RUANG LINGKUP BIOLOGI
OBJEK DAN RAGAM PERSOALAN BIOLOGI DARI BERBAGAI TINGKAT ORGANISASI KEHIDUPAN
>>Tujuan : Setelah mempelajari kegiatan ini Anda diharapkan dapat: mendeskripsikan objek-objek dan persoalan Biologi pada tingkat molekul, sel, jaringan, organ, individu, populasi, ekosistem dan bioma.
Uraian
Anda tentu telah mengetahui bahwa Biologi adalah cabang IPA yang khusus mempelajari makhluk hidup dan gejala kehidupannya. Kajian atau bahasan dalam Biologi sangatlah luas, meliputi seluruh makhluk hidup, baik yang uniseluler maupun yang multiseluler, baik yang hidup di darat, di laut, di udara, maupun di dalam tanah. Singkatnya segala sesuatu yang memiliki “hidup” menjadi bahan kajian biologi.
Objek atau kajian dalam biologi yang sangat luas atau beragam itu kini telah dikelompokkan atau diklasifikasikan oleh para ahli Biologi menjadi 5 Kingdom (Animalia, Plantae, Fungi, Protista, dan Monera). Selain kelima kingdom tersebut ada satu objek lain yang juga dikaji dalam Biologi, yaitu Virus. Virus dipisahkan dari kelima kingdom karena tubuh virus tidak tersusun oleh sel melainkan oleh asam nukleat yang diselubungi protein dan belum merupakan sel. Sedangkan kelima kingdom tubuhnya sudah berupa sel (bagi organisme uniseluler) ataupun tersusun atas banyak sel (bagi organisme multiseluler).
Kelima kingdom diklasifikasikan berdasarkan karakteristik yang khas dari masing-masing organisme-organisme yang menyusunnya. Pengelompokkan ini sesuai dengan sistem klasifikasi yang dikemukakan oleh Robert H. B. Whittaker pada tahun 1969. Perhatikan Tabel 1 berikut mengenai Klasifikasi Makhluk Hidup menurut Whittaker.
Tabel 1. Klasifikasi mahluk hidup menurut Robert H. B. Whittaker
Bahkan dalam perkembangan terakhir, dunia makhluk hidup diklasifikasikan menjadi 6 kingdom (kerajaan) yaitu: Plantae, Animalium, Fungi, Protista, Archaebacteria, dan Eubacteria. Objek-objek kajian tersebut selanjutnya semakin berkembang seiring dengan kemajuan IPTEK, sehingga kajian masing-masing objek semakin kompleks atau rumit. Adapun kajian tersebut meliputi berbagai tema persoalan biologi antara lain menurut Biological Science Curriculum Study (B.S.C.S.), 1996 adalah sebagai berikut:
- Evolusi: bentuk-bentuk dan hasil-hasil perubahan.
- Interaksi dan saling ketergantungan.
- Genetika berkelanjutan.
- Pemeliharaan dari suatu keseimbangan yang dinamis.
- Pertumbuhan, perkembangan dan diferensiasi.
- Energi, materi dan organisasi.
- Ilmu Pengetahuan Alam, Teknologi dan Masyarakat.
Untuk memudahkan mempelajari tema tersebut ataupun melandasi suatu penelitian, objek-objek tersebut dipilah-pilah menurut tingkatan-tingkatan yaitu mulai dari tingkatan molekuler, sel, jaringan, organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, hingga tingkatan bioma, dimana antar tingkatan tersebut saling berhubungan. Coba perhatikan gambar berikut ini:
Gambar 1. Ruang Lingkup Biologi
A. Organisasi Tingkat Molekul dan Sel
Para ahli biologi telah mempelajari tingkat-tingkat organisasi ini selama berabad-abad. Dalam abad ini dimana alatdan teknik sudah canggih, para biologiwan dapat menyingkap lebih jauh ke dalam kerumitan benda-benda hidup. Mikroskop elektron salah satunya, yang dapat menyingkapkan derajat struktur sub selular organel serta organisasinya. Perhatikanlah gambar 1 berikut ini, mikroskop cahaya dapat memperbesar benda/objek hingga 2000 kali, sedangkan mikroskop elektron dapat memperbesar benda/objek hingga 500.000 kali.
a
b
Gambar 2. Jenis mikroskop: (a) mikroskop cahaya, dan (b) mikroskop elektron
Dengan alat dan teknik kimia pun, struktur sub selular (organel) ini dapat dipisahkan lagi menjadi makro molekul, molekul yang lebih sederhana, bahkan hingga atom-atom (proton, neutron, dan elektron) yang membangunnya. Telah diketahui bahwa salah satu ciri yang paling khas pada organisme hidup adalah bahwa organisme dibangun oleh molekul yang mengandung atom karbon (C = carbon), hidrogen (H), dan oksigen (O). Kimia senyawa-senyawa karbon itu selanjutnya disebut Kimia Organik. Batuan (benda mati) dapat juga terjadi dari atom-atom karbon tetapi hanyalah jika proses kehidupan telah menjadi batuan fosil. Namun organisasi atom dan molekul dalam organisme hidup jauh lebih dinamik dari pada yang terdapat dalam benda mati seperti batuan.
Tubuh organisme hidup tersusun atas molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Molekul organik ini ada 4 macam atau golongan yaitu:
1. Molekul lipid.
Molekul ini mengandung sejumlah besar atom karbon, hidrogen, serta oksigen, dan kadang kala ditambah Nitrogen dan Posfor. Di dalam sel terdapat bermacam jenis lipid, diantaranya adalah lemak, fosfolipid dan steroid. Lemak, baik lemak jenuh (yang berasal dari hewan) maupun lemak tak jenuh (yang berasal dari minyak tumbuhan) merupakan sumber cadangan energi bagi organisme hidup. Fosfolipid merupakan bagian penting penyusun membran sel. Perhatikan gambar 3 mengenai struktur membran sel. Steroid misalnya kolesterol merupakan bahan baku pembuatan garam-garam empedu, vitamin D dan beberapa hormon (estrogen, progesteron, dan testosteron). Garam-garam empedu penting untuk mengemulsi lemak agar lemak yang kita makan dapat tercerna dan terserap usus kita. Bila kadar kolesterol dalam darah berlebihan akan menjadi penyebab utama peyakit jantung koroner (penyumbatan pembuluh nadi tajuk atau arteri koronaria).
Gambar 3. Membran plasma.
(a) transmisi elektron yang menunjukkan permukaan membran sel,
(b) struktur membran plasma, dibangun oleh lipid, protein dan karbohidrat.
2. Molekul karbohidrat.
Molekul ini mengandung atom karbon, hidrogen dan oksigen. Contoh karbohidrat adalah glukosa. Glukosa ini merupakan sumber energi atau bahan bakar terpenting bagi organisme hidup. Glukosa ini juga merupakan monomer atau unit/satuan penyusun polimer karbohidrat seperti pati dan selulosa. Pati yang merupakan polimer dari glukosa, ada 2 macam yaitu amilosa dan amilopektin. Pati tidak dapat larut dalam air jadi dapat dimanfaatkan sebagai depot penyimpanan glukosa. Tumbuhan yang kelebihan glukosa akan merubahnya menjadi pati sebagai makanan cadangan. Pati banyak terdapat dalam kentang, padi, jagung dan gandum. Seperti halnya dengan pati, selulosa adalah suatu polisakarida dengan glukosa sebagai monomernya. Tetapi bentuk ikatan antarglukosanya berbeda dengan ikatan antar glukosa pada pati. Ikatan antarglukosa pada selulosa sedemikian rupa menghasilkan suatu molekul yang panjang, lurus, kaku dan rapat, sehingga selulosa berbentuk rangkaian serat yang panjang dan kaku, suatu bahan baku yang sempurna sebagai penyusun dinding sel tumbuhan. Perhatikan perbedaan pati dengan selulosa pada sel tumbuhan pada gambar 4 berikut ini.
Gambar 4. a. Butir-butir pati dalam sel-sel cadangan makanan,
perhatikan dinding-dinding selnya.
Gambar 4. b. Serat (fibril) selulosa dalam dinding sel Alga hijau; pembesaran 17000 kali.
3. Molekul protein.
Molekul ini adalah makro molekul yang polimer (dibangun oleh asam amino sebagai monomernya) dan tidak bercabang. Tersusun dari unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H) oksigen (O) dan nitrogen (N), dan kadang-kadang disertai unsur sulfur (S), dan posfor (P). Kira-kira 50% dari berat kering organisme hidup adalah protein. Protein dalam organisme hidup ini ada yang berperan sebagai enzim, sebagai sumber energi misalnya untuk pergerakan otot, ada yang bertanggung jawab atas pengangkutan materi melalui peredaran darah misalnya hemoglobin dan zat anti bodi, ada pula yang berperan sebagai persediaan makanan misalnya ovalbumin pada putih telur dan kasein pada susu. Protein juga merupakan bahan untuk perbaikan, pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel dari organ tubuh. Terdapat 20 macam asam amino yang membentuk berbagai macam protein dalam tubuh organisme hidup.
4. Molekul asam nukleat.
Molekul ini merupakan satu-satunya molekul yang membawa informasi genetik organisme hidup. Terdapat 2 golongan besar asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Kedua asam ini adalah polimer linier yang tidak bercabang, dengan nukleotida sebagai monomernya. Satu nukleotida tersusun atas 3 bagian yaitu:
Gambar 5. Macam-macam Komponen Penyusun DNA: (a) Gula 5 Karbon (2-deoksiribosa); (b) Basa Nitrogen; dan (c) Gugus Fosfat.
Gambar 6. Macam-macam nukleotida, (a) deoksiguanosin, (b) deoksiadenosin,
(c) deoksisitidin, dan (d) deoksitimidin
Kini Anda telah memahami bahwa pada organisme hidup, atom-atom berikatan membentuk molekul. Molekul-molekul ini tersusun ke dalam sistem interaksi yang kompleks yang kemudian membentuk sebuah sel. Dengan kata lain, molekul-molekul organik tersebut bergabung membentuk organel-organel sel, kemudian berbagai organel tersebut saling berinteraksi membentuk satu kesatuan terkecil dari makhluk hidup/organisme yang disebut Sel. Kita kenal ada sel hewan dan sel tumbuhan. Perhatikanlah kedua macam sel itu pada gambar 6 berikut ini. Bandingkan perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan tersebut.
Gambar 7. Sel: (a) sel hewan, dan (b) sel tumbuhan
Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa sebuah sel dibangun oleh komponen-komponen berikut: air, ion-ion anorganik, makromolekul (protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat/polisakarida), dan mikromolekul (asam amino, asam lemak, nukleotida, dan glukosa).
Telah Anda ketahui bahwa seluruh aktivitas sel dikendalikan oleh nukleus. Tahukah Anda materi atau molekul apakah yang terdapat di dalam nukleus? Ya benar, di dalam nukleus terdapat dua macam molekul atau materi hereditas yakni asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). DNA ini sering dihubungkan dengan gen. Apakah gen itu? Gen adalah bagian tertentu dalam untaian DNA yang dapat mengkodekan protein fungsional di dalam sel. Melalui protein-protein yang dikodekan oleh DNA inilah semua proses di dalam sel dapat berlangsung secara teratur. Kedua materi hereditas ini akan Anda pelajari lebih mendalam di kelas III
Sel sebagai unit fungsional dan unit struktural terkecil pada organisme multiseluler akan selalu memperlihatkan ciri-ciri hidup, diantaranya adalah:
1. Mampu bereproduksi atau menghasilkan keturunan melalui pembelahan diri secara mitosis atau meiosis
2. Mampu memperoleh atau menghasilkan energi untuk kehidupannya melalui serangkaian proses respirasi sel di dalam mitokondria, energi ini berbentuk adenosin triphosphat (ATP).
3. Mampu memberikan respons/tanggapan terhadap stimulus/rangsang.
4. Mampu melakukan pencernaan intra seluler (digestive) dan pengeluaran (ekskresi) melalui serangkaian proses seperti pada gambar 7 ini:
Gambar 8. Mekanisme sel dalam memasukan dan mengeluarkan zat yang dibutuhkan
dan zat sisa pencernaan.
5. Mampu bertumbuh dan berkembang bahkan berdiferensiasi. Sel-sel anak hasil pembelahan sel (mitosis) akan tumbuh hingga mencapai ukuran tertentu, kemudian mulai berkembang, berdiferensiasi atau berspesialisasi (berubah bentuk menurut fungsi-fungsi tertentu). Sebagai contoh; di dalam tubuh manusia terdapat bermacam-macam sel yang berdiferensiasi menyusun suatu jaringan. Dari manakah berbagai macam sel tubuh kita berasal? Yaitu dari sebuah sel yang dinamakan zigot. Pada saat zigot berumur 24 jam, ia mulai membelah diri secara mitosis dan berulang-ulang, hingga membentuk struktur yang disebut Morula, lalu Blastula kemudian Gastrula. Pada saat fase gastrula inilah mulai terjadi diferensiasi sel-sel menjadi jaringan-jaringan dan organ-organ.
Adapun kemajuan IPTEK di bidang Biologi Sel dan Molekuler saat ini telah dapat memecahkan banyak persoalan di masyarakat. Misalnya, melalui serangkaian penelitian ahli-ahli Biologi telah dapat mengidentifikasi jenis virus HIV, virus SARS, ataupun virus flu burung yang akhir-akhir ini mewabah dan membuat kecemasan di kalangan masyarakat. Setelah diidentifikasi, para ahli pun kemudian melakukan serangkaian penelitian lagi dalam upaya pencarian vaksin atau obatnya.
Para ahli biologi juga telah dapat mengetahui susunan DNA dalam sel dengan alat PCR (Polymerase Chain Reaction), dan berhasil mengidentifikasi gen-gen yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan organ tubuh tertentu pada mamalia.
Akhir-akhir ini pun banyak beredar tanaman-tanaman transgenik (yaitu tanaman yang sel-selnya mengandung gen sisipan dari organisme lain dengan tujuan tertentu). Dengan teknik transgenik, tanaman dapat direkayasa memiliki kemampuan mengikat Nitrogen bebas dari udara tanpa harus diberikan pupuk. Ataupun mempu menghasilkan insektisida dalam tubuhnya sendiri sehingga tidak perlu lagi diberikan semprotan insektisdida.
Demikian pula halnya dengan hewan/ternak transgenik, telah dihasilkan ayam petelur, ayam pedaging, sapi pedaging, maupun domba yang mampu memproduksi air susu yang komposisinya mirip dengan ASI manusia. Dan masih banyak lagi penemuan-penemuan di bidang Biologi Sel dan Molekuler lainnya yang bermanfaat bagi manusia. Dapatkah Anda memberikan contoh kemajuan atau penemuan di bidang Biologi Sel dan Molekuler lainnya? Cobalah Anda cari di surat kabar, majalah, atau sumber lainnya, kemudian jadikan klipping agar dapat menambah pengetahuan dan memperluas wawasan Anda.
B. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan dan Organ
Organisasi kehidupan tingkat ini tidak dimiliki oleh organisme uniseluler, tetapi hanya dimiliki oleh organisme multiseluler. Mengapa? Ya, karena seluruh aktivitas hidup pada organisme uniseluler dilaksanakan oleh sel itu sendiri. Sedangkan pada organisme multiseluler aktivitas hidup dilaksanakan oleh banyak sel yang terorganisasi atau teratur dan saling berhubungan dengan baik hingga menjadi satu kesatuan fungsi membentuk satu tubuh individu.
Organisasi kehidupan setelah tingkat molekul dan sel adalah tingkat jaringan dan organ. Apakah yang dimaksud dengan jaringan dan organ? Ya bagus! Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang bentuknya sama untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. Sedangkan Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang mampu melaksanakan satu fungsi tertentu.
Pada dunia hewan tingkat tinggi dan manusia terdapat 5 macam jaringan dasar penyusun tubuhnya. Kelima jaringan tersebut adalah jaringan: epitelium, otot, ikat, tulang dan saraf. Sedangkan pada dunia tumbuhan terdapat 7 macam jaringan dasar penyusun tubuh. Ketujuh jaringan dasar tersebut adalah jaringan: epidermis, parenkima, kolenkima, sklerenkima, endodermis, xilem dan floem.
Contoh jaringan pada hewan dan manusia adalah jaringan saraf. Jaringan saraf ini tersusun oleh sel-sel saraf (neuron), yang bertugas menghantarkan impuls. Dan contoh jaringan pada tumbuhan tingkat tinggi adalah jaringan xilem yang tersusun oleh sel-sel xilem, yang bertugas membawa air dan garam mineral dari tanah sampai ke daun.
Dapatkah Anda menyebutkan contoh organ pada hewan dan manusia? Bagus! Contoh organ pada hewan dan manusia adalah usus, jantung, paru-paru, hati, lambung, mata, dan sebagainya. Marilah kita bahas salah satu contoh organ pada tubuh hewan dan manusia tersebut, yaitu usus halus.
Usus halus tersusun oleh beberapa macam jaringan yang masing-masing mempunyai fungsi tertentu, yaitu jaringan: epitelium, ikat, otot polos, dan saraf. Jaringan epitelium berfungsi membungkus villi, mensekresikan mukus dan mengabsorpsi air serta zat-zat gizi makanan. Jaringan ikat yang dalam hal ini berupa pembuluh darah bersama dengan epitelium berfungsi mengangkut sari makanan. Jaringan otot berfungsi untuk melakukan gerak peristaltis dibawah stimulus saraf otonom. Dan jaringan saraf berfungsi mengorganisir kerja ketiga jaringan tadi. Struktur kompleks usus halus ini mempunyai satu fungsi yakni untuk mencerna dan menyerap sari-sari makanan. Perhatikanlah gambar 8 berikut ini.
Gambar 9. Penampang membujur dan melintang usus halus
Lalu bagaimanakah halnya dengan organ pada tumbuhan tingkat tinggi? Ya betul, organ pada tumbuhan tingkat tinggi tidak sebanyak organ pada hewan tingkat tinggi dan manusia. Organ pada tumbuhan hanyalah akar, batang, daun, bunga dan buah. Organ pada tumbuhan ini juga tersusun oleh beberapa macam jaringan. Marilah kita bahas salah satu organ pada tumbuhan tersebut sebagai contoh, yaitu daun.
Ketika belajar di SMP tentu Anda sudah mempelajari jaringan-jaringan penyusun daun bukan? Dapatkah Anda sebutkan jaringan apa saja yang menyusun organ daun? Dan apakah fungsi dari masing-masing jaringan tersebut? Bagus! Sekarang, dengan memperhatikan gambar 9, temukan jaringan-jaringan berikut: epidermis atas, palisade, bunga karang, dan epidermis bawah. Tunjukkan pula dimana letak kloroplas dan stomata.
Gambar 10. Struktur anatomi daun.
Bagaimana, Anda dapat menemukan semua jaringan-jaringan penyusun daun? Bagus. Untuk lebih memantapkan pemahaman Anda mengenai organisasi tingkat sel-jaringan-organ, kerjakanlah kegiatan praktikum/kerja ilmiah 1 berikut ini. Bacalah terlebih dahulu petunjuknya, persiapkan alat-bahannya, dan mulailah bekerja dengan cermat, sesuai dengan petunjuk. Bertanyalah kepada guru bina Biologi Anda jika ada hal-hal yang kurang Anda mengerti. Selamat Bekerja!
C. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu dan Populasi
Telah dijelaskan bahwa setiap organ yang tersusun atas beberapa jaringan, mempunyai fungsi-fungsi spesifik. Misalnya jantung untuk memompa darah, paru-paru untuk respirasi, lambung untuk mencernakan makanan, usus halus untuk menyerap sari-sari makanan, otak untuk berpikir serta mengatur seluruh aktivitas organ, dan sebagainya.
Walaupun masing-masing organ menjalankan fungsinya sendiri-sendiri, namun antara organ yang satu dengan organ yang lain saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Misalnya, agar jantung dapat memompa darah, maka jantung membutuhkan energi dan oksigen sebagai bahan bakarnya. Energi diperoleh dari nutrisi yang dicerna oleh lambung dan diserap oleh usus kemudian diantarkan oleh darah. Sedangkan oksigen diperoleh dari paru-paru yang juga diantarkan oleh darah. Proses-proses serupa ini juga terjadi pada organ-organ lainnya.
Begitu pula pada tumbuhan, fungsi dan kerja daun, batang serta akar sangat saling terkait atau berhubungan dan mempengaruhi. Agar dapat berfotosintesis, menghasilkan karbohidrat dan oksigen, daun membutuhkan air dan garam mineral dari tanah serta karbondioksida dari udara. Bagaimanakah air dan garam mineral dari tanah dapat sampai ke daun? Untuk itu daun membutuhkan kerja serta fungsi akar yang menyerap air dan mineral dari dalam tanah dan kemudian diangkut melalui batang ke daun oleh xylem. Sedangkan CO2 diperoleh ari udara melalui stomata dari daun.
Dapatlah kita simpulkan kini bahwa untuk menjalankan fungsinya, suatu organ akan melibatkan organ-organ lainnya. Hal ini menimbulkan pengelompokan kerja organ-organ yang memiliki suatu fungsi khusus, dan yang kemudian kita kenal sebagai Sistem Organ. Jadi apakah artinya sistem organ? Ya bagus, sistem organ adalah kumpulan beberapa organ dengan sistem tertentu untuk melaksanakan fungsi hidup tertentu.
Adapun posisi berbagai organ di dalam tubuh hewan dan manusia disesuaikan dengan fungsinya sebagai pembentuk sistem organ tertentu. Misalnya paru-paru; organ ini terletak di rongga dada berhubungan dengan trakea dan berfungsi dalam sistem respirasi; hati terletak di rongga perut dekat dengan lambung, pankreas, dan usus, dan berfungsi dalam sistem pencernaan. Perhatikan posisi paru-paru dan hati pada gambar 10 berikut.
Gambar 11. Sistem pencernaan, dan respirasi pada manusia
Di dalam tubuh hewan tingkat tinggi seperti vertebrata, terdapat bermacam sistem organ. Sekarang coba Anda sebutkan sistem organ pada tubuh manusia sekaligus dengan fungsinya. Kemudian cocokkan jawaban Anda tadi dengan Tabel 2 mengenai Sistem Organ berikut ini.
Tabel 2. Sistem Organ pada mamalia dan manusia.
Seluruh sistem organ tersebut saling berinteraksi, saling menunjang atau saling berpengaruh dan membentuk satu tubuh yang dikenal dengan istilah individu. Apabila terjadi gangguan pada salah satu sistem organ pada individu maka sistem organ yang lain juga mengalami gangguan. Oleh karena itu, menjaga keseimbangan fungsi suatu sistem organ berarti menjaga keselarasan kerja antara sistem organ, dan dapat menjadikan tubuh tetap sehat. Jadi individu merupakan satu organisme yang tubuhnya tersusun oleh berbagai sistem organ yang saling berhubungan.
Uji Kompetensi 1
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda (X) pada huruf di depan jawaban dari soal-soal berikut!
1. Tubuh organisme ini tidak tersusun oleh sel melainkan oleh asam nukleat yang diselubungi protein. Organisme ini adalah ....
A. Monera
B. Protista
C. Algae
D. Virus
E. Fungi
2. Ciri yang paling khas pada organisme hidup adalah ....
A. bereproduksi
B. digesti dan ekskresi
C. dapat bergerak dan berespon
D. tubuhnya tersusun oleh sel
E. tubuhnya dibangun oleh molekul yang mengandung atom C
3. Molekul yang termasuk molekul lipid adalah ….
A. pati, lemak, selulosa
B. lemak, fosfolipid, steroid
C. gula, steroid, asam amino
D. asam nukleat, fosfolipid, pati
E. steroid, asam nukleat, gula
4. Yang dimaksud dengan 2 golongan besar asam nukleat adalah ….
A. DNA & RNA
B. Purin & Pirimidin
C. Nukleotida & gugus fosfat
D. Gula pentosa & nukleotida
E. Asam amino & protein
5. Sel sebagai unit fungsional terkecil di dalam organisme multiseluler mampu menghasilkan energi. Organel sel yang mampu menghasilkan energi melalui respirasi sel adalah .…
A. ribosom
B. badan golgi
C. mitokondria
D. retikulum endoplasma
E. kloroplas
6. Pada cabang biologi sel dan molekuler, para ahli mampu menggandakan untai DNA sehingga dapat mengenali urutan basa nitrogen pada DNA yang dikehendaki. Alat yang digunakan untuk keperluan tersebut adalah .…
A.electroforesis
B. scanning electron microskop
C. sentrifuge
D. polimerase chain reaction (PCR)
E. spektrofotometer
7. Objek biologi yang memiliki kajian tersempit adalah ....
A. populasi
B. individu
C. jaringan
D. sel
E. molekuler
8. Proses pengangkutan air dan garam mineral dari dalam tanah ke daun pada tumbuhan dilakukan oleh sel-sel ....
A. xylem
B. ploem
C. parenkim
D. kolenkim
E. epidermis
9. Pernyataan-pernyataan berikut adalah benar, kecuali ….
A. interaksi antara individu dalam populasi disebut interaksi intra species
B. interaksi antara komunitas dengan abiotik disebut ekosistem
C. tidak semua bioma terdiri atas kumpulan produsen, konsumen dan pengurai
D. ekosistem dapat dianggap sebagai sistem.yang terbuka dan dinamis
E. proses transfer energi dalam ekosistem terjadi melalui rantai makanan dan jaring-jaring makanan
10. Usus halus tersusun atas beberapa jaringan dengan struktur dan fungsi tertentu. Jaringan pada usus halus yang berfungsi untuk absorpsi adalah .…
A. jaringan ikat
B. jaringan penghubung
C. jaringan epitel
D. jaringan saraf
E. jaringan otot
11. Interaksi antara komponen biotik dan abiotik pada suatu tempat dinamakan ....
A. populasi
B. ekosistem
C. komunitas
D. interaksi interspecies
E. predasi
12. Berikut ini yang bukan komponen abiotik adalah .…
A. air
B. cahaya
C. dekomposer
D. tanah
E. pH
13. Proses makan dan dimakan dalam urutan linier pada suatu ekosistem dinamakan ….
A. rantai makanan
B. predasi
C. siklus energi
D. jaring-jaring makanan
E. tingkat trofik
14. Ada tumbuhan yang daunnya seperti duri, batangnya menyimpan air, dan ada tumbuhan yang tubuhnya tertutup oleh kutikula yang tebal serta memiliki akar yang sangat anjang. Tumbuhan seperti ini hidup pada bioma ….
A. padang rumput
B. tiaga
C. padang pasir
D. savana
E. hutan hujan tropis
15. Sistem organ yang berfungsi mengedarkan zat-zat gizi dari usus ke seluruh tubuh adalah ….
A. sistem saraf
B. sistem hormon
C. sistem gerak
D. sistem sirkulasi
E. sistem pencernaan
16. Bioma ini memiliki tumbuhan yang heterogen dan terdapat epifit dan liana, bioma ini adalah ….
A. savana
B. taiga
C. hutan boreal
D. hutan hujan tropis
E. hutan decidous
17. Bioma ini terdapat di daerah yang iklimnya memiliki 4 musim.Bioma itu adalah ....
A. hutan konifer
B. hutan hujan tropis
C. hutan decidous
D. taiga
E. savana
18. Tindakan manusia berikut ini yang kurang hati-hati dan kurang bijaksana dapat menyebabkan kerusakan keseimbangan ekosistem, kecuali ….
A membuat kawasan industri
B. membangun perkotaan
C. menggunakan pestisida dan insektisida
D. menebangi hutan untuk diambil kayunya
E. membuat suaka alam
19. Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan disebut ....
A bioma
B. siklus biogeokimiawi
C. homeostasis
D. efek rumah kaca
E. suksesi ekologis
20. Objek biologi yang memiliki kajian terluas adalah ….
A. bioma
B. ekosistem
C. komunitas
D. populasi
E. individu
KUNCI JAWABAN
UJI KOMPETENSI-1
1. D 11. B
2. D 12. C
3. B 13. A
4. A 14. C
5. C 15. D
6. D 16. D
7. E 17. C
8. A 18. E
9. C 19. E
10. C 20. A
CABANG-CABANG BIOLOGI DAN PEMANFAATANNYA BAGI MANUSIA SERTA LINGKUNGANNYA
>>Tujuan : Setelah mempelajari kegiatan ini Anda diharapkan dapat mengidentifikasikan cabang-cabang Biologi menurut objeknya, fenomena dan persoalan yang dikaji; dan menganalisis manfaat Biologi bagi manusia dan lingkungannya.
Uraian
Dulu, sebelum mikroskop ditemukan, orang tidak dapat mengembangkan ilmu pengetahuan tentang jasad renik/mikroorganisme. Tetapi kini banyak hal yang berkaitan dengan mikroorganisme telah terungkap, khususnya yang berkaitan dengan penyakit-penyakit akibat mikroorganisme tersebut. Misalnya begini. Pada zaman dahulu orang yang sakit dikatakan karena darahnya kotor, agar dapat sembuh, darah kotor tersebut harus dikeluarkan. Cara yang biasa dilakukan untuk mengeluarkan darah kotor tersebut adalah dengan menempelkan lintah pada tubuh penderita selama beberapa saat, agar lintah menghisap darah kotor tadi. Setelah beberapa hari biasanya orang itu berangsur sehat. Oleh karena itulah lintah diberi nama Hirudo medicinalis. Contoh lainnya adalah begini. Dahulu orang mengira bahwa penyakit malaria disebabkan oleh udara buruk (malaria artinya udara buruk). Kini telah diketahui bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh Plasmodium dalam darah, yang ditularkan oleh nyamuk Anopheles.
Jadi banyak teori dalam biologi yang berlaku pada zaman dulu, kini telah runtuh oleh teori-teori dan fakta-fakta baru. Ada kemungkinan teori yang berlaku saat ini masih akan diruntuhkan oleh teori yang akan muncul di masa yang akan datang.
Suatu penelitian yang berjudul “ Interaksi antara musuh alami, herbivora, dan tanaman kakao”, berhasil menemukan solusi untuk mengatasi hama penyakit yang menyerang kakao secara alami. Ada 4 species semut yaitu: D.thoracicus, O.smaragdina, Crematogaster sp., dan Iridomyemex sp., yang bisa mengurangi kepadatan Helopeltis, penyebab bintik-bintik pada buah kakao (sumber: Republika 5 Maret 2004).
Hal ini tidak pernah terpikirkan sebelumnya bukan? Padahal selama ini kita beranggapan bahwa semut sendiri merupakan hama. Itulah salah satu hal yang menarik jika kita mengkaji seluk beluk kehidupan semut lebih mendalam. Di dalam biologi ada ilmu khusus yang mempelajari kehidupan serangga yaitu Entomologi. Dan selain entomologi masih banyak cabang-cabang biologi lainnya yang masing-masing memiliki kajian khusus. Sebelum kita mempelajari cabang-cabang ilmu biologi, mari kita lihat terlebih dahulu pengertian dari istilah Biologi.
Biologi berasal dari dua kata bahasa Yunani, yaitu ‘bios’ dan ‘logos’ yang artinya ‘hidup’ dan ‘ilmu’. Jadi secara sederhana Biologi dapat diartikan sebagai ilmu tentang hidup. Pengertian ini kemudian berkembang dan disempurnakan sehingga mencakup seluruh objek atau kajiannya yang sangat luas itu. Definisi Biologi yang lebih lengkap tersebut adalah sebagai berikut; Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan gejala kehidupan. Objek atau kajian dalam Biologi meliputi kelima Kingdom/Regnum dan Virus. Kelima Kingdom tersebut adalah Animalia (hewan), Plantae (tumbuhan), Fungi (jamur), Protista dan Monera.
Adapun objek-objek tersebut selanjutnya akan dikaji lebih jauh mulai dari lingkup yang paling kecil yaitu molekul hingga lingkup bioma di permukaan bumi. Dimana interaksi antarbioma di permukaan bumi ini membentuk lapisan makhluk hidup di bumi yang dikenal sebagai Biosfer.
CABANG-CABANG BIOLOGI
Di atas telah dijelaskan bahwa untuk mempermudah mempelajarinya, maka Biologi dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu. Tiap cabang ilmu mengkhususkan bahasannya pada satu objek tertentu saja. Misalnya cabang Biologi yang didasarkan pada objek diantaranya Zoologi, Botani, Mikologi, Mikrobiologi, dan Virologi. Kemudian dari tiap objek itu, misalnya Zoologi terbagi lagi menjadi Vertebrata dan Invertebrata. Dan Vertebrata yang terbagi lagi menjadi 5 Filum (Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia) memunculkan cabang-cabang ilmu seperti Ichtyologi, Herpitologi, Ornitologi dan Mamalogi. Dari tiap cabang ilmu ini muncul lagi cabang-cabang ilmu yang semakin spesifik. Misalnya, dari Mamalogi kemudian muncul cabang-cabang ilmu yang mengkaji lebih jauh mengenai hewan mamalia dan manusia tersebut, seperti Sitologi, Anatomi, Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Genetika, Embriologi. Pemilahan ilmu ini terjadi pula pada cabang-cabang ilmu Biologi lainnya.
Adapun cabang Biologi yang didasarkan pada persoalannya antara lain Ekologi, Toksikologi, Taksonomi, Biologi Reproduksi, dan Teratologi. Dan cabang Biologi yang didasarkan pada tingkat organisasi kehidupan antara lain Sitologi, Histologi, Organologi, Biologi Populasi, Biologi Molekuler, dan Genetika Populasi. Pada cabang Biologi Terapan yang bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia pun kini terbagi menjadi Kedokteran, Gizi dan Kesehatan/Higiene, Pertanian, Peternakan, Perikanan, serta Bioteknologi. Kemudian dari ilmu Kedokteran sendiri muncul ilmu-ilmu spesifik antara lain spesialisasi saraf, mata, kandungan, gigi, THT, internis, dan anak. Demikian pula dengan cabang biologi terapan lainnya.
Maksudnya begini, apabila Anda senang mempelajari tentang tubuh manusia, pada akhirnya akan mendorong Anda mengkhususkan diri dan berprofesi pada dunia Kedokteran, mulai dari Kedokteran Umum atau bahkan hingga ke Spesialis tertentu. Atau misalnya Anda senang mempelajari dunia tumbuhan, pada akhirnya akan mendorong Anda menjadi seorang ahli/biologiwan yang mampu menciptakan jenis tumbuhan atau bibit unggul baru dengan sifat unggul tertentu melalui bioteknologi/rekayasa genetika.
Memang ilmu pengetahuan seperti Biologi yang senantiasa berkembang dapat diibaratkan sebagai pohon yang semakin membesar, tumbuh cabang, anak cabang, ranting dan seterusnya hingga pohon tersebut semakin rimbun. Hal ini dikarenakan manusia memiliki rasa keingintahuan yang besar, selain itu pun karena ditunjang oleh kemajuan/perkembangan ilmu pengetahuan lainnya seperti kimia, fisika dan teknologi. Sekarang perhatikanlah gambar 20 berikut ini mengenai Cabang-cabang Ilmu Biologi berdasarkan objek kajiannya.
Gambar 20. Cabang-cabang Ilmu Biologi
Selain berdasarkan objek kajian tersebut di atas, Biologi juga mengkaji hal-hal yang berhubungan dengan lingkungan, sehingga terdapat pula cabang-cabang Biologi antara lain:
- Ekologi
- Limnologi
- Toksikologi
- Higiene & Gizi
Biologi juga berperan sebagai Biologi Terapan pada berbagai cabang ilmu seperti:
- Pertanian
- Peternakan
- Perikanan
- Kehutanan
- Kedokteran
- Bioteknologi /Rekayasa Genetika
Tabel 3. Bidang kajian cabang-cabang biologi.
Sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian mengenai cabang-cabang Biologi? Bagus, sekarang coba Anda jawab tiga pertanyaan berikut ini. Usahakan tidak melihat lagi ke uraian yang telah diberikan di atas.
1. Cabang ilmu Biologi apa sajakah yang dapat dipilah dari Ilmu Botani?
2. Apabila Anda terjun ke dalam dunia kedokteran, cabang ilmu Biologi apa sajakah yang perlu Anda pelajari?
3. Apakah bidang kajian dari Ekologi, Genetika, Embriologi, Mikrobiologi dan Evolusi?
Bagaimana? Pasti Anda dapat menjawab ketiga pertanyaan tersebut bukan? Bagus! Sekarang coba Anda cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawabannya berikut ini.
1. Dari Ilmu Botani dapat dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu sebagai berikut: Taksonomi Tumbuhan, Morfologi Tumbuhan, Anatomi Tumbuhan, Fisiologi Tumbuhan, Genetika, Ekologi Tumbuhan, dan Patologi Tumbuhan.
2. Cabang-cabang ilmu Biologi yang berkaitan dengan bidang Kedokteran antara lain sebagai berikut: Anatomi Manusia, Fisiologi Manusia, Biologi Reproduksi, Embriologi, Genetika, Endokrinologi, Patologi, Mikrobiologi, Virologi, Farmakologi, Radiobiologi, Gizi dan Higiene.
3. Bidang kajian dari Ekologi adalah hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Bidang kajian dari Genetika adalah mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat. Bidang kajian dari Embriologi adalah perkembangan embrio dari zigot hingga janin beserta faktor-faktor yang mempengaruhinya. Bidang kajian dari Mikrobiologi adalah mikroorganisme atau jasad renik dan seluk beluknya. Dan bidang kajian dari Evolusi adalah sejarah perkembangan makhluk hidup dari tingkat rendah ke tingkat tinggi.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG KEDOKTERAN
Sebagai ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk kehidupan, manfaat Biologi dalam meningkatkan kesejahteraan manusia tidak perlu diragukan lagi. Berdasarkan ilmu murni Biologi, telah dikembangkan berbagai ilmu terapan (bioteknologi) yang telah memajukan dunia kedokteran, industri, pertanian, dan peternakan, serta perikanan. Seberapa besarkah pemanfaatan biologi untuk kesejahteraan manusia telah dilaksanakan? Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pelajari uraian selanjutnya berikut ini.
Dahulu banyak masalah penyakit yang tidak dipahami penyebab maupun cara pengobatannya, sehingga cara yang ditempuh untuk mencegah maupun dalam menyembuhkannya tidak tepat. Tetapi berkat perkembangan Biologi, khususnya dalam cabang ilmu: anatomi dan fisiologi manusia, mikrobiologi, virologi dan patologi, telah banyak membantu para dokter dalam memahami penyebab gangguan tersebut. Dengan demikian para dokter berhasil mencegah dan menyembuhkan berbagai penyakit yang sampai saat ini sering menjadi masalah yang menakutkan manusia.
Berikut ini adalah contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia kesehatan dan atau kedokteran.
a. Para penderita penyakit yang mengalami kerusakan pada salah satu organ tubuhnya, kini telah mendapatkan jalan keluarnya yaitu melalui teknik transplantasi (pencangkokan) organ. Transplantasi organ yang sudah berhasil dilakukan oleh para dokter adalah pencangkokan ginjal, jantung, sumsum tulang belakang maupun hati.
b. Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.
c. Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa jenis mikroba yang menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan. Dengan demikian, antibiotik untuk mikroba-mikroba tersebut dapat dibuat.
d. Virologi pun telah memberikan sumbangannya pada dunia kedokteran, dengan mendasari pengetahuan dalam usaha menciptakan vaksin-vaksin. Misalnya pada kasus yang baru saja terjadi yaitu mengenai Virus Flu Burung. Sebuah surat kabar memberitakan bahwa Virus Flu Burung atau disebut juga Virus Avian Influenza, yang hanya dapat diteruskan kepada manusia melalui kontak yang sangat dekat, telah dapat ditemukan vaksinnya oleh para pakar Imunologi dan Bioteknologi di Badan Kesehatan Dunia (WHO). Caranya adalah dengan menggabungkan gen Avian dengan gen flu pada manusia agar menjadi ‘aman’. Mereka mengambil satu gen virus flu burung kemudian menggantikan gennya tadi dengan gen flu manusia. Hasil dari kombinasi virus buatan ini kemudian dipersiapkan sebagai basis untuk pembuatan vaksinnya. (Sumber: Pikiran Rakyat 5 Februari 2004).
e. Para penderita obesitas (penyakit kegemukan) kini pun telah mendapatkan jalan keluar dalam mengatasi kelebihan berat badannya. Hal ini dijelaskan dalam suatu kutipan dari sebuah surat kabar bahwa; Para ahli fisiologi dan ilmu gizi dari Universitas Texas Southwestern Medical Centre, Dallas Amerika Serikat, telah berhasil mengubah sel-sel lemak biasa menjadi lemak yang bisa terbakar. Penelitian dilakukan melalui penyuntikan gen Leptin (suatu protein yang terkait dengan proses metabolisme) pada tikus percobaan. Hasil penyisipan gen membuktikan bahwa sel-sel yang biasanya menimbun lemak berubah menjadi sel-sel pembakar lemak. Akibatnya, tikus menjadi langsing dengan hilangnya 26% bobot tubuhnya selama dua pekan. (Sumber: Pikiran Rakyat 26 Februari 2004).
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang kedokteran, yang pada dewasa ini sudah banyak kemajuan yang dicapai. Di samping itu, berkat penelitian yang terus menerus, bermunculan berbagai cabang ilmu kedokteran (spesialisasi) berikut teknik-tekniknya, yang pada dasarnya dilakukan untuk meningkatkan kesehatan manusia. Masyarakat pun kini semakin mengetahui bagaimana cara hidup sehat, mengatur gizi, menghindari serta mencegah penyakit, yaitu dengan selalu menjaga kebersihan diri dan lingkungan, berolah raga secara teratur dan mengkonsumsi makanan bergizi dengan menu 4 sehat 5 sempurna dan pola gizi seimbang.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN
Dahulu para petani hanya mengetahui cara-cara bertani yang sederhana/tradisional, yakni hanya dengan mencangkul tanah kemudian menanaminya dengan tanaman yang diinginkan lalu disirami secukupnya. Dan hasil yang didapat ternyata tidak terlalu menggembirakan baik mutu maupun jumlahnya. Jika hal ini tidak segera diperbaiki maka kebutuhan masyarakat akan pangan tidak dapat tercukupi, dan akan terjadi kekurangan bahan pangan (rawan pangan). Apalagi pada masa sekarang ini, dimana telah terjadi ledakan jumlah penduduk, tentunya masalah rawan pangan merupakan masalah yang harus segera ditangani.Usaha yang harus dilakukan tidak hanya pada bagaimana membatasi pertambahan jumlah penduduk, tetapi juga harus dipikirkan bagaimana caranya meningkatkan produksi pangan.
Berkat kemajuan cabang-cabang Biologi dan teknologinya, sudah banyak orang mengetahui bagaimana cara meningkatkan hasil pertaniannya. Masyarakat khususnya para petani, kini telah banyak mengetahui bagaimana cara memilih bibit tanaman unggul, bagaimana cara memilih pupuk yang diperlukan berikut cara memupuknya, serta bagaimana cara memberantas hama dengan pestisida atau insektisida, dengan maksud meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panennya. Mereka pun telah banyak mengetahui teknik-teknik berkebun seperti mencangkok, menempel, mengenten dan sebagainya.
Untuk mendapatkan bibit unggul dari berbagai jenis tanaman sekarang tidaklah sulit. Hampir di seluruh pelosok tanah air, bibit unggul berbagai jenis tanaman bukan merupakan barang langka lagi. Hal ini berkat makin berkembangnya prinsip-prinsip Genetika yang sudah banyak diketahui oleh para petani, seperti dengan melakukan penyilangan (bastar), yang dapat dilakukan sendiri oleh mereka. Selain itu, dengan menerapkan prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan, para petani melalui para ahli pertanian yang telah banyak mengetahui jenis pupuk yang baik untuk berbagai jenis tanaman.
Adapun dalam penggunaan pupuk, pestisida atau insektisida pada persawahan, perkebunan atau perladangan ini, para petani harus memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem di sekitarnya. Misalnya dengan mengikuti/mematuhi dosis (takaran) serta intensitas yang ditetapkan oleh setiap jenis pupuk atau pestisidanya. Jika pemakaian zat-zat kimia tersebut melebihi aturan yang ditetapkan biasanya akan menimbulkan pencemaran air sungai di sekitar areal pertanian tersebut.
Contoh kasus yang sering terjadi akibat pemakaian zat kimia yang tidak memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem adalah pada pemakaian pupuk N yang intensif. Pemakaian pupuk N secara terus menerus dapat menyebabkan kadar nitrat dalam air sungai di areal penanaman menjadi tinggi. Akibat yang terjadi kemudian adalah timbulnya penyakit methemoglobinemia jika air sungai tersebut dikonsumsi oleh manusia. Selain timbulnya penyakit itu, dapat terjadi pula eutrofikasi. Apakah methemoglobinemia itu, dan apa yang dimaksud dengan eutrofikasi?
Methemoglobinemia merupakan ketidakmampuan hemoglobin di dalam sel-sel darah merah untuk mengikat oksigen, karena hemoglobin diikat oleh nitrit. Nitrit ini dihasilkan dari pengubahan nitrat yang mengkontaminasi air minum oleh mikroorganisme pada saluran pencernaan manusia. Dan tahukah Anda apa akibatnya jika tubuh kita kekurangan oksigen? Sedangkan eutrofikasi adalah pengeruhan air yang disebabkan oleh berkembang dengan pesatnya alga dan eceng gondok pada perairan yang tercemar nitrat. Eutrofikasi ini menyebabkan organisme seperti ikan-ikan di perairan tersebut menjadi mati. (perhatikan gambar 21). Maka dari itulah, pengetahuan mengenai Ekologi serta teknik bertani sangat diperlukan agar tidak terjadi hal-hal yang pada akhirnya akan merugikan masyarakat sekitar atau para petani sendiri. Menurut Anda bagaimanakah mencegah pencemaran perairan oleh pupuk nitrat? Ya betul, diantaranya dengan mengadakan pergiliran penanaman jenis tanaman atau rotasi tanaman, sehingga pupuk yang digunakan juga berganti-ganti.
Gambar 21. Eutrofikasi oleh eceng gondok.
Masalah penyakit-penyakit yang menyerang tanaman, kini juga sudah banyak diketahui penyebabnya. Sudah banyak jenis virus, bakteri dan parasit lain yang menyerang tanaman budi daya yang berhasil diidentifikasi dan ditemukan cara pemberantasannya. Hal ini tentu berkaitan dengan kemajuan di bidang cabang-cabang Biologi seperti virologi, mikrobiologi dan parasitologi. Jadi, cabang-cabang Biologi yang berhubungan dengan bidang pertanian adalah botani, anatomi tumbuhan, fisiologi tumbuhan, virologi tumbuhan, parasitologi, mikrobiologi, genetika dan ekologi.
Perkembangan bioteknologi seperti teknik Rekayasa Genetika, Kultur Jaringan, dan teknik Mutasi Buatan pun kini sudah berhasil membantu mengatasi masalah rawan pangan. Coba Anda perhatikan uraian berikut ini, mengenai contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia pertanian:
a. Bioteknologi dan Biologi Molekuler telah berhasil menemukan teknik-teknik untuk Rekayasa Genetika, seperti teknik transfer nukleus, teknik pemotongan, penyambungan dan penyisipan gen, dimana teknik-teknik ini bertujuan untuk mencari atau menciptakan jenis tanaman dengan sifat unggul tertentu (tanaman transgenik). Teknik-teknik rekayasa genetika seperti ini biasanya dilanjutkan dengan suatu teknik yang disebut Kloning. Istilah Klon merupakan garis turunan individu-individu yang secara genetik identik. Klon juga diartikan sebagai usaha membuat satu atau lebih replika (duplikat) suatu individu, sel, ataupun gen. Pengaplikasian yang sudah berhasil dilakukan adalah pada terciptanya tanaman budi daya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri, sehingga tanaman tersebut tidak perlu disemprot insektisida lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman pangan yang telah berhasil di rekayasa dengan tiujuan tersebut adalah tanaman buah apel, pir, kol/kubis, brokoli, dan kentang. Teknik rekayasa genetika ini juga sudah berhasil menciptakan tanaman budi daya yang mampu mengikat nitrogen bebas sendiri dari udara, sehingga tanaman tersebut tidak perlu diberi pupuk nitrogen sintetik lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman yang sudah berhasil direkayasa untuk tujuan tersebut adalah pada padi dan gandum.
b. Melalui kemajuan di bidang Biologi Molekuler, telah dapat diketahui pula urutan gen pada genom sel-sel tumbuhan, sehingga para biologiwan dapat mengidentifikasi urutan-urutan gen tertentu yang bertanggungjawab untuk perkembangan organ. Dengan demikian para biologiwan dapat memodifikasi arah perkembangan tanaman yang diinginkan. Pengaplikasian teknik ini yang sudah berhasil dilakukan adalah telah terciptanya batang pohon jati yang dapat tumbuh dengan diameter besar dan lurus.
c. Dengan menggunakan teknik kultur Jaringan, tanaman yang sudah diketahui berkhasiat sebagai obat, atau pun tanaman budi daya yang sudah diketahui keunggulan mutunya, dapat diproduksi dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril. Teknik kultur jaringan ini termasuk salah satu usaha kloning, dimana individu-individu baru yang dihasilkan akan sama persis atau identik dengan suatu tanaman yang sudah diketahui manfaat maupun keunggulannya. Adapun contoh-contoh tanaman budi daya yang sudah berhasil diperbanyak dengan teknik kultur jaringan tersebut antara lain tanaman kelapa sawit, tanaman anggrek, tanaman pisang barangan, dan wortel.
d. Teknik Mutasi Buatan merupakan usaha merubah susunan atau jumlah materi genetik/DNA dengan menggunakan radiasi sinar radioaktif (sinar X, alpha, beta dan gamma) atau dengan senyawa kimia (kolkisin). Teknik mutasi dengan sinar gamma biasanya ditujukan untuk menghasilkan biji-biji tanaman padi dan palawija, agar berumur pendek (cepat dipanen), hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan hama wereng. Selain itu, terdapat teknik mutasi buatan lainnya, yakni teknik perendaman biji-biji tanaman perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkisin, senyawa ini menyebabkan tanaman mempunyai buah yang besar dan tidak berbiji; misalnya buah semangka, pepaya, jeruk, dan anggur tanpa biji, seperti pada gambar 22 berikut. Namun sayangnya tanaman ini tidak dapat menghasilkan tanaman baru sebagai keturunannya, karena buah-buahan yang dihasilkan tidak memiliki organ reproduksi yaitu biji. Lalu bagaimanakah caranya bila kita menghendaki buah-buahan tanpa biji lagi? Ya benar, kita harus memulai lagi dari perendaman biji-biji (benih) dari buah yang memiliki biji, dengan senyawa kolkisin. Baru kemudian ditanam dan ditunggu hasil buahnya yang pasti tidak memiliki biji.
(a)
(b)
Gambar 22. Buah-buahan tanpa biji
hasil mutasi buatan; (a) pepaya,(b) jeruk.
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang pertanian. Bagaimana, sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian yang diberikan? Bagus! Untuk memperkaya wawasan Anda mengenai pemanfaatan Biologi bagi kehidupan manusia, sekarang pelajarilah bagaimana pemanfaatan Biologi pada dunia Peternakan berikut ini. Sumbangan apakah yang sudah diberikan Biologi dalam upaya mengatasi masalah rawan pangan dan perbaikan gizi masyarakat?
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PETERNAKAN
Seperti halnya pada bidang pertanian, pemanfaatan Biologi pada bidang peternakan pun sudah sedemikian besar. Dengan menerapkan pengetahuan cabang-cabang Biologi seperti zoologi, anatomi hewan, fisiologi hewan, genetika, biologi reproduksi, embriologi, dan biologi molekuler/rekayasa genetika, para peternak dan masyarakat yang lebih luas telah dapat menikmati hasilnya. Melalui penerapan ilmu-ilmu tersebut telah banyak dihasilkan ternak varietas unggul, diantaranya adalah ayam penghasil banyak telur, ayam pedaging, sapi pedaging, sapi penghasil banyak susu, dan domba pedaging.
Dalam usaha perbanyakan ternak unggul tersebut kini pun telah banyak menggunakan teknik kawin silang (hibridisasi) dan teknik kawin suntik (inseminasi buatan). Dengan teknik inseminasi buatan, dapat dihasilkan keturunan sapi atau domba yang diharapkan tanpa mengenal musim kawin, serta tidak melibatkan sapi atau domba jantan.
Teknik inseminasi buatan ini diikuti dengan teknik superovulasi, yakni teknik perbanyakan ternak unggul dengan cara menyuntikkan hormon reproduksi berupa PMSG (pregnant mare serum gonadotrophin) dan HCG (human chorionic gonadotrophin). Hormon-hormon ini berfungsi merangsang terbentuknya sel telur dalam jumlah banyak sebelum sapi atau domba diinseminasi. Adapun spermatozoa yang berasal dari ternak jantan dapat diperoleh tidak harus dari ternak jantan secara langsung, tetapi diambil dari tempat penyimpanan spermatozoa. Teknik penyimpanan spermatozoa menggunakan nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius.
Selain teknik inseminasi dan superovulasi, dewasa ini telah dikembangkan juga teknik fertilisasi in vitro. Pada teknik ini, embrio dapat dihasilkan di luar uterus (kandungan) induk betina dalam jumlah tertentu. Dan sebelum embrio ini diimplantasikan (ditanam dalam uterus induk betina) dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu pada nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius. Embrio dari jenis unggul ini kemudian dapat diimplantasikan ke induk sapi betina yang tidak unggul bunting semu dari species yang sama. Dengan demikian akan cepat diperoleh banyak sapi unggul.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERIKANAN
Ikan, baik ikan yang hidup di air tawar maupun yang hidup di laut, merupakan organisme air yang dapat dimanfaatkan manusia sebagai salah satu bahan pangan, karena diketahui kandungan proteinnya sangat tinggi. Selain itu, ikan-ikan yang bentuk ataupun permukaan tubuhnya tampak menarik dapat dijadikan hiasan dalam sebuah akuarium.
Adapun pemanfaatan Biologi dalam bidang perikanan tampak antara lain dalam upaya pembudidayaan ikan, juga dalam usaha pelestarian ekosistem perairannya. Pembudidayaan ikan yang telah banyak dilakukan yakni dalam (1) pembuatan tambak-tambak, karamba jala apung (kajapung), maupun rumpon, serta (2) pelestarian terumbu karang, mangrove, hutan bakau, dan lamun.
Pada tambak-tambak, usaha pembudidayaan ikan-ikan yang diketahui bernilai gizi tinggi atau yang bernilai ekonomis adalah dengan dilakukannya pemijahan. Dengan teknik pemijahan dalam tambak-tambak, spermatozoa dan sel telur dari ikan jantan dan ikan betina, dapat dengan mudah bertemu menjadi zigot, tanpa harus terganggu oleh arus air laut. Selain itu telur-telur yang dihasilkan juga akan terhindar dari para pemangsa/predatornya, sehingga besar kemungkinannya telur-telur itu akan menetas dan menjadi ikan. Contoh pemanfaatan Biologi lainnya dalam bidang ini adalah dengan diketemukannya manfaat daun singkong yang ternyata dapat dijadikan pakan tambahan bagi ikan nila merah sehingga dapat mempercepat pertumbuhan ikan tersebut.
Melalui penelitian-penelitian dalam bidang Biologi juga diketahui bahwa manfaat hutan bakau, mangrove, serta lamun adalah penting dalam ekosistem pantai. Selain berperan sebagai produsen, ketiga macam ekosistem tersebut diketahui juga memiliki fungsi fisik. Fungsi fisik tersebut adalah; dengan adanya hutan bakau, mangrove dan lamun, energi hempasan gelombang laut yang masuk ke pantai dapat tertahan atau berkurang, dengan demikian dapat mencegah abrasi (erosi daratan akibat pasang surut air laut). Selain itu, ketiga jenis ekosistem pantai tersebut diketahui berperan sebagai penyaring sedimen/lumpur dari daratan, hal ini sangatlah penting bagi ekosistem terumbu karang, karena terumbu karang memerlukan perairan yang jernih.
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang perikanan. Diharapkan Anda sudah memahaminya. Kini, sebelum kita melangkah pada pemanfaatan biologi pada bidang industri, perhatikanlah kesimpulan singkat berikut ini.
a. Perkembangan bioteknologi dan biologi molekuler saat ini adalah ditemukannya beberapa teknik rekayasa genetika seperti; teknik transfer nukelus, pemotongan dan penyambungan gen, serta teknik penyisipan gen. Teknik-teknik ini sudah diaplikasikan untuk keperluan bidang peternakan, pertanian, dan kedokteran, melalui kloning.
b. Pada bidang pertanian, teknik rekayasa genetika yang bertujuan menciptakan tanaman dengan sifat unggul tersebut, dilanjutkan dengan teknik kultur jaringan, sehingga tanaman-tanaman berjenis unggul tersebut dapat segera diperoleh dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril.
c. Pada bidang peternakan, teknik rekayasa genetika tersebut dilanjutkan dengan teknik fertilisasi in vitro atau teknik superovulasi, dan kemudian teknik inseminasi buatan, dengan tujuan segera diperoleh ternak jenis unggul dalam jumlah banyak.
d. Pada bidang kedokteran teknik rekayasa genetika dilakukan untuk membantu pasangan suami isteri yang sulit mendapat keturunan/anak, atau bagi mereka yang menghendaki keturunan dengan jenis tertentu (laki-laki atau perempuan). Untuk maksud yang kedua ini, sebelum dilakukan fertilisasi in vitro, terlebih dahulu dilakukan pemisahan gen dari genom sang ayah (X dan Y nya), lalu dipertemukan dengan genom sang ibu. Fertilisasi in vitro dilakukan di luar tubuh sang ibu, dan setelah terbentuk embrio/zigot barulah di implantasikan ke dalam kandungan sang ibu.
e. Pada bidang perikanan, pemanfaatan Biologi adalah sebagai landasan pengetahuan (basic science) dalam usaha pembudidayaan ikan-ikan atau hewan laut lainnya yang telah diketahui memiliki nilai gizi tinggi (yaitu sebagai sumber protein hewani) dan bernilai ekonomis. Selain itu, Biologi juga dapat dijadikan landasan pengetahuan dalam penelitian-penelitian lain yang lebih luas lingkupnya, yakni pada lingkup ekosistem perairan laut dan pantai.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG INDUSTRI
Dahulu manusia hanya mengambil sesuatu dari lingkungannya yang langsung dapat dimanfaatkan untuk kehidupannya, misalnya buah-buahan langsung dipetik untuk dimakan, sementara bagian lain dari tumbuhan itu dibiarkan atau dibuang begitu saja. Begitu pula pemanfaatan manusia terhadap hewan, hanya diambil daging atau telurnya saja. Namun setelah berkembangnya Biologi, khususnya pada cabang zoologi, botani, taksonomi, biokimia, mikrobiologi, dan bioteknologi, manusia telah berhasil menemukan berbagai bagian tubuh tumbuhan atau hewan yang dapat diolah menjadi bahan baku industri.
Berikut ini adalah contoh-contoh pemanfaatan Biologi pada bidang industri:
a. Ditemukannya kandungan gula yang cukup tinggi pada batang tebu, menyebabkan berkembangnya pabrik pengolahan tebu menjadi gula.
b. Diketahuinya bahwa serabut biji kapas dan bulu domba dapat diolah menjadi benang, dan kepompong ulat sutera dapat diolah menjadi benang sutera, maka berkembanglah industri tekstil/kain, kain wol dan kain sutera.
c. Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang menguntungkan maupun yang bersifat patogen (menyebabkan penyakit), maka berkembanglah industri obat-obatan, makanan/minuman yang berkhasiat obat. Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam (lihat Gambar 23). Contoh lainnya pemanfaatan mikrobiologi dalam bidang industri makanan adalah pada industri kecap, tempe, oncom, keju, roti, dan nata de coco, serta minuman anggur.
Gambar 23. Berbagai jenis yoghurt yang dibuat dengan
menggunakan Bakteri Lactobacillus.
Dalam industri obat-obatan, telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang ternyata dapat dibuat/disintesis menjadi insulin; insulin ini sangat berguna bagi penderita penyakit Diabetes Melitus pada manusia (lihat Gambar 24).
Gambar 24. Insulin untuk penderita diabetes melitus yang di produksi oleh bakteri E.coli.
Contoh perkembangan mikrobiologi dalam industri obat-obatan lainnya adalah pada industri pembuatan antibiotik dan vaksin. Macam-macam antibiotik yang sudah berhasil dibuat antara lain adalah: Penisilin (dibuat dari jamur Penicillium), Sefalosporin (dihasilkan oleh jamur Cephalosporium), dan Tetrasiklin (dihasilkan oleh jamur Streptomycin). Lihat gambar 25.
Gambar 25. Berbagai jenis antibiotik.
Demikianlah sumbangan-sumbangan Biologi kepada dunia industri. Sekarang, coba Anda sebutkan 2 macam industri lainnya yang menggunakan prinsip-prinsip Biologi. Dan menurut Anda, cabang-cabang Biologi apa saja yang terkait di dalamnya? Untuk menjawab persoalan ini Anda boleh berdiskusi bersama teman-teman Anda.
Sebagai contoh; Industri lainnya yang menggunakan prinsip-prinsip Biologi adalah industri jamu. Cabang-cabang Biologi yang terkait pada industri tersebut adalah ilmu Botani yang meliputi taksonomi tumbuhan, anatomi tumbuhan, dan fisiologi tumbuhan, juga mikrobiologi, patologi, mikologi, dan bioteknologi.
Dari seluruh uraian yang telah Anda pelajari di atas, jelaslah bahwa pengetahuan mengenai Biologi sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia bukan? Selain itu, dengan pengetahuan Biologi yang baik, maka kita akan;
a. Semakin mengenali diri kita sebagai mahluk hidup.
b. Semakin mengenal dan mengetahui hubungan antara mahluk hidup dengan lingkungannya.
c. Semakin menyayangi mahluk hidup yang ada di sekitar kita dan dapat memanfaatkannya secara bijaksana
d. Selalu berusaha menjaga kelestarian lingkungan dan dapat mengatasi masalah yang timbul dalam hubungan antara mahluk hidup dengan lingkungannya.
e. Semakin menyadari kebesaran Tuhan Yang Maha Esa yang menciptakan kehidupan di bumi ini.
Uji Kompetensi 2
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda (X) pada huruf di depan jawaban dari soal-soal berikut!
1. Cabang biologi yang mengkaji hubungan timbal balik antara mahluk hidup dengan lingkungannya adalah ....
A. zoologi
B. ekologi
C. sitologi
D. botani
E. evolusi
2. Mikologi merupakan cabang Biologi yang mengkaji ….
A. virus
B. jaringan
C. jamur
D. sel
E. jasad renik
3. Mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat dikaji dalam .…
A. anatomi
B. fisiologi
C. morfologi
D. genetika
E. taksonomi
4. Taksonomi mengkaji ....
A. kesehatan
B. struktur luar tubuh mahluk hidup
C. serangga dan seluk beluknya
D. pengelompokan / klasifikasi mahluk hidup
E. mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat
5. Sejak perkembangan mahluk hidup dari tingkat rendah ke tingkat tinggi dipelajari pada cabang biologi ....
A. evolusi
B. histologi
C. sitologi
D. ekologi
E. taksonomi
6. Cabang-cabang biologi berikut ini berkaitan dengan dunia pertanian, kecuali .…
A. ekologi
B. genetika
C. virologi
D. fisiologi
E. ornitologi
7. Pernyataan berikut ini benar, kecuali .…
A. pengelolaan sumber daya alam harus didasari pemahaman biologi yang baik
B. sikap arif dan bijaksana sangat diperlukan dalam pengelolaan sumber daya alam
C. pencemaran limbah industri dapat merusak lingkungan biotik sekitarnya
D. hutan lindung boleh dieksploitasi setelah diketahui terdapat kandungan emas yang banyak di sana
E. IPTEK bertujuan meningkatkan kualitas hidup manusia
8. Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi jenis-jenis mikroba yang bersifat patogen, dan telah dapat dibuat pula … nya.
A. antigen
B. antibiotik
C. in vitro
D. kloning
E. kultur jaringan
9. Melalui teknik kultur jaringan para ahli dapat menumbuhkan beberapa jenis tanaman potensial untuk kesejahteraan hidup manusia. Berikut ini yang bukan beberapa keuntungan teknik kultur jaringan tumbuhan adalah ….
A. waktunya singkat
B. mudah dikontrol
C. tidak memerlukan lahan luas
D. efisien
E. tidak perlu kondisi steril
10. Cabang biologi yang mendasari beberapa cabang biologi lainnya adalah ….
A. bioteknologi
B. fisiologi
C. anatomi
D. genetika
E. sitologi
11. Berikut ini yang merupakan aplikasi cabang biologi bidang mikrobiologi adalah .…
A. pembuatan yoghurt
B. penyisipan gen
C. pemisahan genom X dan Y
D. superovulasi
E. transpalasi organ
12. Agar ternak sapi betina jenis unggul mengalami superovulasi maka ternak tersebut diberi suntikan hormon ….
A. PMSG
B. HCG
C. PMSG dan HCG
D. Estrogen dan PMSG
E. HCG dan estrogen
13. Hormon insulin untuk penderita diabetes mellitus dapat dibuat dari bakteri ....
A. Bacillus thuringiensis
B. Monilia sitophila
C. Salmonella
D. Thyposa
E. Escherichaia coli
14. Embrio hasil fertilisasi in vitro sebelum diimplantasikan ke uterus induk sapi atau domba, dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu dalam ....
A. hidrogen cair bersuhu –196 derajat celcius
B. nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius
C. oksigen cair bersuhu –100 derajat celcius
D. nitrogen cair bersuhu –120 derajat celcius
E. hidrogen cair bersuhu –120 derajat celcius
15. Pemanfaatan cabang biologi yang terkait pada industri jamu adalah sebagai berikut, kecuali ….
A. taksonomi tumbuhan
B. mikrobiologi
C. fisiologi tumbuhan
D. anatomi tumbuhan
E. evolusi tumbuhan
16. Tanaman padi dan palawija yang berumur pendek, tahan terhadap serangan hama wereng, dan hasil produksinya banyak, dapat diperoleh dengan cara ….
A. teknik mutasi buatan dengan penyinaran sinar radioaktif
B. teknik mutai buatan dengan perendaman senyawa kolkisin
C. teknik pemotongan, penyambungan, dan penyisipan gen
D. teknik kultur jaringan
E. teknik fertilisasi in vitro
17. Penggunaan pupuk N yang berlebihan pada areal pertanian atau perkebunan dapat mengakibatkan hal-hal berikut ini, kecuali ....
A. eutrofikasi oleh eceng gondok
B. blooming algae
C. penyakit methemoglobinemia
D. penyakit minamata
E. organisme air mati
18. Buah-buahan dapat berukuran besar dan tanpa biji dapat diperoleh dengan cara ....
A. teknik mutasi buatan dengan penyinaran sinar radioaktif
B. teknik mutasi buatan dengan perendaman senyawa kolkisin
C. teknik pemotongan, penyambungan, dan penyisipan gen
D. teknik kultur jaringan
E. teknik fertilisasi in vitro
19. Berikut ini adalah contoh-contoh aplikasi biologi pada dunia kedokteran, kecuali ....
A. transplantasi organ
B. penyuntikan gen leptin
C. teknik superovulasi
D. fertilisasi in vitro
E. pembuatan vaksin virus flu burung
20. Pernyataan manakah yang salah?
A. objek /kajian biologi mencakup 5 kingdom tanpa virus
B. biologi terapan /bioteknologi diantaranya mencakup pertanian, peternakan, dan kedokteran
C. toksikologi termasuk ke dalam cabang biologi yang mengkaji lingkungan
D. fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi dipelajari dalam palaeontologi
E. ornitologi merupakan cabang dari kajian zoologi
JAWABAN
1. B 11. A
2. C 12. C
3. D 13. E
4. D 14. B
5. A 15. E
6. E 16. A
7. D 17. D
8. B 18. B
9. E 19. C
10. D 20. A
.: RUANG LINGKUP BIOLOGI
________________________________________
PENJELASAN ISTILAH
Abiotik = lingkungan yang terdiri atas benda tak hidup seperti unsur hara, air, tanah, kelembaban, suhu, iklim, pH.
Antibiotik = suatu senyawa yang dihasilkan mikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.
Biologi terapan = penerapan hukum-hukum dan prinsip-prinsip biologi ke dalam kehidupan manusia agar bermanfaat.
Bioma = kumpulan species (terutama tumbuhan) yang mendiami tempat tertentu di bumi yang dicirikan oleh vegetasi tertentu yang dominan dan langsung terlihat jelas di tempat tersebut.
Biosfer = bagian bumi dan atmosfer tempat organisme hidup.
Biotik = lingkungan yang terdiri atas mahluk hidup seperti produsen,konsumen dan pengurai/dekomposer.
Bioteknologi = pemanfaatan sel-sel hidup atau mikroorganisme dalam industridan teknologi untuk menghasilkan barang dan jasa, misalnya obat-obatan, bahan kimia, dan menguraikan limbah.
Botani = cabang biologi yang mempelajari dunia tumbuhan
Ekosistem = suatu kesatuan ekologi yang mengkaji hubungan timbal balik antara faktor biotik dengan faktor abiotik.
Eutrofikasi = pengeruhan air yang disebabkan oleh berkembang dengan pesatnya algae (ganggang) dan eceng gondok pada perairan yang tercemar oleh nitrat.
Gen = bagian tertentu dalam untai DNA yang dapat mengkodekan protein fungsional di dalam sel.
Genetika = cabang biologi yang mengkaji hukum-hukum dan mekanisme pewarisan sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Individu = satuan makhluk hidup tunggal, yang tubuhnya tersusun oleh berbagai sistem organ yang saling berhubungan.
Jaringan = kumpulan sel-sel yang bentuknya sama untuk melaksanakan fungsi tertentu.
Komunitas = kumpulan beberapa jenis populasi yang hidup bersama pada suatu habitat tertentu yang saling berinteraksi atau mempengaruhi, dan mencapai keseimbangan melalui suatu jaring-jaring makanan.
Organ = kumpulan beberapa macam jaringan yang mampu melaksanakan suatu fungsi tertentu.
Organisme transgenik = organisme yang sel-selnya mengandung gen sisipan dari organisme lain dengan tujuan tertentu.
Pengurai = bakteri, jamur, dan beberapa protozoa yang berperan dalam proses pembusukan organisme mati menjadi materi anorganik.
Populasi = kumpulan dari individu sejenis (satu species) yang secara bersama menempati suatu habitat.
Produsen = tumbuhan hijau yang menggunakan bahan-bahan anorganik untuk menghasilkan bahan-bahan organik dengan bantuan energi sinar matahari dan energi kimia.
Saproba = organisme yang hidup pada bahan-bahan sisa hewan dan tumbuhan yang busuk (materi organik).
Species = organisme yang dapat melakukan perkawinan dengan sesamanya dan menghasilkan keturunan yang fertil.
Suksesi ekologis = perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan.
Toksikologi = Cabang biologi yang mengkaji racun (toksik).
Vegetasi = kehidupan tumbuh-tumbuhan yang erat hubungannya dengan iklim/bioma.
OBJEK DAN RAGAM PERSOALAN BIOLOGI DARI BERBAGAI TINGKAT ORGANISASI KEHIDUPAN
>>Tujuan : Setelah mempelajari kegiatan ini Anda diharapkan dapat: mendeskripsikan objek-objek dan persoalan Biologi pada tingkat molekul, sel, jaringan, organ, individu, populasi, ekosistem dan bioma.
Uraian
Anda tentu telah mengetahui bahwa Biologi adalah cabang IPA yang khusus mempelajari makhluk hidup dan gejala kehidupannya. Kajian atau bahasan dalam Biologi sangatlah luas, meliputi seluruh makhluk hidup, baik yang uniseluler maupun yang multiseluler, baik yang hidup di darat, di laut, di udara, maupun di dalam tanah. Singkatnya segala sesuatu yang memiliki “hidup” menjadi bahan kajian biologi.
Objek atau kajian dalam biologi yang sangat luas atau beragam itu kini telah dikelompokkan atau diklasifikasikan oleh para ahli Biologi menjadi 5 Kingdom (Animalia, Plantae, Fungi, Protista, dan Monera). Selain kelima kingdom tersebut ada satu objek lain yang juga dikaji dalam Biologi, yaitu Virus. Virus dipisahkan dari kelima kingdom karena tubuh virus tidak tersusun oleh sel melainkan oleh asam nukleat yang diselubungi protein dan belum merupakan sel. Sedangkan kelima kingdom tubuhnya sudah berupa sel (bagi organisme uniseluler) ataupun tersusun atas banyak sel (bagi organisme multiseluler).
Kelima kingdom diklasifikasikan berdasarkan karakteristik yang khas dari masing-masing organisme-organisme yang menyusunnya. Pengelompokkan ini sesuai dengan sistem klasifikasi yang dikemukakan oleh Robert H. B. Whittaker pada tahun 1969. Perhatikan Tabel 1 berikut mengenai Klasifikasi Makhluk Hidup menurut Whittaker.
Tabel 1. Klasifikasi mahluk hidup menurut Robert H. B. Whittaker
Bahkan dalam perkembangan terakhir, dunia makhluk hidup diklasifikasikan menjadi 6 kingdom (kerajaan) yaitu: Plantae, Animalium, Fungi, Protista, Archaebacteria, dan Eubacteria. Objek-objek kajian tersebut selanjutnya semakin berkembang seiring dengan kemajuan IPTEK, sehingga kajian masing-masing objek semakin kompleks atau rumit. Adapun kajian tersebut meliputi berbagai tema persoalan biologi antara lain menurut Biological Science Curriculum Study (B.S.C.S.), 1996 adalah sebagai berikut:
- Evolusi: bentuk-bentuk dan hasil-hasil perubahan.
- Interaksi dan saling ketergantungan.
- Genetika berkelanjutan.
- Pemeliharaan dari suatu keseimbangan yang dinamis.
- Pertumbuhan, perkembangan dan diferensiasi.
- Energi, materi dan organisasi.
- Ilmu Pengetahuan Alam, Teknologi dan Masyarakat.
Untuk memudahkan mempelajari tema tersebut ataupun melandasi suatu penelitian, objek-objek tersebut dipilah-pilah menurut tingkatan-tingkatan yaitu mulai dari tingkatan molekuler, sel, jaringan, organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, hingga tingkatan bioma, dimana antar tingkatan tersebut saling berhubungan. Coba perhatikan gambar berikut ini:
Gambar 1. Ruang Lingkup Biologi
A. Organisasi Tingkat Molekul dan Sel
Para ahli biologi telah mempelajari tingkat-tingkat organisasi ini selama berabad-abad. Dalam abad ini dimana alatdan teknik sudah canggih, para biologiwan dapat menyingkap lebih jauh ke dalam kerumitan benda-benda hidup. Mikroskop elektron salah satunya, yang dapat menyingkapkan derajat struktur sub selular organel serta organisasinya. Perhatikanlah gambar 1 berikut ini, mikroskop cahaya dapat memperbesar benda/objek hingga 2000 kali, sedangkan mikroskop elektron dapat memperbesar benda/objek hingga 500.000 kali.
a
b
Gambar 2. Jenis mikroskop: (a) mikroskop cahaya, dan (b) mikroskop elektron
Dengan alat dan teknik kimia pun, struktur sub selular (organel) ini dapat dipisahkan lagi menjadi makro molekul, molekul yang lebih sederhana, bahkan hingga atom-atom (proton, neutron, dan elektron) yang membangunnya. Telah diketahui bahwa salah satu ciri yang paling khas pada organisme hidup adalah bahwa organisme dibangun oleh molekul yang mengandung atom karbon (C = carbon), hidrogen (H), dan oksigen (O). Kimia senyawa-senyawa karbon itu selanjutnya disebut Kimia Organik. Batuan (benda mati) dapat juga terjadi dari atom-atom karbon tetapi hanyalah jika proses kehidupan telah menjadi batuan fosil. Namun organisasi atom dan molekul dalam organisme hidup jauh lebih dinamik dari pada yang terdapat dalam benda mati seperti batuan.
Tubuh organisme hidup tersusun atas molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Molekul organik ini ada 4 macam atau golongan yaitu:
1. Molekul lipid.
Molekul ini mengandung sejumlah besar atom karbon, hidrogen, serta oksigen, dan kadang kala ditambah Nitrogen dan Posfor. Di dalam sel terdapat bermacam jenis lipid, diantaranya adalah lemak, fosfolipid dan steroid. Lemak, baik lemak jenuh (yang berasal dari hewan) maupun lemak tak jenuh (yang berasal dari minyak tumbuhan) merupakan sumber cadangan energi bagi organisme hidup. Fosfolipid merupakan bagian penting penyusun membran sel. Perhatikan gambar 3 mengenai struktur membran sel. Steroid misalnya kolesterol merupakan bahan baku pembuatan garam-garam empedu, vitamin D dan beberapa hormon (estrogen, progesteron, dan testosteron). Garam-garam empedu penting untuk mengemulsi lemak agar lemak yang kita makan dapat tercerna dan terserap usus kita. Bila kadar kolesterol dalam darah berlebihan akan menjadi penyebab utama peyakit jantung koroner (penyumbatan pembuluh nadi tajuk atau arteri koronaria).
Gambar 3. Membran plasma.
(a) transmisi elektron yang menunjukkan permukaan membran sel,
(b) struktur membran plasma, dibangun oleh lipid, protein dan karbohidrat.
2. Molekul karbohidrat.
Molekul ini mengandung atom karbon, hidrogen dan oksigen. Contoh karbohidrat adalah glukosa. Glukosa ini merupakan sumber energi atau bahan bakar terpenting bagi organisme hidup. Glukosa ini juga merupakan monomer atau unit/satuan penyusun polimer karbohidrat seperti pati dan selulosa. Pati yang merupakan polimer dari glukosa, ada 2 macam yaitu amilosa dan amilopektin. Pati tidak dapat larut dalam air jadi dapat dimanfaatkan sebagai depot penyimpanan glukosa. Tumbuhan yang kelebihan glukosa akan merubahnya menjadi pati sebagai makanan cadangan. Pati banyak terdapat dalam kentang, padi, jagung dan gandum. Seperti halnya dengan pati, selulosa adalah suatu polisakarida dengan glukosa sebagai monomernya. Tetapi bentuk ikatan antarglukosanya berbeda dengan ikatan antar glukosa pada pati. Ikatan antarglukosa pada selulosa sedemikian rupa menghasilkan suatu molekul yang panjang, lurus, kaku dan rapat, sehingga selulosa berbentuk rangkaian serat yang panjang dan kaku, suatu bahan baku yang sempurna sebagai penyusun dinding sel tumbuhan. Perhatikan perbedaan pati dengan selulosa pada sel tumbuhan pada gambar 4 berikut ini.
Gambar 4. a. Butir-butir pati dalam sel-sel cadangan makanan,
perhatikan dinding-dinding selnya.
Gambar 4. b. Serat (fibril) selulosa dalam dinding sel Alga hijau; pembesaran 17000 kali.
3. Molekul protein.
Molekul ini adalah makro molekul yang polimer (dibangun oleh asam amino sebagai monomernya) dan tidak bercabang. Tersusun dari unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H) oksigen (O) dan nitrogen (N), dan kadang-kadang disertai unsur sulfur (S), dan posfor (P). Kira-kira 50% dari berat kering organisme hidup adalah protein. Protein dalam organisme hidup ini ada yang berperan sebagai enzim, sebagai sumber energi misalnya untuk pergerakan otot, ada yang bertanggung jawab atas pengangkutan materi melalui peredaran darah misalnya hemoglobin dan zat anti bodi, ada pula yang berperan sebagai persediaan makanan misalnya ovalbumin pada putih telur dan kasein pada susu. Protein juga merupakan bahan untuk perbaikan, pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel dari organ tubuh. Terdapat 20 macam asam amino yang membentuk berbagai macam protein dalam tubuh organisme hidup.
4. Molekul asam nukleat.
Molekul ini merupakan satu-satunya molekul yang membawa informasi genetik organisme hidup. Terdapat 2 golongan besar asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Kedua asam ini adalah polimer linier yang tidak bercabang, dengan nukleotida sebagai monomernya. Satu nukleotida tersusun atas 3 bagian yaitu:
Gambar 5. Macam-macam Komponen Penyusun DNA: (a) Gula 5 Karbon (2-deoksiribosa); (b) Basa Nitrogen; dan (c) Gugus Fosfat.
Gambar 6. Macam-macam nukleotida, (a) deoksiguanosin, (b) deoksiadenosin,
(c) deoksisitidin, dan (d) deoksitimidin
Kini Anda telah memahami bahwa pada organisme hidup, atom-atom berikatan membentuk molekul. Molekul-molekul ini tersusun ke dalam sistem interaksi yang kompleks yang kemudian membentuk sebuah sel. Dengan kata lain, molekul-molekul organik tersebut bergabung membentuk organel-organel sel, kemudian berbagai organel tersebut saling berinteraksi membentuk satu kesatuan terkecil dari makhluk hidup/organisme yang disebut Sel. Kita kenal ada sel hewan dan sel tumbuhan. Perhatikanlah kedua macam sel itu pada gambar 6 berikut ini. Bandingkan perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan tersebut.
Gambar 7. Sel: (a) sel hewan, dan (b) sel tumbuhan
Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa sebuah sel dibangun oleh komponen-komponen berikut: air, ion-ion anorganik, makromolekul (protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat/polisakarida), dan mikromolekul (asam amino, asam lemak, nukleotida, dan glukosa).
Telah Anda ketahui bahwa seluruh aktivitas sel dikendalikan oleh nukleus. Tahukah Anda materi atau molekul apakah yang terdapat di dalam nukleus? Ya benar, di dalam nukleus terdapat dua macam molekul atau materi hereditas yakni asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). DNA ini sering dihubungkan dengan gen. Apakah gen itu? Gen adalah bagian tertentu dalam untaian DNA yang dapat mengkodekan protein fungsional di dalam sel. Melalui protein-protein yang dikodekan oleh DNA inilah semua proses di dalam sel dapat berlangsung secara teratur. Kedua materi hereditas ini akan Anda pelajari lebih mendalam di kelas III
Sel sebagai unit fungsional dan unit struktural terkecil pada organisme multiseluler akan selalu memperlihatkan ciri-ciri hidup, diantaranya adalah:
1. Mampu bereproduksi atau menghasilkan keturunan melalui pembelahan diri secara mitosis atau meiosis
2. Mampu memperoleh atau menghasilkan energi untuk kehidupannya melalui serangkaian proses respirasi sel di dalam mitokondria, energi ini berbentuk adenosin triphosphat (ATP).
3. Mampu memberikan respons/tanggapan terhadap stimulus/rangsang.
4. Mampu melakukan pencernaan intra seluler (digestive) dan pengeluaran (ekskresi) melalui serangkaian proses seperti pada gambar 7 ini:
Gambar 8. Mekanisme sel dalam memasukan dan mengeluarkan zat yang dibutuhkan
dan zat sisa pencernaan.
5. Mampu bertumbuh dan berkembang bahkan berdiferensiasi. Sel-sel anak hasil pembelahan sel (mitosis) akan tumbuh hingga mencapai ukuran tertentu, kemudian mulai berkembang, berdiferensiasi atau berspesialisasi (berubah bentuk menurut fungsi-fungsi tertentu). Sebagai contoh; di dalam tubuh manusia terdapat bermacam-macam sel yang berdiferensiasi menyusun suatu jaringan. Dari manakah berbagai macam sel tubuh kita berasal? Yaitu dari sebuah sel yang dinamakan zigot. Pada saat zigot berumur 24 jam, ia mulai membelah diri secara mitosis dan berulang-ulang, hingga membentuk struktur yang disebut Morula, lalu Blastula kemudian Gastrula. Pada saat fase gastrula inilah mulai terjadi diferensiasi sel-sel menjadi jaringan-jaringan dan organ-organ.
Adapun kemajuan IPTEK di bidang Biologi Sel dan Molekuler saat ini telah dapat memecahkan banyak persoalan di masyarakat. Misalnya, melalui serangkaian penelitian ahli-ahli Biologi telah dapat mengidentifikasi jenis virus HIV, virus SARS, ataupun virus flu burung yang akhir-akhir ini mewabah dan membuat kecemasan di kalangan masyarakat. Setelah diidentifikasi, para ahli pun kemudian melakukan serangkaian penelitian lagi dalam upaya pencarian vaksin atau obatnya.
Para ahli biologi juga telah dapat mengetahui susunan DNA dalam sel dengan alat PCR (Polymerase Chain Reaction), dan berhasil mengidentifikasi gen-gen yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan organ tubuh tertentu pada mamalia.
Akhir-akhir ini pun banyak beredar tanaman-tanaman transgenik (yaitu tanaman yang sel-selnya mengandung gen sisipan dari organisme lain dengan tujuan tertentu). Dengan teknik transgenik, tanaman dapat direkayasa memiliki kemampuan mengikat Nitrogen bebas dari udara tanpa harus diberikan pupuk. Ataupun mempu menghasilkan insektisida dalam tubuhnya sendiri sehingga tidak perlu lagi diberikan semprotan insektisdida.
Demikian pula halnya dengan hewan/ternak transgenik, telah dihasilkan ayam petelur, ayam pedaging, sapi pedaging, maupun domba yang mampu memproduksi air susu yang komposisinya mirip dengan ASI manusia. Dan masih banyak lagi penemuan-penemuan di bidang Biologi Sel dan Molekuler lainnya yang bermanfaat bagi manusia. Dapatkah Anda memberikan contoh kemajuan atau penemuan di bidang Biologi Sel dan Molekuler lainnya? Cobalah Anda cari di surat kabar, majalah, atau sumber lainnya, kemudian jadikan klipping agar dapat menambah pengetahuan dan memperluas wawasan Anda.
B. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan dan Organ
Organisasi kehidupan tingkat ini tidak dimiliki oleh organisme uniseluler, tetapi hanya dimiliki oleh organisme multiseluler. Mengapa? Ya, karena seluruh aktivitas hidup pada organisme uniseluler dilaksanakan oleh sel itu sendiri. Sedangkan pada organisme multiseluler aktivitas hidup dilaksanakan oleh banyak sel yang terorganisasi atau teratur dan saling berhubungan dengan baik hingga menjadi satu kesatuan fungsi membentuk satu tubuh individu.
Organisasi kehidupan setelah tingkat molekul dan sel adalah tingkat jaringan dan organ. Apakah yang dimaksud dengan jaringan dan organ? Ya bagus! Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang bentuknya sama untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. Sedangkan Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang mampu melaksanakan satu fungsi tertentu.
Pada dunia hewan tingkat tinggi dan manusia terdapat 5 macam jaringan dasar penyusun tubuhnya. Kelima jaringan tersebut adalah jaringan: epitelium, otot, ikat, tulang dan saraf. Sedangkan pada dunia tumbuhan terdapat 7 macam jaringan dasar penyusun tubuh. Ketujuh jaringan dasar tersebut adalah jaringan: epidermis, parenkima, kolenkima, sklerenkima, endodermis, xilem dan floem.
Contoh jaringan pada hewan dan manusia adalah jaringan saraf. Jaringan saraf ini tersusun oleh sel-sel saraf (neuron), yang bertugas menghantarkan impuls. Dan contoh jaringan pada tumbuhan tingkat tinggi adalah jaringan xilem yang tersusun oleh sel-sel xilem, yang bertugas membawa air dan garam mineral dari tanah sampai ke daun.
Dapatkah Anda menyebutkan contoh organ pada hewan dan manusia? Bagus! Contoh organ pada hewan dan manusia adalah usus, jantung, paru-paru, hati, lambung, mata, dan sebagainya. Marilah kita bahas salah satu contoh organ pada tubuh hewan dan manusia tersebut, yaitu usus halus.
Usus halus tersusun oleh beberapa macam jaringan yang masing-masing mempunyai fungsi tertentu, yaitu jaringan: epitelium, ikat, otot polos, dan saraf. Jaringan epitelium berfungsi membungkus villi, mensekresikan mukus dan mengabsorpsi air serta zat-zat gizi makanan. Jaringan ikat yang dalam hal ini berupa pembuluh darah bersama dengan epitelium berfungsi mengangkut sari makanan. Jaringan otot berfungsi untuk melakukan gerak peristaltis dibawah stimulus saraf otonom. Dan jaringan saraf berfungsi mengorganisir kerja ketiga jaringan tadi. Struktur kompleks usus halus ini mempunyai satu fungsi yakni untuk mencerna dan menyerap sari-sari makanan. Perhatikanlah gambar 8 berikut ini.
Gambar 9. Penampang membujur dan melintang usus halus
Lalu bagaimanakah halnya dengan organ pada tumbuhan tingkat tinggi? Ya betul, organ pada tumbuhan tingkat tinggi tidak sebanyak organ pada hewan tingkat tinggi dan manusia. Organ pada tumbuhan hanyalah akar, batang, daun, bunga dan buah. Organ pada tumbuhan ini juga tersusun oleh beberapa macam jaringan. Marilah kita bahas salah satu organ pada tumbuhan tersebut sebagai contoh, yaitu daun.
Ketika belajar di SMP tentu Anda sudah mempelajari jaringan-jaringan penyusun daun bukan? Dapatkah Anda sebutkan jaringan apa saja yang menyusun organ daun? Dan apakah fungsi dari masing-masing jaringan tersebut? Bagus! Sekarang, dengan memperhatikan gambar 9, temukan jaringan-jaringan berikut: epidermis atas, palisade, bunga karang, dan epidermis bawah. Tunjukkan pula dimana letak kloroplas dan stomata.
Gambar 10. Struktur anatomi daun.
Bagaimana, Anda dapat menemukan semua jaringan-jaringan penyusun daun? Bagus. Untuk lebih memantapkan pemahaman Anda mengenai organisasi tingkat sel-jaringan-organ, kerjakanlah kegiatan praktikum/kerja ilmiah 1 berikut ini. Bacalah terlebih dahulu petunjuknya, persiapkan alat-bahannya, dan mulailah bekerja dengan cermat, sesuai dengan petunjuk. Bertanyalah kepada guru bina Biologi Anda jika ada hal-hal yang kurang Anda mengerti. Selamat Bekerja!
C. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu dan Populasi
Telah dijelaskan bahwa setiap organ yang tersusun atas beberapa jaringan, mempunyai fungsi-fungsi spesifik. Misalnya jantung untuk memompa darah, paru-paru untuk respirasi, lambung untuk mencernakan makanan, usus halus untuk menyerap sari-sari makanan, otak untuk berpikir serta mengatur seluruh aktivitas organ, dan sebagainya.
Walaupun masing-masing organ menjalankan fungsinya sendiri-sendiri, namun antara organ yang satu dengan organ yang lain saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Misalnya, agar jantung dapat memompa darah, maka jantung membutuhkan energi dan oksigen sebagai bahan bakarnya. Energi diperoleh dari nutrisi yang dicerna oleh lambung dan diserap oleh usus kemudian diantarkan oleh darah. Sedangkan oksigen diperoleh dari paru-paru yang juga diantarkan oleh darah. Proses-proses serupa ini juga terjadi pada organ-organ lainnya.
Begitu pula pada tumbuhan, fungsi dan kerja daun, batang serta akar sangat saling terkait atau berhubungan dan mempengaruhi. Agar dapat berfotosintesis, menghasilkan karbohidrat dan oksigen, daun membutuhkan air dan garam mineral dari tanah serta karbondioksida dari udara. Bagaimanakah air dan garam mineral dari tanah dapat sampai ke daun? Untuk itu daun membutuhkan kerja serta fungsi akar yang menyerap air dan mineral dari dalam tanah dan kemudian diangkut melalui batang ke daun oleh xylem. Sedangkan CO2 diperoleh ari udara melalui stomata dari daun.
Dapatlah kita simpulkan kini bahwa untuk menjalankan fungsinya, suatu organ akan melibatkan organ-organ lainnya. Hal ini menimbulkan pengelompokan kerja organ-organ yang memiliki suatu fungsi khusus, dan yang kemudian kita kenal sebagai Sistem Organ. Jadi apakah artinya sistem organ? Ya bagus, sistem organ adalah kumpulan beberapa organ dengan sistem tertentu untuk melaksanakan fungsi hidup tertentu.
Adapun posisi berbagai organ di dalam tubuh hewan dan manusia disesuaikan dengan fungsinya sebagai pembentuk sistem organ tertentu. Misalnya paru-paru; organ ini terletak di rongga dada berhubungan dengan trakea dan berfungsi dalam sistem respirasi; hati terletak di rongga perut dekat dengan lambung, pankreas, dan usus, dan berfungsi dalam sistem pencernaan. Perhatikan posisi paru-paru dan hati pada gambar 10 berikut.
Gambar 11. Sistem pencernaan, dan respirasi pada manusia
Di dalam tubuh hewan tingkat tinggi seperti vertebrata, terdapat bermacam sistem organ. Sekarang coba Anda sebutkan sistem organ pada tubuh manusia sekaligus dengan fungsinya. Kemudian cocokkan jawaban Anda tadi dengan Tabel 2 mengenai Sistem Organ berikut ini.
Tabel 2. Sistem Organ pada mamalia dan manusia.
Seluruh sistem organ tersebut saling berinteraksi, saling menunjang atau saling berpengaruh dan membentuk satu tubuh yang dikenal dengan istilah individu. Apabila terjadi gangguan pada salah satu sistem organ pada individu maka sistem organ yang lain juga mengalami gangguan. Oleh karena itu, menjaga keseimbangan fungsi suatu sistem organ berarti menjaga keselarasan kerja antara sistem organ, dan dapat menjadikan tubuh tetap sehat. Jadi individu merupakan satu organisme yang tubuhnya tersusun oleh berbagai sistem organ yang saling berhubungan.
Uji Kompetensi 1
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda (X) pada huruf di depan jawaban dari soal-soal berikut!
1. Tubuh organisme ini tidak tersusun oleh sel melainkan oleh asam nukleat yang diselubungi protein. Organisme ini adalah ....
A. Monera
B. Protista
C. Algae
D. Virus
E. Fungi
2. Ciri yang paling khas pada organisme hidup adalah ....
A. bereproduksi
B. digesti dan ekskresi
C. dapat bergerak dan berespon
D. tubuhnya tersusun oleh sel
E. tubuhnya dibangun oleh molekul yang mengandung atom C
3. Molekul yang termasuk molekul lipid adalah ….
A. pati, lemak, selulosa
B. lemak, fosfolipid, steroid
C. gula, steroid, asam amino
D. asam nukleat, fosfolipid, pati
E. steroid, asam nukleat, gula
4. Yang dimaksud dengan 2 golongan besar asam nukleat adalah ….
A. DNA & RNA
B. Purin & Pirimidin
C. Nukleotida & gugus fosfat
D. Gula pentosa & nukleotida
E. Asam amino & protein
5. Sel sebagai unit fungsional terkecil di dalam organisme multiseluler mampu menghasilkan energi. Organel sel yang mampu menghasilkan energi melalui respirasi sel adalah .…
A. ribosom
B. badan golgi
C. mitokondria
D. retikulum endoplasma
E. kloroplas
6. Pada cabang biologi sel dan molekuler, para ahli mampu menggandakan untai DNA sehingga dapat mengenali urutan basa nitrogen pada DNA yang dikehendaki. Alat yang digunakan untuk keperluan tersebut adalah .…
A.electroforesis
B. scanning electron microskop
C. sentrifuge
D. polimerase chain reaction (PCR)
E. spektrofotometer
7. Objek biologi yang memiliki kajian tersempit adalah ....
A. populasi
B. individu
C. jaringan
D. sel
E. molekuler
8. Proses pengangkutan air dan garam mineral dari dalam tanah ke daun pada tumbuhan dilakukan oleh sel-sel ....
A. xylem
B. ploem
C. parenkim
D. kolenkim
E. epidermis
9. Pernyataan-pernyataan berikut adalah benar, kecuali ….
A. interaksi antara individu dalam populasi disebut interaksi intra species
B. interaksi antara komunitas dengan abiotik disebut ekosistem
C. tidak semua bioma terdiri atas kumpulan produsen, konsumen dan pengurai
D. ekosistem dapat dianggap sebagai sistem.yang terbuka dan dinamis
E. proses transfer energi dalam ekosistem terjadi melalui rantai makanan dan jaring-jaring makanan
10. Usus halus tersusun atas beberapa jaringan dengan struktur dan fungsi tertentu. Jaringan pada usus halus yang berfungsi untuk absorpsi adalah .…
A. jaringan ikat
B. jaringan penghubung
C. jaringan epitel
D. jaringan saraf
E. jaringan otot
11. Interaksi antara komponen biotik dan abiotik pada suatu tempat dinamakan ....
A. populasi
B. ekosistem
C. komunitas
D. interaksi interspecies
E. predasi
12. Berikut ini yang bukan komponen abiotik adalah .…
A. air
B. cahaya
C. dekomposer
D. tanah
E. pH
13. Proses makan dan dimakan dalam urutan linier pada suatu ekosistem dinamakan ….
A. rantai makanan
B. predasi
C. siklus energi
D. jaring-jaring makanan
E. tingkat trofik
14. Ada tumbuhan yang daunnya seperti duri, batangnya menyimpan air, dan ada tumbuhan yang tubuhnya tertutup oleh kutikula yang tebal serta memiliki akar yang sangat anjang. Tumbuhan seperti ini hidup pada bioma ….
A. padang rumput
B. tiaga
C. padang pasir
D. savana
E. hutan hujan tropis
15. Sistem organ yang berfungsi mengedarkan zat-zat gizi dari usus ke seluruh tubuh adalah ….
A. sistem saraf
B. sistem hormon
C. sistem gerak
D. sistem sirkulasi
E. sistem pencernaan
16. Bioma ini memiliki tumbuhan yang heterogen dan terdapat epifit dan liana, bioma ini adalah ….
A. savana
B. taiga
C. hutan boreal
D. hutan hujan tropis
E. hutan decidous
17. Bioma ini terdapat di daerah yang iklimnya memiliki 4 musim.Bioma itu adalah ....
A. hutan konifer
B. hutan hujan tropis
C. hutan decidous
D. taiga
E. savana
18. Tindakan manusia berikut ini yang kurang hati-hati dan kurang bijaksana dapat menyebabkan kerusakan keseimbangan ekosistem, kecuali ….
A membuat kawasan industri
B. membangun perkotaan
C. menggunakan pestisida dan insektisida
D. menebangi hutan untuk diambil kayunya
E. membuat suaka alam
19. Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan disebut ....
A bioma
B. siklus biogeokimiawi
C. homeostasis
D. efek rumah kaca
E. suksesi ekologis
20. Objek biologi yang memiliki kajian terluas adalah ….
A. bioma
B. ekosistem
C. komunitas
D. populasi
E. individu
KUNCI JAWABAN
UJI KOMPETENSI-1
1. D 11. B
2. D 12. C
3. B 13. A
4. A 14. C
5. C 15. D
6. D 16. D
7. E 17. C
8. A 18. E
9. C 19. E
10. C 20. A
CABANG-CABANG BIOLOGI DAN PEMANFAATANNYA BAGI MANUSIA SERTA LINGKUNGANNYA
>>Tujuan : Setelah mempelajari kegiatan ini Anda diharapkan dapat mengidentifikasikan cabang-cabang Biologi menurut objeknya, fenomena dan persoalan yang dikaji; dan menganalisis manfaat Biologi bagi manusia dan lingkungannya.
Uraian
Dulu, sebelum mikroskop ditemukan, orang tidak dapat mengembangkan ilmu pengetahuan tentang jasad renik/mikroorganisme. Tetapi kini banyak hal yang berkaitan dengan mikroorganisme telah terungkap, khususnya yang berkaitan dengan penyakit-penyakit akibat mikroorganisme tersebut. Misalnya begini. Pada zaman dahulu orang yang sakit dikatakan karena darahnya kotor, agar dapat sembuh, darah kotor tersebut harus dikeluarkan. Cara yang biasa dilakukan untuk mengeluarkan darah kotor tersebut adalah dengan menempelkan lintah pada tubuh penderita selama beberapa saat, agar lintah menghisap darah kotor tadi. Setelah beberapa hari biasanya orang itu berangsur sehat. Oleh karena itulah lintah diberi nama Hirudo medicinalis. Contoh lainnya adalah begini. Dahulu orang mengira bahwa penyakit malaria disebabkan oleh udara buruk (malaria artinya udara buruk). Kini telah diketahui bahwa penyakit tersebut disebabkan oleh Plasmodium dalam darah, yang ditularkan oleh nyamuk Anopheles.
Jadi banyak teori dalam biologi yang berlaku pada zaman dulu, kini telah runtuh oleh teori-teori dan fakta-fakta baru. Ada kemungkinan teori yang berlaku saat ini masih akan diruntuhkan oleh teori yang akan muncul di masa yang akan datang.
Suatu penelitian yang berjudul “ Interaksi antara musuh alami, herbivora, dan tanaman kakao”, berhasil menemukan solusi untuk mengatasi hama penyakit yang menyerang kakao secara alami. Ada 4 species semut yaitu: D.thoracicus, O.smaragdina, Crematogaster sp., dan Iridomyemex sp., yang bisa mengurangi kepadatan Helopeltis, penyebab bintik-bintik pada buah kakao (sumber: Republika 5 Maret 2004).
Hal ini tidak pernah terpikirkan sebelumnya bukan? Padahal selama ini kita beranggapan bahwa semut sendiri merupakan hama. Itulah salah satu hal yang menarik jika kita mengkaji seluk beluk kehidupan semut lebih mendalam. Di dalam biologi ada ilmu khusus yang mempelajari kehidupan serangga yaitu Entomologi. Dan selain entomologi masih banyak cabang-cabang biologi lainnya yang masing-masing memiliki kajian khusus. Sebelum kita mempelajari cabang-cabang ilmu biologi, mari kita lihat terlebih dahulu pengertian dari istilah Biologi.
Biologi berasal dari dua kata bahasa Yunani, yaitu ‘bios’ dan ‘logos’ yang artinya ‘hidup’ dan ‘ilmu’. Jadi secara sederhana Biologi dapat diartikan sebagai ilmu tentang hidup. Pengertian ini kemudian berkembang dan disempurnakan sehingga mencakup seluruh objek atau kajiannya yang sangat luas itu. Definisi Biologi yang lebih lengkap tersebut adalah sebagai berikut; Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan gejala kehidupan. Objek atau kajian dalam Biologi meliputi kelima Kingdom/Regnum dan Virus. Kelima Kingdom tersebut adalah Animalia (hewan), Plantae (tumbuhan), Fungi (jamur), Protista dan Monera.
Adapun objek-objek tersebut selanjutnya akan dikaji lebih jauh mulai dari lingkup yang paling kecil yaitu molekul hingga lingkup bioma di permukaan bumi. Dimana interaksi antarbioma di permukaan bumi ini membentuk lapisan makhluk hidup di bumi yang dikenal sebagai Biosfer.
CABANG-CABANG BIOLOGI
Di atas telah dijelaskan bahwa untuk mempermudah mempelajarinya, maka Biologi dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu. Tiap cabang ilmu mengkhususkan bahasannya pada satu objek tertentu saja. Misalnya cabang Biologi yang didasarkan pada objek diantaranya Zoologi, Botani, Mikologi, Mikrobiologi, dan Virologi. Kemudian dari tiap objek itu, misalnya Zoologi terbagi lagi menjadi Vertebrata dan Invertebrata. Dan Vertebrata yang terbagi lagi menjadi 5 Filum (Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia) memunculkan cabang-cabang ilmu seperti Ichtyologi, Herpitologi, Ornitologi dan Mamalogi. Dari tiap cabang ilmu ini muncul lagi cabang-cabang ilmu yang semakin spesifik. Misalnya, dari Mamalogi kemudian muncul cabang-cabang ilmu yang mengkaji lebih jauh mengenai hewan mamalia dan manusia tersebut, seperti Sitologi, Anatomi, Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Genetika, Embriologi. Pemilahan ilmu ini terjadi pula pada cabang-cabang ilmu Biologi lainnya.
Adapun cabang Biologi yang didasarkan pada persoalannya antara lain Ekologi, Toksikologi, Taksonomi, Biologi Reproduksi, dan Teratologi. Dan cabang Biologi yang didasarkan pada tingkat organisasi kehidupan antara lain Sitologi, Histologi, Organologi, Biologi Populasi, Biologi Molekuler, dan Genetika Populasi. Pada cabang Biologi Terapan yang bertujuan untuk meningkatkan kesejahteraan manusia pun kini terbagi menjadi Kedokteran, Gizi dan Kesehatan/Higiene, Pertanian, Peternakan, Perikanan, serta Bioteknologi. Kemudian dari ilmu Kedokteran sendiri muncul ilmu-ilmu spesifik antara lain spesialisasi saraf, mata, kandungan, gigi, THT, internis, dan anak. Demikian pula dengan cabang biologi terapan lainnya.
Maksudnya begini, apabila Anda senang mempelajari tentang tubuh manusia, pada akhirnya akan mendorong Anda mengkhususkan diri dan berprofesi pada dunia Kedokteran, mulai dari Kedokteran Umum atau bahkan hingga ke Spesialis tertentu. Atau misalnya Anda senang mempelajari dunia tumbuhan, pada akhirnya akan mendorong Anda menjadi seorang ahli/biologiwan yang mampu menciptakan jenis tumbuhan atau bibit unggul baru dengan sifat unggul tertentu melalui bioteknologi/rekayasa genetika.
Memang ilmu pengetahuan seperti Biologi yang senantiasa berkembang dapat diibaratkan sebagai pohon yang semakin membesar, tumbuh cabang, anak cabang, ranting dan seterusnya hingga pohon tersebut semakin rimbun. Hal ini dikarenakan manusia memiliki rasa keingintahuan yang besar, selain itu pun karena ditunjang oleh kemajuan/perkembangan ilmu pengetahuan lainnya seperti kimia, fisika dan teknologi. Sekarang perhatikanlah gambar 20 berikut ini mengenai Cabang-cabang Ilmu Biologi berdasarkan objek kajiannya.
Gambar 20. Cabang-cabang Ilmu Biologi
Selain berdasarkan objek kajian tersebut di atas, Biologi juga mengkaji hal-hal yang berhubungan dengan lingkungan, sehingga terdapat pula cabang-cabang Biologi antara lain:
- Ekologi
- Limnologi
- Toksikologi
- Higiene & Gizi
Biologi juga berperan sebagai Biologi Terapan pada berbagai cabang ilmu seperti:
- Pertanian
- Peternakan
- Perikanan
- Kehutanan
- Kedokteran
- Bioteknologi /Rekayasa Genetika
Tabel 3. Bidang kajian cabang-cabang biologi.
Sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian mengenai cabang-cabang Biologi? Bagus, sekarang coba Anda jawab tiga pertanyaan berikut ini. Usahakan tidak melihat lagi ke uraian yang telah diberikan di atas.
1. Cabang ilmu Biologi apa sajakah yang dapat dipilah dari Ilmu Botani?
2. Apabila Anda terjun ke dalam dunia kedokteran, cabang ilmu Biologi apa sajakah yang perlu Anda pelajari?
3. Apakah bidang kajian dari Ekologi, Genetika, Embriologi, Mikrobiologi dan Evolusi?
Bagaimana? Pasti Anda dapat menjawab ketiga pertanyaan tersebut bukan? Bagus! Sekarang coba Anda cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawabannya berikut ini.
1. Dari Ilmu Botani dapat dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu sebagai berikut: Taksonomi Tumbuhan, Morfologi Tumbuhan, Anatomi Tumbuhan, Fisiologi Tumbuhan, Genetika, Ekologi Tumbuhan, dan Patologi Tumbuhan.
2. Cabang-cabang ilmu Biologi yang berkaitan dengan bidang Kedokteran antara lain sebagai berikut: Anatomi Manusia, Fisiologi Manusia, Biologi Reproduksi, Embriologi, Genetika, Endokrinologi, Patologi, Mikrobiologi, Virologi, Farmakologi, Radiobiologi, Gizi dan Higiene.
3. Bidang kajian dari Ekologi adalah hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Bidang kajian dari Genetika adalah mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat. Bidang kajian dari Embriologi adalah perkembangan embrio dari zigot hingga janin beserta faktor-faktor yang mempengaruhinya. Bidang kajian dari Mikrobiologi adalah mikroorganisme atau jasad renik dan seluk beluknya. Dan bidang kajian dari Evolusi adalah sejarah perkembangan makhluk hidup dari tingkat rendah ke tingkat tinggi.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG KEDOKTERAN
Sebagai ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk kehidupan, manfaat Biologi dalam meningkatkan kesejahteraan manusia tidak perlu diragukan lagi. Berdasarkan ilmu murni Biologi, telah dikembangkan berbagai ilmu terapan (bioteknologi) yang telah memajukan dunia kedokteran, industri, pertanian, dan peternakan, serta perikanan. Seberapa besarkah pemanfaatan biologi untuk kesejahteraan manusia telah dilaksanakan? Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pelajari uraian selanjutnya berikut ini.
Dahulu banyak masalah penyakit yang tidak dipahami penyebab maupun cara pengobatannya, sehingga cara yang ditempuh untuk mencegah maupun dalam menyembuhkannya tidak tepat. Tetapi berkat perkembangan Biologi, khususnya dalam cabang ilmu: anatomi dan fisiologi manusia, mikrobiologi, virologi dan patologi, telah banyak membantu para dokter dalam memahami penyebab gangguan tersebut. Dengan demikian para dokter berhasil mencegah dan menyembuhkan berbagai penyakit yang sampai saat ini sering menjadi masalah yang menakutkan manusia.
Berikut ini adalah contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia kesehatan dan atau kedokteran.
a. Para penderita penyakit yang mengalami kerusakan pada salah satu organ tubuhnya, kini telah mendapatkan jalan keluarnya yaitu melalui teknik transplantasi (pencangkokan) organ. Transplantasi organ yang sudah berhasil dilakukan oleh para dokter adalah pencangkokan ginjal, jantung, sumsum tulang belakang maupun hati.
b. Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.
c. Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa jenis mikroba yang menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan. Dengan demikian, antibiotik untuk mikroba-mikroba tersebut dapat dibuat.
d. Virologi pun telah memberikan sumbangannya pada dunia kedokteran, dengan mendasari pengetahuan dalam usaha menciptakan vaksin-vaksin. Misalnya pada kasus yang baru saja terjadi yaitu mengenai Virus Flu Burung. Sebuah surat kabar memberitakan bahwa Virus Flu Burung atau disebut juga Virus Avian Influenza, yang hanya dapat diteruskan kepada manusia melalui kontak yang sangat dekat, telah dapat ditemukan vaksinnya oleh para pakar Imunologi dan Bioteknologi di Badan Kesehatan Dunia (WHO). Caranya adalah dengan menggabungkan gen Avian dengan gen flu pada manusia agar menjadi ‘aman’. Mereka mengambil satu gen virus flu burung kemudian menggantikan gennya tadi dengan gen flu manusia. Hasil dari kombinasi virus buatan ini kemudian dipersiapkan sebagai basis untuk pembuatan vaksinnya. (Sumber: Pikiran Rakyat 5 Februari 2004).
e. Para penderita obesitas (penyakit kegemukan) kini pun telah mendapatkan jalan keluar dalam mengatasi kelebihan berat badannya. Hal ini dijelaskan dalam suatu kutipan dari sebuah surat kabar bahwa; Para ahli fisiologi dan ilmu gizi dari Universitas Texas Southwestern Medical Centre, Dallas Amerika Serikat, telah berhasil mengubah sel-sel lemak biasa menjadi lemak yang bisa terbakar. Penelitian dilakukan melalui penyuntikan gen Leptin (suatu protein yang terkait dengan proses metabolisme) pada tikus percobaan. Hasil penyisipan gen membuktikan bahwa sel-sel yang biasanya menimbun lemak berubah menjadi sel-sel pembakar lemak. Akibatnya, tikus menjadi langsing dengan hilangnya 26% bobot tubuhnya selama dua pekan. (Sumber: Pikiran Rakyat 26 Februari 2004).
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang kedokteran, yang pada dewasa ini sudah banyak kemajuan yang dicapai. Di samping itu, berkat penelitian yang terus menerus, bermunculan berbagai cabang ilmu kedokteran (spesialisasi) berikut teknik-tekniknya, yang pada dasarnya dilakukan untuk meningkatkan kesehatan manusia. Masyarakat pun kini semakin mengetahui bagaimana cara hidup sehat, mengatur gizi, menghindari serta mencegah penyakit, yaitu dengan selalu menjaga kebersihan diri dan lingkungan, berolah raga secara teratur dan mengkonsumsi makanan bergizi dengan menu 4 sehat 5 sempurna dan pola gizi seimbang.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN
Dahulu para petani hanya mengetahui cara-cara bertani yang sederhana/tradisional, yakni hanya dengan mencangkul tanah kemudian menanaminya dengan tanaman yang diinginkan lalu disirami secukupnya. Dan hasil yang didapat ternyata tidak terlalu menggembirakan baik mutu maupun jumlahnya. Jika hal ini tidak segera diperbaiki maka kebutuhan masyarakat akan pangan tidak dapat tercukupi, dan akan terjadi kekurangan bahan pangan (rawan pangan). Apalagi pada masa sekarang ini, dimana telah terjadi ledakan jumlah penduduk, tentunya masalah rawan pangan merupakan masalah yang harus segera ditangani.Usaha yang harus dilakukan tidak hanya pada bagaimana membatasi pertambahan jumlah penduduk, tetapi juga harus dipikirkan bagaimana caranya meningkatkan produksi pangan.
Berkat kemajuan cabang-cabang Biologi dan teknologinya, sudah banyak orang mengetahui bagaimana cara meningkatkan hasil pertaniannya. Masyarakat khususnya para petani, kini telah banyak mengetahui bagaimana cara memilih bibit tanaman unggul, bagaimana cara memilih pupuk yang diperlukan berikut cara memupuknya, serta bagaimana cara memberantas hama dengan pestisida atau insektisida, dengan maksud meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panennya. Mereka pun telah banyak mengetahui teknik-teknik berkebun seperti mencangkok, menempel, mengenten dan sebagainya.
Untuk mendapatkan bibit unggul dari berbagai jenis tanaman sekarang tidaklah sulit. Hampir di seluruh pelosok tanah air, bibit unggul berbagai jenis tanaman bukan merupakan barang langka lagi. Hal ini berkat makin berkembangnya prinsip-prinsip Genetika yang sudah banyak diketahui oleh para petani, seperti dengan melakukan penyilangan (bastar), yang dapat dilakukan sendiri oleh mereka. Selain itu, dengan menerapkan prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan, para petani melalui para ahli pertanian yang telah banyak mengetahui jenis pupuk yang baik untuk berbagai jenis tanaman.
Adapun dalam penggunaan pupuk, pestisida atau insektisida pada persawahan, perkebunan atau perladangan ini, para petani harus memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem di sekitarnya. Misalnya dengan mengikuti/mematuhi dosis (takaran) serta intensitas yang ditetapkan oleh setiap jenis pupuk atau pestisidanya. Jika pemakaian zat-zat kimia tersebut melebihi aturan yang ditetapkan biasanya akan menimbulkan pencemaran air sungai di sekitar areal pertanian tersebut.
Contoh kasus yang sering terjadi akibat pemakaian zat kimia yang tidak memperhatikan faktor keseimbangan ekosistem adalah pada pemakaian pupuk N yang intensif. Pemakaian pupuk N secara terus menerus dapat menyebabkan kadar nitrat dalam air sungai di areal penanaman menjadi tinggi. Akibat yang terjadi kemudian adalah timbulnya penyakit methemoglobinemia jika air sungai tersebut dikonsumsi oleh manusia. Selain timbulnya penyakit itu, dapat terjadi pula eutrofikasi. Apakah methemoglobinemia itu, dan apa yang dimaksud dengan eutrofikasi?
Methemoglobinemia merupakan ketidakmampuan hemoglobin di dalam sel-sel darah merah untuk mengikat oksigen, karena hemoglobin diikat oleh nitrit. Nitrit ini dihasilkan dari pengubahan nitrat yang mengkontaminasi air minum oleh mikroorganisme pada saluran pencernaan manusia. Dan tahukah Anda apa akibatnya jika tubuh kita kekurangan oksigen? Sedangkan eutrofikasi adalah pengeruhan air yang disebabkan oleh berkembang dengan pesatnya alga dan eceng gondok pada perairan yang tercemar nitrat. Eutrofikasi ini menyebabkan organisme seperti ikan-ikan di perairan tersebut menjadi mati. (perhatikan gambar 21). Maka dari itulah, pengetahuan mengenai Ekologi serta teknik bertani sangat diperlukan agar tidak terjadi hal-hal yang pada akhirnya akan merugikan masyarakat sekitar atau para petani sendiri. Menurut Anda bagaimanakah mencegah pencemaran perairan oleh pupuk nitrat? Ya betul, diantaranya dengan mengadakan pergiliran penanaman jenis tanaman atau rotasi tanaman, sehingga pupuk yang digunakan juga berganti-ganti.
Gambar 21. Eutrofikasi oleh eceng gondok.
Masalah penyakit-penyakit yang menyerang tanaman, kini juga sudah banyak diketahui penyebabnya. Sudah banyak jenis virus, bakteri dan parasit lain yang menyerang tanaman budi daya yang berhasil diidentifikasi dan ditemukan cara pemberantasannya. Hal ini tentu berkaitan dengan kemajuan di bidang cabang-cabang Biologi seperti virologi, mikrobiologi dan parasitologi. Jadi, cabang-cabang Biologi yang berhubungan dengan bidang pertanian adalah botani, anatomi tumbuhan, fisiologi tumbuhan, virologi tumbuhan, parasitologi, mikrobiologi, genetika dan ekologi.
Perkembangan bioteknologi seperti teknik Rekayasa Genetika, Kultur Jaringan, dan teknik Mutasi Buatan pun kini sudah berhasil membantu mengatasi masalah rawan pangan. Coba Anda perhatikan uraian berikut ini, mengenai contoh-contoh sumbangan pengetahuan yang telah diberikan oleh Biologi beserta cabang-cabang ilmunya dalam dunia pertanian:
a. Bioteknologi dan Biologi Molekuler telah berhasil menemukan teknik-teknik untuk Rekayasa Genetika, seperti teknik transfer nukleus, teknik pemotongan, penyambungan dan penyisipan gen, dimana teknik-teknik ini bertujuan untuk mencari atau menciptakan jenis tanaman dengan sifat unggul tertentu (tanaman transgenik). Teknik-teknik rekayasa genetika seperti ini biasanya dilanjutkan dengan suatu teknik yang disebut Kloning. Istilah Klon merupakan garis turunan individu-individu yang secara genetik identik. Klon juga diartikan sebagai usaha membuat satu atau lebih replika (duplikat) suatu individu, sel, ataupun gen. Pengaplikasian yang sudah berhasil dilakukan adalah pada terciptanya tanaman budi daya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri, sehingga tanaman tersebut tidak perlu disemprot insektisida lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman pangan yang telah berhasil di rekayasa dengan tiujuan tersebut adalah tanaman buah apel, pir, kol/kubis, brokoli, dan kentang. Teknik rekayasa genetika ini juga sudah berhasil menciptakan tanaman budi daya yang mampu mengikat nitrogen bebas sendiri dari udara, sehingga tanaman tersebut tidak perlu diberi pupuk nitrogen sintetik lagi saat di lahan pertanian nantinya. Contoh jenis tanaman yang sudah berhasil direkayasa untuk tujuan tersebut adalah pada padi dan gandum.
b. Melalui kemajuan di bidang Biologi Molekuler, telah dapat diketahui pula urutan gen pada genom sel-sel tumbuhan, sehingga para biologiwan dapat mengidentifikasi urutan-urutan gen tertentu yang bertanggungjawab untuk perkembangan organ. Dengan demikian para biologiwan dapat memodifikasi arah perkembangan tanaman yang diinginkan. Pengaplikasian teknik ini yang sudah berhasil dilakukan adalah telah terciptanya batang pohon jati yang dapat tumbuh dengan diameter besar dan lurus.
c. Dengan menggunakan teknik kultur Jaringan, tanaman yang sudah diketahui berkhasiat sebagai obat, atau pun tanaman budi daya yang sudah diketahui keunggulan mutunya, dapat diproduksi dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril. Teknik kultur jaringan ini termasuk salah satu usaha kloning, dimana individu-individu baru yang dihasilkan akan sama persis atau identik dengan suatu tanaman yang sudah diketahui manfaat maupun keunggulannya. Adapun contoh-contoh tanaman budi daya yang sudah berhasil diperbanyak dengan teknik kultur jaringan tersebut antara lain tanaman kelapa sawit, tanaman anggrek, tanaman pisang barangan, dan wortel.
d. Teknik Mutasi Buatan merupakan usaha merubah susunan atau jumlah materi genetik/DNA dengan menggunakan radiasi sinar radioaktif (sinar X, alpha, beta dan gamma) atau dengan senyawa kimia (kolkisin). Teknik mutasi dengan sinar gamma biasanya ditujukan untuk menghasilkan biji-biji tanaman padi dan palawija, agar berumur pendek (cepat dipanen), hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan hama wereng. Selain itu, terdapat teknik mutasi buatan lainnya, yakni teknik perendaman biji-biji tanaman perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkisin, senyawa ini menyebabkan tanaman mempunyai buah yang besar dan tidak berbiji; misalnya buah semangka, pepaya, jeruk, dan anggur tanpa biji, seperti pada gambar 22 berikut. Namun sayangnya tanaman ini tidak dapat menghasilkan tanaman baru sebagai keturunannya, karena buah-buahan yang dihasilkan tidak memiliki organ reproduksi yaitu biji. Lalu bagaimanakah caranya bila kita menghendaki buah-buahan tanpa biji lagi? Ya benar, kita harus memulai lagi dari perendaman biji-biji (benih) dari buah yang memiliki biji, dengan senyawa kolkisin. Baru kemudian ditanam dan ditunggu hasil buahnya yang pasti tidak memiliki biji.
(a)
(b)
Gambar 22. Buah-buahan tanpa biji
hasil mutasi buatan; (a) pepaya,(b) jeruk.
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang pertanian. Bagaimana, sampai di sini apakah Anda sudah memahami seluruh uraian yang diberikan? Bagus! Untuk memperkaya wawasan Anda mengenai pemanfaatan Biologi bagi kehidupan manusia, sekarang pelajarilah bagaimana pemanfaatan Biologi pada dunia Peternakan berikut ini. Sumbangan apakah yang sudah diberikan Biologi dalam upaya mengatasi masalah rawan pangan dan perbaikan gizi masyarakat?
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PETERNAKAN
Seperti halnya pada bidang pertanian, pemanfaatan Biologi pada bidang peternakan pun sudah sedemikian besar. Dengan menerapkan pengetahuan cabang-cabang Biologi seperti zoologi, anatomi hewan, fisiologi hewan, genetika, biologi reproduksi, embriologi, dan biologi molekuler/rekayasa genetika, para peternak dan masyarakat yang lebih luas telah dapat menikmati hasilnya. Melalui penerapan ilmu-ilmu tersebut telah banyak dihasilkan ternak varietas unggul, diantaranya adalah ayam penghasil banyak telur, ayam pedaging, sapi pedaging, sapi penghasil banyak susu, dan domba pedaging.
Dalam usaha perbanyakan ternak unggul tersebut kini pun telah banyak menggunakan teknik kawin silang (hibridisasi) dan teknik kawin suntik (inseminasi buatan). Dengan teknik inseminasi buatan, dapat dihasilkan keturunan sapi atau domba yang diharapkan tanpa mengenal musim kawin, serta tidak melibatkan sapi atau domba jantan.
Teknik inseminasi buatan ini diikuti dengan teknik superovulasi, yakni teknik perbanyakan ternak unggul dengan cara menyuntikkan hormon reproduksi berupa PMSG (pregnant mare serum gonadotrophin) dan HCG (human chorionic gonadotrophin). Hormon-hormon ini berfungsi merangsang terbentuknya sel telur dalam jumlah banyak sebelum sapi atau domba diinseminasi. Adapun spermatozoa yang berasal dari ternak jantan dapat diperoleh tidak harus dari ternak jantan secara langsung, tetapi diambil dari tempat penyimpanan spermatozoa. Teknik penyimpanan spermatozoa menggunakan nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius.
Selain teknik inseminasi dan superovulasi, dewasa ini telah dikembangkan juga teknik fertilisasi in vitro. Pada teknik ini, embrio dapat dihasilkan di luar uterus (kandungan) induk betina dalam jumlah tertentu. Dan sebelum embrio ini diimplantasikan (ditanam dalam uterus induk betina) dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu pada nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius. Embrio dari jenis unggul ini kemudian dapat diimplantasikan ke induk sapi betina yang tidak unggul bunting semu dari species yang sama. Dengan demikian akan cepat diperoleh banyak sapi unggul.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG PERIKANAN
Ikan, baik ikan yang hidup di air tawar maupun yang hidup di laut, merupakan organisme air yang dapat dimanfaatkan manusia sebagai salah satu bahan pangan, karena diketahui kandungan proteinnya sangat tinggi. Selain itu, ikan-ikan yang bentuk ataupun permukaan tubuhnya tampak menarik dapat dijadikan hiasan dalam sebuah akuarium.
Adapun pemanfaatan Biologi dalam bidang perikanan tampak antara lain dalam upaya pembudidayaan ikan, juga dalam usaha pelestarian ekosistem perairannya. Pembudidayaan ikan yang telah banyak dilakukan yakni dalam (1) pembuatan tambak-tambak, karamba jala apung (kajapung), maupun rumpon, serta (2) pelestarian terumbu karang, mangrove, hutan bakau, dan lamun.
Pada tambak-tambak, usaha pembudidayaan ikan-ikan yang diketahui bernilai gizi tinggi atau yang bernilai ekonomis adalah dengan dilakukannya pemijahan. Dengan teknik pemijahan dalam tambak-tambak, spermatozoa dan sel telur dari ikan jantan dan ikan betina, dapat dengan mudah bertemu menjadi zigot, tanpa harus terganggu oleh arus air laut. Selain itu telur-telur yang dihasilkan juga akan terhindar dari para pemangsa/predatornya, sehingga besar kemungkinannya telur-telur itu akan menetas dan menjadi ikan. Contoh pemanfaatan Biologi lainnya dalam bidang ini adalah dengan diketemukannya manfaat daun singkong yang ternyata dapat dijadikan pakan tambahan bagi ikan nila merah sehingga dapat mempercepat pertumbuhan ikan tersebut.
Melalui penelitian-penelitian dalam bidang Biologi juga diketahui bahwa manfaat hutan bakau, mangrove, serta lamun adalah penting dalam ekosistem pantai. Selain berperan sebagai produsen, ketiga macam ekosistem tersebut diketahui juga memiliki fungsi fisik. Fungsi fisik tersebut adalah; dengan adanya hutan bakau, mangrove dan lamun, energi hempasan gelombang laut yang masuk ke pantai dapat tertahan atau berkurang, dengan demikian dapat mencegah abrasi (erosi daratan akibat pasang surut air laut). Selain itu, ketiga jenis ekosistem pantai tersebut diketahui berperan sebagai penyaring sedimen/lumpur dari daratan, hal ini sangatlah penting bagi ekosistem terumbu karang, karena terumbu karang memerlukan perairan yang jernih.
Demikianlah pemanfaatan Biologi dalam bidang perikanan. Diharapkan Anda sudah memahaminya. Kini, sebelum kita melangkah pada pemanfaatan biologi pada bidang industri, perhatikanlah kesimpulan singkat berikut ini.
a. Perkembangan bioteknologi dan biologi molekuler saat ini adalah ditemukannya beberapa teknik rekayasa genetika seperti; teknik transfer nukelus, pemotongan dan penyambungan gen, serta teknik penyisipan gen. Teknik-teknik ini sudah diaplikasikan untuk keperluan bidang peternakan, pertanian, dan kedokteran, melalui kloning.
b. Pada bidang pertanian, teknik rekayasa genetika yang bertujuan menciptakan tanaman dengan sifat unggul tersebut, dilanjutkan dengan teknik kultur jaringan, sehingga tanaman-tanaman berjenis unggul tersebut dapat segera diperoleh dengan waktu singkat, dalam jumlah yang banyak, tanpa memerlukan lahan yang luas, dan dengan kondisi steril.
c. Pada bidang peternakan, teknik rekayasa genetika tersebut dilanjutkan dengan teknik fertilisasi in vitro atau teknik superovulasi, dan kemudian teknik inseminasi buatan, dengan tujuan segera diperoleh ternak jenis unggul dalam jumlah banyak.
d. Pada bidang kedokteran teknik rekayasa genetika dilakukan untuk membantu pasangan suami isteri yang sulit mendapat keturunan/anak, atau bagi mereka yang menghendaki keturunan dengan jenis tertentu (laki-laki atau perempuan). Untuk maksud yang kedua ini, sebelum dilakukan fertilisasi in vitro, terlebih dahulu dilakukan pemisahan gen dari genom sang ayah (X dan Y nya), lalu dipertemukan dengan genom sang ibu. Fertilisasi in vitro dilakukan di luar tubuh sang ibu, dan setelah terbentuk embrio/zigot barulah di implantasikan ke dalam kandungan sang ibu.
e. Pada bidang perikanan, pemanfaatan Biologi adalah sebagai landasan pengetahuan (basic science) dalam usaha pembudidayaan ikan-ikan atau hewan laut lainnya yang telah diketahui memiliki nilai gizi tinggi (yaitu sebagai sumber protein hewani) dan bernilai ekonomis. Selain itu, Biologi juga dapat dijadikan landasan pengetahuan dalam penelitian-penelitian lain yang lebih luas lingkupnya, yakni pada lingkup ekosistem perairan laut dan pantai.
PEMANFAATAN BIOLOGI DALAM BIDANG INDUSTRI
Dahulu manusia hanya mengambil sesuatu dari lingkungannya yang langsung dapat dimanfaatkan untuk kehidupannya, misalnya buah-buahan langsung dipetik untuk dimakan, sementara bagian lain dari tumbuhan itu dibiarkan atau dibuang begitu saja. Begitu pula pemanfaatan manusia terhadap hewan, hanya diambil daging atau telurnya saja. Namun setelah berkembangnya Biologi, khususnya pada cabang zoologi, botani, taksonomi, biokimia, mikrobiologi, dan bioteknologi, manusia telah berhasil menemukan berbagai bagian tubuh tumbuhan atau hewan yang dapat diolah menjadi bahan baku industri.
Berikut ini adalah contoh-contoh pemanfaatan Biologi pada bidang industri:
a. Ditemukannya kandungan gula yang cukup tinggi pada batang tebu, menyebabkan berkembangnya pabrik pengolahan tebu menjadi gula.
b. Diketahuinya bahwa serabut biji kapas dan bulu domba dapat diolah menjadi benang, dan kepompong ulat sutera dapat diolah menjadi benang sutera, maka berkembanglah industri tekstil/kain, kain wol dan kain sutera.
c. Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang menguntungkan maupun yang bersifat patogen (menyebabkan penyakit), maka berkembanglah industri obat-obatan, makanan/minuman yang berkhasiat obat. Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam (lihat Gambar 23). Contoh lainnya pemanfaatan mikrobiologi dalam bidang industri makanan adalah pada industri kecap, tempe, oncom, keju, roti, dan nata de coco, serta minuman anggur.
Gambar 23. Berbagai jenis yoghurt yang dibuat dengan
menggunakan Bakteri Lactobacillus.
Dalam industri obat-obatan, telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang ternyata dapat dibuat/disintesis menjadi insulin; insulin ini sangat berguna bagi penderita penyakit Diabetes Melitus pada manusia (lihat Gambar 24).
Gambar 24. Insulin untuk penderita diabetes melitus yang di produksi oleh bakteri E.coli.
Contoh perkembangan mikrobiologi dalam industri obat-obatan lainnya adalah pada industri pembuatan antibiotik dan vaksin. Macam-macam antibiotik yang sudah berhasil dibuat antara lain adalah: Penisilin (dibuat dari jamur Penicillium), Sefalosporin (dihasilkan oleh jamur Cephalosporium), dan Tetrasiklin (dihasilkan oleh jamur Streptomycin). Lihat gambar 25.
Gambar 25. Berbagai jenis antibiotik.
Demikianlah sumbangan-sumbangan Biologi kepada dunia industri. Sekarang, coba Anda sebutkan 2 macam industri lainnya yang menggunakan prinsip-prinsip Biologi. Dan menurut Anda, cabang-cabang Biologi apa saja yang terkait di dalamnya? Untuk menjawab persoalan ini Anda boleh berdiskusi bersama teman-teman Anda.
Sebagai contoh; Industri lainnya yang menggunakan prinsip-prinsip Biologi adalah industri jamu. Cabang-cabang Biologi yang terkait pada industri tersebut adalah ilmu Botani yang meliputi taksonomi tumbuhan, anatomi tumbuhan, dan fisiologi tumbuhan, juga mikrobiologi, patologi, mikologi, dan bioteknologi.
Dari seluruh uraian yang telah Anda pelajari di atas, jelaslah bahwa pengetahuan mengenai Biologi sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia bukan? Selain itu, dengan pengetahuan Biologi yang baik, maka kita akan;
a. Semakin mengenali diri kita sebagai mahluk hidup.
b. Semakin mengenal dan mengetahui hubungan antara mahluk hidup dengan lingkungannya.
c. Semakin menyayangi mahluk hidup yang ada di sekitar kita dan dapat memanfaatkannya secara bijaksana
d. Selalu berusaha menjaga kelestarian lingkungan dan dapat mengatasi masalah yang timbul dalam hubungan antara mahluk hidup dengan lingkungannya.
e. Semakin menyadari kebesaran Tuhan Yang Maha Esa yang menciptakan kehidupan di bumi ini.
Uji Kompetensi 2
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat dengan memberi tanda (X) pada huruf di depan jawaban dari soal-soal berikut!
1. Cabang biologi yang mengkaji hubungan timbal balik antara mahluk hidup dengan lingkungannya adalah ....
A. zoologi
B. ekologi
C. sitologi
D. botani
E. evolusi
2. Mikologi merupakan cabang Biologi yang mengkaji ….
A. virus
B. jaringan
C. jamur
D. sel
E. jasad renik
3. Mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat dikaji dalam .…
A. anatomi
B. fisiologi
C. morfologi
D. genetika
E. taksonomi
4. Taksonomi mengkaji ....
A. kesehatan
B. struktur luar tubuh mahluk hidup
C. serangga dan seluk beluknya
D. pengelompokan / klasifikasi mahluk hidup
E. mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat
5. Sejak perkembangan mahluk hidup dari tingkat rendah ke tingkat tinggi dipelajari pada cabang biologi ....
A. evolusi
B. histologi
C. sitologi
D. ekologi
E. taksonomi
6. Cabang-cabang biologi berikut ini berkaitan dengan dunia pertanian, kecuali .…
A. ekologi
B. genetika
C. virologi
D. fisiologi
E. ornitologi
7. Pernyataan berikut ini benar, kecuali .…
A. pengelolaan sumber daya alam harus didasari pemahaman biologi yang baik
B. sikap arif dan bijaksana sangat diperlukan dalam pengelolaan sumber daya alam
C. pencemaran limbah industri dapat merusak lingkungan biotik sekitarnya
D. hutan lindung boleh dieksploitasi setelah diketahui terdapat kandungan emas yang banyak di sana
E. IPTEK bertujuan meningkatkan kualitas hidup manusia
8. Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi jenis-jenis mikroba yang bersifat patogen, dan telah dapat dibuat pula … nya.
A. antigen
B. antibiotik
C. in vitro
D. kloning
E. kultur jaringan
9. Melalui teknik kultur jaringan para ahli dapat menumbuhkan beberapa jenis tanaman potensial untuk kesejahteraan hidup manusia. Berikut ini yang bukan beberapa keuntungan teknik kultur jaringan tumbuhan adalah ….
A. waktunya singkat
B. mudah dikontrol
C. tidak memerlukan lahan luas
D. efisien
E. tidak perlu kondisi steril
10. Cabang biologi yang mendasari beberapa cabang biologi lainnya adalah ….
A. bioteknologi
B. fisiologi
C. anatomi
D. genetika
E. sitologi
11. Berikut ini yang merupakan aplikasi cabang biologi bidang mikrobiologi adalah .…
A. pembuatan yoghurt
B. penyisipan gen
C. pemisahan genom X dan Y
D. superovulasi
E. transpalasi organ
12. Agar ternak sapi betina jenis unggul mengalami superovulasi maka ternak tersebut diberi suntikan hormon ….
A. PMSG
B. HCG
C. PMSG dan HCG
D. Estrogen dan PMSG
E. HCG dan estrogen
13. Hormon insulin untuk penderita diabetes mellitus dapat dibuat dari bakteri ....
A. Bacillus thuringiensis
B. Monilia sitophila
C. Salmonella
D. Thyposa
E. Escherichaia coli
14. Embrio hasil fertilisasi in vitro sebelum diimplantasikan ke uterus induk sapi atau domba, dapat disimpan dalam jangka waktu tertentu dalam ....
A. hidrogen cair bersuhu –196 derajat celcius
B. nitrogen cair bersuhu –196 derajat celcius
C. oksigen cair bersuhu –100 derajat celcius
D. nitrogen cair bersuhu –120 derajat celcius
E. hidrogen cair bersuhu –120 derajat celcius
15. Pemanfaatan cabang biologi yang terkait pada industri jamu adalah sebagai berikut, kecuali ….
A. taksonomi tumbuhan
B. mikrobiologi
C. fisiologi tumbuhan
D. anatomi tumbuhan
E. evolusi tumbuhan
16. Tanaman padi dan palawija yang berumur pendek, tahan terhadap serangan hama wereng, dan hasil produksinya banyak, dapat diperoleh dengan cara ….
A. teknik mutasi buatan dengan penyinaran sinar radioaktif
B. teknik mutai buatan dengan perendaman senyawa kolkisin
C. teknik pemotongan, penyambungan, dan penyisipan gen
D. teknik kultur jaringan
E. teknik fertilisasi in vitro
17. Penggunaan pupuk N yang berlebihan pada areal pertanian atau perkebunan dapat mengakibatkan hal-hal berikut ini, kecuali ....
A. eutrofikasi oleh eceng gondok
B. blooming algae
C. penyakit methemoglobinemia
D. penyakit minamata
E. organisme air mati
18. Buah-buahan dapat berukuran besar dan tanpa biji dapat diperoleh dengan cara ....
A. teknik mutasi buatan dengan penyinaran sinar radioaktif
B. teknik mutasi buatan dengan perendaman senyawa kolkisin
C. teknik pemotongan, penyambungan, dan penyisipan gen
D. teknik kultur jaringan
E. teknik fertilisasi in vitro
19. Berikut ini adalah contoh-contoh aplikasi biologi pada dunia kedokteran, kecuali ....
A. transplantasi organ
B. penyuntikan gen leptin
C. teknik superovulasi
D. fertilisasi in vitro
E. pembuatan vaksin virus flu burung
20. Pernyataan manakah yang salah?
A. objek /kajian biologi mencakup 5 kingdom tanpa virus
B. biologi terapan /bioteknologi diantaranya mencakup pertanian, peternakan, dan kedokteran
C. toksikologi termasuk ke dalam cabang biologi yang mengkaji lingkungan
D. fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi dipelajari dalam palaeontologi
E. ornitologi merupakan cabang dari kajian zoologi
JAWABAN
1. B 11. A
2. C 12. C
3. D 13. E
4. D 14. B
5. A 15. E
6. E 16. A
7. D 17. D
8. B 18. B
9. E 19. C
10. D 20. A
.: RUANG LINGKUP BIOLOGI
________________________________________
PENJELASAN ISTILAH
Abiotik = lingkungan yang terdiri atas benda tak hidup seperti unsur hara, air, tanah, kelembaban, suhu, iklim, pH.
Antibiotik = suatu senyawa yang dihasilkan mikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.
Biologi terapan = penerapan hukum-hukum dan prinsip-prinsip biologi ke dalam kehidupan manusia agar bermanfaat.
Bioma = kumpulan species (terutama tumbuhan) yang mendiami tempat tertentu di bumi yang dicirikan oleh vegetasi tertentu yang dominan dan langsung terlihat jelas di tempat tersebut.
Biosfer = bagian bumi dan atmosfer tempat organisme hidup.
Biotik = lingkungan yang terdiri atas mahluk hidup seperti produsen,konsumen dan pengurai/dekomposer.
Bioteknologi = pemanfaatan sel-sel hidup atau mikroorganisme dalam industridan teknologi untuk menghasilkan barang dan jasa, misalnya obat-obatan, bahan kimia, dan menguraikan limbah.
Botani = cabang biologi yang mempelajari dunia tumbuhan
Ekosistem = suatu kesatuan ekologi yang mengkaji hubungan timbal balik antara faktor biotik dengan faktor abiotik.
Eutrofikasi = pengeruhan air yang disebabkan oleh berkembang dengan pesatnya algae (ganggang) dan eceng gondok pada perairan yang tercemar oleh nitrat.
Gen = bagian tertentu dalam untai DNA yang dapat mengkodekan protein fungsional di dalam sel.
Genetika = cabang biologi yang mengkaji hukum-hukum dan mekanisme pewarisan sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Individu = satuan makhluk hidup tunggal, yang tubuhnya tersusun oleh berbagai sistem organ yang saling berhubungan.
Jaringan = kumpulan sel-sel yang bentuknya sama untuk melaksanakan fungsi tertentu.
Komunitas = kumpulan beberapa jenis populasi yang hidup bersama pada suatu habitat tertentu yang saling berinteraksi atau mempengaruhi, dan mencapai keseimbangan melalui suatu jaring-jaring makanan.
Organ = kumpulan beberapa macam jaringan yang mampu melaksanakan suatu fungsi tertentu.
Organisme transgenik = organisme yang sel-selnya mengandung gen sisipan dari organisme lain dengan tujuan tertentu.
Pengurai = bakteri, jamur, dan beberapa protozoa yang berperan dalam proses pembusukan organisme mati menjadi materi anorganik.
Populasi = kumpulan dari individu sejenis (satu species) yang secara bersama menempati suatu habitat.
Produsen = tumbuhan hijau yang menggunakan bahan-bahan anorganik untuk menghasilkan bahan-bahan organik dengan bantuan energi sinar matahari dan energi kimia.
Saproba = organisme yang hidup pada bahan-bahan sisa hewan dan tumbuhan yang busuk (materi organik).
Species = organisme yang dapat melakukan perkawinan dengan sesamanya dan menghasilkan keturunan yang fertil.
Suksesi ekologis = perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan.
Toksikologi = Cabang biologi yang mengkaji racun (toksik).
Vegetasi = kehidupan tumbuh-tumbuhan yang erat hubungannya dengan iklim/bioma.
