RUANG LINGKUP BIOLOGI

RUANG LINGKUP

BIOLOGI

(THE SCOPE OF BIOLOGY)

A.    Arti Biologi

•          Biologi berasal dari bahasa Yunani/Greek, bios=hidup dan logos=ilmu

•          Biologi adalah ilmu yang mempelajari seluk beluk makhluk hidup

•          Aristoteles....Bapak perintis Biologi (Orang pertama yang mengumpulkan dan mengklasifikasi spesies biologi secara sistematis)

1.Ciri-ciri Makhluk Hidup

a. Membutuhkan nutrisi

                b. Transportasi sel

                c. Respirasi

                d. Metabolisme

                e. Ekskresi

                f. Tumbuh dan berkembang

                g. Reproduksi

                h. Regulasi dan iritabilitas

                i. Adaptasi

2. Ruang Lingkup Biologi
(the scope of biology)

Keseluruhan sistem kehidupan dibangun atas organisasi kehidupan yang meliputi 11 tingkat yaitu :

•          Molekul (molecule) : kumpulan unsur unsur yang membangun suatu persenyawaan kimia

•          Sel (cell) : bagian terkecil dari tubuh makhluk hidup

•          Jaringan (tissue) : sekumpulan sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama

•          Organ (organ) : kumpulan beberapa jaringan yang mendukung suatu fungsi tertentu

•          Sistem Organ (organ system) : kumpulan beberapa organ yang membentuk suatu sistem

•          Organisme (organism) : makhluk hidup tunggal

•          Populasi (population) : kumpulan makhluk hidup sejenis

•          Komunitas (community) : kumpulan beberapa populasi yang mendiami suatu tempat dan waktu yang sama

•          Ekosistem (ecosystem) : interaksi antara komponen biotik dan abiotik yang membentuk suatu kesatuan

•          Bioma (biome) : ekosistem dalam skala besar yang terjadi karena interaksi iklim dengan keanekaragaman makhluk hidup yang khas

•          Biosfer : keseluruhan porsi bumi yang dihuni oleh kehidupan

Manfaat Biologi bagi kehidupan :

•          Membantu dalam menemukan dan mengembangkan :

                ²           bahan makanan

                ²           bahan pakaian

                ²           bahan peralatan dan perumahan

                ²           energi

•          Menemukan penyebab dan pengobatan berbagai macam penyakit, baik pada manusia, hewan maupun tumbuhan

•          Menyingkap rahasia proses-proses kehidupan, pewarisan sifat, dan pengendali proses kehidupan (gen)

•          Mengkaji dan melestarikan lingkungan untuk kelestarian kehidupan

3. Cabang dan Objek kajian Biologi (The Branches and object of biological study) :

NO	Nama Cabang Biologi	Bidang Kajiannya
1.	Anatomi	Struktur tubuh makhluk hidup
2.	Bakteriologi	Struktur,fungsi dan peran bakteri
3.	Bioteknologi	Pemanfaatan organisme hidup atau komponennya untuk menghasilkan produk dan jasa
4.	Botani	Semua segi kehidupan tumbuhan
5.	Ekologi	Hubungan timbal balik makhluk hidup dengan lingkungannya
6.	Embriologi	Perkembangan embrio
7.	Entomologi	Mempelajari serangga
8.	Etologi	Perilaku serangga
9.	Evolusi	Semua perubahan yang telah mentransformasi kehidupan di bumi dari awal sampai sekarang
10.	Fisiologi	Fungsi alat alat tubuh
11.	Genetika	Pewarisan sifat makhluk hidup
12.	Higiene	Cara dan aturan hidup sehat
13.	Histologi	Struktur dan fungsi jaringan
14.	Imunologi	Kekebalan tubuh
15.	Limnologi	Mempelajari rawa,danau
16.	Mikologi	Semua segi kehidupan jamur
17.	Mikrobiologi	Struktur,fungsi dan peranan jasad renik
18.	Morfologi	Susunan dan bentuk tubuh luar makhluk hidup
19.	Organologi	Organ atau alat-alat tubuh makhluk hidup
20.	Ornitologi	burung
21.	Paleontologi	Fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi
22.	Parasitologi	Kehidupan parasit dan pengaruhnya terhadap tubuh makhluk hidup
23.	Patologi	Perihal penyakit
24.	Sitologi	Susunan dan fungsi bagian bagian sel
25.	Taksonomi	Pengelompokan makhluk hidup
26.	Virologi	Struktur,fungsi dan peranan virus
27.	Zimologi	Susunan dan fungsi enzim
28	Zoologi	Semua segi kehidupan hewan

B. Metode Ilmiah (scientific method)

Metode ilmiah merupakan cara-cara yang ditempuh ilmuan untuk memecahkan suatu masalah

1. Langkah-langkah pada metode ilmiah

a)      Menemukan masalah

b)      Mengumpulkan keterangan/observasi

c)       Menentukan hipotesis/dugaan sementara

d)      Merancang dan melakukan eksperimen

e)      Menganalisis data dan menarik kesimpulan

2. Keterampilan proses ilmiah

1. Mengamati
2. Observasi
3. Menggolongkan

4. Mengukur
5. Menggunakan alat
6. Mengkomunikasikan hasil
7. Menafsirkan

8. Memprediksi
9. Menganalasis dan mensintesis

10. Keterampilan memecahkan masalah secara ilmiah
11. Keterampilan berpikir logis,deduktif dan induktif
12. Menciptakan penemuan yang bermanfaat bagi manusia

3. Sikap ilmiah

a.     Rasa ingin tahu

b.    Objektif

c.     Jujur

d.      Teliti

5. Mau bekerja dan bekerjasama serta saling menerima dan memberi
6. Keterbukaan pikiran dan kritis
7. Tekun dan tidak mudah menyerah

4. Ciri metode ilmiah :

Memiliki objek kajian yang komplit/nyata

Objektif

Universal

Menggunakan cara berpikir logis

Untuk mengkajinya perlu langkah sistematis

Hasil kajiannya berupa hukum

5. Penentuan Variabel

Langkah terpenting dalam merancang eksperimen adalah menentukan variabel penelitian

Variabel diartikan sebagai peubah

Macam macam variabel :

1)      Variabel bebas : faktor yang dibuat bervariasi,

2)      Variabel terikat : faktor yang muncul akibat variabel bebas

3)      Variabel kontrol : faktor yang dapat mempengaruhi hasil eksperimen, tapi dijaga agar tidak berpengaruh

4)      Variabel pengganggu : faktor yang menyebabkan gagalnya suatu penelitian

Contoh metode ilmiah:

1. Perumusan masalah: Apakah tubuh udang dipengaruhi oleh algae yang menjadi makanannya

2. Mengumpulkan keterangan :Dari berbagai informasi diperoleh keterangan bahwa warna udang dipengaruhi makanannya

3. menyusun hipotesis : Warna tubuh udang dipengaruhi oleh warna pigmen alga yang menjadi makanannya

4. Melakukan eksperimen

•          2 akuarium masing2x diberi udang dan diberi makan rumput laut :

1. Rumput laut merah
2. Rumput laut hijau

Setelah beberapa hari akuarium

1. Udang berwarna merah
2. Udang berwarna hijau

5. menarik kesimpulan : Warna tubuh udang dipengaruhi oleh warna pigmen alga yang menjadi makanannya

1)      Variabel bebas

                                warna pigmen alga merah dan hijau

2)      Variabel terikat

                                warna udang yang berbeda beda

3)      Variabel kontrol

                                ukuran akuarium, air, tempat,waktu

4)      Variabel pengganggu

                                kucing dll

KLASIFIKASI MAHLUK HIDUP

•          ADALAH PENGELOMPOKAN MAHLUK HIDUP BERDASARKAN CIRI MORFOLOGI, ANATOMI DLL

•          Sistematika : Pengelompokan mahluk hidup yang sudah menggunakan aturan tertentu

•          Taksonomi : Pengelompokan hasil klasifikasi pada tingkat yang berbeda-beda atau pada takson yang berbeda

•          Semakin tinggi jenjangnya semakin banyak anggotanya, tetapi persamaan sifat yang dimiliki anggotanya semakin sedikit

Tujuan dan Manfaat

1. Mendeskripsikan ciri mahluk hidup,agar mudah dikenal
2. Mengelompokkan mahluk hidup berdasarkan persamaan cirinya
3. Mengetahui hubungan kekerabatan antar mahluk hidup

4.      Mempelajari evolusi mahluk hidup atas dasar kekerabatannya

Macam-macam klasifikasi

1. Klasifikasi sistem alami (Aristoteles)....didasarkan ukuran dan strukturnya

•          Contoh tumbuhan dibagi 3 kingdom :herba, semak ,pohon

2. Klasifikasi sistem buatan(Carolus Linnaeus)...didasarkan sifat morfologi  misal warna bunga , bentuk daun ,jumlah benang sari dan putik

•          Linnaeus adalah pencetus binomial nomenklatur (tata nama ganda) Urutannya :

1. Menggunakan 2 kata
2. Kata I  : genus/marga diawali huruf besar kata II :spesies/jenis diawali huruf kecil
3. Antara kata I dan II harus dipisah dan digarisbawahi atau dicetak miring

Contoh : Musa paradisiaca

–     

–      Kingdom : Animalia

–      Phylum : Chordata

–      Class : Mamalia

–      Order : Carnivora

–      Family : Felidae

–      Genus : Panthera

–      Species :Panthera tigris (harimau)

 Kingdom : Animalia

Phylum : Chordata

Class : Mamalia

Order : Carnivora

Family : Felidae

Genus : Felis

Species :Felis domestica (kucing)

Kingdom : Animalia

Phylum : Chordata

Class : Mamalia

Order : Carnivora

Family : Felidae

Genus : Panthera

Species :Panthera leo (singa)

Panthera tigris (harimau)

TAXONOMIC LEVELS :

–      Kingdom

–      Phylum

–      Class

–      Order

–      Family

–      Genus

–      Species

3.Klasifikasi Sistem Filogenetik : sistem klasifikasi mahluk hidup yang didasarkan jauh dekatnya hubungan kekerabatan mahluk hidup.  Didasarkan ciri morfologi, anatomi fisiologi , peril

Perkembangan Klasifikasi Sistem Filogenetik

1. Sistem 2 Kingdom...Plantae , Animalia
2.  Sistem 3 Kingdom...Protista, Plantae , Animalia
3.  Sistem 4 Kingdom... Monera, Protista, Plantae , Animalia
4.  Sistem 5 Kingdom. ...Monera, Protista, Fungi, Plantae , Animalia...
5.  Sistem 6 Kingdom....Plantae, Animalia, Eubacteria,Archaebacteria, Protista, Fungi

Five Kingdoms: (Human created)

•          Monera

•          Protists

•          Fungi

•          Animals

•          Plants

Tahapan dalam Klasifikasi :

•          Pencandraan /identifikasi ciri mahluk hidup

•          Pengelompokan berdasarkan ciri

•          Pemberian nama takson

Urutan tingkatan takson dalam klasifikasi dari yang paling rendah :

1. Spesies (jenis)
2. Genus (Marga)
3. Famili (Suku)
4. Ordo (Bangsa)
5. Classis (Kelas)
6. Phyllum (Filum) ..animalia atau Divisio (Divisi)...tumbuhan
7. Kingdom (kerajaan)

MONERA

ORGANISME DIBEDAKAN  2 KELOMPOK:

•          1. PROKARIOTIK :organisme yang tidak memiliki membran inti, contoh :Archaebacteria dan eubacteria ( bakteri)

•          2. EUKARIOTIK : organisme yang memiliki membran inti, contoh : Protista, jamur, hewan, tumbuhan

Bakteri berasal dari bahasa yunani bakterium  : batang kecil

A.    Bakteri

1. Ciri bakteri

·         Merupakan mikroorganisme yang berukuran lebar 0,5-1 mikron dan panjang hingga 10 mikron

·         Dapat hidup di berbagai lingkungan (kosmopolitan) misal di di tubuh organisme, tanah, air tawar, air laut

·         Dinding sel tersusun atas polisakarida yang berikatan dengan protein membentuk peptidoglikan

•          Dalam selnya mengeluarkan lendir yang membungkus dinding sel membentuk kapsul……………..patogen

•          Ada yang memiliki flagel…….untuk bergerak

•          Jika kondisi buruk membentuk endospora (spora dalam sel)…..tahan terhadap lingkungan buruk

2. Bentuk bakteri

A. Batang ( basil) dibedakan atas : 

•          1. basil tunggal  :Salmonella typhi….tipus

•          2. diplobasil : Azotobacter ….bakteri pengikat nitrogen

•          3. streptobasil : Bacillus anthracis

B. bola (coccus ):

•          1. Monokokus (bola tunggal) : Neisseria gonorrhoeae … penyebab penyakit kencing nanah

•          2. Diplokokus :(bola bergandengan dua-dua) :Diplococcus pneumoniae….penyebab radang paru-paru \pneumonia

•          3. Sarkina ( bola berkelompok empat-empat sehingga mirip kubus) : Sarcina sp.

•          4. streptokokus , bola berbentuk rantai : Streptococcus pyogenes.....penyebab penyakit tenggorokan, Streptococcus thermophillus....utk membuat yogurt

•          5. stafilokokus (mirip buah anggur) :

•          Staphylococcus aureus....penyebab penyakit radang paru-paru

c. Spiral
ada 3 macam :
a. Vibrio (koma) : Vibrio cholerae….penyebab penyakit kolera
b.Spirochaeta (spiral berbentuk lentur) : Treponema pallidum (sifilis\ raja singa)
c. Spiral  :Spirillum sp

STRUKTUR TUBUH BAKTERI

1. Lapisan lendir\ kapsula

                melindungi terhadap kekeringan dan sebagai gudang makanan dan melindungi diri dari serangan sel inang

2. Dinding sel

                Bahan : peptidoglikan ( gula + protein / asam amino )

                Fungsi : memberi proteksi

                                         memberi bentuk yang selalu tetap

Berdasar struktur protein dan polisakaridayang ada pada dinding sel dibedakan: bakteri gram positif dan gram negatif

3. Membran sel

                fungsi   : tempat keluar masuknya zat

                sifat     : semipermiabel

•          Gram-positif adalah bakteri yang mempertahankan zat warna kristal violet sewaktu proses pewarnaan Gram sehingga akan berwarna biru atau ungu di bawah mikroskop. ^[1]

Disisi lain, bakteri gram-negatif akan berwarna merah atau merah muda. ^[1] Perbedaan keduanya didasarkan pada perbedaan struktur dinding sel yang berbeda dan dapat dinyatakan oleh prosedur pewarnaan Gram.

•          Bakteri gram positif seperti Staphylococcus aureus (bakteri patogen yang umum pada manusia) hanya mempunyai membran plasma tunggal yang dikelilingi dinding sel tebal berupa peptidoglikan.^[2] Sekitar 90 persen dari dinding sel tersebut tersusun atas peptidoglikan sedangkan sisanya berupa molekul lain bernama asam teikhoat. ^[1] Di sisi lain, bakteri gram negatif (seperti E. coli) memiliki sistem membran ganda di mana membran pasmanya diselimuti oleh membran luar permeabel.^[2] Bakteri ini mempunyai dinding sel tebal berupa peptidoglikan, yang terletak di antara membran dalam dan membran luarnya

4. Flagellum : Mendukung mobilitas ( tidak semua ada )

5. Pili : Menjadi saluran pada konjugasi (mampu menyuntikkan sebagian DNA kesel lain )

6. Sitoplasma  :sebagai tempat berlangsungnya reaksi kimia dalam sel
7. Mesosom : lipatan ke dalam dari membran sel  berfungsi sebagai tempat respirasi sel ( penyedia energi )
8. Ribosom : tempat sintesa protein
9. DNA : pembawa sifat genetik 
10. Plasmid : DNA non kromosom berbentuk sirkuler
11. Endospora : untuk mempertahankan diri dari kondisi buruk

Proses bersambungnya DNA virus dengan DNA bakteri dikenal sebagai
 REKOMBINASI DNA

6.      Penggolongan bakteri berdasarkan cara memperoleh makanan:

a. bakteri heterotrof : memperoleh makanan berupa zat organik dari lingkungannya

Dibedakan : saprofit (zat organik diperoleh dari sampah diubah menjadi zat anorganik berupa CO2, H2O,energi dan mineral contoh Escherichia coli) dan parasit contoh ; Clostridium tetani \ tetanus, Mycobacterium tuberculosis \ TBC,Mycobacterium leprae \ lepra

b. Bakteri autotrof

dapat menyusun zat organik dari anorganik dengan 2 cara:
1. menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof contoh bakteri hijau (mengandung pigmen hijau disebut bakterioklorofil)dan bakteri ungu ( mengandung pigmen ungu ,merah, kuning disebut juga bakteriopurpurin)

2. Menggunakan energi kimia
energi kimia diperoleh ketika terjadi perombakan zat kimia dari molekul kompleks menjadi molekul sederhana dengan melepas hidrogen. Bakteri  yang menggunakan energi kimia untuk sintesis zat-zat organikdisebut bakteri kemoautotrof. Misal bakteri Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter

Berdasarkan kebutuhan akan oksigen, bakteri dibedakan :

a. Aerob : bakteri yang membutuhkan oksigen dalam proses respirasi yang bertujuan untuk menghasilkan energi

Contoh bakteri nitrifikasi : bakteri yang membantu menambat N₂ dari udara  bebas dan menyuburkan pertanian :

1. Bakteri Nitrit : Nitrosococcus dan Nitrosomonas

                2NH3 + 3O2 ® 2HNO2 + 2H2O + E

                 amonia           asam nitrit

2. Bakteri Nitrat : Nitrobacter

                 HNO2 + O2 ® HNO3 + H2O  + E

                   asam nitrit   asam nitrat

Dan bakteri lain yang prosesnya :

^C₆^H₁₂^O₆^+6O₂                          ^6CO₂^+6H₂^{O + energi}