Halaman
iEndang Sri LestariIdun KistinnahBIOLOGI 2Makhluk Hidup dan LingkungannyaUntuk SMA/MA Kelas XI
iiBIOLOGI 2Makhluk Hidup dan LingkungannyaUntuk SMA/MA Kelas XIEndang Sri LestariIdun KistinnahEditor Materi:Santi AriandiEditor Bahasa:Sri Iswanti MutmainahTata Letak:Rina ErnawatiDesign Cover:MarwantoAdopted by: Encarta 2006Ilustrator:Bayu, Haryana, Cahyo, Hary574.07EndEndang Sri Lestari bBiologi 2 : Makhluk Hidup dan Lingkungannya Untuk SMA/MAKelas XI / Endang Sri Lestari, Idun Kistinnah ; Editor Santi Ariandi, SriIswanti Mutmainah ; Ilustrator Bayu, Haryana, Cahyo, Hary. —Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.vii, 382 hlm. : ilus. ; 25 cm.Bibliografi : hlm. 368IndeksISBN 978-979-068-129-3 (no jld lengkap)ISBN 978-979-068-133-01. Biologi-Studi dan Pengajaran 2. Kistinnah, Idun3. Ariandi, Santi 4. Mutmainah, Sri Iswanti 5. Bayu 6. Haryana7. Cahyo 8. Hary 9. JudulHak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-UndangDiterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidkan NasionalTahun 2009Diperbanyak oleh ....Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen PendidikanNasional dari CV Putra Nugraha
iiiKATA SAMBUTANPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional,pada tahun 2008, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini daripenulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situsinternet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar NasionalPendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhisyarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melaluiPeraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 27 Tahun 2007 tanggal 25Juli 2007.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada parapenulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas olehpara siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkanbahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswadan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada diluar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepadapara siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya.Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.Jakarta, Februari 2009Kepala Pusat Perbukuan
ivKATA PENGANTARPuji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karenaakhirnya kami bisa menyelesaikan penulisan buku Biologi SMA dan MAini. Bagi Anda pelajar SMA dan MA, buku ini akan membimbing Andadalam mempelajari konsep Biologi secara mudah dan menyenangkan.Buku ini kami sajikan dengan pendekatan konstruktivisme, inquiry,questioning, learning community, modeling, reflection, dan evaluasi komprehensif.Dengan pendekatan ini, diharapkan Anda akan terlibat aktif dalammengenal, menganalisis, dan menyimpulkan konsep Biologi.Tujuan pembelajaran Biologi adalah mengembangkan daya nalar untukmemecahkan konsep-konsep Biologi dikaitkan dengan fakta-fakta yang adadi lingkungan sekitar. Untuk mencapai tujuan itu kami uraikan materi yangdisertai Tugas, baik individu maupun kelompok, Kegiatan Kelompok, baikeksperimen dan noneksperimen. Sebagai evaluasi untuk mengukur dayaserap Anda terhadap materi, kami sajikan Latihan dan Ulangan Blok untukmelatih kemampuan kognitif dan Uji Kompetensi yang memuat tiga aspekevaluasi, yaitu kognitif, psikomotorik, dan afektif.Dengan pola buku seperti yang kami sajikan tersebut, kami berharapsemoga buku ini bermanfaat, baik bagi siswa maupun guru dalam prosesbelajar mengajar Biologi di tingkat SMA dan MA.Penulis
vPETUNJUK PENGGUNAAN BUKUUntuk menggunakan buku ini sebagai panduan belajar, perhatikanpetunjuk-petunjuk berikut!1. Pelajari dan pahami teori-teori dan konsep-konsepBiologi dalam uraian materidengan menggunakan me-tode inquiry dan pola masya-rakat belajar yang dikem-bangkan dalam buku ini.2. Untuk mengembangkankemampuan psikomotorik,lakukan Kegiatan Kelom-pok melalui kegiatan ekspe-rimen, baik di dalam labo-ratorium maupun di luarlaboratorium.3. Kerjakan Tugas Individudan Tugas Kelompok untukmengembangkan kemam-puan personal maupunsosial.4. Soal-soal Latihan dapatdigunakan untuk melatihkemampuan kognitif darimateri yang ada dalamsetiap bab.5. Kerjakan soal-soal yang adadalam Uji Kompetensiyang mencakup tiga ranahevaluasi, yaitu kognitif,psikomotor, dan afektif.
viKATA SAMBUTAN ........................................................................................iiiKATA PENGANTAR ......................................................................................ivPETUNJUK PENGGUNAAN BUKU ............................................... ...vDAFTAR ISI ......................................................................................................viBAB 1 SEL .......................................................................................................1A. Pengertian Sel .....................................................................................3B. Beberapa Teori Mengenai Sel ..........................................................4C. Struktur dan Peranan Bagian-Bagian Sel .......................................5D. Struktur Sel Tumbuhan dan Hewan ...............................................16E. Mekanisme Transpor Zat Melalui Membran .................................19UJI KOMPETENSI.....................................................................................30BAB 2 JARINGAN TUMBUHAN DAN HEWAN ..................................31A. Jaringan Tumbuhan ...........................................................................33B. Organ Tumbuhan ...............................................................................56C. Kultur Jaringan ...................................................................................67D. Jaringan Hewan ..................................................................................69E. Organ ....................................................................................................80F.Sistem Organ .......................................................................................81UJI KOMPETENSI.....................................................................................88BAB 3 SISTEM GERAK MANUSIA .........................................................89A. Letak dan Fungsi Rangka .................................................................91B. Macam-Macam Tulang dan Stukturnya .........................................93C. Sistem Rangka Manusia .....................................................................96D. Perkembangan Tulang.......................................................................103E. Hubungan Antartulang .....................................................................105F.Kelainan Tulang ..................................................................................108G. Otot .......................................................................................................112H. Jenis-Jenis Otot dan Karakteristiknya ............................................115I.Mekanisme Kerja Otot .......................................................................118J.Kelainan pada Otot ............................................................................120UJI KOMPETENSI.....................................................................................126BAB 4 SISTEM PEREDARAN DARAH ...................................................127A. Darah Manusia ....................................................................................129B. Golongan Darah Manusia .................................................................138C. Transfusi Darah ..................................................................................142D. Alat-Alat Peredaran Darah ..............................................................144E. Macam-Macam Peredaran Darah ....................................................151F.Peredaran Getah Bening (Limfa) ....................................................151G. Gangguan/Kelainan pada Sistem Peredaran Darah ....................153H. Peredaran Darah pada Hewan ........................................................156I.Sistem Imunitas Tubuh ......................................................................160DAFTAR ISI
viiUJI KOMPETENSI.....................................................................................174ULANGAN BLOK 1 ........................................................................................ 175BAB 5 SISTEM PENCERNAAN ................................................................177A. Sistem Pencernaan Manusia ..............................................................179B. Zat Makanan .......................................................................................198C. Gangguan pada Sistem Pencernaan ................................................216E. Sistem Pencernaan pada Ruminansia ..............................................217UJI KOMPETENSI.....................................................................................224BAB 6 SISTEM PERNAPASAN.................................................................225A. Respirasi pada Manusia .....................................................................227B. Struktur dan Fungsi Pernapasan Manusia .....................................230C. Proses Pernapasan Manusia ..............................................................235D. Mekanisme Pernapasan .....................................................................237E. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Frekuensi Pernapasan.........240F.Volume Udara Pernapasan ...............................................................242G. Proses Pertukaran Oksigen dan Karbondioksida..........................245H. Pernapasan Buatan .............................................................................247I.Kelainan-Kelainan pada Sistem Pernapasan ..................................248J.Sistem Pernapasan Pada Hewan Tertentu/Burung .....................251UJI KOMPETENSI.....................................................................................256BAB 7 SISTEM EKSKRESI.........................................................................257A. Sistem Ekskresi pada Manusia .........................................................259B. Sistem Ekskresi pada Ikan ................................................................278C. Sistem Ekskresi pada Serangga (Belalang) ....................................279UJI KOMPETENSI.....................................................................................284BAB 8 SISTEM KOORDINASI DAN ALAT INDRA MANUSIA..........285A. Sistem Saraf Manusia .........................................................................287B. Gerak Refleks......................................................................................303C. Obat-Obatan Psikotropika ................................................................306D. Kelainan Fungsi Saraf ........................................................................307E. Sistem Endokrin .................................................................................307F.Alat Indra ............................................................................................314UJI KOMPETENSI.....................................................................................332BAB 9 SISTEM REPRODUKSI..................................................................333A. Reproduksi pada Laki-Laki ..............................................................335B. Reproduksi pada Wanita ..................................................................342C. Kelainan yang Terjadi pada Organ Reproduksi ...........................357UJI KOMPETENSI.....................................................................................363ULANGAN BLOK 2 ........................................................................................364KUNCI JAWABAN ..........................................................................................367DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................368DAFTAR GAMBAR DAN TABEL ...............................................................369GLOSARIUM ....................................................................................................374INDEKS SUBJEK DAN PENGARANG .....................................................379
Biologi SMA/MA Kelas XI1S E L1Tujuan PembelajaranPada bab ini Anda akan mempelajari tentang sel sebagai unit terkecil kehidupan.Dengan mempelajari materi ini, diharapkan Anda dapat mengetahui strukturdan fungsi sel sehingga dapat mengkaitkannya dengan proses-proses yangterjadi di dalam tubuh. Kata Kunci•sel•dinding selplasma•mitokondria•retikulumendoplasma•ribosom•badan golgi•lisosom•sentrosom•nukleus•vakuola•plastida•kloroplas•difusi•osmosis•transporaktif•endositosisPernahkah Anda sekali waktu mencermati tubuh Anda sendiri? Apabilakita amati tubuh manusia seperti terlihat pada Gambar 1.1, maka kita akanmendapatkan bagian-bagian dari tubuh manusia, antara lain kulit, mata,telinga, dan sebagainya. Tubuh manusia memiliki permukaan kulit yangpeka terhadap rangsang, sehingga bila kulit tersentuh, maka akan bisa mera-sakan rangsang berupa sentuhan tadi. Kemudian sebelah dalam lagi adadarah yang tidak terlihat dengan mata telanjang.Apabila kita mengamati bagian tubuh, misalnya kulit didapatkan bagianyang lebih kecil, misalnya jaringan yang paling luar adalah jaringan epitel.Jaringan epitel tersusun dari bagian yang lebih kecil yaitu sel-sel epitel.r manusiaGambar 1.1 Tubuh ManusiaSumber: Foto Haryana
Biologi SMA/MA Kelas XI2PETA KONSEPSelMembran PlasmaInti SelSitoplasmaOrganela Seldi dalamnyaterdapatMatrikssitoplasmaTransporTransporaktifTransporpasif•Difusi•Osmoisis•DifusiTerbantu•Endositosis•Eksositosis•Mitokondria•Retikum endo-plasma•Ribosom•Badan golgi•Lisosom•Sentrosom•Vakuola•Plastida•Kloroplas•MikrotubulusKromosomNukleolusMateri Genetikbagian-bagiannyaberfungsi untukdibedakan atasterdiri atasterdiri atasmeliputimengandungdi dalamnyaterdapat
Biologi SMA/MA Kelas XI3A PENGERTIAN SELKetika belajar di SMP/MTs, Anda pernah mempelajari sel sebagaipenyusun tubuh tumbuhan. Coba ingat-ingat kembali pengertian tentangsel! Sel-sel apa sajakah yang menyusun tumbuhan dan apakah fungsi masing-masing sel itu? Pada bab ini Anda akan mempelajari lagi secara mendetailtentang sel.Jika dilihat sekilas di bawah mikroskop, tampak bentuk sel itu kaku danseperti benda mati. Akan tetapi ternyata setelah diselidiki lebih lanjut, didalam sel terjadi segala proses kegiatan, bahkan sebenarnya segala kegiatankita sehari-hari itu terjadi pada tingkat sel. Ini dapat digambarkan dengankegiatan kita sehari-hari, misalnya ketika kita melakukan aktivitas membacabuku. Sel-sel apa sajakah yang bekerja saat kita melakukan aktivitas itu?Sel-sel tubuh yang bekerja antara lain sel otot. Dengan adanya sel otot, makatangan kita bisa memegang buku. Selain itu, sel batang dan kerucut matajuga bekerja menerima bayangan tulisan atau gambar. Setelah itu, sel otakakan menerjemahkan sehingga menghasil-kan suatu pengertian.Berdasarkan gambaran tersebut dapatkita ketahui bahwa sel itu hidup dan sa-ling bekerja sama satu dengan yang lainuntuk melakukan fungsi hidup.Fakta tersebut menunjukkan bahwatubuh manusia tersusun atas kumpulansel-sel. Sel-sel berkelompok membentuk suatu jaringan, dan kemudian jaringan-jaringan akan menyusun organ. Organ mempunyai beragam bentuk danfungsi. Organ-organ tersebut saling berkaitan satu sama lain untuk memben-tuk suatu sistem. Sistem organ inilah yang akan membentuk organisme baru.Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa sel merupakan tingkatanterendah dari organisme kehidupan. Agar lebih jelas organisasi itu dapatdiurutkan seperti pada Gambar 1.2 di bawah ini!Perlu DiketahuiTubuh seorang dewasa ter-susun atas ± 100 triliun sel,dan terdapat 200 jenis seldengan bentuk beranekaragam.Gambar 1.2 Bagan tingkat organisme kehidupanOrganOrganismeSistem organJaringanSelMakhluk hidupbersel satu(uniseluler)Makhluk hidupbersel banyak(multiseluler)
Biologi SMA/MA Kelas XI4Mengapa kita perlu mempelajari struktur sel? Bahkan ada cabang ilmubiologi yang khusus mempelajari tentang sel yaitu sitologi. Untuk mengeta-huinya, pelajarilah materi berikut ini dengan baik!B BEBERAPA TEORI MENGENAI SELBeberapa ahli telah mencoba menye-lidiki tentang struktur dan fungsi sel, dankemudian muncullah beberapa teori ten-tang sel. Sejarah ditemukannya teoritentang sel diawali penemuan mikroskopyang menjadi sarana untuk mempermudahmelihat struktur sel. Berbagai penelitianpara ahli biologi, antara lain seperti berikut.1. Robert Hooke (1635-1703)Ia mencoba melihat struktur sel padasayatan gabus di bawah mikroskop. Darihasil pengamatannya diketahui terlihatrongga-rongga yang dibatasi oleh dindingtebal. Jika dilihat secara keseluruhan,strukturnya mirip sarang lebah. Satuanterkecil dari rongga tersebut dinamakan sel.2. Schleiden (1804-1881) danT. Schwann (1810-1882)Mereka mengamati sel-sel jaringanhewan dan tumbuhan. Schleiden menga-dakan penelitian terhadap tumbuhan.Setelah mengamati tubuh tumbuhan, iamenemukan bahwa banyak sel yangmenyusun tubuh tumbuhan. Akhirnya iamenyimpulkan bahwa satuan terkecil daritumbuhan adalah sel. Schwann melaku-kan penelitian terhadap hewan. Ternyata dalam pengamatannya tersebutia melihat bahwa tubuh hewan juga tersusun dari banyak sel. Selanjutnyaia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tubuh hewan adalah sel.Dari dua penelitian tersebut keduanya menyimpulkan bahwa selmerupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup.Perlu DiketahuiAntonie van Leeuwenhoeklahir di Delft, negeri Belandapada tanggal 24 Oktober 1632dan meninggal tanggal 26 Agus-tus 1723. Ia disebut Bapak mi-krobiologi karena penemuan-nya tentang mikroskop berlensatunggal. Mikroskop temuannyamemakai perbesaran 50-300kali. Karirnya dalam bidangbiologi yaitu pada tahun 1674ia menemukan sel bakteri danProtozoa dari pengamatannyaterhadap air. Kemudian padatahun 1677 ia menemukanspermatozoa. Karena penemuanini maka secara tidak langsungia dapat menumbangkan “teorigeneratio spontonea”
Biologi SMA/MA Kelas XI53. Robert BrownPada tahun 1831, Brown mengamati struktursel pada jaringan tanaman anggrek dan melihatbenda kecil yang terapung-apung dalam sel yangkemudian diberi nama inti sel atau nukleus. Ber-dasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selaluterdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itusangat penting, yaitu untuk mengatur segala prosesyang terjadi di dalam sel.4. Felix Durjadin dan Johannes PurkinyePada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin danJohannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itudiberinya nama protoplasma.5. Max Schultze (1825-1874)Ia menegaskan bahwa protoplasma merupakan dasar-dasar fisikkehidupan. Protoplasma merupakan tempat terjadinya proses hidup.Dari pendapat beberapa ahli biologi tersebut akhirnya melahirkanbeberapa teori sel antara lain:a. sel merupakan unit struktural makhluk hidup;b. sel merupakan unit fungsional makhluk hidup;c.sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup;d. sel merupakan unit hereditas.Beberapa teori sel itu menunjukkan betapa pentingnya peranan selkarena hampir semua proses kehidupan dan kegiatan makhluk hidupdipengaruhi oleh sel.C STRUKTUR DAN PERANAN BAGIAN –BAGIANSELDari pengertian tentang sel, Anda sudah mendapatkan sedikit gambaranyang jelas tentang sel. Walaupun sel merupakan bagian terkecil dari makhlukhidup, tetapi sel masih memiliki bagian-bagian lebih kecil lagi yang menyu-sunnya. Di situlah terjadinya segala aktivitas di dalam sel. Bagian sel tersebutdinamakan organela. Jenis organela-organela tersebut bermacam-macam danmasing-masing memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda-beda.Sel berukuran sangat kecil, yaitu berkisar antara 5-15 mikron, sehinggauntuk melihatnya harus menggunakan alat bantu yang disebut mikroskop.Untuk mendapatkan gambaran yang jelas tentang struktur sel, lakukanlahKegiatan Kelompok 1 berikut ini!Gambar 1.3 Robert BrownSumber: Jendela Iptek, 2000
Biologi SMA/MA Kelas XI6KEGIATAN KELOMPOK 1Tujuan:Mengamati struktur sel hewanAlat dan Bahan:1. Preparat awetan sel hewan2. MikroskopCara Kerja :1. Ambillah preparat awetan sel hewan.2. Amatilah di bawah mikroskop dengan perbesaran kecil terlebihdahulu, kemudian dengan perbesaran besar.3. Gambarlah sel hewan yang tampak dari hasil pengamatan Andadan berilah keterangan masing-masing bagian itu pada buku tugasAnda. Kemudian presentasikan di depan kelas!Dari Kegiatan Kelom-pok 1 Anda sudah men-dapatkan gambaran ten-tang struktur sel hewan.Coba bandingkan gambarhasil kegiatan Anda de-ngan hasil kegiatan temanyang lain! Samakah ha-silnya? Bandingkan pulahasil pengamatan Andadengan Gambar 1.4 tentangstruktur sel !Dari kegiatan tersebutdapat diketahui bahwasetiap sel hidup mempu-nyai unsur-unsur pokok yang bertugas pada proses-proses kehidupanmakhluk hidup, antara lain membran plasma, sitoplasma, dan organela.Bagian-bagian sel itu mempunyai fungsi atau tugas sendiri-sendiri.Coba Anda perhatikan lagi struktur sel pada Gambar di 1.4! Gambartersebut memperlihatkan struktur sel yang tersusun atas beberapa bagian.Bagian-bagian tersebut antara lain seperti berikut.1. Membran SelMembran sel berupa selaput tipis, disebut juga plasmalema. Tebalmembran antara 5-10 nm (1nm = 9110u m). Apabila diamati denganmikroskop cahaya tidak terlihat jelas, tetapi keberadaannya dapat dibuktikanpada waktu sel mengalami plasmolisis.Gambar 1.4 Struktur SelSumber: Biologi. Reaven Johnson,2003
Biologi SMA/MA Kelas XI7S. Singer dan E.Nicolson (1972) menyampaikan teori tentang membransel. Teori ini disebut teori membran mozaik cair, yang menjelaskan bahwamembran sel terdiri atas protein yang tersusun seperti mozaik (tersebar) danmasing-masing tersisip di antara dua lapis fosfolipid.Membran sel merupakan bagian terluar sel dan tersusun secara berlapis-lapis. Bahan penyusun membran sel yaitu lipoprotein yang merupakangabungan antara lemak dan protein.Membran sel mengandung kira-kira 50% lipid dan 50% protein. Lipidyang menyusun membran sel terdiri atas fosfolipid dan sterol. Fosfolipidmemiliki bentuk tidak simetris dan berukuran panjang. Salah satu ujungfosfolipid bersifat mudah larut dalam air (hidrofilik), yang disebut denganujung polar. Bagian sterol bersifat tidak larut dalam air (hidrofobik) yangdisebut dengan ujung nonpolar. Fosfolipid tersusun atas dua lapis. Dalamhal ini protein dibedakan menjadi 2 sebagai berikut.a. Protein Ekstrinsik (Perifer)Protein ini letaknya tersembul di antara dua lapis fosfolipid. Proteinekstrinsik bergabung dengan permukaan luar membran dan bersifat hidro-filik yaitu mudah larut dalam air.b. Protein Intrinsik (Integral)Protein ini letaknya tenggelam di antara dua lapis fosfolipid. Proteinintrinsik bergabung dengan membran dalam dan bersifat hidrofobik yaitutidak mudah larut dalam air.Penyusun membran sel yang berupa karbohidrat berikatan denganmolekul protein yang bersifat hidrofilik sehingga disebut dengan glikoprotein.Adapun karbohidrat yang berikatan dengan lipid yang bersifat hirofilikdisebut dengan glikopolid.Sifat dari membran sel ini adalah selektif permiabel artinya adalah dapatdilalui oleh air dan zat-zat tertentu yang terlarut di dalamnya. Membransel memiliki fungsi antara lain:a. sebagai pelindung sel,b. mengendalikan pertukaran zat, danc.tempat terjadinya reaksi kimia.Untuk menunjang fungsinya ini, membran sel memiliki kemampuanuntuk mengenali zat. Zat yang dibutuhkan akan diizinkan masuk,sedangkan zat yang sudah tidak digunakan berupa sampah akan dibuang.Ada juga zat tertentu yang dikeluarkan untuk diekspor ke sel lain.
Biologi SMA/MA Kelas XI8Masuknya zat dari luar melaluimembran sel yaitu melalui peris-tiwa transpor pasif dan transporaktif. Agar lebih jelas memahamistruktur membran sel, coba Andaperhatikan Gambar 1.5!2. Inti Sel (Nukleus)Nukleus merupakan organterbesar sel, dengan ukuran diame-ter antara 10-20 nm. Nukleusmemiliki bentuk bulat atau lon-jong. Hampir semua sel memilikinukleus, karena nukleus iniberperan penting dalam aktivitas sel, terutama dalam melakukan sintesisprotein. Namun ada beberapa sel yang tidak memiliki nukleus antara lainsel eritrosit dan sel trombosit. Pada kedua sel ini aktivitas metabolismeterbatas dan tidak dapat melakukan pembelahan.Biasanya sebuah sel hanya memiliki satu nukleus saja, yang terletak ditengah. Namun ada sel-sel yang memiliki inti lebih dari satu yaitu pada selparenkim hati dan sel otot jantung, yang memiliki dua buah nukleus. Adapunpada sel otot rangka terdapat banyak nukleus.Komposisi nukleus terdiri atas membran nukleus, matriks, dan anak inti.a. Membran Nukleus (Karioteka)Susunan molekul membran ini sama dengan susunan molekul membransel, yaitu berupa lipoprotein. Membran inti juga dilengkapi dengan pori-pori yang dapat memungkinkan hubungan antara nukleoplasma dansitoplasma. Pori-pori ini berperan dalam memindahkan materi antara intisel dan sitoplasmanya.Membran inti hanya bisa dilihat dengan jelas dengan menggunakanmikroskop elektron. Membran inti terdiri atas dua selaput yaitu selaput luardan selaput dalam. Selaput luar mengandung ribosom pada sisi yangmenghadap sitoplasma dan sering kali berhubungan dengan membranretikulum endoplasma.b. Matriks (Nukleoplasma)Nukleoplasma terdiri atas cairan inti yang tersusun dari zat protein intiyang disebut dengan nukleoprotein.c. Anak Inti (Nukleolus)Di dalam nukleolus banyak terkandung kromosom, yaitu benang-benanghalus DNA. Kromosom tersebut berfungsi untuk:Gambar 1.5 Membran SelSumber: Biology. Reaven Johnson, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI91) menentukan ciri-ciri yang di-miliki sel;2) mengatur bentuk sel;3) menentukan generasi selan-jutnya.DNA tersusun dalam kromosomyang terdapat pada nukleoplasma,sedangkan tempat sintesis RNAterjadi pada nukleolus.Untuk lebih memahami tentangstruktur nukleus dapat Anda lihatpada Gambar 1.6.3. SitoplasmaSitoplasma merupakan suatu cairan sel dan segala sesuatu yang larutdi dalamnya, kecuali nukleus (inti sel) dan organela. Sitoplasma yang beradadi dalam inti sel disebut nukleoplasma. Sitoplasma bersifat koloid kompleks,yaitu tidak padat dan tidak cair. Sifat koloid sitoplasma ini dapat berubah-ubah tergantung kandungan air. Jika konsentrasi air tinggi maka koloidakan bersifat encer yang disebut dengan sol, sedangkan jika konsentrasi airrendah maka koloid bersifat padat lembek yang disebut dengan gel.Sitoplasma tersusun atas air yang di dalamnya terlarut molekul-molekulkecil (mikromolekul) dan molekul-molekul besar (makromolekul), ion-ion danbahan hidup (organela) ukuran partikel terlarut yaitu 0,001 – 1 mikron, danbersifat transparan. Bagian yang merupakan lingkungan dalam sel adalahmatrik sitoplasma. Tiap-tiap organela mempunyai struktur dan fungsikhusus. Organela yang menyusun sitoplasma adalah sebagai berikut.a. MitokondriaMitokondria merupakan organela penghasil energi dalam suatu sel.Mitokondria memiliki bentuk bulat tongkat dan berukuran panjang antara0,2-5 mikrometer dengan diameter 0,5 mikrometer.Dengan bantuan mikroskop cahaya, keberadaan mitokondria dapatterlihat, tetapi untuk dapat melihat struktur dasarnya harus menggunakanmikroskop elektron.Mitokondria disusun oleh bahan-bahan antara lain fosfolipid dan pro-tein. Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu membran luardan membran dalam. Permukaan pada membran luar halus, sedangkanpada membran dalam banyak terdapat lekukan-lekukan ke dalam yangdisebut krista. Adanya lekukan-lekukan ini akan dapat memperluas bidangpermukaannya. Krista berperan dalam penyerapan oksigen untuk respirasi.Gambar 1.6 NukleusSumber: www.unplod.wikipedia.org.
Biologi SMA/MA Kelas XI10Dari proses respirasi inilah dapat dihasilkan energi. Jadi, mitokondriaberfungsi untuk tempat respirasi sel atau sebagai pembangkit energi. Mito-kondria mempunyai enzim yang dapat mengubah energi potensial darimakanan kemudian disimpan dalam bentuk ATP. ATP inilah yang merupa-kan sumber energi sebagai bahan bakar untuk melakukan proses kegiatanuntuk hidup.Sel-sel mana saja yang banyak terdapat mitokondria pada tubuhmanusia? Tentu saja sel-sel yang banyak melakukan aktivitas kerja. Padabagian organ mana dalam tubuh Anda yang paling aktif dan giat bekerja?Misalnya jika seorang olahragawan melakukan aktivitas berolahraga, makabagian tubuh yang paling aktif bekerja adalah otot. Otot akan selalu ber-kontraksi ketika seseorang bergerak. Bahkan, ketika Anda tidur pun sel selalumelakukan pemecahan ATP. Coba analisalah kegunaan ATP ketika kitadalam keadaan tidur. Kegunaan ATP yaitu sebagai energi yang digunakanuntuk mengganti sel-sel yang rusak, untuk memompa jantung, dan lain-lain.Mitokondria banyak terdapat pada bagian tubuh antara lain otot, hati,jantung, ginjal, karena bagian tubuh tersebut paling aktif melakukan kerjadan menghasilkan energi. Struktur mitokondria dapat dilihat pada Gambar1.7.b. Retikulum EndoplasmaUntuk memahami struktur retikulum endoplasma, perhatikan Gambar1.8! Retikulum endoplasma merupakan sistem yang sangat luas, membrandi dalam sel berupa saluran-saluran dan tabung pipih. Membran ini lebihtipis dari membran plasma. Komposisi kimia tersusun atas lipoprotein.Gambar 1.7 MitokondriaSumber: Biology. Reaven Johnson, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI11Retikulum endoplasma ada dua macam, yaitu retikulum endoplasmakasar dan retikulum endoplasma halus.1) Retikulum Endoplasma Kasar (REK)Retikulum endoplasma kasar ditempeli dengan ribosom yang tersebarmerata pada permukaannya. Ribosom merupakan tempat sintesis protein.Protein yang sudah terbentuk kemudian akan diangkut ke bagian dalamretikulum endoplasma, dan kemudian disimpan di dalam membran yangberkantong yang disebut vesikula.2) Retikulum Endoplasma Halus (REH)Retikulum endoplasma halus tidak ditempeli oleh ribosom. PermukaanREH ini menghasilkan enzim yang dapat mensintesis fosfolipid, glikolipid,dan steroid.Jadi, secara umum fungsi retikulum endoplasma antara lain:1) penghubung selaput luar inti dengan sitoplasma, sehingga menjadi peng-hubung materi genetik antara inti sel dengan sitoplasma;2) transpor protein yang disintesis dalam ribosom; dan3) biosintesis fosfolipid, glikolipid, dan sterol.c. RibosomRibosom merupakan struktur terkecil yang bergaris tengah 17-20 mikron,letaknya di dalam sitoplasma sehingga hanya bisa dilihat dengan bantuanmikroskop elektron. Semua sel hidup memiliki ribosom. Ribosom berfungsiuntuk sintesis protein, yang selanjutnya digunakan untuk pertumbuhan,perkembangbiakan atau perbaikan sel yang rusak. Pada sel-sel yang aktifdalam sintesis protein, ribosom dapat berjumlah 25% dari bobot kering sel.Coba sebutkan pada bagian organ mana saja pada tubuh manusia yang palingGambar 1.8 Retikulum EndoplasmaSumber: Biology. Reaven Johnson, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI12banyak terdapat ribosom? Keberadaan ribosom secara acak tersebar di dalamsitoplasma, tetapi ada beberapa yang terikat pada membran retikulumendoplasma kasar (REK).Sel hati merupakan sel yang banyak mengandung ribosom, karena selhati terlibat aktif dalam melakukan sintesis protein.d. Badan GolgiCoba Anda perhatikan Gambar 1.9! Gambar itu menunjukkan badangolgi. Perhatikan strukturnya!Organela ini ditemukan pertama kali oleh Camilio Golgi, seorangilmuwan dari Italia. Badan golgi biasa dijumpai pada sel tumbuhan maupunhewan. Pada sel hewan terdapat 10-20 badan golgi. Lain halnya dengantumbuhan yang memiliki ratusan badan golgi pada setiap sel. Badan golgiterdiri atas sekelompok kantong pipih yang dibatasi membran yang dina-makan saccula. Di dekat saccula terdapat vesikel sekretori yang berupagelembung bulat. Badan golgi pada tumbuhan disebut dengan diktiosom.Pada diktiosom terjadi pembuatan polisakarida dalam bentuk selulosa yangdigunakan sebagai bahan penyusun dinding sel.Secara umum fungsi dari badan golgi antara lain:1) secara aktif terlibat dalam proses sekresi, terutama pada sel-sel kelenjar;2) membentuk dinding sel pada tumbuhan;3) menghasilkan lisosom;4) membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk meme-cah dinding sel telur. Gambar 1.9 Badan GolgiSumber: Biology. Reaven Johnson, 2003
Biologi SMA/MA Kelas XI13TUGAS INDIVIDUKerjakan tugas berikut!1. Berikan penjelasan mengenai organ-organ pada manusia yangbanyak terdapat badan golgi!2. Jelaskan pula fungsi badan golgi pada organ-organ tersebut!3. Tulislah di buku tugas dan presentasikan hasilnya di depan kelas!e. LisosomLisosom hanya ditemukan pada sel hewansaja. Lisosom merupakan struktur agak bulatyang dibatasi membran tunggal, memilikiukuran diameter 1,5 mikron. Lisosom berperanaktif melakukan fungsi imunitas. Lisosom berisienzim-enzim hidrolitik untuk memecah polisa-karida, lipid, fosfolipid, dan protein. Lisosomberperan dalam pencernaan intrasel, misalnyapada protozoa atau sel darah putih.Lisosom juga berperan penting dalam matinya sel-sel. Lisosom banyakterdapat pada sel-sel darah terutama leukosit, limfosit, dan monosit. Di dalamsel-sel tersebut lisosom berperan mensintesis enzim-enzim hidrolitik untukmencernakan bakteri-bakteri patogen yang menyerang tubuh. Agar dapatmemahami struktur lisosom, perhatikan Gambar 1.10!Lisosom membantu menghancurkan sel yang luka atau mati danmenggantikan dengan yang baru yang disebut dengan autofagus. Contohnyalisosom banyak terdapat pada sel-sel ekor kecebong. Ekor kecebong secarabertahap akan diserap dan mati. Hasil penghancurannya digunakan untukpertumbuhan sel-sel baru bagi katak yang sedang dalam masa pertumbuhan.Begitu pula selaput antara jari-jari tangan dan kaki manusia ketika berujudembrio akan hilang setelah embrio tersebut lahir.f. SentrosomSentrosom hanya dijumpai pada sel hewan. Bentuk sentrosom bulatkecil. Organela ini terdapat di dekat inti, berperan dalam proses pembelahansel. Sentrosom menyerupai bola-bola duri karena adanya serat-serat radial.g. VakuolaVakuola ialah organela sitoplasmik yang berisi cairan dan dibatasiselaput tipis yang disebut tonoplas. Vakuola berbentuk cairan yang didalamnya terlarut berbagai zat seperti enzim, lipid, alkaloid, garam mineral,asam, dan basa. Pada sel tumbuhan, vakuola selalu ada. Semakin tua suatutumbuhan, maka vakuola yang terbentuk semakin besar.Sumber: www.cybeck-deGambar 1.10 Lisosom
Biologi SMA/MA Kelas XI14Vakuola berperan untuk menyimpan zatmakanan berupa sukrosa dan garammineral, selain juga berfungsi sebagai tempatpenimbunan sisa metabolisme, seperti getahpada batang tumbuhan karet. Untukmemahami struktur vakuola pada tum-buhan Anda dapat melihat Gambar 1.11!Vakuola juga terdapat pada protozoa.Vakuola protozoa berupa vakuola kon-traktil dan vakuola nonkontraktil.1) Vakuola kontraktilVakuola kontraktil disebut juga vakuolaberdenyut. Vakuola kontraktil memilikifungsi sebagai osmoregulator yaitu meng-atur nilai osmotik dalam sel.2) Vakuola nonkontraktilVakuola nonkontraktil disebut juga vakuola makanan, yang berfungsiuntuk mencerna makanan dan mengedarkan hasil pencernaan makananke seluruh tubuh.h. PlastidaPlastida juga merupakan organela spesifik yang terdapat pada seltumbuhan. Di dalam plastida terdapat zat pigmen. Mekanisme kerja plastidasangat dipengaruhi oleh rangsang cahaya. Pada lingkungan yang banyakterdapat penyinaran matahari, maka plastida menghasilkan pigmen warnayang disebut kloroplas, antara lain pigmen hijau (klorofil), kuning (xantin),dan kuning kemerah-merahan (xantofil). Plastida yang tidak terkena cahayamatahari tidak akan menghasilkan pigmen warna yang disebut leukoplasatau amiloplas yaitu untuk tempat amilum.i. KloroplasPada sel tumbuhan ada bagian paling spesifik yang tidak terdapat padasel hewan, yaitu bagian yang berperan dalam proses fotosintesis. Bagianmanakah itu? Tentu Anda sudah mengetahui bahwa bagian yang dimaksudadalah klorofil. Klorofil dihasilkan oleh suatu struktur yang disebut kloroplas.Coba perhatikan tumbuh-tumbuhan yang ada di sekitar lingkungan Anda!Bagaimanakah warna daun-daun tumbuhan tersebut?Kloroplas hanya terdapat dalam sel tumbuhan dan ganggang tertentu.Pada sel-sel tumbuhan, kloroplas berbentuk cakram dengan diameter 5-8Pm dengan tebal 2-4 Pm. Kloroplas dapat dilihat pada Gambar 1.12!Sumber: Ilustrasi BayuGambar 1.11 Vakuola tumbuhan
Biologi SMA/MA Kelas XI15Pada gambar tersebut terlihat bahwa kloroplas dibungkus oleh membranganda, yaitu membran internal (dalam) dan membran eksternal (luar).1) Membran Internal (Dalam)Pada membran ini tidak terdapat lipatan (halus), dan terdapat banyakpigmen fotosintesis yang terletak pada thilakoid. Pigmen ini akan menangkapcahaya matahari dan mengubah energi cahaya ini menjadi energi kimia dalambentuk ATP (Adenosin Trifosfat), melalui proses fotosintesis. Tumpukan daribeberapa thilakoid akan membentuk granum. Thilakoid yang memanjangmenghubungkan granum satu dengan lainnya disebut stroma. Pigmenfotosintesis tersebut antara lain klorofil dan karotenoid.a) KlorofilKlorofil meliputi klorofil a dan b. Klorofil merupakan pigmen hijau untukmenangkap energi cahaya matahari, misalnya sinar merah, biru, ungu, danmemantulkan sinar hijau.b) KarotenoidKarotenoid merupakan pigmen kuning sampai jingga. Karotenoidmenyerap sinar gelombang antara hijau-biru.2) Membran Eksternal (Luar)Pada membran ekternal ini tidak mengandung klorofil maupun karo-tenoid, melainkan mengandung pigmen xanthofil yang disebut violaxanthin.Dari uraian di atas dapat kita ketahui bahwa di dalam sel yang masihhidup selalu terdapat unsur-unsur pokok seperti disebutkan di atas. Sel hidupmasih selalu melakukan aktivitas tumbuh dan berkembang. Aktivitas inidilakukan oleh bagian-bagian pokok sel tersebut.Coba Anda bayangkan jika sel tidak memiliki organela-organela sepertidi atas, apakah yang akan terjadi? Tentunya kita tidak dapat tumbuh danberkembang, tetapi perlu Anda ketahui bahwa pertumbuhan sel ini bersifatterarah dan terkendali.Contohnya sel-sel janin, ia tahu persis kapan harus membelah dan kapanharus berhenti, sehingga hanya ada 2 kaki, 2 tangan, 2 mata, 2 ginjal, bahkanSumber: Biology Renven Johnson,2003.Gambar 1.12 Kloropas
Biologi SMA/MA Kelas XI16TUGAS INDIVIDUKEGIATAN KELOMPOK 2jika kita perhatikan jari kelingking tidak lebih panjang dari jari manis dansebagainya. Contoh tersebut menggambarkan pembelahan sel yang terarahdan terkendali.Dengan mengetahui sifat sel yang terarah dan terkendali akan menimbulkanrasa kagum dan selanjutnya kita harus mensyukurinya sebagai anugerah TuhanYang Maha Esa kepada kita dan makhluk hidup lain di bumi.Coba carilah fakta lain yang terjadi di dalam diri Anda sendiri yangmenunjukkan sifat sel yang terarah dan terkendali! Tuliskan di bukutugas Anda! Kemudian presentasikan di depan kelas!D STRUKTUR SEL TUMBUHAN DAN HEWANStruktur sel tumbuhan dan hewan memiliki perbedaan. Apakah perbe-daannya? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, cobalah lakukan KegiatanKelompok 2 berikut ini!Tujuan:Mengamati sel tumbuhan dan hewanAlat dan Bahan:1. Bawang7. Kertas tisu2. Larutan yodium8. Objek gelas3. Metilen biru9.Gelas penutup4. Pisau10. Mikroskop5. Pipet tetes11. Tusuk gigi6. Jarum bertangkaiA. Mengamati Sel TumbuhanCara Kerja:1. Sayatlah bawang dengan menggunakan pisau. Ambillah bagiantipis yang transparan dari permukaan dalam bawang denganmenggunakan jarum bertangkai.2. Berilah 1 tetes air pada objek gelas. Letakkan potongan bawangtadi pada tetesan air, kemudian tutuplah dengan gelas penutup.
Biologi SMA/MA Kelas XI17Air yang merembes pada objek gelas diisap dengan menggunakankertas tisu.3. Amatilah di bawah mikroskop dengan perbesaran kecil dan besar.4. Ambillah objek gelas dari mikroskop tadi, kemudian berilah 1 teteslarutan yodium pada salah satu sisi objek gelas (cairan ini berfungsiuntuk memperjelas bagian-bagian sel). Cairan yang merembespada objek gelas diisap dengan menggunakan kertas tisu.5. Amatilah kembali preparat di bawah mikroskop dengan perbe-saran kecil dan besar.6. Gambarlah hasil pengamatan Anda dan berilah keterangan padabagian-bagian sel yang dapat diamati.7. Konsultasikan hasil pengamatan Anda dengan guru pengampu!B. Mengamati Sel HewanCara Kerja:1. Amatilah lapisan dalam rongga mulut dengan cara menggoreskantusuk gigi dengan hati-hati pada bagian dalam rongga mulut.2. Berilah 1 tetes air pada objek gelas, kemudian letakkan goresanrongga mulut tadi pada tetesan air di atas objek gelas. Setelah itututuplah dengan gelas penutup.3. Amatilah di bawah mikroskop dengan perbesaran kecil dan besar.4. Ambilah objek gelas dari mikroskop tadi. Teteskan metilen birupada salah satu bagian tepi dari objek gelas (cairan ini berfungsiuntuk memperjelas bagian-bagian sel). Cairan yang merembes keluar dari objek gelas diisap dengan menggunakan kertas tisu.5. Amatilah kembali di bawah mikroskop dengan perbesaran kecildan besar.6. Gambarlah hasil pengamatan Anda dan berilah keterangan padamasing-masing bagian sel tersebut!Dari dua kegiatan yang telah Anda lakukan, maka Anda bisa membanding-kan antara sel tumbuhan yang diambil dari tumbuhan bawang dan sel hewanyang diambil dari goresan dalam rongga mulut. Bandingkan hasil yang Andaperoleh dengan Gambar 1.13.
Biologi SMA/MA Kelas XI18TUGAS KELOMPOKDari kegiatan yang Anda lakukan di atas, Anda telah mendapatkanperbedaan antara sel hewan dan tumbuhan. Coba sebutkan perbedaantersebut dan presentasikan hasilnya di depan kelas!Berdasarkan gambar yang telah Anda dapatkan dari kegiatan di depan,dapat terlihat bahwa pada bagian luar sel tumbuhan terdapat dinding sel,tetapi pada hewan tidak. Adanya dinding sel inilah yang menyebabkan sel-sel tumbuhan memiliki sifat keras dan kaku.Pada tumbuhan, dinding sel berfungsi antara lain untuk melindungiprotoplas, sebagai penguat tanaman dan mencegah terjadinya dehidrasi.Komponen utama penyusun dinding sel adalah polisakarida.Dinding sel tumbuhan muda masih terlihat tipis yang terdiri atas selaputzat pektin. Setelah sel tumbuhan bertambah tua, maka dinding sel akanmenebal dan zat pembentuknya adalah selulosa. Dinding sel bagian dalamberhubungan langsung dengan membran plasma. Membran ini bisa terlihatapabila sel berada di dalam larutan yang lebih pekat daripada larutan dalamsel, sehingga membran plasma akan lepas.Gambar 1.13 Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhanSumber: Boilogy Reaven Johnson, 2003Sel hewanSel tumbuhan
Biologi SMA/MA Kelas XI19Selain itu, organela khas yang terdapat pada sel hewan dan tidak banyakterdapat pada sel tumbuhan adalah sentrosom dan lisosom. Struktur sen-trosom bisa dilihat dengan jelas apabila menggunakan mikroskop elektron.Struktur sentrosom seperti rakitan batang-batang yang menyusun bangunansekunder, sembilan batang membentuk bangun silinder, satu batang beradadi pusat silinder. Apakah dan bagaimanakah lisosom itu? Cobalah ingatkembali pengertiannya berdasarkan penjelasan di depan.Secara garis besar, perbedaan antara struktur hewan dengan tumbuhanbisa dilihat pada Tabel 1.1 di bawah ini!Tabel 1.1 Perbedaan Struktur Sel Hewan dan TumbuhanBerdasarkan penjelasan tersebut kita dapat membedakan kondisi antarasel hewan dan tumbuhan.E MEKANISME TRANSPOR ZAT MELALUIMEMBRANDari penjelasan di depan Anda telah mengetahui bahwa sel merupakanpenyusun jaringan tumbuhan dan hewan. Segala aktivitas terjadi dalamsel, sehingga fungsi jaringan pun dapat dilakukan dengan baik. Tentunyadi sini ada hubungan antara sel satu dengan yang lain, terutama dalam haltranspor zat-zat untuk proses metabolisme tumbuhan. Zat-zat tersebut keluarmasuk sel dengan melewati membran sel. Cara zat melewati membran selmelalui beberapa mekanisme berikut.1. Transpor PasifTranspor pasif merupakan perpindahan zat yang tidak memerlukanenergi. Perpindahan zat ini terjadi karena perbedaan konsentrasi antarazat atau larutan. Transpor pasif melalui peristiwa difusi, osmosis, dan difusiterbantu.No1.2.3.4.5. Sel HewanTidak mempunyai dinding sel.Mempunyai sentrosom.Mempunyai lisosom.Tidak mempunyai plastida.Cadangan makanan berupalemak dan glikogen. Sel TumbuhanMempunyai dinding sel.Tidak mempunyai sentrosom.Tidak mempunyai lisosom.Mempunyai plastida.Cadangan makanan berupapati atau amilum.
Biologi SMA/MA Kelas XI20TUGAS INDIVIDUSumber: Ensiklopedi Sains danKehidupan, 1997Gambar 1.15Proses difusi pada selaput plasmaa. DifusiProses ini merupakan perpindahanmolekul larutan berkonsentrasi tinggimenuju larutan berkonsentrasi rendahtanpa melalui selaput membran. Gambar1.14 menunjukkan proses terjadinyadifusi. Pada permulaan percobaan se-mula molekul glukosa ada di bagian A.Setelah beberapa saat, proses difusimenyebabkan konsentrasi glukosa di Aturun dan di B naik dengan kecepatanyang sama. Setelah 3 jam, konsentrasipada kedua ruang tersebut sama dankeseimbangan akan tercapai. Difusipada membran sel (selaput plasma)dapat terlihat pada Gambar 1.15!Proses difusi sering terjadi padatubuh kita. Tanpa kita sadari, tubuhkita selalu melakukan proses ini, yaitupada saat kita menghirup udara. Keti-ka menghirup udara, di dalam tubuhakan terjadi pertukaran gas antarselmelalui proses difusi.Contoh lain proses difusi adalahsaat kita membuat minuman sirup.Sirup yang kita larutkan dengan airakan bergerak dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke larutan yangkonsentrasinya rendah.Pada masing-masing zat, kecepatan difusi berbeda-beda. Untuk contohkasus yang dijelaskan, yaitu antara sirup dan gas, maka kecepatan difusisirup lebih besar pada gas. Berdasarkan hal itu coba Anda cari lagi contohproses difusi lain yang pernah Anda ketahui!Kerjakan tugas berikut!Siapkan segelas air putih, kemudian teteskan tinta hitam ke dalam airtersebut! Amati yang terjadi, tuliskan hasilnya di buku tugasmu danpresentasikan di depan kelas!Sumber: Biologi1, Kimball, 1989Gambar 1.14 Peristiwa difusiproses penyebaran molekul-molekul zatdari konsentrasi tinggi ke konsentrasilebih rendahproses penyebaran molekul-molekul zatdari tinggi ke konsentrasi lebih rendah
Biologi SMA/MA Kelas XI21TUGAS KELOMPOKb. OsmosisUntuk memahami tentang osmosis, perhatikan Gambar 1.16!Gambar 1.16 menunjukkan proses osmosis. Air akan berpindah dari Amenuju B melalui membran semi permeabel sehingga diperoleh hasil larutanisotonis, yaitu konsentrasi air sama untuk dua larutan antara A dan B,walaupun hasil akhirnya nanti volume antara A dan B berbeda. Setelahterjadi osmosis, maka gambar prosesnya menjadi seperti berikut.Dari ilustrasi itu dapat disimpulkan bahwa osmosis adalah prosesperpindahan air dari zat yang berkonsentrasi rendah (hipotonis) ke larutanyang berkonsentrasi tinggi (hipertonis) melalui membran semipermeabel,sehingga didapatkan larutan yang berkonsentrasi seimbang (isotonis).Peristiwa osmosis dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hariantara lain pada penyerapan air melalui bulu-bulu akar, dan mengerutnyasel darah merah yang dimasukkan ke dalam larutan hipertonis.Bandingkan proses yang terjadi pada kedua gambar (Gambar 1.14dan Gambar 1.16)! Antara proses difusi dan osmosis, manakah prosesyang lebih cepat terjadi keseimbangan? Mengapa terjadi demikian?Cobalah diskusikan masalah ini bersama teman-teman Anda!Presentasikan hasilnya di depan kelas!c. Difusi TerbantuProses difusi terbantu difasilitasi oleh suatu protein. Difusi terbantusangat tergantung pada suatu mekanisme transpor dari membran sel. Difusiterbantu dapat ditemui pada kehidupan sehari-hari, misalnya pada bakteriEscherichia coli yang diletakkan pada media laktosa. Membran sel bakteritersebut bersifat impermeabel sehingga tidak dapat dilalui oleh laktosa.Setelah beberapa menit kemudian bakteri akan membentuk enzim daridalam sel yang disebut permease, yang merupakan suatu protein sel. Enzimpermease inilah yang akan membuatkan jalan bagi laktosa sehingga laktosaini dapat masuk melalui membran sel.Sumber: IlustrasiCahyo, 2007Gambar 1.16 Model percobaan osmosis
Biologi SMA/MA Kelas XI22TUGAS INDIVIDUCarilah contoh peristiwa difusi terbantu pada kehidupan sehari-haridengan mencari informasi dari buku atau sumber lain, bahkan bisapula Anda cari dari internet. Tulislah hasilnya pada buku tugas Anda!2. Transpor AktifTranspor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui membransemipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yangmemerlukan energi dalam bentuk ATP. Transpor aktif berjalan dari larutanyang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasitinggi, sehingga dapat tercapai keseimbangan di dalam sel.Adanya muatan listrik di dalam dan luar sel dapat mempengaruhi prosesini, misalnya ion K+, Na+dan Cl+. Peristiwa transpor aktif dapat Anda lihatpada peristiwa masuknya glukosa ke dalam sel melewati membran plasmadengan menggunakan energi yang berasal dari ATP.Contoh lain terjadi pada darah di dalam tubuh kita, yaitu pengangkutanion kalium (K) dan natrium (Na) yang terjadi antara sel darah merah dancairan ekstrasel (plasma darah). Kadar ion kalium pada sitoplasma sel darahmerah tiga puluh kali lebih besar daripada cairan plasma darah. Tetapikadar ion natrium plasma darah sebelas kali lebih besar daripada di dalamsel darah merah.Adanya pengangkutan ion bertujuan agar dapat tercapai keseimbangankadar ion di dalam sel. Mekanisme transpor ion ini dapat terlihat padaGambar 1.17 berikut.Sumber: Biology. Reaven Johnson, 2003Gambar 1.17 Mekanisme transpor aktif
Biologi SMA/MA Kelas XI23Peristiwa transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu endositosis daneksositosis.a. EndositosisEndositosis merupakan peristiwa pembentukan kantong membran sel.Endositosis terjadi karena ada transfer larutan atau partikel ke dalam sel.Peristiwa endositosis dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.1) PinositosisPinositosis merupakan peristiwa masuknya sejumlah kecil medium kulturdengan membentuk lekukan-lekukan membran sel. Peristiwa ini dapat terjadibila konsentrasi protein dan ion tertentu pada medium sekeliling sel sesuaidengan konsentrasi di dalam sel. Proses pinositosis dapat diamati denganmikroskop elektron.Sel-sel yang melakukan proses pinositosis ini antara lain sel darah putih,epitel usus, makrofag hati, dan lain-lain. Tahapan proses pinotosis adalahsebagai berikut.Keterangan gambar:1. Molekul-molekul medium kultur mendekati membran sitoplasma.2. Molekul-molekul mulai melekat (menempel) pada plasma, hal ini terjadikarena adanya konsentrasi yang sesuai antara protein dan ion tertentupada medium sekeliling sel dengan di dalam sel.3. Mulai terbentuk invaginasi pada membran sitoplasma.4. Invaginasi semakin ke dalam sitoplasma.5. Terbentuk kantong dalam sitoplasma dan saluran pinositik.(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)Membran sitoplasmaSitosol dalam selGelembung pinositosisGambar 1.18 Proses pinositosisSumber: Ilustrasi Bayu, 2007
Biologi SMA/MA Kelas XI246. Kantong mulai lepas dari membran plasma dan membentuk gelembung-gelembung kantong.7. Gelembung-gelembung kantong mulai mempersiapkan diri untukmelakukan fragmentasi.8. Gelembung pecah menjadi gelembung yang lebih kecil.2) FagositosisFagositosis merupakan peristiwa yang sama seperti pada pinositosis tetapiterjadi pada benda padat yang ukurannya lebih besar. Fagositosis dapatdiamati dengan mikroskop misalnya yang terjadi pada Amoeba.Tahap-tahap fagositosis dapat terlihat pada Gambar 1.19!Keterangan gambar:1. Sebuah sel Amoeba mendekati sel Paramaecium.2. Amoeba membentuk kaki semu (pseudopodia) dan semakin mendekatiParamaecium.3. Amoeba mengurung sel Paramaecium dengan kaki semu dan memasuk-kannya ke dalam vakuola makanan.4. Lisosom pada Amoeba mulai bergabung (fusi) dengan vakuola makananuntuk mengeluarkan enzim pencernaan.b. EksositosisEksositosis adalah proses keluarnya suatu zat ke luar sel. Proses ini dapatAnda lihat pada proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, misalnya prosespengeluaran hormon tertentu. Semua proses sekresi dalam tubuh merupakanproses eksositosis. Sel-sel yang mengeluarkan protein akan berkumpul di dalambadan golgi. Kantong yang berisi protein akan bergerak ke arah permukaansel untuk mengosongkan isinya.Gambar 1.19 Proses fagositosisInti selSel amoebamembran selkakisemusel amoebamembentuk kakisemu(pseudopodia)Lisosom primerLisosombergabungdenganvakuolamakanan(1)(2)(3)Sumber: Ilustrasi Bayu dan Cahyo(4)
Biologi SMA/MA Kelas XI25R A N G K U M A N1. Tubuh makhluk hidup tersusun dari sel sebagai unit terkecil darikehidupan.2. Struktur sel terdiri atas membran, sitoplasma, dan organela.3. Sitoplasma adalah cairan sel, tempat organela berada.4. Organela dalam sel meliputi nukleus, retikulum endoplasma, ribosom,badan golgi, lisosom, mitokondria, kloroplas, vakuola, dan plastida.5.Dinding sel, kloroplas, vakuola, dan plastida hanya ada dalam seltumbuhan.6.Nukleus berfungsi untuk mengatur segala macam aktivitas dalamsel.7.Retikulum endoplasma berfungsi untuk menghubungkan selaputluar inti dengan sitoplasma dan transpor protein yang disintesisdalam ribosom.8.Ribosom berfungsi untuk sintesis protein.9.Badan Golgi berfungsi untuk proses sekresi dan menghasilkanlisosom.10.Lisosom berfungsi untuk imunitas.11.Mitokondria berfungsi sebagai tempat respirasi sel atau sebagaipembangkit energi.12.Kloroplas berfungsi untuk menghasilkan klorofil dan karotenoidpada tumbuhan.13.Vakuola berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan padatumbuhan.14.Plastida berfungsi untuk menghasilkan pigmen warna, antara lainklorofil, xantin, dan xantofil.15. Antara sel satu dengan yang lain terdapat hubungan sehinggamemungkinkan adanya transpor zat.16. Transpor zat melewati membran sel melalui berbagai mekanisme,antara lain melalui proses difusi, osmosis, transport aktif, endositosis,dan eksositosis.
Biologi SMA/MA Kelas XI26LATIHANI.Pilihlah jawaban yang benar!1. Organela sel yang ada pada sel hewan, tetapi tidak ada pada seltumbuhan adalah ....a.nukleusb.ribosomc.retikum endoplasmad.lisosome.mitokondria2. Organela sel yang berfungsi sebagai penghasil enzim-enzim pen-cernaan adalah ....a .lisosomb.ribosomc.mitokondriad.badan golgie.retikulum endoplasma3. Organela berupa saluran halus dalam sitoplasma yang berbatassistem membran dan erat kaitannya dengan sistem angkutan padasintesis protein adalah ....a.retikulum endoplasmab.ribosomc.lisosomd.badan golgie.plasmodesma4. Organela yang merupakan tempat berlangsungnya respirasi seladalah ....a.nukleusb.lisosomc.ribosomd.retikulum endoplasmae.mitokondria5 . Masuknya mineral dan air tanah dalam sel akar merupakan contohtranspor lewat membran secara ....a .eksositosisb.plasmolisisc.difusid.osmosise.endositosis
Biologi SMA/MA Kelas XI276. Bila sel makhluk hidup direndam dalam larutan hipertonis, makasel tersebut akan mengalami ....a.turgorb.plasmolisisc.difusid.osmosise.hipotonis7. Pasangan nama organel beserta fungsinya yang benar adalahsebagai berikut, kecuali ....a.badan golgi – sekresib.retikulum endoplasma – transportasic.ribosom – sintesis proteind.lisosom – regulasie.mitokondria – respirasi8. Peristiwa-peristiwa berikut ini merupakan peristiwa yang terjadipada transpor aktif, kecuali ....a.membutuhkan ATPb.butuh protein integral sebagai carierc.setiap pengeluaran tiga ion Na+, masuk dua ion K+d.fosfat yang dilepaskan akan mengaktifkan glukosae.membutuhkan lemak9. Gerakan molekul terlarut melalui selaput plasma, antara lainmeliputi ....a.endositosisb.eksositosisc.pinositosisd.fagositosise.difusi10. Aktivitas kehidupan organisme dapat tercermin melalui aktivitassel. Hal ini sesuai dengan teori sel yaitu sel merupakan kesatuan ....a.pertumbuhanb.regenerasic.herediterd.strukturale.fungsional11. Oksigen merupakan gas yang penting untuk proses oksidasidalam sel. Masuknya oksigen ke dalam sel dengan cara ....a .osmosisd.pinositosisb.eksositosise.difusic.fagositosis
Biologi SMA/MA Kelas XI2812. Organela pada tumbuhan yang berperan dalam turbiditas seladalah ....a.mitokondriad.ribosomb.sentriolae.vakuolac.nukleus13. Pada eksperimen osmosis sel tumbuhan, disiapkan tiga kentangberbentuk kubus dengan berat yang sama. Kentang I direndamdalam larutan gula 15%, kentang II dalam larutan gula 10%,kentang III dalam larutan gula 15% selama 5 menit dan diperolehdata sebagai berikut.Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa berat yang hilangsebagai akibat ....a.cairan gula hipertonis terhadap larutan selb.larutan gula hipertonis terhadap cairan selc.larutan gula dan cairan sel isosmosisd.cairan sel hipertonis terhadap larutan gulae.larutan gula dan cairan sel isotonisGambar berikut untuk menjawab soal nomor 14 dan 15!KentangLarutan gulaBerat yang hilangI5%0,25% gramII10%0,6% gramIII15%1,5% gram1234567891011121314
Biologi SMA/MA Kelas XI2914. Organela yang ditunjukkan nomor 6 pada gambar tersebutadalah ....a.ribosomb.lisosomc.mitokondriad.badan golgie.retikulum endoplasma15. Fungsi organela pada nomor 10 yaitu ....a.untuk mensintesis proteinb.sebagai proses oksidasi selc.untuk pembentukan enzimd.sebagai sarana transportasi molekul-molekul dari bagian selsatu ke bagian laine.sebagai pengatur pembelahan selII. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!1. Apakah yang dimaksud sel?2. Organela apa sajakah yang menyusun sel? Sebutkan pulafungsinya masing-masing!3. Gambarlah organela sel yang ditemukan dalam sitoplasma dantunjukkan bagian-bagian penyusunnya!4. Apakah perbedaan antara proses difusi, osmosis, transpor aktif,endositosis, dan eksositosis?5. Ada berapa macam vakuola yang ada pada hewan? Sebutkandan jelaskan masing-masing!
Biologi SMA/MA Kelas XI30UJI KOMPETENSIJawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar!1. Sebutkan organ-organ yang banyak terdapat organela:a. ribosomb. badan golgic. lisosom2. Samakah struktur antara sel hewan dan tumbuhan? Jelaskanjawaban Anda disertai dengan gambar!3. Menurut Anda, manakah yang lebih cepat, perpindahan zatsecara difusi atau secara osmosis? Berikanlah alasan Anda!4. Anda sudah mempelajari bahwa sel berukuran mikroskopis,walaupun demikian di dalam sel itulah semua proses kehidupanmakhluk hidup diawali. Mengapa sel penyusun tubuh makhlukhidup harus berukuran kecil dan jumlahnya banyak? Adakahhubungannya dengan peran sel tersebut? Jelaskan jawaban Andadisertai alasan yang tepat!5. Pada saat ini telah dikembangkan cara bercocok tanam dengansistem “aeroponik”, yaitu merupakan cara bercocok tanam diudara. Tanaman tidak diberi media untuk tumbuhnya akar,melainkan dibiarkan terbuka, dengan menggantung pada suatutempat yang dijaga kelembabannya. Akar dan tubuh tanamandisemprot dengan larutan pupuk yang mengandung nutrisitanaman. Tanaman tersebut akan mengisap nutrisi melalui tubuhdan akar.Coba Anda jelaskan dengan cara apakah akar tersebut menyerapnutrisi! Apakah secara difusi atau osmosis, berikan alasan yangjelas dan tepat!