Halaman
Biologi
untuk SMA/MA Kelas XI
2
Renni Diastuti
Biologi
untuk SMA/MA Kelas XI
2
Penyusun :
Renni Diastuti
Editor Ahli
: Paidi
Perancang Kulit dan Isi
: Tim CV Sindhunata
Ukuran Buku
: 21 x 29, 7 cm
Coreldraw 12, dan Adobe Photoshop CS
Font isi: Palatino 11 pt dan Arial
Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan
Nasional dari Penerbit CV Sindunata
Diterbitkan oleh Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2009
Diperbanyak oleh ....
574.07
REN RENNI Diastuti
b
Biologi 2: untuk SMA/MA Kelas X /penulis, Renni Diastuti :
editor, Paidi . -- Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pen-
didikan Nasional, 2009.
vii, 298 hlm, : ilus. ; 29,7 cm
Bibliografi : hlm. 298
Indeks
ISBN 978-979-068-831-5 (no jilid lengkap)
ISBN 978-979-068-838-4
1. Biologi-Studi dan Pengajaran I. Judul
II. Paidi
Kata Sambutan
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan
karunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional,
pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/
penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet
(
website
) Jaringan Pendidikan Nasional.
Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional
Pendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi
syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui
Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 27 Tahun 2007 tanggal 25 Juli
2007.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para
penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para
siswa dan guru di seluruh Indonesia.
Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (
down load
), digandakan,
dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk
penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi
ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks
pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat
memanfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada
para 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, Juni 2009
Kepala Pusat Perbukuan
iii
Kata Pengantar
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas
rahmat dan karunia-Nya atas diterbitkannya buku Biologi untuk SMA/MA
Kelas XI.
Di era globalisasi yang ditandai dengan perkembangan lingkungan,
iptek, serta sosial budaya diharapkan pendidikan mampu menghasilkan
siswa sebagai peserta didik yang bermutu. Hasil pendidikan yang bermutu
adalah siswa yang sehat, mandiri, berbudaya, berakhlak mulia, beretos kerja,
berpengetahuan, dan menguasai teknologi, serta cinta tanah air.
Merupakan hal yang penting bagi siswa mampu menemukan, minimal
satu wilayah kemampuan dari berbagai jenis kecerdasan yang ada. Faktor
pendukung seperti buku ajar sebagai salah satu indikator penting dalam
pendidikan perlu diprioritaskan demi tercapainya hasil belajar yang optimal.
Melalui buku Biologi untuk SMA/MA Kelas XI yang disusun sesuai dengan
standar isi BSNP (Badan Standar Nasional Pendidikan) yang telah ditetapkan
melalui Peraturan Menteri No. 22 tahun 2006 diharapkan output dari
pendidikan nasional mempunyai keunggulan yang kompetitif serta memiliki
kecakapan hidup dan sosial.
Akhirnya segala kritik dan saran demi kesempurnaan buku ini akan kami
terima dengan hati terbuka. Semoga buku ini bermanfaat.
Surakarta, Juni 2007
Penyusun
K
K
Pu
ji
i
d
d
an s
yu
u
yu
ku
u
k
r
r
ka
ka
a
a
a
m
m
mi
p
an
n
n
n
ja
tk
k
a
an
n
k
k
e
ha
a
h
d
r
ahm
at
at
d
d
an
n
k
ar
un
un
ia
ia
-
N
N
N
N
y
ya
a
a
ta
a
a
s
d
di
te
e
e
rb
it
k
k
a
a
n
nn
Ke
l
a
s
s
XI
.
D
Di
D
Di
D
Di
D
Di
D
D
e
e
ra
ra
g
lo
ba
ba
l
li
sa
sa
a
a
s
s
s
si
i
y
a
an
g
d
di
ta
ta
a
nd
d
ai
ai
i
d
d
d
e
en
g
ip
ip
te
e
te
e
k,
s
s
er
er
r
ta
ta
ta
ta
ta
s
s
os
o
i
a
l
b
b
b
bu
da
da
y
ya
ya
y
d
d
ih
a
ar
r
ap
p
k
ka
a
n
n
p
pe
si
s
sw
sw
w
w
a
se
e
s
ba
ba
ga
ga
i
i
pe
pe
e
pe
pe
se
se
se
se
s
r
rt
rt
r
r
a
a
di
d
di
k
y
ya
y
ng
g
g
b
b
e
er
r
m
m
mu
t
tu
.
ad
ad
ad
a
al
a
a
ah
h
s
s
s
is
is
wa
wa
wa
y
y
an
n
g
se
s
e
ha
ha
t,
m
m
a
an
n
diri
,
,
be
e
e
rb
b
u
d
u
a
ay
be
e
rp
p
p
en
en
ge
ge
e
e
e
ta
ta
ta
t
t
t
hu
hu
hu
hu
an
an
an
,
,
da
da
da
da
n
n
n
n
n
n
me
me
m
n
n
ng
ng
ua
a
sa
i
i
te
k
k
kn
o
l
o
og
g
i
,
M
eru
p
pa
pa
pa
ka
ka
ka
ka
ka
a
n
n
n
ha
ha
l
l
ya
ya
a
a
y
ng
ng
g
g
p
p
p
p
p
en
e
en
n
t
t
ti
ng
ng
b
a
ag
i
s
si
s
sw
sa
sa
a
a
tu w
il
ay
y
y
y
ah
ah
ah
k
k
k
em
m
e
am
m
am
p
pu
pu
p
p
an
an
an
n
d
d
ar
a
i
b
be
e
rb
b
a
ag
g
ai
i
j
e
en
pe
pe
e
nduk
un
n
n
g
g
g
se
e
pe
pe
rt
rt
i
i
b
bu
u
u
ku
k
ku
a
a
a
ja
a
r
s
se
e
ba
a
a
ga
ga
a
i
s
sa
a
la
pe
e
e
e
ndidik
an
an
n
p
p
er
r
lu
lu
d
d
ip
ip
p
ri
r
ri
o
or
r
o
it
it
as
as
s
s
ka
a
n
n
de
e
e
mi
i
i
t
e
e
er
c
ca
a
p
pa
M
ela
lu
u
i
bu
b
ku
B
B
B
io
io
l
lo
lo
g
gi
u
n
t
n
t
u
uk
S
S
M
M
A
A
/M
M
A
A
A
K
K
Ke
la
st
t
t
st
an
an
da
d
r
is
s
i
BS
B
NP
(
Ba
Ba
B
d
da
d
n
n
S
St
a
an
d
da
r
N
Na
a
si
i
on
n
n
a
al
l
P
m
me
m
la
la
la
lu
lu
lu
lu
i
i
i
i
Pe
ratu
ran
M
M
Me
M
nt
e
e
r
i
N
No
N
.
22
2
t
a
ah
h
u
un
pe
e
ndidik
an
n
n
n
as
as
as
as
io
io
io
na
l
l
m
me
m
m
mp
p
p
un
un
y
ya
i
k
ke
e
u
un
n
gg
g
g
u
ul
a
ke
e
caka
pa
pa
n
n
hi
h
du
u
p
p
da
da
n
n
so
so
si
s
a
al
.
.
Ak
Ak
Ak
A
hi
hi
rn
rn
ya
y
s
eg
ala
kr
r
itik
d
d
d
an
an
a
s
a
ar
r
an
d
d
e
em
m
m
i
ke
te
e
t
ri
ri
ri
r
ma
ma
ma
ma
m
d
d
d
en
en
ga
ga
ga
n hati t
er
r
bu
ka
a
a
.
Se
e
e
m
mo
o
ga
a
b
b
uk
k
u
u
in
i
v
Daftar Isi
Halaman Judul .........................................................................................
i
Copyright.................................................................................................. ii
Kata Sambutan ........................................................................................ iii
Kata Pengantar ........................................................................................ iv
Daftar Isi ................................................................................................... v
Bab 1
Sel
A. Pendahuluan ....................................................................................... 3
B. Teori Sel .............................................................................................. 3
C. Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel .............................................. 4
D. Macam-Macam Sel ............................................................................. 10
E. Transpor Molekul Melalui Membran .................................................... 18
Uji Kompetensi .......................................................................................... 26
Bab 2
Jaringan
A. Pendahuluan ....................................................................................... 33
B. Jaringan Tumbuhan ............................................................................ 33
C. Jaringan Hewan .................................................................................. 50
Uji Kompetensi .......................................................................................... 59
Bab 3
Sistem Gerak pada Manusia
A. Pendahuluan ....................................................................................... 65
B. Kerangka Tubuh Manusia ................................................................... 65
C. Otot Manusia ....................................................................................... 77
D. Gangguan dan Kelainan pada Sistem Gerak ..................................... 82
Uji Kompetensi .......................................................................................... 88
Bab 4
Sistem Sirkulasi
A. Pendahuluan ....................................................................................... 93
B. Organ Penyusun Sistem Peredaran Darah ........................................ 93
v
Daftar Isi
vi
C. Sistem Peredaran Darah Manusia ...................................................... 105
D. Sistem Limfatik atau Peredaran Getah Bening ................................... 107
E. Sistem Kekebalan Tubuh ................................................................... 109
F. Gangguan pada Sistem Peredaran Darah dan Kekebalan Tubuh
...... 112
Uji Kompetensi .......................................................................................... 118
Latihan Ulangan Semester 1 ..................................................................... 123
Bab 5
Sistem Pencernaan
A. Pendahuluan ....................................................................................... 133
B. Zat Makanan ....................................................................................... 133
C. Sistem Pencernaan Makanan ............................................................. 142
D. Gangguan Sistem Pencernaan ........................................................... 152
E. Sistem Pencernaan Hewan Ruminansia ............................................ 154
Uji Kompetensi .......................................................................................... 158
Bab 6
Sistem Pernapasan
A. Pendahuluan ....................................................................................... 165
B. Sistem Pernapasan Manusia .............................................................. 165
C. Alat Pernapasan pada Hewan ............................................................ 177
Uji Kompetensi .......................................................................................... 183
Bab 7
Sistem Ekskresi
A. Pendahuluan ....................................................................................... 189
B. Sistem Ekskresi Manusia .................................................................... 189
C. Alat Ekskresi pada Hewan .................................................................. 198
Uji Kompetensi .......................................................................................... 201
Bab 8
Sistem Regulasi
A. Pendahuluan ....................................................................................... 207
B. Sistem Saraf ....................................................................................... 207
C. Hormon ............................................................................................... 222
D. Sistem Indra ........................................................................................ 227
Uji Kompetensi .......................................................................................... 244
Daftar Isi
vii
Bab 9
Sistem Reproduksi
A. Pendahuluan ....................................................................................... 249
B. Reproduksi Manusia ........................................................................... 249
C. Kontrasepsi ......................................................................................... 268
D. Gangguan pada Sistem Reproduksi ................................................... 268
Uji Kompetensi .......................................................................................... 271
Latihan Ulangan Semester 2 ..................................................................... 275
Glosarium .................................................................................................. 283
Indeks ........................................................................................................ 290
Daftar Pustaka ........................................................................................... 298
Bab 1 –
Sel
1
Sel
Bab
Bab
1
1
Sumber:
Microsoft Encarta, 2005.
Sel merupakan bagian yang mendasar pada ilmu biologi. Hal ini seperti atom
dalam ilmu kimia. Sel merupakan kumpulan organel-organel yang memiliki
fungsi dan dapat hidup. Bukti bahwa sel merupakan unit yang hidup adalah
adanya organisme bersel tunggal. Bagaimana sebenarnya sel menjalankan
prosesnya? Apa yang menyebabkan sel dapat menjalankan proses terse-
but?
Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari materi yang terdapat dalam bab ini diharapkan siswa
mampu memahami bahwa sel merupakan unit kehidupan terkecil yang me-
miliki struktur dan fungsi untuk menjalankan proses kehidupan.
Membran
Nukleus
Sitoplasma
Organel
Osmosis
DIfusi
Endositosis
Eksositosis
K
ata-Kata
K
unci
Biologi
SMA/MA Kelas XI
2
Peta Konsep
terdiri dari
disusun oleh
melakukan proses
meliputi
terdiri dari
terdiri dari
terdiri dari
Sitoplasma
Inti sel
Membran sel
Transpor aktif
Transpor pasif
Organel sel
Sel
Sel eukariotik
Sel prokariotik
Sel mikroorgansime
Sel hewan
- Ribosom
- Badan golgi
- Sentrosom
- Retikulum
endoplasma
- Mitokondria
- Lisosom
- Plastida
- Mikrotubulus
- Mikro
s
lamen
- Peroksisom
- Transpor aktif
primer dan
sekunder
- Eksositosis
- Endositosis
- Fogositosis
- Pinositosis
- Difusi
- Difusi
terfasilitasi
- Osmosis
Sel tumbuhan
Bab 1 –
Sel
3
Pendahuluan
A.
Manusia telah diciptakan Tuhan dengan bentuk yang dapat beradaptasi
dengan lingkungannya. Namun, dapatkah kalian membayangkan bagaimana
kalau tubuh kita diuraikan menjadi bagian-bagian yang sangat kecil? Dalam
ilmu biologi hal semacam ini menjadi bahan kajian yang menarik. Dalam
biologi pula diketahui bahwa bahan dasar penyusun organisme adalah sel.
Seseorang yang mengamati sel secara sepintas di laboratorium akan
melihat benda yang berwujud begitu sederhana. Sebenarnya, masing-masing
sel dalam tubuh kita bagaikan kota metropolitan yang tidak henti-hentinya
disibukkan oleh berbagai jenis kegiatan.
Sebagaimana layaknya kota metropolitan, setiap sel memiliki ratusan ribu
buah generator tenaga dan pabrik bahan bakar, sistem transportasi, jaringan
komunikasi yang rumit, dan sistem penghancur maupun pembuangan
sampah. Sel juga memiliki pabrik mutakhir yang menghasilkan beraneka
ragam produk. Untuk mengoperasikan pabrik ini dibutuhkan sistem impor
untuk memasukkan bahan baku tertentu dari luar sel serta sistem ekspor
untuk mengirimkan produk jadi yang akan digunakan sel lainnya.
Di dalam sel terdapat juga sistem pertahanan dan keamanan lingkungan
yang melindunginya dari ancaman yang datang dari luar. Di samping itu ada
juga sistem pemerintahan yang mengatur kerja sel.
Sel merupakan unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan
dalam arti
biologis
. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di
dalam sel. Untuk melakukan fungsinya sel telah dilengkapi dengan berbagai
organel
.
Penelitian menunjukkan bahwa satuan unit terkecil dari kehidupan
adalah Sel. Kata
sel
itu sendiri dikemukakan oleh
Robert Hooke
(1635 – 1703)
yang berarti
kotak-kotak kosong
, setelah ia mengamati sayatan gabus dengan
mikroskop.
Selanjutnya disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat yang
dinamakan protoplasma. Istilah protoplasma pertama kali dipakai oleh
Johannes Purkinje
. Menurut Johannes Purkinje protoplasma dibagi menjadi
dua bagian yaitu sitoplasma dan nukleoplasma.
Schwann
dan
Schleiden
(1838), menyatakan bahwa tumbuhan dan hewan
mempunyai persamaan, yaitu tubuhnya tersusun oleh sel-sel. Selanjutnya,
teori tersebut dikembangkan menjadi suatu teori sebagai berikut:
• Sel merupakan satuan struktural terkecil organisme hidup.
• Sel merupakan satuan fungsional terkecil organisme hidup.
• Sel berasal dari sel dan organisme tersusun oleh sel.
Semua sel hidup melakukan aktivitas metabolisme. Material secara
konstan datang dan keluar dari sel. Informasi genetik dari inti dikirim
Teori Sel
B.
Biologi
SMA/MA Kelas XI
4
Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel
C.
Sel merupakan unit terkecil kehidupan. Kehidupan dimulai di dalam sel.
Sel adalah suatu pabrik yang di dalamnya dapat disintesis ribuan molekul
yang sangat dibutuhkan oleh organisme. Ukuran sel bervariasi tergantung
fungsinya. Bentuk sel juga tergantung fungsinya. Garis tengah sel bervariasi
antara 1 – 100
z
m. Sel paling besar adalah sel telur angsa, sedangkan sel
terpanjang adalah sel otot dan sel saraf. Perhatikan kisaran ukuran sel pada
gambar 1.1. Berdasarkan jumlah sel penyusunnya, maka organisme dibedakan
menjadi organisme uniseluler (terdiri atas satu sel, misalnya
bakteri
,
Archaea
,
serta sejumlah
fungi
dan
Protozoa
) dan multiseluler (terdiri atas banyak
sel). Pada organisme multiseluler terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel
penyusunnya.
Sel yang hidup mempunyai struktur yang sama, yaitu: membran sel/
membran plasma, inti sel (
nukleus
), sitoplasma, dan organel sel.
ke sitoplasma, protein serta substansi lain dirombak, kemudian disintesis
oleh organel-organel sel. Sel juga melakukan respirasi untuk menghasilkan
energi.
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 113.
Gambar 1.1
Kisaran ukuran sel.
Bab 1 –
Sel
5
1. Membran Sel/Membran Plasma
Membran sel adalah selaput yang terletak paling luar dan tersusun dari
senyawa kimia
lipoprotein
(gabungan dari senyawa lemak atau lipid dengan
senyawa protein). Membran sel disebut juga membran plasma atau selaput
plasma.
Lemak bersifat
hidrofobik
karena tidak larut dalam air, sedangkan protein
bersifat
hidro
s
lik
karena larut dalam air. Oleh karena itu, selaput plasma
bersifat
selektif permeabel
(hanya dapat memasukkan/dilewati molekul
tertentu saja) atau
semipermeabel
. Membran sel membatasi segala kegiatan
yang terjadi di dalam sel sehingga tidak mudah terganggu oleh pengaruh dari
luar. Perhatikan gambar 1.2. Pada sel tumbuhan, membran sel dalam keadaan
normal melekat pada
dinding sel
akibat tekanan
turgor
dari dalam sel.
Fungsi dari membran sel ini adalah sebagai pintu gerbang yang dilalui
zat, baik menuju atau meninggalkan sel. Khusus pada sel tumbuhan, selain
mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar
selaput plasma yang disebut
dinding sel
. Umumnya dinding sel tersusun dari
dua lapis senyawa selulosa, di antara kedua lapisan
selulosa tadi terdapat
rongga yang dinamakan lamela tengah yang dapat terisi oleh zat-zat penguat
seperti
lignin
,
kitin
,
pektin
,
suberin,
dan lain-lain.
Selain itu, pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah
yang disebut
noktah
. Pada noktah/ pit sering terdapat penjuluran sitoplasma
yang disebut
plasmodesma
yang berfungsi menghubungkan sel satu dengan
yang lain.
Sumber:
Microsoft Encarta, 2005.
Gambar 1.2
Membran plasma.
Biologi
SMA/MA Kelas XI
6
2. Inti Sel ( Nukleus
)
Nukleus bertugas mengontrol kegiatan yang
terjadi di sitoplasma. Di dalam nukleus terdapat
kromosom yang berisi
DNA
yang merupakan
cetak biru bagi pembentukan berbagai
protein
terutama enzim.
Enzim diperlukan dalam
menjalankan berbagai fungsi di sitoplasma.
Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu:
• Selaput inti (karioteka),
• Nukleoplasma (kariolimfa),
• Kromatin/kromosom,
• Nukleolus (anak inti).
Fungsi dari inti sel adalah mengatur semua
aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang
berisi DNA untuk mengatur sintesis protein.
3. Sitoplasma dan Organel Sel
Bagian yang cair dalam sel dinamakan sitoplasma, khusus untuk cairan
yang berada dalam inti sel dinamakan
nukleoplasma
. Fungsi utama kehidupan
berlangsung di sitoplasma. Hampir semua kegiatan
metabolisme
berlangsung di
dalam ruangan berisi cairan kental ini. Di dalam sitoplasma terdapat organel-
organel yang melayang-layang dalam cairan kental (merupakan koloid,
namun tidak homogen) yang disebut
matriks
. Organel menjalankan banyak
fungsi kehidupan seperti
sintesis bahan
,
respirasi
(perombakan), penyimpanan,
serta reaksi terhadap rangsang. Sebagian besar proses di dalam
sitoplasma
diatur secara
enzimatik
.
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1,
2006, Hal. 121.
Gambar 1.3
Permukaan selubung
nukleus.
1
P
m
Penyusun utama dari sitoplasma adalah air
(90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia
serta sebagai media terjadinya reaksi kimia sel.
Organel sel adalah benda-benda
yang terdapat
di dalam sitoplasma dan bersifat hidup serta
menjalankan fungsi-fungsi kehidupan. Organel
Sel tersebut antara lain ribosom, retikulum
endoplasma, mitokondria, lisosom, badan golgi,
sentrosom, plastida, vakuola, mikrotubulus,
mikro
s
lamen, dan peroksisom.
a. Ribosom (ergastoplasma)
Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua
partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang
retikulum endoplasma dan ada pula yang soliter
atau bebas. Ribosom merupakan organel sel
terkecil di dalam sel. Fungsi dari ribosom adalah
tempat sintesis protein. Struktur ini hanya dapat
dilihat dengan mikroskop elektron.
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1,
2006, Hal. 122.
Gambar 1.4
Ribosom.
Ribosom
RE
Sitosol
Retikulum
endoplasmik
Ribosom
bebas
Ribosom
terikat
Bab 1 –
Sel
7
b. Retikulum endoplasma (RE)
Retikulum endoplasma yaitu struktur berbentuk benang-benang yang
bermuara di inti sel.
Dikenal dua jenis retikulum endoplasma, yaitu:
• Retikulum endoplasma granuler (retikulum endoplasma kasar). RE
kasar tampak kasar karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik
membran.
• Retikulum endoplasma agranuler (retikulum endoplasma halus). RE
halus diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmanya tidak
mempunyai ribosom.
Fungsi retikulum endoplasma adalah sebagai alat transportasi zat-zat
di dalam sel itu sendiri. Struktur retikulum endoplasma hanya dapat dilihat
dengan mikroskop elektron.
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 122.
Gambar 1.5
Struktur retikulum endoplasma.
RE halus
RE kasar
Selubung
nukleus
Ruang
sisternal
Sisterne
Ribosom
RE halus
RE kasar
Biologi
SMA/MA Kelas XI
8
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 127.
Gambar 1.6
Struktur mitokondria.
100 nm
c. Mitokondria (the power house)
Struktur mitokondria berbentuk seperti cerutu ini, mempunyai dua
lapis membran. Lapisan dalamnya berlekuk-lekuk dan dinamakan
krista
.
Perhatikan gambar 1.6.
Fungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang
menghasilkan banyak energi ATP. Respirasi merupakan proses perombakan
atau
katabolisme
untuk menghasilkan
energi
atau tenaga bagi berlangsungnya
proses hidup, karena itu mitokondria diberi julukan
the power house
(pembangkit
tenaga) bagi sel. Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan
melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau
siklus Krebs
yang
berlangsung di dalam mitokondria.
d.
Lisosom
Fungsi dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan
enzim pencernaan seluler. Contohnya enzim lisozim, yang berfungsi untuk
menghancurkan struktur sel, misalnya dinding sel
.
e. Badan golgi (aparatus golgi/diktiosom)
Badan golgi terdiri dari kantung membran yang pipih (sisterne) yang
tampak sebagai tumpukan pita. Kedua permukaan tumpukan membran pipih
(sisterne) disebut sebagai muka cis dan muka trans. Perhatikan gambar 1.7.
Muka cis berfungsi sebagai penerima vesikula transpor dari RE, sedangkan
muka trans berfungsi mengirim vesikula transpor. Vesikula transpor adalah
bentuk transfer dari protein yang disintesis RE. Apabila protein ini tidak
Bab 1 –
Sel
9
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 124.
Gambar 1.7
Badan golgi.
f. Sentrosom (sentriol)
Struktur sentrosom berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan
sel baik mitosis maupun meiosis. Sentrosom bertindak sebagai benda kutub
yang merupakan tempat melekatnya ujung benang gelendong pada kedua
kutub tersebut. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan
mikroskop elektron.
g. Plastida
Plastida berperan dalam
fotosintesis
. Plastida adalah bagian dari sel yang
bisa ditemui pada alga dan
tumbuhan (kingdom
p
lantae
). Plastida dapat
dilihat dengan
mikroskop cahaya biasa. Dikenal tiga jenis plastida, yaitu:
1) Leukoplas
Plastida jenis ini berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan,
terdiri atas:
• Amiloplas, berfungsi untuk menyimpan amilum.
• Elaioplas (lipidoplas), berfungsi untuk menyimpan lemak/minyak.
• Proteoplas, berfungsi untuk menyimpan protein.
2) Kloroplas
Kloroplas adalah plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi
menghasilkan kloro
s
l dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.
dikeluarkan oleh badan golgi, maka akan disimpan di dalam sel sebagai
lisosom.Badan golgi berhubungan dengan fungsi menyortir dan mengirim
produk sel
.
Badan golgi berperan penting dalam sel-sel yang secara aktif
terlibat dalam sekresi. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang
melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.
Biologi
SMA/MA Kelas XI
10
3) Kromoplas
Kromoplas merupakan plastida yang mengandung pigmen, misalnya:
• Karoten (kuning).
• Fikosianin (biru).
• Fikosantin (cokelat).
• Fikoeritrin (merah).
h. Vakuola
(rongga sel)
Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel karena
tidak menjalankan sebuah fungsi tertentu secara aktif. Benda ini dapat dilihat
dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan
sitoplasma disebut
tonoplas
. Vakuola berisi:
• garam-garam organik
• glikosida
• tanin (zat penyamak)
• minyak eteris (misalnya
jasmine
pada melati,
roseine
pada mawar,
zingiberine
pada jahe)
• alkaloid (misalnya kafein, kinin, nikotin, likopersin, dan lain-lain)
• enzim
• butir-butir pati
Pada beberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vakuola
non kontraktil.
i. Mikrotubulus
Mikrotubulus berbentuk benang silindris dan kaku. Mikrotubulus
berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai rangka sel. Contoh
organel ini antara lain benang-benang gelendong pembelahan. Selain itu
mikrotubulus berguna dalam pembentukan sentriol,
ƀ
agela, dan silia.
j. Mikro
s
lamen
Mikro
s
lamen seperti mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari
komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot).
Mikro
s
lamen berperan dalam pergerakan sel.
k. Peroksisom (badan mikro)
Peroksisom ukurannya sama seperti lisosom. Organel ini senantiasa
berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim
oksidase
dan
katalase
(banyak disimpan dalam sel-sel hati).
Bentuk dan ukuran sel bermacam-macam, tergantung pada tempat dan
fungsi dari jaringan yang disusunnya. Organel di dalam sel mempunyai fungsi
yang berbeda satu sama lainnya. Berdasarkan ada tidaknya dinding/ selaput
inti, maka sel dibedakan menjadi dua yaitu:
Macam-Macam Sel
D.
Bab 1 –
Sel
11
Sumber:
Microsoft Encarta, 2005.
Gambar 1.8
Struktur bakteri prokariotik.
Sel ada dua macam
yaitu:
• Sel prokariotik
• Sel eukariotik
-
Sitoplasma dan materi genetik bercampur,
sehingga materi inti tidak dibatasi oleh
membran inti melainkan hanya mengumpul
pada daerah yang disebut nukleoid.
-
Bahan gen ( DNA) terdapat dalam sitoplasma
berbentuk cincin bulat.
-
Tidak dijumpai badan golgi, mitokondria, dan retikulum endoplasma
(RE), tetapi dijumpai adanya ribosom.
-
Tidak mempunyai organel lain selain ribosom.
1. Struktur Sel Prokariotik
Sel prokariotik tidak mempunyai membran inti dan sistem endomembran
seperti retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Selain itu, tidak memiliki
mitokondria dan kloroplas. Sel prokariotik terdapat pada bakteri dan alga
biru, dengan ciri-ciri sebagai berikut:
2. Struktur Sel Eukariotik
Sel eukariotik memiliki membran nukleus dan sistem endomembran. Ciri-
ciri sel eukariotik adalah sebagai berikut:
-
Sitoplasma dan nukleoplasma terpisah.
-
Bahan gen di dalam inti.
-
Mempunyai organel seperti golgi, mitokondria, retikulum endoplasma,
ribosom, dan kloroplas pada tumbuhan.
-
Bahan gen ( DNA) seperti pita ganda dan tersusun spiral saling melilit
(double helix).
Biologi
SMA/MA Kelas XI
12
Tabel 1.1 Perbedaan Struktur Sel Organisme Prokariot dan Eukariot
Organel/Bagian Sel
Prokariot
Eukariot
Inti sel
Tanpa membran/selaput
disebut nukleoid
Selaput inti ada, disebut
inti sel (nukleus)
Penutup sel
Berupa kapsul (fungsi
berbeda dengan dinding sel
pada tumbuhan)
Tidak ada pada hewan,
pada tumbuhan ada
dinding sel
Retikulum endoplasma Tidak ada
Ada
Badan golgi
Tidak ada
Ada
Mitokondria
Tidak ada
Ada
Lisosom-sentriol
Tidak ada
Ada
Ribosom
Ada pada sitoplasma
Ada (pada sitoplasma dan
retikulum endoplasma)
DNA (bahan gen)
Berbentuk cincin bercampur
dengan sitoplasma
Berbentuk pita spiral
ganda (double helix)
terdapat pada inti,
mitokondria, dan
kloroplas (pada
tumbuhan)
Ada dua macam sel eukariotik yang mempunyai materi penyusun relatif
berbeda, yaitu sel hewan dan sel tumbuhan. Struktur dasar sel tumbuhan dan
sel hewan adalah sama. Tetapi sel tumbuhan dan sel hewan memiliki sedikit
perbedaan yang dikarenakan perbedaan kebutuhan diantara keduanya.
Beberapa perbedaan antara lain pada tumbuhan terdapat dinding sel,
vakuola, dan plastida, sedangkan pada sel hewan tidak dijumpai. Pada sel
hewan terdapat sentriol dan lisosom.
a. Sel tumbuhan
1) Dinding sel
Dinding sel tipis dan berlapis-lapis. Lapisan dasar yang terbentuk pada
saat pembelahan sel terutama adalah pektin, zat yang membuat agar-agar
mengental. Lapisan inilah yang merekatkan sel-sel yang berdekatan.
Setelah pembelahan sel, setiap sel baru membentuk dinding dalam dari
serat selulosa. Dinding ini terentang selama sel tumbuh serta menjadi
tebal dan kaku setelah tumbuhan dewasa.
2) Vakuola
Vakuola atau rongga sel adalah suatu rongga atau kantung berisi cairan
yang dikelilingi oleh membran. Pada sel tumbuhan, khususnya pada
sel parenkim dan kolenkim dewasa memiliki vakuola tengah berukuran
besar yang dikelilingi oleh membran
tonoplas
.
Fungsi vakuola:
– Memasukkan air melalui tonoplas untuk membangun turgor sel.
– Adanya pigmen antosian memberikan kemungkinan warna cerah
yang menarik pada bunga, pucuk daun, dan buah.
Bab 1 –
Sel
13
– Kadangkala vakuola tumbuhan mengandung enzim hidrolitik yang
dapat bertindak sebagai lisosom waktu sel masih hidup.
–
Menjadi tempat penimbunan sisa-sisa metabolisme.
–
Tempat penyimpanan zat makanan.
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 119.
Gambar 1.9
Sel tumbuhan.
3) Plastida
Plastida merupakan organel yang hanya ditemukan pada sel tumbuhan
berupa butir-butir yang mengandung pigmen atau zat warna. Plastida
dapat dibedakan menjadi 3, yaitu:
a) Leukoplas
Leukoplas adalah plastida yang berwarna putih atau tidak berwarna.
Umumnya leukoplas terdapat pada organ tumbuhan yang tidak
terkena sinar matahari dan berguna untuk menyimpan cadangan
makanan.
Berdasarkan fungsinya, leukoplas dibedakan menjadi tiga macam,
yaitu:
-
Amiloplas
, yaitu leukoplas yang berfungsi membentuk dan
menyimpan amilum.
-
Elaioplas
, yaitu leukoplas yang berfungsi untuk membentuk dan
menyimpan lemak.
-
Proteoplas
, yaitu leukoplas yang berfungsi menyimpan protein.
b) Kloroplas
Kloroplas adalah benda terbesar dalam sitoplasma sel tumbuhan.
Biologi
SMA/MA Kelas XI
14
Kloroplas banyak terdapat pada daun dan organ tumbuhan lain
yang berwarna hijau. Kloroplas yang berkembang dalam sel daun
dan batang yang berwarna hijau mengandung pigmen yang berwarna
hijau atau kloro
s
l. Kloro
s
l berfungsi menyerap energi cahaya matahari
untuk melangsungkan proses fotosintesis dan mengubahnya menjadi
energi kimia dalam bentuk glukosa. Kloroplas memperbanyak diri
dengan memisahkan diri secara bebas dari pembelahan inti sel.
Kloro
s
l dibedakan menjadi bermacam-macam, antara lain:
- kloro
s
l a menampilkan warna hijau biru,
- kloro
s
l b menampilkan warna hijau kuning,
- kloro
s
l c menampilkan warna hijau cokelat,
- kloro
s
l d menampilkan warna hijau merah.
Kloroplas disusun oleh sistem membran yang membentuk kantung-
kantung pipih yang disebut tilakoid. Tilakoid tersebut tersusun
bertumpuk yang membentuk struktur yang disebut grana (tunggal,
granum). Cairan di luar tilakoid disebut stroma. Dengan demikian
di dalam kloroplas terdapat dua ruangan yaitu ruang tilakoid dan
stroma. Perhatikan gambar 1.10.
c) Kromoplas
Kromoplas adalah plastida yang memberikan warna yang khas
bagi masing-masing tumbuhan. Perbedaan warna pada kromoplas
disebabkan oleh perbedaan pigmen yang dikandungnya. Pigmen-
pigmen tersebut antara lain:
-
karoten
, menimbulkan warna merah kekuningan, misalnya pada
wortel
-
xanto
s
l
, menimbulkan warna kuning pada daun yang sudah tua
-
s
kosianin
, memberikan warna biru pada ganggang
-
s
kosantin
, memberikan warna cokelat pada ganggang
-
s
koeritrin
, memberikan warna merah pada ganggang
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 128.
Gambar 1.10
Kloroplas.
P
m
Vakuola
Nukleus
Kloroplas
Stroma
Membran luar
dan dalam
Granum
Tilakoid
Bab 1 –
Sel
15
Kegiatan 1.1
Mengamati Struktur Sel Bawang
Tujuan:
untuk mengenal struktur sel epidermis pada bawang
merah.
Alat dan Bahan
1. Mikroskop
2. Kaca preparat
3. Kaca penutup
4. Jarum bedah
5. Kertas pengisap
6. Pinset
7. Pipet tetes
8. Bawang merah
9. Yodium/betadine
Langkah Kerja
1.
Buatlah kelompok yang terdiri dari lima orang!
2.
Kupas lapisan epidermis yaitu siung dari bawang merah
menggunakan pisau dan pinset! Hati–hati menggunakan
pisau!
3. Letakkan di atas kaca preparat, tetesi dengan setetes air,
tutup dengan kaca penutup! Gunakan jarum bedah agar
tidak timbul gelembung udara pada preparat!
4. Perhatikan sel epidermis dengan bantuan mikroskop
secara bergantian dengan kelompokmu!
5. Teteskan setetes larutan yodium untuk mewarnai sel
dengan menggunakan teknik pengairan!
6.
Gambar dan beri warna bagian–bagian sel seperti dinding
sel, membran sel, sitoplasma, nukleus, dan vakuola sel!
7. Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut dengan
kelompok kalian!
Pertanyaan
1. Bagaimanakah bentuk dan warna sel epidermis bawang
merah yang sedang kalian amati?
2. Organel apa saja yang dapat diamati pada sel epidermis
bawang merah dalam percobaan ini?
3. Termasuk sel hidup atau sel matikah sel-sel tersebut?
Biologi
SMA/MA Kelas XI
16
b. Sel hewan
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 128.
Gambar 1.11
Sel hewan.
Berbeda dengan sel tumbuhan, sel hewan tidak mempunyai dinding
sel. Protoplasma hanya dilindungi oleh selaput yang tipis sehingga bentuk
selnya relatif tidak tetap. Ada beberapa sel hewan yang selnya dilindungi oleh
cangkang yang kuat dan keras, misalnya pada
Euglena
dan
Radiolaria.
Vakuola
pada hewan umumnya berukuran kecil.
Kegiatan 1.2
Mengamati Struktur Sel Mukosa Pipi Manusia
Tujuan:
untuk mengenal struktur sel mukosa pipi pada
manusia.
Alat dan Bahan
1.
Cotton bud
/pembersih telinga
2. Mikroskop, kaca preparat, kaca penutup
3. Jarum pentul
4. Pipet tetes
5. Larutan metilen biru
Bab 1 –
Sel
17
Langkah Kerja
1.
Buatlah kelompok yang terdiri dari 5 orang!
2. Koreklah bagian dalam pipi salah satu teman kelompok
kalian menggunakan
cotton bud
, kemudian oleskan di atas
kaca preparat! Hati–hati usahakan jangan sampai kapas
pada cotton bud tertinggal pada kaca preparat!
3. Teteskan dua tetes larutan metilen biru di atas olesan
cotton bud
, tutup dengan kaca penutup!
4. Amati dengan bantuan mikroskop!
5. Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut dengan
kelompokmu!
Pertanyaan
1. Bagaimana bentuk dan susunan sel pipi yang kalian
amati?
2. Dapatkah kalian mengamati nukleus sel pipi pada
percobaan tersebut?
3. Bagaimana bentuk umum sel itu?
4.
Gambar dan tuliskan bagian–bagian sel yang sedang kalian
amati, misalnya membran sel, sitoplasma, protoplasma,
dan nukleus!
5.
Jelaskan persamaan dan perbedaan yang terdapat pada sel
bawang dengan sel mukosa pipi!
Tabel 1.2. Perbedaan Antara Sel Tumbuhan dan Sel Hewan
Komponen
Sel Tumbuhan
Sel Hewan
Ukuran
Sel tumbuhan lebih besar
daripada sel hewan.
Sel hewan lebih kecil
daripada sel tumbuhan.
Bentuk
Tetap
Tidak tetap
Dinding sel
Ada
Tidak ada
Plastida
Ada
Tidak ada
Lisosom
Tidak ada
Ada (untuk pencernaan
makanan secara
pinositosis/fagositosis)
Sentriol
Tidak ada
Ada
Badan golgi
Diktiosom
Badan golgi
Vakuola
Pada sel muda kecil dan
banyak, pada sel dewasa
tunggal dan besar
Tidak mempunyai
vakuola, walaupun
terkadang beberapa
sel hewan uniseluler
memiliki vakuola yang
berukuran kecil baik pada
sel muda maupun sel
dewasa
Biologi
SMA/MA Kelas XI
18
Komponen
Sel Tumbuhan
Sel Hewan
Flagela/silia
Tidak ada
Ada tetapi tidak semua
Kloro
s
l
Ada
Tidak ada
Tabel 1.3. Organel dan Fungsinya pada Sel Eukariotik
No.
Organel
Fungsi
1.
Inti sel
Sintesis DNA dan RNA, berkumpulnya subunit
ribosom pada anak inti, mengendalikan seluruh
aktivitas sel
2.
Ribosom
Sintesis polipeptida (protein)
3.
Retikulum endoplasma
kasar
Sintesis membran protein dan sekresi protein,
pembentukan vesikel transpor
4.
Retikulum endoplasma
halus
Sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan
detoksi
s
kasi pada sel-sel liver, menyimpan ion
Ca pada sel otot
5.
Badan golgi
Modi
s
kasi, penyimpan sementara, transpor
makromolekul, pembentukan vesikel transpor
6.
Lisosom
Mencerna bahan makanan dan bahan asing
serta merusak organel
7.
Mikrobodi
Berbagai macam proses pemecahan H
2
O
2
,
fotorespirasi, dan proses biokimia lainnya
8.
Vakuola
Seperti lisosom, mencerna makanan hanya
pada vakuola, menyimpan makanan, dan
memperbesar sel
9.
Kloroplas (tumbuhan dan
beberapa Protista)
Konversi energi cahaya menjadi energi kimia
(gula)
10.
Mitokondria
Konversi energi kimia dari makanan menjadi
energi kimia ATP
11.
Sitoskeleton (termasuk
mikrotubulus,
mikro
s
lamen, dan
s
lamen intermedia)
Mengatur/menjaga bentuk sel, tempat
melekatnya organel-organel, gerakan organel
dalam sel, dan gerakan sel
12
Dinding sel
Menjaga bentuk sel, penyokong, proteksi
permukaan, dan ikatan antarsel dalam jaringan
Transpor Molekul Melalui Membran
E.
Tahukah kalian lingkungan di mana sel-sel itu hidup? Lingkungan suatu
sel selamanya berupa cairan. Namun, hal ini tidak begitu terlihat jelas pada
organisme-organisme multiseluler seperti pohon dan manusia. Sel-sel pada
organisme multiseluler dikelilingi cairan yang disebut cairan ekstra sel (CES).
Bab 1 –
Sel
19
CES memiliki komponen utama air. CES menyediakan molekul atau ion yang
diperlukan suatu sel. CES juga menampung hasil atau limbah yang dihasilkan
sel.
Lalu, bagaimanakah cara sel memperoleh molekul atau ion? Sel akan
melakukan transpor molekul. Transpor molekul dilakukan sel melalui
membran sel yang bersifat selektif permiabel. Artinya, membran sel dapat
dilewati molekul tertentu sesuai yang dikehendakinya. Transpor molekul
pada sel terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi cairan antara ruang
di dalam sel dengan cairan ekstra sel. Inilah yang disebut dengan g
radien
konsentrasi
.
Transpor molekul melalui membran dapat terjadi secara pasif (transpor
pasif) dan dapat pula terjadi secara aktif (transpor aktif). Transpor pasif
merupakan transpor yang tidak memerlukan energi, meliputi difusi, difusi
terfasilitasi, dan osmosis. Transpor aktif adalah transpor melalui membran
dengan melawan kecenderungan alami yaitu melawan gradien konsentrasi
dengan menggunakan energi ATP. Transpor melalui membran jenis lain
adalah endositosis dan eksositosis.
Prinsip-prinsip dasar transpor melalui membran adalah setiap molekul
memiliki kecenderungan untuk menempati ruang secara merata. Molekul
pada konsentrasi tinggi memiliki tekanan yang lebih besar dan setiap molekul
mempunyai kecenderungan untuk selalu bergerak karena mengandung energi
kinetik. Dengan demikian secara alami terdapat kecenderungan molekul pada
konsentrasi tinggi bergerak ke konsentrasi rendah.
1. Transpor Pasif
a. Difusi
Difusi dapat diartikan perpindahan zat (padat, cair, dan gas) dari
larutan konsentrasi tinggi (hipertonis) ke larutan dengan konsentrasi rendah
(hipotenis). Dengan kata lain setiap zat akan berdifusi menuruni gradien
konsentrasinya. Hasil dari difusi adalah konsentrasi yang sama antara larutan
tersebut dinamakan
isotonis
.
Kecepatan zat berdifusi melalui membran sel tidak hanya tergantung
pada gradien konsentrasi, tetapi juga pada besar, muatan, dan daya larut
dalam lemak (lipid). Membran sel kurang permeabel terhadap ion-ion (Na
+
,
Cl
–
, K
+
) dibandingkan dengan molekul kecil yang tidak bermuatan. Dalam
keadaan yang sama molekul kecil lebih cepat berdifusi melalui membran sel
daripada molekul besar.
Molekul-molekul yang bersifat hidrofobik dapat bergerak dengan mudah
melalui membran daripada molekul-molekul hidrofolik. Molekul-molekul
yang besar dan ion dapat bergerak melalui membran.
b. Difusi terfasilitasi
Difusi terfasilitasi melibatkan difusi dari molekul polar dan ion melewati
membran dengan bantuan protein transpor. Protein transpor merupakan
Biologi
SMA/MA Kelas XI
20
pada lingkungan hipertonis, dapat mengalami
plasmolisis
yaitu terlepasnya
sel dari dinding sel.
protein khusus yang menyediakan suatu ikatan
s
sik bagi molekul yang
sedang bergerak. Protein transpor juga merentangkan membran sel sehingga
menyediakan suatu mekanisme untuk pergerakan molekul. Difusi terfasilitasi
juga merupakan transpor pasif karena hanya mempercepat proses difusi dan
tidak merubah arah gradien konsentrasi.
c. Osmosis
Osmosis merupakan
difusi air melalui selaput
semipermeabel. Hal
ini berarti ada zat yang
dapat masuk ke sel dan
adapula zat yang tidak
dapat masuk ke sel.
Carilah informasi dari
internet, buku, atau surat
kabar tentang zat-zat
tersebut, kemudian
tuliskan pada buku
tugas! Kumpulkan
hasilnya pada guru
kalian!
Tindak Lanjut
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 149.
Gambar 1.12
Model terjadinya proses osmosis.
Osmosis merupakan difusi air melalui selaput
semipermeabel
. Air akan bergerak dari daerah yang
mempunyai konsentrasi larutan rendah ke daerah
yang mempunyai konsentrasi larutan tinggi.
Tekanan osmosis dapat diukur dengan suatu
alat yang disebut
osmometer
. Air akan bergerak
dari daerah dengan tekanan osmosis rendah ke
daerah dengan tekanan osmosis tinggi. Sel akan
mengerut jika berada pada lingkungan yang
mempunyai konsentrasi larutan lebih tinggi. Hal
ini terjadi karena air akan keluar meninggalkan
sel secara osmosis. Sebaliknya jika sel berada
pada lingkungan yang hipotonis (konsentrasi
rendah) sel akan banyak menyerap air, karena
air berosmosis dari lingkungan ke dalam sel. Jika
sel-sel tersebut adalah sel tumbuhan, maka akan
terjadi
tekanan turgor
apabila dalam lingkungan
hipotonis. Sebaliknya jika sel tumbuhan berada
Bab 1 –
Sel
21
P r o f i l
Robert Hooke
Robert Hooke (1635 – 1703), ilmuwan Inggris yang terkenal
dengan teori elastisitas. Lahir di Pulau Wight, belajar di Oxford.
Mendampingi Robert Boyle ahli fisika sebagai asistennya,
membantunya dalam kontruksi pompa air. Tahun 1662 dia ditunjuk
sebagai kepala penelitian Royal Society sampai dia wafat. Dia
terpilih sebagai Partner Royal Society di tahun 1663 dan ditunjuk
sendiri oleh Gresham ahli geometri di Oxford. Kontribusi terbesar
Hooke adalah rumusan teori
clasticiti
.Dia juga sebagai pelopor
dalam penelitian mikroskopik, dan mengemukakan observasinya,
termasuk penemuan sel tumbuhan.
Sumber: Microsoft Encarta, 2005
.
www.discover.edventures.com.
2. Transpor Aktif
Pada transpor aktif diperlukan energi dari dalam sel untuk melawan
gradien konsentrasi. Transpor aktif sangat diperlukan untuk memelihara
keseimbangan molekul-molekul di dalam sel. Sumber energi untuk transpor
aktif adalah ATP (adenosin trifosfat).
Transpor aktif primer dan sekunder
Transpor aktif primer membutuhkan energi dalam bentuk ATP,
sedangkan transpor aktif sekunder memerlukan transpor yang tergantung
pada potensial membran. Kedua jenis transpor tersebut saling berhubungan
erat karena transpor aktif primer akan menciptakan potensial membran dan
ini memungkinkan terjadinya transpor aktif sekunder.
Transpor aktif primer dicontohkan pada keberadaan ion K
+
dan Na
+
dalam membran. Kebanyakan sel memelihara konsentrasi K
+
lebih tinggi di
dalam sel daripada di luar sel. Sementara konsentrasi Na
+
di dalam sel lebih
kecil daripada di luar sel.
Transpor aktif sekunder dicontohkan pada asam amino dan glukosa
dengan molekul pengangkutannya berupa protein transpor khusus.
Pengangkutan tersebut bersama dengan pengangkutan Na
+
untuk berdifusi
ke dalam sel. Pengangkutan Na
+
adalah transpor aktif primer yang
memungkinkan terjadinya
pontensial membran
, sehingga asam amino dan
glukosa dapat masuk ke dalam sel.
Biologi
SMA/MA Kelas XI
22
Sumber:
Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 152 dan 155.
Gambar 1.13
(a) Proses transpor aktif. (b) Fagositosis, (c) Pinositosis, (d) Endositosis.
(b)
(d)
(c)
(a)
Bab 1 –
Sel
23
Kegiatan 1.3
Permeabilitas Membran Sel (Pengaruh Suhu dan Pelarut)
Tujuan:
mengamati pengaruh perlakuan
s
sik (suhu) dan kimia
(jenis pelarut) terhadap permeabilitas membran sel.
Alat dan Bahan
1.
Pelubang gabus berdiameter 0,5 cm
2.
Bunsen/pemanas listrik
3. Endositosis dan Eksositosis
a. Eksositosis
Eksositosis dapat diartikan, keluarnya zat dari dalam sel. Vesikel dari
dalam sel berisi senyawa atau sisa metabolisme. Bersama aliran plasma,
vesikel tersebut akhirnya sampai pada membran dan terjadilah perlekatan.
Daerah perlekatan akan mengalami lisis dan isi vesikel keluar.
b. Endositosis
Endositosis merupakan proses pemasukan zat dari luar sel ke dalam sel.
Partikel-partikel dari luar sel menempel pada membran kemudian mendesak
membran sehingga terjadilah lekukan yang semakin lama semakin dalam
bentuknya seperti kantung dan akhirnya menjadi bulat lalu terlepas dari
membran. Bulatan tersebut berisi partikel, lalu akan dicerna oleh lisosom/
enzim pencerna yang lain. Endositosis memiliki dua macam bentuk yaitu
pinositosis dan fagositosis. Pinositosis merupakan proses pemasukan zat ke
dalam sel yang berupa cairan. Hal ini sesuai dengan arti
pino
sendiri yaitu
minum. Sedangkan fagositosis (fago = makan) merupakan pemasukan zat
padat atau sel lainnya ke dalam tubuh sel. Sesuai dengan artinya, peristiwa
ini seperti sel memakan zat lain. Perhatikan gambar 1.13.
1) Pinositosis
Bahan pada membran plasma reseptor akan menempel sehingga terjadi
lekukan. Lekukan lama-kelamaan semakin dalam dan membentuk kantung.
Kantung yang terlepas akan berada dalam sitoplasma. Kantung ini disebut
gelembung pinositosis
. Gelembung pinositosis akan mengerut dan pecah
menjadi gelembung kecil-kecil kemudian bergabung menjadi gelembung
yang lebih besar.
2) Fagositosis
Fagositosis merupakan proses penelanan partikel-partikel makanan dan
sel-sel asing, misalnya pada
Amoeba
dan sel-sel darah putih. Makanan atau
partikel lain akan menempel pada membran, lalu membran akan membentuk
lekukan. Membran akan menutup dan membentuk kantung, lalu kantung
melepaskan diri.
Biologi
SMA/MA Kelas XI
24
3.
Tabung reaksi bertutup ulir (10 buah; diameter 2,5 cm)
4.
Gelas kimia atau wadah tahan panas
5.
Umbi kunyit/bit gula
6. Metanol
7. Aseton
8. Akuades
Langkah Kerja
1.
Buatlah kelompok dengan teman-teman kalian!
2.
Buat 10 silinder umbi kunyit dengan diameter 0,5 cm dan
panjang 2,0 cm menggunakan pelubang gabus! Jika tidak
tersedia pelubang gabus, dapat dibuat potongan persegi
atau kubus, dengan panjang sisi 1 cm.
3. Cuci dengan air mengalir untuk menghilangkan pigmen
yang ada pada permukaan silinder!
Perlakuan Fisik (Suhu)
4. Celupkan masing-masing dua potong silinder umbi
kunyit/bit gula ke dalam akuades bersuhu 70
o
, 50
o
, dan 40
o
C selama 1 menit! Silinder umbi langsung dipindahkan ke
dalam 5 ml akuades bersuhu kamar dan biarkan terendam
dalam keadaan statis selama 1 jam!
Perlakuan dengam Pelarut Organik
5. Rendam dua potong silinder umbi kunyit/bit gula dalam
5 ml metanol, dan dua potong lainnya direndam dalam 5
ml aseton, masing-masing selama 30-40 menit pada suhu
kamar!
Kontrol
6. Masukkan dua potong silinder umbi kunyit/bit gula
dalam akuades dan diamkan dalam suhu kamar dalam
waktu yang sama!
Analisis
7. Diakhir perendaman, semua perlakuan dan kontrol,
tabung dikocok dan amati perbedaan warna pada masing-
masing perlakuan! Tulis hasil pengamatan kelompok kalian
seperti pada tabel pengamatan! Bagaimana interpretasi
kalian tentang perbedaan warna pada masing-masing
perlakuan?
Bab 1 –
Sel
25
Bio Eksplorasi
Kekompleksan Sel
Sel merupakan sistem dengan desain paling rumit paling kompleks dan paling
indah yang pernah disaksikan oleh manusia. Profesor biologi
Michael Denton
, di
dalam bukunya bertajuk Evolution: A Theory in Crisis, menjelaskan kekompleksan
ini dengan satu contoh:
“Untuk memahami realitas kehidupan seperti yang telah diungkapkan biologi
molekuler
, kita perlu memperbesar sebuah sel seratus juta kali sehingga diameternya
mencapai 20 kilometer dan menyerupai raksasa, yang cukup besar untuk menutup
sebuah kota seperti London atau New York. Apa yang akan kita lihat kemudian
ialah sebuah objek yang mempunyai kerumitan yang tiada tandingan dan desain
yang adaptif. Di permukaan sel ini kita akan mendapati berjuta-juta lubang, seperti
lubang-lubang pangkalan sebuah pesawat induk angkasa, ia terbuka dan tertutup
untuk memjaga aliran materi masuk dan keluar. Bila, kita dapat memasuki lubang ini,
kita akan mendapati diri kita berada di dalam sebuah dunia yang berteknologi tinggi
dan kompleks yang mencengangkan. Inilah sebuah kompleksitas di luar jangkauan
kreativitas kita, suatu realitas yang berlawanan dengan kebetulan, yang dalam
segala hal melampaui semua yang dihasilkan kecerdasan manusia...”
Seorang ahli matematika dan astronomi Inggris,
Sir Fred Hoyle
telah melakukan
perbandingan di dalam satu wawancara dengannya yang telah disiarkan dalam
majalah Nature, pada tanggal 12 November 1981. Walaupun, beliau adalah seorang
evolusionis tetapi beliau menegaskan bahwa peluang untuk munculnya makhluk
hidup tingkat tinggi terbentuk dengan cara kebetulan adalah seperti tornado yang
meluncur cepat sehingga berhasil merakit bahan-bahan di sekelilingnya untuk
membentuk sebuah Boeing 747. Ini berarti, adalah mustahil untuk sebuah sel
terbentuk secara kebetulan, oleh itu, pasti ia telah diciptakan.
Sumber:
Harun Yahya, Keruntuhan Teori Evolusi, 2004.
Setelah membaca uraian tersebut jawablah pertanyaan berikut ini!
1.
Menurut pendapat kalian benarkah teori evolusi yang menyatakan makhluk
hidup pertama yang muncul adalah makhluk hidup bersel satu kemudian
disusul makhluk hidup yang lebih kompleks?
2.
Berikan pendapat atas jawaban kalian tersebut!
Tabel Pengamatan
Hasil pengamatan perlakukan
s
sik dan kimia terhadap
umbi kunyit/bit gula
Perlakuan
Warna Larutan
Fisik (Suhu)
40
0
C
50
0
C
70
0
C
Pelarut Organik
Metanol
Hexan
Kontrol
Akuades
Biologi
SMA/MA Kelas XI
26
1. Sel merupakan unit terkecil dari kehidupan.
2. Struktur sel meliputi membran sel, inti sel, sitoplasma, dan
organel sel.
3. Membran sel tersusun atas lipoprotein dan bersifat selektif
permrabel.
4.
Organel sel meliputi ribosom, retikulum endoplasma, mitokondria,
badan golgi, sentrosom, lisosom, plastida, mikrotubulus,
mikro
s
lamen, dan peroksisom.
5.
Sel prokariotik tidak mempunyai inti dan sistem endomembran
seperti retikulum endoplasma, mitokondria, dan badan golgi.
6.
Sel eukariotik memiliki inti dan sistem endomembran.
7.
Sel tumbuhan memiliki organel yang tidak dimiliki sel hewan
yaitu dinding sel, vakuola, dan plastida.
8.
Sel hewan memiliki organel yang tidak dimiliki sel tumbuhan
yaitu
ƀ
agel dan sentriol.
9. Transpor pada sel terdiri atas transpor pasif (difusi, difusi
terfasilitasi, osmosis) dan transpor aktif (transpor aktif primer,
transpor aktif sekunder, eksositosis, endositosis). Endositas terdiri
atas fogositosis dan pinositosis.
R a n g k u m a n
R a n g k u m a n
Uji Kompetensi
I. Pilihan ganda
1. Macam-macam senyawa organik yang menyusun protoplasma adalah ....
a. karbohidrat, protein, lemak, asam amino
b. karbohidrat, protein, lemak, asam sitrat
c. karbohidrat, protein, lemak, asam nukleat
d. protein, asam amino, lemak, gula
e. protein, asam amino, asam sitrat, gula
2. Pernyataan yang paling tepat untuk retikulum endoplasma adalah ....
a. organel terbesar di dalam sitoplasma
b. organel kecil di dalam sel yang tersusun atas protein dan RNA
c. sepasang badan silinder dan merupakan satu kesatuan
d. sistem membran yang kompleks membentuk jaring-jaring kerja di
sitoplasma
e. berperan dalam sintesis protein, sintesis lemak, dan transpor materi
di dalam sel
Bab 1 –
Sel
27
3. Pada sel hewan, vakuola nonkontraktil berfungsi untuk ....
a. menjaga tekanan osmotik sitoplasma
b. mencernakan makanan
c. menjadi tempat timbunan sisa-sisa metabolisme
d. menjadi tempat menyimpan zat makanan
e. membangun turgor sel
4.
Perhatikan tabel berikut!
No.
Hewan
Tumbuhan
1.
Permanen
Tidak permanen
2.
Tidak permanen
Permanen
3.
Terdiri atas vakuola kontraktil
dan fagosit
Terdiri dari vakuola makanan saja
4.
Makanan terlarut
Bukan tempat penyimpanan zat
makanan terlarut
5.
Mengatur tekanan osmosis sel
Mengatur tekanan turgor sel
Pernyataan yang benar untuk membedakan vakuola sel hewan dan sel
tumbuhan adalah ....
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
5. Fungsi mitokondria adalah ....
a. tempat pembentukan ribosom dan untuk sintesis protein
b. tempat pembentukan amilum dan protein
c. sebagai alat sintesis sekret dan pencernaan intrasel
d. tempat terjadinya respirasi sel dan sumber energi bagi sel
e. untuk pencernaan internal dan sumber energi bagi sel
6. Organel yang tidak dijumpai pada sel hewan dari bagian-bagian berikut
ini, adalah ....
a. inti
b. protoplasma
c. nukleoplasma
d. plastida
e. mitokondria
7. Organel sel yang berfungsi untuk mensintesis protein adalah ....
a. mitokondria
b. lisosom
c. kromosom
d. ribosom
e. plastida
Biologi
SMA/MA Kelas XI
28
8.
Berdasarkan gambar sel hewan di samping, organel
organel yang terlibat dalam proses sekresi enzim adalah ....
a.
1 - 2 - 3 - 4
b.
1 - 3 - 5 - 7
c.
3 - 4 - 6 - 7
d. 2 - 4 - 6 - 7
e.
1 - 4 - 5 - 7
9. Lemak merupakan senyawa organik penyusun protoplasma yang
berfungsi sebagai ....
a. bahan pembentuk senyawa organik lain
b. bahan pembentuk enzim-enzim pencernaan
c. sumber energi cadangan
d. senyawa yang bertanggung jawab terhadap sintesis enzim
e. senyawa yang berperan dalam pembentuk sel
10. Lisosom, organel yang hanya terdapat pada sel hewan yang berfungsi
untuk ....
a. melakukan sintesis protein
b. membawa sifat keturunan
c. menyimpan hasil fotosintesis
d. mensintesis enzim hidrolik
e. menguraikan zat hasil pencernaan
11. Organel berupa saluran halus dalam sitoplasma yang berbatasan dengan
sistem membran dan erat kaitannya dengan sistem angkutan pada sintesis
protein adalah ....
a. lisosom
b. nukleus
c. mitokondria
d. ribosom
e. retikulum endoplasma
12.
Penyusunan zat-zat pembentuk protoplasma oleh makhluk hidup
merupakan manifestasi fungsi ....
a. nutrisi
b. regulasi
c. sintesis
d. reproduksi
e. adaptasi
13. Bagian-bagian sel berikut ini terdapat di luar nukleus,
kecuali
....
a. kloroplas
b. badan golgi
c. ribosom
d. kromosom
e. plastida
Bab 1 –
Sel
29
14. Protein yang khas yang terdapat dalam inti sel disebut ....
a. sitoprotein
b.
s
toprotein
c. nukleoprotein
d. bioprotein
e. nuseloprotein
15. Teori sel menunjukkan bahwa sel merupakan unit struktural makhluk
hidup.
Teori tersebut pertama kali diusulkan oleh ....
a. Schleiden dan Schwann
b. Robert Brown
c. Rudolf Virchow
d. Max Schultze
e. Felix Durjadin
16. Fungsi utama ribosom dalam sel adalah ....
a. tempat penggabungan beberapa jenis asam amino
b. membentuk butiran yang melekat pada retikulum endoplastik
c. mempercepat terjadinya oksidasi
d. menghasilkan kode genetik
e. membentuk RNA duta
17. Bagian sel yang mengatur keluar masuknya zat dari dan ke dalam sel
adalah ....
a. sitoplasma
b. mitokondria
c. inti sel
d. selaput plasma
e. dinding sel
18. Bagian sel yang terdapat pada sel tumbuhan dan tidak terdapat pada sel
hewan adalah ....
a. dinding sel
b. selaput plasma
c. nukleolus
d. benang kromatin
e. vakuola
19. Berikut ini yang bukan ciri-ciri transpor pasif adalah ....
a. berlangsung secara spontan
b. tidak memerlukan energi dari sel
c. berlangsung dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah
d. berlangsung dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi
e. dapat berlangsung pada sel mati
Biologi
SMA/MA Kelas XI
30
20. Berikut ini adalah ciri khas sel eukariotik,
kecuali
....
a. mempunyai nukleolus
b. mempunyai membran inti
c. terjadi pemisahan antara inti sel dan sitoplasma
d. DNA berbentuk sirkuler
e. Materi genetik berada dalam inti sel
II. Uraian
1. Apa yang dimaksud dengan sel sebagai unit terkecil kehidupan?
2. Apa perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot?
3. Apa perbedaan antara sel hewan dengan sel tumbuhan?
4. Apa perbedaan antara transpor aktif dengan transpor pasif? Manakah
yang menguntungkan sel?
5. Apakah perbedaan struktur antara dinding sel dan membran sel?
III. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini berdasarkan analisis
kalian!
1. Di dalam tubuh kita, sel-sel tubuh secara dinamis akan terus berganti,
sel-sel lama akan diganti oleh sel-sel baru. Apa yang akan terjadi apabila
jumlah sel yang terbentuk lebih banyak dibanding sel yang mati?
2. Menurut kalian, mengapa tanaman yang layu akan segar kembali setelah
disiram dengan air?
3. Sekarang ini banyak dikembangkan tanaman hidroponik, terutama di
daerah perkotaan. Tanaman hidroponik dapat tumbuh subur meskipun
media tanamnya hanya menggunakan air. Mengapa hal tersebut bisa
terjadi?