LK 0.1 Modul [PDF]

Citation preview

LK 01: Lembar Kerja Belajar Mandiri NAMA



: IIS SOLIHAH



KELAS



: BIOLOGI-01



MODUL



01



Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Daftar peta konsep (istilah dan definisi) di modul ini



KEANEKARAGAMAN HAYATI 1. Keanekaragaman Hayati dan Pelestarian Keanekaragaman Hayati 2. Prinsip Dasar Klasifikasi Makhluk Hidup dan Klasifikasi Hewan 3. Klasifikasi Tumbuhan 4. Virus, Protista, dan Monera Respon/Jawaban Keanekaragaman Hayati dan Pelestarian Keanekaragaman Hayati 1. Biogeografi Ilmu yang mempelajari penyebaran makhluk hidup tertentu pada lingkungan tertentu di bumi 2. Kawasan Biogeografi Indonesia Terdiri dari: - Kawasan Sunda (oriental) meliputi Jawa, Kalimantan, dan Sumatera - Kawasan Sahul (Australia) meliputi Papua dan Kepulauan Aru - Kawasan Wallace meliputi Sulawesi, Maluku, dan Nusa Tenggara 3. Penyebaran hewan di bumi menurut Alfred Russel Wallace: - Daerah Paleartik - Daerah Ethiopia - Daerah oriental - Daerah australia - Daerah neortik - Daerah neotropik 4. Vegetasi Tumbuhan yang menutupi suatu daerah tertentu. Ragam vegetasi di dunia: - Tundra - Taiga - Hutan meranggas - Padang rumput - Gurun - Sabana - Hutan hujan tropis - Hutan bakau 5. Keanekaragaman hayati Didefinisikan sebagai variabilitas di antara organisme hidup dari semua sumber termasuk, antara lain, terestrial, laut dan ekosistem perairan lainnya dan kompleks ekologi yang menjadi bagiannya; termasuk didalamnya



keanekaragaman di dalam spesies, antar spesies dan ekosistem 6. Flora endemik tumbuhan asli yang hanya bisa ditemukan di sebuah wilayah geografis tertentu dan tidak ditemukan di wilayah lain 7. Keanekaragaman ekosistem Meliputi seluruh topologi daratan maupun perairan yang didalamnya saling berinteraksi antara populasi dengan populasi lainnya atau dengan lingkungan fisik yang saling ketergantungan 8. Keanekaragaman jenis Menunjukkan variasi yang terdapat pada makhluk hidup antar jenis (interspesies) dalam satu marga 9. Keanekaragaman genetika keanekaragaman individu dalam satu jenis 10. Pelestarian keanekaragaman hayati Salah satu upaya dalam konservasi keanekaragaman hayati serta ekosistemnya 11. Konservasi Langkah-langkah pengelolaan tumbuhan dan atau satwa liar yang diambil secara bijaksana dalam rangka memenuhi kebutuhan generasi saat ini dan generasi mendatang - Konservasi in situ Konservasi tumbuhan dan atau satwa yang dilakukan di dalam habitat alaminya - Konservasi ex situ Konservasi tumbuhan dan atau satwa di luar habitat alaminya Prinsip Dasar Klasifikasi Makhluk Hidup dan Klasifikasi Hewan 12. Klasifikasi Makhluk Hidup Pengelompokkan makhluk hidup dengan sistem tertentu berdasarkan pada persamaan dan perbedaan sifat 13. Sistem Klasifikasi Berdasarkan kriteria/dasar klasifikasi dibedakan menjadi tiga yaitu sistem alami, buatan dan filogeni 14. Tahapan Klasifikasi Pencandraan, pengelompokkan dan pemberian nama takson



15. Kunci Determinasi kunci yang digunakan untuk mengidentifikasi makhluk hidup berdasarkan keterangan mengenai ciricirinya 16. Klasifikasi Hewan 1. Porifera = hewan berpori-pori 2. Coelenterata = hewan berongga 3. Platyhelminthes = cacing pipih 4. Nemathelminthes =cacing gilig 5. Annelida = cacing bersegmen 6. Arthropoda = hewan berbuku-buku 7. Mollusca = hewan bertubuh lunak 8. Echinodermata =hewan berkulit duri 9. Chordata = hewan bertulang 17. Phenetic Pengelompokan organisme berdasarkan Kesamaan fenotip (fisik dan kimia) karakteristik. 18. Filogenetic Pengelompokan organisme berdasarkan Kesamaan warisan evolusi melalui sekuensing DNA dan RNA. 19. Monofiletik Satu nenek moyang menghasilkan semua spesies turunan dalam takson tersebut. 20. Polifiletik Spesies dalam takson diturunkan dari dua atau lebih nenekmoyang yang tidak sama(berasal dari takson yang berbeda) 21. Parafiletik Spesies memiliki Nenek moyang berasal dari luar takson. Nenek moyang tidak dimasukkan kedalam anggota takson. Klasifikasi Tumbuhan 22. Eukariotik inti sel memiliki membrane/selaput 23. Autothroph dapat menghasilkan makanan sendiri dalam tubuh melalui fotosintesis 24. Fase gametofit fase thallus menghasilkan gamet jantan/betina 25. (n) jumlah kromosom haploid/tidak berpasangan pada sel gamet 26. (2n) jumlah kromosom diploid/berpasangan pada sel somatis 27. Fase sporofit



fase thallus/kormus menghasilkan spora (makro/mikrospora) 28. Makrospora spora dengan ukuran lebih besar (gamet betina) 29. Mikrospora spora dengan ukuran lebih kecil (gamet jantan) 30. Bryophyta Tumbuhan lumut 31. Gametangium struktur tubuh atau organ tubuh dari individu yang dapat membentuk gamet 32. Sporangium tempat pembentukan spora 33. Sporogonium tempat menyimpan sporangium yang berisi spora 34. Protonema lumut muda, stadium awal siklus kehidupan lumut berupa rantai sel berbentuk benang 35. Bryopsida (Lumut Daun) Thallus gametofit terdiferensiasi shg dapat dibedakan batang, cabang, dan daun. 36. Seta bagian tangkai sporangium untuk menopang sporangium pada lumut 37. Operculum penutup ujung sporangium yg akan mebuka ketika sporangium menua dan spora matang. 38. Hepaticopsida (Lumut Hati) : Tubuhnya terbagi menjadi dua lobus sehingga tampak seperti lobus pada hati. 39. Anthoceropsida (Lumut Tanduk) : Bentuk Sporofit keras, panjang dan runcing menyerupai tanduk. Tidak memiliki seta seperti lumut pada kelas lainnya. 40. Pterydophyta Tumbuhan paku/pakis, tubuh kormus (dpt dibedakan akar batang dan daun) perkembangbiakan dg spora. Fase sporofit dominan dibanding fase gametofit. 41. Psilophytinae (paku purba) struktur tubuh sederhana,akar semu bentuk serabut untuk melekat pada tanah/substrat.



Homospora, daun mikrofil dan batang berklorofil. 42. Equisetinae (paku ekor kuda) percabangan batangnya menyerupai ekor kuda dg struktur berongga dan beruas-ruas. Sporofitnya berdaun kecil dan bersisik. 43. Lycopodinae (paku kawat) batang menyerupai kawat berstruktur mirip gada, daun berukuran sangat kecil, homospora dan heterospora (mikro dan makrospora). 44. Filicinae (paku sejati) daun lebih lebar dibanding jenis paku lain. Spora bersifat homospora atau isospora dan terletak dibawah daun, umumnya batang tumbuh tegak diatas permukaan tanah. 45. Gymnospermae (tumbuhan biji terbuka) biji tidak diselimuti oleh daun buah, akar batang daun sejati. tanpa bunga sejati, daun sempit tebal dan kaku. 46. Strobilus organ reproduksi pada gymnospermae disebut juga konus 47. Angiospermae (tumbuhan biji tertutup) biji diselimuti oleh daun buah/karpel, akar batang daun dan bunga sejati. Daun beragam. 48. Ovulum bakal biji,telur kecil atau struktur pada tumbuhan berbiji yang melindungi dan menjadi tempat bersemayamnya sel telur (ovum). 49. Ovarium bakal buah pada tumbuhan biji. 50. Fructus : buah 51. Trakea sel-sel tabung panjang berdinding tebal pada xylem serta memiliki ujung yang rata, lebih pendek dan lebih lebar dari trakeid. Hanya ada pada angiospermae 52. Trakeid sel-sel tabung panjang dengan bentuk sempit serta ujung meruncing. Ada pada semua tumbuhan berpembuluh 53. Monocotyledonae/ Liliopsida Biji memiliki satu keping daun lembaga, daun tunggal pertulangan sejajar atau melengkung, jumlah bagian bunga



kelipatan 3, batang tak bercabang,akar serabut. terbagi menjadi ordo : - Pandanales (pandan), - Helobiae (genjer/eceng), - Spathiflorae (keladi/kupinggajah), - Glumiflorae/Graminales (padi,sereh), - Principes/Arecales (pinang), - Bromeliales (nanas), - Liliales (bawang/asparagus) - Zingiberales (jahe) - Orchidales (anggrek) 54. Dicotyledonae Keping biji berbelah dua. Berkas vaskuler (pembuluh angkut) pada batang bertipe kolateral terbuka. Sementara berkas vaskuler pada akar bertipe radial. Batang dan akar memiliki kambium sehingga terjadi pertumbuhan sekunder dan dapat tumbuh membesar. Batang bercabang dengan ruas batang yang tidak jelas. Berakar tunggang yang bercabang-cabang. Tidak memiliki pelindung ujung akar (koleoriza) dan pelindang ujung batang (koleoptil). Berdaun tunggal atau majemuk, dengan urat daun menyirip atau menjari, dan umumnya tidak berpelepah. Bagian bunga (kelopak bunga, mahkota bunga, benang sari) berjumlah 4 atau 5, atau kelipatannya. 55. Apetalae Hiasan bunga tidak terdapat, atau kalau ada hanya tunggal, oleh sebab itu disebut Monochlamydeae (mono = satu, tunggal; chlamydos = mantel, selubung). Hiasan bunga yang tunggal itu biasanya menyerupai kelopak, jarang menyerupai mahkota, oleh sebab itu juga dinamakan Apetalae (a = tidak, tanpa; petala = daun, mahkota) terbagi menjadi ordo : - Casuarinales (Konifer) - Piperales (Lada) - Urticales (murbei/beringin) 56. Dialipetalae Mempunyai hiasan bunga ganda, kelopak dengan mahkota dapat dibedakan dengan jelas. Daun mahkota bebas satu sama lain. Bagian-bagian bunga umumnya tersusun secara spiral. Batas antara kelopak dengan daun mahkota kadang-kadang tidak jelas. terbagi menjadi ordo :



- Caryophylales (bugenvil,krokot) - Ranales (teratai,srikaya,kenanga) - Rhoedales (Rhoe discolor, sawi) - Rosales (mawar) - Geraniales (jeruk) - Sapindales (mangga) - Malvales (kembang sepatu) - Parietales (papaya) - Opuntiales (kaktus) - Myrtales (cengkeh, jambu) - Apiales (pegagan,ketumbar) 57. Sympetalae bunga dengan hiasan bunga yang lengkap, terdiri atas kelopak dan mahkota, dengan daun-daun mahkota yang berlekatan menjadi satu. terbagi menjadi ordo : - Apocinales (tapakdara) - Solanales (tomat) - Plantaginales (plantago mayor) - Rubiales (nusaindah) - Ebenales (sawo) - Cucurbitales (timun) - Asterales (sembung) 58. Ovarium superus ovarium berada di atas bagian bunga lain (kaliks, corolla dan stamen terletak menempel pada reseptakel) 59. Ovarium inferus ovarium berada di bawah bagian bunga lain (kaliks, corolla dan stamen terletak menempel pada reseptakel) Virus, Protista, Monera 60. Virus Virus merupakan agen infeksius yang berukuran kecil dan komposisi sederhana yang hanya dapat berkembang biak di sel hewan, tumbuhan, atau bakteri (sel hidup). 61. Bakteriofag virus yang menginfeksi bakteri merupakan faga 62. Serabut ekor virus berfungsi untuk melekat pada sel inang. Gabungan asam nukleat dengan kapsid disebut nukleokapsid. 63. asam nukleat yang ada di dalam virus adalah untuk memberikan instruksi pada bagian-bagian virus yang lain, selain itu juga untuk bereproduksi 64. Leher Virus, leher merupakan tempat yang menyambungkan antara bagian



kepala dan bagian ekor, tidak semua virus punya leher, hanya virus kompleks saja yang memiliki leher. 65. Replikasi virus: perlekatan, penetrasi, uncoating, replikasi, perakitan, dan pelepasan 66. Penempelan/Perlekatan : Virus menempel pada situs reseptor spesifik pada membran sel inang melalui protein perlekatan dalam kapsid 67. Penetrasi : Asam nukleat dari bakteriofag memasuki sel inang telanjang, meninggalkan kapsid di luar sel 68. Replikasi : Proses pembentukan rantai DNA baru oleh mutasi DNA lama, dimana DNA yang barusama persis dengan DNA asal 69. Pelepasan : Tahap terakhir replikasi virus adalah pelepasan virion baru yang diproduksi dalam organisme inang 70. Daur Litik : Fase penghancuran bakteri sel bakteri oleh virus T yang digunakan untuk keluarnya virus T yang baru. 71. Daur Lisogenik : Salah satu fase perkembangbiakka bakteriofag . ADN dan ARN virus menempel pada kromosom bakteri. 72. Monera :Struktur makhluk hidup ini sederhana, terdiri hanya dari satu sel hidup, inti selnya belum memiliki membran inti (kariotek) sehingga disebut prokariotik. 73. Domain Archaea : Membran sel archaea disusun oleh lipid gliserol berbasis isoprenoid (polimer alkyl). Tidak memiliki murein didalam dinding selnya dan posisinya digenti oleh protein tertentu. Enzim polimerasi DNA berbeda dengan bakteri. 74. Kelompok utama Archaea 1) Metanoge : Metanogen dinamai sesuai dengan metabolisme energinya yang khas dimana H2 digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi Metana (CH4). 2) Halofili : Halofil hidup ditempat yang asin seperti Great Salt Lake dan Laut Mati. Koloni halofil membentuk buih berwarna ungu yang dihasilkan oleh bakteriohodopsin.



3) Termofil : Termofil dapat hidup dalam lingkungan panas dengan kondisi optimum 60-80 contohnya Sulfolobus yang menempati mata air panas sulfur di Yellowstone National Park dan mendapatkan energi dengan cara mengoksidasikan sulfur. 75. Berdasarkan karakteristik Archaea terbagi ke dalam 3 grup filogenetik atau filum yaitu Crenarchaeota, Euryarcheota, dan Korarcheota. 76. Domain Eubacteria terbagi 2 : Bakteri (Schizophyceae) dan alga biru (Cyanophycea) 77. Penggolongan Monera : Kelompok monera dapat digolongkan berdasasarkan : (1) Bentuk sel dan Susunan sel (2) Dinding sel (3) Motilitas (bagaimana alat gerak sel) (4) Cara hidup (5) Berdasarkan kebutuhan oksigen 78. Klasifikasi bakteri berdasarkan bentuk sel dan susunan selnya Bakteri kokus (coccus) ● monokokus, ● diplokokus, ● Tetrakokus ● streptokokus ● stapilokokus Bakteri Batang (basilus) ● monobasil. ● streptobasil ● diplobasil Contoh : Bacillus anthracis (antraks) Bakteri Spiral ● Spiral, yaitu bentuk sel bergelombang. ● Spiroseta, yaitu bentuk sel seperti sekrup. ●Vibrio, yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma. Contoh : Vibrio cholerae (Kolera) 79. Berdasarkan karakteristik dinding selnya, bakteri dibagi - Bakteri gram Positif bakteri yang mempertahankan zat warna metil ungu sewaktu proses pewarnaan Gram. Contoh bakteri gram positif yaitu Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis. - Bakteri gram Negatif bagian luar membantu melindungi bakteri patogen melawan sistem pertahanan inangnya.



Bakteri gram negatif, zat lipidnya akan larut selama pencucian dengan alkohol dan pori-pori pada dinding sel akan membesar, permeabilitas dinding sel. Contoh bakteri gram negatif yaitu Eschercia coli dan Pseudomonas. 80. Penggolongan Bakteri berdasarkan Alat gerak ● Atrik ● Monotrik ● Lofotrik ● Amfitrik ● Peritrik 81. Penggolongan berdasarkan cara hidup (memperoleh energi) a. Bakteri Heterotofrof adalah bakteri yang mendapatkan makanan berupa senyawa organik dari organisme lainnya. Umumnya bakteri ini tidak berklorofil : ● Bakteri Parasit adalah bakteri yang mendapatkan makanan dari tubuh organisme lain yang ditumpanginya. Contohnya :Famili Spirochaetaceae (parasit dalam usus moluska bercangkang dua). Familia Treponemataceae (parasit pada vertebrata dan manusia). Contoh lain : Borrelia burgdorferi, Borrelia recurrentis yang hidup apda hewan manusia, dan Borrelia novyi. ● Bakteri Saprofit adalah bakteri yang kebutuhan makanannya diperoleh dari sisa-sisa organisme yang telah mati. Bakteri jenis ini dapat merombak bahan organik menjadi bahan anorganik. Perombakan bahan organik menjadi bahan anorganik terjadi melalui fermentasi atau respirasi. Proses perombakan ini biasanya menghasilkan gas-gas : CH4, CO2, H2S, N2, H2, dan NH3. Contoh bakteri saprofit adalah Escherichia coli, Thibacillus denitrificans, Desulfovirio desulfuricans, Metanobacterium ● Bakteri Patogen adalah bakteri parasit yang menimbulkan penyakit pada hospes/inang yang dihinggapi. Contohnnya: Salmonella thyphosa, Vibrio



comma, Clostrididum tetani, Yersina pestis, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Treponema pallidum, Neisseria meningitidis, Corynebacterium diphtheriae, Pseudomonas cattelaye, P. Solanacearum, Mycobacteriu bovis, M.avium. ● Bakteri patogen adalah bakteri yang tidak menimbulkan penyakit pada inangnya contohnya : Escherichia coli dan Streptomyces griseus. b. Bakteri Autotrof adalah bakteri yang dapat membuat makanan sendiri dari senyawa anorganik. Proses pengubahan dapat terjadi dengan dua cara antara lain sebagai berikut. Berdasarkan kebutuhan oksigen, bakteri dapat dibedakan atas : ● Bakteri aerob, yaitu bakteri yang menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misalnya, Nitrosococcus, Nitrosomonas dan Nitrobacter. ● Bakteri aerob obligat, yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana mengandung oksigen. Misalnya, Nitrobacter danHydrogenomonas. ● Bakteri anaerob, yaitu bakteri yang tidak menggunakan oksigen beba dalam proses respirasinya. Misalnya, Streptococcus lactis ● Bakteri anaerob obligat, yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana tanpa oksigen. Misalnya, Clostridium tetani. ● Bakteri anaerob fakulatif, yaitu bakteri yang dapat hidup dengan atau tanpa oksigen. Misalnya, Escherichia coli, Salmonella thypose dan Shigella. 82. Kingdom Protista adalah kingdom yang sederhana karena hanya tersusun atas satu sel Protista dapat dibagi menjadi tiga filum, yaitu protista mirip jamur, protista mirip tumbuhan, dan protista mirip hewan. 83. Protista mirip jamur terdiri atas tiga filum, yaitu Myxomycota (jamur lendir



2



Daftar materi yang sulit dipahami di modul ini



3



Daftar materi yang sering mengalami miskonsepsi



plasmodial), Acrasiomycota (jamur lendir seluler) , dan Oomycota (jamur air). 84. Euglenophyta merupakan kelompok protista mirip hewan yang memiliki pigmen dominan berupa klorofil a, b, karoten, dan terkadang pigmen xantofil. 85. Chrysophyta merupakan kelompok protista mirip tumbuhan yang sering disebut dengan nama “alga keemasan”. Warna cokelat-keemasan pada Chrysophyta terbentuk karena ia memiliki pigmen dominan berupa karoten dan fikosatin, selain itu chrysophyta juga memiliki klorofil 86. Bacillariophyta merupakan organisme uniseluler yang tidak begerak dan hidup sebagai plankton. 87. Pyrrophyta/Dinoflagellata merupakan kelompok protista mirip tumbuhan yang memiliki pigmen dominan berupa klorofil a dan c, santofil, dinosatin dan fikobilin 88. Chlorophyta memiliki tubuh berwarna kehijauan. Pigmen dominan penyusun tubuhnya adalah klorofil, selain itu mereka juga memiliki sedikit karotin (pigmen kuning). 89. Phaeophyta merupakan kelompok protista mirip tumbuhan yang memiliki pigmen dominan xantofil sehingga tubuhnya berwarna cokelat. Jumlah spesiesnya sekitar 1500 spesies yang habitatnya kebanyakan di laut 90. Rhobdophyta merupakan kelompok protista mirip tumbuhan yang memiliki pigmen dominan berupa fikoeritrin sehingga warna tubuhnya adalah merah. 1. Pengelompokan spesies dalam takson ; Polifiletik dan parafiletik 2. Perbedaan Domain Archaea dan Domain Bacteria dalam kingdom Monera 1. Contoh keanekaragaman tingkat gen dan tingkat jenis 2. Sistem klasifikasi



LK 01: Lembar Kerja Belajar Mandiri NAMA



: IIS SOLIHAH



KELAS



: BIOLOGI-01



MODUL



02



Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Garis besar materi yang dipelajari



STRUKTUR DAN FUNGSI PADA MAKHLUK HIDUP 1. Sel Tumbuhan dan Hewan 2. Jaringan, Organ dan proses fisiologi pada tumbuhan 3. Jaringan dan sitem organ pada hewan/manusia 4. Metabolisme Respon/Jawaban Sel Tumbuhan dan Hewan 1. Struktur dan Fungsi Komponen Sel Sel merupakan unit terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup dan merupakan tempat terselenggaranya fungsi kehidupan. Sel pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan Inggris bernama Robert Hooke pada tahun 1665. 2. Secara struktural dan fungsional sel terdiri dari komponen bahan kimia dan organel-organel sel. Di dalam sel hidup terdapat senyawa kimiawi yang dihasilkan dari aktivitas sel, disebut biomolekul. Seluruh senyawa tersebut saling berinteraksi secara terarah dan teratur sehingga menunjukkan ciri kehidupan. 3. Komponen kimiawi sel Bahan dasar sebuah sel terdiri dari 7085% air, sekitar 10-20% protein, 2% lemak, 1% karbohidrat dan elektrolit. Komponen kimia dalam sel dapat berupa komponen anorganik (misalnya air dan ion-ion mineral) dan komponen organik (misalnya karbohidrat, protein, lipida dan asam nukleat). 4. Organel sel a. Dinding sel b. Membran sel c. Nukleus d. Retikulum Endplasma e. Badan Golgi f. Lisosom g. Mitokondria h. Ribosom i. Plastida j. Sentrosom k. Mikrobodi



5.



6.



7.



8.



l. Peroksisom m.Gloksisom n. vakuola Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan Perbedaan mendasar antara sel tumbuhan dan sel hewan adalah dalam jenis organel atau komponen sel seperti pada keberadaan dinding sel, plastida, lisosom,vakuola, sentosom/sentriol dan beberapa karakter sel yang disebabkan perbedaan organel sel yang dimiliki. Transportasi Melalui Membran Plasma Transportasi melalui membran dibedakan menjadi dua yaitu transpor aktif dan transpor pasif. Transpor aktif merupakan transpor zat melalui membran plasma melawan gradien konsentrasi, memerlukan energi dan menggunakan protein pembawa. Contoh zat-zat yang melalui membranplasma melalui transpor aktif adalah glukosa dan asam amino. Transpor pasif merupakan tranpor yang tidak memerlukan energi, berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi zat/larutandi dalam dan luar sel Tranpor aktif a. Pompa ion adalah transpor ion melalui membran dengan cara melakukan pertukaran ion dari dalam sel dengan ion di luar sel b. Endositosis merupakan transpor yang memerlukan energi. Endositosis merupakan proses masuknya senyawa dari luar ke dalam sel melalui membran dengan cara pembungkusan senyawa atau cairan ekstraselular dengan pelekukan ke dalam sebagian membran c. Eksositosis merupakan proses pengeluaran zat dari dalam sel keluar sel. Sekret terbungkus kantong membran yang selanjutnya melebar dan pecah. Tranport pasif a. Difusi merupakan penyebaran molekul-molekul suatu zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah hingga terjadi keseimbangan konsentrasi b. Pada peristiwa osmosis, air dari larutan yang konsentrasinya rendah (hipotonis) akan bergerak ke



konsentrasi yang lebih tinggi (hipertonis).



Jaringan, Organ Dan Proses Fisiologi Pada Tumbuhan 9. Jaringan Tumbuhan Jaringan tumbuhan merupakan kelompok sel tumbuhan yang memiliki sifat danfungsi yang sama 10. Jaringan Meristem Asal kata meristem adalah meristes, artinya ‘terbelah’, yang berasal dari bahasaYunani. Sesuai namanya, sel-sel penyusun jaringan meristem sangat aktif membelah untuk menghasilkan sel-sel baru 11. Berdasarkan letaknya (1) meristen apikal (meristem ujung), (2) meristem lateral (Meristem samping) (3) meristen interkalar, (meristem antara) 12. Menurut asal pembentuknya, 1. Meristem Primer 2. Meristem sekunder Ujung batang dan ujung akar meliputi : 3. Zona pembelahan (cleveage), 4. Zona pemanjangan (elongasi 5. Zona diferensiasi, 13. Jaringan dewasa Jaringan dewasa disusun oleh sel-sel yang berasal dari sel-sel meristem yang mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Sel-sel meristem yang telah membelah akan mengalami penambahan volume sel (membesar) dan selanjutnya akan mengalamidiferensiasi dan spesialisasi menjadi jaringan dewasa. 14. Jaringan Perenkim Parenkim disebut juga jaringan dasar karena jaringan ini terdapat pada semua organ tumbuhan, seperti akar, batang, dan daun. Pada batang, jaringan dasar ditemukanpada korteks dan empulur batang a. Parenkim penimbun b. Parenkim udara c. Parenkim asimilasi d. Parenkim udara e. Parenkim air



15. Berdasarkan bentuk selnya, ada beberapa macam parenkim, diantaranya : (a) Parenkim bintang (aktinenkim) (b) Parenkim lipatan (c) Parenkim palisade/pagar (d) Parenkim bunga karang 16. Jaringan Epidermis Asal kata “epidermis” adalah epi artinya di atas dan derma artinya kulit yang berasal dari Yunani. Sesuai namanya, jaringan epidermis dalam tubuh tumbuhanberfungsi sebagai penutup dan pelindung jaringan lain yang ada di bawahnya a. Stomata Stomata merupakan celah pada epidermis organ tumbuhan yang berwarna hijau,terutama daun. Stomata memiliki 2 sel penutup (sel penjaga) yang dikelilingi 2 atau lebih sel tetangga. b. Trikoma Trikoma merupakan tonjolan sel epidermis ke arah luar. Bentuk dan fungsi trikoma bermacam-macam. Ada trikoma berbentuk rambut, sisik dan lain-lain.Trikoma dapat terdiri dari satu sel atau banyak sel 17. Jaringan Penyokong Untuk penunjang tanaman agar dapat berdiri dengan kokoh dan kuat, di dalam tumbuhan terdapat jaringan yang disebut jaringan penyokong Jaringan Kolenkim Jaringan kolenkim menjadi penguat terutama organ-organ tumbuhan yang masihaktif mengadakan pertumbuhan dan perkembangan. Jaringan Sklerenkim Jaringan sklerenkim hanya terdapat pada organ tumbuhan dewasa. Sel sklerenkim sel-selnya sudah mati dan dindingnya tebal berlignin (zat kayu 18. Jaringan penguat Jaringan pengangkut pada tubuh tumbuhan terdiri atas jaringan xilem dan floem.Jaringan ini merupakan jaringan khusus pada tumbuh-tumbuhan berpembuluh untuk mengangkut air beserta unsur-unsur hara yang terlarut di dalamnya yang diserap oleh akar dari tanah dan mengangkut zat-zat makanan hasil fotosintesis untuk disalurkan ke



19.



20.



21.



22.



23.



24.



25.



bagian-bagian lain pada tumbuhan, yang semuanyaitu memungkinkan tumbuhan untuk hidup dan berkembang. Tipe Jaringan Pengangkut Jaringan xilem dan floem dalam jaringan pegangkut selalu berdekatan, membentuk suatu ikatan pembuluh atau berkas pengangkut. Berdasarkan letak jaringan xilem dan floem, Tipe jaringan pengangkut : Tipe kolateral tertutup, Tipe kolateral terbuka, Tipe bikolateral, Tipe konsentris amfikibral, Tipe konsentris amfivasal, Tipe radial Struktur Anatomi Organ Pada Tumbuhan Organ pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi organ vegetatif dan organ generatif. Organ vegetatif yaitu akar, batang, dan daun. Organ generatif yaitu bunga, buah, dan biji. Akar Akar merupakan organ tumbuhan yang biasanya berada di bawah tanah, meskipun ada yang berada di permukaan tanah. Batang Batang merupakan sumbu tubuh tumbuhan dengan daun dan akar yang melekat padanya. . Batang sebagian besar tumbuhan terletak di atas tanah, namun tidak sedikitpula yang batangnya terdapat di dalam tanah. Daun Daun merupakan organ yang mempunyai peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup tumbuhan. Untuk fotosintesis diperlukan sinar dan klorofil sertaCO2 dan H2O sebagai bahan baku, dengan demikian. Selain itu, struktur morfologi danstruktur anatomi daun berhubungan dengan fungsi daun dalam fotosintesis tersebut. Bunga Bunga dianggap merupakan modifikasi dari daun karena dari ciri morfologi perhiasan bunga baikdaun kelopak atau daun mahkota mirip dengan helaian daun, dandari ciri anatomi juga mirip dengan anatomi daun.



26. Buah dan Biji Buah berkembang dari bakal buah. Bagi tumbuhan, buah berfungsi sebagaitempat menyimpan makanan cadangan dan membungkus/melindungi biji. 27. Proses fisiologi pada tumbuhan a) Transportasi Pada Tumbuhan Proses transportasi pada tumbuhan Spermatophyta meliputi transportasi air danmineral dari dalam tanah ke akar lalu dilanjutkan ke batang hingga ke seluruh bagian tumbuhan dan transportasi hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan. Tranportasi zat-zat tersebut dibedakan atas dua sistem yaitu sintem transportasi ekstravaskular dan sistem tranportasi intravaskular. b) Transpirasi Pada Tumbuhan Transpirasi adalah proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari tumbuhan stomata, kutikula, dan lentisel. Transpirasi umumnya lebih banyak melalui daun. Transpirasi merupakan cara yang efektif bagi tumbuhan untuk mempertahankan suhu tubuh tumbuhan tetap terjaga pada suhu fisiologis c) Respirasi Pada Tumbuhan Respirasi adalah suatu proses reaksi katabolisme memecah molekul- molekul gulamenjadi molekul anorganik karbondioksida (CO₂) dan air (H₂O) dan energi. Rumus reaksi respirasi aerob : C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ 6CO₂ + 6 H₂O + energi d) Fotosintesis Fotosintesis merupakan proses fisiologi yang hanya terjadi pada tumbuhan. Fotosintesis terjadi pada organ tumbuhan yang berwarna hijau, yang mempunyaiklorofil, seperti daun. Pada umumnya fotosintesis terjadi di mesofil daun tyang tersusun oleh parenkim palisade dan spons yang berfungsi sebagai parenkim asimilasi.Reaksi fotosintesis membutuhkan senyawa CO₂, H₂O dan klorofil dan menghasilkan glukosa dan oksigen



(O₂) . e) Gerak Pada Tumbuhan Gerak merupakan salah satu tanda atau gejala yang ditunjukkan makhluk hidup.Demikian juga pada tumbuhan. Tumbuhan juga melakukan gerak meskipun geraknyatidak begitu jelas seperti gerak pada hewan/manusia. Jaringan Dan Sistem Organ Pada Hewan/Manusia 28. Jaringan Hewan/Manusia Jaringan yang menyusun organ atau tubuh hewan dan manusia dikelompokkan menjadi 4 jenis jaringan utama, yakni jaringan epitel, jaringan ikat, jaringan otot dan jaringan saraf. 29. Jaringan Epitel Jaringan epitel merupakan jaringan yang menutupi permukaan organ baik di permukaan organ atau di permukaan dalam yang berbatasan dengan rongga atau ruang. Berfungsi untuk melindungi jaringan yang ada di bawahnya. 30. Berdasarakan Bentuknya (1) Epitel pipih selapis (2) Epitel pipih berlapis banyak (3) Epitel kubus selapis (4) Epitel kubus berlapis banyak 31. Jaringan Ikat Jaringan ikat disebut juga jaringan penyambung atau jaringan penyokong. Jaringan ikat merupakan jaringan yang paling banyak terdapat di dalam tubuh. Jaringan ikat terdiri dari dua komponen dasar utama yaitu: matriks intersel/ekstrasel dan sel-sel penyusun 32. Matriks intersel/ekstrasel Matriks intersel/ekstrasel yaitu bahan yang terdapat di antara sel-sel pada jaringan ikat, terdiri dari protein serat (serat kolagen, serat retikular, dan sistem serat elastin) dan substansia dasar. 33. Sel-sel penyusun Sel-sel penyusun terdiri dari sel tetap dan sel bebas. 34. Sel-Sel Jaringan Ikat



Jenis sel-sel jaringan ikat sebagai berikut (1) Fibroblas (2) Makrofag (3) Sel tiang (4) Sel lemak 35. Jenis-jenis jaringan ikat Jaringan ikat longgar Jaringan ikat padat Jaringan lemak Jaringan tulang rawan Jaringan tulang Jaringan darah Jaringan limfe 36. Jaringan Otot Jaringan otot pada hewan pada dasarnya sama dengan jaringan otot pada manusia. Jaringan otot ada 3 macam yakni: (1) Otot Polos (2) Otot Lurik (3) Otot Jantung 37. Jaringan Saraf Jaringan saraf merupakan jaringan yang berfungsi untuk mengantarkan impuls dari reseptor ke pusat saraf dan mengantarkan respon ke efektor. 38. Struktur Sel Saraf (Neuron) Neuron terdiri dari badan sel, dendrit dan akson (neurit). 39. Badan Sel Badan sel mengandung nukleus, sitoplasma, membran sel. Badan sel membentuk tonjolan/ perluasan membentuk cabang-cabang yakni dendrit dan akson 40. Dendrit Dendrit adalah perluasan sitoplasma badan sel saraf. Biasanya mengalami percabangan dalam jumlah yang cukup banyak 41. Akson (Neurit) Akson merupakan perpanjangan sitoplasma badan sel saraf. Pada ujung akson yang berlawanan dengan badan sel terdapat tonjolan-tonjolan yang halus untuk menempelkan dirinya pada sel saraf lain. 42. Jenis-jenis Neuron (1) Neuron sensori (2) Neuron konektor (3) Neuron motorik 43. Sistem Organ Pada Hewan/Manusia



Sistem organ pada hewan/manusia terdiri dari: 1) Sistem Gerak 2) Sistem Sirkulasi 3) Sistem Pencernaan Makanan 4) Sistem Pernafasan 5) Sistem Ekskresi 6) Sistem Koordinasi 7) Sistem Reproduksi 8) Sistem Pertahanan Tubuh 44. Sistem Gerak Alat gerak pada manusia adalah tulang dan otot. Tulang dikatakan sebagai alat gerak pasif sedangkan otot adalah alat gerak aktif. Tulang dapat bergerak karena adanya otot yang melekat padanya. 45. Jenis-Jenis Rangka Rangka manusia dapat dikelompokkan atas dua yakni rangka aksial dan rangka apendikular. 46. Bentuk-Bentuk Tulang Berdasarkan bentuk dan ukurannya tulang yang menyusun rangka tubuh terbagi atas 4 yaitu tulang pipa (panjang), tulang pipih, tulang pendek dan tulang tak beraturan. 47. Mekanisme Kerja Otot Apabila otot mendapat rangsangan, otot akan berkontraksi. Kontraksi otot ditandai dengan memendeknya otot, otot menjadi menegang dan menggembung di bagian tengah. Sebaliknya, apabila otot tidak bekerja, otot akan kembali mengendur dan beristirahat (relaksasi). Pada saat otot berkontraksi, maka otot yang melekat pada tulang akan ikut berkontraksi, sehingga tulang tertarik dan bergerak. 48. Sifat Kerja Otot Untuk menghasilkan suatu gerak, suatu otot tidak bekerja sendirian, tetapi selalu berpasangan dengan otot lainnya. 49. Persendian (Artikulasi) Persendian (artikulasi) adalah hubungan antara dua tulang atau lebih, baik yang dapat digerakkan maupun yang tidak dapat digerakkan. 50. Berdasarkan sifat geraknya (1) Sendi sinarthrosis atau sendi mati (2) Diartrosis (3) Amfiartrosis atau sendi kaku 51. Berdasarkan strukturnya



52.



53.



54. 55.



56.



57.



58.



59.



60.



1. Persendian fibrosa 2. Persendian kartilago 3. Persendian sinovial Sistem Sirkulasi Sistem sirkulasi berfungsi mengangkut dan mendistribusikan oksigen, air, sari makanan dan mengangkut sisa metabolisme untuk dikeluarkan dari tubuh. Jantung Jantung terletak di dalam rongga dada di bagian tengah sedikit ke kiri. Jantung berfungsi sebagai alat pemompa darah ke seluruh tubuh. Jantung memiliki ukuran sebesar kepalan tangan sesuai pertambahan umur dan perkembangan tubuh dengan berat pada orang dewasa 220-260 gram. Pembuluh Darah Ada tiga macam pembuluh darah, yaitu arteri, vena, dan kapiler. Arteri Arteri merupakan pembuluh d arah yang membawa darah dari jantung. Arteri dari ventrikel dekster menuju paru-paru disebut arteri pulmonalis. Vena Vena merupakan pembuluh darah balik yang membawa darah dari seluruh tubuh menuju jantung. Kapiler Kapiler adalah pembuluh darah yang paling kecil sebagai perpanjangan dari arteri dan vena yang bertugas mengedarkan darah menuju masingmasing sel tubuh. Peredaran Darah Berdasarkan panjang alirannya, mekanisme peredaran darah manusia pada manusia ada dua macam yaitu sistem peredaran darah pulmonalis (peredaran darah pendek) dan sistem peredaran darah sistemik (peredaran darah besar). Gangguan Sistem Peredaran Darah dengan Kesehatan Sklerosis arteriosklerosis. Koronaria trombosis Varises Embolus Sistem Pencernaan Makanan Sistem ini berfungsi mengolah dan



61.



62.



63.



64.



65.



66.



67.



mengubah zat makanan, berupa molekul organik kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana (sari pati makanan) agar dapat diserap tubuh. Mulut Dilakukan pencernaan secara mekanik oleh gigi dan kimiawi oleh ludah yang dihasilkan kelenjar parotis, submandibularis dan sublingualis yang mengandung enzim amilase (ptyalin). Kerongkongan (esofagus) Esofagus erupakan saluran yang menghubungkan antara rongga mulut dengan lambung. Kerongkongan berfungsi sebagai jalan bagi makanan yang telah dikunyah dari mulut menuju lambung. Lambung (ventrikulus) Lambung adalah kelanjutan dari esophagus, berbentuk seperti kantung. Lambung dapat menampung makanan 1 liter hingga mencapai 2 liter. Hati Hati merupakan organ terbesar dari tubuh, setelah kulit, terletak dalam rongga abdomen di bawah diafragma. Sebagian besarnya darahnya (sekitar 70%) berasal dari vena porta. Pankreas Pankreas adalah organ kelenjar yang terletak di belakang perut dan berfungsi sebagai kelenjar endokrin serta eksokrin. Sekresi eksokrin (getah pankreas) dilepaskan ke dalam duodenum dari usus kecil melalui saluran pankreas Usus Halus (Intestinum Tenue) Usus halus (intestinum) merupakan tempat penyerapan sari makanan dan tempat terjadinya proses pencernaan yang paling panjang. Usus halus merupakan kelanjutan dari lambung. Usus halus memiliki panjang sekitar 6-8 meter. Usus Besar (Intestinum Crassum) Usus besar terdiri dari bagian yang naik, yaitu mulai dari usus buntu (apendiks), bagian mendatar, bagian menurun, dan berakhir pada anus. Perjalanan makanan sampai di usus besar dapat mencapai antara empat sampai lima jam. Namun, di usus besar makanan dapat disimpan sampai 24 jam.



68. Rektum dan Anus Merupakan lubang tempat pembuangan feses dari tubuh. Sebelum dibuang lewat anus, feses ditampung terlebih dahulu pada bagian rektum. 69. Gangguan dan Kelainan Sistem Pencernaan Ulkus ( Tukak lambung) Kolik Parotitis Konstipasi / sembelit Diare Apenditis 70. Sistem Pernafasan Sistem pernafasan berfungsi menyediakan oksigen dan mengeluarkan sisa metabolisme yang berbentuk CO2 dan uap air. 71. Hidung (Nasal/Naso) Hidung tersusun atas tulang rawan. Pada bagian ujung dan pangkal hidung ditunjang oleh tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi bagian kanan dan kiri oleh septum nasalis. 72. Faring (Rongga tekak) Faring merupakan rongga pertigaan ke arah saluran pencernaan, saluran pernapasan dan saluran rongga hidung 73. Laring (Pangkal tenggorokan) Laring adalah saluran udara yang terletak dari bagian depan faring hingga bagian bawah trakea. Dalam laring terdapat selaput suara yang ketegangannya diatur oleh serabutserabut otot sehingga dapat menghasilkan tinggi rendahnya nada suara yang diperlukan. 74. Trakea (Batang tenggorokan) Trakea terletak di daerah leher didepan kerongkongan. Batang trakea berbentuk pipa dengan panjang 10 cm. Dinding trakea terdiri atas 3 lapisan, lapisan dalam berupa epitel bersilia dan berlendir. 75. Pulmo (Paru-paru) Paru-paru terletak di dalam rongga dada, tersusun atas dua bagian yakni paruparu kanan dan kiri. Paru-paru kanan berukuran lebih besar dari pada kiri. 76. Mekanisme Pernafasan Proses pernafasan pada dapat terjadi



77.



78.



79.



80.



81.



82.



melalui mekanisme pernafasan dada dan dan pernafasan perut. Pada pernafasan dada yang berperan adalah otot antar tulang rusuk (otot interkostal), sedangkan pada pernafasan perut yang berperan adalah otot sekat rongga dada (otot diafragma) Gangguan Pada Sistem Pernapasan Manusia Rhinitis Sinusitis Faringitis Laringitis Bronkitis Emfisema Difteri Tuberkulosis (TBC) Asma Pneumonia Sistem Ekskresi Sistem ekskresi adalah sistem pembuangan zat sisa metabolisme yang sudah tidak berguna atau berbahaya jika terakumulasi dalam tubuh. Ginjal (Ren) Ginjal atau buah pinggang manusia berbentuk seperti kacang merah, berwarna keunguan, dan berjumlah dua buah. Proses Pembentukan Urine Pembentukan urine di dalam ginjal meliputi tiga proses yaitu: 1) filtrasi (penyaringan) terjadi di glomerolus, menuju kapsula bawman, terbentuk urin primer, 2) reabsorpsi (penyerapan kembali) di tubulus proksimal, zat-zat yang masih berguna yang terdapat dalam urine primer diserap kembali ke dalam darah seperti: air, glukosa, asam amino, serta berbagai jenis ion. 3) augmentasi (penambahan zat-zat sisa yang tidak dibutuhkan oleh tubuh ke urin) di tubulus distal, terbentuklah urin yang sebenarnya. Paru-Paru (Pulmo) merupakan organ ekskresi karena mengeluarkan sisa metabolisme berupa CO2 dan H2O yang berbentuk uap air. Hati (Hepar) Fungsi hati adalah sebagai tempat merombak sel darah merah, tempat



83.



84.



85.



86.



87.



88.



89.



90.



penyimpanan glikogen, pembentukan protrombin dan fibrinogen, penetral racun dan pembentukan urea. Kulit Kulit merupakan bagian tubuh yang terluas dan membungkus seluruh bagian luar tubuh. Sebagai alat ekskresi, kulit mengeluarkan keringat. Proses Pengeluaran Keringat Dari pembuluh vena kulit, darah yang membawa banyak sisa hasil metabolisme disalurkan ke pembuluh darah kapiler sehingga darah dapat berdifiusi ke pangkal kelenjar keringat. Maka terjadilah penyerapan air, garam dan sedikit urea oleh kelenjar keringat. Kemudian air bersama larutannya keluar melalui pori-pori yang merupakan ujung dari kelenjar keringat. Sistem Koordinasi Sistem koorinasi terdiri dari sistem saraf, sistem endokrin dan sistem indera. Sistem Saraf Sistem saraf pusat terdiri atas otak (serebral) dan sumsum tulang belakang (medula spinalis). Sistem Endokrin Sistem endokrin merupakan sekumpulan kelenjar yang memproduksi hormon. Hormon berasal dari kata “homaein” yang berarti menggiatkan atau memacu. Sistem Indra Dalam sistem indera terdapat beberapa organ yang berperan penting, yaitu : hidung, kulit, lidah, mata, telinga. Sistem Reproduksi Sistem ini berkaitan dengan perbanyakan diri atau perkembangbiakan. Sistem Reproduksi Pria Organ Reproduksi Pria Organ reproduksi pria dapat dikelompokkan menjadi dua yakni organ reproduksi dalam dan organ reproduksi luar. Organ bagian dalam disusun oleh testis, saluran reproduksi (epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi dan uretra) dan kelenjar aksesori (vesikula seminalis, kelenjar prostat dan kelenjar Cowper). Organ



reproduksi luar disusun oleh penis dan skrotum. 91. Hormon Reproduksi Pria Hormon Testiskular Testosteron, Androstenedion (Estrogen), Dihidrotestosteron (DHT), Inhibin dan protein pengikat androgen. Hormon hipofisis FSH (Follicle Stimulating Hormone), LH (Luteinizing Hormone) atau ICSH (Interstitial Cell Stimulating Hormone). Hormon Hipotalamus Hormon ini berfungsi merangsang kelenjar hipofisis mengeluarkan LH dan FSH, serta mengatur mekanisme umpan balik negatif dalam sintesis dan sekresi testosteron. 92. Spermatogenesis Spermatogenesis merupakan proses pembentukan sperma, terjadi di testis, tepatnya di tubulus seminiferus. Spermatogenesis dimulai dengan perkembangbiakan sel primordial secara mitosis hingga terbentuk spermatogonium. Spermatogonium selanjutnya menjadi spermatosit primer. Spermatosit peimer inilah yang mengalami pembelahan secara meiosis. Meiosis I menghasilkan 2 spermatosit sekunder dan meiosis II menghasilkan 4 buah spermatid. Selanjutnya setiap spermatid mengalami spermiogenesesis (maturasi) menjadi spermatozoid. 93. Sistem Reproduksi Wanita Organ Reproduksi Wanita a. Ovarium b. Tuba fallopi c. Uterus d. Vagina e. Vulva 94. Hormon Reproduksi Wanita a. Gonadotropin Hormone (GnRH), dihasilkan oleh kelenjar pituitary anterior (hipofisis anterior) yang terdiri dari: Luteinizing Hormone (LH) dan Folicle Stimulating Hormone (FSH). b. HCG (Human Chorionic



95.



96.



97.



98.



99.



Gonadotrophin)  Estrogen  Progesteron  Oksitosin  Prostaglandin  Relaksin  Mammotropin  Prolaktin  Laktogen Oogenesis Oogenesis adalah proses pembentukan sel telur (ovum), terjadi di indung telur (ovarium). Oogenesis diulai dengan perkembangbiakan oogonium (sel induk) secara mitosis berkali-kali hingga dihasilkan berjuta-juta spermatosit primer. Sistem Pertahan Tubuh Manusia Sistem pertahanan tubuh (sistem imunitas) adalah sistem pertahanan yang berperan dalam mengenal, menghancurkan, serta menetralkan bendabenda asing atau sel-sel abnormal yang berpotensi merugikan bagi tubuh. Fungsi Sistem Pertahanan Tubuh Mempertahankan tubuh dari patogen invasif (dapat masuk ke dalam sel inang), misalnya virus dan bakteri. Melindungi tubuh terhadap suatu agen dari lingkungan eksternal yang berasal dari tumbuhan dan hewan (makanan tertentu, rambut hewan, dll) serta zat kimia (obatobatan dan polutan). Menyingirkan sel-sel yang sudah rusak akibat suatu penyakit atau cedera, sehingga memudahkan penyembuhan luka dan perbaikan jaringan. Mengenali dan menghancurkan sel abnormal (mutan) seperti kanker. Mekanisme Pertahanan Tubuh Tubuh manusia memiliki dua macam respon atau mekanisme pertahanan tubuh, yaitu pertahanan nonspesifik (alamiah) dan pertahanan spesifik (adaptif). Jenis Imunitas Jenis imunitas terhadap penyakit (patogen) dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sebagai berikut: a. Imunitas aktif, merupakan jenis



imunitas yang diperoleh akibat kontak langsung dengan toksin atau pantogen sehingga tubuh mampu memproduksi antibodinya sendiri. b. Imunitas pasif, merupakan jenis imunitas dimana jika antibodi dari satu individu dipindahkan ke individu lainnya.



Metabolisme 100. Enzim Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel, yang meliputi rangkaian reaksi pemecahan (katabolisme) dan reaksi pembentukan (anabolisme) dan reaksi ini melibatkan enzim. Enzim berperan sebagai biokatalisator dalam suatu reaksi metabolisme. 101. Komponen Enzim Enzim tersusun oleh bagian terbesar enzim yang berupa molekul protein (disebut apoenzim) dan bagian non protein (disebut gugus prostetik). Gugus protetik dibagi menjadi dua bagian yakni ko-enzim (molekul organik) dan kofaktor (anorganik) 102. Sifat-sifat Enzim Enzim berfungsi sebagai katalisator Enzim hanya meningkatkan laju suatu reaksi Enzim tidak mengubah produk akhir Enzim bekerja secara spesifik/khusus, Bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim bekerja secara bolak-balik 103. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat 104. Katabolisme Katabolisme Karbohidrat (1) Respirasi Aerob



a) b) c) d) (2)



Glikolisis Dekarboksilasi Oksidatif Siklus Krebs Transpor Elektron Respirasi Anaerob a) Fermentasi Asam Laktat b) Fermentasi Alkohol Katabolisme Lemak Dan Protein Katabolisme lemak dan proteinpun dimulai dengan pemecahan/ penguraian senyawasenyawa tersebut menjadi senyawa yang lebih sederhana di dalam sistem pencernaan. Karbohidrat menjadi glukosa, lemak menjadi gliserol dan asam lemak serta protein menjadi asam amino. Setelah itu barulah masuk ke jalur respirasi. 105. Anabolisme Anabolisme merupakan rangkaian reaksi pembentukan senyawa kompleks dari senyawa-senyawa sederhana atau pembentukan senyawa organik dari senyawasenyawa anorganik. 106. Fotosintesis fotosintesis adalah proses pembentukan senyawa organik (karbohidrat) dari senyawa anorganik CO₂ dan H₂ O dengan menggunakan energi cahaya matahari. 107. Tahap-tahap proses fotosintesis Reaksi Terang Reaksi ini disebut juga fotolisis karena pada tahap ini terjadi lisisnya senyawa kimia karena energi cahaya matahari. Reaksi terang terjadi dalam membran tilakoid, tepatnya di dalam grana yang di dalamnya terdapat pigmen klorofil a, klorofil b dan pigmen tambahan seperti karotenoid. Reaksi Gelap Reaksi gelap merupakan reaksi tahap kedua dari fotosintesis. Disebut reaksi gelap karena reaksi ini tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap terjadi di dalam stroma kloroplas. Fiksasi CO2 Pada Tumbuhan C3, C4 dan CAM Berdasarkan tipe pengikatan terhadap



2



Daftar materi yang sulit dipahami di modul ini



3



Daftar materi yang sering mengalami miskonsepsi



CO2 selama proses fotosintesis terdapat tiga jenis tumbuhan, yaitu tanaman C3, tanaman C4, dan tanaman CAM. 108. Faktor Yang Mempengaruhi Fotosintesis 1. Faktor genetik 2. Suhu 3. Cahaya 4. Air 5. Karbon dioksida 109. Sintesis Lemak Melalui tahap glikolisis, karbohidrat (glukosa) menjadi asam piruvat. Selanjutnya asam piruvat bisa menjadi asetil KoA. Asam piruvat menjadi gliserol sedangkan Asetil KoA menjadi asam lemak. 110. Sintesis Protein Sintesis protein terjadi melalui dua tahap yakni trankripsi dan translasi. Transkripsi adalah proses pembentukan ARN duta atau mRNA yang merupakan cetakan dari pita sense ADN, terjadi di nukleus. Transkripsi terjadi melalui tahap inisiasi, elongasi dan terminasi. 1. Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel, yang meliputi rangkaian reaksi pemecahan (katabolisme) dan reaksi pembentukan (anabolisme) dan reaksi ini melibatkan enzim. 2. Enzim berperan sebagai biokatalisator dalam suatu reaksi metabolisme. 1. Mekanisme Respirasi aerob dan respirasi anaerob



LK 01: Lembar Kerja Belajar Mandiri NAMA



: IIS SOLIHAH



KELAS



: BIOLOGI-01



MODUL



03



Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Garis besar dipelajari



materi



yang



PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN MAKHLUK HIDUP 1. Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan 2. Pertumbuhan Dan Perkembangan Hewan 3. Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Dan Perkembangan Makhluk Hidup 4. Respon Fisiologi Makhluk Hidup Respon/Jawaban Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan 1. Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan Pertumbuhan (growth) merupakan proses penambahan ukuran (volume, massa, tinggi, atau panjang) yang bersifat tidak balik (irreversible) . Perkembangan (development) merupakan proses menuju kedewasaan makhluk hidup. Perkembangan merupakan perubahan bentuk dan kompleksitas yang terjadi menyertai pertumbuhan Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan tingkat tinggi diawali dari biji. a. Struktur Biji Jika biji tanaman dikotil seperti kacang-kacangan, struktur biji yang terdiri atas plumula, hipokotil, radikula, kotiledon dan embrio. Sedangkan, struktur biji tanaman monokotil, misalnya jagung terdiri atas koleoptil, plumula, radikula, koleoriza, skutelum dan endosperma. b. Perkecambahan Perkecambahan adalah peristiwa tumbuhnya embrio di dalam biji menjadi tanaman baru. c. Berdasarkan letak kotiledonnya, perkecambahan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu epigeal dan hipogeal. d. Pertumbuhan Primer Pertumbuhan primer adalah proses dimana Jaringan khusus yang mengalami pertumbuhan dengan cara pembelahan dan pembesaran sel,



disebut meristem. Sel-sel pada jaringan meristem primer membelah terus-menerus, 1 sel menjadi 2 sel, 2 sel menjadi 4 sel, 4 sel menjadi 8 sel, 8 sel menjadi 16 sel dan seterusnya. Titik tumbuh pada akar Berdasarkan strukturnya, titik tumbuh akar dibedakan menjadi daerah pembelahan sel, daerah pemanjangan sel dan daerah diferensiasi. Titik tumbuh pada batang Ujung batang merupakan jaringan meristem yang sel-selnya aktif membelah. Jaringan meristem pada batang dibagi menjadi 2 yaitu meristem embrional dan meristem kambium. e. Pertumbuhan Sekunder Pertumbuhan kambium ke arah luar membentuk floem sekunder, dan ke arah dalam membentuk xilem sekunder sehingga batang tumbuhan bertambah besar. Aktivitas kambium yang membentuk xilem dan floem sekunder ini disebut pertumbuhan sekunder. f. Meristem primer terdiri atas tiga sistem jaringan yaitu protoderm (lapisan terluar yang akan menjadi jaringan epidermis), meristem dasar (lapisan kedua yang berada di sebelah dalam protoderm dan akan menjadi jaringan dasar), dan prokambium (merupakan lapisan dalam yang akan menjadi stele atau silinder pusat). Pertumbuhan Dan Perkembangan Hewan 2. Fertilisasi Fertilisasi adalah proses penyatuan atau peleburan inti sel ovum (ovum) dengan inti sel spermatozoa yang membentuk makhluk hidup menjadi zigot. a. Macam-macam fertilisasi Fertilisasi dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu: 1. Fertilisasi eksternal 2. Fertilisasi internal b. Fungsi utama fertilisasi



3. 4.



5.



6.



Fungsi reproduksi, fertilisaasi memungkinkan perpindahan unsur-unsur genetik. Fungsi perkembangan, Fertlisasi menyebabkan rangsangan pada sel telur untuk menyelesaikan proses meiosisnya c. Tahapan fertilisasi Tahapan-tahapan yang terjadi pada fertilisasi, yaitu: 1. Kapasitasi dan pematangan spermatozoa 2. Perlekatan spermatozoa dengan zona pellucida 3. Reaksi akrosom 4. Penetrasi zona pellucida 5. Bertemunya sperma dan oosit Bagian akrosom spermatozoa mengeluarkan, Hialuroidase, Akrosin dan antifertilizin. Fertilizin, berfungsi:  Mengaktifkan sperma agar bergerak cepat.  Menarik sperma secara kemotaksis positif.  Mengumpulkan sperma di sekeliling oosit sekunder Pertumbuhan dan Perkembangan Embrio Pada fase embrionik zigot yang terbentuk dari hasil pertemuan sperma dan ovum akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan dengan proses pembelahan sel. a. Fase Morula, Pembelahan zigot yang terjadi secara mitosis. Hingga membentuk sekumpulan seperti buah anggur yang disebut morula. b. Fase Blastula, Blastulasi adalah proses yang menghasilkan blastula yaitu sekelompok sel-sel blastoderm yang membentuk rongga penuh cairan sebagai blastocoel. c. Gastrula, Gastrulasi merupakan proses dimana sel-sel berkembang dan bermigrasi dalam embrio untuk mengubah masa sel dalam tahap blastokista menjadi embrio yang berisi tiga lapisan germinal primer. Diferensiasi dan Organogenesis Pada fase ini mulai terjadi diferensiasi dan organogenesis pada struktur dan



fungsi set untuk menjadi jaringan yang spesifik. 7. Perkembangan Pasca Embrionik Pada tahapa pasca embrionik, terjadi pertumbuhan dan perkembangan menjadi individu dewasa. Individu dewasa, artinya invidu yang siap menghasilkan keturunan atau bereproduksi. 8. Regenerasi Regenerasi adalah proses perbaikan tubuh yang luka atau rusa. Proses ini ditentukan oleh sel-sel batang dalam tubuh hewan yang belum mengalami diferensiasi. 9. Metamorfosis Metamorfosis adalah perubahan ukuran, bentuk, dan bagian-bagian tubuh hewan dari suatu stadium ke stadium berikutnya. 10. Kematangan dan Kematian Kematangan merupakan dari perubahan intracapsular (tempat terbatas) ke fase kehidupan. Kematian (abortus) merupakan ketidakmampuan fetus untuk bertahan hidup sebelum waktunya dilahirkan. Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Dan Perkembangan Makhluk Hidup 11. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Faktor Internal a) Faktor genetik Gen merupakan faktor internal yang paling mendasar karena setiap mahluk hidup tentu saja memiliki gen yang berbeda. Epigenetik adalah suatu fitur dalam sel yang dapat diwariskan ketika sel membelah tetapi mereka tidak merubah gen itu sendiri. b) Zat Pengatur Tumbuh (Hormon) Zat pengatur pertumbuhan mengendalikan kegiatan dengan mengirimkan sinyal kimia ke sel untuk melakukan sesuatu atau untuk tidak melakukan sesuatu,



termasuk mengaktifkan gen yang mengkode enzim tertentu atau justru menghalangi transkripsi gen. Hormonhormon tumbuhan yang telah dikenal pada saat ini meliputi auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, kalin, etilen, dan asam traumalin. Auksin, ditemukan pada titik tumbuh batang dan selubung daun pertama tanaman monokotil yang disebut koleoptil, ujung akar, serta jaringan yang masih bersifat meristematis. Giberelin, Bentuk-bentuk giberelin diantaranya adalah GA3, GA1, GA4, GA5, GA19, GA20, GA37, dan GA38. Giberelin diproduksi oleh jamur dan tumbuhan tinggi. Giberelin disintesis di hampir semua bagian tanaman,seperti biji, daun muda, dan akar. Sitokinin, merupakan hormon tumbuhan yang terdapat pada tubuh tumbuhan. Sitokinin dibentuk pada sistem perakaran. Gas etilen, Tumbuhtumbuhan menghasilkan gas etilen untuk merespons terhadap adanya stres (tekanan), seperti kekeringan, kebanjiran, tekanan kimia, luka dan infeksi. Asam absisat (ABA), adalah hormon yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman (inhibitor) yaitu bekerja berlawanan dengan hormon auksin dan giberelin dengan jalan mengurangi atau memperlambat kecepatan pembelahan dan pembesaran sel. Kalin, adalah hormon yang dapat merangsang pembentukan organ tubuh. Asam traumalin, Asam traumalin termasuk salah satu hormon yang berpengaruh terhadap pembentukan



kambium gabus ketika sebuah tumbuhan mengalami luka yang disebabkan oleh gangguan fisik. Faktor Eksternal a) Nutrisi Tumbuhan hijau mengambil nutrisi dari udara, air, dan dari dalam media tumbuhnya, misalnya dari dalam tanah. b) Air Sebagai medium berlangsungnya reaksi metabolisme, menjaga tekanan turgor dinding sel dan agar tidak kekeringan, berperan dalam proses transportasi unsur hara dari tanah ke daun, mengedarkan hasil fotosintesis keseluruh bagian tumbuhan. c) Cahaya Cahaya mempengaruhi pembentukan klorofil, fotosintesis, fototropisme, dan fotoperiodisme. Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk memproduksi zat metabolik untuk pembentukan klorofil. d) Suhu Suhu yang kurang sesuai akan menyebabkan kerja enzim di dalam sel-sel kurang optimal sehingga proses metabolisme (seperti fotosintesis) akan terganggu. e) Kelembaban Tingkat kelembaban tanah atau kelembaban udara yang optimum untuk pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman sagat variative, tergantung kepada jenis tumbuhannya f) Ketersediaan oksigen Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik, jika kebutuhan terhadap oksigen tercukupi. g) Gravitasi Arah gerak akar yang menuju pusat bumi disebut gravitropisme. Pertumbuhan pada tumbuhan



memperlihatkan respons terhadap gravitasi h) Ph (derajat keasaman) Hujan asam dapat menambah keasaman tanah. Jika keadaan tanah terlalu asam, klorofil akan rusak sehingga mengganggu proses fotosintesis. i) Sentuhan Sentuhan akan menghambat pertumbuhan sel-sel, sehingga terjadi perbedaan laju pertumbuhan antara sel yang terkena sentuhan dengan sel-sel yang tidak terkena sentuhan j) Organisme parasit dan herbivora Organisme parasit pada tumbuhan dapat berupa virus, bakteri, dan jamur. Organisme parasit tersebut mengambil sari makanan dari tumbuhan inang sehingga tumbuhan inang yang ditumpangi akan terganggu pertumbuhan dan perkembangannya 12. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan Faktor Internal a) Gen Gen adalah substansi/materi pembawa sifat yang diturunkan dari induk. Gen mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup, misalnya bentuk tubuh, tinggi tubuh, warna kulit, warna bunga, warna bulu, rasa buah, dan sebagainya. b) Hormon Hormon merupakan zat yang berfungsi untuk mengendalikan berbagai fungsi di dalam tubuh Faktor Eksternal a) Makanan atau Nutrisi Makanan merupakan bahan baku dan sumber energi dalam proses metabolisme tubuh. b) Suhu Hewan dan manusia memiliki kemampuan untuk bertahan hidup dalam kisaran suhu lingkungan tertentu.



c) Aktivitas Tubuh Pertumbuhan hewan dan manusia juga dipengaruhi oleh aktivitas tubuh. d) Oksigen Kandungan oksigen yang terlalu rendah dapat menyebabkan terganggunya berbagai proses fisiologis pada tubuh makhluk hidup sehingga dapat berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan. Respon Fisiologi Makhluk Hidup 13. Jenis-jenis Gerak pada Tumbuhan Berdasarkan asal rangsangannya, gerak pada tumbuhan dibedakan menjadi tiga, yaitu: gerak Higroskopis, geraketionom, dan gerak endonom (autonom). Gerak Higroskopis disebabkan oleh perbedaan kadar air. Gerak etionom merupakan reaksi gerak tumbuhan yang disebabkan oleh adanya rangsangan dari luar. Sedangkan gerak endonom (autonom) merupakan reaksi gerak tumbuhan yang disebabkan oleh adanya rangsangan dari dalam atau dari tumbuhan itu sendiri. 14. Gerak Higroskopis Gerakan ini disebabkan oleh perbedaan kadar air. 15. Gerak Etionom Berdasarkan hubungan antara arah respon gerakan dengan asal rangsangan, gerak etionom dapat dibedakan menjadi: gerak tropisme, gerak nasti dan gerak taksis. 16. Gerak Tropisme Tropisme adalah gerak bagian tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Bagian yang bergerak itu misalnya cabang, daun, kuncup bunga atau sulur. 17. Fototropisme Fototropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan cahaya. Gerak bagian tumbuhan yang menuju ke arah cahaya disebut fototropisme positif 18. Gravitropisme/Geotropisme



19.



20.



21.



22.



23.



24.



25.



Geotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena pengaruh gravitasi bumi. Jika arah geraknya menuju rangsang disebut geotropisme positif, misalnya gerakan akar menuju tanah. Hidrotropisme Hidrotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan air. Jika gerakan itu mendekati air maka disebut hidrotropisme positif. Misalnya, akar tumbuhan tumbuh bergerak menuju tem pat yang banyak aimya di tanah. Kemotropisme Kemotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan zat kimia. Jika gerakannya mendekati zat kimia tertentu disebut kemotropisme posistif. Misalnya gerak akar menuju zat di dalam tanah Tigmotropisme Tigmotropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena adanya rangsangan sentuhan satu sisi atau persinggungan. Contoh: gerak membelit ujung batang atau sulur dari cucurbitaceae dan, passiflora. Gerak Nasti Gerak nasti adalah gerak tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan, tetapi ditentukan oleh tumbuhan itu sendiri, misalnya karena perubahan tekanan turgor. Fotonasti Fotonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan cahaya. Misalnya, gerakan mekarnya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) di sore hari Niktinasti Niktinasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh suasana gelap, sehingga disebut juga gerak tidur. Misalnya, pada malam hari daun-daun tumbuhan polong-polongan akan menutup dan akan membuka keesokan harinya ketika matahari terbit. Tigmonasti atau Seismonasti Tigmonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsang sentuhan atau getaran. Contoh gerak menutupnya



26.



27.



28.



29.



30.



31.



32. 33.



34.



daun putri malu (Mimosa pudica) jika disentuh. Termonasti Termonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh rangsangan suhu, seperti mekamya bunga tulip. Bungabunga tersebut mekar jika mengalami kenaikan suhu dan akan menutup kembali jika suhu turun. Haptonasti Haptonasti merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh sentuhan serangga. Contohnya pada tumbuhan Dionaea (sejenis tumbuhan perangkap lalat). Nasti Kompleks Merupakan gerak nasti yang disebabkan oleh beberapa faktor sekaligus, seperti karbon dioksida, pH, suhu dan kadar kalsium. Contohnya: gerak membuka dan menutupnya stomata pada daun. Taksis Taksis adalah gerak seluruh tubuh atau bagian dari tubuh tumbuhan yang berpindah tempat dan arah perpindahannya dipengaruhi rangsangan Kemotaksis Kemotaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan oleh rangsangan zat kimia. Contohnya: gerak gamet jantan berflagela (spermatozoid) yang dihasilkan oleh anteridium lumut ke arah gamet betina (sel telur) di dalam arkegonium. Fototaksis Fototaksis merupakan gerak taksis yang disebabkan oleh rangsangan berupa cahaya. Contohnya pada ganggang hijau yang langsung menuju cahaya yang intensitasnya sedang. Gerak Endonom (autonom) Gerak endonom adalah gerak yang belum /tidak diketahui sebabnya. Respon Fisiologi pada Hewan Perilaku adalah tindakan atau aksi yang mengubah hubungan antara organisme dan lingkungannya. Perilaku dapat terjadi akaibat stimulus dari luar. Perilaku Sederhana dan Kompleks Perilaku sederhana memiliki sifat yang sama dengan perilaku bawaan merupakan perilaku yang dihasilkan oleh gen dan faktor-faktor lingkungan.



35. Perilaku Yang Dipelajari, Habitus, Imprinting, Learning, dan Spriritual Learning Perilaku Belajar (Learning Behavior) Learning behavior merupakan perilaku hasil belajar berdasarkan pengalaman yang didapat selama hidupnya. Ciricirinya: adaptif terhadap lingkungan diperoleh dari penglaman diturunkan dalam skala waktu evolusi. 36. Perilaku bawaan merupakan perilaku yang dihasilkan oleh gen dan faktor-faktor lingkungan. 37. Taksis merupakan reaksi terhadap stimulus dengan bergerak secara otomatis langsung mendekati atau menjauh dari atau pada suatu tertentu terhadapnya. 38. Refleks merupakan respon bawaan paling sederhana yang dijumpai pada hewan yang mempunyai system saraf 39. Naluri merupakan pola perilaku kompleks yang sebagaimana refleks, merupakan bawaan, bersifat agak tidak fleksibel dan mempunyai nilai bagi hewan untuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya 40. Perilaku terajar Perilaku terajar adalah perilaku yang lebih kurang diperoloeh atau dimodifikasikan permanent sebagai akibat dari pengalaman individu. 41. Sistem Imun Zat-zat yang merangsang timbulnya reaksi kekebalan tubuh disebut antigen. Yang bertugas melakukan ini salah satunya adalah sistem pertahanan tubuh yang dikenal dengan antibodi. 42. Sistem Pertahanan Tubuh Sistem pertahanan tubuh (sistem imunitas) adalah sistem pertahanan yang berperan dalam mengenal, menghancurkan, serta menetralkan benda-benda asing atau sel-sel abnormal yang berpotensi merugikan bagi tubuh. 43. Fungsi Sistem Pertahanan Tubuh Mempertahankan tubuh dari patogen invasif



44.



45.



46.



47.



48.



Melindungi tubuh terhadap suatu agen dari lingkungan eksternal yang berasal dari tumbuhan dan hewan Menyingirkan sel-sel yang sudah rusak akibat suatu penyakit atau cedera, sehingga memudahkan penyembuhan luka dan perbaikan jaringan. Mengenali dan menghancurkan sel abnormal (mutan) seperti kanker. Mekanisme Pertahanan Tubuh Tubuh manusia memiliki dua macam respon atau mekanisme pertahanan tubuh, yaitu pertahanan nonspesifik (alamiah) dan pertahanan spesifik (adaptif). Pertahanan Nonspesifik (Alamiah) Pertahanan nonspesifik merupakan imunitas bawaan sejak lahir, berupa komponen normal tubuh yang selalu di temukan pada individu sehat, dan siap mencegah serta menyingkirkan dengan cepat antigen yang masuk kedalam tubuh. Pertahanan Tubuh Nonspesifik Eksternal Kulit Kulit ditutupi sel-sel epitel yang sangat rapat. Kulit yang normal tidak dapat ditembus oleh bakteri dan virus. Membran Mukosa Membran mukosa yang melapisi permukaan bagian dalam tubuh, mengeksresikan mukus sehingga dapat menarangkap antigen, serta menutup jalan masuk ke sel epitel. Contonya, partikel yang besar dalam saluran pernafasan akan dikeluarkan saat bersin dan batuk. Cairan tubuh yang mengandung zat kimia antimikroba Zat kimia tersebut membentuk lingkungan yang buruk bagi beberapa mikroorganisme. Contohnya, lisozim yang terkandung dalam keringat, ludah, air mata, dan air susu ibu (ASI), dapat menghancurkan lapisan peptidoglikan dinding sel bakteri. Pembilasan oleh air mata, saliva dan urine



49.



50.



51.



52.



53.



54.



berperan dalam perlindungan terhadap infeksi Pertahanan Tubuh Nonspesifik Internal Fagositosis Fagositosis merupakan garis pertahanan ke-2 bagi tubuh terhadap agen infeksi. Proses ini dilakukan oleh neutrofil dan makrofag (derivate monosit). Inflamasi Inflamasi adalah reaksi lokal jaringan terhadap infeksi atau cedera. Penyebabnya antara lain terbakar, toksin, produk bakteri, gigitan serangga, atau pukulan keras. Zat Antimikroba Nonspesifik Interferon (IFN), protein antivirus yang dapat disintesis oleh sebagian besar sel tubuh sebagai respons terhadap infeksi virus, stimulasi imunitas, dan stimulus kimia. Komplemen, beberapa jenis protein plasma yang tidak aktif, tetapi dapat diaktifkan oleh berbagai bahan dari antigen, seperti liposakarida bakteri. Respon Tubuh Terhadap Sistem Pertahanan Tubuh Nonspesifik Infeksi mikroba patogen direspons oleh tubuh dengan reaksi peradangan (inflamasi) dan demam. Radang merupakan reaksi tubuh terhadap kerusakan sel-sel tubuh yang disebabkan oleh infeksi, zat-zat kimia, ataupun gangguan fisik lainnya, seperti benturan dan panas Pertahanan Spesifik merupakan sistem kompleks yang memberikan respons imun terhadap antigen yang spesifik. Antigen spesifik contohnya bakteri, virus, toksin atau zat lain yang dianggap asing. Mekanisme pertahanan spesifik adalah mekanisme pertahanan yang diperankan oleh sel limfosit, dengan atau tanpa bantuan komponen sistem imun lainnya seperti sel makrofag dan komplemen. Komponen Respon Imunitas Spesifik Antigen



merupakan substansi asing yang masuk ke dalam tubuh dan berfungsi merangsang respons imunitas terutama dalam menghasilkan antibodi. Antibodi merupakan sistem pertahanan yang dilakukan untuk merespon keberadaan suatu antigen atau melawan serangan-serangan dari organisme dan substansi asing dan kemudian akan bereaksi dengan antigen tersebut dengan cara dengan memproduksi suatu zat sejenis protein atau polisakarid. Antibodi merupakan protein plasma yang disebut Imunoglobulin (Ig). 55. Macam Imunoglobulin Imunoglobulin A (IgA), berfungsi untuk melawan mikroorganisme yang masuk ke dalam tubuh. Imunoglobulin D (IgD), berfungsi membantu memicu respon imunitas. Imunoglobulin E (IgE), terikat pada reseptor sel mast dan basofil. Imunoglobulin G (IgG), berjumlah paling banyak 80% dari keseluruhan antibodi yang bersirkulasi. Imunoglobin M (IgM), antibodi yang pertama kali tiba dilokasi infeksi. 56. Struktur Antibodi Pada umumnya, molekul antibodi berbentuk seperti huruf Y 57. Interaksi Antibodi dan Antigen Prinsipnya adalah terjadi pengikatan antigen oleh antibodi, yang selanjutnya antigen yang telah diikat antibodi akan dimakan oleh sel makrofag. Fiksasi komplemen (aktivitas sistem komplemen) Fiksasi komplemen yaitu aktivasi sistem komplemen oleh kompleks antigenantibodi. Netralisasi Antibodi menonaktifkan antigen dengan cara memblok bagian tertentu antigen. Aglutinasi (Penggumpalan) Penggumpalan partikel-partikel antigen dapat dilakukan karena struktur



antibodi yang memungkinkan untuk melakukan pengikatan lebih dari satu antigen. Presipitasi (Pengendapan) Pengikatan antigenantigen tersebut membuatnya dapat diendapkan, sehingga sel-sel makrofag mudah dalam menangkapnya. 58. Jenis Imunitas (Kekebalan Tubuh) Imunitas aktif merupakan jenis imunitas yang diperoleh akibat kontak langsung dengan toksin atau pantogen sehingga tubuh mampu memproduksi antibodinya sendiri. Imunitas Pasif merupakan jenis imunitas dimana jika antibodi dari satu individu dipindahkan ke individu lainnya 59. Peran Sistem Imun Dalam Proses Fisiologi Tubuh Alergi adalah respon abnormal dari sistem kekebalan tubuh. Orang-orang yang mengalami alergi memiliki sistem kekebalan tubuh yang bereaksi terhadap suatu zat biasanya tidak berbahaya di lingkungan. substansi (serbuk sari, jamur, bulu binatang, dll) yang menyebabkan alergi ini disebut alergen. 2



Daftar materi yang dipahami di modul ini



sulit



1. Fertilisasi Eksternal dan Fertilisasi Internal 2. Grey crescent



3



Daftar materi yang sering 1. Fotoperiodisme dan fotomorgenesis mengalami miskonsepsi



LK 01: Lembar Kerja Belajar Mandiri NAMA



: IIS SOLIHAH



KELAS



: BIOLOGI-01



MODUL



04



Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Garis besar dipelajari



materi



yang



PEWARISAN SIFAT DAN EVOLUSI 1. Pola-Pola Hereditas 2. Materi genetik dan regulasi ekspresi Gen 3. Mekanisme Evolusi 4. Evolusi Populasi Respon/Jawaban Pola-Pola Hereditas 1. Siklus dan Pembelahan Sel Dalam pembelahan sel, sel yang membelah disebut sel "induk". Sel induk membelah menjadi dua sel "anak". Proses tersebut kemudian berulang dalam apa yang disebut siklus sel. Sel mengatur pembelahannya dengan berkomunikasi satu sama lain menggunakan sinyal kimia dari protein khusus yang disebut siklin. a) Mitosis Terjadi pada sel tubuh (somatis) dan menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan sel induk. Kromosom hasil pembelahan mitosis berpasangan sehingga disebut diploid (2n). Ada empat fase dalam pembelahan mitosis yaitu : profase, metafase, anafase, dan telofase. b) Meiosis Meiosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel kelamin, seperti sel telur wanita atau sel sperma pria. Meiosis adalah alas an mengapa kita memiliki keragaman genetik di semua organisme yang bereproduksi secara seksual. Selama meiosis, sebagian kecil dari setiap kromosom putus dan menempel kembali ke kromosom lain. Proses ini disebut "crossing over" atau "rekombinasi genetik." 2. Pewarisan Sifat Mendelian dan Penyimpangan Semu Hukum Mendel Sifat yang diperoleh karena pengaruh makanan ataupun pengaruh latihan tidak dapat diwariskan kepada keturunannya. Misalnya otot-otot besar seorang binaragawan yang diperoleh karena



latihan, tidak diwariskan kepada keturunanya tanpa latihan. 3. Hukum Pewarisan Sifat Mendel Hukum Mendel merupakan Hukum Hereditas yang menjelaskan prinsipprinsip penurunan sifat pada organisme. Teori Mendel didukung beberapa biologiwan seperti De Vries (Belanda), Correns (Jerman), dan Tschermak (Austria). Untuk mengembangkan teorinya, Mendel menggunakan objek kajian berupa tanaman kacang kapri atau ercis. Mendel mengamati tujuh sifat kacang kapri (Pisum sativum) tersebut, antara lain: biji bulat dibandingkan dengan biji keriput; biji warna kuning dibandingkan dengan biji warna merah; buah warna hijau dibandingkan dengan buah warna kuning; buah mulus dibandingkan dengan buah berlekuk; bunga warna ungu dibandingkan dengan bunga warna putih; dan letak bunga aksial (ketiak) dibandingkan bunga terminal (ujung); serta batang panjang dibandingkan dengan batang pendek. 4. Hukum Mendel I (Hukum Segregasi) Hukum Mendel I disebut juga hukum segregasi yang menyatakan bahwa pada waktu pembentukan gamet, terjadi pemisahan gen gen sealel secara acak (The Law of Segregation of Allelic Genes). a) Genotip dan Fenotip Genotip adalah susunan genetik dari suatu sifat atau karakter individu, diberi simbol dengan huruf. b) Persilangan Monohibrida Persilangan monohibrida adalah perkawinan 2 individu dengan satu sifat beda yang menyolok. Persilangan monohibrida dapat terjadi pada tumbuhan, hewan maupun manusia. 5. Hukum Mendel II (Hukum Asortasi) Hukum Mendel II dikenal sebagai Hukum Asortasi, hukum berpasangan atau penggabungan secara bebas (Th e Law of Independent Assortment of Genes). Hukum ini menyatakan bahwa setiap gen atau sifat, berpasangan secara bebas dengan gen atau sifat lain atau disebut berpadunya gen gen tidak sealel secara bebas. a) Persilangan Dihibrid



Persilangan 2 individu yang mempunyai 2 sifat beda (dengan dua alel yang berbeda) disebut dengan persilangan dihibrida. Misalnya: bentuk biji kacang kapri (bulat dan keriput), warna (kuning dan hijau), atau ukuran batang (tinggi dan pendek). b) Back Cross (Persilangan Balik) dan Test Cross (Uji Silang) back cross merupakan persilangan antara keturunan F1 yang heterozigot dengan induknya (baik jantan atau betina) yang homozigot dominan. Pada contoh di atas, diketahui bahwa dua individu yang mempunyai genotip yang berbeda dapat mempunyai fenotip yang sama. c) Persilangan Resiprok Persilangan yang merupakan kebalikan dari persilangan sebelumnya inilah yang disebut persilangan resiprok. d) Macam-Macam Gamet, Genotip dan Fenotip F1 ada dua macam dan fenotip yang terbentuk pada F2 ada dua macam. Sementara pada perbandingan dihibrida, dapat diketahui bahwa gamet yang terbentuk pada F1 ada empat macam dan fenotip yang terbentuk juga empat macam, dengan perbandingan 9 : 3 : 3 : 1. Untuk persilangan trihibrida, tetrahibrida dan seterusnya, dapat ditentukan dengan metode segitiga pascal 6. Penyimpangan Semu Hukum Mendel a) Penyimpangan karena interaksi alel Dominasi tidak sempurna (incomplete dominance) Kodominan Alel ganda Alel letal b) Penyimpangan interaksi genetik Interaksi beberapa gen (Atavisme) Kriptomeri Polimeri Epistasis dan Hipostatis Gen-gen Komplementer Gen Dominan Rangkap 7. Pautan dan Pindah Silang a) Pautan (Linkage)



Menurut Mendel, persilangan lalat buah diperoleh dengan perbandingan fenotipe 1 : 1 : 1 : 1 karena gamet yang terbentuk ada 4 macam dari salah satu induknya. Hal ini disebabkan kromosom yang mengandung gen K atau k, gen P atau p pada waktu meiosis bergerak ke kutub masing-masing yang sama besarnya. Tautan (linkage) adalah peristiwa terjadinya dua gen atau lebih terletak pada satu kromosom yang sama dan tidak dapat memisahkan diri secara bebas pada waktu meiosis. Tautan autosomal dan Tautan seks, Tautan atosomal merupakan gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama, tidak dapat bersegregasi secara bebas cenderung diturunkan bersama. Tautan Kelamin, Gen tertaut kelamin adalah gen yang terletak pada kromosom kelamin dan sifat yang ditimbulkan gen pada kromosom ini bersama dengan jenis kelamin. Ada dua jenis gen tertaut kelamin, yaitu gen tertaut kelamin tidak sempurna (contoh gen tertaut X) dan gen tertaut kelamin sempurna (contoh gen tertaut Y). Gen tertaut kromosom X, Gen tertaut kromosom X merupakan gen tertaut tidak sempurna. Sedangkan gen tartaut kromosom Y merupakan gen tertaut sempurna. Gen tertaut kromosom Y dan sifat-sifat yang disebabkannnya disebut holandrik, berarti sifat tersebut hanya diturunkan pada laki-laki. Gen tertaut kromosom Y, merupakan gen tertaut kelamin sempurna. Gen tertaut kromosom Y dan sifat-sifat yang disebabkannya disebut holandrik b) Pindah Silang adalah peristiwa bertukarnya bagian kromosom satu dengan kromosomlainnya yang homolog, ataupun dengan bagian kromosom yang berbeda (bukan homolognya). c) Gagal berpisah dan Gen lethal



8.



9.



10.



11.



12.



13.



14.



Gagal berpisah (Nondisjunction) adalah peristiwa gagalnya satu kromosom atau lebih untuk berpisah kearah kutub yang berlawanan pada saat anafase meiois I maupun meiosis II, Sindrom Turner Sindrom Turner menunjukan adanya sebuah kromosom seks X- saja, sehingga ia hanya memiliki 45 kromosom saja. Sindrom Down Berdasarkan fenotip dari penderita menunjukan ciri tuna mental dan adanya lipatan pada kelopak mata, maka kelainan ini semula disebut mongolisme. Tetapi agar supaya tidak menyakiti hati bangsa mongol maka cacat ini kemudian dinamakan sindrom down. Trisomi 13/Sindrom Patau sindrom trisomy 13 ini memiliki kelebihan kromosom autosom no 13. Oleh karena kelainannya terdapat terjadi pada autosom, maka penderita trisomy dapat pria maupun wanita. Trisomi 18/Sindrom Edwards trisomy 18 memiliki kelebihan kromosom autosom no 18. Oleh karena kelainannya terdapat terjadi pada autosom, maka penderita trisomy 18 dapat pria maupun wanita. Sindrom Klinefelter Merupakan salah satu jenis penyakit gangguan genetika. Kondisi ini diderita oleh laki-laki yang dilahirkan dengan kromosom X tambahan Gen Letal adalah gen yang dalam keadaan homozigot menyebabkan kematian individu. Adanya gen letal pada suatu individu menyebabkan perbandingan fenotipe dalam keturunan menyimpang dari hukum Mendel. Pola-Pola Hereditas (Penentuan Jenis Kelamin, Kodominan, Penyakit Menurun) a) Penentuan Jenis Kelamin (Determinasi Seks)  Tipe XY  Tipe XO  Tipe ZW b) Rasio Kemungkinan Jenis Kelamin



Teori kemungkinan pada jenis kelamin adalah perbandingan peristiwa yang diharapkan dengan peristiwa yang mungkin terjadi pada kemunculan jenis kelamin dalam suatu perkawinan. Rumus : (l+p)n 15. Kodominan ( Genetika Golongan Darah )  Sistem M, N, MN  Sistem Rhesus 16. Penyakit Menurun a) Kelainan oleh alel resesif dan dominan autosomal b) Kelainan oleh alel resesif pada gonosom X 17. Upaya Menghindari Kelainan Genetik a) Eugenetika Hal ini dapat dilakukan misalnya dengan amniosentesis. Amniosentesis merupakan cara untuk mengetes kemungkinan adanya kelainan kromosom pada bayi yang masih dikandung oleh ibu. b) Eutenika Upaya eutenika dilakukan melalui pengelolaan lingkungan seperti pendidikan, peningkatan gizi, perbaikan tempat tinggal, olah raga, dan rekreasi. c) Eufenika Merupakan penyembuhan gejala dari penyakit-penyakit genetis. Beberapa penyakit genetis merupakan gangguan metabolisme tubuh, seperti tidak adanya enzim tertentu. Materi Genetik Dan Regulasi Ekspresi Gen 18. Kromosom Istilah kromosom diambil dari bahasa Yunani chroma = warna dan soma = badan. Umumnya kromosom memiliki susunan kimia yang terdiri dari kromatin 60%, protein 35%, DNA, dan RNA 5%. Protein terdiri dari histon dan non histon (bersifat netral atau asam). Kromosom memiliki beberapa enzim yang terlibat dalam sintesis DNA dan RNA. Kromosom



mempunyai 2 bagian utama yaitu sentromer dan lengan (kromatid). Rata-rata ukuran panjang kromosom adalah 0,2 – 0,5µm dengan diameter 0,2 - 20µm. bentuk kromosom dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu sebagai berikut. - Asentrik, kromosom yang tidak memiliki sentromer. - Monosentris, kromosom yang hanya memiliki sebuah sentromer. - Disentris, kromosom yang memiliki dua sentromer. - Polisentris, kromosom yang memiliki banyak sentromer. Jumlah kromosom sel somatis tersebut terdiri atas 2 set kromosom (diploid, 2n), dari induk jantan dan induk betina. Gen terletak di dalam kromosom, yaitu di suatu tempat yang disebut dengan lokus. Lokus-lokus ini digambarkan sebagai garis-garis pendek yang horizontal di sepanjang kromosom yang digambarkan sebagai garis panjang vertikal. Kromosom berfungsi membawa sifat individu dan membawa informasi genetika, karena di dalam kromosom mengandung gen. 19. DNA dan RNA DNA Dioxyribo Nucleic Acid (DNA) atau Asam Deoksiribo Nukleat merupakan senyawa kimia yang terdapat di dalam inti sel. DNA merupakan suatu polimer nukleotida ganda yang berpilin ke arah kanan (double heliks). DNA merupakan suatu polimer yang terdiri atas nukleotida-nukleotida dengan jumlah ratusan atau ribuan. Setiap nukleotida terdiri dari 1 gugus fosfat, 1 basa nitrogen, dan 1 gula pentosa. Basa nitrogen yang terdiri atas Purin (Adenin dan Guanin) dan Pirimidin (Sitosin dan Timin) akan membentuk rangkaian senyawa kimia dengan gula pentosa, membentuk nukleosida/ deoksiribonukleosida. DNA berfungsi untuk Pembawa informasi genetik, Berperan dalam duplikasi diri dan pewarisan sifat, Ekspresi



informasi genetik dan Sebagai heterokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk dapat mensintesis senyawa lain. Replikasi DNA, yaitu memperbanyak diri atau menggandakan diri. Model Replikasi DNA terdiri dari: Model Konservatif, Model Semikonservatif dan Model Dispersif. Replikasi DNA terjadi di dalam nukleus. Sumber energinya berasal dari nukleosida trifosfat (nukleotida dengan 3 gugus fosfat). RNA RNA (ribonucleic acid) adalah makromolekul polinukleotida yang berbentuk untai tunggal. RNA berperan dalam sintesis protein. RNA memiliki untai polimer yang lebih pendek dari pada DNA karena dibentuk melalui transkripsi fragmen-fragmen DNA. RNA dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu RNA-d/m RNA, RNA-t, RNA-r. Fungsi RNA adalah untuk menyampaikan informasi genetik dalam bentuk kode-kode genetik dalam inti ke ribosom dan sebagai pola cetakan dalam membentuk polipeptida. Kemudian sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang RNA duta, dan mengangkut asam-asam amino ke ribosom. 20. Sintesis Protein Sistesis protein adalah proses pembentukan partikel protein yang dilakukan oleh sel-sel hidup untuk membuat protein dengan melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA. 21. Transkripsi Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai 3’-5’, disebut sebagai rantai cetakan (template), sedangkan rantai komplemennya disebut rantai non template. Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), terminasi (pengakhiran) rantai m RNA.



22. Translasi Translasi adalah tahap kedua produksi protein, setelah transkripsi, pengkodean DNA menjadi petunjuk untuk perakitan protein dalam bentuk mRNA. Translasi membuat struktur dasar yang mendasari banyak jaringan hidup, tetapi aspek penting sintesis protein berlanjut setelah terjemahan. 23. Kode Genetik Kode genetik yang dipakai saat ini yaitu kode yang tersusun oleh 3 basa N yang disebut kodon triplet. Kodon triplet ini merupakan bagian 3 basa N yang terdapat pada m-RNA. Apabila suatu urutan tiga basa memberikan kode untuk satu asam amino, akan terjadi 43= 64 kemungkinan kombinasi dari basa sehingga dapat memperinci 64 macam kode genetika. 24. Regulasi Ekspresi gen Ekspresi Gen. Gen merupakan unit molekul DNA atau RNA dengan panjang molekul tertentu yang membawa informasi genetik. Ekspresi gen merupakan rangkaian proses penerjemahan informasi genetik, dalam bentuk urutan basa pada DNA atau RNA, menjadi protein. Regulasi ekspresi gen merupakan proses pengaturan dalam penterjemahan informasi genetik. Regulasi ekspresi gen adalah suatu pengendalian gen yang berfungsi untuk memunculkan fenotipe dari genotipe. 25. Pengendalian Operon Laktosa (Lac) Sistem lac operon adalah sistem pengendalian ekspresi gen-gen yang bertanggung jawab di dalam metabolisme laktosa. Sistem lac operon adalah sistem pengendalian ekspresi gen-gen yang bertanggung jawab di dalam metabolisme laktosa. Operon laktosa terdiri atas 3 gen structural utama (gambar 23) yaitu gen lac Z mengkode enzim β-galaktosidase yang menghasilkan dua monosakarida yaitu glukosa dan galaktosa, gen lac Y mengkode permease galaktosida, yaitu enzim yang berperan dalam pengangkutan laktosa dari luar ke dalam sel, dan gen lac A mengkode



enzim transasetilase thiogalaktosida yang perannya belum diketahui secara jelas 26. Mutasi Mutasi adalah perubahan substansi genetik. Mutasi bisa terjadi pada gen atau koromosom. Mutasi merupakan peristiwa yang jarang terjadi, yang mungkin hanya satu kali terjadi dalam setiap 100.000 kasus replikasi DNA. Proses terjadinya mutasi dinamakan mutagenesis. 27. Berdasarkan sifat-sifatnya, mutagen digolongkan menjadi mutagen kimia, mutagen fisika, dan mutagen biologis. a) Mutagen Kimia Mutagen kimia adalah senyawa kimia yang dapat menyebabkan perubahan struktur materi genetik sehingga memunculkan mutasi pada suatu individu makhluk hidup. b) Mutagen Fisika Mutagen fisika umumnya berupa radiasi. Beberapa jenis radiasi yang berperan sebagai mutagen, antara lain radiasi ultraviolet dan radiasi pengion. c) Mutagen Biologis Mutagen biologis umumnya merupakan bahan genetik, yaitu asam nukleat. Bahan itu dibawa langsung oleh virus atau bakteri. Bahan gentik yang dibawa oleh virus atau bakteri tersebut memiliki kemampuan untuk mengubah kondisi DNA sel suatu organisme sehingga terjadi mutasi. 28. Perubahan Struktur Kromosom Ada sejumlah cara yang dapat mengubah struktur dasar kromosom, yaitu delesi, duplikasi, inversi, dan translokasi. a) Delesi Delesi kromosom merupakan hilangnya sebagian segmen kromosom karena patah. b) Duplikasi Duplikasi adalah peristiwa sebagian segmen kromosom mengalami penggandaan, akibatnya dalam satu kromosom



akan terdapat lebih dari satu segmen (dengan gen-gen) yang sama. c) Inversi Inversi merupakan peristiwa pembalikan sebagian segmen kromosom sehingga menyebabkan perpindahan lokus suatu gen. d) Translokasi Translokasi terjadi jika patahan segmen suatu kromosom berpindah ke kromosom lain yang bukan kromosom homolognya. e) Katenasi Katenasi ialah mutasi kromosom yang terjadi pada dua kromosom non homolog yang pada waktu membelah menjadi empat kromosom, saling bertemu ujungujungnya sehingga membentuk lingkaran. 29. Dampak Mutasi Bagi Organisme a) Resistansi Antibiotik pada Bakteri b) Terbentuknya Produsen Antibiotik yang Lebih Efektif c) Resistansi Sel Sabit terhadap Malaria d) Meningkatkan Keanekaragaman Genetik Mekanisme Evolusi 30. Aristoteles Aristoteles menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda tak hidup yang terjadi secara spontan. Teori ini dikemukakan oleh Aristoteles berdasarkan pengamatan adanya larva lalat yang muncul secara tiba-tiba pada daging yang busuk. 31. Needham Nedham melakukan penelitian dengan merebus kaldu dalam wadah selama beberapa menit kemudian ditutup dengan gabus. Setelah beberapa hari, terdapat bakteri dalam kaldu tersebut. Nedham berpendapat bahwa bakteri berasal dari kaldu. 32. Teori Biogenesis 1) Francesco Redi Berdasarkan hasil percobaannya, Redi menyimpulkan bahwa ulat



bukan berasal dari daging, tetapi berasal dari telur lalat yang terdapat dalam daging dan menetas menjadi larva. 2) Lazzaro Spallanzani Spallanzani ( ilmuwan dari Italia). Ia melakukan kegiatan eksperimen pada tahun 1765, untuk menentang teori Nedham. Spallanzani mengadakan pembuktian dengan air kaldu yang ditempatkan di dalam tabung 3) Louis Pasteur Louis Pasteur adalah ahli biokimia dari Perancis yang berhasil menumbangkan teori abiogenesis. Hasil percobaannya tidak dapat disanggah lagi oleh pendukung teori abiogenesis. 33. Teori evolusi kimia Teori ini menyatakan bahwa asal-usul kehidupan diawali oleh terbentuknya senyawasenyawa organik di asmosfer. Dengan adanya gas-gas seperti Metana (CH4), Hidrogen (H2), uap air (H2O), Amonia (NH3) di atmosfer, dengan bantuan sinar kosmik dan kilatan halilintar, dapat terbentuk senyawa organik seperti Asam amino. 34. Teori Evolusi Pra-Darwin 1) Plato Teori evolusi Pra Darwin dikemukakan oleh Plato. Plato menggambarkan bahwa Penciptalah yang menciptakan dunia dari kehancuran. Sang Pencipta kemudian menciptakan para dewa yang akan membuat manusia dengan jenis kelamin laki-laki. Wanita dan hewan muncul dari reinkarnasi jiwa laki-laki. 2) Teori Kreasionisme (Aristoteles) Teori ini dianggap tidak valid karena banyak spesies yang hidupnya tidak sekaligus ada pada satu zaman. Misalnya masa hidup dinosaurus tidak sama dengan manusia. 3) Copernicus dan Galileo Copernicus dan Galileo (tahun 1543) menunjukan secara meyakinkan bahwa matahari merupakan pusat dari rotasi planet-planet, bukan bumi. Dunia organik dan dunia fisik



dapat diatur dengan hukum-hukum alami 4) Erasmus Darwin Erasmus Darwin (1731-1802) menyatakan bahwa kehidupan di bumi memiliki asalusul yang sama dan respons fungsional di wariskan kepada keturunanya. 5) Teori Katastropisme (George Cuvier) Cuvier mendukung teori Katastropisme (catastrophism) yang menyatakan bahwa makhluk hidup setiap strata tidak ada hubungan kekerabatan 6) Teori Gradualisme Teori ini menyatakan bahwa perubahan geologis berlangsung pelan tetapi pasti. Namun teori ini tidak mampu menjelaskan mekanismenya dengan meyakinkan 7) Teori Uniformitarianisme Paham ini menyatakan bahwa proses geologis ternyata menuruti pola yang seragam sehingga kecepatan dan pengaruh perubahan selalu seimbang dalam kurun waktu tertentu. 35. Pencetus Teori Evolusi 1) Teori Lamarck Menurut Lamarck, bagian tubuh makhluk hidup dapat berubah baik ciri, sifat, dan karakternya karena pengaruh lingkungan hidupnya. 2) Teori Darwin Berbagai reaksi terjadi karena pemikiran Darwin yang tertuang melalui buku tersebut, yaitu “Spesies yang ada sekarang merupakan hasil evolusi dari spesies nenek moyangnya (pewarisan dengan modifikasi)” dan “Seleksi alam merupakan mekanisme terjadinya evolusi tersebut”. Pemikran Darwin tersebut kemudian dikenal dengan “Teori Darwin (Darwinisme)”. 36. Darwinisme: Pewarisan dengan modifikasi Pemikiran Darwin menyatakan bahwa semua organisme memiliki kekerabatan melalui garis keturunan dari prototipe yang tidak diketahui yang hidup pada



37.



38.



39.



40.



zaman dahulu kala. Keturunan dari organisme tersebut menyebar ke berbagai habitat yang berbeda selama jutaan tahun. Organisme-organisme itu kemudian menjadi beraneka ragam, yang membuat mereka menyesuaikan dengan suatu cara hidup tertentu sesuai dengan habitatnya. Darwinisme: Seleksi Alam dan Adaptasi Seleksi alam merupakan hasil dari interaksi antara populasi dan lingkungannya. Darwin menyadari bahwa di alam banyak makhluk hidup yang menghasilkan keturunan lebih banyak daripada yang dapat bertahan hidup. Seleksi Alam Seleksi alam terjadi pada populasi suatu spesies. Terdapat tiga kemungkinan seleksi alam yang berpengaruh terhadap populasi, yaitu seleksi stabilisasi, seleksi terarah, dan seleksi memecah belah. Adaptasi Adaptasi pada organisme dapat berupa bentuk, faal atau kelakuan. Adaptasi dapat secara genetis sederhana yang dikendalikan oleh satu atau dua gen, atau dapat pula kompleks yang dikendalikan oleh banyak sekali gen. Bukti-bukti Evolusi a) Pengaruh penyebaran geografis b) Catatan Fosil c) Adanya Anatomi Perbandingan d) Studi Perkembangan Embrionik e) Biologi molekuler f) Studi perbandingan biokimia g) Organ Tubuh yang Tersisa h) Peristiwa Domestifikasi Evolusi Populasi



41. Variasi Genetik dan Bahan Dasar Seleksi Alam 1) Variasi Genetik setiap populasi dapat mengembangkan variasi-variasi yang ada di dalam populasinya. Contoh variasi ini terlihat pada ayam yang memiliki jengger berbedabeda 2) Mutasi dan Rekombinasi



Mutasi dapat terjadi pada gen (mutasi gen) dan juga dapat terjadi pada kromosom (mutasi kromosom). Individu hasil mutasi memiliki genotip yang berbeda dengan induknya sehingga menyebabkan perubahan pada pool gen. 3) Diploidi dan Polimorfisme Diploidi dan polimorfisme seimbang akan mempertahankan variasi. Sifat diploid pada hampir sebagian besar organisme eukariota menyembunyikan banyak variasi dari seleksi dalam pembentukan alel resesif pada individu heterozigot. 42. Genetika Evolusi 1) Sintesis Evolusioner Evolusioner modern merupakan perpaduan gagasan berbagai bidang keahilian biologi yang menjelaskan evolusi secara logis. Sintesis modern umumnya diterima luas oleh kebanyakan ahli biologi. Sintesis modern dikembangkan selama satu dasawarsa (1936–1947) dan perkembangan genetika populasi (1918–1932) merupakan gaya dorong lahirnya sintesis modern. Sintesis modern menunjukkan bahwa genetika Mendel konsisten dengan seleksi alam dan evolusi gradual. 2) Struktur Genetik Suatu Populasi Struktur genetik mengacu pada pola tertentu, dalam susunan genetik individu dalam suatu populasi. Struktur genetik memungkinkan informasi tentang seorang individu untuk disimpulkan dari anggota lain dari populasi yang sama. 3) Hukum Hardy-Weinberg Melalui permodelan matematika yang berdasarkan pada probabilitas, mereka menyimpulkan bahwa frekuensi kolam gen (gene pool) bisa stabil, tetapi evolusi dapat saja muncul pada semua populasi kapan saja. 43. Gene Pool 1) Hanyutan Genetik (Genetic drift)



Hanyutan genetik, ingsut genetik, penyimpangan genetik, atau rambang genetik dalam genetika populasi, merupakan akumulasi kejadian acak yang menggeser tampilan lungkang gen (gene pool) secara perlahan dari keadaan setimbang, namun semakin membesar seiring berjalannya waktu. 2) Aliran Gen (Gene flow) Aliran gen atau gene flow merupakan pertukaran gen antar populasi, yang biasanya merupakan spesies yang sama. Contoh aliran gen dalam sebuah spesies meliputi migrasi dan perkembangbiakan organisme atau pertukaran serbuk sari. Transfer gen antar spesies meliputi pembentukan organisme hibrid dan transfer gen horizontal. 44. Mikro Evolusi Mikroevolusi adalah peristiwa terjadinya perubahan skala kecil pada frekuensi alel suatu populasi selama beberapa generasi. Ia juga disebut sebagai "perubahan di bawah tingkat spesies". Perubahan ini disebabkan oleh empat proses yang berbeda: mutasi, seleksi (baik yang alami maupun buatan), aliran gen, dan hanyutan genetik. Berikut ini adalah beberapa penyebab mikroevolusi yaitu: hanyutan genetik (genetic drift), aliran gen (gene flow), mutasi, perkawinan yang tidak acak dan seleksi alam. 2



Daftar materi yang dipahami di modul ini



sulit



3



Daftar materi yang sering mengalami miskonsepsi



1. Membuat parental apabila indukannya menderita kelainan dua sekaligus antara kelainan kromoson autosom dan kromosom gonosom 2. Menghitung nilai pindah silang 1. Peristiwa atapisme 2. Tahapan sintesis protein antara transkripsi dan translokasi,mengenai tempat terjadinya etiap prosesnya serta RNA yang bertugas di stiap prosesnya 3. Regulasi ekspresi gen,mengenai kapan sat yang tepat gen akan memunculkan kode-kode terhadap keturunannya



LK 01: Lembar Kerja Belajar Mandiri NAMA



: IIS SOLIHAH



KELAS



: BIOLOGI-01



MODUL



05



Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Garis besar dipelajari



materi



yang



EKOLOGI DAN LINGKUNGAN 1. Lingkungan dan Sumberdaya 2. Populasi dan Komunitas 3. Ekosistem 4. Perubahan Lingkungan Respon/Jawaban Lingkungan dan Sumberdaya 1. Lingkungan Organisme Lingkungan bagi suatu organisme adalah faktor biotik dan abiotik yang ada di sekitar organisme tersebut dan dapat mempengaruhi kelangsungan hidupnya. Setiap organisme hanya dapat sintas, tumbuh dan berkembang biak pada suatu lingkungan yang menyediakan kondisi yang cocok baginya dan sumber daya yang diperlukannya baik, serta terhindar dari lingkungan yang membahayakan kesintasannya, baik lingkungan biotik maupun abiotiknya. Beberapa faktor abiotik yang berperan utama sebagai penentu penting bagi persebaran organisme anatara lain: a) Suhu b) Air c) Cahaya matahari d) Angin e) Batu dan tanah Berdasarkan ruang dan waktu, perubahan lingkungan dibedakan atas : 1) Perubahan siklik; yaitu perubahan lingkungan yang terjadinya berulangulang secara berirama. 2) lingkungan yang terjadinya berangsurangsur secara terusmenerus (progressif atau berkesinambungan) menuju ke suatu arah tertentu. 3) Perubahan eratik; yaitu perubahan yang tidak berpola dan tidak menunjukkan konsistensi mengenai arah perubahannya. 2. Lingkungan Sebagai Sumberdaya Setiap organisme mempunyai suatu minimum dan maksimum ekologis yang



merupakan batas bawah dan batas atas dari kisaran toleransi organisme tersebut terhadap kondisi lingkungannya. 3. Habitat Dan Relung Habitat secara umum menunjukkan bagaimana corak lingkungan yang ditempati suatu populasi hewan. Bagian dari habitat yang merupakan lingkungan yang kondisinya paling cocok dan paling akrab hubungannya dengan hewan dinamakan mikrohabitat. Sedangkan relung atau niche ekologi suatu organisme merupakan status fungsional organisme tersebut di dalam habitat yang ditempatinya berdasarkan adaptasi-adaptasi fisiologis, struktural dan perilakunya. 4. Respon Dan Adaptasi Stimulus adalah suatu faktor yang diakibatkan oleh perubahan lingkungan (baik lingkungan abiotik maupun biotiknya) yang dapat ditangkap oleh reseptor (organ indra) suatu organisme dan berpotensi mempengaruhi keseimbangan bagi organisme tersebut. Perubahan keseimbangan dapat mengarah ke hal yang positif (menguntungkan) atau dapat juga mengarah ke hal negatif (merugikan). Respon suatu organisme dapat dipengeruhi oleh beberapa faktor, antara lain: 1. Jenis stimulus; jenis stimulus yang berbeda akan menyebabkan respon yang dilakukan organisme juga berbeda, misalnya bila stimulus berupa makanan, hewan cenderung akan mendekati, sebaliknya bila stimulus berupa kemunculan predatornya, respon hewan akan menjauhi 2. Intensitas stimulus; Intensitas stimulus akan berpengaruh bagi kemampuan reseptor dalam menerima tersebut. 3. Jenis species; semakin tinggi tingkat kemampuan hewan belajar akan semakin lemah responnya terhadap stimulus yang sama. 4. Stadium perkembangan atau umurnya; berpengaru terhadap pengalaman belajar dalam menilai penting/tidaknya stimulus di respon 5. Kondisi fisiologis tersebut; kondisi



fisiologis dapat berpengaruh bagi kecepatan respon terhadap suatu stimulus. 6. Lebar-sempitnya kisaran toleransi hewan tersebut terhadap suatu faktor lingkungan: umumnya hewanhewan yang memiliki kisaran toleransi lebib sempit cenderung akan lebih responsive terhadap adanya stimulus. Populasi dan Komunitas 5. Konsep Dasar Populasi Populasi merupakan kumpulan individuindividu yang sejenis yang berada pada suatu tempat pada waktu tertentu. Kepadatan suatu populasi sering dinyatakan sebagai jumlah individu persatuan luas atau volume (debit air untuk organisme perairan). Sedangkan kelimpahan suatu populasi dinyatakan dengan jumlah individu pada suatu habitat tanpa mempertimbangkan luas area atau volume. Salah satu metode yang paling sering digunakan untuk mengetahui kelimpahan suatu hewan pada suatu habitat adalah metode sensus. Pada dasarnya kelimpahan populasi suatu species hewan mengandung dua aspek, yaitu aspek Intensitas dan aspek prevalensi. a) Kelangkaan suatu populasi hewan dapat diakibatkan oleh satu atau beberapa penyebab, antara lain: Area yang dihuni species hewan tersebut menjadi sempit atau jarang. b) Tempat yang dihuni populasi hewan tersebut hanya cocok-huni untuk waktu yang singkat saja. c) Kehadiran species lain yang berperan sebagai kompetitor, parasit atau predatornya. d) Ketersediaan sumber daya yang penting (seperti makanan dan tempat berbiak) menjadi berkurang. e) Variasi genetik relatif rendah. f) Kisaran toleransi sempit (plastisitas fenotifik individu-individu species hewan sangat rendah). 6. Pertumbuhan Populasi Kelimpahan suatu populasi sejalan dengan waktu akan mengalami



perubahan, akibat beroperasinya faktorfaktor yang meningkatkan dan menurunkan jumlah individu dalam populasi. Pada dasarnya ada 4 parameter utama yang menentukan kelimpahan suatu populasi, yaitu: a. Natalitas; menunjukkan angka kelahiran individu dalam populasi dan memberikan efek meningkatnya kelimpahan populasi. b. Mortalitas; menunjukkan angka kematian individu dalam populasi dan memberikan efek menurunnya kelimpahan populasi. c. Imigrasi; merupakan masuknya individu-individu dari area lain ke dalam populasi dan memberikan efek meningkatnya tingkat kelimpahan populasi itu. d. Emigrasi; menunjukkan perpindahan individu-individu suatu populasi keluar dari area populasi dan memberikan efek menurunnya kelimpahan populasi tersebut. 7. Komunitas Komunitas merupakan kesatuan dari populasi-populasi pada suatu ruang dan waktu tertentu. Komunitas merupakan komponen biotik dalam ekosistem. Struktur suatu komunitas tidak hanya dipengaruhi oleh hubungan antar species, tetapi oleh jumlah relatif organisme dari species-species tersebut. Keseimbangan dan kestabilan suatu komunitas sering dikaitkan dengan kompleksitas keanekaragaman jenis penyusun komunitas tersebut. 8. Berdasarkan sumber makanannya, komponen komunitas dapat kita kelompokkan ke dalam tiga kelompok, yaitu: a. Produsen; sering juga disebut organisme autotroph, yaitu organisme yang punya kemampuan dalam mengubah bahan an-organik menjadi bahan organic dengan memanfaatkan cahaya mataharai sebagai sumber energy utama. b. Konsumen; sering juga disebut organisme hetrotrof, yaitu organisme yang memanfaatkan organisme lain sebagai sumber makanannya (memakan



bahan organik). Konsumen dapat menjadikan produsen sebagai sumber makanannya, tetapi juga dapat memakan konsumen lainnya. c. Dekomposer; adalah organisme yang memakan bahan organic dari organisme lain yang telah mati. 9. Berdasarkan jenis makanannya, konsumen dapat kita bedakan menjadi: - Herbivora; organisme yang memanfaatkan produsen sebagai sumber makanannya, seperti kambing (memakan rumput), lebah (menghisap nectar), lalat buah (makan buah), burung pipit (makan biji-bijian), larva kumbang (makan batang tanaman), larva kupu-kupu (makan daun), dan sebagainya. - Carnivora; organisme yang memakan konsumen lain sebagi sumber makanannya. Kelompok organisme ini meliputi organisme predator dan parasit. - Omnivora; organisme yang makanannya berupa produsen atau konsumen lainnya. 10. Interaksi Organisme berdasarkan jenis organisme yang berinteraksi, ada dua bentuk interaksi antar organisme yaitu: a) Interaksi intraspesifik (intraspecies); yaitu interaksi yang terjadi diantara individu yang sejenis (dalam satu populasi). b) Interaksi interspesifik (intraspecies); yaitu interaksi yang terjadi antar individu yang berbeda species. 11. Berdasarkan dampak yang terjadi pada organisme yang berinteraksi, dikenal istilah interaksi posistif (yang menguntungkan), interaksi negatif (yang merugikan) dan interaksi netra (tidak berdampak). 12. Tipe interaksi positif merupakan interaksi yang memberikan keuntungan bagi organisme yang berinteraksi. 13. Mutualisme merupakan interaksi yang menguntungkan kedua organisme yang saling berinteraksi. 14. Interaksi mutualisme bersifat mutlak, artinya interaksi kedua individu tersebut harus terjadi, bila tidak justru



15.



16. 17.



18.



19.



20.



akan berdampak buruk bagi kelangsungan hidup keduanya. Sedangkan protokooperasi merupakan interaksi yang saling menguntungkan kedua organisme yang berinteraksi, namun sifatnya fakultatif atau tidak mutlak. Indeks keanekaragaman ShanonWienner (H’) H’ = - ∑ pi ln pi Rumus Indeks Similarity Bray-Curtis IS = 2z/(x+y) IS = Indeks similarity (kesamaan) z = jumlah species yang ditemukan pada habitat A x = Jumlah species yang ditemukan pada habaitat B y = Jumlah species yang ditemukan pada kedua habitat. Tipe interaksi negatif, ditunjukkan oleh interaksi parasitisme, predasi, parasitodisme, kompetisi dan amensalisme. Neutralisme yang benarbenar, jarang dijumpai di alam, hal ini mungkin ada interaksi tidak langsung antar semua populasi yang terjadi di dalam suatu ekosistem. Interaksi predaotrisme, parasitisme dan parasitoidisme merupakan interaksi yang menguntungkan salah satu pihan yang berinteraksi dan merugikan bagi pihak yang lain. Kompetisi, Pada awalnya interaksi ini menyebabkan kerugian bagi kedua organisme yang berinteraksi, namun bagi pemenang kompetisi akan mendapat keuntungan melebihi biaya yang dikeluarkan untuk kompetisi, sedangkan bagi yang kalah akan kehilangan sumberdaya akibat terluka atau kehilangan sejumlah energi yang sudah dikeluarkan selama berkompetisi yang diperebutkan Ekosistem



21. Komponen Penyusun Ekosistem Pada dasarnya komponen penyusun ekosistem terdiri dari komponen biotik dan komponen abiotik.



22. Berdasarkan peran dan fungsinya, komponen biotik dibedakan menjadi tiga macam, yaitu: a. Produsen; yaitu makhluk hidup yang mampu mengubah zat an-organik menjadi organik. b. Konsumen; yaitu organisme yang tidak bisa membuat makanannya sendiri dan tergantung kepada organisme lain. c. Pengurai atau dekomposer; yaitu organisme yang mampu menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme yang telah mati. 23. Komponen abiotik merupakan komponen yang meliputi seluruh faktor-faktor tak hidup dari suatu kondisi lingkungan. Komponen abiotik selain berperan menyediakan energi dan materi juga mampu menentukan jenis tumbuhan dan hewan yang hidup di suatu habitat. 24. Macam - Macam Ekosistem Berdasarkan tempat terjadinya hubungan timbal balik antara komunitas (makhluk hidup) dengan lingkungannya, secara garis besar ekosistem menjadi 3 macam, yaitu ekosistem daratan (ekosistem terestrial) dan ekosistem perairan (ekosistem akuatik) dan ekosistem lahan basah. 25. Macam Bioma beberapa macam bioma yang ada dimuka bumi ini, yaitu: a. Bioma hutan hujan tropis; yaitu bioma yang biasanya terbentang dari daerah tropika hingga sub-tropika. b. Bioma padang rumput; yaitu bioma yang biasanya terbentang dari daerah tropika hingga sub-tropika. c. Bioma hutan gugur; yaitu bioma yang biasanya di daerah subtropika. d. Bioma gurun; yaitu bioma yang biasanya terdapat di daerah tropika yang ditandai dengan vegetasi yang didominasi oleh jenis tumbuhan yang tak berdaun atau daunnya seperti duri dan dilapisi oleh zat lilin untuk mengurangi penguapan. e. Bioma taiga; yaitu bioma yang biasanya terdapat di bumi sebelah utara dan pegunungan daerah tropik hingga subtropik.



26.



27.



28.



29.



f. Bioma thundra; yaitu bioma yang biasanya terdapat di bumi sebelah utara dan dalam lingkaran kutub utara. Berdasarkan tingkat salinitasnya ekosistem perairan perairan dibedakan atas: a. Ekosistem air tawar; yaitu ekosistem yang perairannya memiliki tingkat salinitas yang rendah (bahkan lebih rendah dari protoplasma) dan sangat dipengaruhi oleh iklim dan cuaca. b. Ekosistem laut; yaitu ekosistem yang perairannya memiliki tingkat salinitas yang tinggi. c. Ekosistem estuaria; yaitu ekosistem ini merupakan tempat pertemuan air tawar dengan air laut atau kawasan muara sungai sehingga tingkat salinitas yang tidak stabil karena dipengaruhi oleh pasang-surut air laut dan curah hujan di wilayah daratan. Ekoenergetika Ekoenergetika merupakan bahasan dalam ekologi yang mengkaji tentang transformasi energi dalam organisme hidup. Peristiwa transformasi energi merupakan perpindahan suatu unit energi dari satu titik ke titik lain yang membutuhkan suatu sumber energi dan penerima energi. Berdasarkan tipe organisme (produsen) yang menjadi tingkat trofik pertama, terdapat dua jenis rantai makanan, yaitu a. Rantai makanan perumput; pada tipe ini, mata rantai makanannya berawal dari tumbuhan, maka tingkat trofik 1 diduduki oleh tumbuhan hijau (produsen), tingkat trofik 2 diduduki oleh herbivora (konsumen 1), tingkat trofik 3 diduduki oleh karnivora (konsumen 2), dan seterusnya. b. Rantai makanan detritus; pada tipe ini rantai makanan berawal dari organisme perombak. Detritus merupakan hancuran (fragmen) dari bahan-bahan sudah terurai yang dikonsumsi hewan-hewan kecil seperti rayap, cacing tanah, tripang, dan sebagainya. Berdasarkan struktur penyusunnya, kita mengenal ada 3 bentuk piramid ekologi yaitu:



a. Piramida jumlah; yaitu piramida yang digambarkan oleh jumlah individu pada setiap tingkat trofik dalam suatu ekosistem dalam kurun waktu tertentu. b. Piramida Biomassa; yaitu piramida menggambarkan berat atau massa kering total organisme hidup dari masing-masing tingkat trofiknya dalam suatu ekosistem dalam kurun waktu tertentu. c. Piramida Energi; yaitu piramida yang menggambarkan besarnya energi yang tersimpan pada masing-masing tingkat tropik. 30. Siklus Biogeokimia Siklus atau daur biogeokimia sering juga disebut dengan Siklus atau daur materi. Daur biogeokimia merupakan siklus zat yang berlangsung melalui komponen biotik dan abiotik di dalam suatu ekosistem. Beberapa daur biogeokimia yang dikenal berperan penting bagi kelangsungan hidup organisme antara lain siklus air, siklus karbon, siklus nitrogen, siklus oksigen, siklus sulfur dan siklus fosfor. a) Siklus Air b) Siklus Karbon c) Siklus Oksigen d) Siklus Nitrogen e) Siklus sulfur atau belerang f) Siklus Fosfor Perubahan Lingkungan 31. Perubahan Ekosistem Pemulihan diri ke arah kestabilan atau keseimbangan terjadi melalui proses yang disebut suksesi. Suksesi adalah proses perubahan ekosistem secara perlahanlahan menuju ke arah pematangan (kestabilan) melalui beberapa tahapan serial. 32. Enam unsur yang akan terjadi sehubungan dengan proses suksesi, yaitu: 1. Penggundulan; yaitu proses yang mengakibatkan terjadinya substrat baru. 2. Migrasi; yaitu kehadiran migrula atau organ pembiak tumbuhan. 3. Eksesis; perkecambahan,



pertumbuhan, reproduksi dan penyebaran. 4. Kompetisi; persaingan sehingga adanya pengusiran satu species oleh species lainnya. 5. Reaksi; yitu perubahan pada ciri dan sifat habitat oleh jenis tumbuhan. 6. Stabilisasi; yang menghasilkan komunitas tumbuhan pada tingkatan yang matang. 33. Berdasarkan kondisi awalnya, suksesi dibedakan atas: a. Suksesi primer; yaitu suksesi yang terjadi pada tempat-tempat yang baru terbentuk atau ekosistem yang mengalami kerusakan total. b. Suksesi sekunder; yaitu suksesi yang terjadi pada saat ekosistem mengalami gangguan atau kerusakan secara tidak menyeluruh atau total, dimana komposisi biotik yang sudah ada sebelumnya turut mempengaruhi proses suksesi. 34. Peranan Manusia dalam Perubahan Lingkungan Intensifikasi pertanian merupakan upaya untuk meningkatkan hasil pertanian tanpa terorientasi dengan perluasan area pertanian, tetapi dengan memanfaatkan teknologi pertanian, seperti; pemupukan, penggunaan pestisida, penggunaan bibitbibit unggul hasil hibridisasi dan rekayasa genetik serta penggunaan alat berat dalam pertanian. 35. Pencemaran Lingkungan Berdasarkan sumber bahan pencemarnya, zat pencemar dapat dibedakan atas: a. Pencemar kimiawi; yaitu pencemaran yang berasal dari senyawasenyawa kimia, misalnya berupa logam (Hg, Pb, As, Cd, Cr dan Hi), pupuk anorganik, pestisida, detergen, zat radio aktif dan minyak. b. Pencemar biologi; yaitu pencemaran yang disebebakan polutan dari mikroorganisme, misalnya pencemaran oleh Escherichia coli, Entamoeba coli, dan Salmonella thyposa. c. Pencemar fisik; pencemaran yang disebebakan polutan dari benda-benda



36.



37.



38.



39.



fisik seperti kaleng, botol, plastik, dan karet. Berdasarkan tempat terjadinya, pencemaran dibedakan atas 3 macam, yaitu: a) Pencemaran udara b) Pencemaran air c) Pencemaran tanah Masalah Lingkungan Global dan Nasional Permasalahan-permasalahan lingkungan tersebut diantaranya adalah masalah pemanasan global, perubahan iklim, deforestasi, pertumbuhan penduduk, penurunan keanekaragaman hayati, degradasi pantai dan lahan, sampah dan lain sebagainya. a) Global Warming Global warming atau pemanasan global merupakan fenomena peningkatan suhu bumi yang dirasakan hampir seluruh belahan dunia. Peningkatan suhu bumi terutama disebabkan oleh a) peningkatan kandungan emisi gas rumah kaca; b) penipisan/kerusakan lapisan ozon; dan c) meningkatnya gas metana di alam. b) Deforestasi Salah satu masalah lingkungan yang serius saat ini adalah deforestasi, dimana setiap tahunnya hutan mengalami penyusutan yang sangat cepat. Sebagai paru-paru dunia hutan dengan keberagaman tumbuhannya menyebabkan hutan mampu mengurangi emisi gas rumah kaca (karbondioksida) di udara dan menghasilkan oksigen yang sangat dibutuhkan semua mkahluk hidup Upaya Mengatasi Dampak Kerusakan Lingkungan Upaya mengatasi dampak perubahan lingkungan hidup merupakan kebutuhan yang tidak bisa ditunda lagi dan bukan hanya menjadi tanggung jawab pemerintah atau pemimpin negara saja, melainkan tanggung jawab setiap insan di bumi. Beberapa upaya yang dapat dilakukan masyarakat berkaitan dengan pelestarian lingkungan hidup antara lain:



1) Pelestarian Tanah (tanah datar, lahan miring/perbukitan) Terjadinya bencana tanah longsor dan banjir menunjukkan peristiwa yang oleh aliran air yang disebut erosi yang berdampak pada hilangnya kesuburan tanah serta terkikisnya lapisan tanah dari permukaan bumi. 2) Pelestarian Udara a. Mengurangi penghamburan energi di pabrik b. Menggunakan energi selain minyak bumi c. Mengurangi penggunaan mobil pribadi d. Menggunakan kendaraan irit bahan bakar 3) Pelestarian Hutan a) Reboisasi atau penanaman kembali hutan yang gundul. b) Melarang pembabatan hutan secara sewenang-wenang. c) Menerapkan sistem tebang pilih dalam menebang pohon. d) Menerapkan sistem tebang– tanam dalam kegiatan penebangan hutan. e) Menerapkan sanksi yang berat bagi mereka yang melanggar ketentuan mengenai pengelolaan hutan. 4) Pelestarian Laut dan Pantai a) Melakukan reklamasi pantai dengan menanam kembali bakau di areal sekitar pantai. b) Melarang merupakan pengambilan batu karang yang ada di sekitar pantai maupun di dasar laut, karena karang merupakan habitat ikan dan tanaman laut. c) Melarang pemakaian bahan peledak dan bahan kimia lainnya dalam mencari ikan. d) Melarang pemakaian pukat harimau untuk mencari ikan. 5) Pelestarian Flora dan Fauna a) Mendirikan cagar alam dan suaka margasatwa.



b) Melarang kegiatan perburuan liar. c) Menggalakkan kegiatan penghijauan. 6) Konservasi Keanekaragaman Hayati Pada dasarnya ada 2 macam bentuk konservasi keanekaragaman hayati, yaitu: 1. Konservasi in-situ: merupakan upaya konservasi hayati dengan mengembangbiakkan hayati pada habitat aslinya, misalnya konservasi orangutan di Taman Nasional Gunung Leuser 2. Konservasi ex-situ: merupakan konservasi yang dilakukan diluar habitat aslinya, misalnya konservasi buaya di Asam Kumbang Medan; 7) Mengatasi permasalahan limbah sampah Saat ini kita sedang menggalakkan program 3R, yaitu: a. Reduce, yaitu kegiatan/perilaku yang dapat mengurangi produksi sampah. b. Reuse, Menggunakan kembali barang bekas tanpa pengolahan bahan, untuk tujuan yang sama atau berbeda. c. Recycle, Kegiatan yang memanfaatkan barang bekas dengan cara mengolah materinya untuk digunakan lebih lanjut. 2



Daftar materi yang dipahami di modul ini



sulit



3



Daftar materi yang sering mengalami miskonsepsi



1. Relung atau niche 2. Pola sebaran populasi hewan dan factor penyebabnya. 3. Faktor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya laju natalitas suatu populasi 4. Strategi berbiak hewan yaitu strategi-r dan strategi-k. 1. 2. 3. 4. 5.



Respon dengan Adaptasi Aklimatisasi dan aklimasi Parasitisme dan parasitodisme Komensalisme dan amensalisme



LK 01: Lembar Kerja Belajar Mandiri NAMA



: IIS SOLIHAH



KELAS



: BIOLOGI-01



MODUL



06



Judul Modul Judul Kegiatan Belajar (KB)



No 1



Butir Refleksi Garis besar dipelajari



materi



yang



PEWARISAN SIFAT DAN EVOLUSI 1. Pengertian, sejarah dan Bioteknologi 2. DNA Kloning 3. Sel Punca 4. Aplikasi Bioteknologi Respon/Jawaban Pengertian, sejarah dan Bioteknologi



peran



peran



1. Pengertian bioteknologi Bioteknolgi merupakan pemanfaatan sistem kehidupan dan organisme untuk mengembangkan dan menciptakan produk baru untuk menghasilkan atau memodifikasi produk atau proses dengan tujuan memperoleh produk yang lebih baik dari segi kualitas maupun kuantitas serta singkat dalam waktu produksi. Bioteknologi berasal dari kata Bios yang artinya hidup, teuchos yang artinya alat, dan logos yang artinya ilmu, sehingga bioteknologi dapat diartikan sebagai cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatkan mahluk hidup maupun produk dari mahluk hidup dalam proses produksi barang dan jasa untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia. 2. Prinsip-prinsip dasar bioteknologi Prinsip dasar bioteknologi adalah adanya agen biologis (mikroba, enzim, sel), pendayagunaan teknologi untuk memanipulasi DNA, produk dan jasa yang diperoleh serta penggunaan berbagai disiplin ilmu yang berkaitan dengan produk. Para ilmuwan memberikan batasan terkait bioteknologi yaitu berkaitan dengan katalis biologi (enzim) untuk fungsi atau proses tertentu, penciptaan dengan memanfaatkan katalis, dan pemisahan atau pemurnian produk esensial atas produk yang dihasilkan. 3. Sejarah perkembangan bioteknologi Masyarakat mesir kuno telah mengenal pemanfaatan mikroorganisme untuk pembuatan bir, anggur, cuka, yogurt, dan lain-lain. Bahkan bangsa



yunani kuno telah melakukan proses bioteknologi dengan melakukan pemuliaan pada tanaman-tanaman dengan kualitas baik serta melakukan ternak hewan-hewan yang potensial untuk dimanfaatkan oleh manusia. Perkembangan bioteknologi kemudian semakin berkembang sejak ditemukannya mikroskop oleh ilmuwan Belanda, Zacharias Jansshen, pada abad 16 dan ditemukannya sel oleh Robert Hooke dan bakteri oleh Antonii van Leeuwenhoek pada abad 17. 4. Bioteknologi Kuno (sebelum – 1800) Sebagian besar perkembangan bioteknologi dimasa kuno terjadi sebelum tahun 1800. Jika melihat semua perkembangan bioteknologi di masa kuno, sebagian besar penemuan diperoleh berdasarkan pengamatan umum tentang alam yang dapat digunakan untuk kehidupan manusia pada saat itu 5. Bioteknologi Klasik Tahapan ini terjadi dari tahun 1800 hingga hampir pertengahan abad ke dua puluh. Selama periode ini, berbagai variasi hasil observasi dengan bukti-bukti ilmiah mulai bermunculan dan sangat membantu untuk memecahkan pertanyaanpertanyaan bioteknologi. Masing-masing penemuan membuka jalan bagi penemuan-penemuan baru 6. Bioteknologi Modern Bioteknologi modern tidak dapat terlepas dari aplikasi metode mutakhir yang telah ditemukan pada tahap bioteknologi kuno, klasik, dan modern seperti: a. Kultur Jaringan. Konsep dasar dari kultur jaringan adalah totipotensi sel. b. Analisis genetik. Analisis geneitk mempelajari sifat dan karakter gen yang diwariskan dari generasi ke generasi serta interaksi antara gen dengan lingkungannya untuk menghasilkan suatu fenotip. c. Manipulasi organisme. Manipulasi mikroba, tanaman, atau hewan dan pemilihan individu yang diinginkan untuk perbaikan generasi yang baru. d. Analisis DNA. Analisis DNA merupakan proses pengambilan DNA atau RNA dari organisme melalui tahapan isolasi DNA,



polymerase chain reaction, elektroforesis, dan analisis hasil yang dibantu oleh software bioinformatika. e. Teknologi DNA rekombinan. Teknologi DNA rekombinan merupakan metode untuk merekayasa genetik suatu organisme dengan mengintroduksikan gen yang interes ke dalam suatu organisme. 7. Peranan mikroorganisme dan bioteknologi konvensional Pemanfaatan mikroorganisme dalam berbagai tahapan perkembangan bioteknologi dari bioteknologi kuno hingga modern, menjadikan mikroorganisme sebagai organisme penting dan selalu ikut serta disetiap penemuan besar terkait bioteknologi. a) Mikroorganisme di bidang bioteknologi pertanian Sebagian besar mikroba memiliki peranan yang mengunungkan bagi bidang pertanian seperti dekomposisi, fiksasi nitrogen, palarutan fosfat, perangsangan pertumbuhan, biokontrol patogen hama dan bakteri serta membantu proses penyerapan unsur hara. b) Mikroorganisme di bidang bioteknologi peternakan dan perikanan Dalam hal metabolisme, mikroba membantu ternak dan ikan menghidrolisis selulosa karena enzim yang dimilikinya. Selain itu, bakteri mampu memfiksasi urea sebagai sumber nitrogen. c) Mikroorganisme di bidang bioteknologi pangan Proses fermentasi menghasilkan berbagai macam produk makanan dan minuman seperti tempe, kecap, yogurt, keju, oncom, roti, dan minuman beralkohol. d) Mikroorganisme di bidang bioteknologi farmasi Diawali dengan diperolehnya antibiotik penisilin, penelitian tentang pemanfaatan mikroorganisme untuk memproduksi agen obat terus berkembang. Saat ini, pemanfaatan mikroorganisme untuk memperoleh



agen obat telah banyak yang teridentifikasi e) Mikroorganisme di bidang bioteknologi energi Beberapa mikroorganisme mampu menghasilkan senyawa etanol (alkohol) melalui proses fermetnasi. Pembuatan alkohol menggunakan bahan baku berupa bahan organik dengan kandungan karbohidrat yang tinggi. Etanol merupakan bahan baku dari gasohol, bahan bakar campuran bensil dengan etanol absolut. f) Mikroorganisme di bidang bioteknologi pengolahan bahan tambang Kemampuan mikroorganisme untuk memisahkan logam dan batuan merupakan bagian dari perkembangan bioteknologi dalam dunia pertambangan mineral. g) Mikroorganisme di bidang bioteknologi bioremediasi Bioremediasi merupakan metode penggunaan mikroorganisme dalam upaya mengontrol kerusakan lingkungan oleh bahan tercemar. DNA Kloning 8. Pengertian dan prinsip kloning DNA metode untuk menyimpan dan menyiapkan sekuen-sekuen DNA yang telah terdefenisi dengan baik ke dalam banyak salinan identik. Proses penyimpanan dan penyiapan sekuen DNA ini disebut dengan kloning DNA 9. Isolasi DNA Isolasi DNA merupakan langkah awal yang harus dikerjakan dalam proses rekayasa genetika sebelum melangkah ke proses selanjutnya. Prinsip dasar dari isolasi DNA jaringan adalah memecah dan mengeksraksi jaringan tersebut sehingga akan terbentuk ekstrak sel yang terdiri dari DNA, RNA dan substansi dasar lainnya seperti protein, karbohidrat, dan lipid. Pada dasarnya, metode isolasi DNA terdiri dari tahapan penghancuran (lisis) sel, ekstraksi DNA, dan presipitasi DNA 10. Pemanfaatan enzim restriksi



Para peneliti menggunakan enzim restriksi ini untuk memotong DNA yang telah keluar dari inti sel pada lokasi tertentu. Pemotongan ini menghasilkan fragmen yang dapat digunakan untuk memanipulasi dan karakterisasi dengan baik. Sebuah enzim restriksi dapat mengenali urutan sekuen tertentu pada basa nitrogennya di dalam genom dan kemudian memutuskan dua ikatan kovalen (satu ikatan pada masingmasing rantai) gugus gulafosfat pada posisi tertentu atau dekat dengan urutan tersebut. 11. DNA rekombinan Tindakan mengubah DNA genom ini disebut dengan istilah Rekayasa Genetika. Dalam melakukan rekayasa genetika, manusia menggunakan teknologi DNA rekombinan. Teknologi DNA rekombinan merupakan kumpulan teknik atau metode untuk mengkombinasikan gen-gen secara in vitro. Metode yang digunakan antara lain isolasi DNA, pemotongan DNA, penyambungan DNA, dan memasukkan DNA ke dalam sel hidup. 12. Peran plasmid Plasmid disebut vektor kloning merupakan molekul DNA yang dapat membawa DNA asing ke dalam sel inang (bakteri rekombinan) dan bereplikasi pada sel inang tersebut. Plasmid bakteri secara luas digunakan sebagai vektor kloning karena plasmid dapat diisolasi dengan mudah, mudah dimanipulasi untuk membentuk plasmid rekombinan melalui penyisipan DNA asing secara in vitro dan dimasukkan kembali ke dalam sel bakteri, serta mudah dalam replikasi DNA rekombinan karena sangat bergantung dengan tingginya laju pembelahan sel inangnya. 13. Tahapan pengklonan gen dalam plasmid bakteri terbagi ke dalam 4 tahapan yaitu isolasi dan pemotongan DNA, produksi DNA rekombinan, kloning DNA rekombinan, dan screening. a. Isolasi dan pemotongan DNA Tahapan dimulai dengan mengisolasi DNA genom sel target yang mengandung gen spesifik dan DNA plasmid dari bakteri.



14.



15.



16.



17.



18.



b. Produksi DNA rekombinan Fragmen-fragmen tersebut dicampurkan sehingga pasangan basa dengan ujung lengket akan berikatan. c. Kloning DNA rekombinan Plasmid atau virus berfungsi sebagai vektor yang dapat memperkenalkan fragmen DNA ke dalam sel bakteri. d. Screening Memperoleh klon bakteri rekombinan dengan fragmen DNA spesifik merupakan target dari tahapan ini. Mengekspresikan kloning gen eukariotik Mengekspresikan kloning gen eukariotik di dalam sel inang bakteri prokariotik merupakan hal yang sulit karena setiap jenis sel memiliki faktor penentu ekspresi yang berbeda-beda. Vektor ekspresi, yaitu vektor kloning yang telah dilengkapi dengan promotor bakteri yang sangat aktif. Sel inang akan mengenali promotor dan melanjutkan proses ekspresi gen asing tersebut di dalam inang sel prokariotik. Vektor tersebut memungkinkan mensintesis banyak protein eukariotik dalam sel bakteri. Amplifikasi DNA Polymerase Chain reaction (PCR) adalah metode amplifikasi sekuen DNA target spesifik secara in vitro. Metode PCR bekerja berdasarkan pada aktivitas enzim DNA polimerase. Amplifikasi DNA dengan PCR dapat menggandakan asam nukleat dalam jumlah yang sedikit dalam waktu yang singkat. Prinsip kerja PCR adalah reaksi berulang yang dilakukan oleh enzim polimerase yaitu enzim yang mampu merangkai DNA template menjadi untai molekular yang panjang. Selain itu dibutuhkan pula nukleotida yang mengandung empat basa nitrogen dan primer. Komponen yang dibutuhkan dalam PCR adalah primer, DNA template, dNTPs (A, T, G, C), MgSO4, Taq buffer, enzim Taq DNA polymerase, dan SDW (Sterilized Distillate Water). Sintesis PCR melibatkan tiga tahapan utama, yaitu denaturation (pemutusan ikatan hidrogen pada rantai ganda DNA),



annealing (penempelan primer), dan extension (elongasi). 19. Penggunaan metode PCR memiliki kelebihan yaitu dalam ketepatan setiap proses tahapan amplifikasi. Alat untuk amplifikasi DNA menggunakan PCR disebut dengan termocycle. Amplifikasi dapat dilakukan secara manual tanpa mesin termocycle tetapi akan lebih memudahkan dalam penelitian jika menggunakan mesin thermocycle agar proses lebih cepat dan hasil sesuai dengan yang di inginkan. Sel Punca 20. Kultur sel tunggal Kultur tanaman juga telah digunakan untuk memproduksi tanaman dengan sifat yang unggul seperti produksi cepat dan tahan terhadap patogen. Keberhasilan teknik kultur sel, jaringan, atau organ tanaman sangat ditentukan oleh penggunaan bahan awal berupa media nutrisi yang tepat serta hormon yang memaksimalkan pertumbuhan dan mendorong terjadinya diferensiasi pada tanaman. Teknik kultur jaringan juga dapat digunakan untuk memproduksi secara massal tanaman yang identik (klon) dengan sifat unggul. a. Kultur Kalus Kultur kalus mengacu pada pertumbuhan massa sel tanaman yang tidak terorganisir dalam kultur. b. Kultur Suspensi Sel Kultur suspensi sel tanaman melibatkan pertumbuhan sekelompok sel tunggal tanaman dalam media pertumbuhan cair. Kultur suspensi sel biasanya diawali dengan transfer sel kalus pada medium cair yang mengandung kombinasi zat pengatur tumbuh dan bahan kimia tertentu yang mendorong pemisahan sel menjadi sel tunggal. c. Isolasi dan Kultur Protoplas protoplas yang diisolasi dari tanaman yang berbeda dapat melakukan fusi dengan protoplas dari tanaman lainnya untuk



membentuk hibrid. Jika sel hasil fusi protoplas diregenerasi menjadi tanaman utuh, tanaman hibrida ini akan membawa kombinasi genetik baru dari dua sel yang berbeda. d. Kultur Polen Dalam kultur polen, kepala sari dipisahkan dari bunga dan dipindahkan pada media pertumbuhan yang sesuai. Dalam periode waktu yang singkat, sel serbuk sari (polen) dapat dimanipulasi untuk membentuk plantlet yang dapat tumbuh dalam kultur hingga menjadi tanaman dewasa. e. Kultur Organ Tanaman Organ tanaman dapat tumbuh menjadi individu baru pada kondisi yang sesuai sehingga metode ini dapat digunakan untuk mengembangkan tanaman dari organ tanaman. 21. Transplantasi inti Penggunakan sel hewan pada kultur sel menggunakan pendekatan transplantasi inti. keberhasilan kloning sangat tergantung apakah kromatin dalam nukleus donor dapat dimodifikasi secara artifisial agar menyerupai kondisi kromatin pada saat sel telur baru dibuahi. 22. Sel punca (stem cell) pada hewan Sel punca (stem Cell) merupakan sel yang tidak terspesialisasi sehingga dapat bereproduksi sendiri tanpa batas dan dalam kondisi yang sesuai dapat berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel. Sel punca berbeda dengan jenis sel lainnya di dalam tubuh. Semua sel punca secara umum memiliki tiga karakter yaitu (1) membelah dan memperbaharui diri untuk waktu yang lama, (2) tidak terspesialisasi, dan (3) dapat berdiferensiasi menjadi berbagai tipe sel khusus. 23. Sel Punca Embrionik Sel punca embrionik berasal dari embrio yang berkembang dari sel telur yang telah dibuahi secara in vitro yang disumbangkan untuk kepentingan penelitian dengan persetujuan dari donor.



24. Sel Punca Dewasa Berikut ini contoh jalur diferensiasi sel induk dewasa: 1) Sel punca hematopoietik. Sel punca hematopoietik dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel darah sperti sel darah merah, limfosit B, limfosit T, neutrofil, basofil, eosinosil, monosit, dan makrofag 2) Sel punca mesenkim. Sel punca mesenkim telah dilaporkan terdapat pada banyak jaringan. 3) Sel punca saraf. Sel punca saraf diotak dapat berdiferensiasi menjadi tiga jenis sel utama otak seperti sel saraf (neuron) dan dua sel non-nouron (oligodendrosit dan astrosit) 4) Sel punca epitel. Sel punca epitel pada lapisan saluran pencernaan terjadi pada kriptus dalam dan dapat berdiferensiasi menjadi beberapa tipe sel seperti sel penyerap, sel piala, sel paneth, dan sel enteroendokrin. 5) Sel punca kulit. Sel punca kulit terdapat pada lapisan basal epidermis dan di pangkal folikel ramput. 25. Induced pluripotent stem cells adalah sel punca dewasa yang telah diprogram ulang secara genetik pada keadaan seperti sel punca embrionik dengan dipaksa untuk mengekspresikan gen dan faktor penting untuk mempertahankan sifat-sifat yang menentukan sel induk embrionik. Sel punca manusia saat ini digunakan untuk menguji obat baru. Obat-obatan baru diuji keamanannya pada sel-sel yang dapat dibedakan berdasarkan garis sel pluripoten manusia. Aplikasi Bioteknologi 26. Aplikasi farmasi Bakteri rekombinan yang membawa gen spesifik dapat mensintesis sejumlah besar protein yang penting dalam medis dalam waktu yang relatif singkat dan dalam volume yang besar. Contoh dari aplikasi ini adalah produksi insulin dan interferon manusia serta protein penting lainnya seperti hormon pertumbuhan



27.



28.



29.



30.



dan erythropoietin yang merangsang produksi sel darah merah. Aplikasi terapi gen Pendekatan bioteknologi digunakan dalam upaya mencegah dan mengobati penyakit Cystic fibrossi dan menawarkan potensi pengobatan terhadap penyakit distrofi otot serta gangguan lainnya. Salah satu upaya berhasil yang pernah dilakukan menggunakan pendekatan terapi gen adalah transfer gen yang mengkode enzim adenosin deaminase ke dalam sumsum tulang dua gadis yang menderita penyakit darah langka yang disebabkan kurangnya enzim ini. Produksi vaksin Vaksin yang diproduksi dengan cara ini tidak berbahaya karena virus Vaccinia tidak berbahaya dan hanya sebagian kecil DNA virus yang diperkenalkan melalui virus rekombinan. Di masa depan, virus rekombinan serupa dapat diinjeksikan ke manusia untuk memberikan resistensi terhadap berbagai penyakit yang disebabkan oleh virus. Aplikasi bioteknologi dalam pertanian Bidang utama dari rekayasa genetika adalah memanipulasi gen tanaman pertanian yang penting. Pada tumbuhan, kesulitan utama dalam aplikasi bioteknologi adalah mengidentifikasi vektor yang sesuai untuk memasukkan DNA rekombinan. a. Resistensi herbisida b. Fiksasi nitrogen c. Resistensi terhadap serangga d. Rekayasa genetika tanaman Aplikasi forensik Forensik merupakan aplikasi multidisiplin ilmu yang berkaitan dengan penyelidikan dan perolehan data-data untuk mengungkap kasus kriminal baik itu data post mortem berdasarkan pemeriksaan mayat maupun dari pemeriksaan kasus hidup seperti pemerkosaan, kekerasan, dan lain-lain. Pelacakan dapat dilakukan dengan mencocokkan antara DNA korban dengan keluarga korban. Sampel yang paling mudah dianalisis DNA dapat padiald ari darah, rambut, usapan mulut



dan kuku, dan dalam kasus forensik sampel seperti sperma, daging, tulang, kulit, air liur atau sampel biologis apa saja dapat digunakan dalam analisis DNA. 31. Bioremediasi Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi untuk mengendalikan pencemaran. Keberhasilan proses bioremediasi didukung oleh disiplin ilmu yang lain seperti fisiologi mikroba, ekologi, kimia organik, biokimia, genetika molekuler, kimia tanah dan kimia air. 32. Bioteknologi Konservasi Bioteknologi telah digunakan untuk meningkatkan produktivitas tanaman serta melestarikan, mengevaluasi, dan memanfaatkan berbagai aspek keanekaragaman hayati. a. Kultur in vitro Teknik kultur in vitro dan pengumpulan plasma nutfah melalui proses multiplikasi memiliki fungsi yang baik untuk mengurangi resiko hilangnya sumber daya genetik tanaman yang penting. b. Kriopreservasi Kriopreservasi adalah pengawetan sel hidup, organ, jaringan, dan mikroorganisme pada suhu yang sangat rendah. Dibawah suhu yang sangat rendah, bahan biologis dapat dikonservasi dalam waktu yang sangat lama karena semua aktivitas metabolisme dan pembelahan sel dihentikan. c. Penanda molekuler Penanda berbasis DNA telah banyak digunakan untuk mengukur struktur genetik spesies tanaman dan telah digunakan pada berbagai bidang seperti embriologi, rekayasa genetika, fisiologi, taksonomi, ekologi, dan lain-lain. 33. Bioetika Bioetika sendiri padial dari kata “Bios” yang berarti hidup atau segala sesuatu yang menyangkut kehidupan, dan kata “ethicos” yang berhubungan dengan etika moral. Munculnya konsep ini pada awalnya dilatarbelakangi oleh adanya



masalah-masalah yang timbul dari kecerobohan manusia seperti polusi lingkungan yang berkembang pesat, sehingga menyebabkan lingkungan bumi beserta sistem ekologinya berada dalam bahaya. 2



3



Daftar materi yang dipahami di modul ini



sulit



Daftar materi yang sering mengalami miskonsepsi



1. Membedakan mikroorganisme yang berperan dalam bioteknologi konvensional 2. Aplikasi bioteknologi di berbagai bidang : 1. Bioteknologi farmasi 2. Terapi gen 3. Produksi vaksin 4. Bioteknologi pertanian 5. Bioteknologi forensik 6. Bioteknologi bioremediasi 7. Bioteknologi konservasi 3. Pembentukan fragmen dari pemotongan untai DNA oleh enzim. 1. Perbedaan antara bioaktif, bio-fertilizer dan biokontrol. 2. Perbedaan pengertian spesifik antara (1) Gen, genom, sekuen, (2) ekstraksi, presipitasi, degradasi 3. Membedakan sel punca embrionik dan sel punca dewasa