Halaman
Buku Biologi Kelas 10Kurikulum 2006 KTSPMateri Pokok Pembelajaran:Kerja Ilmiah, Ganggang Biru (Cyanobacteria, Klasifikasi Makhluk Hidup, Virus, Monera, Archaebacteria dan Eubacteria, Bakteri, Ganggang Biru (Cyanobacteria), Protista, Protista Menyerupai Tumbuhan (Ganggang atau Algae), Protista Menyerupai Hewan (Protozoa), Fungi (J amur), Ciri-Ciri Jamur, Reproduksi Jamur, Peranan Jamur bagi Kehidupan Manusia, Keanekaragaman Hayati, Dunia Tumbuhan, Tumbuhan Tidak Berpembuluh, Tumbuhan Berpembuluh, Dunia Hewan, Hewan Invertebrata, Hewan Vertebrata, Ekosistem, Pengaruh Aktivitas Manusia terhadap Perubahan dan Pencemaran Lingkungan
Herni BudiatiUntuk SMA dan MA Kelas X
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi oleh Undang-undangBiologiJilid 1 untuk SMA dan MA Kelas XPenulis:Herni BudiatiEditor:Agung BanowoPerancang Kulit:Alfianto S.Perancang Tata Letak Isi:Sri Dadi Widiyantodan LayoutIlustrator:Sri Dadi WidiyantoSumber Gambar Cover:Bank Gambar Penerbit, 2006iiHak Cipta Buku ini dibeli oleh DepartemenPendidikan Nasional dari Penerbit CV. GEMA ILMUDiterbitkan oleh Pusat Perbukuan DepartemenPendidikan NasionalDiperbanyak oleh ...574.07HERHERNI Budiati bBiologi : untuk SMA dan MA Kelas X /penulis, Herni Budiati :editor, Agung Banowo ; illustrator, Sri Dadi Widiyanto. — Jakarta :Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.vi, 226 hlm, : ilus. ; 30 cmBibliografi : hlm. 223IndeksISBN: 978-979-068-831-5 (no jld lengkap)ISBN: 978-979-068-832-21. Biologi-Studi dan Pengajaran I. JudulII. Agung Banowo III. Sri Dadi Widiyant
Kata SambutanPuji 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 untukdisebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet (website) Jaringan PendidikanNasional.Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dantelah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untukdigunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan NasionalNomor 69 Tahun 2008 tanggal 7 November 2008.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada DepartemenPendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruhIndonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada DepartemenPendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak,dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yangbersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkanoleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diaksessehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang beradadi luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswakami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kamimenyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, sarandan kritik sangat kami harapkan.Jakarta, Juni 2009Kepala Pusat Perbukuan
Kata PengantarMarilah senantiasa memanjatkan puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang MahaEsa, karena kita masih diberi kesempatan untuk mengembangkan ilmupengetahuan. Dengan ilmu pengetahuan kita akan dapat memecahkan masalahdalam kehidupan sehari-hari.Ilmu Biologi mengkaji berbagai fenomena yang terjadi pada makhluk hidupdalam kehidupannya dan interaksinya dengan lingkungan alam sekitarnya.Seseorang yang memiliki pengetahuan Biologi diharapkan dapat bersikap danbertindak secara ilmiah terhadap permasalahan hidup dan kehidupan makhlukhidup dalam lingkungannya.Buku Biologi untuk SMA dan MA ini berusaha menyajikan berbagai pengalamanbelajar untuk memahami konsep dan prinsip Biologi. Konsep dan prinsip Biologidisajikan secara rinci dengan bahasa yang mudah kamu pahami, serta diperjelasdengan contohdan gambar. Kamu juga akan dapat memperluas wawasanmu denganpengetahuan tambahan yang ada pada Bio Info. Pada Tugas dan Kegiatan kamuakan dapat mengembangkan sikap ilmiah dengan mengajukan dan mengujihipotesis melalui percobaan, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisandan tulisan.Pada akhir setiap bab juga disajikan Wacana yang mengemukakan suatupermasalahan yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari, untuk dijadikan bahandiskusi. Dalam hal ini kamu akan dapat mengembangkan kemampuan berpikiranalitik, induktif, dan dedukatif dalam menggunakan konsep dan prinsip Biologiyang telah kamu pelajari.Akhir kata, semoga buku ini dapat kamu gunakan untuk mempelajari ilmupengetahuan, terutama ilmu Biologi, yang dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Selamat belajar.Surakarta, Oktober 2006Penyusuniv
Kata Sambutan............................................................................................................................iiiKata Pengantar............................................................................................................................ivDaftar Isi.................................................................................................................................vSemester IBAB IRuang Lingkup Biologi ...........................................................................................3A. Perkembangan Biologi........................................................................................5B. Cabang-Cabang Biologi .......................................................................................9C. Ruang Lingkup dan Manfaat Biologi ...............................................................9D. Organisasi Kehidupan .........................................................................................1 3E. Metode Ilmiah ......................................................................................................1 5Rangkuman .................................................................................................................1 8Latihan 1 ......................................................................................................................19BAB IIVirus ............................................................................................................................2 1A. Ciri-Ciri dan Struktur Virus ..............................................................................2 5B. Cara Virus Hidup dan Berkembang Biak ........................................................2 5C. Daur Infeksi dan Reproduksi Virus ..................................................................2 7D. Peranan Virus dalam Kehidupan ......................................................................2 9Rangkuman .................................................................................................................3 3Latihan 2 ......................................................................................................................33BAB III Eubacteria dan Archaebacteria ............................................................................3 5A. Eubacteria..............................................................................................................3 7B. Cyanobacteria.......................................................................................................4 9C. Archaebacteria......................................................................................................5 1Rangkuman .................................................................................................................5 2Latihan 3 ......................................................................................................................53BAB IV Protista .........................................................................................................................5 5A. Protista Menyerupai Hewan ..............................................................................5 7B. Protista Menyerupai Tumbuhan .......................................................................6 3C. Protista Menyerupai Jamur ................................................................................7 0Rangkuman .................................................................................................................7 4Latihan 4 ......................................................................................................................74BAB VFungi/Jamur ...............................................................................................................77A. Ciri-Ciri dan Struktur Jamur.............................................................................7 9B. Perkembangbiakan Jamur.................................................................................8 1C. Klasifikasi Jamur ...................................................................................................8 3Daftar Isiv
viD. Lumut Kerak.........................................................................................................9 1Rangkuman .................................................................................................................9 2Latihan 5 ......................................................................................................................92Latihan Semester 1......................................................................................................................9 5Semester IIBAB VI Keanekaragaman Hayati ........................................................................................ 101A. Tingkat Keanekaragaman Hayati ...................................................................... 103B. Keanekaragaman Hayati di Indonesia .............................................................. 108C. Manfaat Keanekaragaman Hayati ..................................................................... 111D. Pelestarian Sumber Daya Alam ......................................................................... 112E. Klasifikasi Keanekaragaman Hayati .................................................................. 115Rangkuman ................................................................................................................. 119Latihan 6 ......................................................................................................................119BAB VII Regnum Plantae ........................................................................................................ 121A. Tumbuhan Lumut...............................................................................................124B. Tumbuhan Paku................................................................................................... 127C. Tumbuhan Berbiji (Spermatophyta)................................................................ 131Rangkuman ................................................................................................................. 137Latihan 7 ......................................................................................................................137BAB VIII Kingdom Animalia...................................................................................................139A. Ciri-Ciri Kingdom Animalia ............................................................................... 141B. Klasifikasi Kingdom Animalia ........................................................................... 142Rangkuman ................................................................................................................. 175Latihan 8 ......................................................................................................................176BAB IXEkosistem ....................................................................................................................179A. Komponen Penyusun Ekosistem...................................................................... 181B. Interaksi Antarkomponen Ekosistem ............................................................... 185C. Jenis-Jenis Ekosistem ........................................................................................... 188D. Perubahan Ekosistem .......................................................................................... 194E. Rantai Makanan ................................................................................................... 196F. Daur Biogeokimia ................................................................................................ 200G. Pencemaran dan Pelestarian Alam .................................................................... 201Rangkuman ................................................................................................................. 210Latihan 9 ......................................................................................................................211Latihan Semester 2......................................................................................................................214Glosarium ....................................................................................................................................219Daftar Pustaka .............................................................................................................................223Indeks .........................................................................................................................................224
virusprotista natscijamur
Ruang Lingkup BiologiPada bab ini kamu akan mem-pelajari ruang lingkup biologi danmendeskripsikan objek danpermasalahan biologi padaberbagai tingkat organisasikehidupan. Setelah mempelajaribab ini diharapkan kamu dapatmemahami tentang hakikat biologisebagai ilmu.IBABKata kunci:organisme, keanekaragaman, organisasi, ilmiah
Peta KonsepTahukah kamu ada berapa jenis makhluk hidup yang ada di Bumi? Pada saat ini diper-kirakan sebanyak 1,7 juta jenis makhluk hidup yang telah diidentifikasi. Namun makhlukhidup yang belum diteliti masih lebih banyak lagi, diperkirakan lebih dari 5 juta bahkanmendekati 100 juta jenis. Semua jenis makhluk hidup merupakan objek kajian biologi.Bagaimanakah perkembangan biologi? Apa saja yang menjadi kajian dalam biologi?Biologicabang-cabang biologimakhluk hidupberkembang menjadiMetode Ilmiahmeningkatkan kese-jahteraan manusiadan melesterikan ling-kungan hidupTema-Tema Kajiantingkatan organisasi ke-hidupanmolekul o sel o jaringano organ o sistem organo organisme o populasio komunitas o ekosis-tem o bioma o biosferruang lingkup biologimeliputimanfaatmerupakandikembangkansecara ilmiahdibedakan menjadi• biologi murni• biologi terapanmempelajarihal-hal khusus• merumuskan masalah• mengajukan hipotesis• menguji hipotesis• mengolah dan menganalisisdata• menarik kesimpulankeanekaragaman jenis6 kingdom: Eubacteria,Archaebacteria, Protista,Fungi, Plantae, Animalia• sains sebagai inkuiri• sejarah dan konsep biologi• evolusi• keanekaragaman makhlukhidup• genetika• makhluk hidup danlingkungan• tingkah laku• struktur dan fungsi• regulasi dan pengaturanfungsi
Ruang Lingkup Biologi5Kata biologi berasal dari bahasa Yunani bios yang berartihidup dan logos yang berarti ilmu. Jadi biologi merupakan ilmuyang mempelajari makhluk hidup dan proses-proses vitalnyayang meliputi aspek fisik maupun kimia. Istilah biologi mula-mula diperkenalkan di Jerman pada tahun 1800 dandipopulerkan oleh naturalis Prancis Jean-Baptise de Lamarckuntuk menyebut sekelompok ilmu yang sedang berkembangyang kesemuanya mempelajari bentuk-bentuk kehidupan.Pendapat ini didukung oleh seorang ahli zoologi Inggris,Thomas Henry Huxley yang mengemukakan bahwa semuabentuk kehidupan tidak boleh dipelajari secara terpisah,melainkan harus dalam satu disiplin ilmu yaitu biologi.Biologi merupakan kumpulan pengetahuan yang lahir danberkembang sebagai respons manusia terhadap gejala-gejala,kejadian, dan masalah alam misalnya keanekaragaman makhlukhidup, makanan, kesehatan, penyakit, kerusakan alam, dansebagainya. Biologi menjadi bagian dari kelompok IPA (IlmuPengetahuan Alam/sains) yang terus menerus berkembang.Biologi berkembang karena rasa ingin tahu manusia dalammerespons gejala-gejala alam. Biologi merupakan ilmu yangpaling tua di bumi. Kamu tentu memahami bahwa manusiapertama harus mempunyai pengetahuan yang baik mengenaihewan dan tumbuhan di sekitarnya. Mereka harus mengertitanaman apa yang aman dimakan dan yang beracun, hewanapa yang aman diburu dan hewan buas. Bahkan sebelummanusia purba hidup menetap, mereka telah mulaimenjinakkan hewan dan bercocok tanam. Dalam kegiatan inimereka mulai mengamati jenis-jenis makhluk hidup danlingkungannya.Petunjuk sejarah perkembangan biologi dapat diperoleh darisitus Assyria dan Babilonia (tahun 3500 SM). Dari gambar-gambar dan sisa-sisa peninggalan sejarah, diketahui bahwapenduduk Assyria dan Babilonia telah bercocok tanam danmengenal ilmu pengobatan. Mereka telah mengetahuireproduksi tanaman palem dan menunjukkan bahwa pollenberasal dari tanaman jantan yang digunakan untuk menyerbukitanaman betina. Mereka juga mulai mempelajari anatomi untuktujuan pengobatan.Bangsa Mesir mulai mempraktikkan biologi dan ilmupengobatan sejak tahun 2000 SM. Kamu tentu ingat kebiasaanmereka mengawetkan mayat (mumi) dengan ramuan sejenisbalsam yang dibuat dari tumbuh-tumbuhan. Bagaimanamungkin mereka dapat melakukannya tanpa pengetahuan yangbaik mengenai tumbuh-tumbuhan. Bangsa Cina kuno jugatelah mengenal berbagai tanaman obat sejak 2800 tahun SM.Selain telah membudidayakan ulat sutra untuk menghasilkanAPerkembangan BiologiGambar 1.1Hewan dan tumbuhanmerupakan jenis makhlukhidup yang menjadi kajiandalam biologi.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006Gambar 1.2Reruntuhan bangsaAssyiria yang menunjuk-kan pengetahuan merekatentang ilmu biologi.Sumber: Microsoft Encarta, 2006
6Biologi SMA dan MA Kelas Xkain sutra, mereka juga telah mengenal berbagai jenis serangga,termasuk perkembangbiakan dan cara-cara memberantasserangga. Reruntuhan di Mohenjodaro menunjukkan bahwasejak 2500 SM penduduknya telah mengenal pertanian untukmemenuhi kebutuhan pangan dan sandang. Mereka bercocoktanam gandum, barlei, kapas, sayuran, melon, dan buah-buahanlain. Sebuah dokumen yang ditemukan pada situs peninggalanbersejarah itu menunjukkan bahwa mereka telahmemanfaatkan sekitar 960 jenis tanaman untuk pengobatan.Dokumen itu juga berisi berbagai informasi tentang anatomi,fisiologi, patologi, dan ilmu bedah.Meskipun bangsa Babilonia, Assyria, Mesir, Cina, dan Indiakuno telah mengenal biologi, kebanyakan pengetahuan itu selaludikaitkan dengan hal-hal yang bersifat supranatural. Contohnyaadalah mereka membedah hewan bukan untuk mengetahuistruktur organ, tetapi untuk meramal massa depan ataumemberi persembahan kepada dewa. Biologi yang dipelajarisebagai ilmu pengetahuan dimulai oleh bangsa Yunani. Ahlifilsafat Yunani mempercayai bahwa setiap kejadian mempunyaisebab dan akibat. Hukum yang disebut hukum kausalitas initelah mendorong dilakukannya berbagai penyelidikan ilmiah.Mereka juga mempercayai hukum alam yang mengaturkehidupan yang dapat dipelajari manusia karenakemampuannya dalam mengamati dan mengambil keputusan.Sejak saat itu biologi mulai dikembangkan secara rasional.Ilmuwan Yunani kuno yang telah berjasa mengembangkanbiologi antara lain Thales, Anaximander, Hippocrates, Aristoteles,dan Theophrastus.Aristoteles yang hidup pada pertengahan abad ke-4 SMmemberi perhatian yang besar terhadap berbagai ilmu termasukbiologi. Aristoteles memperkenalkan dasar-dasar taksonomiyang masih dipakai hingga saat ini. Beliau mengelompokkanhewan menjadi hewan berdarah dan hewan tidak berdarah.Hewan berdarah mencakup kelompok mamalia, burung,amfibi, reptil, dan ikan. Hewan tak berdarah dibagi menjadikelompok Cephalopoda, udang-udangan, serangga, dan Testaceayang terdiri dari hewan-hewan kecil. Penelitiannya yang lainmenunjukkan bahwa hewan mempunyai paru-paru, bernapasdengan udara, berdarah panas (suhu tubuh tetap meskipun suhulingkungan berubah), dan menghasilkan keturunan. TemuanAristoteles yang penting adalah pengetahuan tentang reproduksidan hereditas, termasuk teori abiogenesis yang menyatakanbahwa asal-usul kehidupan berasal dari benda tak hidup ataugeneratio spontanea yang dipercayai begitu saja oleh bangsaYunani pada saat itu. Aristoteles juga berpendapat bahwa semuamakhluk hidup mempunyai struktur dan fungsi yangdisesuaikan dengan perilaku dan habitatnya. Dalam klasifikasihewan beliau menyarankan untuk menggunakan struktureksternal sebagai dasar pengelompokan serta menunjukkanpentingnya struktur homologi dan analogi organ-organ hewanyang menjadi dasar perkembangan ilmu anatomi komparatif.Ciri-Ciri SainsBiologi merupakan cabang dariIPA (sains) yang mempelajarimakhluk hidup. Ciri-ciri sainsadalah sebagai berikut.–Objek kajian berupa hal-halyang konkret, objek kajianbiologi adalah makhluk hidup.–Dikembangkan berdasarkanpengalaman empiris, yaitupengalaman yang nyata yangdapat dilakukan oleh setiaporang.–Menggunakan cara berpikiryang logis, yaitu kesimpulandiambil berdasarkan prinsip-prinsip berpikir logis.–Memiliki langkah kerja yangsistematis, sehingga kebe-narannya dapat dipertang-gungjawabkan.–Hasil kajian bersifat objektif,yaitu apa adanya dan sesuaidengan kenyataan tanpadipengaruhi kepentinganpeneliti.–Hasilnya berupa teori atauhukum yang bersifat univer-sal yang berlaku umum dimana saja.Bio InfoGambar 1.3Aristoteles, filsuf Yunaniyang berjasa mengem-bangkan biologi.Sumber: Microsoft Encarta, 2006
Ruang Lingkup Biologi7Tugas 1.1Di wilayah Arab, biologi mengalami kemajuan pesat berkatsumbangan pemikiran para ahli seperti Al Jahiz yangmenuliskan pengetahuannya tentang binatang dan Ibnu Sinayang banyak berjasa mengembangkan ilmu kedokteran, obat,dan pengobatan. Pada abad ke-12 pengetahuan tentangtumbuhan disatukan menjadi botani dan dipisahkan daripengetahuan yang mempelajari hewan, perburuan, dan ilmubedah (disebut zoologi). Perkembangan biologi selanjutnyaterjadi di berbagai bangsa dan melahirkan tokoh-tokoh sepertiLeonardo da Vinci, Otto Brunfels, Leonhard Fuchs, Pierre Belon,dan sebagainya.Ketika mikroskop ditemukan oleh Leeuwenhoek pada abadke-17, dimulailah kajian biologi dengan objek yang berukuranmikroskopis yaitu sel dan mikroorganisme. Sejak saat ituperkembangan biologi mengalami kemajuan yang pesat,ditunjukkan dengan berkembangnya teori-teori kehidupanyang baru dan munculnya cabang-cabang biologi yang baruseperti embriologi dan mikrobiologi. Tokoh-tokoh yang berjasamengembangkan biologi pada saat itu adalah Roobert Hooke,Fransisco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur.Karena makhluk hidup yang ditemukan semakin banyak,John Ray dan Carolus Linnaeus pada abad ke-17 dan 18mengusulkan suatu sistem klasifikasi yang bersifat universal,dapat berlaku baik untuk hewan maupun tumbuhan. Merekamemperkenalkan sistem klasifikasi baru berdasarkan takson-takson. Sistem klasifikasi inilah yang digunakan sebagai rujukansistem klasifikasi modern.Ketekunan dan keuletan para ahli telah mengembangkanbiologi menjadi ilmu modern yang maju dan cakupan yang luas.Perkembangan biologi tidak terlepas dari perkembangan ilmuyang lain seperti kimia dan fisika. Ketika ditemukan peralatanyang lebih canggih seperti mikroskop elektron dan metodeanalisis yang lebih sensitif pada abad ke-19, kajian biologi menjadisemakin luas karena objek biologi mulai dikaji secara molekuler.Biologi memberikan sumbangan yang penting bagi kesejah-teraan manusia karena biologi mendasari perkembangan ilmuterapan seperti pertanian, peternakan, kedokteran, kesehatan,industri, farmasi, dan sebagainya.Biologi yang kamu pelajari saat ini berkembang secarabertahap. Pada setiap periode muncul tokoh-tokoh yangmemperkenalkan teori-teorinya dan pada periodeberikutnya muncul tokoh-tokoh lain yang membawateori-teori baru, baik mendukung atau menolak teori daritokoh-tokoh pada massa sebelumnya. Buatlah periodisasisederhana yang menggambarkan perkembangan biologibeserta tokoh-tokoh dan teori yang dikemukakannya.Buatlah uraian yang menunjukkan hubungan antaraperkembangan teori dengan perkembangan biologi.Gambar 1.4Mikroskop yang banyakdigunakan para ilmu-wan pada abad ke-17.Sumber: Microsoft Encarta, 2006Gambar 1.5Dengan mikroskop elek-tron, ultrastruktur selberupa sitoskeleton dapatdiamati dengan jelas.Sumber: Microsoft Encarta, 2006
8Biologi SMA dan MA Kelas XBiologi merupakan ilmu yang luas, sehingga dibagi menjadicabang-cabang berdasarkan objek yang dipelajarinya. Untukmenyederhanakan, biologi dibedakan menjadi beberapa kajianyaitu kajian tingkat molekul, sel, organisme, dan populasi.Biologi molekuler menjadi dasar bagi perkembangan. Berkatjasanya, kamu dapat memahami struktur dan fungsi molekul-molekul penyusun tubuh seperti asam nukleat dan protein,termasuk mekanisme pewarisan sifat pada semua makhlukhidup. Jasa penting yang lain adalah pengetahuan tentang prosesmetabolisme sehingga kamu dapat memahami bagaimanaenergi dihasilkan dan digunakan pada sistem kehidupan.Biologi sel berkaitan erat dengan biologi molekuler. Selmerupakan unit dasar kehidupan, untuk mempelajari struktur danfungsi sel, ahli biologi mempelajari komponen-komponen sel padatingkat molekuler. Biologi sel merupakan kajian yang pentingkarena fungsi-fungsi kehidupan pada organisme multiselulermerupakan perwujudan dari pertumbuhan, aktivitas, dan interaksisel. Pemahaman biologi sel diperlukan untuk mempelajari ilmuyang lain seperti fisiologi, biologi perkembangan, neurofisiologi,sitogenetika, etiologi, dan sebagainya.Biologi tingkat organisme mempelajari jenis-jenis makhlukhidup dengan segala aspek kehidupannya. Objek biologi yangdipelajari pada tingkat organisme semakin banyak, sehinggaberkembang disiplin ilmu yang mempelajari organisme tertentusecara mendalam. Contohnya adalah ornitologi (mempelajariburung), iktiologi (mempelajari ikan), herpetologi (mempelajariamfibia dan reptil), protozoologi (mempelajari hewan satu sel/protozoa), mikologi (mempelajari jamur), entomologi (mem-pelajari serangga), antropologi fisik (mempelajari manusia), dansebagainya.Peranan organisme dalam lingkungan juga menjadi perhatiantersendiri bagi ahli biologi, sehingga muncul cabang-cabang ilmuseperti ekologi, biologi laut, biologi populasi, genetika populasi,biologi tanaman akuatik, biologi hewan akuatik, evolusi,sosiobiologi, dan sebagainya. Dan ketika kegiatan manusia menim-bulkan pencemaran yang mempengaruhi seluruh aspek kehidupan,berkembang cabang ilmu yang baru yaitu pencemaran lingkungan.Dewasa ini terdapat kecenderungan baru untuk mempelajaribidang ilmu yang sempit namun dikaji secara mendalam.Sebagai contoh adalah dari biologi sel berkembang beberapacabang ilmu seperti sitotaksonomi, sitogenetika, fisiologi sel,sitokimia, sitopatologi, dan sitoekologi. Tidak menutupkemungkinan cabang biologi yang masih luas seperti biofisika,biokimia, genetika, dan ekologi akan berkembang menjadibeberapa kajian ilmu yang lebih sempit. Perhatikan beberapacabang biologi pada Tabel 1.1.BCabang-Cabang BiologiBio InfoCiri-Ciri Makhluk HidupObjek kajian biologi adalahmakhluk hidup. Setiap makhlukhidup mempunyai ciri-ciri berupagejala-gejala hidup yang mem-bedakannya dengan makhluk takhidup dan benda mati. Ciri-cirimakhluk hidup antara lain memer-lukan nutrisi, melakukan metabo-lisme (bernapas, ekskresi, dansebagainya), melakukan gerakdan transportasi, iritabilitas, dapatberadaptasi, reproduksi, tumbuhdan berkembang, memiliki su-sunan tubuh tertentu.biologi molekulerbiologiperkembangan genetika ekologicabang ilmulainnyabakteriologiornitologibotanientomologiGambar 1.6“Kue lapis” Biologi,mengambarkan pem-bagian mendatar (dasar)dan tengah (taksonomi).Sumber:Prinsip-Prinsip Ekologi danOrganisasi Ekosistem ,Komunitas,dan Lingkungan, 2003cabang ilmulainnyaLapisan-lapisan ilmuKeratan taksonomi
Ruang Lingkup Biologi9Banyaknya cabang biologi menunjukkan luasnya ruanglingkup biologi. Tahukah kamu apa saja yang dipelajari dalambiologi? Kajian biologi sangat luas, meliputi semua makhluk hidupdari tingkat biosfer, individu, hingga tingkat molekuler. Tahukahkamu, ada berapa banyak makhluk hidup yang ada di bumi danada berapa kingdom dalam sistem klasifikasi terbaru? Sistemklasifikasi terbaru yang diusulkan Carl Woese pada tahun 1977membagi makhluk hidup menjadi 6 kingdom yaitu Eubacteria,Archaebacteri, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. Sebe-lumnya Robert Whittaker pada tahun 1969 mengelompokkanTugas 1.2Coba kamu sebutkan cabang-cabang biologi yang lainbeserta ruang lingkup yang dipelajarinya. Tunjukkan pulakemungkinan-kemungkinan berkembangnya cabangilmu yang baru dari suatu cabang ilmu yang sekarangkamu ketahui.CRuang Lingkup dan Manfaat BiologiTabel 1.1Cabang-cabang biologiNo.Cabang BiologiHal-Hal yang Dipelajari1.BotaniTumbuh-tumbuhan dengan segala aspeknya.2.ZoologiBinatang dengan segala aspek kehidupannya.3.AnatomiStruktur tubuh internal makhluk hidup.4.MorfologiStruktur luar makhluk hidup.5.SitologiStruktur dan fungsi sel.6.EmbriologiPerkembangan embrio.7.FisiologiFungsi kerja komponen-komponen tubuh.8.GenetikaSubstansi genetik dan hereditas.9.MikrobiologiKehidupan mikroorganisme.10.MikologiJamur dan peranannya dalam kehidupan.11.PaleontologiFosil dan hubungannya dengan sejarah bumi.12.EkologiHubungan timbal balik antara makhluk hidup dan lingkungannya.13.TaksonomiPengelompokan makhluk hidup menjadi takson-takson.14.EvolusiPerkembangan makhluk hidup dari bentuk yang sederhanahingga bentuk yang rumit.15.VirologiVirus dan peranannya terhadap makhluk hidup yang lain.16.IktiologiIkan dan peranannya bagi kehidupan.17.OrnitologiBurung dan peranannya bagi kehidupan.1 8 .HistologiStruktur dan fungsi jaringan tubuh.19.Biologi molekulerStruktur dan fungsi molekul/senyawa penyusun kehidupan daninteraksinya.20.Biologi populasiInteraksi antara populasi hewan dan tumbuhan dengan ling-kungannya.
10Biologi SMA dan MA Kelas Xmakhluk hidup menjadi 5 kingdom yaitu Monera, Protista, Fungi,Plantae, dan Animalia. Dalam buku ini kamu mengikuti sistemklasifikasi enam kingdom seperti yang diusulkan oleh Carl Woese.Semua makhluk hidup beserta lingkungan yang berupa air,udara, tanah, dan materi membentuk lapisan kehidupan di mukabumi. Keseluruhan sistem ini disebut biosfer. Dalam biosfer antaramakhluk hidup yang satu dengan yang lain saling berinteraksi,demikian juga antara makhluk hidup dengan lingkungannya.Biosfer terdiri atas beberapa bioma. Bioma merupakan ekosistemdalam skala besar yang didalamnya terjadi interaksi iklim denganbiota setempat. Contoh bioma yang terdapat di bumi antara lainbioma tundra, taiga, hutan gugur, hutan hujan tropis, padangrumput, gurun, bioma air tawar, dan bioma air laut. Di dalamsebuah bioma terdapat beberapa ekosistem. Organisme-organisme yang terdapat dalam suatu ekosistem membentukpopulasi-populasi yang saling berinteraksi. Dalam interaksi initerbentuk berbagai daur kehidupan, bermacam-macam simbiosis,daur materi, aliran energi, rantai makanan, dan sebagainya. Kamuakan mempelajari interaksi antara organisme satu dengan yanglain dan interaksi organisme dengan lingkungan dalam ekologi.Usaha manusia untuk memenuhi kebutuhannya berdampakterhadap keseimbangan lingkungan. Contohnya ketika diper-kenalkan revolusi hijau, penggunaan pupuk yang meningkatmenimbulkan akibat buruk berupa pencemaran air dan tanahsehingga di beberapa tempat muncul eutrofikasi, yaitu pengayaannutrien pada air sehingga ganggang tumbuh sangat cepat menutupiperairan yang menghabiskan persediaan oksigen dalam air sehinggaikan-ikan di perairan itu mati. Demikian juga revolusi industrimemberi akibat samping yang negatif yaitu menimbulkan berbagaipencemaran. Dan jangan lupa bahwa campur tangan manusiaterhadap kehidupan liar juga telah membawa berbagai dampakburuk terhadap keseimbangan alam dan ancaman kepunahanbeberapa jenis makhluk hidup. Jadi tema permasalahan yangterkait dengan biologi lingkungan semakin kompleks sekaligusmenghasilkan berbagai alternatif pemecahan masalah, misalnyadikenalkannya kultur jaringan untuk mengembangkan tanamanlangka dan inseminasi buatan untuk membantu perkem-bangbiakan hewan langka yang tingkat reproduksinya rendah.Makhluk hidup sebagai bahan kajian utama dalam biologiterdiri atas bermacam-macam jenis. Masing-masing jenis memilikialat-alat tubuh yang bervariasi baik alat tubuh internal maupuneksternal. Alat-alat ini merupakan sistem organ yang tersusun atasorgan-organ yang saling bekerjasama untuk melakukan fungsitertentu. Kamu tentu telah mengerti bahwa organ tersusun atasjaringan-jaringan dan jaringan terdiri dari sel-sel yang memilikibentuk dan fungsi yang sama. Pada organisme uniseluler, sebuahsel merupakan satu individu yang berarti bahwa sel itu melakukansemua aktivitas kehidupannya. Semua tatanan dari individu hinggasel ini juga menjadi objek kajian biologi. Pada tingkatan ini kamumempelajari struktur, fungsi, dan organisasi komponen-komponen penyusun makhluk hidup.Gambar 1.7Makhluk hidup denganlingkungannya salingberinteraksi membentuksuatu ekosistem.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006
Ruang Lingkup Biologi11Tugas 1.3Perhatikan lagi bahwa organisme yang sangat beranekaragam ternyata memiliki struktur dasar sel yang sama yaituterdiri atas sitoplasma, organel-organel, sistem membran, daninti sel kecuali pada sel-sel prokariotik. Pernahkah kamuberpikir, mengapa dengan struktur sel yang sama membentukjaringan, organ, dan organisme yang berbeda-beda? Inilahkeagungan Tuhan. Tuhan telah mengatur agar sel-selmempunyai struktur yang sama dapat membentuk organismeyang berbeda-beda karena pengorganisasian dan pengontrolmetabolisme pada sel itu berbeda-beda. Apa yang mengatur danmengontrol metabolisme di dalam sel? Pertanyaan inilah yangmendorong para ahli untuk mempelajari senyawa dan molekul-molekul yang menyusun sel. Pada tingkat molekuler ini biologimempelajari struktur, fungsi, dan peranan molekul-molekulyang mendukung sistem kehidupan, misalnya ADN, ARN,protein, lemak, dan karbohidrat dalam sistem hidup.Apa manfaat mempelajari biologi? Biologi merupakan ilmumurni yang mendasari perkembangan di bidang pertanian,peternakan, kedokteran, kesehatan, industri, farmasi, danlingkungan. Berikut ini beberapa sumbangan biologi bagikesejahteraan manusia.a. Membantu menemukan dan mengembangkan berbagaibahan makanan, pakaian, peralatan, dan energi sehingga dapatmenghindarkan manusia dari krisis pangan dan energi.b. Membantu mengidentifikasi penyebab berbagai penyakitpada manusia, hewan, dan tumbuhan beserta cara menang-gulanginya.c. Membantu memahami berbagai proses kehidupan sepertimetabolisme, cara pewarisan sifat, daur energi, jaring-jaringmakanan, dan sebagainya.d. Membantu mengkaji permasalahan lingkungan dan upaya-upaya untuk melestarikan lingkungan hidup.1 . Kemajuan teknologi telah mendorong umat manusiauntuk mempelajari kemungkinan adanya kehidupandi luar Bumi. Kamu pasti pernah mendengar beritapeluncuran wahana antariksa yang mencoba mencaribentuk-bentuk kehidupan di luar bumi. Sebagaiwadah yang mengkaji masalah itu sekarang telahberkembang cabang ilmu yang baru yaitu biologi luarangkasa. Seandainya suatu saat nanti wahana antariksayang diluncurkan mendapatkan sinyal-sinyal adanyakehidupan di luar bumi, apa yang akan menjadi temapermasalahan dan peran biologi terkait dengan pene-muan itu? Tuliskan jawabanmu dalam sebuah ka-rangan ilmiah dan kumpulkan sebagai tugas portofolio.2. Carilah informasi tanaman dan hewan dari varietasunggul yang telah menghindarkan manusia dariancaman kekurangan pangan dan bahan mentah.Sebutkan pula keunggulan masing-masing varietas.Gambar 1.8Biologi berperan dalampengembangan ilmukedokteran.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006Bio InfoMikroskopMikroskop sangat berguna dalampenelitian biologi, yaitu untukmembantu mengamati benda-benda yang sangat kecil sepertimikroorganisme dan bagian-bagian sel. Mikroskop pertamadigunakan Leeuwenhoek untukmengamati mikroorganisme.Mikroskop ini berlensa tunggaldengan perbesaran hingga 300kali. Mikroskop optik modernmenggunakan dua lensa ataulebih dengan perbesaran menca-pai 2.000 kali atau lebih. Saat initelah dikembangkan berbagaimikroskop optik untuk tujuankhusus, antara lain, mikroskopstereoskopik, mikroskop fotografi,mikroskop ultraviolet, mikroskoppetrografi, mikroskop bidanggelap, mikroskop fase, dan yangterbaru mikroskop bidang dekat.Mikroskop elektron menggunakangelombang elektron untuk memben-tuk bayangan yang diperbesarhingga satu juta kali.
12Biologi SMA dan MA Kelas XKamu pasti telah mengerti bahwa semua zat tersusun atasatom-atom. Atom-atom membentuk molekul dan salingberikatan membentuk senyawa. Demikian juga organismetersusun atas molekul-molekul yang saling berinteraksi denganrumit membentuk kehidupan. Semua makhluk hidup terdiriatas sel dan sel tersusun atas molekul-molekul. Sebagai contohmembran sel dan sistem membran dalam plasma tersusun atasprotein, lemak, dan karbohidrat; protoplasma tersusun darimolekul-molekul air yang didalamnya terlarut berbagai zatorganik (enzim, protein, lemak, karbohidrat, alkaloid) dan zatanorganik (garam-garam mineral); dan kromosom tersusun atasrangkaian polinukleotida yang terdiri atas gula deoksiribosa,fosfat, dan basa nitrogen yang membentuk ADN. Sel merupakanunit terkecil dari makhluk hidup. Semua kegiatan hiduporganisme adalah perwujudan dari proses-proses metabolismedan reproduksi sel. Oleh karena itu sel mempunyai perangkat-perangkat untuk melaksanakan fungsi-fungsi ini yang berupaorganel sel, sistem membran, dan plasma sel.Pada organisme uniseluler sebuah sel merupakan satuindividu. Jadi organisme itu melaksanakan segala aktivitasnya,misalnya melakukan respirasi, mencerna makanan, danberkembang biak. Pada organisme multiseluler sel-selmengalami diferensiasi dan spesialisasi untuk melakukan fungsiatau membentuk struktur tertentu dalam suatu jaringan. Jadijaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk yangsama dan mempunyai fungsi yang sama. Jaringan dapatdibedakan berdasarkan letak dan fungsinya, misalnya jaringanepidermis merupakan lapisan sel-sel yang terletak paling luar,jaringan pengangkut pada tumbuhan tersusun atas xilem yangmengangkut air dan floem yang mengangkut hasil fotosintesis.Jaringan merupakan organisasi sel, namun suatu jaringansaja belum dapat mendukung fungsi yang lebih besar tanpabekerjasama dengan jaringan lain. Misalnya jaringan parenkimpalisade pada daun punya banyak klorofil yang berfungsi sebagaitempat untuk fotosintesis. Jaringan ini tidak dapat bekerja bilatidak ada jaringan pengangkut (xilem) yang membawa air dangaram mineral dari dalam tanah. Parenkim palisade jugamembutuhkan jaringan epidermis yang berfungsi sebagailapisan pelindung dan pengatur keluar masuknya udara melaluistomata yang terdapat padanya. Demikian seterusnya setiapjaringan saling bekerjasama untuk melakukan fungsi yang lebihkompleks membentuk organ. Misalnya arteri tersusun atasjaringan ikat, otot polos, dan endotelium. Daun tersusun atasjaringan parenkim palisade, parenkim spons, jaringanpengangkut, dan jaringan epidermis.Beberapa organ bersatu membentuk sistem organ dansistem-sistem organ membentuk organisme atau individu.Sebagai contoh sistem pernapasan tersusun atas laring, trakea,DOrganisasi KehidupanGambar 1.9Organ daun tersusunatas berbagai macamjaringan.Sumber:Bank Gambar Penerbit, 2006
Ruang Lingkup Biologi13bronkus, dan paru-paru; sistem pencernaan tersusun atas mulut,kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus.Perhatikan berapa sistem organ yang menyusun tubuh manusiapada Tabel 1.2.Setiap organisme dapat melakukan fungsi-fungsikehidupan seutuhnya. Tapi ingat bahwa kehidupan suatuorganisme tidak dapat terlepas dari lingkungannya, baiklingkungan biotik maupun lingkungan abiotik. Contohnya jikakeadaan udara panas, kamu akan merasa haus dan minum. Jikateman sebangkumu marah dan mengajak bertengkar tentukamu akan merasa tidak nyaman. Tanaman yang hidup dilingkungan cukup air dan unsur hara akan tumbuh subur,namun sebaliknya jika hidup di lingkungan yang gersang akantumbuh lambat dengan daun-daun yang kecil dan kerdil. Jadisetiap individu selalu akan berinteraksi dengan lingkungannya.Individu-individu saling berinteraksi dengan individu yangsejenis membentuk populasi. Beberapa populasi berkumpuldan saling berinteraksi dalam lingkungan yang sesuaimembentuk ekosistem. Beberapa ekosistem membentuk biomadan keseluruhan bioma yang ada di bumi membentuk biosfer.Pencernaan ma-kanan (digesti)mulut, lambung, hati, empedu,pankreas, usus, lain-lainmencerna makanan agar dapatdiserap oleh tubuh2.Peredaran darahdan limfe (sirkula-si/transportasi)jantung, nadi, vena, kelenjarlimfemengedarkan atau mengang-kut zat serta melindungi tubuhdari bibit penyakit3 .Pernapasan (respi-rasi)hidung, laring, tenggorok,paru-parumenyuplai oksigen, menge-luarkan zat sampah (CO2 danuap air)1.4.Pengeluaran (eks-kresi)ginjal, kandung kemih, ureter,kulitmengeluarkan zat sampah,menjaga keseimbangan cairandi sekitar sel5 .Perkembangbiakan(reproduksi)testis, ovarium, uterus, vesikaseminalis, dan lain-lainperkembangbiakan dan melin-dungi dari kepunahan jenisnya6.Rangka (skeleton)tengkorak, tulang belakang,tulang rusuk, anggota gerakperlindungan dan penunjangtempat melekat otot, alat gerakpasif7.Otototot dan tendonalat gerak aktif8.Sarafotak, sumsum tulang bela-kang, serabut saraf, simpulsaraf, alat inderamerespons perubahan lingku-ngan, mengontrol tingkah laku,mengatur fungsi organ tubuh9 .Hormon (endokrin)tiroid, hipofisis, adrenal, pan-kreas, dan lain-lainsebagai kontrol kimia (urin),mengatur fungsi organ tubuhTabel 1.2Berbagai sistem organ pada manusia.No.Sistem OrganOrgan PenyusunFungsinya
14Biologi SMA dan MA Kelas XTugas 1.4Uraikan dengan kata-katamu sendiri organisasi ke-hidupan yang menyusun seekor belalang dari tingkatmolekuler hingga biosfer.Ingat kembali uraian di depan bahwa perkembangan biologididasari oleh rasa ingin tahu. Ternyata sifat ingin tahu tidak hanyadimiliki oleh manusia, tetapi juga oleh makhluk hidup yanglain. Tumbuhan menunjukkan gejala tumbuh dan berkembangdengan gerakan yang terbatas, misalnya akar bergerak (tumbuh)ke tempat yang mengandung banyak air dan mineral. Batangtumbuh ke atas yang memungkinkan daun memperoleh sinarmatahari sebanyak-banyaknya. Hewan yang mempunyaikemampuan bergerak yang lebih leluasa, keingintahuannyabersifat insting yang bertujuan untuk mempertahankankelestarian hidupnya. Dengan insting itu hewan merasa perlumencari makan, melindungi diri, dan berkembang biak.Misalnya ikan bergerak karena ingin tahu apakah di daerah lainterdapat cukup makanan, cukup aman dari ancaman predator,sehingga cukup layak untuk berkembang biak.Manusia selain mempunyai insting juga dikaruniaikemampuan berpikir yang terus berkembang sepanjang zaman.Kemampuan berpikir itu mendorong manusia selalu ingin tahusegala sesuatu, apa dan bagaimana. Hal ini menyebabkanmanusia dapat menggunakan pengetahuan yang dahulu danmengkombinasikan dengan pengetahuan sekarang sehinggamenghasilkan pengetahuan yang baru. Contohnya manusiapurba memenuhi kebutuhan hidupnya dengan berburu danmeramu. Karena kemampuan berpikir dan keinginannya untukhidup lebih enak dan semua kebutuhannya terpenuhi, manusiamodern melakukan budidaya tanaman, memelihara ternak,bahkan mendirikan industri-industri. Bandingkan denganharimau dan buaya, dari zaman dahulu hingga sekarang selaluberburu untuk memenuhi kebutuhan makanan. Demikianlahrasa ingin tahu manusia berkembang terus menerus yangmenimbulkan perbendaharaan pengetahuan.Sebelum ditemukan metode ilmiah, pengetahuan diperolehdengan berbagai cara yaitu prasangka, intuisi, dan coba-coba(trial and error). Prasangka merupakan pengetahuan yangdidasarkan pada anggapan-anggapan yang diyakinikebenarannya namun belum tentu anggapan itu benar. Intuisimerupakan pengetahuan yang didasarkan pada pendapatseseorang yang didasarkan pada pengetahuannya yangterdahulu melalui proses yang tidak disadari, muncul begituEMetode IlmiahBio InfoJenis-Jenis PenelitianPenelitian dapat dibedakan menjadibeberapa jenis berdasarkantujuan, sifat, dan pelaksanaannya.Berdasarkan tujuannya, penelitiandibedakan menjadi penelitian dasardan penelitian terapan. Selain itujuga terdapat penelitian pengem-bangan untuk menyempurnakansuatu proses atau produk danpenelitian verifikatif untuk mengujikebenaran hasil suatu penelitian.Berdasarkan sifatnya terdapatpenelitian historis, deskriptif,eksploratif, dan percobaan ataueksperimen. Berdasarkan pelak-sanaannya terdapat penelitianlapangan, penelitian laboratorium,dan telaah pustaka.Gambar 1.10Setiap makhluk hidupmempunyai rasa ingintahu. Rasa ingin tahumendorong anak kecilbermain, mengamati,dan meniru.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006
Ruang Lingkup Biologi15saja sehingga kebenarannya sukar dibuktikan meskipunkadang-kadang masuk akal dan sesuai dengan kenyataan.Sedangkan trial and error merupakan pengetahuan yangdiperoleh setelah melakukan coba-coba atau untung-untungan.Pengetahuan yang diperoleh dengan cara-cara tersebut tidakrelevan lagi dengan keadaan dan kebutuhan sekarang karenakebenarannya tidak dapat dibuktikan secara ilmiah. Lalu,tahukah kamu bagaimanakah pengetahuan yang ilmiah itu?Pengetahuan dapat dikatakan ilmiah jika memenuhi empatsyarat yaitu objektif, metodik, sistematik, dan berlaku umum.1. Objektif, yaitu sesuai dengan objeknya yang dapatdibuktikan dengan pengamatan, tidak didasarkan ataspersepsi peneliti/orang lain.2. Metodik, yaitu pengetahuan itu didapatkan denganmelakukan cara-cara tertentu yang teratur dan terkontrol.3. Sistematik, yaitu tersusun dalam sistem (tidak berdirisendiri) yang saling berkaitan dengan pengetahuan lainsehingga dapat menjelaskan sesuatu secara menyeluruh.4. Berlaku umum, yaitu pengetahuan itu berlaku untuk semuaorang dan dapat dibuktikan oleh siapa pun dengan langkah-langkah yang sama.Biologi dikembangkan dengan metode ilmiah, karenanyakesimpulan yang ditarik harus sah, benar, dapat dibuktikan,tidak berdasar pada persepsi peneliti tetapi dari data-data danfakta. Kamu telah tahu bahwa biologi telah berkembang pesat,namun seperti ilmu-ilmu yang lain perkembangannya tidak akanpernah berhenti. Lalu siapakah yang akan melanjutkanmengembangkan biologi? Tentu saja kamu sebagai generasimuda sangat berperan dalam mengembangkan kemajuanbiologi.Untuk itu kamu harus mengembangkan sifat ingin tahu dankritis, karena setiap diperoleh suatu kesimpulan (yang bersifatsementara) selalu menimbulkan pertanyaan dan masalah baruyang perlu diteliti. Bagaimana melakukan penelitian, apakahpenelitian harus dilakukan dengan alat-alat yang canggih danbiaya mahal? Tentu saja tidak, kamu dapat belajar melakukanpenelitian dari hal-hal yang kecil. Penelitian dilakukan denganlangkah-langkah ilmiah. Langkah-langkah dalam metode ilmiahadalah sebagai berikut.Metode ilmiah merupakan proses berpikir secara deduktifdan induktif. Berpikir deduktif berarti berpikir dari hal yangbersifat umum ke hal-hal yang bersifat khusus. Dalam metodeilmiah tercermin dengan munculnya hipotesis yang dibuatberdasarkan teori yang mendasari. Sedangkan berpikir induktifadalah berpikir dari hal yang bersifat khusus ke hal yang bersifatumum. Hal ini tercermin dengan langkah penarikan kesimpulanberdasarkan data dan analisis yang tepat.Gambar 1.11Penelitian dilakukanuntuk memperoleh pe-ngetahuan yang ilmiah.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006
16Biologi SMA dan MA Kelas X1. Merumuskan MasalahMasalah merupakan pertanyaan apa, mengapa, ataubagaimana (ABDIKASIM: apa, bagaimana, di mana, kapan,siapa, mengapa) tentang objek yang akan diteliti. Masalah yangakan kamu teliti harus jelas batasannya. Sebaiknya masalah jugaharus spesifik agar mempermudah dalam pelaksanaanpenelitian dan melakukan kontrol.2. Mengajukan HipotesisHipotesis menunjukkan kemungkinan-kemungkinanjawaban dari masalah yang sedang diteliti. Jadi hipotesismerupakan dugaan sementara yang didukung oleh pengetahuandan teori relevan yang telah dimiliki. Hipotesis inilah yang haruskamu uji kebenarannya melalui observasi atau eksperimen. Adadua jenis hipotesis dalam penelitian yaitu hipotesis kerja danhipotesis nol. Hipotesis kerja atau hipotesis alternatif berisi dugaanyang menyatakan bahwa perlakuan yang kamu berikan dalampenelitian berpengaruh terhadap variabel yang kamu amati.Contoh: ada pengaruh pemberian pupuk N terhadap peningkatankadar protein biji kacang hijau. Sedangkan hipotesis nol merupakankebalikan dari hipotesis kerja yaitu dugaan yang menyatakan tidakada pengaruh. Contoh: tidak ada pengaruh pemberian pupuk Nterhadap peningkatan kadar protein biji kacang hijau.3. Menguji HipotesisHipotesis harus diuji dengan mengumpulkan berbagai fakta-fakta dan data yang relevan untuk mengetahui apakah fakta-fakta dan data itu mendukung hipotesis yang kamu ajukan atautidak. Fakta dapat berupa observasi atau pengamatan, misalnyapengamatan secara langsung atau dengan mikroskop. Data dapatkamu peroleh melalui percobaan/eksperimen baik di lapanganmaupun di laboratorium. Sebelum melaksanakan penelitiankamu harus memahami pedoman keselamatan kerja dilaboratorium dan mengerti tahapan-tahapan yang akandilaksanakan, termasuk variabel bebas, variabel terikat, danvariabel kontrol, serta parameter-parameter yang akan diamati.Variabel adalah faktor-faktor yang berpengaruh dalampercobaan dan memiliki nilai yang dapat berubah atau diubah.Variabel yang muncul dalam penelitian adalah variabel bebas,variabel terikat, variabel kontrol, dan variabel pengganggu (galatatau kesalahan). Variabel bebas atau variabel percobaanmerupakan variabel yang sengaja dibuat tidak sama untukmenunjukkan pengaruhnya terhadap variabel terikat. Variabelterikat adalah variabel yang mengalami perubahan karenaperlakuan variabel bebas. Variabel kontrol merupakan variabelyang dibuat sama dalam suatu penelitian, biasanya faktor laindiluar perlakuan yang dikenakan pada objek penelitian.Sedangkan variabel pengganggu adalah variabel yang tidakdiharapkan tetapi dapat mempengaruhi hasil percobaan.Contohnya dalam penelitian pengaruh pemberian pupuk Nterhadap peningkatan kadar protein biji kacang hijau variabelBio InfoSyarat-Syarat MelakukanPenelitianPercobaan adalah suatu usahaterencana untuk menjawabsebuah pertanyaan denganmembuat suatu kegiatan dengankondisi-kondisi terkontrol. Untukmelakukan suatu percobaandengan baik dan benar, diperlukanbeberapa syarat yang harusdipenuhi, yaitu mempunyai rasaingin tahu dan minat yang tinggiterhadap objek atau kajian yangditeliti, memiliki pengetahuan yangcukup, menggunakan peralatandan perlengkapan yang tepat,mempunyai keahlian teknis,tersedia waktu yang memadai,tidak ada bahaya yang mungkinterjadi selama penelitian, danhasilnya tidak membahayakan.Gambar 1.12Penelitan dilakukanuntuk menguji hipotesis.Pahamilah cara kerjaalat dan sifat bahansebelum melakukanpenelitian.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006
Ruang Lingkup Biologi17bebasnya adalah kadar pupuk N yang berbeda-beda, variabelterikat adalah kadar protein pada biji kacang hijau yangdisebabkan pemberian pupuk N, variabel kontrol berupa jeniskacang hijau, komposisi tanah, volume dan frekuensipenyiraman, dan lingkungan percobaan yang dibuat sama padasemua unit percobaan. Variabel pengganggu yang dapat munculmisalnya serangan hama, keadaan cuaca yang diluar perkiraan,dan sebagainya.Perlu kamu ingat bahwa memberi perlakuan terhadap satuindividu atau satu kelompok saja untuk diamati pengaruhnyaakibat suatu perlakuan, tidak disarankan karena data yangdiambil harus mewakili seluruh populasi objek. Untuk itudalam penelitian eksperimen perlu dilakukan pengulangan yaituperlakuan yang sama diulang pada individu atau kelompok lainyang disebut sampel. Contohnya dalam penelitian diatas, bilasetiap kadar pupuk N diberikan pada 10 tanaman berartipemberian satu kadar pupuk diulang 10 kali.Kamu juga harus mempersiapkan bahan-bahan besertaperalatannya termasuk cara penggunaan alat dan bagaimanamenangani bahan terutama bahan yang mudah rusak danbahan kimia berbahaya. Data yang diambil harus relevandengan permasalahan yang dihadapi. Dalam pengumpulan dataini kamu harus menjunjung tinggi kejujuran dan objektivitasagar hasil penelitian sesuai dengan kenyataan yang ada.4. Mengolah dan Menganalisis DataData yang kamu peroleh dapat berupa data kuantitatif (berupaangka-angka, misalnya tinggi, berat, panjang, luas, kandunganzat, dan sebagainya) maupun data kualitatif (misalnya warna,tekstur, bentuk, dan sebagainya). Kamu harus menggunakan alatukur yang tepat dan standar sehingga diperoleh data kuantitatifyang akurat. Data yang telah diperoleh kemudian dianalisis,ditafsirkan, dan jika perlu diuji secara statistik sebagai dasar untukmenolak atau menerima hipotesis yang telah diajukan.Terdapat berbagai uji statistik yang berguna sebagai alat bantudalam menganalisis data kuantitatif, misalnya analisis regresi,analisis varian, analisis kovarian, analisis jalur, dan sebagainya.Uji statistik tidak mutlak diperlukan karena sifatnya hanya sebagaialat bantu. Tetapi berdasarkan pengalaman para peneliti, ujistatistik membantu menganalisis data secara objektif denganderajat keabsahan/kepercayaan tertentu sehingga kebanyakanpenelitian menggunakan uji statistik dalam analisis data.5. Penarikan KesimpulanKesimpulan diambil berdasarkan data-data yang telahdianalisis dan diuji untuk menerima atau menolak hipotesis yangdiajukan. Hipotesis diterima bila data-data yang dikumpulkansesuai/mendukung pernyataan dalam hipotesis. Sebaliknyabila data-data tidak sesuai maka hipotesis harus ditolak.Hipotesis yang diterima menjadi pengetahuan yang diperolehsecara ilmiah dan menjadi bagian dari ilmu pengetahuan.Gambar 1.13Selama penelitian, kamuharus bekerja dengancermat agar data yangdiambil dapat dipertang-gungjawabkan kebe-narannya.Sumber: Bank Gambar Penerbit, 2006
18Biologi SMA dan MA Kelas XTugas 1.5Sedangkan hipotesis yang ditolak bukan berarti penelitian itugagal. Mungkin ada beberapa hal yang dibenahi misalnyaparameter yang diamati tidak tepat, pengaturan variabel kurangsesuai, atau memang kenyataan bahwa hipotesis yang diajukanharus ditolak. Jadi segala sesuatu perlu dikaji ulang atau bahkandilaksanakan penelitian ulang. Langkah-langkah dalam metodeilmiah harus ditempuh secara bertahap dan berurutan karenalangkah yang satu merupakan landasan untuk mengerjakanlangkah berikutnya.Dalam praktiknya, sebelum melakukan penelitian kamuharus merancang segala sesuatu yang berkaitan denganpenelitianmu dalam sebuah rencana atau proposal penelitian.Proposal inilah yang kemudian diajukan kepada pembimbingatau penyandang dana (sponsor) untuk dikaji lebih lanjut dariberbagai sudut pandang, misalnya relevansi permasalahan,kesesuaian metode, ketepatan penentuan variabel dan carapengambilan data, dan lain-lain. Bagi peneliti, proposalmerupakan panduan bagaimana penelitian itu harus dilakukan.Bagi pihak lain, proposal menginformasikan perlunya penelitiandilakukan dan bagaimana penelitian itu dilaksanakan.Setelah proposal disetujui, barulah penelitian kamu lakukan.Kamu harus selalu berkonsultasi dengan pembimbing dalamsetiap tahap penelitian. Pembimbing terdiri dari orang-orangyang memahami bidang yang kamu teliti dan berpengalamandalam melakukan penelitian sehingga dapat membantumemecahkan masalah yang mungkin kamu temui selamapenelitian. Hasil penelitian kemudian disusun menjadi laporanpenelitian untuk dikomunikasikan dengan orang lain atauberbagai pihak yang berkompeten. Laporan penelitian inilahyang akan dikaji atau dinilai untuk kemudian dimanfaatkan danditindaklanjuti karena memuat pengetahuan ilmiah. Padaprinsipnya laporan penelitian disusun seperti proposal penelitianyang dilengkapi dengan data-data yang diperoleh dan analisanyabeserta pembahasan yang mengkaitkan antara hipotesis danfakta-fakta sehingga diperoleh suatu kesimpulan.Susunlah laporan penelitian dengan baik dan sejelas mungkinagar orang yang membaca dapat dengan mudah memahamiisinya. Ingatlah bahwa kamu telah melakukan langkah-langkahilmiah dalam menjawab suatu permasalahan sehinggapengetahuan yang diperoleh adalah pengetahuan yang ilmiah.Buatlah sebuah rancangan penelitian, tentukan judulnyadengan baik.1. Dari judul tersebut sebutkan variabel bebas, variabelterikat, dan variabel kontrol.2. Buatlah daftar dan bahan yang digunakan.3. Tentukan langkah kerjanya.Bio InfoKarir dan UsahaBanyak profesi yang berbasisbiologi, misalnya dokter, dokterhewan, perawat, peneliti, dosen,guru, petani, peternak, dan lain-lain. Objek kajian biologi jugamembuka kesempatan berwi-raswasta yang sangat lebar,misalnya budidaya jamur, ikanhias, unggas, hidroponik, kompos,gas bio, dan sebagainya. Abadmendatang diperkirakan merupa-kan abad biologi karena kema-juan biologi dan bioteknologisangat pesat dan menyentuhhampir semua bidang kehidupan.Tekunilah biologi karena segalaaspek kehidupanmu berkaitanerat dengan biologi.
Ruang Lingkup Biologi19Rangkuman• Biologi merupakan ilmu pengetahuan alam (sains) yang mempelajari makhluk hidupdan segala aspek kehidupannya. Biologi berkembang karena rasa ingin tahu dankemampuan berpikir manusia.• Bidang kajian biologi sangat luas, meliputi kajian tingkat molekul, sel, organisme,dan populasi, sehingga biologi dibagi menjadi berbagai cabang ilmu.• Ruang lingkup biologi meliputi berbagai tema yang mempelajari 6 kingdom daritingkatan biosfer, bioma, komunitas, populasi, individu, organ, jaringan, sel, danmolekul.• Organisasi kehidupan meliputi tingkatan atau hirarki biologi mulai dari tingkatmolekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, bioma,dan biosfer.• Metode ilmiah merupakan cara sistematis yang dilakukan para ilmuwan untukmemecahkan masalah secara ilmiah. Pengetahuan ilmiah memiliki empat syarat yaituobjektif, metodik, sistematik, dan berlaku umum.• Langkah-langkah metode ilmiah adalah merumuskan masalah, mengajukan hipotesis,menguji hipotesis, mengolah dan menganalisis data, dan menarik kesimpulan. Hasildari metode ilmiah adalah pengetahuan ilmiah yang kebenarannya teruji dan dapatdipertanggungjawabkan.3. Aktivitas kehidupan pada organismemonoseluler dikendalikan oleh ....a.satu selb . lebih dari satu selc.organeld. jaringane.sistem organ4. Kumpulan dari beberapa sel yangbekerjasama dan terdapat pada organismetingkat individu disebut ....a.seld. sistem organb. jaringane.protoplasmac. organ5. Cabang biologi yang mempelajari jasadrenik atau mikroorganisme adalah ....a.morfologib . sitologic.histologid. entomologie.mikrobiologi1. Mulai awal abad ke-20 biologi berkembangsangat pesat yang disebabkan oleh ....a.revolusi industrib. penemuan mikroskop elektronc.rasa ingin tahu yang tinggid. keinginan untuk menguasai alame. keinginan untuk hidup yang lebihbaik2. Hirarki kehidupan dari tingkat tinggi ketingkat rendah adalah ....a.komunitas – organisme – populasi –ekosistemb. organisme – populasi – komunitas –ekosistemc.organisme – komunitas – ekosistem –populasid. ekosistem – komunitas – populasi –organismee.populasi – ekosistem – komunitas –organismeLatihan 1I. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!Kerjakan di buku tugasmu!
20Biologi SMA dan MA Kelas XWacana8. Kebenaran teori dalam ilmu pengetahuanberlaku ....a.selama belum ada bukti yang menolakteori itub . selama penemu masih hidupc.selamanya di seluruh duniad. selama belum ada teori yang meng-gantikane.pada tempat dan waktu tertentu9. Jawaban sementara dari masalah yang di-teliti untuk diuji kebenarannya disebut ....a.variabeld. datab. metodee.sampelc.hipotesis10. Hasil dari metode ilmiah merupakanpengetahuan yang ilmiah karena ....a.dilakukan oleh para ahlib. dilakukan dengan langkah-langkahilmiahc.langkah kerjanya sistematisd. menggunakan alat yang canggihe.telah teruji kebenarannya6. Evolusi merupakan cabang biologi yangmempelajari tentang ....a.interaksi antarindividu dalam suatudaerahb. hubungan timbal balik antara makh-luk hidup dengan lingkunganc.perkembangan makhluk hidup daribentuk sederhana ke bentuk yanglebih rumitd. kesatuan hubungan antarindividudalam suatu daerahe.pengelompokan makhluk hidup7. Seorang siswa akan melakukan penelitianpengaruh hormon auksin terhadap per-tumbuhan stek mawar. Maka variabelbebasnya adalah ....a.jenis mawarb. pertumbuhan stekc.suhu lingkungand. komposisi tanahe.kadar hormon auksin1. Jelaskan arti dan ruang lingkup biologi.2. Semua makhluk hidup mempunyai rasa ingin tahu, tetapi hanya manusia yang dapatmengembangkan rasa ingin tahunnya menjadi ilmu pengetahuan yang semakin berkembang.Jelaskan perbedaan rasa ingin tahu pada tumbuhan, hewan, dan manusia. Apa yangmendasari perkembangan ilmu pengetahuan manusia?3. Mengapa biologi perlu dipisah menjadi berbagai cabang ilmu? Apa keuntungannya?4. Jelaskan tingkatan hirarki dari organisasi kehidupan.5. Apakah fungsi variabel kontrol dan variabel bebas dalam penelitian?Biologi dan Krisis EnergiDunia akan segera dilanda krisis energi, karena cadangan minyak dunia akan segerahabis dalam jangka waktu beberapa puluh tahun ke depan. Oleh karena itu saat ini mulaiaktif dikembangkan berbagai energi alternatif yang berpotensi menggantikan sumberminyak bumi yang tidak dapat diperbarui.Berkaitan dengan itu, sebuah perusahaan di Indonesia tertarik untuk mengembangkanbiodisel dari biji tanaman jarak (Jathropa sp.). Untuk mendukung penelitian itu, perusahaanmerekrut ahli-ahli dari berbagai disiplin ilmu, termasuk para ahli biologi.Diskusikan dengan teman dalam kelompokmu, apakah peranan biologi dalammengembangkan biodisel sebagai sumber energi alternatif? Cabang ilmu apa sajakahyang diperlukan di dalamnya?II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan tepat!