MODUL RUANG LINGKUP BIOLOGI 1
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
RUANG LINGKUP
BIOLOGI
1
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
1. Memahami
hakikat
Biologi sebagai ilmu
1.1 Mengidentifikasi ruang lingkup biologi
1.2 Mendeskripsikan objek dan permasalah
biologi
pada
berbagai
tingkat
organisasi kehidupan (molekul, sel,
jaringan, organ, individu, populasi,
ekosistem dan bioma)
Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan dapat:
Mendeskripsikan objek-objek dan persoalan biologi pada tingkat
molekul, sel, jaringan, organ, individu, populasi, ekosistem, dan
bioma.
Mengidentifikasi cabang-cabang biologi menurut objek dan
persoalan yang dikaji.
Menganalisis manfaat biologi bagi manusia dan lingkungannya.
Melakukan tahapan kerja ilmiah.
Daftar Isi
Cover.................................................................................................................. 1
Indikator pembelajaran ...................................................................................... 2
Daftar isi ............................................................................................................ 3
Peta konsep ........................................................................................................ 4
2
Modul
pembelajaran
Ruang Lingkup Biologi
A. Karakteristik
Ilmu Biologi
1. Ruang Lingkup Biologi......................................................................... 5
2. Ciri-ciri Biologi sebagai Ilmu Pengetahuan.......................................... 8
3. Pemecahan Masalah Biologi Dengan Metoda Ilmiah..................................... 9
B. Contoh Pemecahan Masalah Biologi secara Ilmiah
1. Sikap Ilmiah dalam Kerja Ilmiah..................................................................... 11
2. Objek Dan Permasalahan Biologi Pada Berbagai Tingkat Organisasi
Kehidupan....................................................................................................... 13
C. Cabang-Cabang
Biologi
Dan
Pemanfaatannya
Bagi
Manusia
Serta
Lingkungannya
1. Manfaat Biologi Damal Bidang Pertanian .................................................... 24
2. Manfaat Biologi Dalam Bidang Kedokteran ................................................ 24
3. Manfaat Biologi Dalam Bidang Industri........................................................ 26
Latihan ..........................................................................................................................27
PETA KONSEP RUANG LINGKUP BIOLOGI
Hakikat Biologi Sebagai Ilmu
3
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
Memiliki
Ciri-Ciri
Ilmu
dikembangkan
Metode Ilmiah
memiliki
Objek Kajian
memiliki
CabangCabang Ilmu
Biologi
1. Karakteristik Ilmu Biologi
A. Ruang lingkup biologi
Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup. Biologi mempelajari
makhluk hidup dan segala aspek yang menyertainya, mulai dari proses
4
Modul
pembelajaran
Ruang
Lingkup
biokimia,di
dalam sel sampai
pada
tingkatan Biologi
ekosistem. Bahkan hingga ke
perubahan iklim global.
Biologi berasal dari dua kata bahasa Yunani, yaitu ‘bios’ dan ‘logos’
yang artinya ‘hidup’ dan ‘ilmu’. Jadi secara sederhana Biologi dapat diartikan
sebagai ilmu tentang hidup. Pengertian ini kemudian berkembang dan
disempurnakan sehingga mencakup seluruh objek atau kajiannya yang sangat
luas. Definisi Biologi yang lebih lengkap tersebut adalah sebagai berikut;
Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan gejala kehidupan.
Pada awal perkembangannya, ahli biologi banyak mempelajari, tingkatan
organisme. Tentu kalian masih ingat apa yamg dilakukan oleh Antony Van
Leuwenhoek dan Carolus Linneus. Leuwenhoek banyak mempelajari
organisme mikroskopis setelah ia menemukan mikroskop. Sejak itu manusia
menyadari bahwa dilingkungan terdapat berbagai macamorganisme yang tak
nampak oleh mata. Carolus Linneus mencetuskan sistem penamaan spesies dan
penamaan berbagai macam tumbuhan.
Gambar 1: Antony Van Leuwenhoek adalah seorang penemu mikroskop pertama kali.
(sumber internet: http:// www.
google.)
Karakteristik ilmu biologi
ditentukan
oleh
objek
yang
dipelajari dan permasalah yang
dikaji. Objek yang dipelajari
dalam ilmu biologi adalah makhluk hidup. Makhluk hidup memiliki
karakteristik tersendiri jika dibandingkan dengan objek sains lainnya. Berikut
ini adalah karakteristik dasar makhluk hidup.
a. Membutuhkan nutrisi
Setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi. Bentuknya berbeda-beda
tegantung pada jenis mkhluk hidup. Tumbuhan memerlukan nutrisi berupa zat
organik, sedangkan jamur, protozoa, invertebrata, dan manusia memerlukan zat
5
Modul
pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
anorganik.
Proses fotosintesis
hanya
terjadi pada
tumbuhan. oleh karena itulah
semua makhluk hidup yang tidak mampu berfotosintesis, misalnya jamur dan
hewan, sangat tergantung pada tumbuhan untuk mendapatkan makanan (zat
organik). Nutrien yang di konsumsi makhluk hidup digunakan antara lain
untuk pertumbuhan, reproduksi, dan sumber energi. (Syamsuri, 2007:3)
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 2: Ciri:ciri makhluk hidup: (a) makhluk hidup dapat bergerak, berkeringat,
melakukan metabolisme, disusun oleh sel. (b) makhluk hidup bereproduksi untuk
melestarikan jenisnya, mengalami tumbuh dan berkembang. (c) makhluk hidup
membutuhkan nutrisi untuk hidup. (d) makhluk hidup mampu beradaptasi dengan
lingkungannya. (sumber internet: http//;gogle.com)
a.
Makhluk hidup disusun oleh sel
6
Modul pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
Setiap makhluk hidup
terdiri
dari satu sel
(uniseluler) atau banyak sel
(multiseluler).
Setiap
sel itu
dilindungi
oleh
membran
yang
memisahkannya dari lingkungan.
b.
Makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan
Makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan yaitu
perubahan ukuran sel menjadi semakin besar ataupun pertambahan
jumlah sel pertambahn tinggi atau pertambahan berat suatu oerganisme
merupakn tolak ukur pertumbuhan yang teramati oleh kita. Sejalan
dengan pertumbuhan itu, sel-sel makhluk hidup akan mengalami
perkembangan. Perkembangan itu meliputi perubahan sel menjadi
bentuk yang berbeda dan menjalankan suatu fungsi tertentu. Contoh
proses perkembangan adalah setiap manusia berasal dari sel telur yang
dibuahi, yang kemudian berkembang menjadi berbagai sel yang
memiliki bentuk dan fungsi tertentu.
c.
Makhluk hidup melakukan proses metabolisme
Di dalam tubuh makhluk hidup terjadi berbagai reaksi penyusunan dan
penguraian senyawa-senyawa, yang disebut metabolisme, metabolisme
itu terjadi terus menerus, sehingga tubuh makhluk hidup dalam keadaan
homoestatis, yaitu keadaan lingkungan internal yang seimbang dan
konstan.
d.
Makhluk hidup memberikan respon terhadap rangsang
Setiap makhluk hidup sensitif terhadap rangsang, baik yang bersal dari
dalam maupun dari luar tubuh. Contoh rangsang yang diterima oleh
makhluk hidup antara lain perubahna warna, arah dan intensitas cahaya,
suhu, tekanan, kadar air, dan udara.
e.
Makhluk hidup melakukan reproduksi
Makhluk hidup dapat mempertahankan jenisnya karena kemampuannya
untuk melakukan reproduksi. Saat reproduksi, materi herediter dari
induknya diwariskan kepada keturunannya.
f.
Makhluk hidup mampu beradaptasi dengan lingkungan
Setiap makhluk hidup mampu beradaptasi sehingga dapat bertahan
meskipun keadaan lingkungan senantiasa berubah. (Maryati, 2006:2)
7
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
B. Ciri-ciri Biologi sebagai Ilmu Pengetahuan yaitu:
1.
Memiliki objek kajian berupa benda-benda konkrit
2.
Kajian ilmu biologi adalah mahluk hidup, semua mahluk hidup yang ada
atau pernah ada di dunia. Misalnya benda padat, cair, dan gas. Benda
konkrit adalah benda yang dapat ditangkap oleh indra kita. Objek kajian
IPA dibedakan menjadi kajain fisika, kimia, dan biologi.
3.
Memiliki langkah-langkah sitematis
4.
Sistematis berarti berbagai keterangan ataupun data yang menyusun
sebuah pengetahuan memiliki hubungan ketergantungan dan teratur.
Langkah-langkah tersebut besrifat baku untuk setiap bidang kajian.
5.
Bersifat Universal
6.
Artinya bahwa kebenaran yang disampaikan atau dideskripsikan berlaku
secara umum.
7.
Bersifat Objektif
8.
Suatu ilmu harus dinyatakan secara jujur, yaitu menggambarkan keadaan
apa adanya atau mengandung pernyataan dan data yang sebenarnya
sehingga bebas dari prasangka, kesukaan atau kepentingan pribadi.
9.
Bersifat analitis
10. Kajian biologi akan terbagi-bagi ke dalam beberapa bagian yang lebih
rinci untuk memahami berbagai hubungan, sifat dan peranan bagianbagian tersebut. Objek kajian fisika adalh benda-benda alam termasuk
benda-benda angkasa. Objek kajian kimia adalah zat-zat kimia yang
meliputi sifat dan reaksi-reaksinya. Sedangakan objek kajian biologi
adalah makhluk hidup yang berkaitan dengan struktur dan fungsinya
11. Bersifat Verifikatif (Dapat Dikaji Ulang)
12. Kebenaran yang dihasilkan dari ilmu tidak mutlak. Bisa saja sesuatu yang
dianggap benar pada suatu saat di saat yang lain ternyata menjadi keliru
setelah ditemukannya fakta yang baru. Maka kebenaran hasil ilmu
pengetahuan
merupakan
kebenaran
ilmiah.
Contoh
Aristoteles
mengemukakan bahwa mahluk hidup berasal dari benda mati yang terjadi
secara spontan (Teori Abiogenesis atau Generatio spontanea). Teori ini
8
Modul pembelajaran
Lingkup
Biologi
berlaku cukup lama Ruang
namun akhirnya
teori ini
dapat digugurkan oleh Louis
Pasteur melalui percobaannya. Pasteur berhasil membuktikan bahwa
mahluk hidup bukan berasal dari benda mati tetapi berasal dari mahuk
hidup (omne vivum ex vivo) atau dikenal dengan Teori Biogenesis.
C. Pemecahan Masalah Biologi Dengan Metoda Ilmiah
Metoda ilmiah adalah cara yang sitematis untuk memecahkan masalah
secara rasional dan faktual. Tahapan langkah metoda ilmiah dalam bidang
biologi dapat disusun sebagai berikut :
1. Penentuan dan perumusan masalah
Masalah penelitian dapat diperoleh dari berbagai sumber. Selanjutnya
kita buat rumusan masalahnya. Rumusan masalah yang disusun harus dalam
bentuk kalimat tanya, mengisyaratkan peubah (Variabel) yang akan diteliti,
dinyatakan secara eksplisit (gamblang), singkat dan jelas. Variabel (peubah)
adalah suatu kondisi yang dikenakan dan dikontrol atau diamati
perubahannya pada sekelompok objek penelitian. Variabel dibedakan
menjadi variabel bebas, variabel terikat dan variabel antara.
Variabel bebas/faktor penyebab adalah suatu kondisi yang dikenakan
atau dikontrol sehingga menimbulkan efek (pengaruh) pada sekelompok
objek penelitian. Variabel terikat atau variabel tergayur adalah kondisi yang
muncul sebagai respon objek penelitian terhadap kondisi yang dikenakan
atau dikontrol peneliti. Variabel ini disebut juga variabel akibat atau
variabel respon. Sedangkan variabel antara adalah atau variabel kendali
adalah variabel lain yang ikut berpengaruh terhadap hasil penelitian, tetapi
dianggap tidak memiliki pengaruh utama. Contoh:
Judul Penelitian
: Pengaruh pemberian dosis pupuk NPK terhadap
kecepatan pertumbuhan kedelai.
Rumusan masalah
: Apakah pemberian dosis pupuk NPK dapat
mempengaruhi kecepatan pertumbuhan kedelai?
Variabel bebas
: Dosis pupuk NPK.
Variabel terikat
: Kecepatan pertumbuhan kedelai.
Variabel antara
: Kelembaban, Cahaya, Suhu.
9
Modula.pembelajaran
Lingkup Biologi
Pengumpulan dataRuang
melalui observasi
Keterampilan dasar yang harus dimiliki oleh seorang ilmuwan
adalah melakukan observasi. Mengobservasi adalah mencari gambaran
atau informasi tentang objek penelitian melalui indra. Observasi
bertujuan untuk mengumpulkan data. Data hasil observasi dapat
digunakan untuk menyusun hipotesis dan rencana eksperimen.
Observasi
dapat dilakukan melalui pengamatan (misalnya terhadap
bentuk, warna, gerak), pendengaran (misalnya terhadap suara dan
bunyi), pengecapan (misalnya terhadap rasa), perabaan (misalnya
terhadap permukaan objek), dan penciuman (misalnya terhadap bau).
b.
Menyusun hipotesis
Hipotesis adalah dugaan atau ”jawaban” sementara mengenai suatu
permasalahan yang akan dibuktikan kebenarannya melalui data-data
atau fakta-fakta penelitian.
1. Hipotesis Nol (H0) : adalah hipotesis yang menyatakan tidak ada
pengaruh antara satu variabel dengan variabel yang lain.
2.
Hipotesis Alternatif (H1) : adalah hipotesis yang menyatakan
adanya pengaruh antara satu variabel dengan variabel yang lain.
Contoh :
Judul Penelitian : Pengaruh pemberian dosis pupuk NPK terhadap
kecepatan pertumbuhan kedelai.
Hipotesis nol (H0) : Tidak ada pengaruh pemberian dosis pupuk NPK
terhadap kecepatan pertumbuhan kedelai.
Hipotesis alternatif (H1) : Ada pengaruh pemberian dosis pupuk NPK
terhadap kecepatan pertumbuhan kedelai.
c.
Menguji hipotesis melalui eksperimen
Suatu prediksi dapat di uji dengan eksperimen. Eksperimen
berfungsi untuk mendapatkan data yang digunakan untuk membuktikan
apakah hipotesis diterima atau ditolak. Data hasil eksperimen dapat
disajikan secara kualitatif (bukan berbentuk angka) atau secara
kuantitatif (data dalam bentuk angka). Selanjutnya, akan diperoleh
10
Modul pembelajaran
Lingkup Biologi
sekumpulan dataRuang
hasil eksperimen
yang kemudian diolah dan
diinterpretasikan sehingga membentuk suatu kesimpulan.
d.
Menarik kesimpulan dari hasil eksperimen
Kesimpulan dibuat berdasarkan data-data hasil eksperimen dengan
mengacu kepada hipotesis. Jika berdasarkan hasil eksperimen ternyata
hipotesis ditolak maka kita harus melakukan observasi ulang untuk
membuat hipotesis yang baru.
e.
Perumusan teori
Jika setelah dilakukan eksperimen berulang-ulang dan ternyata
hipotesis diterima, maka hasil eksperimen tersebut dapat disusun
menjadi suatu teori.
f.
Publikasi yaitu penyebaran informasi atau teori kepada umum.
2. Contoh Pemecahan Masalah Biologi secara Ilmiah
Menangani masalah penyakit malaria yang dilakukan oleh Charles
Laveren dan Ronald Ross:
Langkah
1. Masalah
Charles Laveren
Penyebab penyakit malaria
Ronald Ross
Cara
penularan/penyebaran
penyakit malaria
Pengumpulan data tentang
keadaan darah penderita
malaria dan orang sehat.
2. Observasi
Pengamatan mikroskopis
terhadap darah penderita
malaria sehingga diketaui
bahwa pada sel darah
penderita malaria terdapat
3. Hipotesis
benda berbentuk cincin.
Mungkin benda berbentuk
Penderita malaria banyak
terdapat di daerah yang
banyak nyamuk.
Pengamatan terhadap
nyamuk Anopheles &
Culex, ternyata nyamuk
Anopheles lebih banyak
jumlahnya.
Mungkin nyamuk
11
Modul pembelajaran
Ruang
cincin yang
terdapatLingkup
di dalam Biologi
sel darah merah penderita
adalah penyebab penyakit
malaria.
Anopheles adalah
penyebar penyakit
malaria.
Membiarkan nyamuk
Orang sehat disuntik dengan
darah yang mengandung
4.
Ekspe
rimen
benda berbentuk cincin dari
penderita malaria. Setelah
beberapa lama orang sehat
tersebut menderita malaria.
Anopheles betina yang
telah menggigit penderita
malaria menggigit orang
lain yang sehat. Setelah
beberapa lama orang
sehat yang digigit
nyamuk Anopheles
tersebut terjangkit
5.
Kesi
mpulan
Benda berbentuk cicncin
adalah penyebab penyakit
malaria
malaria.
Penyebar penyakit
malaria dari penderita
malaria ke orang sehat
adalah nyamuk
Anopheles betina.
Sekarang kita tahu bahwa
6.
Teori
benda berbentuk cincin
(sekarang dikenal dengan
Plasmodium) adalah
penyebab penyakit malaria.
Nyamuk Anopheles
betina merupakan
penyebab penyakit
malaria.
a. Sikap Ilmiah dalam Kerja Ilmiah
12
Modul pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
Dalam kerja ilmiah
diperlukan
sikap ilmiah.
Yang merupakan sikap
ilmiah diantaranya sikap jujur, tekun dan tidak mudah putus asa, teliti, disiplin,
mau bekerja sama, serta terbuka.
b. Objek Dan Permasalahan Biologi Pada Berbagai Tingkat Organisasi
Kehidupan
Objek atau kajian dalam biologi yang sangat luas atau beragam itu kini
telah dikelompokkan atau diklasifikasikan oleh para ahli Biologi menjadi 5
Kingdom yaitu Animalia, Plantae, Fungi, Protista, dan Monera. Kelima
kingdom diklasifikasikan berdasarkan karakteristik yang khas dari masingmasing organisme-organisme yang menyusunnya. Pengelompokkan ini sesuai
dengan sistem klasifikasi yang dikemukakan oleh Robert H. B. Whittaker pada
tahun 1969 maupun yang multiseluler, baik yang hidup di darat, di laut, di
udara, maupun di dalam tanah. Singkatnya segala sesuatu yang memiliki
“hidup” menjadi bahan kajian biologi.
Selain kelima kingdom tersebut ada satu objek lain yang juga dikaji
dalam Biologi, yaitu Virus. Virus dipisahkan dari kelima kingdom karena
tubuh virus tidak tersusun oleh sel melainkan oleh asam nukleat yang
diselubungi protein dan belum merupakan sel. Sedangkan kelima kingdom
tubuhnya sudah berupa sel (bagi organisme uniseluler) ataupun tersusun atas
banyak sel (bagi organisme multiseluler).
Bahkan
dalam
perkembangan
terakhir,
dunia
makhluk
hidup
diklasifikasikan menjadi 6 kingdom (kerajaan) yaitu: Plantae, Animalium,
Fungi, Protista, Archaebacteria, dan Eubacteria. Objek-objek kajian tersebut
selanjutnya semakin berkembang seiring dengan kemajuan IPTEK, sehingga
kajian masing-masing objek semakin kompleks atau rumit. Adapun kajian
tersebut meliputi berbagai tema persoalan biologi antara lain menurut
Biological Science Curriculum Study (B.S.C.S.), 1996 adalah sebagai berikut:
a) Evolusi: bentuk-bentuk dan hasil-hasil perubahan.
b) Interaksi dan saling ketergantungan.
c) Genetika berkelanjutan.
d) Pemeliharaan dari suatu keseimbangan yang dinamis.
13
Modul
pembelajaran
RuangdanLingkup
Biologi
e) Pertumbuhan,
perkembangan
diferensiasi.
f) Energi, materi dan organisasi.
g) Ilmu Pengetahuan Alam, Teknologi dan Masyarakat.
Untuk memudahkan mempelajari tema tersebut, objek-objek tersebut
dipilah-pilah menurut tingkatan-tingkatan yaitu mulai dari tingkatan molekuler,
sel, jaringan, organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, hingga tingkatan
bioma, dimana antar tingkatan tersebut saling berhubungan. Coba perhatikan
gambar 1 berikut ini.
Biosfer
komunitas
Ekosistem
populasi
individu
Sistem organ
organ
Jaringan
Sel
Molekul
Gambar 3. Ruang Lingkup Biologi
1. Organisasi Kehidupan Tingkat Molekul
14
Modul pembelajaran
Lingkup
Biologi
Molekul adalahRuang
struktur kimia
yang terdiri
dari dua atau lebih unit
kimia kecil yang disebut atom. Sebagai contoh makhluk hidup yang hanya
terdiri dari molekul adalah virus karena tubuh virus terdiri atas protein
(senyawa organik) dan molekul DNA (Deoxyribonucleic Acid) atau RNA
(Ribonucleic Acid) saja.
Gambar 4: Struktur tubuh bakteriofag.
(Sumber internet: ;http: //www. google. Com)
2.
Organisasi Tingkat Sel
Sel adalah unit fundamental
bagi
struktur
dan
fungsi
kehidupan. Beberapa jenis organisme, misalnya amoeba dan sebagian besar
bakteri merupakan sel tunggal. Organisme lain, termasuk tumbuhan dan
hewan, bersifat
multiseluler.
Berbeda
dari
organisme
tunggal
yang
melaksanakan senua fungsi kehidupan, organisme multiseluler memiliki
pembagian tugas diantara sel-sel yang terspesialisasi. Tubuh manusia terdiri
dari triliunan sel mikroskopik dari berbagai jenis, misalnya sel otot dan sel
saraf, yang terorganisasi menjadi berbagai jaringan terspesialisasi. Misalnya,
jaringan otot terdiri dari berkas-berkas sel otot. (Campbell. 2008:5)
(a)
(b)
Gambar 5: (a) sel tumbuhan, (b) sel hewan (sumber: PPT Biologi sel)
3. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan dan Organ
15
Modul pembelajaran
Ruangtingkat
Lingkup
Biologi
Organisasi kehidupan
ini tidak
dimiliki oleh organisme
uniseluler, tetapi hanya dimiliki oleh organisme multiseluler. Mengapa? Ya,
karena seluruh aktivitas hidup pada organisme uniseluler dilaksanakan oleh
sel itu sendiri. Sedangkan pada organisme multiseluler aktivitas hidup
dilaksanakan oleh banyak sel yang terorganisasi atau teratur dan saling
berhubungan dengan baik hingga menjadi satu kesatuan fungsi membentuk
satu tubuh individu.
Organisasi kehidupan setelah tingkat molekul dan sel adalah tingkat
jaringan dan organ. Apakah yang dimaksud dengan jaringan dan organ?
Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang
sama. Sedangkan Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang mampu
melaksanakan satu fungsi tertentu.
Pada dunia hewan tingkat tinggi dan manusia terdapat 5 macam
jaringan dasar penyusun tubuhnya. Kelima jaringan tersebut adalah
jaringan: epitelium, otot, ikat/penghubung, tulang dan saraf. Sedangkan
pada dunia tumbuhan terdapat 7 macam jaringan dasar penyusun tubuh.
Ketujuh jaringan dasar tersebut adalah jaringan: epidermis, parenkima,
kolenkima, sklerenkima, endodermis, xilem dan floem. Contoh organ pada
hewan dan manusia adalah usus, jantung, paru-paru, hati, lambung, mata,
dan sebagainya. Sedangkan contoh organ pada tumbuhan adalah akar,
batang dan daun.
4. Organisasi Kehidupan Tingkat Sistem Organ
Telah dijelaskan bahwa setiap organ yang tersusun atas beberapa
jaringan, mempunyai fungsi-fungsi spesifik. Misalnya jantung untuk
memompa darah, paru- paru untuk respirasi, lambung untuk mencernakan
makanan, usus halus untuk menyerap sari-sari makanan, otak untuk berpikir
serta mengatur seluruh aktivitas organ, dan sebagainya.
Walaupun masing-masing organ menjalankan fungsinya sendirisendiri, namun antara organ yang satu dengan organ yang lain saling
berhubungan dan saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang
disebut dengan sistem organ. Sistem Organ adalah kumpulan beberapa
16
Modulorgan
pembelajaran
Lingkup
Biologifungsi hidup tertentu.
dengan sistem Ruang
tertentu untuk
melaksanakan
(Maryati, 2006:19)
5. Organisasi Kehidupan Tingkat individu dan Populasi
Manusia merupakan contoh organisasi kehidupan tingkat individu,
karena manusia tersusun oleh sistem organ-sistem organ. Sedangkan
populasi terdiri dari semua individu dari suatu spesies yang baru dalam
batas-batas daerah tertentu. (Campbell, 2008: 4)
Gambar 6: Populasi komodo di Nusa Tenggara Timur (Sumber internet:
http://www.antarafoto.com/peristiwa/v1267934705/populasi-komodo)
6. Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas
Kumpulan populasi yang tinggal bersama pada suatu areal tertentu,
dimana terjadi suatu bentuk hubungan atau interaksi disebut Komunitas.
Misalnya contoh komunitas adalah Sepetak sawah, sebuah kolam ikan,
sebidang kebun, halaman sekolah. Adapun bentuk hubungan bersama atau
simbiosis antara populasi yang satu dengan populasi lainnya dalam suatu
komunitas ada 6 macam, yaitu netral, kompetisi, parasitisme, komensalisme,
predasi, dan mutualisme.
7. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem dan Bioma
Lingkungan biotik adalah bagian lingkungan yang berupa makhlukmakhluk hidup (fungi, tumbuhan, hewan, dan monera). Dan lingkungan
abiotik adalah bagian lingkungan yang berupa benda tak hidup (contohnya
air, tanah, udara, cahaya, pH, suhu dan iklim), kedua komponen tersebut
saling mempengaruhi.
Ekosistem dapat diartikan sebagai hubungan timbal balik atau
interaksi antara organisme dengan lingkungan abiotiknya. Definisi yang
lebih tepat mengenai Ekosistem adalah tingkatan organisasi kehidupan yang
17
Modulmencakup
pembelajaran
Lingkup
Biologi
organisme Ruang
dan lingkungan
tak hidup,
dimana kedua komponen
tersebut saling mempengaruhi dan berinteraksi. Kamu telah ketahui bahwa
antara faktor abiotik dengan faktor biotik dalam ekosistem dapat saling
mempengaruhi. Namun ada faktor abiotik yang tidak dapat dipengaruhi oleh
faktor biotik. Faktor abiotik ini berada pada lingkup yang lebih luas, bahkan
sangat menentukan jenis biotik baik tumbuhan ataupun hewan yang mampu
hidup di dalamnya. Faktor abiotik tersebut adalah iklim regional atau iklim
suatu tempat di permukaan bumi, yang dapat menentukan jenis Bioma.
Istilah Bioma berhubungan dengan kumpulan spesies (terutama
tumbuhan) yang dapat hidup di tempat tertentu di muka bumi, tergantung
pada iklim regionalnya. Jadi Bioma adalah kumpulan species (terutama
tumbuhan) yang mendiami tempat tertentu di bumi yang dicirikan oleh
vegetasi tertentu yang dominan dan langsung terlihat jelas di tempat
tersebut. Oleh karena itu biasanya Bioma diberi nama berdasarkan
tumbuhan yang dominan di daerah tersebut. Di permukaan bumi ini terdapat
6 macam bioma, yaitu: gurun (padang pasir), Padang rumput, hutan hujan
tropis, taiga (hutan jarum), hutan decidous (hutan gugur) dan tundra (padang
lumut). Karakteristik dari tiap-tiap jenis bioma tersebut yaitu:
a. Tundra, terdapat di daerah kutub, tumbuhan dominannya adalah lumut
kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek
lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang hidup di
bioma ini adalah rusa, serigala dan beruang kutub.
Gambar 7: Bioma tundra: (a). tundra artik (b). tundra alpen. (sumber internet:
http://sdmuhcc.net)
b. Taiga, terletak di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang
dengan kutub.Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa atau
18
Modul pembelajaran
Ruangdominannya
Lingkup Biologi
hutan boreal. Tumbuhan
adalah konifer atau tumbuhan
berdaun jarum (pinus). Hewan yang hidup di sini adalah ajax, beruang
hitam, dan serigala.
Gambar 8: Taiga : (a). tumbuhan spuce (yang diberi tkamu panah) yang
mendominasi hutan boreal. (b). hutan konifer Montana di Sierra Nevada
California. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
c. Padang pasir atau Gurun, banyak terdapat di daerah kering dengan curah
hujan sedikit. Tumbuh-tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang
teradaptasi dengan keadaan kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh
kutikula yang tebal dan akar yang panjang. Juga tumbuhan sukulen atau
kaktus, yang menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya
menyempit menjadi duri. Hewan yang hidup pada bioma ini adalah unta,
tikus,ular, kadal, kalajengking, dan semut.
Gambar
9:
Gurun
panas
di
Tuscon
Arizona.
(sumber
internet:
http://sdmuhcc.net)
Padang rumput, pada bioma ini terdapat cukup curah hujan, tetapi
tidak cukup untuk menumbuhkan hutan. Tumbuhan dominannya adalah
rumput, sedangkan pohon dan semak terdapat di sepanjang sungai di
daerah tersebut. Macam padang rumput adalah prairi rumput pendek,
prairi rumput tinggi dan padang rumput tropis. Prairi adalah padang
rumput yang luas tanpa pohon.
19
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
Gambar 10: Padang rumput di Nebraska (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
g.
Savana, adalah padang rumput yang diselingi dengan sebaran pohon
yang tumbuh jarang. Hewan yang hidup pada bioma padang rumput dan
savana adalah bison, gajah, jerapah, zebra, domba, biri-biri, harimau,
cheetah, serigala dan ular.
Gambar 11: Savana. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
h.
Hutan hujan tropis (hutan basah), terdapat di daerah tropis yang banyak
turun hujan. Vegetasinya tumbuh sangat rapat. Jenis tumbuhan pada
bioma ini sangat beraneka ragam/heterogen, mulai dari tumbuhan
pendek yang hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang berukuran
tinggi. Juga ada tumbuhan epifit (tumbuhan yang tumbuh pada pohon
yang
mempunyai
naungan/kanopi,
seperti
anggrek)
dan
liana
(tumbuhan yang memanjat pada tumbuhan lain, seperti rotan). Hewanhewan yang hidup pada hutan ini antara lain monyet, macan kumbang,
harimau, tapir, gajah, dan bermacam-macam burung.
Gambar 12: Hutan hujan tropis dengan tumbuhan epifit (tkamu panah) yang
tumbuh pada suatu pohon. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
20
Moduli.pembelajaran
RuangGugur),
Lingkup
Biologi
Hutan decidous (Hutan
terdapat
di daerah yang memilki 4
musim (musim semi, panas, gugur dan dingin). Tumbuhan yang
dominan adalah tumbuhan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple
dan beech. Pohon-pohon di hutan ini menghijau pada musim panas, dan
menggugurkan daunnya pada musim gugur, dan pada musim dingin
daunnya ‘habis’. Memasuki musim semi pohon-pohon tersebut mulai
menum`buhkan daunnya.
(a)
(c)
(b)
(d)
Gambar 13. Kondisi hutan decidous : (a).musim semi, (b). musim panas, (c).
Musim gugur, dan (d).musim dingin. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
Selanjutnya interaksi antar bioma di permukaan bumi membentuk
lapisan makhluk hidup di bumi yang disebut Biosfer. Seluruh bioma di
permukaan bumi ini pada hakikatnya terdiri atas produsen, konsumen dan
dekomposer, dimana di dalamnya terjadi aliran materi dan energi yang
selalu dimulai dari tumbuhan hijau. Manusia sebagai makhluk ciptaan
Tuhan yang tertinggi derajatnya, dapat mengubah-ubah ekosistem sesuai
dengan kehendak dan tujuannya, misalnya dengan menciptakan ekosistem
buatan yang sesuai dengan kebutuhannya. Namun akibat aktivitas manusia
ini tak sedikit yang dapat mencemari lingkungan atau merusak ekosistem
alami. Contoh nyata yang sering terjadi adalah ‘membuka’ hutan sebagai
ekosistem alami menjadi lahan pertanian, menjadi perumahan, menjadi
21
Modulperkotaan,
pembelajaran
Ruangkawasan
Lingkup
Biologi
bahkan menjadi
industri
(pabrik-pabrik). (Anonim,
2012)
3. Cabang-Cabang
Biologi
Dan
Pemanfaatannya
Bagi
Manusia
Serta
Lingkungannya
Biologi dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu. Tiap cabang ilmu
mengkhususkan bahasannya pada satu objek tertentu saja. Misalnya cabang
Zoologi dan Mikrobiologi. Kemudian dari tiap objek itu, misalnya Zoologi terbagi
lagi menjadi Vertebrata dan Invertebrata. Dan Vertebrata yang terbagi lagi
menjadi 5 Filum (Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia) memunculkan
cabang- cabang ilmu seperti Ichtyologi, Ornitologi dan Mamalogi. Dari tiap
cabang ilmu ini muncul lagi cabang-cabang ilmu yang semakin spesifik.
Misalnya, dari Mamalogi kemudian muncul cabang-cabang ilmu yang mengkaji
lebih jauh mengenai hewan mamalia dan manusia tersebut, seperti Sitologi,
Anatomi, Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Genetika, Embriologi. Mikrobiologi
terbagi menjadi cabang yang lebih spesifik lagi, misal bakteriologi dan virologi.
Dari uraian di atas cabang-cabang Biologi dapat kita kelompokkan
berdasarkan pada:
a) Persoalannya/tema pokoknya antara lain Ekologi, Toksikologi, Taksonomi,
Biologi, Reproduksi, dan Teratologi, Etologi.
b) Struktur dan Fungsi/tingkat organisasi kehidupan antara lain Sitologi,
Histologi, Organologi, Biologi Populasi, Biologi Molekuler, dan Genetika
Populasi.
c) Objek kajiannya, antara lain Botani. Zoologi, Mikrobiologi, Mikologi,
Malakologi, Mamologi, Bakteriologi, Virologi, Parasitologi, dan lain-lain.
Pada cabang Biologi Terapan yang bertujuan untuk meningkatkan
kesejahteraan manusia pun kini terbagi menjadi Kedokteran, Gizi dan Kesehatan/
Higiene, Pertanian, Peternakan, Perikanan, serta Bioteknologi. Kemudian dari
ilmu Kedokteran sendiri muncul ilmu-ilmu spesifik antara lain spesialisasi saraf,
mata, kandungan, gigi, THT, internis, dan anak. Demikian pula dengan cabang
biologi terapan lainnya.
22
Modul pembelajaran
Ruangbiologi
Lingkup
Biologi
Ada banyak sekali manfaat
di berbagai
bidang kehidupan. Hal ini
ditandai dengan banyaknya cabang–cabang dari ilmu biologi, yaitu sebagai
berikut ini :
No
Cabang Biologi
1
Ekologi
Hubungan timbal balik antara makhuk hidup
2
Evolusi
dengan lingkungannya (ekosistem)
Sejarah perkembangan makhluk hidup dari
3
Palaeontologi
Bidang Kajian
tingkat rendah ke tingkat tinggi.
Fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi atau
Kepurbakalaan.
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Zoologi
Dunia hewan
Botani
Dunia tumbuhan
Mikologi
Mikrobiologi
Jamur dan seluk beluknya
Mikroorganisme/jasad renik dan seluk beluknya
Virologi
Virus dan seluk beluknya
Sitologi
Struktur dan fungsi sel tubuh mahluk hidup
Histologi
Struktur dan fungsi jarigan tubuh makhluk hidup
Morfologi
Struktur luar tubuh makhluk hidup
Anatomi
Fisiologi
Letak dan struktur organ-organ tubuh makhluk
hidup
Faal/fisiologi kerja organ-organ tubuh makhluk
hidup
Taksonomi
Pengelompokan/klasifikasi makhluk hidup
Embriologi
Perkembangan embrio dari zigot sampai janin
beserta Faktor-faktor yang mempengaruhinya
16
17
18
19
Genetika
Mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat
Ornitologi
Burung atau bangsa unggas dan seluk beluknya
Entomologi
Serangga dan seluk beluknya
Patologi
Penyakit-penyakit yang menyerang makhluk
23
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
hidup
20
a.
Etologi
Perilaku dan cara hidup hewan
Manfaat Biologi Damal Bidang Pertanian
Manfaat ilmu biologi dalam bidang pertanian, sebagai contoh Ilmu
Biologi merupakan dasar dari Ilmu Pertanian terutama dalam penemuan
jenis tanaman unggul, rekayasa genetika tumbuhandan hewan. Misalnya:
Pengetahuan mengenai Sifat suatu tanaman berdasarkan analisa sel (ilmu
biologi) membuat manusia mampu menerapkan cara pembudidayaan yang
tepat dan pengolahan hasilnya lebih lanjut (pertanian). Pengetahuan
mengenai sifat dan karakter serangga yang berhubungan dengan iklim atau
musim (ilmu biologi) membuat manusia dapat menetapkan waktu bercocok
tanam yang tepat atau metode penanggulangan hama serangga tersebut
(ilmu pertanian).
b. Manfaat Biologi Dalam Bidang Kedokteran
Sebagai ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk kehidupan,
manfaat Biologi dalam meningkatkan kesejahteraan manusia tidak perlu
diragukan lagi. Berdasarkan ilmu murni Biologi, telah dikembangkan
berbagai ilmu terapan (bioteknologi) yang telah memajukan dunia
kedokteran, industri, pertanian, dan peternakan, serta perikanan. Seberapa
besarkah
pemanfaatan
biologi
untuk
kesejahteraan
manusia
telah
dilaksanakan? Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pelajari uraian
selanjutnya berikut ini.
Dahulu banyak masalah penyakit yang tidak dipahami penyebab
maupun cara pengobatannya, sehingga cara yang ditempuh untuk mencegah
maupun dalam menyembuhkannya tidak tepat.Tetapi berkat perkembangan
Biologi,
khususnya
dalam
cabang
ilmu:
anatomi dan fisiologi
manusia, mikrobiologi, virologi danpatologi, telah banyak membantu para
dokter dalam memahami penyebab gangguan tersebut.
Dengan demikian para dokter berhasil mencegah dan menyembuhkan
berbagai penyakit yang sampai saat ini sering menjadi masalah yang
menakutkan manusia. Berikut ini adalah contoh-contoh sumbangan
24
Modulpengetahuan
pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
yang telah
diberikan
oleh Biologi
beserta cabang-cabang
ilmunya dalam dunia kesehatan dan atau kedokteran.
Para penderita penyakit yang mengalami kerusakan pada salah satu
organ
tubuhnya,
kini
telah
mendapatkan
jalan
keluarnya
yaitu
melalui teknik transplantasi (pencangkokan) organ. Transplantasi organ
yang sudah berhasil dilakukan oleh para dokter adalah pencangkokan ginjal,
jantung, sumsum tulang belakang maupun hati.
Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada
hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat
membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena
suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang
bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang
membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah
berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri
mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.
Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa
jenis mikroba yang menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan.
Dengan demikian, antibiotik untuk mikroba-mikroba tersebut dapat dibuat.
Virologi pun
telah
memberikan
sumbangannya
pada
dunia
kedokteran, dengan mendasari pengetahuan dalam usaha menciptakan
vaksin-vaksin. Misalnya pada kasus yang baru saja terjadi yaitu mengenai
Virus Flu Burung. Sebuah surat kabar memberitakan bahwa Virus Flu
Burung atau disebut jugaVirus Avian Influenza, yang hanya dapat
diteruskan kepada manusia melalui kontak yang sangat dekat, telah dapat
ditemukan vaksinnya oleh para pakar Imunologi dan Bioteknologi di Badan
Kesehatan Dunia (WHO). Caranya adalah dengan menggabungkan gen
Avian dengan gen flu pada manusia agar menjadi ‘aman’. Mereka
mengambil satu gen virus flu burung kemudian menggantikan gennya tadi
dengan gen flu manusia. Hasil dari kombinasi virus buatan ini kemudian
dipersiapkan sebagai basis untuk pembuatan vaksinnya.
25
Modulc.pembelajaran
Ruang
Lingkup
Manfaat Biologi Dalam
Bidang
IndustriBiologi
Berikut ini adalah contoh-contoh pemanfaatan Biologi pada bidang
industri:
1.
Ditemukannya kandungan gula yang cukup tinggi pada batang tebu,
menyebabkan berkembangnya pabrik pengolahan tebu menjadi gula.
2.
Diketahuinya bahwa serabut biji kapas dan bulu domba dapat diolah
menjadi benang, dan kepompong ulat sutera dapat diolah menjadi
benang sutera, maka berkembanglah industri tekstil/kain, kain wol dan
kain sutera.
3.
Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur
dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang
menguntungkan
penyakit),
maupun
maka
yang
bersifat
berkembanglah
patogen
(menyebabkan
industri
obat-obatan,
makanan/minuman yang berkhasiat obat.
Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah
diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat
bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka
berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Dalam industri obat-obatan,
telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang ternyata dapat
dibuat/disintesis menjadi insulin; insulin ini sangat berguna bagi penderita
penyakit Diabetes Melitus pada manusia. (Anonim, 2011)
26
Modul pembelajaran Ruang
Lingkup Biologi
EVALUASI
A.
PILIHAN GANDA : pilihlah jawaban yang benar!
1. Ketrerampilan membaca skala pada termometer suhu merupakan
keterampilan....
a. Pengamatan
b. Prediksi
c. Klasifikasi
d. Mengukur
e. Inferensi
2. Pemberian nama suatu bioma didasarkan pada....
a. Letak bioma
b. Tumbuhan yang domonan
c. Aliran energi yang terjadi
d. Banyaknya hewan yang dijumpai
e. Banyaknya spesies yang dijumpai
3. Variabel kontrol dari pernyataan “semakin tinggi suhu perendaman biji,
semakin cepat perkecambahan biji Adenium” adalah....
a. Suhu perendaman biji
b. Tinggi tanaman
c. Tanaman pepaya
d. Waktu menyiram
e. Lama menyiram
4. Seorang siswa pengamati tanaman kedelai yang tumbuh subur. Ia
mengatakan sebentar lagi tanaman akan berbunga. Pernyataan tersebut
termasuk....
a. Observasi
b. Hipotesis
c. Variabel kontrol
d. Perencanaan
e. Penjelasan
27
Modul
Ruang hidup,
Lingkup
Biologi
5. pembelajaran
Dalam klasifikasi makhluk
bakteri
Escherichia coli termasuk
anggota kingdom....
a. Eubacteria
b. Protista
c. Fungi
d. Plantae
e. Animalia
B. ESAY
1. Cabang ilmu biologi apa saja yang harus diterapkan jika kita akan
membuat yoghurt? Jelaskan!
2. Proses penelitian memerlukan lima unsur utama. Sebutkan dan beri
masing-masing satu contoh!
3. Sebutkan minimal 5 cabang ilmu biologi dan jelaskan masalah yang
dibahas didalamnya!
4. Seorang peneliti menemukan teori A dari hasil penelitiannya. Beberapa
tahun kemudian seorang peneliti lain melakukan penelitian yang sama dan
menemukan bahwa teori A tidak benar. Dapatkah hal itu terjadi? Jelaskan
28
RUANG LINGKUP
BIOLOGI
1
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
1. Memahami
hakikat
Biologi sebagai ilmu
1.1 Mengidentifikasi ruang lingkup biologi
1.2 Mendeskripsikan objek dan permasalah
biologi
pada
berbagai
tingkat
organisasi kehidupan (molekul, sel,
jaringan, organ, individu, populasi,
ekosistem dan bioma)
Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan dapat:
Mendeskripsikan objek-objek dan persoalan biologi pada tingkat
molekul, sel, jaringan, organ, individu, populasi, ekosistem, dan
bioma.
Mengidentifikasi cabang-cabang biologi menurut objek dan
persoalan yang dikaji.
Menganalisis manfaat biologi bagi manusia dan lingkungannya.
Melakukan tahapan kerja ilmiah.
Daftar Isi
Cover.................................................................................................................. 1
Indikator pembelajaran ...................................................................................... 2
Daftar isi ............................................................................................................ 3
Peta konsep ........................................................................................................ 4
2
Modul
pembelajaran
Ruang Lingkup Biologi
A. Karakteristik
Ilmu Biologi
1. Ruang Lingkup Biologi......................................................................... 5
2. Ciri-ciri Biologi sebagai Ilmu Pengetahuan.......................................... 8
3. Pemecahan Masalah Biologi Dengan Metoda Ilmiah..................................... 9
B. Contoh Pemecahan Masalah Biologi secara Ilmiah
1. Sikap Ilmiah dalam Kerja Ilmiah..................................................................... 11
2. Objek Dan Permasalahan Biologi Pada Berbagai Tingkat Organisasi
Kehidupan....................................................................................................... 13
C. Cabang-Cabang
Biologi
Dan
Pemanfaatannya
Bagi
Manusia
Serta
Lingkungannya
1. Manfaat Biologi Damal Bidang Pertanian .................................................... 24
2. Manfaat Biologi Dalam Bidang Kedokteran ................................................ 24
3. Manfaat Biologi Dalam Bidang Industri........................................................ 26
Latihan ..........................................................................................................................27
PETA KONSEP RUANG LINGKUP BIOLOGI
Hakikat Biologi Sebagai Ilmu
3
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
Memiliki
Ciri-Ciri
Ilmu
dikembangkan
Metode Ilmiah
memiliki
Objek Kajian
memiliki
CabangCabang Ilmu
Biologi
1. Karakteristik Ilmu Biologi
A. Ruang lingkup biologi
Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup. Biologi mempelajari
makhluk hidup dan segala aspek yang menyertainya, mulai dari proses
4
Modul
pembelajaran
Ruang
Lingkup
biokimia,di
dalam sel sampai
pada
tingkatan Biologi
ekosistem. Bahkan hingga ke
perubahan iklim global.
Biologi berasal dari dua kata bahasa Yunani, yaitu ‘bios’ dan ‘logos’
yang artinya ‘hidup’ dan ‘ilmu’. Jadi secara sederhana Biologi dapat diartikan
sebagai ilmu tentang hidup. Pengertian ini kemudian berkembang dan
disempurnakan sehingga mencakup seluruh objek atau kajiannya yang sangat
luas. Definisi Biologi yang lebih lengkap tersebut adalah sebagai berikut;
Biologi adalah ilmu tentang makhluk hidup dan gejala kehidupan.
Pada awal perkembangannya, ahli biologi banyak mempelajari, tingkatan
organisme. Tentu kalian masih ingat apa yamg dilakukan oleh Antony Van
Leuwenhoek dan Carolus Linneus. Leuwenhoek banyak mempelajari
organisme mikroskopis setelah ia menemukan mikroskop. Sejak itu manusia
menyadari bahwa dilingkungan terdapat berbagai macamorganisme yang tak
nampak oleh mata. Carolus Linneus mencetuskan sistem penamaan spesies dan
penamaan berbagai macam tumbuhan.
Gambar 1: Antony Van Leuwenhoek adalah seorang penemu mikroskop pertama kali.
(sumber internet: http:// www.
google.)
Karakteristik ilmu biologi
ditentukan
oleh
objek
yang
dipelajari dan permasalah yang
dikaji. Objek yang dipelajari
dalam ilmu biologi adalah makhluk hidup. Makhluk hidup memiliki
karakteristik tersendiri jika dibandingkan dengan objek sains lainnya. Berikut
ini adalah karakteristik dasar makhluk hidup.
a. Membutuhkan nutrisi
Setiap makhluk hidup membutuhkan nutrisi. Bentuknya berbeda-beda
tegantung pada jenis mkhluk hidup. Tumbuhan memerlukan nutrisi berupa zat
organik, sedangkan jamur, protozoa, invertebrata, dan manusia memerlukan zat
5
Modul
pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
anorganik.
Proses fotosintesis
hanya
terjadi pada
tumbuhan. oleh karena itulah
semua makhluk hidup yang tidak mampu berfotosintesis, misalnya jamur dan
hewan, sangat tergantung pada tumbuhan untuk mendapatkan makanan (zat
organik). Nutrien yang di konsumsi makhluk hidup digunakan antara lain
untuk pertumbuhan, reproduksi, dan sumber energi. (Syamsuri, 2007:3)
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 2: Ciri:ciri makhluk hidup: (a) makhluk hidup dapat bergerak, berkeringat,
melakukan metabolisme, disusun oleh sel. (b) makhluk hidup bereproduksi untuk
melestarikan jenisnya, mengalami tumbuh dan berkembang. (c) makhluk hidup
membutuhkan nutrisi untuk hidup. (d) makhluk hidup mampu beradaptasi dengan
lingkungannya. (sumber internet: http//;gogle.com)
a.
Makhluk hidup disusun oleh sel
6
Modul pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
Setiap makhluk hidup
terdiri
dari satu sel
(uniseluler) atau banyak sel
(multiseluler).
Setiap
sel itu
dilindungi
oleh
membran
yang
memisahkannya dari lingkungan.
b.
Makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan
Makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan yaitu
perubahan ukuran sel menjadi semakin besar ataupun pertambahan
jumlah sel pertambahn tinggi atau pertambahan berat suatu oerganisme
merupakn tolak ukur pertumbuhan yang teramati oleh kita. Sejalan
dengan pertumbuhan itu, sel-sel makhluk hidup akan mengalami
perkembangan. Perkembangan itu meliputi perubahan sel menjadi
bentuk yang berbeda dan menjalankan suatu fungsi tertentu. Contoh
proses perkembangan adalah setiap manusia berasal dari sel telur yang
dibuahi, yang kemudian berkembang menjadi berbagai sel yang
memiliki bentuk dan fungsi tertentu.
c.
Makhluk hidup melakukan proses metabolisme
Di dalam tubuh makhluk hidup terjadi berbagai reaksi penyusunan dan
penguraian senyawa-senyawa, yang disebut metabolisme, metabolisme
itu terjadi terus menerus, sehingga tubuh makhluk hidup dalam keadaan
homoestatis, yaitu keadaan lingkungan internal yang seimbang dan
konstan.
d.
Makhluk hidup memberikan respon terhadap rangsang
Setiap makhluk hidup sensitif terhadap rangsang, baik yang bersal dari
dalam maupun dari luar tubuh. Contoh rangsang yang diterima oleh
makhluk hidup antara lain perubahna warna, arah dan intensitas cahaya,
suhu, tekanan, kadar air, dan udara.
e.
Makhluk hidup melakukan reproduksi
Makhluk hidup dapat mempertahankan jenisnya karena kemampuannya
untuk melakukan reproduksi. Saat reproduksi, materi herediter dari
induknya diwariskan kepada keturunannya.
f.
Makhluk hidup mampu beradaptasi dengan lingkungan
Setiap makhluk hidup mampu beradaptasi sehingga dapat bertahan
meskipun keadaan lingkungan senantiasa berubah. (Maryati, 2006:2)
7
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
B. Ciri-ciri Biologi sebagai Ilmu Pengetahuan yaitu:
1.
Memiliki objek kajian berupa benda-benda konkrit
2.
Kajian ilmu biologi adalah mahluk hidup, semua mahluk hidup yang ada
atau pernah ada di dunia. Misalnya benda padat, cair, dan gas. Benda
konkrit adalah benda yang dapat ditangkap oleh indra kita. Objek kajian
IPA dibedakan menjadi kajain fisika, kimia, dan biologi.
3.
Memiliki langkah-langkah sitematis
4.
Sistematis berarti berbagai keterangan ataupun data yang menyusun
sebuah pengetahuan memiliki hubungan ketergantungan dan teratur.
Langkah-langkah tersebut besrifat baku untuk setiap bidang kajian.
5.
Bersifat Universal
6.
Artinya bahwa kebenaran yang disampaikan atau dideskripsikan berlaku
secara umum.
7.
Bersifat Objektif
8.
Suatu ilmu harus dinyatakan secara jujur, yaitu menggambarkan keadaan
apa adanya atau mengandung pernyataan dan data yang sebenarnya
sehingga bebas dari prasangka, kesukaan atau kepentingan pribadi.
9.
Bersifat analitis
10. Kajian biologi akan terbagi-bagi ke dalam beberapa bagian yang lebih
rinci untuk memahami berbagai hubungan, sifat dan peranan bagianbagian tersebut. Objek kajian fisika adalh benda-benda alam termasuk
benda-benda angkasa. Objek kajian kimia adalah zat-zat kimia yang
meliputi sifat dan reaksi-reaksinya. Sedangakan objek kajian biologi
adalah makhluk hidup yang berkaitan dengan struktur dan fungsinya
11. Bersifat Verifikatif (Dapat Dikaji Ulang)
12. Kebenaran yang dihasilkan dari ilmu tidak mutlak. Bisa saja sesuatu yang
dianggap benar pada suatu saat di saat yang lain ternyata menjadi keliru
setelah ditemukannya fakta yang baru. Maka kebenaran hasil ilmu
pengetahuan
merupakan
kebenaran
ilmiah.
Contoh
Aristoteles
mengemukakan bahwa mahluk hidup berasal dari benda mati yang terjadi
secara spontan (Teori Abiogenesis atau Generatio spontanea). Teori ini
8
Modul pembelajaran
Lingkup
Biologi
berlaku cukup lama Ruang
namun akhirnya
teori ini
dapat digugurkan oleh Louis
Pasteur melalui percobaannya. Pasteur berhasil membuktikan bahwa
mahluk hidup bukan berasal dari benda mati tetapi berasal dari mahuk
hidup (omne vivum ex vivo) atau dikenal dengan Teori Biogenesis.
C. Pemecahan Masalah Biologi Dengan Metoda Ilmiah
Metoda ilmiah adalah cara yang sitematis untuk memecahkan masalah
secara rasional dan faktual. Tahapan langkah metoda ilmiah dalam bidang
biologi dapat disusun sebagai berikut :
1. Penentuan dan perumusan masalah
Masalah penelitian dapat diperoleh dari berbagai sumber. Selanjutnya
kita buat rumusan masalahnya. Rumusan masalah yang disusun harus dalam
bentuk kalimat tanya, mengisyaratkan peubah (Variabel) yang akan diteliti,
dinyatakan secara eksplisit (gamblang), singkat dan jelas. Variabel (peubah)
adalah suatu kondisi yang dikenakan dan dikontrol atau diamati
perubahannya pada sekelompok objek penelitian. Variabel dibedakan
menjadi variabel bebas, variabel terikat dan variabel antara.
Variabel bebas/faktor penyebab adalah suatu kondisi yang dikenakan
atau dikontrol sehingga menimbulkan efek (pengaruh) pada sekelompok
objek penelitian. Variabel terikat atau variabel tergayur adalah kondisi yang
muncul sebagai respon objek penelitian terhadap kondisi yang dikenakan
atau dikontrol peneliti. Variabel ini disebut juga variabel akibat atau
variabel respon. Sedangkan variabel antara adalah atau variabel kendali
adalah variabel lain yang ikut berpengaruh terhadap hasil penelitian, tetapi
dianggap tidak memiliki pengaruh utama. Contoh:
Judul Penelitian
: Pengaruh pemberian dosis pupuk NPK terhadap
kecepatan pertumbuhan kedelai.
Rumusan masalah
: Apakah pemberian dosis pupuk NPK dapat
mempengaruhi kecepatan pertumbuhan kedelai?
Variabel bebas
: Dosis pupuk NPK.
Variabel terikat
: Kecepatan pertumbuhan kedelai.
Variabel antara
: Kelembaban, Cahaya, Suhu.
9
Modula.pembelajaran
Lingkup Biologi
Pengumpulan dataRuang
melalui observasi
Keterampilan dasar yang harus dimiliki oleh seorang ilmuwan
adalah melakukan observasi. Mengobservasi adalah mencari gambaran
atau informasi tentang objek penelitian melalui indra. Observasi
bertujuan untuk mengumpulkan data. Data hasil observasi dapat
digunakan untuk menyusun hipotesis dan rencana eksperimen.
Observasi
dapat dilakukan melalui pengamatan (misalnya terhadap
bentuk, warna, gerak), pendengaran (misalnya terhadap suara dan
bunyi), pengecapan (misalnya terhadap rasa), perabaan (misalnya
terhadap permukaan objek), dan penciuman (misalnya terhadap bau).
b.
Menyusun hipotesis
Hipotesis adalah dugaan atau ”jawaban” sementara mengenai suatu
permasalahan yang akan dibuktikan kebenarannya melalui data-data
atau fakta-fakta penelitian.
1. Hipotesis Nol (H0) : adalah hipotesis yang menyatakan tidak ada
pengaruh antara satu variabel dengan variabel yang lain.
2.
Hipotesis Alternatif (H1) : adalah hipotesis yang menyatakan
adanya pengaruh antara satu variabel dengan variabel yang lain.
Contoh :
Judul Penelitian : Pengaruh pemberian dosis pupuk NPK terhadap
kecepatan pertumbuhan kedelai.
Hipotesis nol (H0) : Tidak ada pengaruh pemberian dosis pupuk NPK
terhadap kecepatan pertumbuhan kedelai.
Hipotesis alternatif (H1) : Ada pengaruh pemberian dosis pupuk NPK
terhadap kecepatan pertumbuhan kedelai.
c.
Menguji hipotesis melalui eksperimen
Suatu prediksi dapat di uji dengan eksperimen. Eksperimen
berfungsi untuk mendapatkan data yang digunakan untuk membuktikan
apakah hipotesis diterima atau ditolak. Data hasil eksperimen dapat
disajikan secara kualitatif (bukan berbentuk angka) atau secara
kuantitatif (data dalam bentuk angka). Selanjutnya, akan diperoleh
10
Modul pembelajaran
Lingkup Biologi
sekumpulan dataRuang
hasil eksperimen
yang kemudian diolah dan
diinterpretasikan sehingga membentuk suatu kesimpulan.
d.
Menarik kesimpulan dari hasil eksperimen
Kesimpulan dibuat berdasarkan data-data hasil eksperimen dengan
mengacu kepada hipotesis. Jika berdasarkan hasil eksperimen ternyata
hipotesis ditolak maka kita harus melakukan observasi ulang untuk
membuat hipotesis yang baru.
e.
Perumusan teori
Jika setelah dilakukan eksperimen berulang-ulang dan ternyata
hipotesis diterima, maka hasil eksperimen tersebut dapat disusun
menjadi suatu teori.
f.
Publikasi yaitu penyebaran informasi atau teori kepada umum.
2. Contoh Pemecahan Masalah Biologi secara Ilmiah
Menangani masalah penyakit malaria yang dilakukan oleh Charles
Laveren dan Ronald Ross:
Langkah
1. Masalah
Charles Laveren
Penyebab penyakit malaria
Ronald Ross
Cara
penularan/penyebaran
penyakit malaria
Pengumpulan data tentang
keadaan darah penderita
malaria dan orang sehat.
2. Observasi
Pengamatan mikroskopis
terhadap darah penderita
malaria sehingga diketaui
bahwa pada sel darah
penderita malaria terdapat
3. Hipotesis
benda berbentuk cincin.
Mungkin benda berbentuk
Penderita malaria banyak
terdapat di daerah yang
banyak nyamuk.
Pengamatan terhadap
nyamuk Anopheles &
Culex, ternyata nyamuk
Anopheles lebih banyak
jumlahnya.
Mungkin nyamuk
11
Modul pembelajaran
Ruang
cincin yang
terdapatLingkup
di dalam Biologi
sel darah merah penderita
adalah penyebab penyakit
malaria.
Anopheles adalah
penyebar penyakit
malaria.
Membiarkan nyamuk
Orang sehat disuntik dengan
darah yang mengandung
4.
Ekspe
rimen
benda berbentuk cincin dari
penderita malaria. Setelah
beberapa lama orang sehat
tersebut menderita malaria.
Anopheles betina yang
telah menggigit penderita
malaria menggigit orang
lain yang sehat. Setelah
beberapa lama orang
sehat yang digigit
nyamuk Anopheles
tersebut terjangkit
5.
Kesi
mpulan
Benda berbentuk cicncin
adalah penyebab penyakit
malaria
malaria.
Penyebar penyakit
malaria dari penderita
malaria ke orang sehat
adalah nyamuk
Anopheles betina.
Sekarang kita tahu bahwa
6.
Teori
benda berbentuk cincin
(sekarang dikenal dengan
Plasmodium) adalah
penyebab penyakit malaria.
Nyamuk Anopheles
betina merupakan
penyebab penyakit
malaria.
a. Sikap Ilmiah dalam Kerja Ilmiah
12
Modul pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
Dalam kerja ilmiah
diperlukan
sikap ilmiah.
Yang merupakan sikap
ilmiah diantaranya sikap jujur, tekun dan tidak mudah putus asa, teliti, disiplin,
mau bekerja sama, serta terbuka.
b. Objek Dan Permasalahan Biologi Pada Berbagai Tingkat Organisasi
Kehidupan
Objek atau kajian dalam biologi yang sangat luas atau beragam itu kini
telah dikelompokkan atau diklasifikasikan oleh para ahli Biologi menjadi 5
Kingdom yaitu Animalia, Plantae, Fungi, Protista, dan Monera. Kelima
kingdom diklasifikasikan berdasarkan karakteristik yang khas dari masingmasing organisme-organisme yang menyusunnya. Pengelompokkan ini sesuai
dengan sistem klasifikasi yang dikemukakan oleh Robert H. B. Whittaker pada
tahun 1969 maupun yang multiseluler, baik yang hidup di darat, di laut, di
udara, maupun di dalam tanah. Singkatnya segala sesuatu yang memiliki
“hidup” menjadi bahan kajian biologi.
Selain kelima kingdom tersebut ada satu objek lain yang juga dikaji
dalam Biologi, yaitu Virus. Virus dipisahkan dari kelima kingdom karena
tubuh virus tidak tersusun oleh sel melainkan oleh asam nukleat yang
diselubungi protein dan belum merupakan sel. Sedangkan kelima kingdom
tubuhnya sudah berupa sel (bagi organisme uniseluler) ataupun tersusun atas
banyak sel (bagi organisme multiseluler).
Bahkan
dalam
perkembangan
terakhir,
dunia
makhluk
hidup
diklasifikasikan menjadi 6 kingdom (kerajaan) yaitu: Plantae, Animalium,
Fungi, Protista, Archaebacteria, dan Eubacteria. Objek-objek kajian tersebut
selanjutnya semakin berkembang seiring dengan kemajuan IPTEK, sehingga
kajian masing-masing objek semakin kompleks atau rumit. Adapun kajian
tersebut meliputi berbagai tema persoalan biologi antara lain menurut
Biological Science Curriculum Study (B.S.C.S.), 1996 adalah sebagai berikut:
a) Evolusi: bentuk-bentuk dan hasil-hasil perubahan.
b) Interaksi dan saling ketergantungan.
c) Genetika berkelanjutan.
d) Pemeliharaan dari suatu keseimbangan yang dinamis.
13
Modul
pembelajaran
RuangdanLingkup
Biologi
e) Pertumbuhan,
perkembangan
diferensiasi.
f) Energi, materi dan organisasi.
g) Ilmu Pengetahuan Alam, Teknologi dan Masyarakat.
Untuk memudahkan mempelajari tema tersebut, objek-objek tersebut
dipilah-pilah menurut tingkatan-tingkatan yaitu mulai dari tingkatan molekuler,
sel, jaringan, organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem, hingga tingkatan
bioma, dimana antar tingkatan tersebut saling berhubungan. Coba perhatikan
gambar 1 berikut ini.
Biosfer
komunitas
Ekosistem
populasi
individu
Sistem organ
organ
Jaringan
Sel
Molekul
Gambar 3. Ruang Lingkup Biologi
1. Organisasi Kehidupan Tingkat Molekul
14
Modul pembelajaran
Lingkup
Biologi
Molekul adalahRuang
struktur kimia
yang terdiri
dari dua atau lebih unit
kimia kecil yang disebut atom. Sebagai contoh makhluk hidup yang hanya
terdiri dari molekul adalah virus karena tubuh virus terdiri atas protein
(senyawa organik) dan molekul DNA (Deoxyribonucleic Acid) atau RNA
(Ribonucleic Acid) saja.
Gambar 4: Struktur tubuh bakteriofag.
(Sumber internet: ;http: //www. google. Com)
2.
Organisasi Tingkat Sel
Sel adalah unit fundamental
bagi
struktur
dan
fungsi
kehidupan. Beberapa jenis organisme, misalnya amoeba dan sebagian besar
bakteri merupakan sel tunggal. Organisme lain, termasuk tumbuhan dan
hewan, bersifat
multiseluler.
Berbeda
dari
organisme
tunggal
yang
melaksanakan senua fungsi kehidupan, organisme multiseluler memiliki
pembagian tugas diantara sel-sel yang terspesialisasi. Tubuh manusia terdiri
dari triliunan sel mikroskopik dari berbagai jenis, misalnya sel otot dan sel
saraf, yang terorganisasi menjadi berbagai jaringan terspesialisasi. Misalnya,
jaringan otot terdiri dari berkas-berkas sel otot. (Campbell. 2008:5)
(a)
(b)
Gambar 5: (a) sel tumbuhan, (b) sel hewan (sumber: PPT Biologi sel)
3. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan dan Organ
15
Modul pembelajaran
Ruangtingkat
Lingkup
Biologi
Organisasi kehidupan
ini tidak
dimiliki oleh organisme
uniseluler, tetapi hanya dimiliki oleh organisme multiseluler. Mengapa? Ya,
karena seluruh aktivitas hidup pada organisme uniseluler dilaksanakan oleh
sel itu sendiri. Sedangkan pada organisme multiseluler aktivitas hidup
dilaksanakan oleh banyak sel yang terorganisasi atau teratur dan saling
berhubungan dengan baik hingga menjadi satu kesatuan fungsi membentuk
satu tubuh individu.
Organisasi kehidupan setelah tingkat molekul dan sel adalah tingkat
jaringan dan organ. Apakah yang dimaksud dengan jaringan dan organ?
Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang
sama. Sedangkan Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang mampu
melaksanakan satu fungsi tertentu.
Pada dunia hewan tingkat tinggi dan manusia terdapat 5 macam
jaringan dasar penyusun tubuhnya. Kelima jaringan tersebut adalah
jaringan: epitelium, otot, ikat/penghubung, tulang dan saraf. Sedangkan
pada dunia tumbuhan terdapat 7 macam jaringan dasar penyusun tubuh.
Ketujuh jaringan dasar tersebut adalah jaringan: epidermis, parenkima,
kolenkima, sklerenkima, endodermis, xilem dan floem. Contoh organ pada
hewan dan manusia adalah usus, jantung, paru-paru, hati, lambung, mata,
dan sebagainya. Sedangkan contoh organ pada tumbuhan adalah akar,
batang dan daun.
4. Organisasi Kehidupan Tingkat Sistem Organ
Telah dijelaskan bahwa setiap organ yang tersusun atas beberapa
jaringan, mempunyai fungsi-fungsi spesifik. Misalnya jantung untuk
memompa darah, paru- paru untuk respirasi, lambung untuk mencernakan
makanan, usus halus untuk menyerap sari-sari makanan, otak untuk berpikir
serta mengatur seluruh aktivitas organ, dan sebagainya.
Walaupun masing-masing organ menjalankan fungsinya sendirisendiri, namun antara organ yang satu dengan organ yang lain saling
berhubungan dan saling mempengaruhi membentuk suatu sistem yang
disebut dengan sistem organ. Sistem Organ adalah kumpulan beberapa
16
Modulorgan
pembelajaran
Lingkup
Biologifungsi hidup tertentu.
dengan sistem Ruang
tertentu untuk
melaksanakan
(Maryati, 2006:19)
5. Organisasi Kehidupan Tingkat individu dan Populasi
Manusia merupakan contoh organisasi kehidupan tingkat individu,
karena manusia tersusun oleh sistem organ-sistem organ. Sedangkan
populasi terdiri dari semua individu dari suatu spesies yang baru dalam
batas-batas daerah tertentu. (Campbell, 2008: 4)
Gambar 6: Populasi komodo di Nusa Tenggara Timur (Sumber internet:
http://www.antarafoto.com/peristiwa/v1267934705/populasi-komodo)
6. Organisasi Kehidupan Tingkat Komunitas
Kumpulan populasi yang tinggal bersama pada suatu areal tertentu,
dimana terjadi suatu bentuk hubungan atau interaksi disebut Komunitas.
Misalnya contoh komunitas adalah Sepetak sawah, sebuah kolam ikan,
sebidang kebun, halaman sekolah. Adapun bentuk hubungan bersama atau
simbiosis antara populasi yang satu dengan populasi lainnya dalam suatu
komunitas ada 6 macam, yaitu netral, kompetisi, parasitisme, komensalisme,
predasi, dan mutualisme.
7. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem dan Bioma
Lingkungan biotik adalah bagian lingkungan yang berupa makhlukmakhluk hidup (fungi, tumbuhan, hewan, dan monera). Dan lingkungan
abiotik adalah bagian lingkungan yang berupa benda tak hidup (contohnya
air, tanah, udara, cahaya, pH, suhu dan iklim), kedua komponen tersebut
saling mempengaruhi.
Ekosistem dapat diartikan sebagai hubungan timbal balik atau
interaksi antara organisme dengan lingkungan abiotiknya. Definisi yang
lebih tepat mengenai Ekosistem adalah tingkatan organisasi kehidupan yang
17
Modulmencakup
pembelajaran
Lingkup
Biologi
organisme Ruang
dan lingkungan
tak hidup,
dimana kedua komponen
tersebut saling mempengaruhi dan berinteraksi. Kamu telah ketahui bahwa
antara faktor abiotik dengan faktor biotik dalam ekosistem dapat saling
mempengaruhi. Namun ada faktor abiotik yang tidak dapat dipengaruhi oleh
faktor biotik. Faktor abiotik ini berada pada lingkup yang lebih luas, bahkan
sangat menentukan jenis biotik baik tumbuhan ataupun hewan yang mampu
hidup di dalamnya. Faktor abiotik tersebut adalah iklim regional atau iklim
suatu tempat di permukaan bumi, yang dapat menentukan jenis Bioma.
Istilah Bioma berhubungan dengan kumpulan spesies (terutama
tumbuhan) yang dapat hidup di tempat tertentu di muka bumi, tergantung
pada iklim regionalnya. Jadi Bioma adalah kumpulan species (terutama
tumbuhan) yang mendiami tempat tertentu di bumi yang dicirikan oleh
vegetasi tertentu yang dominan dan langsung terlihat jelas di tempat
tersebut. Oleh karena itu biasanya Bioma diberi nama berdasarkan
tumbuhan yang dominan di daerah tersebut. Di permukaan bumi ini terdapat
6 macam bioma, yaitu: gurun (padang pasir), Padang rumput, hutan hujan
tropis, taiga (hutan jarum), hutan decidous (hutan gugur) dan tundra (padang
lumut). Karakteristik dari tiap-tiap jenis bioma tersebut yaitu:
a. Tundra, terdapat di daerah kutub, tumbuhan dominannya adalah lumut
kerak (Lichenes), lumut Sphagnum, rumput dan tumbuhan pendek
lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang hidup di
bioma ini adalah rusa, serigala dan beruang kutub.
Gambar 7: Bioma tundra: (a). tundra artik (b). tundra alpen. (sumber internet:
http://sdmuhcc.net)
b. Taiga, terletak di selatan tundra, yaitu di antara daerah beriklim sedang
dengan kutub.Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa atau
18
Modul pembelajaran
Ruangdominannya
Lingkup Biologi
hutan boreal. Tumbuhan
adalah konifer atau tumbuhan
berdaun jarum (pinus). Hewan yang hidup di sini adalah ajax, beruang
hitam, dan serigala.
Gambar 8: Taiga : (a). tumbuhan spuce (yang diberi tkamu panah) yang
mendominasi hutan boreal. (b). hutan konifer Montana di Sierra Nevada
California. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
c. Padang pasir atau Gurun, banyak terdapat di daerah kering dengan curah
hujan sedikit. Tumbuh-tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang
teradaptasi dengan keadaan kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh
kutikula yang tebal dan akar yang panjang. Juga tumbuhan sukulen atau
kaktus, yang menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya
menyempit menjadi duri. Hewan yang hidup pada bioma ini adalah unta,
tikus,ular, kadal, kalajengking, dan semut.
Gambar
9:
Gurun
panas
di
Tuscon
Arizona.
(sumber
internet:
http://sdmuhcc.net)
Padang rumput, pada bioma ini terdapat cukup curah hujan, tetapi
tidak cukup untuk menumbuhkan hutan. Tumbuhan dominannya adalah
rumput, sedangkan pohon dan semak terdapat di sepanjang sungai di
daerah tersebut. Macam padang rumput adalah prairi rumput pendek,
prairi rumput tinggi dan padang rumput tropis. Prairi adalah padang
rumput yang luas tanpa pohon.
19
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
Gambar 10: Padang rumput di Nebraska (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
g.
Savana, adalah padang rumput yang diselingi dengan sebaran pohon
yang tumbuh jarang. Hewan yang hidup pada bioma padang rumput dan
savana adalah bison, gajah, jerapah, zebra, domba, biri-biri, harimau,
cheetah, serigala dan ular.
Gambar 11: Savana. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
h.
Hutan hujan tropis (hutan basah), terdapat di daerah tropis yang banyak
turun hujan. Vegetasinya tumbuh sangat rapat. Jenis tumbuhan pada
bioma ini sangat beraneka ragam/heterogen, mulai dari tumbuhan
pendek yang hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang berukuran
tinggi. Juga ada tumbuhan epifit (tumbuhan yang tumbuh pada pohon
yang
mempunyai
naungan/kanopi,
seperti
anggrek)
dan
liana
(tumbuhan yang memanjat pada tumbuhan lain, seperti rotan). Hewanhewan yang hidup pada hutan ini antara lain monyet, macan kumbang,
harimau, tapir, gajah, dan bermacam-macam burung.
Gambar 12: Hutan hujan tropis dengan tumbuhan epifit (tkamu panah) yang
tumbuh pada suatu pohon. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
20
Moduli.pembelajaran
RuangGugur),
Lingkup
Biologi
Hutan decidous (Hutan
terdapat
di daerah yang memilki 4
musim (musim semi, panas, gugur dan dingin). Tumbuhan yang
dominan adalah tumbuhan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple
dan beech. Pohon-pohon di hutan ini menghijau pada musim panas, dan
menggugurkan daunnya pada musim gugur, dan pada musim dingin
daunnya ‘habis’. Memasuki musim semi pohon-pohon tersebut mulai
menum`buhkan daunnya.
(a)
(c)
(b)
(d)
Gambar 13. Kondisi hutan decidous : (a).musim semi, (b). musim panas, (c).
Musim gugur, dan (d).musim dingin. (sumber internet: http://sdmuhcc.net)
Selanjutnya interaksi antar bioma di permukaan bumi membentuk
lapisan makhluk hidup di bumi yang disebut Biosfer. Seluruh bioma di
permukaan bumi ini pada hakikatnya terdiri atas produsen, konsumen dan
dekomposer, dimana di dalamnya terjadi aliran materi dan energi yang
selalu dimulai dari tumbuhan hijau. Manusia sebagai makhluk ciptaan
Tuhan yang tertinggi derajatnya, dapat mengubah-ubah ekosistem sesuai
dengan kehendak dan tujuannya, misalnya dengan menciptakan ekosistem
buatan yang sesuai dengan kebutuhannya. Namun akibat aktivitas manusia
ini tak sedikit yang dapat mencemari lingkungan atau merusak ekosistem
alami. Contoh nyata yang sering terjadi adalah ‘membuka’ hutan sebagai
ekosistem alami menjadi lahan pertanian, menjadi perumahan, menjadi
21
Modulperkotaan,
pembelajaran
Ruangkawasan
Lingkup
Biologi
bahkan menjadi
industri
(pabrik-pabrik). (Anonim,
2012)
3. Cabang-Cabang
Biologi
Dan
Pemanfaatannya
Bagi
Manusia
Serta
Lingkungannya
Biologi dipilah-pilah menjadi cabang-cabang ilmu. Tiap cabang ilmu
mengkhususkan bahasannya pada satu objek tertentu saja. Misalnya cabang
Zoologi dan Mikrobiologi. Kemudian dari tiap objek itu, misalnya Zoologi terbagi
lagi menjadi Vertebrata dan Invertebrata. Dan Vertebrata yang terbagi lagi
menjadi 5 Filum (Pisces, Amphibia, Reptilia, Aves dan Mamalia) memunculkan
cabang- cabang ilmu seperti Ichtyologi, Ornitologi dan Mamalogi. Dari tiap
cabang ilmu ini muncul lagi cabang-cabang ilmu yang semakin spesifik.
Misalnya, dari Mamalogi kemudian muncul cabang-cabang ilmu yang mengkaji
lebih jauh mengenai hewan mamalia dan manusia tersebut, seperti Sitologi,
Anatomi, Fisiologi, Morfologi, Taksonomi, Genetika, Embriologi. Mikrobiologi
terbagi menjadi cabang yang lebih spesifik lagi, misal bakteriologi dan virologi.
Dari uraian di atas cabang-cabang Biologi dapat kita kelompokkan
berdasarkan pada:
a) Persoalannya/tema pokoknya antara lain Ekologi, Toksikologi, Taksonomi,
Biologi, Reproduksi, dan Teratologi, Etologi.
b) Struktur dan Fungsi/tingkat organisasi kehidupan antara lain Sitologi,
Histologi, Organologi, Biologi Populasi, Biologi Molekuler, dan Genetika
Populasi.
c) Objek kajiannya, antara lain Botani. Zoologi, Mikrobiologi, Mikologi,
Malakologi, Mamologi, Bakteriologi, Virologi, Parasitologi, dan lain-lain.
Pada cabang Biologi Terapan yang bertujuan untuk meningkatkan
kesejahteraan manusia pun kini terbagi menjadi Kedokteran, Gizi dan Kesehatan/
Higiene, Pertanian, Peternakan, Perikanan, serta Bioteknologi. Kemudian dari
ilmu Kedokteran sendiri muncul ilmu-ilmu spesifik antara lain spesialisasi saraf,
mata, kandungan, gigi, THT, internis, dan anak. Demikian pula dengan cabang
biologi terapan lainnya.
22
Modul pembelajaran
Ruangbiologi
Lingkup
Biologi
Ada banyak sekali manfaat
di berbagai
bidang kehidupan. Hal ini
ditandai dengan banyaknya cabang–cabang dari ilmu biologi, yaitu sebagai
berikut ini :
No
Cabang Biologi
1
Ekologi
Hubungan timbal balik antara makhuk hidup
2
Evolusi
dengan lingkungannya (ekosistem)
Sejarah perkembangan makhluk hidup dari
3
Palaeontologi
Bidang Kajian
tingkat rendah ke tingkat tinggi.
Fosil dan hubungannya dengan sejarah bumi atau
Kepurbakalaan.
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Zoologi
Dunia hewan
Botani
Dunia tumbuhan
Mikologi
Mikrobiologi
Jamur dan seluk beluknya
Mikroorganisme/jasad renik dan seluk beluknya
Virologi
Virus dan seluk beluknya
Sitologi
Struktur dan fungsi sel tubuh mahluk hidup
Histologi
Struktur dan fungsi jarigan tubuh makhluk hidup
Morfologi
Struktur luar tubuh makhluk hidup
Anatomi
Fisiologi
Letak dan struktur organ-organ tubuh makhluk
hidup
Faal/fisiologi kerja organ-organ tubuh makhluk
hidup
Taksonomi
Pengelompokan/klasifikasi makhluk hidup
Embriologi
Perkembangan embrio dari zigot sampai janin
beserta Faktor-faktor yang mempengaruhinya
16
17
18
19
Genetika
Mekanisme dan hukum-hukum pewarisan sifat
Ornitologi
Burung atau bangsa unggas dan seluk beluknya
Entomologi
Serangga dan seluk beluknya
Patologi
Penyakit-penyakit yang menyerang makhluk
23
Modul pembelajaran Ruang Lingkup Biologi
hidup
20
a.
Etologi
Perilaku dan cara hidup hewan
Manfaat Biologi Damal Bidang Pertanian
Manfaat ilmu biologi dalam bidang pertanian, sebagai contoh Ilmu
Biologi merupakan dasar dari Ilmu Pertanian terutama dalam penemuan
jenis tanaman unggul, rekayasa genetika tumbuhandan hewan. Misalnya:
Pengetahuan mengenai Sifat suatu tanaman berdasarkan analisa sel (ilmu
biologi) membuat manusia mampu menerapkan cara pembudidayaan yang
tepat dan pengolahan hasilnya lebih lanjut (pertanian). Pengetahuan
mengenai sifat dan karakter serangga yang berhubungan dengan iklim atau
musim (ilmu biologi) membuat manusia dapat menetapkan waktu bercocok
tanam yang tepat atau metode penanggulangan hama serangga tersebut
(ilmu pertanian).
b. Manfaat Biologi Dalam Bidang Kedokteran
Sebagai ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk kehidupan,
manfaat Biologi dalam meningkatkan kesejahteraan manusia tidak perlu
diragukan lagi. Berdasarkan ilmu murni Biologi, telah dikembangkan
berbagai ilmu terapan (bioteknologi) yang telah memajukan dunia
kedokteran, industri, pertanian, dan peternakan, serta perikanan. Seberapa
besarkah
pemanfaatan
biologi
untuk
kesejahteraan
manusia
telah
dilaksanakan? Untuk mengetahui hal tersebut marilah kita pelajari uraian
selanjutnya berikut ini.
Dahulu banyak masalah penyakit yang tidak dipahami penyebab
maupun cara pengobatannya, sehingga cara yang ditempuh untuk mencegah
maupun dalam menyembuhkannya tidak tepat.Tetapi berkat perkembangan
Biologi,
khususnya
dalam
cabang
ilmu:
anatomi dan fisiologi
manusia, mikrobiologi, virologi danpatologi, telah banyak membantu para
dokter dalam memahami penyebab gangguan tersebut.
Dengan demikian para dokter berhasil mencegah dan menyembuhkan
berbagai penyakit yang sampai saat ini sering menjadi masalah yang
menakutkan manusia. Berikut ini adalah contoh-contoh sumbangan
24
Modulpengetahuan
pembelajaran
Ruang
Lingkup
Biologi
yang telah
diberikan
oleh Biologi
beserta cabang-cabang
ilmunya dalam dunia kesehatan dan atau kedokteran.
Para penderita penyakit yang mengalami kerusakan pada salah satu
organ
tubuhnya,
kini
telah
mendapatkan
jalan
keluarnya
yaitu
melalui teknik transplantasi (pencangkokan) organ. Transplantasi organ
yang sudah berhasil dilakukan oleh para dokter adalah pencangkokan ginjal,
jantung, sumsum tulang belakang maupun hati.
Teknik fertilasi invitro telah dapat diaplikasikan tidak hanya pada
hewan ternak, tetapi telah dapat dilakukan pada manusia. Teknik ini dapat
membantu pasangan suami istri yang sulit mendapatkan keturunan karena
suatu kelainan. Fertilasi ini tentunya berasal dari gamet pasangan yang
bersangkutan. Teknik karakterisasi dan pemisahan gamet sperma yang
membawa kromosom X dan Y (penentu jenis kelamin keturunan) juga telah
berhasil dilakukan. Teknik ini memungkinkan para pasangan suami isteri
mendapatkan keturunannya dengan jenis kelamin tertentu.
Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa
jenis mikroba yang menyebabkan penyakit pada manusia maupun hewan.
Dengan demikian, antibiotik untuk mikroba-mikroba tersebut dapat dibuat.
Virologi pun
telah
memberikan
sumbangannya
pada
dunia
kedokteran, dengan mendasari pengetahuan dalam usaha menciptakan
vaksin-vaksin. Misalnya pada kasus yang baru saja terjadi yaitu mengenai
Virus Flu Burung. Sebuah surat kabar memberitakan bahwa Virus Flu
Burung atau disebut jugaVirus Avian Influenza, yang hanya dapat
diteruskan kepada manusia melalui kontak yang sangat dekat, telah dapat
ditemukan vaksinnya oleh para pakar Imunologi dan Bioteknologi di Badan
Kesehatan Dunia (WHO). Caranya adalah dengan menggabungkan gen
Avian dengan gen flu pada manusia agar menjadi ‘aman’. Mereka
mengambil satu gen virus flu burung kemudian menggantikan gennya tadi
dengan gen flu manusia. Hasil dari kombinasi virus buatan ini kemudian
dipersiapkan sebagai basis untuk pembuatan vaksinnya.
25
Modulc.pembelajaran
Ruang
Lingkup
Manfaat Biologi Dalam
Bidang
IndustriBiologi
Berikut ini adalah contoh-contoh pemanfaatan Biologi pada bidang
industri:
1.
Ditemukannya kandungan gula yang cukup tinggi pada batang tebu,
menyebabkan berkembangnya pabrik pengolahan tebu menjadi gula.
2.
Diketahuinya bahwa serabut biji kapas dan bulu domba dapat diolah
menjadi benang, dan kepompong ulat sutera dapat diolah menjadi
benang sutera, maka berkembanglah industri tekstil/kain, kain wol dan
kain sutera.
3.
Dengan berkembangnya mikrobiologi, telah diketahui berbagai struktur
dan sifat-sifat dari berbagai jenis mikroba/jasad renik, baik yang
menguntungkan
penyakit),
maupun
maka
yang
bersifat
berkembanglah
patogen
(menyebabkan
industri
obat-obatan,
makanan/minuman yang berkhasiat obat.
Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah
diketemukannya jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat
bermanfaat bagi manusia dan dapat dibuat menjadi yoghurt, maka
berkembanglah industri pembuatan yoghurt. Dalam industri obat-obatan,
telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang ternyata dapat
dibuat/disintesis menjadi insulin; insulin ini sangat berguna bagi penderita
penyakit Diabetes Melitus pada manusia. (Anonim, 2011)
26
Modul pembelajaran Ruang
Lingkup Biologi
EVALUASI
A.
PILIHAN GANDA : pilihlah jawaban yang benar!
1. Ketrerampilan membaca skala pada termometer suhu merupakan
keterampilan....
a. Pengamatan
b. Prediksi
c. Klasifikasi
d. Mengukur
e. Inferensi
2. Pemberian nama suatu bioma didasarkan pada....
a. Letak bioma
b. Tumbuhan yang domonan
c. Aliran energi yang terjadi
d. Banyaknya hewan yang dijumpai
e. Banyaknya spesies yang dijumpai
3. Variabel kontrol dari pernyataan “semakin tinggi suhu perendaman biji,
semakin cepat perkecambahan biji Adenium” adalah....
a. Suhu perendaman biji
b. Tinggi tanaman
c. Tanaman pepaya
d. Waktu menyiram
e. Lama menyiram
4. Seorang siswa pengamati tanaman kedelai yang tumbuh subur. Ia
mengatakan sebentar lagi tanaman akan berbunga. Pernyataan tersebut
termasuk....
a. Observasi
b. Hipotesis
c. Variabel kontrol
d. Perencanaan
e. Penjelasan
27
Modul
Ruang hidup,
Lingkup
Biologi
5. pembelajaran
Dalam klasifikasi makhluk
bakteri
Escherichia coli termasuk
anggota kingdom....
a. Eubacteria
b. Protista
c. Fungi
d. Plantae
e. Animalia
B. ESAY
1. Cabang ilmu biologi apa saja yang harus diterapkan jika kita akan
membuat yoghurt? Jelaskan!
2. Proses penelitian memerlukan lima unsur utama. Sebutkan dan beri
masing-masing satu contoh!
3. Sebutkan minimal 5 cabang ilmu biologi dan jelaskan masalah yang
dibahas didalamnya!
4. Seorang peneliti menemukan teori A dari hasil penelitiannya. Beberapa
tahun kemudian seorang peneliti lain melakukan penelitian yang sama dan
menemukan bahwa teori A tidak benar. Dapatkah hal itu terjadi? Jelaskan
28