BAB I
RUANG LINGKUP BIOLOGI
A. Pendahuluan
B. Pengertian Ilmu Biologi
C. Karakteristik Biologi Sebagai Sains
D. Ciri-Ciri Makhluk Hidup
E. Tingkatan Organisasi Kehidupan
F. Cabang-Cabang Ilmu Biologi
G. Peranan Ilmu Biologi
H. Metode Ilmiah
I. Sikap Ilmiah
J. Keselamatan Kerja di Laboratorium
Uji Kompetensi
BAB I
RUANG LINGKUP BIOLOGI
A. Pendahuluan
أَوَلَمْ يَرَ الَّذِينَ كَفَرُوا أَنَّ أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَاۖ وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّۖ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ (٣٠)
Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami pisahkan antara keduanya. Dan dari air Kami jadikan segala sesuatu yang hidup. Maka mengapakah mereka tiada juga beriman? (QS : Al Anbiya : 30)
Dari ayat diatas, dapat diambil pelajaran bahwa sangat penting rasanya bersyukur atas apa yang telah diberikan oleh Allah SWT. Namun, jika menelisik lebih dalam, kita dapat mengambil pelajaran lebih tentang eksistensi makhluk hidup. Pada ayat di atas, dikatakan bahwa Allah telah memisahkan antara bumi dengan langit yang menegaskan bahwa Allah memang telah memberikan tugas penting pada setiap bagian-bagiannya. Pada kasus ini, bumi telah diberi tugas sebagai tempat makhluk hidup tinggal. Di bumi jugalah kehidupan akan dimulai dan terus berjalan. Kemudian, Allah menyebutkan bahwa air adalah awal mula sesuatu dapat menjadi hidup. Hal ini sangat berhubungan dengan ilmu biologi tentang ruang lingkup biologi, karena makhluk hidup memiliki tingkatan dari molekul hingga biosfer. Awalnya, makhluk hidup berasal dari suatu molekul yaitu air atau H2O dan beberapa molekul lainnya yang kemudian bertransformasi menjadi sel, jaringan, organ, sistem organ, kemudian menjadi organisme. Setelah terbentuk suatu individu, maka akan terjalin hubungan antar individu dengan lingkungan atau ekosistem yang kemudian secara global akan membentuk biosfer. Dari ayat di atas, sudah sepantasnya kita sebagai orang yang berakal dan beriman mengambil pelajaran dan berupaya untuk mempelajarinya, agar kita tidak tahu akan fakta yang telah dibentangkan oleh Allah di sekitar kita. Oleh karena itu, sangat penting rasanya untuk mempelajari biologi dengan tujuan mengungkap rahasia-rahasia alam yang tersembunyi di sekitar kita sehingga meningkatkan keimanan kita. Dalam bab ini kalian diajak menjelajahi ruang lingkup biologi.
B. Pengertian Ilmu Biologi
Biologi berasal dari bahasa Yunani, terdiri atas kata bios artinya hidup dan logos artinya ilmu sehingga dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup. Segala sesuatu yang berhubungan dengan makhluk hidup dapat kalian temukan dalam biologi.
C. Karakteristik Biologi Sebagai Sains
Biologi merupakan cabang dari ilmu sains yang memiliki ciri khusus, antara lain :
1. Memiliki objek kajian berupa benda-benda konkret
Benda konkret maksudnya adalah benda yang bersifat nyata dan dapat diamati oleh indera. Objek kajian biologi berupa makhluk hidup.
2. Dikembangkan berdasarkan pengalaman empiris
Pengalaman empiris adalah pengalaman nyata yang dapat dilakukan oleh setiap orang.
3. Menggunakan cara berpikir logis
Dalam mempelajari ilmu biologi harus menggunakan cara berpikir logis yang berarti dapat diterima oleh akal pikiran
4. Melalui langkah-langkah sistematis
Sistematis yang dimaksud adalah berurutan sesuai kaidah metode ilmiah
5. Hasil kajiannya bersifat objektif
Hasil kajian memihak kebenaran ilmiah atau tidak dipengaruhi subjektifitas peneliti.
6. Hasilnya berupa hukum bersifat universal
Universal berarti berlaku umum dan hasilnya sama jika dilakukan di mana pun dan oleh siapa pun.
D. Ciri-Ciri Makhluk Hidup
1. Bergerak
Makhluk hidup tingkat rendah sampai tingkat tinggi mengalami bergerak. Pergerakan makhluk hidup dibagi 2, yaitu gerak pasif dan gerak aktif. Gerak pasif terdapat pada tumbuhan, karena tumbuhan memiliki dinding sel yang tebal dan kaku sehingga hanya memungkinkan sedikit gerakan. Contoh gerak pada tumbuhan adalah gerak batang tumbuhan mendekati datangnya cahaya matahari (Fototropisme positif), gerak akar tumbuhan menuju pusat bumi (Geotropisme positif), dan gerak daun tumbuhan putri malu yang disentuh akan mengatupkan daunnya (Tigmonasti). Gerak aktif contohnya pada hewan dan manusia yang tidak memiliki dinding sel dan hanya memiliki membran sel yang tipis sehingga memungkinkan terjadinya banyak gerakan.
2. Bernapas
Bernapas/ respirasi adalah proses menghirup O2 untuk mendapatkan energi dan mengeluarkan CO2 yang bersifat racun bagi tubuh. Berdasarkan kebutuhannya terhadap O2, respirasi dibagi menjadi respirasi aerob (membutuhkan oksigen) dan respirasi anaerob (tidak membutuhkan oksigen)
3. Metabolisme
Metabolisme adalah serangkaian proses perubahan reaksi kimiawi yang terjadi di dalam tubuh. Metabolisme dibagai 2, yaitu anabolisme (proses pembentukan molekul komplek dari molekul yang sederhana) dan katabolisme (proses pembongkaran molekul komplek menjadi molekul yang lebih sederhana).
4. Reproduksi
Setiap makhluk hidup mengalami reproduksi/ berkembang biak dengan tujuan melangsungkan keturunannya agar tidak punah. Reproduksi dapat terjadi secara aseksual (vegetatif) dan secara seksual (generatif).
5. Iritabilitas
Kemampuan menanggapi rangsangan pada makhluk hidup disebut iritabilitas. Rangsangan itu dapat berupa rangsangan cahaya, suhu, air, sentuh suara, bau, atau makanan. Rangsangan tersebut merupakan rangasangan dari luar tubuh. Sedangkan rangsangan dari dalam tubuh misalnya ingin buang air karena kantong kemih penuh dengan urin atau rasa lapar karena sudah saatnya makan.
6. Adaptasi
Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan hidupnya. Adaptasi dapat berupa penyesuaian bentuk tubuh, penyesuaian tingkah laku, dan penyesuaian fungsi tubuh. Penyesuaian tersebut dapat dilakukan melalui genetik maupun dari habitat. Makhluk hidup dapat mencari habitat yang sesuai dengan cara hidup mereka maupun mengubah organ tubuh mereka.
7. Evolusi
Evolusi merupakan perubahan sifat-sifat terwariskan suatu populasi organisme dari 1 generasi menuju generasi yang selanjutnya. Perubahan ini terjadi karena kombinasi 3 proses utama yakni : variasi, seleksi dan reproduksi, adapun sifat yang menjadi dasar evolusi ini dibawa oleh gen yang diwariskan turun menurun ke suatu makhluk hidup dan menjadi baragam dalam suatu populasi.
8. Tumbuh dan berkembang
Proses penyusunan dan penumpukan zat organik menyebabkan organisme mengalami pertambahan jumlah senyawa kimia, volume sel, dan jumlah sel. Perubahan tersebut disebut pertumbuhan.
Pertumbuhan diikuti dengan proses perubahan menuju dewasa. Proses pendewasaan disebut perkembangan. Pembentukan bunga pada tanaman merupakan contoh proses perkembangan.
9. Memerlukan nutrisi
Setiap makhluk hidup memerlukan nutrisi. Bentuk dari nutrisi berbeda, tergantung pada jenis makhluk hidup. Tumbuhan memerlukan nutrisi berupa zat anorganik, sedangkan jamur, protozoa, invertebrata, dan vertebrata memerlukan nutrisi berupa zat organik. Nutrisi yang dikonsumsi oleh makhluk hidup digunakan untuk pertumbuhan, reproduksi, dan sumber energi.
10. Memiliki mekanisme transportasi sel
Nutrisi, oksigen, serta zat-zat lain yang diperlukan makhluk hidup harus diangkut menuju sel-sel yang membutuhkan, sedangkan karbon dioksida, air, dan sisa metabolism harus dikeluarkan. Oleh karena itu, didalam tubuh organisme, harus ada mekanisme transportasi untuk mengangkut zat-zat tersebut. Contoh sistem transportasi pada vertebrata adalah sistem peredaran darah.
E. Tingkatan Organisasi Kehidupan
1. Atom
Atom merupakan satuan unit terkecil dari suatu molekul yang bermuatan negatif atau positif.
2. Molekul
Molekul adalah dua atom atau lebih yang berikatan dengan kuat, bermuatan netral, dan stabil.
3. Organel sel
Molekul kemudian membentuk organel sel yang memiliki fungsi tertentu.
4. Sel
Sel adalah unit terkecil kehidupan.
5. Jaringan
Jaringan adalah sekelompok sel yang membentuk struktur tertentu yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama, misalnya jaringan ikat.
6. Organ
Organ merupakan sekelompok jaringan yang membentuk suatu organ dengan fungsi tertentu, misalnya mata atau jantung.
7. Sistem organ
Sistem organ merupakan suatu sistem yang terdiri dari organ-organ yang saling bekerja sama dalam menjalankan fungsi tertentu.
8. Individu
Individu adalah satu tubuh lengkap makhluk hidup, tersusun dari beragam sistem organ.
9. Populasi
Populasi merupakan sekelompok individu dari spesies yang sama pada suatu lingkungan dan dapat menghasilkan keturunan fertil (mampu bereproduksi) secara normal.
10. Komunitas
Komunitas adalah sekumpulan populasi makhluk hidup yang menempati lingkungan tertentu dan saling berinteraksi.
11. Ekosistem
Ekosistem adalah kumpulan komunitas yang berinteraksi dengan lingkungannya (biotik dan abiotik berinteraksi), misalnya ekosistem sungai.
12. Bioma
Bioma meliputi daerah yang sangat luas yang terdiri atas berbagai ekosistem yang saling berinteraksi dengan vegetasi yang khas.
13. Biosfer
Biosfer merupakan bagian dari bumi yang terdiri atas seluruh ekosistem yang ditinggali oleh makhluk hidup.
F. Peranan Ilmu Biologi
Biologi sebagai ilmu pengetahuan berkembang dengan pesat, hal ini ditandai denngan munculnya cabang-cabang biologi yang merupakan pengembangan ilmu-ilmu terapan untuk kegiatan tertentu.
Peranan biologi dalam kehidupan sehari-hari beserta contoh-contohnya :
1. Bidang kedokteran, contohnya teknik bayi tabung, metode keluarga berencana (KB), pencangkokan organ tubuh, bedah plastik, dan terapi gen.
2. Bidang farmasi, contohnya pembuatan vitamin sintetik, vaksin, antibodi monoklonal, hormon insulin buatan, enzim-enzim buatan, antibiotik untuk bakteri dan jamur, serta obat-obatan tradisional dan modern.
3. Bidang teknologi pangan, contohnya pembuatan keju, sosis, kecap, tapai, tempe, oncom, tauco, sarde, nata de coco, yoghurt, makanan suplemen, PST (Protein Sel Tunggal), dan teknologi pengawatan makanan.
4. Bidang pertanian, contohnya penemuan bibit ungul, tanaman transgenik(tanaman hasil rekayasa genetika), teknologi hidroponik, kultur jaringan, dan pemandulan hama.
5. Bidang peternakan, contohnya inseminasi buatan (kawin suntik), kloning untuk hewan, ayam petelur tanpa dibuahi pejantan, dan hewan ternak yang bermutu unggul lainnya (memproduksi susu, daging, dan telur berkualitas tinggi).
6. Bidang perikanan, contohnya budidaya kerang penghasil mutiara, budidaya udang windu, dan budidaya ikan hias
7. Bidang industri, contohnya teknik pemisahan logam dari bijihnya dengan menggunakan bakteri.
8. Bidang pengelolaan lingkungan hidup, contohnya pengolahan limbah dengan menggunakan mikroorganisme, menguraikan tumpahan minyak di laut dan plastik dengan bakteri dan lain sebagainya.
G. Cabang- Cabang Ilmu Biologi
1. Mikrobiologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang mikro organisme atau jasad renik.
2. Botani yaitu ilmu biologi yang didalamnya mempelajari tentang tumbuh-tumbuhan.
3. Zoologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang hewan-hewan.
4. Genetika yaitu cabang ilmu biologi yang didalamnya mempelajari khusus tentang penurunan atau pewarisan sifat dari makhluk hidup.
5. Ekologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang seluruh makhluk hidup dan lingkungan tempat tinggalnya.
6. Anatomi yaitu ilmu biologi yang membahas tentang susunan dalam tubuh makhluk hidup.
7. Morfologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang susunan atau bentuk luar tubuh makhluk hidup.
8. Ornitologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang unggas atau burung.
9. Virologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang virus.
10. Taksonomi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang sistematika, pengelompokan atau klasifikasi makhluk hidup menurut taksonnya.
11. Evolusi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang pergantian makhluk hidup dari waktu ke waktu dalam kurun waktu yang lama.
12. Entomologi yaitu suatu ilmu biologi yang khusus mempelajari tentang serangga.
13. Sitologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang sel.
14. Histologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang jaringan atau sekumpulan sel yang bekerja sama untuk menjalankan suatu fungsi.
15. Embriologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang perubahan makhluk hidup atau perkembangan embrio, mulai dari pembuahan sel telur hingga ke tahap janin.
16. Teratologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang langkah-langkah perubahan embrio atau perubahan formasi dari bentuk sel, jaringan, dan organ yang dihasilkan dari perubahan biokimia dan fisiologi.
17. Mamalogi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang mamalia.
18. Epidemiologi yaitu ilmu biologi yang didalamnya mempelajari tentang penyebaran penyakit dalam tubuh makhluk hidup.
19. Organologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang organ (kumpulan jaringan)
20. Kardiologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang jantung
21. Mikologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang jamur
22. Klasifikasi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang langkah mengadakan suatu pengelompokkan makhluk hidup menurut kelas-kelas secara spesifik.
23. Paleontologi yaitu ilmu yang mempelajari tentang peninggalan-peninggalan zaman purbakala atau fosil.
24. Dermatologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang kulit dan penyakitnya.
25. Fisiologi yaitu ilmu yang mempelajari tentang kefaalan dari makhluk hidup.
26. Bakteriologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang bakteri.
27. Bioteknologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang rekayasa genetika atau pemanfaatan makhluk hidup seperti bakteri, virus, fungi, dan lainnya maupun produk dari makhluk hidup seperti enzim dalam proses produksi untuk menghasilkan suatu barang atau jasa.
28. Biokimia yaitu ilmu biologi yang kajian biologinya tentang kimia makhluk hidup.
29. Nematologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang nematod.
30. Nefrologi yaitu cabang ilmu biologi (medis) internal yang mempelajari tentang fungsi dan penyakit ginjal.
31. Neurologi yaitu ilmu biologi yang menangani tentang penyimpangan pada sistem saraf.
32. Agronomi yaitu cabang ilmu yang didalamnya mempelajari tentang tanaman budidaya seperti contoh perkebunan dan pertanian.
33. Gastrologi yaitu cabang ilmu yang mempelajari tentang salurang pencernaan.
34. Toksikologi yaitu ilmu biologi yang mempelajari tentang pemahaman mengenai pengaruh-pengaruh bahan kimia yang dapat merugikan organisme hidup.
35. Farmakologi yaitu cabang ilmu yang mempelajari tentang obat-obatan dan interaksi serta efeknya terhadap tubuh atau organ manusia.
H. Metode Ilmiah
Metode ilmiah merupakan langkah-langkah kerja teratur, sistematik, dan terkontrol untuk memecahkan masalah yang dihadapi serta dapat dibuktikan kebenarannya.
Berikut ini langkah-langkah metode ilmiah :
1. Identifikasi masalah
Penyelesaian berbagai masalah kompleks agar dapat diuraikan atau diselesaikan dengan fokus dan tepat.
2. Merumuskan masalah
Membuat rumusan masalah yaitu dengan cara mengajukan pertanyaan 5W+1H terhadap permasalahan yang akan diselesaikan.
3. Mengumpulkan data
Data dapat diperoleh dari buku-buku, jurnal ilmiah, laporan penelitian orang lain, maupun data dari media elektronik.
Terdapat 2 macam data, yaitu :
a. Data kualitatif (data yang tidak bisa dihitung)
b. Data kuantitatif (data yang bisa dihitung)
4. Melakukan observasi
Pengamatan langsung ke objek penelitian untuk mengetahui keadaan sesungguhnya dari objek yang akan diamati
5. Mengajukan hipotesis
Jawaban sementara dari rumusan permasalahan yang diajukan. Biasanya diperoleh setelah mengumpulkan data. Hipotesis merupakan jawaban sementara karena belum dilakukan eksperimen/ percobaan.
Hipotesis terbagi menjadi 2; yaitu :
a. Hipotesis kerja (H1) : Jawaban sementara yang positif/sesuai/ diterima
b. Hipotesis alternatif(H0) : Jawaban sementara yang negatif/tidak sesuai/ ditolak
6. Melakukan eksperimen
Untuk menjawab hipotesis maka perlu diadakan eksperimen. Untuk menyusun percobaan dibutuhkan percobaan yang mencakup : menentukan variabel, alat dan bahan, biaya, tempat, dan waktu.
Menentukan variabel penelitian :
a. Variabel bebas/independen/manipulasi
Variabel yang mempengaruhi variabel terikat, variabel dibuat sengaja oleh peneliti agar hasilnya juga berbeda.
b. Variabel terikat/dependen
Variabel yang dipengaruhi variabel bebas.
c. Variabel kontrol
Variabel yang keberadaannya tidak dianggap tetapi mempengaruhi eksperimen.
7. Analisis data
Menerjemahkan data hasil eksperimen dalam bentuk narasi. Data dapat berbentuk tabel, kurva, diagram, dan histogram.
8. Menarik kesimpulan
Data yang sudah didapat dari percobaan harus dianalisis dan dibuat kesimpulan. Kesimpulan dapat menolak atau menerima hipotesis.
9. Menguji kesimpulan
Menguji kesimpulan dilakukan oleh peneliti dihadapan seseorang yang ahli di bidang kajiannya.
10. Menemukan hukum atau konsep baru
Seorang peneliti bisa menemukan hukum, teori, atau konsep baru dari hasil penelitiannya yang berbeda dari hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya
11. Mempublikasikan hasil ke khalayak umum
Mempublikasikan karya penelitian bisa melalui media cetak maupun elektronik sehingga ilmunya bermanfaat bagi orang lain
I. Sikap Ilmiah
1. Berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan argumentasi
2. Mengembangkan keingintahuan
3. Kepedulian terhadap lingkungan
4. Berpendapat secara ilmiah dan kritis
5. Berani mengusulkan perbaikan dan bertanggung jawab terhadap usulan tersebut
6. Bekerja sama
7. Jujur
8. Disiplin dan tekun
2. Download Materi Metode Ilmiah
3. Download Materi Keselamatan Kerja di Laboratorium
0 komentar:
Posting Komentar