IPA · Bab 2 Kelangsungan Hidup Mahluk Hidup

Nenden

23/08/2021 07:02:36

SMP 9 K 13

Daftar Isi

Bab 1 Berbagai Sistem dalam Kehidupan Manusia Bab 2 Kelangsungan Hidup Mahluk Hidup Bab 3 Listrik Bab 4 Magnet Bab 5 Tata Surya

Halaman

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Kelangsungan Hidup

Makhluk Hidup

Kelangsungan Hidup

Makhluk Hidup

Bab 2

e t a K o n s e p

T u j u a n

P e m b e l a j a r a n

Setelah mempelajari bab ini, kamu diharapkan mampu:

mengidentifikasi kelangsungan hidup makhluk hidup melalui adaptasi, seleski alam,

dan perkembangbiakan;

mendeskripsikan konsep pewarisan sifat pada makhluk hidup;

mendeskripsikan proses pewarisan dan hasil pewarisan sifat beserta penerapannya;

mendeskripsikan penerapan bioteknologi dalam mendukung

kelangsungan hidup manusia melalui produksi pangan.

Kelangsungan Hidup

Makhluk Hidup

Adaptasi

Seleksi alam

Perkembangbiakan

Tak kawin

Kawin

Materi genetis

Kromosom

Pewarisan sifat

Mendel

Persilangan

monohibrid

Persilangan

dihibrid

Fenotip

Rangkaian DNA

Genotip

Gen

Dominan

Resesif

Intermediet

ditentukan

dapat terjadi secara

menurunkan

menentukan

berupa

dalam bentuk

dalam

dipelajari oleh

melalui

ditampilkan

dalam

muncul berupa

dapat bersifat

dikembangkan

dalam

Rekayasa

genetika

merupakan

bagian

Bioteknologi

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Pernahkah Anda melihat pepohonan menggugurkan daunnya di

musim kamarau? Kemampuan pohon menggugurkan daunnya saat musim

kemarau merupakan salah satu cara pohon untuk menyesuaikan diri

terhadap lingkungannya. Pohon atau tumbuhan tersebut menggugurkan

daunnya untuk menjaga agar tubuhnya tidak kekurangan air. Hewan dan

manusia pun memiliki kemampuan untuk menyesuaikan diri terhadap

lingkungannya sebagai usaha untuk mempertahankan kelangsungan

hidupnya. Jika tidak demikian, makhluk hidup tersebut terancam musnah.

2.1 Adaptasi, Seleksi Alam, dan Perkembangbiakan

Setiap makhluk hidup memerlukan lingkungan yang sesuai untuk

dapat melaksanakan fungsi hidupnya. Saat lingkungan tempat hidupnya

tidak sesuai lagi, maka alam akan menuntut perubahan pada makhluk

hidup agar dapat bertahan hidup. Jika makhluk hidup tersebut tidak dapat

menyesuaikan diri, maka alam akan melakukan seleksi sehingga terjadi

kepunahan. Untuk menghindari kepunahan suatu makhluk hidup

melakukan suatu tahapan hidup yaitu berkembang biak.

Adaptasi Makhluk Hidup

Alam yang senantiasa berubah dan persaingan dengan makhluk hidup

mendorong makhluk hidup untuk menyesuaikan diri atau beradaptasi.

Adaptasi dapat dilakukan dengan merubah pola makan, morfologi tubuh,

dan beragam perubahan lainnya untuk dapat bertahan hidup.

Gambar 2.1

Adaptasi cangkang kerang

Kerang yang biasa tinggal di pantai melakukan adaptasi terhadap

pengaruh ombak. Ombak memberi tekanan pada cangkang kerang,

sehingga terdapat perbedaan bentuk cangkang kerang sebagai adaptasi

kerang terhadap lingkungannya. Kerang yang hidup di daerah berombak

Sumber: http://www.emc.maricopa.edu/

Air berombak

bentuk lebih

kerucut

Bergerak ke yang tidak

berombak bentuk kerucut

berkurang

Terlindung dari ombak

bentuk hampir tidak

kerucut

Pasang tinggi

Pasang rendah

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

memiliki bentuk kerucut, sedangkan yang terletak pada daerah pasang tinggi

yang kadang-kadang terkena ombak bentuk kerucutnya lebih sedikit,

bahkan pada daerah yang sama sekali tidak terkena ombak memiliki bentuk

yang hampir pipih.

Di wilayah utara dan selatan dari khatulistiwa, saat musim dingin tiba,

suhu udara begitu dingin, daun-daun mulai menguning dan mengugurkan

daun dan bahkan turun salju yang menutupi seluruh permukaan. Kita

sebagai manusia dapat mengatasi hal ini dengan tinggal di rumah dan

menyalakan penghangat, makan susu hangat dan tidur di bawah selimut

tebal. Bagaimana dengan binatang yang tinggal di luar sana?

Untuk dapat bertahan melewati musim tersebut beragam cara

dilakukan binatang (Gambar 2.2). Kelangkaan makanan di musim dingin

diatasi oleh rusa, dan kelinci dengan memakan lumut, ranting dan kulit

kayu. Kelinci juga memanfaatkan bulunya yang putih untuk bersembunyi

dalam salju, sehingga terhindar dari ancaman hewan lain yang sedang

kelaparan. Srigala saat kesulitan mendapat makanan dapat memakan apa

yang ada seperti buah-buahan atau serangga.

Gambar 2. 2

Adaptasi binatang terhadap musim dingin

Sumber : http://www.sciencemadesimple.com/

Binatang seperti burung, serangga atau ikan biasanya melakukan

migrasi untuk menghindari cuaca dingin dan kelangkaan makanan. Saat

musim dingin telah berlalu mereka biasanya kembali. Beberapa binatang

seperti bajing dan tikus sudah mempersiapkan cadangan makanan saat

musim gugur, juga sudah memakan sejumlah makanan untuk disimpan

sebagai cadangan dalam tubuh.

Hewan yang lain seperti beruang, sigung, tupai tanah, dan beberapa

kelelawar melewati musim dengin dengan berhibernasi. Hibernasi adalah

tidur yang sangat lama, yaitu sepanjang musim dingin. Saat tidur suhu

tubuh turun, detak jantung melambat dan pernapasan pun melambat,

sehingga dapat dilakukan penghematan cadangan makanan yang telah

disiapkan sepanjang musim gugur.

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Kelangsungan makhluk hidup dalam lingkungannya sangat tergantung

pada kelangsungan perolehan sumber makanan untuk bertahan hidup

Kendala alam umumnya berkaitan dengan masalah ketersediaan makanan.

Saat makanan yang biasa dimakan tida

k, tersedia beberapa makhluk hidup

beradaptasi dengan merubah jenis makanannya. Perubahan jenis makanan

biasanya diikuti oleh perubahan pada susunan tubuh makhluk hidup,

misalnya perubahan bentuk paruh burung sesuai jenis makanannya.

Burung pipit pemakan tumbuhan, dengan burung berkicau dan burung

pelatuk diperkirakan berasal dari satu jenis burung yang sama. Hanya

karena faktor ketersedian makanan, maka mengalami perubahan pada

bentuk paruhnya sesuai makanannya (Gambar 2.3).

Gambar 2.3

Adaptasi paruh burung

Sumber: http://www.emc.maricopa.edu/

Burung pipit

tanah besar

Burung pipit

tanah sedang

Burung pipit

tanah kecil

Burung pipit

paruh tajam

Burung pipit

kaktus besar

Burung pipit

kaktus

Burung pipit

pemakan tumbuhan

Burung pipit pohon

kecil

Burung pipit pohon

besar

Burung pipit

pohon sedang

Burung pipit

pohon bakau

Burung pelatuk

Burung berkicau

Nenek Moyang

Burung Pipit

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Adaptasi yang terjadi dalam waktu lama dan

berlangsung terus menerus, pada suatu saat akan

menghasilkan keturunan yang berbeda dengan

nenek moyangnya. Proses tersebut disebut dengan

evolusi. Evolusi pada makluk hidup dapat dibukti-

kan dengan adanya penemuan fosil (Gambar 2.4).

Fosil adalah sisa makluk hidup dari zaman purba

yang membatu dan tertanam dalam lapisan tanah

dan batuan. Melalui pengamatan fosil kita akan

mengetahui yang pernah ada pada massa lampau,

lamanya mereka hidup dan hubungannya dengan

makluk hidup yang ada sekarang.

Salah satu contoh fosil makhluk hidup yang

ditemukan secara lengkap pada setiap lapisan tanah

adalah fosil kuda. Berdasarkan penemuan fosil kita

dapat memperkirakan bahwa awalnya kuda purba

berukuran kecil dengan jari-jari kaki sebanyak lima

buah, namun lama kelamaan bertambah besar

dengan jari kaki kuda depan hanya tiga buah. Tubuh

kuda sekarang bertambah besar dan jari kakinya pun

hanya satu buah. Perubahan tersebut terjadi dalam

waktu lama dan terjadi tahap demi tahap akibat dari

proses adaptasi terhadap lingkungan (Gambar 2.5).

Seleksi Alam

Suatu lingkungan dikatakan sesuai jika ling-

kungan tersebut cukup menyediakan makanan,

suhu, air, dan cukup tersedianya komponen biotik

lainnya yang dibutuhkan oleh makhluk hidup.

Namun alam senantiasa mengalami perubahan. Saat

kemarau melanda sering kali ketersediaan makanan

terganggu, sehingga banyak makhluk hidup yang ikut

mati. Apalagi terkadang alam mengalami perubahan

lingkungan yang sangat drastis seperti bencana alam yang

merubah ekosistem. Pada keadaan seperti ini hanya

makhluk hidup yang mampu menyesuaikan dengan

perubahan alam yang dapat bertahan hidup. Punahnya

suatu makhluk hidup atau bertahannya terhadap

perubahan alam dikenal sebagai istilah seleksi alam.

Pemikiran ini pertama kali dikemukakan oleh Lamarck.

Berdasarkan penemuan fosil, dulu di Bumi

tinggal kelompok makhluk hidup berukuran besar

seperti dinosaurus (Gambar 2.6). Namun sekarang

Gambar 2.4

Fosil Burung

Sumber : Biology, 2008

Gambar 2.6

Kerangka Dinosaurus

Sumber: http://www.emc.maricopa.edu/

Gambar 2.5

Perubahan kuda

Sumber: Biology, 2008

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

dinosaurus telah punah. Hal ini diperkirakan karena terjadinya bencana besar

di Bumi. Bencana tersebut selain membunuh dinosaurus secara langsung juga

membuat dinosaurus yang tersisa mati kelaparan. Makhluk yang berukuran

besar memerlukan porsi makanan yang besar, sehingga kekurangan ketersediaan

makanan di Bumi akan dengan cepat membuatnya punah. Adapun makhluk

hidup yang berukuran kecil seperti serangga dapat bertahan hidup.

Selain adanya bencana dan ketersediaan

makanan yang menipis. Seleksi alam juga dapat

terjadi akibat kepadatan populasi. Beberapa

tumbuhan berkembang biak dengan cara

menumbuhkan tunas. Tumbuhnya tunas biasanya

di dekat induknya. Hal ini membuat populasi

disekitar induk sangat padat. Seperti halnya sang

induk tanaman baru memerlukan makanan dengan

porsi yang sama, sedangkan unsur hara dan tempat

tumbuh bagi populasi tersebut terbatas. Hal ini akan

menimbulkan persaingan dalam memperoleh

makanan. Hal ini juga akan menyebabkan tunas

yang tidak mampu bersaing tumbuh tidak

sewajarnya dan akhirnya mati (Gambar 2.7).

Gambar 2.7

Populasi tunas

Perkembangbiakan

Setiap makhluk hidup tidak ada yang abadi.

Ketentuan Tuhan bahwa semua yang hidup akan mati.

Sehingga walaupun ketersediaan makanan cukup,

tidak ada ancaman terhadap kehidupannya, maka

makhluk hidup tetap akan mati. Untuk itu maka

makhluk hidup diberi kemampuan untuk berkembang

biak oleh Tuhan untuk menghindari kepunahan.

Makhluk hidup dapat memperbanyak diri

dengan cara yang beragam. Namun secara garis besar

dibedakan menjadi perkembangbiakan secara kawin

dan secara tidak kawin. Perkembangbiakan secara

kawin dilakukan dengan melakukan pembuahan sel

telur oleh sperma, sehingga diperlukan sepasang

makhluk hidup jantan dan betina (Gambar 2.8(a)).

Sedangkan pada perkembangbiakan secara tak kawin

individu baru berasal dari satu induk dapat berupa

pembelahan diri, penumbuhan tunas dan lain-lain

(Gambar 2.8(b).

Sumber: dokumentasi penulis

Sumber: http://worldwildllife.org

Gambar 2.8

(a) sepasang Leopard

(b) lidah buaya dapat

berkembangbiak dengantunas

Sumber: dokumentasi penulis

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Latihan 2.1

Tujuan makhluk hidup berkembang biak adalah untuk memper-

tahankan spesiesnya supaya tidak terjadi kepunahan. Namun jika jumlah

spesies yang sama dalam suatu lingkungan terlalu banyak maka akan timbul

masalah dengan ketersediaan makanan. Bila ini terjadi, maka akan tercipta

suatu persaingan untuk mempertahankan hidup. Dalam persaingan

tersebut, makhluk hidup yang menang dalam persaingan akan lestari,

sedangkan yang kalah bersaing akan punah. Kepunahan dapat dihindari

dengan mencari tempat lain yang baru untuk hidup. Tempat yang baru

belum tentu menyediakan kebutuhan makanan yang sama sehingga

makhluk hidup tersebut harus beradaptasi.

Bagaimana cara makhluk hidup bertahan hidup dengan cara adaptasi? Berikan

contoh!

Apa penyebab hampir punahnya badak bercula satu?

Hubungan antar spesies yang bagaimanakah yang berkaitan erat dengan seleksi

alam? Berikan contohnya!

Jelaskan peran perkembangbiakan pada makhluk hidup!

5. Berikan contoh makhluk hidup yang sudah punah! Mengapa mereka bisa

punah?

2.2 Materi-Materi Genetis dalam Pewarisan Sifat

Seorang anak akan mewarisi sifat dari

kedua orang tuanya, walaupun terkadang

seorang anak tidak mirip ayah dan ibunya

tetapi dia pasti akan mirip pada salah satu

anggota keluarga lainnya seperti kakek dan

neneknya. Hal itu terjadi karena sifat

manusia apakah dia berbadan tinggi, atau

pendek, berkulit hitam atau putih semua

ditentukan oleh urutan kode yang terdapat

dalam gen kita.

Sifat yang dimiliki oleh suatu makhluk

hidup berjumlah banyak, maka jumlah gen

penentunya juga banyak. Gen adalan unit

terkecil bahan sifat menurun. Gen sebagai

sifat keturunan tersimpan dalam kromosom,

yang terdapat dalam nukleus (Gambar 2. 9).

Gambar 2.9

Kromosom dalam nukleus sel

Sumber: Bilogy, 2008

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Setiap kromosom mengandung banyak gen. Gen mempunyai fungsi

untuk mengatur perkembangan dan proses metabolisme tubuh dan

menyampaikan informasi genetis ke generasi berikutnya. Gen tersusun

teratur dalam satu deretan secara liner. Sepasang gen yang mempunyai

tugas yang sama, hampir sama atau berlawanan dinamakan alela.

Rangkaian yang membawa sifat gen

yang dimiliki seseorang tersusun dalam

rantai ganda yang disebut DNA. (Gambar

2.10) DNA akan melakukan penggandaan

untuk membuat informasi genetik yang akan

diwariskan pada keturunan berikut-nya.

Informasi hasil penggandaan dari DNA

ditampilkan sebagai fenotip. Sedangkan

sifat yang muncul dari keturunan

berikutnya ditampilkan sebagai genoti p.

Istilah genotip dan fenotip pertama kali dikemukakan oleh W. Johansen

(1909). Semua gen yang dimiliki oleh individu merupakan genotipnya.

Genotip merupakan bentuk atau susunan genetik suatu sifat yang dimiliki

oleh individu. Setiap gen dilambangkan dengan huruf Latin, kapital, dan

kecil. Misalkan untuk warna kulit kuning dilambangkan dengan

. Karena

gen terletak dalam kromosom yang homolog, maka penulisan gen dibuat

berpasangan, misalnya

. Penulisan huruf besar berarti gen dominan,

sedangkan huruf kecil berarti resesif. Misalnya kulit kuning dominan dit

ulis

, sedangkan kulit sawo matang resesif ditulis

Fenotif merupakan penampakan dari sifat yang dimiliki oleh individu.

Jika kamu memiliki kulit kuning, maka fenotipnya adalah kuning, sedangkan

genotipnya adalah

, atau

. Contoh lain dari fenotip suatu individu

adalah warna bunga merah, atau ungu, ukuran badan tinggi atau pendek,

rasa buah manis atau masam dan lain-lain. Fenotip suatu makhluk hidup

sangat ditentukan dari genotipnya.

Anak mewarisi sifat kedua orang tuanya, karena setiap orang memiliki

gen dalam bentuk berpasangan yang merupakan hasil sumbangan kedua orang

tuanya. Gen manusia memiliki 22 kromoson yang menentukan sifat manusia

dan 1 pasang yang menentukan jenis kelamin. Perubahan jumlah atau struktur

kromosom dapat menyebabkan kecacatan pada generasi berikutnya,

termasuk juga dalam kromosom penentu jenis kelamin.

Generasi pertama disebut filial pertama (F1), sedangkan generasi

turunan filial ke 1 disebut filial ke 2 (F2). Kalau orang tuamu sebagai induk,

maka kamu filial ke 1(F1), sedangkan anakmu kelak adalah filial ke 2(F2).

Gambar 2.10

Rantai DNA

http://www.emc.maricopa.edu/

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Latihan 2.2

1. Jelaskan pengertian gen dan kromosom!

2. Apa fungsi DNA dari suatu makhluk hidup?

3. Kemukakan perbedaan pengertian resesif, dominan, dan intermediat!

Apa perbedaan fenotif dan genotif? Beri contoh!

Apa perbedaan filial 1 dan filial 2? Beri contoh!

2.3 Teori Pewarisan Sifat

Teori yang menjabarkan bagaimana sifat tertentu tampak dan

diturunkan pada generasi berikutnya dipelopori oleh penelitian Mendel.

Eksperimen Mendel dilakukan di kebun Pea (

Pisum Sativum

) atau kacang

ercis. Kacang ercis digunakan karena kacang tersebut memiliki kelebihan untuk

bahan eksperimen antara lain, umurnya pendek, mudah disilangkan,

melakukan penyerbukan sendiri dan banyak variestasnya. Banyaknya

varietas kacang mulai dari berbeda bentuk biji, warna biji, warna bunga,

bentuk kulit, warna kulit dan ketinggian menyebabkan penelitian dapat

dilakukan dengan teliti. (Gambar 2. 11)

Gambar 2.11

Varietas kacang ercis

Sumber : Biology, 2008

bulat

peot

Bentuk biji

mulus

keriput

Bentuk kulit kacang

tinggi

Ukuran batang

pendek

Warna kulit kacang

kuning

hijau

ungu

putih

Warna bunga

kuning

hijau

Warna biji

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Eksperimen Mendel menggunakan 28.000 tanaman kacang ercis dan

menunjukkan hasil kerja penyilangan monohibrid generasi pertama

diperoleh semuanya berbiji halus. Tahun berikutnya ia membiarkan tanaman

tersebut untuk kawin dengan sendirinya dan menghasilkan generasi kedua

tanpa dilakukan penyilangan. Dari 7.324 biji kacang hasil generasi kedua,

diperoleh 5.474 bijih halus dan 1.850 keriting.

Gen Dominan, Resesif, dan Intermediet

Mendel mempelajari tujuh perlakuan dalam

dua bentuk tertentu. Ia mengawinkan antara

tanaman dengan ukuran tinggi dan pendek. Semua

turunan yang dihasilkan berukuran tinggi. Hal ini

menunjukkan bahwa tanaman yang ukurannya

tinggi adalah dominan, sementara yang berukuran

pendek resesif (Gambar 2.12 ).

Dominan didefinisikan sebagai sifat yang

muncul pada F1 atau filial pertama dari

perkawinan silang dua sifat yang berbeda. Dan

sebaliknya resesif adalah sifat yang tidak nampak

dan muncul hanya ketika sifat dominan tidak ada.

Gambar 2.12

Perbedaan batang

dominan tinggi dan resesif pendek.

Sumber : Biology, 2008

Gambar 2.13

Gen intermediet

Sumber : Biology, 2008

tinggi

pendek

Dalam penulisan genotip biasa digunakan huruf kapital untuk menunjukkan

sifat dominan, sedangkan untuk menunjukkan sifat resesi p yang berlawanan

digunakan huruf kecil. Contoh jika sifat batang tinggi adalah dominan, maka

akan dituliskan dalam genotif sebagai

, maka lawannya yang bersifat resesif

yaitu pendek akan dituliskan sebagai

Terkadang persilangan bunga yang berwarna

merah dan yang berwarna putih generasi F1 yang

berwarna merah ataupun putih, malah warna lain

hasil gabungan dari merah dan putih yaitu merah

muda (Gambar 2.13). Keadaan seperti itu

dikatakan sebagai intermediet.

Intermediet adalah kondisi dimana tidak ada

yang dominan satu dari yang lain. Jika tanaman

dengan bunga merah dikawinkan dengan tanaman

yang berbunga putih, maka akan dihasilkan

semuanya bunga merah muda. Karena baik merah

maupun putih tidak ada yang dominan satu sama lain.

Persilangan monohibrid

Perkawinan dua individu berbeda disebut

persilangan. Kawin silang yang hanya memperhatikan

satu sifat beda disebut persilangan monohibrid.

Misalkan kita mengawinkan kacang ercis berbiji

bulat (

) dengan kacang ercis berbiji kisut (

Gambar 2.14

Bentuk biji ercis satu

beda

bulat

Kisut

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Maka ketika pohon keduanya dikawinkan akan terjadi persilangan

antara genotip

dengan genotip

, seperti pada Gambar 2.15. Hasil

perkawinan menunjukkan generasi F1 memiliki genotip

semua.

Gambar 2.15

Generasi F1 monohibrid

Sumber : http://www.emc.maricopa.edu/

Gambar 2.16

Generasi F2 monohibrid

http://www.emc.maricopa.edu/

Jika

adalah sifat yang dominan dan

menunjukkan sifat gen resesif,

maka biji yang dihasilkan akan berbentuk bulat semua. Dan jika generasi

F1,

dikawinkan dengan sesama

, maka akan muncul generasi F2 dengan

perbandingan genotip

= 1 : 2 : 1, sedangkan perbandingan

fenotip bentuk biji bulat : biji kisut = 3 : 1 (Gambar 2.16 ).

Persilangan Dihibrid

Kawin silang antara dua individu dengan mengamati dua sifat yang

berbeda disebut persilangan dihibrid. Misalkan kita mengawinkan kacang

ercis yang berbiji bulat kuning (

SSKK

) dengan yang berbiji kisut hijau (

sskk

)

(Gambar 2.17).

Gambar 2.17

Bentuk dan warna biji ercis dua beda

bulat kuning

Kisut hijau

Maka ketika pohon keduanya dikawinkan akan terjadi persilangan

antara genotif

SSKK

dengan genotip

sskk

, seperti pada Gambar 2.18. Hasil

perkawinan menunjukkan generasi F1 memiliki genotip

SsKk

semua.

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Gambar 2.18

Generasi F1 dihibrid

Sumber: http://www.emc.maricopa.edu/ dengan penyesuaian

Jika

dan

adalah sifat yang dominan sedangkan

dan

menunjukkan sifat gen resesif, maka biji yang dihasilkan akan berbentuk bulat

dan berwarna kuning semua. Generasi F1,

SsKk

dikawinkan dengan sesama

SsKk

, maka akan muncul generasi F2 dengan perbandingan fenotip bulat

kuning : bulat hijau : kuning kisut : kisut hijau adalah 9 : 3 : 3 : 1 (Gambar 2. 19).

Gambar 2.19

generasi F2 dihibrid

Sumber : http://www.emc.maricopa.edu/

Latihan 2.3

Tentukan macam gamet dari induk bergenotif MM dan Mm!

Orang berkulit hitam menikah dengan orang berkulit putih. Jika hitam adalah

dominan dan putih resesif, tentukan genotip untuk hitam dan putih serta

genotip dan fenotip yang akan terbentuk pada generasi F1!

3. Mawar dengan genotip Mm (Merah) dikawinsilangkan dengan mawar

bergenotip mm(putih). Tentukan fenotip dan genotip yang terbentuk pada

generasi F1!

Kacang ercis berbunga ungu dan berbatang tinggi (UUTT) disilangkan dengan

kacang ercis berbunga putih dan berbatang pendek (uutt). Jika ungu dominan

terhadap putih dan batang tinggi dominan terhadap pendek,tentukan fenotip

dan genotif generasi pertama dan keduanya!

Mawar merah berduri (MmDD) disilangkan dengan Mawar putih tanpa duri

(mmdd). Tentukan fenotip dan genotip generasi pertama dan keduanya!

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

2.4 B ioteknolog i

Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa

genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi

kepentingan manusia. Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme.

Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen

dari satu organisme ke organisme lain.

Bioteknologi berasal dari kata bio dan teknologi. Bio sendiri berarti

hidup, maka bioteknologi adalah teknologi yang memanfaatkan organisme

makhluk hidup. Sehingga ciri utama bioteknologi adanya aspek biologis

berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan.Bioteknologi juga

mempunyai ciri adanya pendayagunaan secara teknologi dan industri serta

produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian

Bioteknologi bertujuan untuk memenuhi kebutuhan manusia, seperti

kebutuhan pangan. Kebutuhan manusia yang sangat beragam dan

didorong oleh ketersediaan alam serta perubahannya. Menipisnya minyak

Bumi mendorong kita untuk mencari bahan bakar baru. Terjadinya polusi

membuat kita memerlukan teknik pengolahan limbah dan pembuatan air

bersih. Masalah kesehatan juga dapat diupayakan melalui penemuan jenis

obat baru seperti antibiotik (Gambar 2.20).

Gambar 2.20

Kegunaan Bioteknologi untuk memenuhi kebutuhan manusia.

Sumber : http://digilib.brawijaya.ac.id/

Membuat bahan

bakar baru

Membuat

makanan

hewan

Membuat

antibiotika

Pengolahan

limbah

Membuat

roti

Membuat

bir

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Bioteknologi sudah ada sejak jaman dulu. Misalnya dalam teknik

pembuatan tape dibuat dengan mengunakan sejenis jamur yang kita kenal

sebagai ragi. Pembuatan tape, tauco, nata de coco juga merupakan produk

bioteknologi. Beberapa makanan hasil bioteknologi tampak pada Tabel 2.1

Penggunaan mikroba masih secara tradisional dalam produksi makanan

dan tanaman serta pengawetan makanan. Hal tersebut merupakan generasi

era pertama bioteknologi atau disebut juga bioteknologi sederhana.

Setelah penggunaan bioteknologi sederhana, bioteknologi berkembang

ke arah proses berlangsung dalam keadaan tidak steril. Bioteknologi yang

berkembang antara lain produksi bahan kimia, aseton, asam sitrat,

pengolahan air limbah, dan pembuatan kompos.

Bioteknologi yang diterapkan semakin berkembang sesuai

perkembangan teknologi yang lain. Bioteknologi kemudian masuk dalam

era bioteknologi yang menerapkan proses dalam kondisi steril. Bioteknologi

generasi ketiga ini antara lain mengembangkan produksi antibiotik dan hormon.

Pengembangan teknologi yang semakin canggih diikuti perkembangan

bioteknologi dan memasuki tahap bioteknologi baru. Bioteknologi generasi

baru mengembangkan penelitian dan pembuatan hormon insulin untuk

mengatasi diabetes, interferon, antibodi monoklonal.

Bioteknologi bertujuan untuk meningkatkan kualitas hidup dari manusia

dengan memanfaatkan alam. Peningkatan kualitas hidup manusia melalui

bioteknologi dapat berupa teknologi yang menunjang peningkatan produksi

pangan dan produk lain yang menunjang kegiatan manusia lainnya.

Peningkatan produksi pangan dapat dilakukan dengan melakukan

upaya rekayasa genetika. Rekayasa genetika merupakan bioteknologi yang

menerapkan perubahan sifat suatu makhluk hidup, misalnya perubahan

sifat dari padi pada jagung.

Hasil Fermentasi

Tape

Tempe

Oncom

Yogurt

Terasi

Pindang makasar

Alkohol

Asam cuka

Kecap

Mikroorganisme Fermentasi

Saccharomyces cerviseae

Rhizopus oryzae

Saccharomyces cerviseae

Lactobacilus bulgaricus

Lactobacilus

Saccharomyces cerviseae

Acetobacter aceti

Aspergillus soyae dan pediococcus

Tabel 2.1

Hasil bioteknologi sederhana

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Padi yang ditanam para petani biasanya memiliki waktu tanam sekitar

6 bulan untuk dapat dipanen. Padi yang ditanam juga menghasilkan butir

padi yang tidak terlalu banyak, selain itu padi memiliki ukuran tinggi dan

jumlah daun yang banyak sehingga membutuhkan banyak pupuk. Hal itu

menyebabkan para petani hanya memperoleh padi sedikit dalam enam

bulan, sedangkan biaya tanam yang mahal sehingga tidak sedikit petani

yang mengalami kerugian bila permasalahan ditambah dengan gangguan

hama dan penyakit. Belum lagi ada gangguan dari curah hujan.

Penerapan teknologi nuklir dapat dilakukan untuk merubah sifat dari

padi. Melalui rekayasa genetika padi berumur sekitar 100 hari dapat dibuat.

Hal ini membuat petani dapat melakukan panen 3 kali dalam setahun.

Rekayasa genetika juga dapat mengubah padi menjadi berukuran pendek

dan berbutir padi. Hal ini akan membuat hasil panen lebih banyak dan

pupuk yang dikeluarkan lebih sedikit. Petani memperoleh hasil panen

dengan penggunaan pupuk sedikit karena menggunakan bibit padi pendek

dan butir banyak. Padi yang tahan terhadap penyakit juga dapat dibuat

untuk mengurangi risiko gagal panen.

Bioteknologi juga dapat mendorong penciptaan lapangan kerja baru.

Misalnya para petani kelapa dulu hanya memanfaatkan sabut, buah kelapa

atau tempurungnya saja, sedangkan air kelapanya dibuang. Dengan

terciptanya teknologi, air kelapa dapat diolah menjadi

nata de coco

dengan

bantuan bakteri

Acetobacter xylinum

. Bioteknologi juga dapat menjadi lahan

kerja baru yang menghasilkan uang. Dengan lapangan kerja baru maka

kualitas hidup beberapa orang terangkat.

Bioteknologi juga berperan dalam menciptakan beberapa obat-obatan.

Penicillium

yaitu sejenis jamur yang kemudian dimanfaatkan menjadi obat

antibiotik yang kita kenal sebagai penisilin. Obat lain seperti streptomisin

dan amoxilin merupakan obat-obatan produk bioteknologi lainnya.

Tujuan percobaan

siswa mengetahui dan dapat mempraktikkan pembuatan tape ketan

Alat dan Bahan

Panci atau dandang, kompor, tampah, plastik, daun pisang,

1,5 kg beras ketan, dan ragi tape.

Langkah Percobaan

Bersihkan beras ketan, kemudian tiriskan.

Rendam beras ketan di dalam air dingin selama 12-18 jam, kemudian tiriskan.

Kukus beras ketan dalam panci atau dandang hingga menjadi nasi ketan.

Dinginkan ketan di atas daun pisang atau plastik pada tampah.

Setelah dingin, taburkan 2-3 buah ragi yang telah ditumbuk halus di atas ketan.

Bungkus nasi ketan yang telah ditaburi ragi dengan daun pisang atau plastik

yang telah ditusuk jarum.

Pembuatan Tape Ketan

Percobaan 2.1

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Rangkuman

Setiap makhluk hidup memerlukan lingkungan yang sesuai untuk dapat

melaksanakan fungsi hidupnya.

Adaptasi adalah sikap makhluk hidup yang menyesuaikan diri dengan

perubahan lingkungannya untuk bertahan hidup. Adaptasi dapat dilakukan

dengan mengubah pola makan, morfologi tubuh, melakukan hibernasi, dan

beragam perubahan lainnya untuk dapat bertahan hidup.

Adaptasi yang terjadi dalam waktu lama dan berlangsung terus menerus, pada

suatu saat akan menghasilkan keturunan yang berbeda dengan nenek

moyangnya. Proses tersebut disebut dengan evolusi. Evolusi pada makluk hidup

dapat dibuktikan dengan adanya penemuan fosil.

Punahnya suatu makhluk hidup atau bertahannya terhadap perubahan alam

dikenal sebagai istilah seleksi alam. Pemikiran ini pertama kali dikemukakan

oleh Lamarck. Seleksi alam juga dapat terjadi akibat kepadatan populasi.

Perkembangbiakan dilakukan oleh makhluk hidup untuk menghindari

kepunahan spesiesnya.

Sifat dari suatu individu ditentukan oleh gen yang diwariskan dari orang tuanya

dalam suatu rangkaian DNA yang terdapat dalam kromosom.

Genotip merupakan bentuk atau susunan genetik suatu sifat yang dimiliki oleh

individu. Setiap gen dilambangkan dengan huruf Latin, kapital, dan kecil.

Fenotip merupakan penampakan dari sifat yang dimiliki oleh individu.

Gen manusia memiliki 22 kromoson yang menentukan sifat manusia dan 1

pasang yang menentukan jenis kelamin.

Generasi pertama disebut filial pertama (F1), sedangkan generasi turunan filial

ke 1 disebut filial ke 2 (F2).

Dominan didefinisikan sebagai sifat yang muncul pada F1 atau filial pertama

dari perkawinan silang dua sifat yang berbeda. Sebaliknya resesif adalah sifat

yang tidak nampak dan muncul hanya ketika sifat dominan tidak ada.

Latihan 2.4

1. Definisikan pengertian bioteknologi!

2. Kemukakan minimal dua keuntungan pemanfaatan bioteknologi dalam

produksi pangan!

Bagaimana cara pembuatan tape singkong? Kenapa caranya termasuk dalam

bioteknologi?

4. Jelaskan keterkaitan bioteknologi dan perekonomian!

5. Apa yang dimaksud dengan rekayasa genetika? Apa hubungannya dengan

peningkatan kualitas pangan?

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

Intermediet adalah kondisi dimana tidak ada yang dominan satu dari

yang lain.

Perkawinan dua individu berbeda disebut persilangan. Kawin silang

yang hanya memperhatikan satu sifat beda disebut persilangan

monohibrid. Kawin silang antara dua individu dengan mengamati dua

sifat yang berbeda disebut persilangan dihibrid.

Bioteknologi adalah teknologi yang memanfaatkan organisme.

Bioteknologi bertujuan untuk memenuhi kebutuhan manusia seperti

kebutuhan pangan, bahan bakar, kesehatan dan perbaikan lingkungan.

Rekayasa genetika merupakan bioteknologi yang menerapkan

perubahan sifat suatu makhluk hidup.

Tahukah kalian apa itu dinosaurus? Ya, dinosaurus adalah jenis reptil yang

diperkirakan hidup pada ratusan juta tahun yang lalu. Mengapa sekarang kita

tidak dapat menemukan dinosaurus? Ya, dinosaurus telah mengalami kepunahan

diakibatkan tidak lolos seleksi alam. Dinosaurus tidak dapat mempertahankan

kelangsungan hidupnya karena tidak dapat beradaptasi terhadap perubahan

kondisi lingkungan yang terjadi. Hanya organisme dengan sifat tertentu yang dapat

beradaptasi dan mempertahankan kelangsungan hidupnya.

Refleksi

Uji

Kompetensi

Berilah tanda silang (

) pada huruf A, B, C, atau D di depan jawaban yang benar!

Alam membuat beberapa makhluk hidup tetap hidup dan membuat yang lain

musnah, hal itu disebut dengan ....

A. adaptasi

D. mutasi

B. seleksi alam

E. hereditas

C. hibernasi

2 .

Berikut ini merupakan langkah adaptasi yang dilakukan oleh hewan,

kecuali

....

A. kerang merubah bentuk cangkang

B. jerapah memiliki leher yang panjang

C. srigala memakan buah-buahan

D . burung pelatuk berparuh tajam

E. kambing berkepala dua

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

3 .

Bentuk kuda yang terdapat pada 25 juta tahun yang lalu disebut ....

A. hyracotherium

D. pliohippus

B. mesohiphus

E. equus

C. hipparion

4 .

Tujuan makhluk hidup berkembang biak adalah ....

A. untuk meningkatkan persaingan

B. untuk menambah populasi

C. untuk menghindari kepunahan

D . untuk membuat kerajaan spesiasnya

E. untuk menguasai wilayah tertentu

5 .

Tidur panjang beruang kutub sepanjang musim salju disebut sebagai ....

A. hibernasi

D. estivasi

B. reproduksi

E. seleksi alam

C. adaptasi

6 .

Binatang yang mengalami kepuhanan akibat seleksi alam, yaitu ....

A. komodo

D. elang botak

B. kura-kura galapagos

E. beruang kutub

C. mamoth

7 .

Perubahan paruh pada burung pipit merupakan adaptasi yang disebabkan oleh ....

A. ketersediaan makanan

D. perubahan musim

B. kepadatan populasi

E. ancaman dari hewan lain

C. bencana alam

8 .

Materi genetis yang bertanggung jawab dalam penurunan sifat adalah ....

A . lisosom

D . sitosol

B. ribosom

E. nukleous

C. kromosom

Manusia memiliki jenis kelamin wanita yang normal jika memiliki genotip

....

A. XY

D. X

B. XX

E. XXY

C. YY

10. Jika warna hitam (HH) pada bulu kucing adalah dominan, sedangkan warna

bulu kuning keemasan(hh) resesif, maka kucing dengan genoti p Hh akan memiiki

warna ....

A. hitam

D. belang kuning hitam

B. kuning keemasan

E. putih

C. kuning kehitaman

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

11. Ketika bunga mawar merah dikawin silang dengan mawar putih, bunga hasil

persilangan meninjukkan warna bunga mawar berwarna merah muda, maka

warna merah bersifat ....

A. dominan

D. kodominan

B. resesif

E. nondominan

C. intermediet

12. Dalam suatu keluarga terdapat lima generasi, kakek buyut-kakek-ayah-anak-

cucu, maka yang merupakan filial 1 adalah ....

A. kakek buyut

D. anak

B. kakek

E. cucu

C. ayah

13. Kacang ercis berbunga ungu dikawin silang dengan yang berbunga putih, jika

unggu dominan sedang putih resesif maka perbandingan fenotip dari bunga

ungu dan putih pada filial ke-2 adalah ....

A . 1 : 1

D . 3 : 1

B. 1 : 2 : 1

E. 1 : 3 : 3 : 1

C . 1 : 3

14. Jika seseorang memiliki genotip Kk, dengan K rambut keriting dan k rambut

lurus. Maka pernyataan yang benar tentang gen orang tersebut adalah ....

A . rambut keriting dominan

D . rambut lurus intermediet

B. rambut keriting resesif

E. rambut keriting intermediet

C . rambut lurus dominan

15. Jika K adalah kuning, k adalah hijau, B adalah bulat dan b adalah keriput,

maka biji kacang ercis yang bentuknya bulat kuning akan memiliki genotip

berikut,

kecuali

....

A. KKBB

D. KkBB

B. KKBb

E. KKbb

C. KkBb

16. Berikut merupakan kegunaan bioteknologi,

kecuali

....

A. membuat bahan bakar biodesel

D. membuat jagung transgenik

B. membuat penisilin untuk obat sipilis

E. membuat mobil tenaga surya

C. pembuatan tape singkong dengan ragi

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup

Ilmu Pengetahuan Alam untuk Siswa SMP/MTs Kelas IX

17. Penggunaan bakteri

Lactobacilus

, terdapat pada pembuatan ....

A. tape

D. terasi

B. tempe

E. kecap

C. oncom

18. Bioteknologi yang menerapkan proses steril terdapat pada produksi ....

A. asam asetat

D. pengolahan limbah

B. asam nitrat

E. pembuatan kompos

C. alkohol

19. Pengunaan bioteknologi dengan menghasilkan bibit unggul yang baru akan

memberikan manfaat berikut,

kecuali

....

A. menurunkan biaya produksi

B. melimpahkan hasil panen

C. mempersingkat massa panen

D. meningkatkan harga beras

E. menghemat pupuk

20. Hewan berikut mengatasi musim dingin dengan tidur panjang,

kecuali

....

A . srigala

D . sigung

B. beruang

E. tupai tanah

C. kelelawar