1985, Evolution: A Theory in Crisis),Robert Saphiro (1986, Origins: ASceptics Guide to The Creation of LifeOn Erth), Michael J. Behe (1996,Darwin’s Black Box), W. R. Bird(1991, The Origin of Species Re-visited), Elaine Morgan (1994, TheScars of Evolution), dan selanjutnyapenolakan terhadap Teori Evolusi Dar-win disampaikan oleh Harun Yahya(2004), seorang penulis dari Turki.


UMPAN BALIKSetelah mempelajari mengenai evolusi, tentu kalian sudah

memiliki kemampuan untuk memahami dan menjelaskan me-ngenai pengertian evolusi, petunjuk-petunjuk evolusi, meka-nisme evolusi, hasil studi evolusi serta kecenderungan teorievolusi.

Apabila ada hal-hal yang kalian masih belum jelas mema-hami dan menguasainya, bacalah kembali dengan cermat materidi depan. Jika perlu bacalah referensi-referensi pendukung daribuku-buku maupun internet, atau diskusikan dengan teman-teman dan gurumu.


1. Ilmu yang membahas tentang fosil se-bagai petunjuk tentang adanya evolusiadalah ….a. palaentologic. evolusib. arkeologid. geologie. antropologi

2. Kesamaan kekerabatan antara perkem-bangan yang terjadi pada Vertebrataditunjukkan oleh ….a. proses perkembangan zigot sampai

akhir embriob. proses perkembangan tahap-tahap

embrioc. bentuk dari fase zigot sampai awal

embriod. bentuk embrioe. bentuk zigot

3. Menurut Darwin, faktor-faktor yangmemengaruhi adanya variasi pada ma-khluk hidup adalah ….a. tanah, mutasi gen, dan rekombinasi

genb. suhu, tanah, dan makananc. suhu, makanan, dan mutasi gend. makanan, mutasi gen, dan seleksie. seleksi, mutasi gen, dan rekom-

binasi gen

4. Tangan pada manusia homolog dengansayap burung sebab ….a. keduanya mempunyai fungsi yang

berbeda, walau sama-sama mempu-nyai tulang pengumpil

b. keduanya mempunyai fungsi danstruktur yang berbeda

c. keduanya mempunyai asal-usulyang sama, tetapi mempunyai fung-si yang berbeda

d. sayap burung berkembang jauh ber-beda daripada tangan manusia

e. sayap burung ditumbuhi bulu untukterbang, tangan manusia tidak

5. Meskipun perwujudan mutasi yangmenguntungkan sangat kecil, namunmutasi merupakan mekanisme evolusiyang sangat penting. Berikut ini yangtidak mendukung kenyataan tersebutadalah ….a. jumlah populasi banyak sekalib. jumlah gamet mengandung beribu-

ribu genc. setiap individu menghasilkan beri-

bu-ribu gametd. jumlah generasi selama spesies itu

ada banyak sekalie. kemampuan reproduksi populasi

mengalami perubahan

Evolusi 89

6. Mutasi gen kebanyakan merugikan ka-rena ….a. menghasilkan gen letalb. terjadi pada mutanc. terjadi pada poliploidid. terjadi pada gen resesife. terjadi pada gen dominan

7. Domestikasi merupakan suatu usahamanusia untuk memenuhi kebutuhan-nya dengan ….a. melakukan pembastaranb. melakukan inseminasi buatanc. melakukan vegetatif buatand. menggunakan bibit unggule. menjadikan hewan liar menjadi

hewan peliharaan8. Penjinakan hewan liar menjadi hewan

peliharaan disebut ….a. domestikasib. poliploidic. isolasid. spesiasie. mutasi

9. Perhatikan pernyataan-pernyataan ber-ikut ini.1) Spesiasi adalah proses pemben-

tukan spesies baru.2) Salah satu faktor yang memenga-

ruhi evolusi adalah isolasi repro-duksi.

3) Salah satu kelemahan Teori EvolusiDarwin adalah tidak ditemukannyabukti individu peralihan.

4) Salah satu bukti evolusi adalahadanya mutasi gen.

Pernyataan yang benar adalah nomor….a. 1, 2, dan 3b. 1 dan 3c. 2 dan 4d. 4e. 1, 2, 3, dan 4

10. Teori Evolusi yang menyebutkan bah-wa perubahan-perubahan yang terjadipada suatu individu disebabkan olehpengaruh lingkungan adalah pendapatdari ….a. Darwinb. Lamarckc. Harun Yahyad. Saphiroe. Haeckel

11. Suatu keadaan yang tidak normal, dimana jumlah kromosom menjadi ber-lipat ganda sehingga tidak mewarisisifat dari induknya dan menyebabkanterbentuknya spesies baru disebut ….a. monoploidib. rekombinasi genc. poliploidid. mutagene. translokasi

12. Perhatikan nama-nama ilmuwan ber-ikut ini.1. Haeckel 4. Saphiro2. Lamarck 5. Pasteur3. MalthusIlmuwan yang menentang Teori Evo-lusi adalah nomor ….a. 1, 2, 3b. 1 dan 3c. 2 dan 4d. 4e. 1, 2, 3, dan 4

13. Salah satu bukti adanya evolusi adalahhomologi. Anggota-anggota tubuh ber-ikut yang tidak homolog adalah ….a. kaki manusia dengan kaki ayamb. sirip depan ikan paus dengan kaki

depan katakc. kaki depan lembu dengan sayap

burungd. tangan manusia dengan sayap bu-

runge. sayap burung dengan sayap kupu-

kupu


14. Pada suatu habitat, mula-mula terdapatbanyak spesies namun sekarang spe-sies-spesies tersebut mulai punah. Inimenunjukkan adanya perubahan fre-kuensi keseimbangan gen dalam popu-lasi. Hal ini terjadi karena ….a. seleksi alamb. mutasi alamc. variasid. kompetisie. hibridisasi

15. Beberapa hal berikut yang bukan me-rupakan faktor-faktor yang berpe-ngaruh terhadap spesiasi adalah ….a. isolasi reproduksib. isolasi geografic. peristiwa poliploidid. domestikasie. interhibridisasi

B. Kerjakanlah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan jelas.1. Sebutkan teori-teori beserta ilmuwan-

nya yang mendukung Teori EvolusiDarwin.

2. Jelaskan peranan mutasi gen dan re-kombinasi gen terhadap mekanismeevolusi.

3. Jelaskan terbentuknya spesies baruyang berbeda dari nenek moyangnya.Faktor-faktor apa penyebabnya?

4. Jelaskan perbedaan pokok pendapatDarwin dan Lamarck mengenai za-rapah berleher panjang dan berleherpendek.

5. Sebutkan faktor-faktor yang menye-babkan penolakan terhadap Teori Evo-lusi Darwin.

BAB 6

BIOTEKNOLOGI

Sifat dasar manusia adalah mem-punyai rasa ingin tahu. Berawal dari rasaingin tahu, kemudian berkembang menjadipengetahuan. Berbekal pengetahuan manu-sia berusaha memenuhi kebutuhannya de-ngan cara yang makin mudah, sehingga la-hirlah teknologi. Salah satunya adalah bio-teknologi yaitu teknologi di bidang biologi.Penanaman tembakau, seperti gambar disamping akan berhasil dengan lebih baikjika menerapkan bioteknologi.

Tujuan pembelajaran kalian pada bab ini adalah:dapat menjelaskan pengertian bioteknologi;dapat menjelaskan peran bioteknologi pada sains, lingkungan,teknologi, dan masyarakat (salingtemas);dapat menjelaskan tentang implikasi bioteknologi.

Kata-kata kuncibioteknologi substratenzim mikroorganismeDNA rekayasa genetikafermentasi


Bioteknologi 93

Kata bioteknologi pertama munculsekitar tahun 1979. Pada saat itu E.F. Huttonmendapatkan hak paten untuk kata biotek-nologi. Istilah tersebut digunakan sebagaipenjelasan atas suatu masalah yang berkaitandengan rekayasa genetika atau geneticengineering. Selain itu, juga seiring denganperkembangan ilmu pengetahuan dan tek-nologi yang makin pesat menuntut terpenuhi-nya segala kebutuhan manusia yang ber-muara pada tingkat perbaikan kesejahteraan-nya. Seperti halnya yang terdapat dalam pe-ngetahuan biologi, istilah bioteknologi menga-cu pada suatu bentuk interaksi antara biologidengan teknologi yang mencakup semua jenisproduksi melalui proses transformasi biologis.

Bioteknologi dikembangkan untuk meningkatkan nilai bahanmentah dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme ataubagian-bagiannya, misalnya bakteri dan kapang. Selain itu, bio-teknologi juga memanfaatkan sel tumbuhan atau sel hewan yangdikembangbiakkan sebagai konstituen berbagai proses industri.Penggunaan mikroorganisme tersebut secara terarah dan ter-kontrol, yang merupakan aplikasi terpadu antara biokimia, mikro-biologi, dan teknologi kimia. Manfaat yang dirasakan manusia darikegiatan tersebut antara lain dalam bidang industri, kesehatan,pertanian, dan peternakan. Khususnya penggunaan biokimia,mikrobiologi, dan rekayasa kimia secara terpadu mempunyaitujuan untuk mencapai penerapan teknologi dari kemampuanmikroba dan sel kultur jaringan. Dalam bioteknologi bidang-bidangilmu yang harus dipelajari antara lain biologi sel, biokimia, fisiologi,mikrobiologi, genetika, dan biorekayasa.

Dalam bab ini tersaji hal-hal yang dapat kita pelajari dalambioteknologi beserta manfaat dari bioteknologi itu sendiri.

A. Pengertian Bioteknologi

1. Arti BioteknologiSeperti telah disebutkan di awal pendahuluan, bahwa

istilah bioteknologi merupakan teknologi yang menggunakanbahan hayati atau sejenisnya guna menghasilkan barang ataujasa dalam skala industri sebagai sarana pemenuhankebutuhan manusia. Definisi tersebut merupakan definisi daribioteknologi secara tradisional atau konvensional.

Sumber: Jendela Iptek, 2001Gambar 6.1 Seorang peneliti sedang mengadakan

penelitian rekayasa genetik


Adapun definisi bioteknologi modern menyatakan bahwaistilah bioteknologi merupakan teknologi yang menggunakanbahan hayati yang telah direkayasa secara invitro gunamenghasilkan barang atau jasa dalam skala industri sebagaisarana pemenuhan kebutuhan manusia.

Berdasarkan dua pengertian bioteknologi tersebut, makabioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, danrekayasa genetika secara terpadu untuk menghasilkan ba-rang atau lainnya bagi kepentingan manusia. Biokimia mem-pelajari struktur kimiawi organisme. Adapun rekayasa gene-tika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen darisatu organisme ke organisme lain. Ciri-ciri utama bioteknologisebagai berikut.a. Adanya agen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan,

atau hewan.b. Adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri.c. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pe-

murnian.Berbagai kebutuhan manusia

telah terpenuhi dengan adanya bio-teknologi tersebut, di antaranyapenyediaan berbagai jenis makan-an, seperti tempe, brem, keju, roti,kecap, dan berbagai jenis minuman,seperti anggur, sake, bir, yogurt, danvitamin. Selain dalam bidang pa-ngan tersebut, bioteknologi jugaditerapkan dalam bidang kesehatan(misalnya untuk menghasilkan obat-obatan), di bidang pertanian (misal-nya untuk menghasilkan pupuk, un-tuk mendapatkan bibit tanamanyang bervarietas unggul dan tahanhama), dan di bidang yang lainnya.

Menurut Perhimpunan Bioteknologi Eropa, bioteknologidiartikan sebagai penggunaan biokimia, mikrobiologi, danrekayasa kimia secara terpadu dengan tujuan untuk pene-rapan teknologi dari kapasitas mikroba dan sel-sel jaringanyang dibiakkan. Dalam penerapan yang lain, bioteknologi saatsekarang biasa untuk rekayasa genetik. Rekayasa genetikmerupakan usaha mengubah atau memanipulasi bahan ataumateri genetik organisme secara invitro dengan menambah,mengganti, mengurangi, atau memodifikasi gen sehinggadidapatkan organisme dengan ciri kemampuan yang baru.

Sumber: Jendela Iptek, 2001 Gambar 6.2 Penggunaan helikopter untuk menyemprot ta-

naman hasil rekayasa genetik agar tahan terhadap herbisidapembasmi tanaman pengganggu

Bioteknologi 95

Gen-gen yang digunakan untuk rekayasa genetik dapatberasal dari organisme sejenis atau organisme yang berbedajenis tanpa mengenal batas spesies. Rekayasa genetikdilakukan dengan cara yang disebut teknik rekombinanDNA. Teknik ini dilakukan di laboratorium dengan menggu-nakan peralatan yang canggih.

2. Perkembangan BioteknologiDalam perkembangannya, bioteknologi banyak didu-

kung ilmu-ilmu yang berbasis molekuler seperti biologi mo-lekuler, genetika molekuler, sel, jaringan dan biokimia. Du-kungan yang tak kalah pentingnya yaitu dari sarana komputeryang memadai (canggih), karena bidang kajian bioteknologiadalah fenomena hayati pada tingkat molekuler yang me-merlukan efisiensi serta akurasi perhitungan-perhitunganyang rumit.

Perkembangan bioteknologi dapat dikelompokkan men-jadi empat tahapan sebagai berikut.a. Bioteknologi pada era generasi pertama yaitu bioteknologi

sederhana pada produksi makanan dan tanaman sertapengawetan makanan melalui penggunaan mikroba se-cara tradisional.Pada tahun 6000 SM orang-orang Babilonia telah berhasilmembuat bir dengan fermentasi jasad renik. Peristiwa inimerupakan proses bioteknologi yang tertua. Tiga ributahun kemudian, orang-orang Sumeria mampu mengem-bangkan pembuatan bir hingga memiliki berbagai cita rasa(20 macam). Hingga saat sekarang, bioteknologi dapatmemberdayakan jenis-jenis minuman serta tanaman da-lam varietas yang beragam. Contoh-contoh produk era iniantara lain pembuatan tempe, tape, dan cuka.

b. Bioteknologi pada era generasi kedua yaitu proses biotek-nologi yang berlangsung dalam keadaan tidak steril.Peristiwa ini merupakan bentuk fermentasi di tempatyang terbuka, sehingga dapat memungkinkan terkontami-nasi oleh mikroorganisme lainnya. Fermentasi adalahsuatu proses perombakan dari senyawa yang lebih kom-pleks menjadi senyawa yang lebih sederhana denganbantuan mikroorganisme. Beberapa jenis produk yangdihasilkan oleh bioteknologi ini, antara lain etanol, asamasetat, asam sitrat, asam laktat, dan gliserin. Sekarangproses pembuatan kompos atau pengolahan limbah jugamerupakan contoh jenis bioteknologi fermentasi ini.


c. Bioteknologi pada era generasi ketiga, yaitu proses bio-teknologi yang berlangsung dalam kondisi steril.Bioteknologi jenis ini merupakan proses-proses biologisatau fermentasi di tempat yang tertutup sehingga menjagajangan sampai ada mikroorganisme luar yang mengon-taminasi. Beberapa contoh produk hasil bioteknologi ini,antara lain jenis obat-obat antibiotika (pinisilin, tetrasiklyn,streptomisiyn, kloromfenikol, dan vitamin B12, giberin,kortison atau steroid lainnya, asam amino terutama asamglutamat, dan berbagai enzim.

d. Bioteknologi pada era generasi baru, yaitu proses biotek-nologi yang diterapkan pada hasil keilmuan baru (biotek-nologi baru).Berbagai hasil keilmuan baru tentang penerapan biotek-nologi sebagai berikut.1) Penelitian tentang enzim, yang mempelajari tentang

aktivitas sel-sel dan enzim yang diatur aktivitasnya.Salah satu contohnya adalah produksi insulin, inter-feron, dan antibodi monoklonal.

2) Keilmuan tentang rekayasa genetika.Rekayasa genetik merupakan usaha untuk mengubahatau memanipulasi bahan/materi genetik suatu orga-nisme secara invitro melalui penambahan, penggan-tian, pengurangan, atau modifikasi gen sehingga diper-oleh ciri-ciri dengan kemampuan baru. Penambahangen dilakukan dengan teknologi rekombinan DNAatau yang sering disebut kloning gen. Misalnya, mem-buat DNA rekombinan yang memiliki program untukmembuat insulin. Insulin adalah protein yang bertugasmengontrol metabolisme gula darah dalam tubuhmanusia, dan sebagainya. Teknologi ini memberikankesempatan tak terbatas bagi terbentuknya kombinasibaru dari gen, yang tentunya tidak akan terjadi secaraalami pada kondisi normal.Rekayasa genetik dimulai sejak Mendell menemukanfaktor yang diturunkan, kemudian sebuah penelitianterhadap transfer DNA bakteri dari suatu sel ke selyang lainnya melalui lingkaran DNA kecil yangdisebut plasmid. Plasmid berfungsi sebagai ken-daraan pemindah atau vektor.

Di Indonesia, pengemba-ngan bioteknologi dilakukandi beberapa lembaga, se-perti Badan Pengkajian danPenerapan Teknologi(BPPT), Lembaga Ilmu Pe-ngetahuan Indonesia(LIPI), dan Lembaga BiologiMolekuler Eijkman.

INFO

Bioteknologi 97

Teknologi rekombinan DNA ini dapat dilakukan mela-lui beberapa tahapan sebagai berikut.a) Pelacakan DNA target dari organisme donor untuk

diekstraksi. Selanjutnya, DNA target dipotongsecara enzimatik dan diligasi (digabungkan) keDNA yang lain (vektor kloning) untuk membentukDNA rekombinan (DNA insert contruct).

b) Vektor dengan insert ini, kemudian dipindahkan dandipelihara di dalam sel inang. Pemasukan DNA kesel inang/bakteri dikenal dengan istilah transfor-masi.

c) Sel-sel inang yang dapat mengalami transformasikemudian dipisahkan dan diisolasi dari sel-sel yangtidak mengalami transformasi, serta ditumbuhkan.

d) Jika diperlukan, DNA rekombinan (DNA) tersebutdapat dimanipulasi untuk meyakinkan bahwaproduk protein yang dikodekan oleh DNA klondiproduksi oleh sel inang.

Pembentukan DNA rekombinan, dimulai dari pemo-tongan dengan enzim-enzim endonuklease restriksi(endonuklease = enzim yang memotong/mencernaDNA, restriksi memotong untai DNA pada posisi/urutan basa N spesifik) sampai dengan digabungkandan terbentuk DNA rekombinan.

Sumber: Biologi 1, 1992 Gambar 6.3 Prosedur DNA Rekombinan

DNA SELULAR

C

C

G

G

3’

5’

T

T

A

T

T

A

A

A

T

A

A

T

G

C

5’

3’::::::

:

C

C

C

G

G

G

3’

5’

T

T

T

A

A

A

A

T

T

T

A

A

A

A

A

A

A

T

T

T

T

A

A

A

T

T

T

T

G

G

G

G

C

C

C

C

5’

3’:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

:

DNA BAKTERIOFAG

Mencernakan masing-masing dengan endonuklear restriksi yang sama

Ujung lengket

Campur

Mencetak dengan DNA ligase

DNA Rekombinan


Enzim-enzim tersebut ditemukan di dalam bakteri dansecara normal digunakan untuk melindungi dirinyasendiri dari infeksi virus. Enzim tersebut akan me-motong DNA bervirus menjadi potongan-potonganyang tidak membahayakan tanpa melakukan perusak-an pada DNA bakterinya sendiri. Berikut ini beberapacontoh enzim endonuklease restriksi.

3) Teknik kultur jaringanTeknik pengembangbiakan secara vegetatif padaorganisme makin canggih. Hal ini sejak ditemukannyateknik klon, yaitu produksi suatu organisme dari satusel tunggal yang diambil dari tubuh sel tumbuhan atauhewan. Sel tunggal ini merupakan somatik dan bukansel kelamin sehingga sel ini mengandung dua pe-rangkat kromosom. Jadi, sel ini memiliki semua infor-masi genetik yang diperlukan untuk menghasilkansuatu individu yang lengkap pada saat dirangsang un-tuk tumbuh. Teknik peng-klon-an pada sel tumbuhandirasakan lebih mudah dibandingkan dengan selhewan, karena sel tumbuhan memiliki sifat yang lebihsederhana. Sel tumbuhan juga memiliki sifat totipo-tensi, yaitu kemampuan untuk membentuk tubuhsecara lengkap dengan akar, batang, dan daun.Totipotensi pertama kali dikenalkan oleh G. Haber-landt seorang ahli fisiologi Jerman. Selanjutnya, diper-kuat oleh F.C. Steward yang berhasil membuktikantotipotensi dari satu sel wortel yang dikultur pada me-dium tertentu dan kemudian menghasilkan tanamanwortel yang utuh dan lengkap.

Tabel 6.1 Beberapa jenis enzim endonuklease restriksiEnzim Endonu-klease Restriksi Sumber Enzim Urutan Basa N yang dikenal (tanda

titik adalah titik pemotongan)

Eco R1 Eschericia coli G.AATTCCTTAA.G

Hind III Haemophilus influenzae A.AGCTTTTCGA.A

Hpa II Haemophilus C.CGGGGC.C

BamH I Bacillus amyloliquefacienns G.GATCCCCTAG.G

Mbo I Moraxella bovis .GATCCTAG.


Bioteknologi 99

Totipotensi dikembangkan sebagai dasar dalammengembangkan tumbuhan secara invitro atau kulturjaringan, yaitu mengembangbiakkan tumbuhan secaravegetatif dengan menggunakan sebagian jaringanpada media tertentu. Media yang dimaksudkan adalahmedia yang harus mengandung semua kebutuhanyang diperlukan seperti unsur makro, mikro, sumberkarbohidrat, zat pengatur tumbuh, vitamin, dan bahanorganik lainnya. Beberapa keuntungan dari peng-gunaan kultur jaringan sebagai berikut.a) Propagasi klonal, yaitu didapatkannya turunan

secara genetik yang identik dengan induknya atauseragam dalam jumlah yang besar.

b) Dapat dipergunakan sebagai pemuliaan tanaman,seperti seleksi, kultur anther atau polen, kulturprotoplas, dan fusi protoplas.

c) Dapat diperoleh tumbuhan yang bebas dari virus,karena menggunakan eksplan yang benar-benarbebas virus.

d) Metabolisme sekunder, yaitu sifat totipotensi yangtidak terbatas pada struktur, tetapi menyangkutkemampuan mensintesis bahan kimia alami.

e) Dipergunakan untuk pelestarian plasma nutfah.4) Teknik pengindraan secara molekuler5) Kelengkapan rancang bangun suatu alat untuk me-

numbuhkan mikroba yang memungkinkan berlang-sungnya suatu reaksi biologi.

6) Teknik bayi tabungDengan penemuan teknik laparoskopi, memung-kinkan sel sperma suami dan sel telur istri difer-tilisasikan dalam cawan petri atau dalam tabung(invitro). Karena pembuahan terjadi di luar, makateknik ini disebut dengan fertilisasi invitro (dalam ta-bung). Hasil pembuahan tersebut, kemudian ditanam-kan kembali ke dalam rahim istri, sehingga istri dapatmengandung dan melahirkan anak sebagaimanabiasanya. Bayi yang diproses seperti tersebut dinama-kan bayi tabung. Teknik ini pertama kalinya dike-nalkan oleh Steptoe dan Edward dari Inggris pada ta-hun 1977. Teknik bayi tabung ini biasanya dilakukanjika pasangan suami istri dinyatakan secara medisdalam keadaan normal namun karena sesuatu hal sulituntuk terjadinya fertilisasi. Kesulitan tersebut bisadisebabkan tersumbatnya saluran tuba fallopii olehsesuatu atau adanya antibodi sel benih suami.

Sumber: Encarta Encyclopedia Gambar 6.4 Anak sapi


7) Teknologi HibridomaTeknologi hibridoma adalah suatu cara untuk menya-tukan dua sel dari jaringan-jaringan berbeda suatuorganisme yang sama atau bahkan organisme yangberbeda, sehingga diperoleh satu sel tunggal (selhibrid). Selanjutnya, sel hibrid dapat dikembangbiak-kan, sehingga diperoleh bertriliun-triliun sel, yangmasing-masing mengandung satu set gen komplit daridua sel aslinya. Sebagai contoh, salah satu dari dua selyang asli mungkin berupa sel manusia. Sel tersebutkhusus mensekresikan produk yang berguna sepertiantibodi atau hormon. Hormon atau antibodi disekre-sikan dalam jumlah sangat sedikit, karena hasil pro-duksi dikendalikan mekanisme pengaturan sel yangnormal.Jika sel tersebut dilebur dengan sel kanker (sel yangtidak memiliki pengendalian normal terhadap pertum-buhan dan sintesis protein), maka produksi hormonatau antibodi secara dramatis meningkat. Peristiwapeleburan dua sel seperti tersebut, menghasilkan selhibrid dan dikenal sebagai hibridoma (hibrid = sel asliyang dicampur, oma = kanker). Tujuan teknik hibri-doma adalah untuk menghasilkan antibodi dalam jum-lah yang besar, sehingga dapat digunakan untuk diag-nostik dan terapeutik. Selain itu, teknik ini merupakanjalan untuk menyilang atau memotong dalam spesiessecara genetik pada sel eukariotik yang tidak dapatdiselesaikan dengan cara peleburan gamet secaraseksual. Secara umum sel-sel tidak melebur secaraotomatis, sehingga ilmuwan berusaha merancangteknik laboratorium untuk menstimulir sel-sel tersebutberfusi atau bergabung.

8) Tanaman TransgenikTanaman transgenik merupakan jenis tanaman hasilrekayasa genetika. Teknik pembuatan jenis tanamanini hampir sama dengan teknik pembuatan insulin.Biasanya dalam tanaman yang direkayasa tersebutdimasukkan beberapa sifat, seperti tahan hama, tahangulma, mampu memproduksi protein tambahan, dansebagainya. Berikut ini beberapa jenis tanamantransgenik beserta ciri-cirinya yang baru.

Bioteknologi 101

3. Prinsip Dasar BioteknologiSesuai dengan definisi dari bioteknologi itu sendiri, maka

prinsip dasar dari bioteknologi adalah memanipulasi ataumerekayasa bahan hayati dengan unsur teknologi untukmenghasilkan suatu produk atau jasa yang dapat diperguna-kan bagi kebutuhan manusia.

B. Peran Bioteknologi pada Sains, Lingkungan,Teknologi, dan Masyarakat (Salingtemas)Perkembangan bioteknologi tidak dapat dipisahkan dari

perkembangan mikroorganisme. Salah satu contohnya, yaitu padaproses fermentasi yang dibantu keberadaan mikroorganisme.Mikroorganisme yang paling banyak berperan dalam prosesfermentasi maupun pembusukan bahan makanan adalah bakteridan jamur, yang terdiri atas kapang, khamir, dan virus.

Tabel 6.2. Jenis-Jenis Tanaman Transgenik

No. Nama jenis tanaman Ciri-ciri yang baru

1 Oilseed rape (kanola) – toleran terhadap herbisida, meningkatkan kan-dungan minyak sterilitas jantan, meningkatkanenzim phytase

2 Bit gula (Sugar beet) – toleran terhadap herbisida, resisten terhadap virus,dan perubahan metabolisme karbohidrat

3 Ubi jalar – resisten terhadap hama, penyakit jamur, virus,nematoda, dan perubahan metabolisme

4 Tembakau – resisten terhadap nematoda, perubahan pigmen,perubahan respon terhadap cahaya, perubahan res-pon fitokrom, sterilitas jantan

5 Jagung – toleran terhadap herbisida 6 Gandum – toleran terhadap herbisida, resisten terhadap pe-

nyakit jamur, perubahan metabolisme karbohidrat,dan peningkatan mutu roti (baking quality)

7 Tomat – pengendalian pemasakan buah 8 Bit pakan ternak – toleran terhadap herbisida 9 Poplar – perubahan kandungan lignin10 Strawberi – resisten terhadap hama11 Apel – resisten terhadap hama dan penyakit jamur12 Chicory – toleran terhadap herbisida13 Eucalyptus – toleran terhadap herbisida



Dalam beberapa hal pertumbuhan mikroorganisme padabahan pangan yang menguntungkan sangat diharapkan, hal inidemi perbaikan mutu gizi, dan mutu daya cerna. Berikut ini,beberapa contoh peranan mikroorganisme dalam berbagai bidangkehidupan manusia yang bermanfaat sekaligus merupakanimplikasi bioteknologi dalam bidang sains, lingkungan, teknologi,dan masyarakat (salingtemas).

1. Bidang Bahan MakananDalam perkembangan tentang bahan makanan saat

sekarang ini banyak dipengaruhi oleh bantuan mikroorga-nisme yang menguntungkan. Berdasarkan hasil percobaan,berikut ini ditampilkan tabel pemanfaatan mikroorganismebaik fermentasi substrat padat, hasil, dan mikrobanya.

Kegiatan(Kecakapan Personal dan Kewirausahaan)Buatlah tulisan atau artikel ilmiah tentang pembuatan produkmakanan yang menggunakan bantuan mikroorganisme, khu-susnya yang berada dekat rumahmu.Kumpulkan tugas tersebut kepada guru untuk diberikan tang-gapan.

Tabel 6.3. Mikroorganisme (mikroba) yang bermanfaat

No. Substrat Mikroorganisme Hasil (Produk) Keterangan 1 Jerami, serbuk kayu, Agaricus bisporus, Jamur Eropa dan

kertas bekas Lentinus edodes, AsiaVolvariella volvacea

2 Ketan, singkong Saccharomyces cerevisea, FermentasiEndomyopsis sp, ragi

3 Kedelai Rizhopus sp Kecap 4 Kedelai Rhizopus oligosporus, Tempe

Mucor sp 5 Ampas kacang Neurospora sitophila Oncom Jawa Barat

tanah 6 Susu Penicillium sp Keju 7 Bijih logam mutu Thiobacillus sp Pencucian

rendah logam 8 Gula, tebu, molase Aspergillus niger Asam organik 9 Bahan organik Actinomycetes, Kompos

campuran jamur, bakteri10 Komponen limbah Protozoa, bakteri, jamur Perlakuan limbah


Bioteknologi 103

Selain tabel tentang manfaat mikroorganisme, berikut inijuga ditampilkan tabel tentang beberapa manfaat enzim hasilaktivitas dari mikroorganisme (mikroba) beserta peman-faatannya.

2. Bidang KesehatanDalam bidang kesehatan, mikroorganisme banyak

menghasilkan berbagai jenis antibiotika dan vaksin. Baikmikroorganisme yang termasuk kelompok bakteri, fungi, ataujamur. Berbagai kemajuan bioteknologi dalam bidang kese-hatan telah mampu membantu kehidupan manusia, seperticontoh berikut ini.a. Di Jerman telah mampu memengaruhi proses pertum-

buhan suatu mikroorganisme yang dapat menghasilkansenyawa kimia cobaltaminea, yaitu sejenis vitamin B1yang berperan dalam pembentukan darah.

Tabel 6.4. Mikroorganisme, Enzim, dan Pemanfaatannya

No. Mikroorganisme Enzim Manfaat 1 Saccharomyces cerevisiae 2 Aspergillus oryzae,

Bacillus subtilis 3 Aspergillus niger, Aspergil-

lus oryzae 4 Aspergillus niger, Bacillus

coagulans, Penicilliumcamemberti

5 Aspergillus niger, Penicil-lium vitale, Micrococcuslysodeiktikus

6 Trichoderma viride

7 Bacillus coagulans, Strep-tomyces phaeochromogeus

8 Aspergillus niger, Aspergil-lus oryzae

9 Bacillus subtilis10 Escherichia coli11 Bacillus subtilis12 Aspergillus oryzae13 Mucor sp

Alkohol dehidrogenaseDeamilase

Amiglukosidase

Asparaginase

Katalase

Selulase

Glukosa isomerase

Pektinase

PenisillinasePenisilinasilaseProteaseProtease (kapang)Renin

Uji alkoholIndustri makananPabrik tenunProduksi gula dari si-rup jagungObat leukemia getahbening akut

Pemisahan H2 dalambanyak proses

Pembuatan sayuranyang didehidraseProduksi fruktosa daribuah-buahanFermentasi buah kopiPengobatan alergi pe-nisilinProduksi penisilin se-misintesisPengempuk dagingPelunak adonan rotiProduksi kejuDirangkum dari berbagai sumber


b. Di Jepang, kegiatan biotek-nologi mampu menghasilkanenzim pencernaan yang diper-lukan oleh penderita kencingmanis (diabetes melitus).

c. Penemuan vaksin cacar dariserum darah oleh EdwardJenner.

d. Penemuan antibiotika perta-ma oleh Louis Pasteur dari ja-mur Penicillium sp. Antibio-tika adalah bahan-bahan ber-sumber hayati yang pada ka-dar rendah mampu mengham-bat pertumbuhan mikroorga-nisme. Antibiotika tersebutsangat manjur untuk meng-obati penyakit, khususnya pe-nyakit yang diakibatkan per-kembangan mikroorganisme.

Berikut ini beberapa contohzat anti-biotika yang dihasilkan dari mikroorganisme.a. Penisilin, dihasilkan oleh Penicillium notatum, P.

chrysogenum.b. Sefalosporin, diekskresikan oleh Cephalosporin (sejenis

fungi).c. Streptomisin, dihasilkan oleh Streptomyces griseus.d. Kloromisetin atau kloromfenikol, dihasilkan oleh Strep-

tomyces venezuelae.e. Tetrasiklin, dihasilkan oleh Strepto-myces aureofaciens.

3. Bidang PertanianDalam bidang pertanian, peranan mikroorganisme sa-

ngat penting. Hal ini mengingat telah terjadi hubungan antaratumbuhan dan hewan. Beberapa jenis bakteri yang tergolongparasit misalnya Bdellovibrio bacteriovorus, Rickettsia,Chlamydia merupakan obligat parasit. Mikroorganismeyang sering menyerang tanaman, antara lain Ervinia,Corynebacterium, Pseudomonas, Ustilago, dan Puccinia.

Pada beberapa jenis mikroorganisme yang bersifatpatogen atau tidak menguntungkan tersebut, oleh seorangmikrobiolog Veteriner bersama dengan ahli patologi tumbuh-an berupaya mencari jenis mikroorganisme lain yang mampumenghasilkan zat yang dapat menghentikan atau membunuh

Sumber : Encarta Encyclopedia Gambar 6.5 Hasil kloning pada anak sapi

Bioteknologi 105

mikroorganisme yang bersifat patogen tersebut. Dari be-berapa uji coba, akhirnya ditemukan salah satu bakteri sepertiBacillus thuringensis. Hasil ekskresi dari bakteri inidikembangkan dan dibuat menjadi pestisida. Selain itu, jenisbakteri Bdellovibrio bacteriovorus, yang bersifat parasitterhadap bakteri lain, juga digunakan sebagai penghasilpestisida.

4. Bidang LingkunganDampak perkembangan teknologi dan industri pada

akhir abad 20-an memberi banyak kerugian, khususnyakerugian dalam lingkungan. Kerusakan lingkungan olehpengolahan industri yang tidak bertanggung jawab menjadiakar permasalahan dalam kehidupan manusia. Banyak zat-zat berbahaya yang dibuang ke alam tanpa bertanggungjawab, seperti etanol, asam asetat, asam organik, butanol, danaseton.

Oleh karena itu, perlu pengolahan air limbah danpembuatan kompos. Peran mikroorganisme dalam dekom-posisi dan detoksifikasi air selokan, akan membantu mengu-rangi pencemaran pada pembuangan limbah industri kimia.Untuk itu, upaya mengembangbiakkan mikroorganisme yangdapat mencerna limbah-limbah atau bahan pencemar lainnyaselalu dilakukan.

TUGAS(Berpikir Kritis dan Kreatif)Buatlah prosedur dan teknis pengolahan limbah atau sampahsehingga menjadi sesuatu yang bermanfaat.Presentasikan hasil kerjamu di depan kelas.

5. Bidang IndustriDalam bidang industri peranan mikroorganisme dapat

dijumpai pada teknologi pemisahan logam. Beberapa jenisbakteri ada yang dapat hidup pada logam, misalnya bakteribesi Thiobacillus ferroxidans yang mampu mengoksidasibesi (II) menjadi besi (III), dengan reaksi sebagai berikut.

4Fe2+ + 4H+ + O2 4Fe3+ + 2H2O

Bakteri tersebut mirip dengan Thiobacillus thiooxi-dants yang dapat mentoleransi nilai pH hingga 2,5 denganmendapatkan energi dari senyawa-senyawa belerang danion-ion Fe2+. Habitat bakteri ini di perairan yang asam daribijih logam, terutama sulfida logam, seperti FeS2.


Dengan proses oksidasi oleh bakteri dari senyawa-senyawa belerang tereduksi atau belerang unsur menjadiasam sulfat dari Fe3+, maupun oleh oksidasi secara kimialogam berat yang tidak larut menjadi sulfat logam, makabakteri yang berada dalam bijih besi mampu memisah daribijih besinya.Sebagai contoh:

1) FeS2 + 3 12 O2 + H2O FeSO4 + H2SO4

2) S + 1 12 O2 + H2O H2SO4

3) 2FeSO4 + 12 O2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O

4) MeS + 2Fe3+ Me2+ + 2Fe2+ + S

Bakteri juga dapat melakukan penyediaan asambelerang pada pemisahan bijih logam yang dilakukan oleh duamacam bakteri tersebut di atas. Selain bijih besi yangdipisahkan, juga bisa tembaga (Cu), seng (Zn), kobalt (Co),emas (Au), dan uranium. Contoh bakteri lain yang dapatdimanfaatkan dalam bioteknologi sebagai berikut.a. Gallinella ferruginea, mampu mengoksidasi Fe2+ men-

jadi Fe3+, yang hidup di lapisan besi oksidasi pada airbuangan.

b. Leptothrix ochracea, mampu mengoksidasi Fe2+ menjadiFe3+, yang hidup di lapisan besi oksidasi pada air buangan.

c. Leptothrix discopharus, mampu mengoksidasi Mn2+

menjadi Mn4+.

C. Implikasi Bioteknologi

1. Pengembangan BioteknologiDalam perkembangan bioteknologi, makhluk hidup

memiliki potensi untuk digunakan sebagai donor gen ataupunpenerima gen dalam rekayasa genetik, tergantung padaproduk yang akan dibuat. Salah satu contohnya, di bidangpeternakan dikembangkan teknik-teknik yang secara komer-sial menguntungkan, misalnya teknik embrio transfer padasapi, domba, kambing, dan babi. Teknik ini dikembangkansecara menyeluruh dari cara seleksi donor, perangsangansuperovulasi, koleksi embrio, evaluasi embrio, seleksi resipien,dan teknik mentransfer embrio.

Bioteknologi 107

In vitro fertilization (IVF) dan oocyte maturationjuga dikembangkan dan berhasil dengan baik pada hewanatau manusia. Pada hewan ternak kombinasi antara IVF danembrio transfer merupakan teknik yang menarik. Keduateknik ini memungkinkan hewan dapat memberikan keun-tungan sebagai donor terus-menerus, menyuplai banyak oo-cyte untuk meningkatkan mutu, dan pelipatgandaan hewanproduksi. Seperti contoh hewan yang berhasil dikembangkandengan jalan kloning, yaitu domba dolly, ikan karper, keraNETI (Nuclear Embryo Transfer Infant) dan ditto, kucing,sapi, dan sebagainya. Dalam bidang pertanian, lahirnyatanaman transgenik seperti telah diuraikan pada halamansebelumnya.

2. Bioteknologi dan Hak atas Kekayaan Intelektual(Haki)

Perkembangan bioteknologi yang makin pesat, ber-dampak pada pengadaan proyek dalam skala besar. Terkaitdengan hal tersebut maka ada alasan ekonomi untuk mela-kukan berbagai upaya pengadaan suatu produk bioteknologi.Untuk itu, kepemilikan adanya HAKI (Hak Atas Kepemi-likan Intelektual) mutlak harus dipunyai seorang ilmuwanatau penemu suatu keilmuan, khususnya dalam bidang bio-teknologi. Penemuan-penemuan baru yang dimiliki tersebutdilindungi. Secara hukum ada kesepakatan internasional yangmengaturnya yaitu Convention on Biological Diversitydan World Trade Organization.

Saat sekarang, gen atau bagian gen, bahkan gen ma-nusia telah dipatenkan. Pada tahun 1997, kurang lebih 1.100gen telah dipatenkan. Perlindungan paten ini telah menjadibagian dari kesepakatan internasional.

3. Bioteknologi dan Keamanan Hayati (Biosafety)Untuk menjaga dampak negatif dari pengembangan

bioteknologi, di tingkat internasional telah diakui dan ditanda-tangani sebuah konvensi yang mengikat secara hukum, yaituKonvensi Keanekaragaman Hayati (Convention on Bio-logical Diversity, 1992) yang tidak ikut ditandatangani olehAmerika Serikat. Indonesia telah meratifikasinya sebagaiUndang-Undang No. 5 Tahun 1994. Sebagai tindak lanjutkonvensi tersebut, telah disepakati pula Cartagena Proto-col on Biosafety (Protokol Cartagena tentang PengamananHayati).


1. Bioteknologi merupakan suatu bentukinteraksi antara biologi dengan tekno-logi yang mencakup semua jenis pro-duksi melalui proses transformasi bio-logis.

2. Bioteknologi dalam arti konvensionaladalah teknologi yang menggunakanbahan hayati atau sejenisnya gunamenghasilkan barang atau jasa dalamskala industri sebagai pemenuhan ke-butuhan manusia.

3. Bioteknologi dalam arti modern adalahteknologi yang menggunakan bahanhayati yang telah direkayasa secarainvitro guna menghasilkan barang ataujasa dalam skala industri sebagai peme-nuhan kebutuhan manusia.

4. Perkembangan bioteknologi dikelom-pokkan menjadi empat bagian, yaitu: a)perkembangan bahan makanan; b) per-kembangan di bawah kondisi nonsteril;c) perkembangan di bawah kondisi ste-ril; dan d) perkembangan pada keil-muan baru.

5. Perkembangan bioteknologi pada keil-muan baru meliputi: penelitian tentangenzim, rekayasa genetika, kultur jaring-an, pengindraan molekuler, rancangbangun alat mikroba, bayi tabung,tanaman transgenik, dan hibridoma.

6. Peran bioteknologi dalam bidang sains,lingkungan, teknologi, dan masyarakat(salingtemas) hakikatnya adalah peranrekayasa mikroorganisme dalam bidangbahan makanan, kesehatan, pertanian,lingkungan, dan industri.

Protokol ini menyinggung tentang prosedur transportasiproduk bioteknologi antarnegara, yang memperkuat adanyakemungkinan bahaya dampak merugikan terhadap keane-karagaman hayati dan ekosistem, juga terhadap kesehatanmanusia. Dalam protokol tersebut juga diakui sebagian ke-daulatan, yaitu potensi dampak ekonomi, sosial, budaya, danpengetahuan tradisional (indigenous knowledge).

Dampak negatif terhadap keanekaragaman hayati dika-renakan adanya potensi transfer gen (horizontal and verti-cal gene flow) ke tanaman sekerabat dekat. Selain itu, peng-klonan akan menyebabkan keanekaragaman genetik yangmerugikan populasi terhadap kesehatan manusia, ada ke-mungkinan produk gen asing seperti gen cry dari Bacillusthuringensis maupun Bacillus sphaericus untuk menim-bulkan reaksi alergi pada tubuh manusia. Perlu dicermati pula,insersi atau penyisipan gen asing ke gen inang dapat me-nimbulkan interaksi antara gen asing dan gen-gen inangsehingga menghasilkan perubahan sifat yang tidak diinginkan.

RANGKUMAN

Bioteknologi 109

UJI KOMPETENSICoba kerjakan soal-soal berikut ini di buku kerja kalian.


UMPAN BALIKSetelah mempelajari mengenai bioteknologi, tentu kalian

sudah memahami dan mampu menjelaskan mengenai hal berikut.1. Pengertian bioteknologi.2. Peran bioteknologi pada salingtemas.3. Implikasi bioteknologi.

Apabila kalian belum memahami dan menguasai materi ter-sebut secara baik, pelajarilah kembali. Carilah referensi sebanyakmungkin dan mintalah bimbingan guru.

1. Ilmu yang harus dipelajari dalam me-nerapkan bioteknologi adalah ….a. biokimiab. mikrobiologic. geologid. genetikae. biologi sel

2. Produk teknologi yang menggunakanbahan hayati yang telah direkayasasecara invitro, merupakan kategorijenis produk ….a. modernc. biologib. bioteknologid. biokimiae. teknologi terapan

3. Mikroorganisme berikut ini yangbukan penghasil antibiotik adalah ….a. Penicillium notatumb. Penicillium chrysogenumc. Streptomyces griseusd. Penicillium camembertie. Streptomyces venezuelae

4. Perhatikan pernyataan berikut ini.1. Bioteknologi memerlukan bantuan

mikroorganisme.2. Produk bioteknologi tidak berman-

faat.3. Produk antibiotik merupakan salah

satu ciri perkembangan bioteknologipada era generasi ketiga.

4. Proses pembuatan kecap bukan ter-masuk produk bioteknologi.

Pernyataan di atas yang benar adalah….a. 1 dan 2b. 1 dan 3c. 1, 2, dan 4d. 2, 3, dan 4e. salah semua

5. Salah satu ciri khas produk dari per-kembangan bioteknologi pada era ge-nerasi pertama adalah pembuatan ….a. tapeb. hormonc. antibiotikd. asetone. pupuk kompos


6. Produk bioteknologi dalam bidang ke-sehatan yang berguna bagi penderitadiabetes melitus adalah ….a. laktaseb. antibiotikc. antibodid. insuline. lipase

7. Mikroorganisme yang ikut membantupembuatan kecap adalah ….a. Saccharomyces cereviseab. Rizhopus spc . Rizhopus oligosporusd. Aspergillus nigere. Penicillium sp

8. Perhatikan pernyataan-pernyataan ber-ikut ini.1. Fermentasi adalah peristiwa perom-

bakan senyawa kompleks menjadisederhana dengan bantuan mikro-organisme.

2. Teknik rekombinan gen seringdisebut kloning gen.

3. Streptomycin merupakan salah satujenis antibiotik.

4. Tempe dibuat dengan bantuanmikroba Rhizopus sp.

Pernyataan yang benar adalah ….a. 1, 2, dan 3b. 1 dan 3c. 1 dan 2d. 2 dan 4e. salah semua

9. Lingkaran benang DNA kecil yangdapat bertindak menyisip bagian ter-tentu di sepanjang molekul DNA adalah….a. DNA sendirib. plasmidc. kromosomd. gene. restriksi

10. Perhatikan pernyataan mengenai sifatbaru hasil tanaman transgenik berikutini.1. Tomat, sebagai pengendalian pema-

sakan buah.2. Poplar, untuk perubahan kandungan

lignin.3. Strawberi, resisten terhadap hama.4. Chicory, toleran terhadap herbisida.Pernyataan yang benar ditunjukkanoleh nomor ....a. 1, 2, dan 3b. 1 dan 3c. 1 dan 2d. 2 dan 4e. semua benar

B. Kerjakanlah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan jelas.1. Sebutkan ciri utama bioteknologi.2. Sebutkan tahap-tahap perkembangan

bioteknologi.3. Sebutkan keuntungan dari pembibitan

melalui teknik kultur jaringan.

4. Apakah yang dimaksud rekayasa gene-tika? Berilah contohnya.

5. Apakah yang dimaksud antibiotik?Berilah penjelasannya berkaitan denganperan bioteknologi.

Ulangan Akhir 111

1. Tanaman akan mengalami pertamba-han besar umumnya disebabkan oleh….a. bertambah panjangnya sel di dalam

jaringanb. bertambah banyaknya sel di dalam

jaringanc. bertambah besar dan banyaknya sel

dalam jaringand. penebalan dinding sele. pembesaran dan pemanjangan dari

sel2. Faktor-faktor yang memengaruhi per-

tumbuhan adalah ….a. suhu, cahaya, kelembapan, zat tum-

buhb. suhu, tanah, kelembapan, zat tum-

buhc. suhu, tanah, pupuk, zat tumbuhd. jenis tanaman, tanah, pupuk, zat

tumbuhe. tanah, pupuk, kelembapan, jenis

tanaman3. Kulit batang yang kita lukai dapat mem-

bentuk jaringan kalus. Terbentuknya ja-ringan tersebut dipengaruhi oleh ….a. asam traumalinb. antokalinc. filokalind. rizokaline. kaukalin

4. Pada suhu yang tinggi, enzim akanmengalami kerusakan sehingga tidakdapat berperan sebagai biokatalisator.Kerusakan ini disebut dengan ….a. hidrolisisb. destruktif enzimc. restrukturisasi enzimd. lisise. denaturasi

5. Enzim yang berperan mempergiatpenggabungan O2 dengan substrat danmereduksi O2 sehingga terbentuk H2Oadalah enzim ….a. katalase d. dehidrogenaseb. oksidase e. karboksilasec. hidrase

6. Pasangan basa nitrogen yang terdapatpada DNA di bawah ini yang benaradalah ….a. purin terdiri atas guanin dan adenin,

pirimidin terdiri atas urasil dansitosin

b. purin terdiri atas timin dan adenin,pirimidin terdiri atas guanin dansitosin

c. purin terdiri atas guanin dan urasil,pirimidin terdiri atas adenin dansitosin

d. purin terdiri atas guanin dan adenin,pirimidin terdiri atas timin dansitosin

e. purin terdiri atas guanin dan sitosin,pirimidin terdiri atas urasil danadenin

7. Berikut ini adalah fase-fase prosessintesis protein.1. RNA-d meninggalkan inti menuju

ribosom2. RNA-t mengangkut asam amino

yang dibutuhkan sesuai dengan ko-de genetik dan bergabung denganRNA-d

3. RNA-r dibentuk dari DNA dalam inti4. Asam amino berjajar sesuai dengan

urutan kode genetik5. Terjadi protein yang dikehendakiUrutan yang sesuai dengan sintesisprotein adalah ….a. 1, 2, 3, 4, 5 d. 1, 3, 4, 5, 2b. 3, 1, 2, 4, 5 e. 2, 3, 4, 5, 1c. 2, 3, 4, 1, 5

ULANGAN AKHIRCoba kerjakan soal-soal berikut di buku kalian.



8. Pasangan gen bisa memiliki lebih daridua anggota, contohnya yang terjadipada kelinci yang memiliki empat carayang berlainan dalam membentuklemak. Peristiwa ini disebut ….a. rekombinasi genb. crossing overc . alela gandad. translokasie. alela

9. Peristiwa yang terjadi pada percobaanNelson Ehle terhadap gandum bijimerah dan biji putih diperoleh F2 de-ngan rasio fenotipe 15 merah : 1 putih.Peristiwa ini disebut ….a. polimerib. kriptomeric. epistasid. hipostasie. asortasi

10. Penyakit buta warna diturunkan dariorang tua kepada anaknya, yangdikendalikan oleh gen resesif. Peristi-wa ini disebut ….a. penyakit menurun tidak terpaut seksb. penyakit menurun terpaut seksc. penyakit menurund. penyakit menurun bebase. penyakit menurun resesif

11. Embriologi perbandingan merupakanpetunjuk adanya evolusi yang menun-jukkan adanya kekerabatan antara in-dividu, sebab ….a. pembelahan zigot sampai fase

blastula itu samab. terjadi pembentukan zigot yang

samac. memiliki lapisan embrional yang sa-

mad. periode masuknya ovum samae. cara dalam menghasilkan telur dari

ovarium sama12. Faktor-faktor yang memengaruhi ke-

anekaragaman adalah ....1. Rekombinasi gen2. Mutasi gen

3. Suhu lingkungan4. Keadaan lingkungan5. MakananMenurut Darwin, faktor yang palingmenentukan terjadinya variasi adalah….a. 1, 3, 4b. 2, 3, 4c. 2, 4, 5d. 3, 4, 5e. 2, 3, 5

13. Kebalikan dari homologi sebagai pe-tunjuk bukti adanya evolusi adalah ana-logi. Analogi terhadap anggota-anggotatubuh dari makhluk hidup berikut iniadalah ….a. tangan manusia dengan sayap bu-

rungb. sayap burung dengan sayap kupu-

kupuc. kaki depan lembu dengan sayap

burungd. sirip depan ikan paus dengan kaki

depan katake. kaki manusia dengan kaki ayam

14. Fosil kuda secara lengkap memberikangambaran adanya evolusi, sebab ....a. terjadi perubahan dari waktu ke

waktu secara berangsur-angsurb. pada eosin kuda berukuran sebesar

kucingc. gerakan rotasi semakin berkembangd. fosil kuda ditemukan setiap zaman

geologie. nenek moyang kuda jarinya selalu

empat15. Pasangan kedua organ ini yang me-

nunjukkan adanya homologi, yaitu ….a. kaki serangga dengan kaki tikusb. insang berudu dengan insang ikan

gabusc. kaki depan kuda dengan tangan ma-

nusiad. sayap serangga dengan sayap bu-

runge. sirip ikan paus dengan sirip ikan

kakap

Ulangan Akhir 113

16. Terjadinya variasi dalam spesies me-nimbulkan batasan-batasan arti spe-sies. Hewan dikatakan satu spesiesapabila ….a. berada dalam genus yang samab. memiliki organ-organ tubuh yang

samac. faktor makanan samad. berkompetisi dalam hal yang samae. melakukan perkawinan dan dihasil-

kan keturunan yang fertil17. Pernyataan yang tidak mendukung

bahwa perwujudan mutasi yang meng-untungkan sangat kecil walaupun mu-tasi merupakan mekanisme evolusiadalah ....a. kemampuan reproduksi populasi

mengalami perubahanb. setiap gamet mengandung beribu-

ribu genc. setiap individu menghasilkan beri-

bu-ribu gametd. jumlah populasi banyak sekalie. jumlah generasi selama spesies itu

ada banyak sekali

18. Kambing dan biri-biri tidak termasuksatu spesies karena ….a. tidak terjadi interhibridisasib. perbedaan genotipec. terjadinya perkawinan silangd. perbedaan fenotipee. terjadinya interhibridisasi

19. Apabila dua spesies simpatrik tidakmampu melakukan interhibridisasi ka-rena terpisahkan tempat yang berjauh-an, maka keduanya mengalami isolasi….a. reproduksib. geografisc. gametd. perilakue. adaptasi

20. Berikut ini yang bukan termasuk jenistanaman transgenik adalah ….a. tomatb. ubi jalarc. strawberid. kelapa sawite. gandum

B. Jawablah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan tepat.

1. Jelaskan contoh peristiwa pertumbuh-an dan perkembangan suatu individu.

2. Apa yang dimaksud katabolisme?3. Jelaskan perbedaan DNA dengan

RNA.4. Jelaskan perjalanan sintesis protein.5. Jelaskan yang kalian ketahui tentang

Teori Evolusi menurut Darwin.

6. Sebutkan dampak yang menguntung-kan dari mutasi gen atas terbentuknyaspesies baru.

7. Sebutkan faktor-faktor yang me-mengaruhi timbulnya evolusi.

8. Apa yang dimaksud kloning gen?9. Jelaskan tentang teknik kultur jaring-

an.10. Sebutkan contoh peranan bioteknologi

dalam bidang kesehatan dan pertanian.


DAFTAR PUSTAKA

Burnie, D. 2001. Jendela Iptek: Kehidupan. Jakarta: PT. BalaiPustaka.

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. 1994. KurikulumSekolah Menengah Umum Mata PelajaranBiologi. Jakarta: Depdikbud.

Dwijoseputro. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:Gramedia.

James D.Watson, John Tooze, & David T. Kurtz. 1988. AlihBahasa oleh Wisnu Gunarso. DNA Rekombinan. Jakarta:Erlangga.

Jean Claude Corbeil, Ariane Archambault. 2004. Kamus VisualIndonesia-Inggris (alih bahasa oleh Frans T. Haryanto,S. Raharjo). Canada: QA International.

Keeton W.T & James L. Golud. 1993. Biological Science,fifth edition. W.W. Norton and company, inc. USA.

Kimball, JohnW. 1992. Biologi Seri 1. Jakarta: Erlangga._____. 1992. Biologi Seri 2. Jakarta: Erlangga.Kramer, Ann. 2001. Ensiklopedi Populer Anak. Jakarta: PT.

Ichtiar Baru van Hoeve.Mackean, D.G. 2002. IGCSE Biology. London: John Murray–––––. 2002. Ilmu Pengetahuan Populer. Jakarta: PT.

WidyadaraMarjanin, M, Ir, Hadmadi M.Ed, Ir. 1982. Botani. Jakarta: CV.

Yasaguna.Parker, S. 2001. Jendela Iptek: Ilmu Kedokteran. Jakarta: PT.

Balai Pustaka.Sumanto. 1992. Kimia Organik. Surakarta: UNS Press.Suroso Ay, Anna P, Kardiawarman. 2003. Ensiklopedi Sains

dan Kehidupan. Cet�2. Jakarta: Tarity Samudra Berlian.Stockley, C diterjemahkan oleh Rintis Noviyanti, Ph. D. 2005.

Kamus Biologi Bergambar. Jakarta: Erlangga.Syukur, Abdul. 2005. Ensiklopedi Umum untuk Pelajar.

Jakarta: PT. Ichtiar Baru van Hoeve.Toegino. 1992. Genetika 2. Surakarta: UNS Press.

Glosarium 115

GLOSARIUM

abiogenesis : teori yang mengatakan kehidupan berasaldari benda mati

alela : pasangan gen yang terletak pada kromosomhomolog

anabolisme : proses-proses penyusunan energi kimiamelalui sintesis senyawa-senyawa organik

antibiotika : zat kimia yang dihasilkan oleh berbagai mi-kroorganisme tertentu yang dalam kadarrendah mempunyai kemampuan untukmenghambat pertumbuhan atau menghan-curkan mikroorganisme lain

asortasi : prinsip kombinasi (berpasangan) secara be-bas

back cross : persilangan balikbiogenesis : teori yang mengatakan kehidupan berasal

dari makhluk hidupbioteknologi : penggunaan makhluk hidup dan proses di

dalamnya untuk menghasilkan suatu produkatau jasa

blastula : tahap perkembangan embrio pada saatterbentuknya rongga (blastosol)

DNA rekombinan : DNA suatu mikroba yang telah disambungdengan penggalan DNA lain

dorman : kondisi istirahat atau tanpa gerakan pada bijidengan cara melambatkan metabolisme

double helix : model struktur DNA seperti tangga tali yangterpilin

eksplan : bagian suatu tanaman yang akan dibuatkultur jaringan

epigeal : tipe perkecambahan yang menghasilkankotiledon, dan epikotil keluar dari biji sebagaiakibat pemanjangan hipokotil. Dengan de-mikian, kotiledon tampak keluar ke atastanah

etiolasi : pertumbuhan secara cepat di tempat yanggelap (kurang cahaya)

evolusi : perubahan bertahap dalam waktu relatif lamafenotipe : sifat yang tampakfermentasi : proses perombakan organik oleh bakteri

secara anaerob


galur murni : induk yang bergenotipe homozigotgen : suatu molekul polimer yang berupa DNA

(Deoksiribo Nucleid Acid)genotipe : sifat yang tidak tampak, yang disimbolkan

dengan hurufglukoneogenesis : pembentukan glukosa dari piruvathibrid : persilangan atau pembastaranhipogeal : tipe perkecambahan yang menghasilkan se-

dikit hipokotil atau sama sekali tidak adahipokotil sehingga kotiledon tetap berada didalam biji. Dengan demikian, kotiledon tidaktampak ke luar ke atas tanah

imbibisi : masuknya air secara pasif ke dalam biji se-hingga biji menggembung

irreversibel : perubahan yang tidak dapat kembali kebentuk semula/asal

katabolisme : proses penguraian dan pembebasan energidari senyawa-senyawa organik melalui pro-ses respirasi

klon : kumpulan sel turunan dari sel induk tunggalmelalui proses reproduksi

kotiledon : daun lembaga, merupakan daun pertamapada embrio tumbuhan

kromatid : kromosom yang mengganda (terpilin)kromomer : benang-benang kromosomkromosom : badan-badan halus yang berbentuk lurus

atau bengkok dan mudah mengikat zat war-na

laju mutasi : angka-angka yang menunjukkan jumlah gen-gen yang bermutasi di antara seluruh gametyang dihasilkan

lingkaran tahun : secara umum disebut sebagai lingkarantumbuh pada daerah tropis yaitu daerah padairisan melintang batang yang dapat dibeda-kan dalam floem atau xilem sekunder yangterbentuk selama satu tahun

lokus gen : lokasi yang ditempati setiap gen atausekelompok gen

meiosis : proses pembelahan pada pembentukan selgamet (sel kelamin)

Glosarium 117

meristem apikal : meristem ujung, meristem yang terdapat didaerah ujung atau apikal batang, cabang, danakar

meristem : jaringan muda yang menghasilkan sel-selyang kemudian mengalami diferensiasi danspesialisasi menjadi jaringan permanen

mikrobiologi : ilmu yang mempelajari tentang mikroor-ganisme

mitosis : pembelahan yang terjadi pada sel tubuhmutasi gen : perubahan susunan kimia suatu genpartenokarpi : pembentukan buah tanpa fertilisasi sperma

dengan ovum atau tanpa pembuahanplasmid : lingkaran benang DNA kecil yang terdapat

dalam sel bakteri di luar kromosom bakteritersebut

polipeptida : suatu rangkaian yang terbentuk dari asam-asam amino di dalam ribosom

protein : kumpulan polipeptidarekayasa genetika: pencangkokan genrekombinasi gen : perubahan frekuensi gen yang terjadi melalui

perkawinan pada generasi berikutnyasegregasi : prinsip pemisahan bebasseleksi alam : seleksi terhadap makhluk hidup yang berada

di lingkungansubstrat : zat yang dapat diubah menjadi sesuatu yang

barutest cross : uji silangtranskripsi : peristiwa DNA mencetak RNA-d (RNA

duta)translasi : penerjemahan informasi genetika yang beru-

pa urutan basa nitrogen (kodon) menjadiasam amino

varian : individu yang mengalami variasivariasi : sifat yang berbeda pada individu-individu satu

spesies


INDEKS ISTILAH

Aberasi, 58Abiogenesis, 73Adenosin triphospat, 18Adenin, 37Adrenalin, 21Aglutinogen, 57Akrosentrik, 35Alela, 50Anabolisme, 17Anafase, 48Analogi, 77Aneuploidi, 60Antigen, 57Antikodon, 40, 41Apoenzin, 18Asam absisat, 10Asam amino essensial, 27Asam amino nonessensial, 27Auksin, 9Autokatalik, 38Back cross, 35Basa nitrogen, 37Bio teknologi, 93, 94, 95, 96, 101Biogenesis, 73Cahaya, 11Colour blind, 56Daerah diferensiasi, 7Daerah pemanjangan sel, 6Daur krebs, 22, 23, 24Defesiensi, 61Dehidrogenase, 18, 30, 31, 112Deksi, 61Desmolase, 20Detoksifikasi, 17Diakinesis, 47Diferensiasi, 3Diflonema, 47Dihibrid, 49, 52

DNA rekombinan, 96, 97Domestikasi, 82Double helix, 37Duplikasi, 61Embrio, 34Endosperma, 5Enzim, 3, 4Eohippus, 76Epigeal, 4, 5Epineprin, 25Epistasi, 54Epitel tubulus proximal, 28Eritroblastosis faetalis, 57Etilen, 10Eukarion, 36Euphoidi, 59Fenotipe, 50, 113, 115Fermentasi, 21, 95Filial, 50Filogeni, 77Filtrate glomerulus, 28Floem, 5Fosfatase, 18Fototropisme, 9Gahermurni, 49, 51Generatio spontanea, 73Genetic engineering, 93Genetika, 47Genotipe, 50, 52Geotropisme, 9Giberelin, 10Glikogenesis, 21Glikolisis, 21, 22Glukoneogenesis, 22, 23Glukosa Gp dehidrogenase, 18Glukosuria, 21Guanine, 37Haemofili, 56

Heterokatalik, 38Heterozigot, 50Hibridoma, 100Hidrase, 20Hipegeal, 5Hiperglisemia, 21Hipoglisemia, 21Hipostasi, 54Holoenzim, 17Homologi, 77Homozigot, 50Hormon, 9Hukum asortasi, 53Hukum Mendell, 47Imbibisi, 3Inhibitor, 10Insulin, 21Interfase, 47Intermedier, 51Internodus, 7Inversi, 6, 61Invitro, 99Isolasi geografis, 82Isolasi reproduksi, 82Kaliptra, 6Kambium, 7, 8Karboksilase, 20Katabolisme, 17Katalase, 19Klon, 98Kloning gen, 96Kodogen, 39Kodon, 40Koenzim, 18Koenzim -A, 23Kolenkima, 7Koleoptil, 9Kolumela, 6

Indeks 119

Kotiledon, 4, 5Kriptomeri, 54, 113Kromogen, 38Kromosom, 35, 36, 37, 38, 40Kultur jaringan, 98, 99Laju mutasi, 79, 80Laparoskopi, 99Laptonema, 47Lipid, 25Lokus, 37Meristem, 6Metabolisme, 17, 20Metafase, 48Metasentrik, 35Mikrobiologi, 93Mitokondrian, 23Monohibrid, 49, 62Monoploidi, 59, 63Monosomik, 60Multiple delle, 50Mutasi gen, 79Mutasi, 58, 59, 61, 86Nicoti amida adeninedenukledida phosfat, 18Normal capier, 5Nuclear embryo transfer infant,107Nukleotida, 37, 38Nullisomik, 60

Oksidase, 19Ontogeni, 77Pakhinema, 47Pedigree, 54Peroksidase, 20Phelsose isomerase, 18Pirimidin, 37, 39Piruvat, 22, 23, 24Plasmagen, 38Plasmid, 96Polimeri, 53Polipolidi, 60Prinsip segregasi, 51Protease, 47Pseudodominan, 61Radiasi, 62Radioisotope, 62Rekombinasi gen, 79Replikasi DNA, 38Resesif, 49, 50Resfriksi, 98Respirasi, 22Resfriksi, 98Rhesus, 57RNA – d, 40, 41RNA – r, 40RNA – t, 40, 41RNA, 40, 41

Sel gamet, 47Sel somatik, 47Seleksi alam, 81Sentromer, 35Sposiasi, 82Submetasentrik, 35Teknik jantan mandul, 62Telofase, 48Telosentrik, 35Teori evolusi, 74, 82Teori rekapitulasi, 77Terpaut seks, 55Test cross, 53Tetrasonik, 60Tinnin, 37Totipotensi, 99Transgenik, 100, 101Transkripsi, 41Translasi, 41Translokasi, 61Transphoforilase, 20Trihibid, 50Tripsinogen, 17Trisonik ganda, 60Varian, 75Variasi, 75Zomogen, 12Zygonema, 47


INDEKS PENGARANG

C. Stockley, 14, 48D. Burnie, 45, 93, 94D.G. Mackean, 9, 48Dwijoseputro, 3, 6, 11Ir. M. Marjanin dan Ir. Hadmadi M. Ed, 8James D. Watson, et – al, 37, 38, 96, 97, 98John W. Kimbal, 10, 17, 37, 38, 42, 76, 79, 82Keeton W.T. and James L. Golud, 21, 22Sumanto, 19, 20, 25, 26, 27Suroso Ag, ddk, 71, 74Toegino, 35, 40, 47, 51, 56, 60

Indeks 121

Catatan


Catatan

Diunduh dari BSE.Mahoni.com

kelas 12 biologi Subardi - bsd.pendidikan.id · E. Tanggapan Teori Evolusi Darwin .....85 Uji Komp...

Documents

Transcript of kelas 12 biologi Subardi - bsd.pendidikan.id · E. Tanggapan Teori Evolusi Darwin .....85 Uji Komp...