MATERI BIOLOGI SMA KELAS XII (Terdiri : 7 BAB)
1. Biologi Sel
a. Anatomi Dan Fisiologi Sel
b. Reproduksi Sel
c. Metabolisme Sel
d. Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme
e. Katabolisme
f. Respirasi
g. Fermentasi
h. Anabolisme
2. Genetika
a. Pendahuluan
b. Hipotesis Mendel
c. Kromosom Dan Gen
d. Pola-Pola Hereditas
e. Determinasi Seks dan Pautan Seks (Seks Linkage)
f. Mutasi
g. Hereditas Pada Manusia
h. Genetika Modern
i. Perbedaan Antara ADN Dengan ARN
3. Asal-Usul Kehidupan
a. Pendahuluan
b. Teori Generatio Spontanea
c. Teori Evolusi Biokimia
4. Evolusi
a. Pendahuluan
b. Yang Mengilhami Gagasan Evolusi Charles Darwin
c. Pro Kontra Masalah Evolusi
d. Memahami Masalah Evolusi
e. Petunjuk-Petujuk Adanya Evolusi
f. Beberapa Catatan
5. Biogeografi
a. Iklim Dan Biografi
b. Penyebaran Organisme Di Bumi
c. Habitat Darat
d. Ekosistem Air Tawar
d.1. Pengelompokkan Organisasi Pada Ekosistem Air Tawar
d.2. Pembagian Zona Ekosistem Air Tawar
e. Ekosistem Air Laut
f. Ekosistem Pantai
6. Pengembangan Sumber Daya Alam Hayati
a. Revolusi Hijau
b. Pemuliaan Tanaman Dan Hewan
c. Revolusi Biru
1. Biologi Sel
a. Anatomi Dan Fisiologi Sel
b. Reproduksi Sel
c. Metabolisme Sel
d. Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme
e. Katabolisme
f. Respirasi
g. Fermentasi
h. Anabolisme
2. Genetika
a. Pendahuluan
b. Hipotesis Mendel
c. Kromosom Dan Gen
d. Pola-Pola Hereditas
e. Determinasi Seks dan Pautan Seks (Seks Linkage)
f. Mutasi
g. Hereditas Pada Manusia
h. Genetika Modern
i. Perbedaan Antara ADN Dengan ARN
3. Asal-Usul Kehidupan
a. Pendahuluan
b. Teori Generatio Spontanea
c. Teori Evolusi Biokimia
4. Evolusi
a. Pendahuluan
b. Yang Mengilhami Gagasan Evolusi Charles Darwin
c. Pro Kontra Masalah Evolusi
d. Memahami Masalah Evolusi
e. Petunjuk-Petujuk Adanya Evolusi
f. Beberapa Catatan
5. Biogeografi
a. Iklim Dan Biografi
b. Penyebaran Organisme Di Bumi
c. Habitat Darat
d. Ekosistem Air Tawar
d.1. Pengelompokkan Organisasi Pada Ekosistem Air Tawar
d.2. Pembagian Zona Ekosistem Air Tawar
e. Ekosistem Air Laut
f. Ekosistem Pantai
6. Pengembangan Sumber Daya Alam Hayati
a. Revolusi Hijau
b. Pemuliaan Tanaman Dan Hewan
c. Revolusi Biru
7. Bioteknologi
a. Pendahuluan
b. Bioteknologi Dalam Produksi Pangan
c. Bioteknologi Dalam Industri
d. Protein Sel Tunggal (Single Cell Protein = SCP)
e. Rekayasa Genetika / ADN Rekombinan
f. Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat
g. Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi
h. Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran
i. Bioteknologi Dalam pemberantasan Hama
j. Bioteknologi Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan
k. Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara
a. Pendahuluan
b. Bioteknologi Dalam Produksi Pangan
c. Bioteknologi Dalam Industri
d. Protein Sel Tunggal (Single Cell Protein = SCP)
e. Rekayasa Genetika / ADN Rekombinan
f. Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat
g. Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi
h. Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran
i. Bioteknologi Dalam pemberantasan Hama
j. Bioteknologi Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan
k. Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara
BAB I. BIOLOGI SEL
Penelitian menunjukkan bahwa satuan unit terkecil dari kehidupan adalah Sel. Kata "sel" itu sendiri dikemukakan oleh Robert Hooke yang berarti "kotak-kotak kosong", setelah ia mengamati sayatan gabus dengan mikroskop.Selanjutnya disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat yang dinamakan Protoplasma. Istilah protoplasma pertama kali dipakai oleh Johannes Purkinje; menurut Johannes Purkinje protoplasma dibagi menjadi dua bagian yaitu Sitoplasma dan Nukleoplasma
Robert Brown mengemukakan bahwa Nukleus (inti sel) adalah bagian yang memegang peranan penting dalam sel,Rudolf Virchow mengemukakan sel itu berasal dari sel (Omnis Cellula E Cellula).
1.1. ANATOMI DAN FISIOLOGI SEL
Secara anatomis sel dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:
1. Selaput Plasma (Membran Plasma atau Plasmalemma).
2. Sitoplasma dan Organel Sel.
3. Inti Sel (Nukleus).
1. Selaput Plasma (Plasmalemma)
Yaitu selaput atau membran sel yang terletak paling luar yang tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau Lipid dan senyawa Protein).
Lipoprotein ini tersusun atas 3 lapisan yang jika ditinjau dari luar ke dalam urutannya adalah:
Protein - Lipid - Protein Æ Trilaminer Layer
Lemak bersifat Hidrofebik (tidak larut dalam air) sedangkan protein bersifat Hidrofilik (larut dalam air); oleh karena itu selaput plasma bersifat Selektif Permeabel atau Semi Permeabel (teori dari Overton).Protein - Lipid - Protein Æ Trilaminer Layer
Selektif permeabel berarti hanya dapat memasukkan /di lewati molekul tertentu saja.
Fungsi dari selaput plasma ini adalah menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang satu ke sel yang lain.
Khusus pada sel tumbahan, selain mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut Dinding Sel (Cell Wall).
Dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa Selulosa, di antara kedua lapisan selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan Lamel Tengah (Middle Lamel) yang dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti Lignin, Chitine, Pektin, Suberine dan lain-lain
Selain itu pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah yang disebut Noktah. Pada Noktah/Pit sering terdapat penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang fungsinya hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.
2. Sitoplasma dan Organel Sel
Bagian yang cair dalam sel dinamakan Sitoplasma khusus untuk cairan yang berada dalam inti sel dinamakan Nukleoplasma), sedang bagian yang padat dan memiliki fungsi tertentu digunakan Organel Sel.
Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kirnia sel.
Organel sel adalah benda-benda solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup(menjalankan fungsi-fungsi kehidupan).
Gbr. a. Ultrastruktur Sel Hewan, b. Ultrastruktur Sel Tumbuhan
a. Retikulum Endoplasma (RE.)
Yaitu struktur berbentuk benang-benang yang bermuara di inti sel.
Dikenal dua jenis RE yaitu :
• RE. Granuler (Rough E.R)
• RE. Agranuler (Smooth E.R)
Fungsi R.E. adalah : sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri. Struktur R.E. hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
b. Ribosom (Ergastoplasma)
Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang R.E. dan ada pula yang soliter. Ribosom merupakan organel sel terkecil yang tersuspensi di dalam sel.
Fungsi dari ribosom adalah : tempat sintesis protein.
Struktur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
c. Miitokondria (The Power House)
Struktur berbentuk seperti cerutu ini mempunyai dua lapis membran.
Lapisan dalamnya berlekuk-lekuk dan dinamakan Krista
Fungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak ATP (energi) ; karena itu mitokondria diberi julukan "The Power House".
d. Lisosom
Fungsi dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler. Salah satu enzi nnya itu bernama Lisozym.
e. Badan Golgi (Apparatus Golgi = Diktiosom)
Organel ini dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa.
Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.
J. Sentrosom (Sentriol)
Struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel (Mitosis maupun Meiosis). Sentrosom bertindak sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis.
Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.
g. Plastida
Dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Dikenal tiga jenis plastida yaitu :
1. Lekoplas
(plastida berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan),
erdiri dari:
• Amiloplas (untak menyimpan amilum) dan,
• Elaioplas (Lipidoplas) (untukmenyimpan lemak/minyak).
• Proteoplas (untuk menyimpan protein).
2. Kloroplas
yaitu plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi menghasilkan
klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.
3. Kromoplas
yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :
• Karotin (kuning)
• Fikodanin (biru)
• Fikosantin (kuning)
• Fikoeritrin (merah)
h. Vakuola (RonggaSel)
Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas
Vakuola berisi :
• garam-garam organik
• glikosida
• tanin (zat penyamak)
• minyak eteris (misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawar
Zingiberine pada jahe)
• alkaloid (misalnya Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain)
• enzim
• butir-butir pati
Pada boberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vaknola non kontraktil.
i. Mikrotubulus
Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai "rangka sel".
Contoh organel ini antara lain benang-benang gelembung pembelahan Selain itu mikrotubulus berguna dalam pembentakan Sentriol, Flagela dan Silia.
j. Mikrofilamen
Seperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel.
k. Peroksisom (Badan Mikro)
Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).
Seperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel.
k. Peroksisom (Badan Mikro)
Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).
3. Inti Sel (Nukleus)
Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu :
• Selapue Inti (Karioteka)
• Nukleoplasma (Kariolimfa)
• Kromatin / Kromosom
• Nukleolus(anak inti).
Berdasarkan ada tidaknya selaput inti kita mengenal 2 penggolongan sel yaitu :
• Sel Prokariotik (sel yang tidak memiliki selaput inti), misalnya dijumpai
pada bakteri, ganggang biru.
• Sel Eukariotik (sel yang memiliki selaput inti).
Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu :
• Selapue Inti (Karioteka)
• Nukleoplasma (Kariolimfa)
• Kromatin / Kromosom
• Nukleolus(anak inti).
Berdasarkan ada tidaknya selaput inti kita mengenal 2 penggolongan sel yaitu :
• Sel Prokariotik (sel yang tidak memiliki selaput inti), misalnya dijumpai
pada bakteri, ganggang biru.
• Sel Eukariotik (sel yang memiliki selaput inti).
Fungsi dari inti sel adalah : mengatur semua aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang berisi ADN yang mengatur sintesis protein.
Kita mengenal tiga jenis reproduski sel, yaitu Amitosis, Mitosis dan Meiosis (pembelahan reduksi). Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-sel yang bersifat prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang biru.
MITOSIS adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur, yaitu Profase Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk tahap pembelahan sel). Pada tahap interfase inti sel melakukan sintesis bahan-bahan inti.
Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan pada mitosis adalah sebagai berikut:
1. Profase :
pada tahap ini yang terpenting adalah benang-benang kromatin menebal menjadi kromosom dan kromosom mulai berduplikasi menjadi kromatid.
2. Metafase:
pada tahap ini kromosom/kromatid berjejer teratur dibidang pembelahan (bidang equator) sehingga pada tahap inilah kromosom /kromatid mudah diamati dan dipelajari.
3. Anafase:
pada fase ini kromatid akan tertarik oleh benang gelendong menuju ke kutub-kutub pembelahan sel.
4. Telofase:
pada tahap ini terjadi peristiwa KARIOKINESIS (pembagian inti menjadi dua bagian) dan SITOKINESIS (pembagian sitoplasma menjadi dua bagian).
Meiosis (Pembelahan Reduksi) adalah reproduksi sel melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom.
Meiosis terbagi menjadi due tahap besar yaitu Meiosis I dan Meiosis II Baik meiosis I maupun meiosis II terbagi lagi menjadi tahap-tahap seperti pada mitosis. Secara lengkap pembagian tahap pada pembelahan reduksi adalah sebagai berikut :
Berbeda dengan pembelahan mitosis, pada pembelahan meiosis antara telofase I dengan profase II tidak terdapat fase istirahat (interface). Setelah selesai telofase II dan akan dilanjutkan ke profase I barulah terdapat fase istirahat atau interface.
PERBEDAAN ANTARA MITOSIS DENGAN MEIOSIS Pada hewan dikenal adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet, yaitu Oogenesis dan Speatogenesis. Sedangkan pada tumbahan dikenal Makrosporogenesis (Megasporogenesis) dan Mikrosporogenesis.
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
1.4. MOLEKUL YANG TERLIBAT DALAM METABOLISME
1. ENZIMEnzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur enzim terdiri dari:
• Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas(termolabil).
• Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan
panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.
Sifat-sifat enzim
Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:
1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.
3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.
6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.
lipase
Lemak + H2O ———————————> Asam lemak + Gliserol
7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu.
8. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.
Gbr. Penghambatan Reversible terhadap kerja enzim
Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengarahi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi, contoh aktivator enzim: ion Mg, Ca, zat organik seperti koenzim-A.
Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.
2. ATP (Adenosin Tri Phosphat)
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.
Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik.
Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.
2. ATP (Adenosin Tri Phosphat)
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.
Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik.
1.5. KATABOLISME
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.
Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
(glukosa)
Contoh Fermentasi :C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
(glukosa) (etanol)
1.6. RESPIRASI
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(gluLosa)
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :
1. Glikolisis.
2. Daur Krebs.
3. Transpor elektron respirasi.
1. Glikolids:
Peristiwa perubahan :
Glukosa >> Glulosa - 6 - fosfat >> Fruktosa 1,6 difosfat >>
3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat >> Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis :
1.1. 2 molekul asam piravat.
1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi.
1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.
2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia
Gbr. Bagan reaksi pada siklus Krebs
3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
PROSES AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.
1.7. FERMENTASI
Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebutmelangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob.
Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol.
A. Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob.
Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
enzim
Prosesnya :
1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).
enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
piruvat
dehidrogenasa
Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.
B. Fermentasi Alkohol
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol.
Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.
Reaksinya :
1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)
2. Dekarbeksilasi asam piruvat.
Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)
3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol
(etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 —————————————————> 2 C2HsOH + 2 NAD.
alkohol dehidrogenase
enzim
Ringkasan reaksi :
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
C. Fermentasi Asam Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter aceti) dengan substrat etanol.
Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.
Reaksi:
aerob
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH ———————————————> 2 CH3COOH + H2O + 116 kal
(glukosa) bakteri asam cuka asam cuka
Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol.
Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.
Reaksinya :
1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)
2. Dekarbeksilasi asam piruvat.
Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)
3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol
(etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 —————————————————> 2 C2HsOH + 2 NAD.
alkohol dehidrogenase
enzim
Ringkasan reaksi :
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
C. Fermentasi Asam Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan suatu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter aceti) dengan substrat etanol.
Energi yang dihasilkan 5 kali lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol secara anaerob.
Reaksi:
aerob
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH ———————————————> 2 CH3COOH + H2O + 116 kal
(glukosa) bakteri asam cuka asam cuka
1.8. ANABOLISME
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
1. Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).
Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.
Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.
2. Pigmen Fotosintesis
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain :
1. Gen :
bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil.
2. Cahaya :
beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
3. Unsur N. Mg, Fe : merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
4. Air : bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
Pada tabun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang). bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil.
2. Cahaya :
beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
3. Unsur N. Mg, Fe : merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
4. Air : bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+ menjadi CH20.
CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2
Ringkasnya :
Reaksi terang : 2 H20 ——> 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap : CO2 + 2 NADPH2 + O2——>NADP + H2 + CO + O + H2 +O2
atau
2 H2O + CO2 ——> CH2O + O2
atau
12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2
3. Kemosintesis
Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.
Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi: CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2
Ringkasnya :
Reaksi terang : 2 H20 ——> 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap : CO2 + 2 NADPH2 + O2——>NADP + H2 + CO + O + H2 +O2
atau
2 H2O + CO2 ——> CH2O + O2
atau
12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2
3. Kemosintesis
Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.
Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
Nitrosomonas
(NH4)2CO3 + 3 O2 ——————————> 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi
Nitrosococcus
1. Sintesis Lemak
Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.
4.1. Sintesis Lemak dari Karbohidrat :
Glukosa diurai menjadi piruvat ———> gliserol.
Glukosa diubah ———> gula fosfat ———> asetilKo-A ———> asam lemak.
Gliserol + asam lemak ———> lemak.
4.2. Sintesis Lemak dari Protein:
Protein ————————> Asam Amino
protease
Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat ———> Asetil Ko-A.
Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat ——> gliserol ——> fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak.
Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
5. Sintesis Protein
Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.
Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai "pengatur sintesis protein". Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
Protein ————————> Asam Amino
protease
Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat ———> Asetil Ko-A.
Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat ——> gliserol ——> fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak.
Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
5. Sintesis Protein
Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.
Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai "pengatur sintesis protein". Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
BAB II. GENETIKA
2.1. PENDAHULUAN
Orang yang dianggap sebagai "Bapak Genetika" adalah JOHAN GREGOR MENDEL.
Orang yang pertama mempelajari sifat-sifat menurun yang diwariskan dari sel sperma adalah HAECKEL (1868).
Blendel mempelajari hereditas pada tanaman kacang ercis (Pisum sativum) dengan alasan:
1. Memiliki pasangan-pasangan sifat yang menyolok.
2. Biasanya melakukan penyerbukan sendiri (Self polination).
3. Dapat dengan mudah diadakan penyerbukan silang.
4. Segera menghasilkan keturunan.
GALUR MURNI adalah vanetas yang terdiri dari genotip yang homozigot. Simbol "F" (= Filium) menyatakan turunan, sedang simbol "P" (=Parentum) menyatakan induk.
HIBRIDA (BASTAR) adalah keturunan dari penyerbukan silang dengan sifat-sifat beda ——> jika satu sifat beda disebut MONOHIBRIDA, jika 2 sifat beda disebut DIHIBRIDA dst.
DOMINAN adalah sifat-sifat yang tampak (manifes) pada keturunan. RESESIF adalah sifat-sifat yang tidak muncul pada keturunan.
2.2. HIPOTESIS MENDEL
• Tiap sifat organisma hidup dikendalikan oleh sepasang "faktor keturunan". Pada waktu itu Mendel belummenggunakan istilah "gen".
• Tiap pasangan faktor keturunan menunjukkan bentuk alternatif sesamanya, kedua bentuk alternatif disebut pasangan ALELA.
• Satu dari pasangam alela itu dominan dan menutup alela yang resesif bila keduanya ada bersama-sama.
• Pada pembentukan "gamet" alela akan memisah, setiap gamet menerima satu faktor alela tersebut c dikenal sebagai HUKUM PEMISAHAN MENDEL atau PRINSIP SEGREGASI SECARA BEBAS.
• INDIVIDU MURNI mempunyai dua alela yang sama (homozigot), alel dominan diberi simbol huruf besar sedang alel resesif huruf keciL
GENOTIP adalah komposisi faktor keturunan (tidak tampak secara fisik).
FENOTIP adalah sifat yang tampak pada keturunan.
Pada hibrida atau polihibrida berlaku PRINSIP BERPASANGAN SECARA BEBAS.
RATIO FENOTIP (F2) HIBRIDA NORMAL MENURUT MENDEL
Monohibrida3: 1 (Hukum Dominasi penuh) n= 1, jumlah gamet = 2
Dihibrida 9: 3: 3: 1 n= 2, jumlah gamet = 4
Trihibrida 27: 9: 9: 9: 3: 3 : 3: 1 n= 3, jumlah gamet = 8
Polihibrida (3:1)n n= n, jumlah gamet = 2n
(n) = jenis sifat berbeda (hibridanya).
Intermediat 1 : 2 : 1 ——> sifat "SAMA DOMINAN"; percobaan pada bunga Antirrhinum majus.
BACK CROSS ——> perkawinan antara F2 dengan salah satu indukaya.
TEST CROSS ———> perkawinan antara F2 dengan induk atau individu yang homozigot resesif
PENYIMPANGAN SEMU HUKUM MENDEL
Sebenarnya masih mengikuti hukum Mendel ———> alel berinteraksi.
Dikenal beberapa bentulc ———> Ratio fenotip F2)
1. INTERAKSI PASANGAN ALELA pada varitas ayam ——> 9 : 3 : 3 : 1
2. POLIMERI (Nielson-Echle) pada varitas gandum ——> 15 : 1 Polimeri pada manusia misalnya peristiwa pigmentasi kulit.
3. KRIPTOMERI pada tanaman "pukul empat" (Mirabilis jalapa) percobaan pada Linaria maroccana———> 9 : 3 : 4
4. EPISTASIS & HIPOSTASIS pada varitas gandum———> 12 : 3 : 1
5. KOEPISTASIS pada Lathyrusodoratus———> 9 : 7 (Lathyrus odoratus = varitas ercis yang berbiji manis)
POLIMERI
adalah pembastaran heterozigot dengan banyak sifat beda yang berdiri sendiri-sendiri tetapi mempengaruhi bagian yang same dari suatu organisme.
KRIPTOMERI
adalah pembastaran heterozigot dengan adanya sifat yang "tersembunyi" (Kriptos) yang dipengaruhi oleh suatu keadaan, pada bunga Linaria maroccana adalah pH air sel !!
EPISTASIS
adalah faktor pembawa sifat yang menutup pemunculan sifat yang lain sekalipun sifat tersebut dominan
HIPOSTASIS
adalah faktor yang tertutupi oleh faktor lain.
ATAVlSME
adalah sifat yang hipostasis pada suatu keturunan yang pada suatu seat muncul kembali (reappearence).
2.3. KROMOSOM GEN
KROMOSOM
adalah struktur benang dalam inti sel yang bertanggung jawab dalam hal sifat keturunan (hereditas). Kromosom adalah KHAS bagi makhluk hidup.
GEN adalah "substansi hereditas" yang terletak di dalam kromosom.
Gen bersifat antara lain :
- Sebagai materi tersendiri yang terdapat dalam kromosom.
- Mengandung informasi genetika.
- Dapat menduplikasikan diri pada peristiwa pembelahan sel.
Sepasang kromosom adalah "HOMOLOG" sesamanya, artinya mengandung lokus gen-gen yang bersesuaian yang disebut ALELA.
LOKUS adalah lokasi yang diperuntukkan bagi gen dalam kromosom.
ALEL GANDA (MULTIPLE ALLELES) adalah adanya lebih dari satu alel pada lokus yang sama.
Dikenal dua macam kromosom yaitu:
1. Kromosom badan (Autosom).
2. Kromosom kelamin / kromosom seks (Gonosom).
THOMAS HUNT MORGAN
adalah ahli genetika dari Amerika Serikat yang menemukan bahwa faktor-faktor keturunan (gen) tersimpan dalam lokus yang khas dalam kromosom.
Percobaan untuk hal ini dilakukan pada lalat buah (Drosophila melanogaster) dengan alasan sebagai berikut:
- Cepat berkembang biak,
- Mudah diperoleh dan dipelihara,
- Cepat menjadi dewasa (umur 10 - 14 hari sudah de~wasa),
- Lalat betina bertelur banyak,
- Hanya memiliki 4 pasang kromosom, sehingga mudah diteliti.
2.4. POLA-POLA HEREDITAS
POLA-POLA HEREDITAS
Orang yang mula-mula mendalami hal pola-pola hereditas adalah W.S. SUTTON dari Amerika Serikat.
Menurut Sutton bila ada gen-gen yang mengendalikan dua sifat beda bertempat pada kromosom yang sama, gen-gen itu tak dapat memisalkan diri secara bebas lebih-lebih bila gen-gen itu berdekatan lokusnya, maka akan berkecenderungan untuk selalu memisah bersama-sama. Peristiwa ini disebut LINKAGE (PAUTAN).
Ada kalanya kromosom yang memisah tidak membawa seluruh gen yang dimiliki tetapi hanya sebagian saja yang terbawa sedangkan sisanya dipenuhi oleh kromosom pasangannya. Peristiwa ini disebut CROSSING-OVER(PINDAH SILANG).
Kejadian ini diteliti oleh Morgan.
Orang yang mula-mula mendalami hal pola-pola hereditas adalah W.S. SUTTON dari Amerika Serikat.
Menurut Sutton bila ada gen-gen yang mengendalikan dua sifat beda bertempat pada kromosom yang sama, gen-gen itu tak dapat memisalkan diri secara bebas lebih-lebih bila gen-gen itu berdekatan lokusnya, maka akan berkecenderungan untuk selalu memisah bersama-sama. Peristiwa ini disebut LINKAGE (PAUTAN).
Ada kalanya kromosom yang memisah tidak membawa seluruh gen yang dimiliki tetapi hanya sebagian saja yang terbawa sedangkan sisanya dipenuhi oleh kromosom pasangannya. Peristiwa ini disebut CROSSING-OVER(PINDAH SILANG).
Kejadian ini diteliti oleh Morgan.
2.5. DETERMINASI SEKS DAN PAUTAN SEKS (SEKS LINGAGE)
Determinasi seks adalah penentuan jenis kelamin suatu organisme yang ditentukan oleh kromosom seks (GONOSOM). Untuk lalat buah dikenal 1 pasang kromosom seks yaitu kromosom X dan kromosom Y.Individu jantan terjadi jika terdapat komposisi kromosom seks XY sedang betina jika komposisinya XX. Hal ini sebaliknya terjadi pada BURUNG yaitu jantan adalah XX sedangkan betinanya XY.
PAUTAN SEKS
adalah suatu sifat yang diturunkan yang tergabung dalam gonosom.
Sebagai contoh :
adalah lalat buah betina mata merah (dominan) dikawinkan dengan lalat buah jantan mata putih (resesif) ——> F1 semua bermata merah. Tetapi pada F2 semua yang bermata putih adalah jantan. Hal ini menunjukan bahwa sifat "bermata putih" merupakan sifat yang terpaut pada kromosom Y.
Seks linkage dipelejari oleh THOMAS HUNT MORGAN.
NONDISJUNCTION
adalah peristiwa gagal berpisah dari kromosom seks pada waktu pembelahan sel ——> diteliti pertama kali oleh CALVIN B. BRIDGES.
GEN LETAL
adalah gen yang menyebabkan kematian individu (in vivo) jika alel gen tersebut berada dalam kedudukan "homozigot".
adalah gen yang menyebabkan kematian individu (in vivo) jika alel gen tersebut berada dalam kedudukan "homozigot".
2.6. MUTASI
MUTASI
adalah perubahan gen dari bentuk aslinya ——> individu yang mengalami mutasi disebut MUTAN.
JENIS-JENIS MUTASIMUTASI
adalah perubahan gen dari bentuk aslinya ——> individu yang mengalami mutasi disebut MUTAN.
- MUTASI KROMOSOM
yaitu perubahan susunan atau jumlah dari kromosom yang menyebabkan perubahan sifat individu lazim disebut ABERASI
- MUTASI GEN
yaitu perubahan gen dalam kromosom (letak dan sifat) yang menyebab-kan perubahan sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya lazim disebut MUTASI saja.
Sarjana yang mempelajari mutasi adalah HERMAN MULLER (murid Morgan).
Mutasi pada tumbuhan dipelajari oleh HUGO DE VRIES.
SEBAB-8EBAB MUTASI
MUTASI ALAM
misalnya disebabkan sinar kosmis, radioaktif alam yang umumnya bersifat resesif dan merugikan.
MUTASI BUATAN
misalnya dengan sinar X.
misalnya disebabkan sinar kosmis, radioaktif alam yang umumnya bersifat resesif dan merugikan.
MUTASI BUATAN
misalnya dengan sinar X.
2.7. HEREDITAS ADA MANUSIA
Seperti diketahui kromosom ada dua jenis yaitu AUTOSOM dan GONOSOM, jadi penyakit genetik pada manusia juga ada dua sebab yaitu :- Disebabkan oleh kelainan autosom.
- Disebabkan oleh kelainan gonosom.
Determinasi seks pada manusia juga ditentukan oleh kromosom X dan Y. Karena jumlah kromosom manusia adalah khas yeitu 46 buah (23 pasang) yang terdiri dari 22 pasang autosom dan 1 pasang gonosom, maka formula kromosom manusia adalah
- Untuk laki-laki adalah 46, XY atau dapat ditulis juga 44 + XY.
- Untuk wanita adalah 46, XX atau dapat ditulis juga 44 + XX.
Rasio untuk dapat memperoleh anak laki-laki atau anak perempuan adalah sama yaitu 50% atau (0,5).
Penyakit genetik yang disebabkan autosom pada manusia biasanya "bersifat resesif" artinya dalam keadaan homozigot resesif baru menampakkan penyakit misalnya :
- Albinisma,
- Polidaktili,
- Gangguan mental,
- Diabetes mellitus,
- dsb.
Ada pula penyakit yang disebabkan karena mutasi autosom, misalnya:
- SINDROMA DOWN (MONGOLID SYNDROME = TRISOMI 21)
-.——> + autosom no.21
- SINDROMA PAATAU (TRISOMI 13) ——> + autosom no.13
- SINDROMA EDWARDS (TRISOMI18) ——> +autosom no.18
- SINDROMA "CRI-DU-CHAT" ——> delesi no. 5
Penyakit genetik yang disebatkan gonosom :
- Kelainan formula kromosom (disebabkan peristiwa non-disjunction).misalnya: ,
a. SINDROMA TURNER (45,XO).
b. SINDROMA KLINEFELTER (47,XXY; 48,XXXY).
c. SINDROMA SUPERFEMALE/TRIPPLE-X atau TRISOMI X (47,XXX).
d. SUPERMALE (47,XYY).
- Karena pautan seks (Sex linkage)
a. TERPAUT KROMOSOM X (resesif) yaitu buta warna (hijau dan merah) dan Hemofilia ——> pada laki-laki bersifat "ALL OR NONE".
b. TERPAUT KROMOSOM Y (resesif hanya pada laki-laki) misalnya "HAIRY-PINA" (hipertrikosis).
Peristiwa alel ganda pada manusia ——> golongan darah.
AUGUST WEISMAN ——> peristiwa SELEKSI dengan percobaan pemotongan ekor tikus sampai 20 generasi,ekor tetap panjang.
APLIKASI EUTENIKS ——> adalah perbaikan sosial melalui pengubahan lingkungan.
APLIKASI EUGENETIKA ——> adalah perbaikan sosial melalui penggunaan prinsip-prinsip hereditas.
AUGUST WEISMAN ——> peristiwa SELEKSI dengan percobaan pemotongan ekor tikus sampai 20 generasi,ekor tetap panjang.
APLIKASI EUTENIKS ——> adalah perbaikan sosial melalui pengubahan lingkungan.
APLIKASI EUGENETIKA ——> adalah perbaikan sosial melalui penggunaan prinsip-prinsip hereditas.
2.8. GENETIKA MODERN
Sebagai substansi hereditas sekarang dikenal sebagai asam nukleat yaitu :
• ADN (Deoxiribose Nucleic Acid).
• ARN (Ribose Nucleic Acid).
DNA
terdiri dari dua pita yang saling terpilin (Double Stranded DNA = DS-DNA) Þ dikenal dengan istilah "DOUBLE HELIX" yang modelnya pertama kali dibuat oleh JAMES D. WATSON (Amerika Serikat) dan FRANCIS CRICK (Inggris) tahun 1953, diperbaiki modelnya oleh WILKINS.
Jika DNA melakukan TRANSKRIPSI bentuknya adalah SINGLE STRANDED (SS-DNA). DNA tersusun dari banyak sekali NUKLEOTIDA.
BATU "NUKLEOTIDA" TERDIRI DARI
- Satu molekul gula (dalam hal ini adalah "deoksiribosa" atau "ribosa").
- Satu molekul fosfat.
- Satu molekul basa nitrogen (basa nitrogen terdiri dari dua jenis yaitu)
a. PURIN Æ ADENIN dan GUANIN.
b. PIRIMIDIN ÆTIMIN, SITOSIN dan URASIL.
Satu molekul gula dan satu molekul basa disebut "NUKLEOSIDA"
2.9. PERBEDAAN ANTARA ADN DENGAN ARN
URUTAN SINTESIS PROTEIN
1. TRANSKRIPSI - ss-ADN membentuk ss-ARN yaitu ARN-duta yang membawa informasi genetik
untuk sintesa protein.
2. FASE INISIASI - ARN-duta sampai di ribosom dan ARN-r mengkode asam amino sesuai dengan
informasi genetik yang dibawa ARN-d. ARN-t membawa asam amino yang sesuai
ke ribosom.
3. FASE TRANSLASI ~ ARN-d sebagai "cetakan" mulai bekerja menterjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuaidengan antikodon pada ARN-t.
4. FASE ELONGASI ~ ARN-d menggabungkan asam amino - asam amino yang sesuai menjadi protein.
S. FASE TERMINASI ~ kodon yang berisi "NONSENSE CODE" akan bertindak sebagai terminator (penghen-tianproses).
Kadang-kadang terjadi kesalahan dalam membaca kodon sehingga salah menterjemah asam amino ~ protein yangdihasilkan salah ~ menimbulkan kelainan.
Misalnya ANEMIA karena hemoglobin mengandung asam amino VALIN atau LISIN, seharusnya hemoglobin yangnormal mengandung ASAM GLUTAMAT.
Kode genetika dipelajari oleh NIRENBERG dan KHORANA.
1. TRANSKRIPSI - ss-ADN membentuk ss-ARN yaitu ARN-duta yang membawa informasi genetik
untuk sintesa protein.
2. FASE INISIASI - ARN-duta sampai di ribosom dan ARN-r mengkode asam amino sesuai dengan
informasi genetik yang dibawa ARN-d. ARN-t membawa asam amino yang sesuai
ke ribosom.
3. FASE TRANSLASI ~ ARN-d sebagai "cetakan" mulai bekerja menterjemahkan kode triplet (kodon) yang sesuaidengan antikodon pada ARN-t.
4. FASE ELONGASI ~ ARN-d menggabungkan asam amino - asam amino yang sesuai menjadi protein.
S. FASE TERMINASI ~ kodon yang berisi "NONSENSE CODE" akan bertindak sebagai terminator (penghen-tianproses).
Kadang-kadang terjadi kesalahan dalam membaca kodon sehingga salah menterjemah asam amino ~ protein yangdihasilkan salah ~ menimbulkan kelainan.
Misalnya ANEMIA karena hemoglobin mengandung asam amino VALIN atau LISIN, seharusnya hemoglobin yangnormal mengandung ASAM GLUTAMAT.
Kode genetika dipelajari oleh NIRENBERG dan KHORANA.
BAB III. ASAL-USUL KEHIDUPAN
3.1. PENDAHULUAN
Kapan dimana dan dengan cara bagaimana kehidupan di bumi ini berawal? adalah pertanyaan yang terus menggoda para ilmuwan. Berbagai teori asal-usul kehidupan telah disusun oleh para pakar tetapi belum ada satupun teori yang diterima secara memuaskan oleh semua pihak.
Teori tentang asal-usul kehidupan yang pernah disusun oleh para ahli di antaranya:
1. Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghalib) pada saat istimewa (teori kreasi khas)
2. Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio spontanea)
3. Kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap)
4. Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan)
5. Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia)
Kita akan membahas teori no. 2 (teori generatio spontanea) dan teori no. 5 (evolusi biokimia).
Teori tentang asal-usul kehidupan yang pernah disusun oleh para ahli di antaranya:
1. Kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghalib) pada saat istimewa (teori kreasi khas)
2. Kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan (teori generatio spontanea)
3. Kehidupan tidak berasal-usul (keadaan mantap)
4. Kehidupan datang di planet ini dari mana saja (teori kosmozoan)
5. Kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia (evolusi biokimia)
Kita akan membahas teori no. 2 (teori generatio spontanea) dan teori no. 5 (evolusi biokimia).
3.2. TEORI GENERATIO SPONTANEA
Disebut juga teori Abiogenesis pelopornya seorang ahli filsafat zaman Yunani Kuno Aristoteles (384-322 SM) yang berpendapat bahwa makhluk hidup terjadi begitu saja pendapat ini masih terus bertahan sampai abad kc 17 -18 Anthony van Leenwenhoek (abad ke 18) berhasil membuat mikroskop dan melihat jasad renik di dalam air bekas rendaman jerami penemuan Leeuwenhoek (salah seorang penganut teori abiogenesis) memperkuat teori generatio spontanea teori terbukti makhluk hidup berasal dari benda mati (jasad renik berasal dari air bekas rendaman jerarni).Beberapa ahli berusaha mengadakan penelitian untuk menyangkal teori generatio spontanea antara lain Franscesco Redi, Spallanzani dan Louis Pasteur.
Percobaan Redi dan Spallanzani masih belum dapat menumbangkan teori generatio spontanea karena menurut pendapat para pendukung teori tersebut bahwa untuk dapat timbul kehidupan secara spontan dari benda mati diperlukan gaya hidup dan gaya hidup pada percobaan Spallanzani dan Redi tidak dapat melakukan fungsinya karena stoples dan labu percobaan tersumbat rapat-rapat.
Pasteur mencoba memperbaiki percobaan Spallanzani dengan menggunakan tabung kaca berbentuk leher angsa atau huruf S untuk menutup labu walaupun labu tersumbat udara sebagai "sumber gaya hidup" dapat masuk ke dalam labu. Dengan percobaan ini Pasteur berhasil menumbangkan teori generatio spontanea.
Pasteur mencoba memperbaiki percobaan Spallanzani dengan menggunakan tabung kaca berbentuk leher angsa atau huruf S untuk menutup labu walaupun labu tersumbat udara sebagai "sumber gaya hidup" dapat masuk ke dalam labu. Dengan percobaan ini Pasteur berhasil menumbangkan teori generatio spontanea.
3.3. TEORI EVOLUSI BIOKIMIA
Evolusi KimiaMenerangkan bahwa terbentuknya senyawa organik terjadi secara bertahap dimulai dari bereaksinya bahan-bahan anorganik yang terdapat di dalam atmosfer primitif dengan energi halilintar membentuk senyawa-senyawa organik kompleks.
Stanley Miller mencoba mensimulasikan kondisi atmosfer purba di dalam skala laboratorium. Ia merancang alat yang seperti terlihat dalam gambar di bawah ini.
Skema alat percobaan Miller
Miller memasukkan gas H2, CH4 (metan), NH3 (amonia) dan air ke dalam alat. Air dipanasi sehingga uap air bercampur dengan gas-gas tadi. Sebagai sumber energi yang bertindak sebagai "halilintar" agar gas-gas dan uap air bereaksi, digunakan lecutan aliran listrik tegangan tinggi. Ternyata timbul reaksi, terbentuk senyawa-senyawa organik seperti asam amino, adenin dan gula sederhana seperti ribosa.Hasil percobaan di atas memberi petunjuk bahwa satuan-satuan kompleks di dalam sistem kehidupam seperti lipid, gula, asam amino, nukleotida dapat terbentuk di bawah kondisi abiotik. Yang menjadi masalah utama adalah belum dapat terjawabnya bagaimana mekanisme peralihan dari senyawa kompleks menjadi makhluk hidup yang paling sederhana.
Evolusi Biologi
Alexander Oparin mengemukakan di dalam atmosfer primitif bumi akan timbul reaksi-reaksi yang menghasilkan senyawa organik dengan energi pereaksi dari radiasi sinar ultra violet. Senyawa organik tersebut merupakan "soppurba" tempat kehidupan dapat muncul. Senyawa organik akhirnya akan membentuk timbunan gumpalan (koaservat). Timbunan gumpalan (koaservat) yang kaya akan bahan-bahan organik membentuk timbunan jajaran molekul lipid sepanjang perbatasan koaservat dengan media luar yang dianggap sebagai "selaput sel primitif" yang memberi stabilitas pada koaservat.Meskipun begitu Oparin tetap berpendapat amatlah sulit untuk nantinya koaservat yang sudah terbungkus dengan selaput sel primitif tadi akan dapat menghasilkan "organisme heterotrofik" yang dapat mereplikasikan dirinya dan mengambil nutrisi dari "sop purba" yang kaya akan bahan-bahan organik dan menjelaskan mekanisme transformasi dari molekul-molekul protein sebagai benda tak hidup ke benda hidup.
Teori evolusi kimia telah teruji melalui eksperimen di laboratoriurn, sedang teori evolusi biologi belum ada yang menguji secara eksperimental. Walaupun yang dikemukakan dalam teori itu benar, tetap saja belum dapat menjelaskan tentang dari mana dan dengan cara bagaimana kehidupan itu muncul, karena kehidupan tidak sekadar menyangkut kemampuan replikasi diri sel. Kehidupan lebih dari itu tidak hanya kehidupan biologis, tetapi juga kehidupan rohani yang meliputi moral, etika, estetika dan inteligensia.
BAB IV. EVOLUSI
4.1. PENDAHULUAN
Evolusi ialah proses perubahan yang berlangsung sedikit demi sedikit dan memakan waktu yang lama.
Dikenal 2 macam evolusi:
1. Evolusi progresif :
evolusi menuju pada kemungkinan dapat bertahan hidup (survive).
2. Evolusi regresif (retrogreslf) :
evolusi menuju pada kemungkinan menjadi punah.
Teori evolusi merupakan perpaduan antara ide (gagasan) den fakta (kenyataan). Yang dianggap sebagai pencetus ide evolusi ialah Charles Darwin (1809-1892) yang menerbitkan buku mengenai asal mula spesies pada tahun 1859, dengan judul "On the ofiginof species by means of natural selection" atau "The preservation of favored races in the struggle for life".
Alfred Wallace (1823-1913) secara terpisah mengembangkan pemikirannya dan menghasilkan konsepsi yang sama dengan pendapat Charles Darwin.
Joseph Hooker, teman Charles Darwin menggabungkan tulisan Alfred Wallace den Charles Darwin. Judul kedua tulisan tersebut menjadi "On the tendency of species to from vafieties and on the perpetuation of vafieties and species by natural means of selection".
4.2. YANG MENGILHAMI GAGASAN EVOLUSI CHARLES DARWIN
Yang dianggap mengilhami Charles Darwin dengan gagasan evolusinya adalah
1. Jean Baptiste Lamarck (ahli biologi Pera~uis, 1744-1829). Yang idenya mengenai evolusi dituangkan dalam bukunya "Philosophic Zoologique".
Inti isi buku tersebut :
1.1. Alam sekitar/lingkungan (environment) mempunyai pengaruh pada ciri-ciri/sifat-sifat yang diwariskan.
1.2. Ciri-ciri/sifat-sifat yang didapat (auquired characters) akan diwariskan kepada keturunannya.
1.3. Organ yang digunakan akan berkembang, sedan" yang tidak digunakan akan mengalami kemunduran.
2. Sir Charles Lyell (ahli geologi Inggris, 1797-1875). Yang menerbitkan buku mengenai prinsip-prinsip geologi "Principles of Geology" (1830) menyatakan bahwa batuan, pulau-pulau dan benua selalu mengalami perubahan.
3. Thomas Robert Mathus (ahli ekonomi den kependudukan Inggris).
4.3. PRO KONTRA MASALAH EVOLUSI
Pro dan kontra tentang berbagai pendapat tentang masalah evolusi
1. Lamarck vs Weismann :
Weismann (biologiawan Jerman 1834-1912) menentang pendapat Lamarck mengenai diturunkannya sifat-sifat yang diperoleh.
Percobaannya : Dia mengawinkan 2 ekor tikus yang dipotong ekornya ternyata keturunannya tetap berekor panjang. Keadaan ini tetap berlangsung meskipun dilakukan sampai 20 generasi.
2. Lamarck vs Darwin :
Mereka berbeda pendapat mengenai "munculnya" jerapah berleher panjang.
Menurut Lamarck : semula jerapah berleher pendek karena makanan yang berupa daun makin berkurang maka dari generasi ke generasi leher jerapah semakin panjang untuk menjangkau daun yang semakin tinggi letaknya.Mereka berbeda pendapat mengenai "munculnya" jerapah berleher panjang.
Menurut Darwin : dalam populasi jerapah ada yang berleher panjang dan berleher pendek. Dalam kompetisi mendapatkan makanan jerapah berleher panjang tetap bertahan hidup jerapah berleher pendek lenyap secara perlahan-lahan.
3. Spesiasi atau terjadinya spesies baru:
Ada pendapat spesies baru bisa terjadi dari spesies yang sudah ada karena interaksi antara faktor luar dan faktor dalam. Mekanismenya dapat dijelaskan dengan rumus :
F = G + L,
F = fenotip,
G = genotip,
L = lingkungan
maka bila F1 Æ F2 ÆF3 Æ F4 Æ F5 Æ.............. F12, dimana F12 mungkin sudah jauh berbeda dengan F1 sehingga F12 dapat dinyatakan sebagai spesies baru.
4.4. MEMAHAMI MASALAH EVOLUSI
Untuk dapat memahami masalah evolusi, perlu dipahami pengertian-pengertian berikut :
A. Pengertian Spesies
Populasi-populasi yang masih mungkin mengadakan pertukaran gen dikatakan termasuk dalam satu spesies.
Variasi atau perbedaan morfologi fisiologi ataupun kelakuan tidak menjadi alasan dipisahkannya dua populasi menjadi dua spesies yang berbeda.
B. lsolasi Reproduksi
Barier (hambatan) geografik dapat memungkinkan terjadinya pemisahan dua populasi (allopatric) keadaan ini memungkinkan terjadinya isolasi reproduksi meskipun kedua populasi tersebut berada dalam satu lingkungan kembali (sympatrik).
C. Macam-macam Isolasi Intrinsik
1. Mekanisme yang mencegah/menghalangi terjadinya perkawinan:
1.1. Isolasi ekogeografi
1.2. Isolasi habitat
1.3. Isolasi iklim/musim
1.4. Isolasi perilaku
1.5. Isolasi mekanik
2. Mekanisme yang mencegah terjadinya hibrida:
2.1. Isolasi gamet
2.2. Isolasi perkembangan
2.3. Ketidakmampuan hidup suatu hibrida
3. Mekanisme yang mencegah kelangsungan hibrida:
3.1. Kemandulan betina
3.2. Eliminasi hibrida yang bersifat selektif
D. Spesiasi Sebagai Akibat Adanya Poliploid
Contoh : pada tanaman bunga Oenothera lamarckiana yang mempunyai 14 kromosom, karena adanya peristiwa gagal berpisah (non-disjungtion) terjadi keturunan dengan 28 kromosom yang kemudian diberi nama Oenothera gigas. Kedua Oenothera tersebut dibedakan spesiesnya oleh karena pada persilangan antara keduanya akan menghasilkan keturunan yang triploid dan kemudian ternyata steril.
E. Radiasi Adaptif
Contoh klasik radiasi adaptif adalah variasi dari burung finch di kepulauan Gallapagos, perbedaannya pada besar dan bentuk paruh, kebiasaan makan dan pada kelakuan yang lain.
F. Divergensi, Kepunaban, Konvergensi
Peristiwa radiasi adaptif merupakan peristiwa dimana dari satu spesies timbul dua atau beberapa spesies.
Kalau dibuat garis keturunannya maka terlihat adanya garis-garis yang menyebar (divergen) oleh sebab itu peristiwa ini disebut divergensi.Banyak sebab-sebab kepunahan, antara lain karena perubahan alam sekitar yang begitu cepat yang tidak dapat diikuti dengan adaptasi/ re-adaptasi makhluk hidup tersebut, juga sebab-sebab biologik, seperti adanya peristiwa kompetisi antara organisme yang mempunyai kebutuhan sama.
Konvergensi adalah peristiwa dimana dua makhluk atau lebih menghuni tempat hidup yang sama, tetapi makhluk tersebut memiliki asal-usul yang berbeda, hubungan yang jauh tetapi kemudian karena berada dalam tempat yang sama mempunyai organ-organ yang fungsinya serupa.
4.5. PETUNJUK - PETUNJUK ADANYA EVOLUSI
1. Anatomi Perbandingan
Dari studi anatomi perbandingan dapat diketabui bahwa alat-alat fungsional pada pelbagai binatang dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
a. Homologi
alat tubuh yang mempunyai bentuk yang berbeda dan fungsinya berbeda namun kalau diteliti mempunyai bentuk dasar sama.
b. Analogi
alat-alat tubuh yang mempunyai bentuk dasar yang berbeda namun karena perkembangan evolusi yang konvergen alat-alat tersebut mempunyai fungsi yang sama.
2. Embriolog Perbandingan
Embrio hewan bersel banyak mengalarni kesamaan perkembangan embrio, berawal dari zygot Þ blastula Þ gastrula, kemudian mengalami diferensiasi sehingga terbentuk bermacam-macam alat tubuh.
Ernest Haeckel, mengatakan tentang adanya peristiwa ulangan ontogeni yang serupa dengan peristiwa filogeninya, dia sebut teori rekapitulasi.
Cotoh: adanya rekapitulasi adalah perkembangan terjadinya jantung pada mamalia yang dimulai dengan perkembangan yang menyerupai ikan, selanjutnya menyerupai embrio amfibi, selanjutnya menyerupai perkembangan embrio reptil.
3. Perbandingan Fisiologi
Telah diketahui ada kemiripan dalam faal antara pelbagai makhluk mulai dari mikroorganisme sampai manusia, misalnya :
• kemiripan dalam kegiatan pernafasan.
• pembentukan ATP dan penggunaannya dalam pelbagai proses kehidupan adalah serupa pada hampir semua organisme.
4. Petunjuk-petunjuk Secara Biokimia
Digunakan uji presipitin yang pada dasarnya adanya reaksi antara antigen-antibodi.
Banyaknya endapan yang terjadi sebagai akibat reaksi tersebut digunakan untuk menentukan jauh-dekatnya hubungan antara organisme yang satu dengan yang lainnya.
5. Petunjuk-petunjuk Peristiwa Domestikasi
Menguhah tanaman dan hewan liar menjadi tanaman dan hewan yang dapat dikuasai dan bermanfaat sesuai dengan keinginan manusia adalah akibat dari peristiwa domestikasi.
Contoh: penyilangan burung-burung merpati, sehingga dijumpai adanya 150 variasi burung, yang di antaranya begitu berbeda hingga dapat dianggap sebagai spesies berbeda.
6. Petunjuk-petunjuk dari alat tubuh yang tersisa
Alat-alat yang tersisa dianggap sebagai bukti adanya proses evolusi, alat-alat ini sudah tidak berguna namun ternyata masih dijumpai.
Contoh : Pada manusia :
• selaput mata pada sudut mata sebelah dalam
• tulang ekor
• gigi taring yang runcing
7. Petunjuk-petunjuk Paleontologi
Telah diketabui bahwa fosil dapat digunakan sebagai petunjuk adanya evolusi.
Contoh : Urutan fosil kuda:
dari Eohippus (kuda zaman Eosin) ÆMesohippus Æ
Merychippus ÆPliohippus Æ Equas (kuda zaman sekarang).
4.6. BEBERAPA CATATAN
A. Pendapat Teilhard de Chardin mengenai proses evolusi
Proses evolusi dibedakan menjadi 3 tahap, yaitu:
1. Tahap Geosfer:
Tahap ini adalah tahap pra-hidup, tahap perubahan yang terutama menyangkut perubahan tata surya.
2. fahap Biosfer:
Kalau ada tahap geosfer yang menjadi masalah adalah adanya "loncatan" dari materi tak hidup menjadi "materi" hidup, maka pada tahap biosfer yang dimasalahkan adalah "loncatan" munculnya manusia.
3. Tahap Nesosfer:
Menurut Teilhard, yang penting pada makhluk, hidup dalam hal ini manusia adalah terjadinya evolusi mengenai kesadaran batinnya yang semakin mantap.
B. Penetapan Umur Fosil
Penetapan umur fosil dapat dilakukan 2 cara:
• Cara tidak langsung : yaitu dilakukan dengan mengukur umur lapisan bumi tempat fosil ditemukan.
• Cara langsung : yaitu dengan mengukur umur fosil itu sendiri.
Beberapa contoh penetapan umur fosil :
1. Berdasarkan peristiwa laju erosi
2. Berdasarkan peristiwa laju sedimentasi
3. Kandungan garam
4. Penentuan umur dengan zat radioaktif
C. Evolusi Manusia
Fosil subhuman tertua adalah Australophitecus, wujudnya lebih menyerupai kera daripada manusia, kemudian muncul manusia kera dari Jawa, Pitecanthropus erectus yang hidup pada ± 500.000 tahun yang lalu, sudah lebih menyerupai manusia daripada kera, volume otaknya ± 1000 cc, sedang pada gorilla ± 600 cc dan pada manusia modern ± 1500 cc, subhuman yang lain adalah Homo neanderthalensis, makhluk ini hidup pada pertengahan akhir Pleistocene, ± 500.000 sampai 50.000 tahun yang lalu, orang beranggapan bahwa makhluk ini manusia primitif yang pertama. Secara tepat takdapat diketahui kapan manusia modern ini muncul, tetapi mungkin yang tertua adalah tengkorak Swanscombe yang umurnya 300.000 tahun dan mungkin sekali lebih tua lagi, yaitu sekitar 500.000 tahun yang lalu makhluk ini pun diduga berasal dari Pithecarthropus. Maunusia modern yang mengganti kan Homo neanderthalensis adalah manusia Cro-maguon yang hidup sekitar 50.000 - 20.000 tahun yang lalu.
BAB V. BIOGEOGRAFI
Biogeografi yaitu bidang ilmu yang mempelajari dan berusaha untuk menjelaskan distribusi organisme di permukaan bumi. Di dunia ini dikenal 6 daerah biogeografi dengan masing-masing daerah yang memiliki perbedaan dan keseragaman tertentu (unik) dalam kelompok-kelompoknya.
Daerah biogeografi ini dinamakan Australia, Oriental, Ethiopia, Neotropika, Paleartik dan Neartik. Karena fauna Paleartik dan Neartik adalah serupa, maka kedua daerah biogeografi ini kadang-kadang digabung menjadi Holartik.
5.1. IKLIM DAN BIOGEOGRAFI
Iklim merupakan faktor utama yang menentukan tipe tanah maupun spesies tumbuhan yang tumbuh di daerah tersebut. Sebaliknya jenis tumbuhan yang ada menentukan jenis hewan dan mikroorganisme yang akan menghuni daerah tersebut. Pada dasarnya iklim tergantung pada matahari. Matahari bertanggung jawab tidak hanya untuk intensitas cahaya yang tersedia untak proses fotosintesis, tetapi juga untuk temperatur umumnya.
Komponen iklim lain yang menentukan organisme apa yang dapat hidup di suatu daerah adalah kelembaban, kelembaban ini juga bergantung pada cahaya matahari dan temperatur. Curah hujan yang banyak diperlukan untuk mendukung pertumbuhan pohon-pohon yang besar, sedangkan curah hujan yang lebih sedikit membantu komunitas yang didominasi oleh pohon-pohon pendek, semak belukar, rumput dan akhirnya kaktus atau tumbuhan gurun lainnya.
Makin tinggi curah hajan dan temperatur di suatu daerah (tanah) makin banyak dan makin besar jumlah tumbahan yang didukungnya. Dengan demikian iklim merupakan salah satu faktor utama terbentuknya daerah-daerah biografi.
Daerah-daerah biogeografl di dunia dengan beberapa organisme yang khas
1. Australia (Australia Irian, Selandia Baru, dan kepulauan di Samudera Pasifik.)
Misalnya: Semua Monotremata, Marsupialia (mammalia tidak berplasenta/mammalia berkantung), Rodentia, Kelelawar, burung Kaswari, burung Cenderawasih, jenis-jenis burung Kakaktua, ikan Paru-paru Australia dan burung Kiwi.
Misalnya: Semua Monotremata, Marsupialia (mammalia tidak berplasenta/mammalia berkantung), Rodentia, Kelelawar, burung Kaswari, burung Cenderawasih, jenis-jenis burung Kakaktua, ikan Paru-paru Australia dan burung Kiwi.
2. Oriental (Daerah Asia bagian selatan pegunungan Himalaya, India, Sri Langka, Semenanjung Melayu, Sumatera, Jawa, Kalirnantan, Sulawesi, dan Filipina.)
Misalnya: Siamang, Orang utan, Gajah, Badak, burung Merak.
Misalnya: Siamang, Orang utan, Gajah, Badak, burung Merak.
3. Ethiopia (Afrika, Magaskar dan pulau-pulau sekitar Afrika)
Misalnya: Gajah Afrika, Gorilla, Simpanse, Badak Afrika, Singa, Kuda Nil, Zebra, Jerapah, Burung Onta.
Misalnya: Gajah Afrika, Gorilla, Simpanse, Badak Afrika, Singa, Kuda Nil, Zebra, Jerapah, Burung Onta.
4. Neotropik (Amerika Selatan dan Tengah, Meksiko dan Hindia Barat.)
Misalnya: Armadillo, kelelawar Vampire, burung Kolibri.
Misalnya: Armadillo, kelelawar Vampire, burung Kolibri.
5. Neartik (Amerika Utara dari dataran tinggi Meksiko sampai kawasan kutub utara dan Greenland.)
Misalnya: Kambing gunung, Karibon, tikus air (Beaves)
Misalnya: Kambing gunung, Karibon, tikus air (Beaves)
6. Paleartik (Eurasia sebelah selatan ke Himalaya, Afghanistan, Iran dan Afrika bagian utara dari gurun Sahara.)
Misalnya: Landak, Babi hutan dan Rusa kecil.
Misalnya: Landak, Babi hutan dan Rusa kecil.
5.2. PENYEBARAN ORGANISME DI BUMI
Distribusi organisme dipengaruhi oleh sejarah, iklim masa lalu dan susunan atau bentuk benua-benua dan hubungan ekologis masa lalu dan masa sekarang, serta semua interaksi satu sama lainnya. Karena kompleksitas hubungan ini, maka para pakar biogeografi telah cenderung memusatkan pada salah satu dari dua pendekatan utama terhadap bidang ilmu ini.Biogeografi Sejarah
Menekankan terutama pada sejarah evolusi (perkembangan) dari kelompok-kelompok organisme. Dari mana mereka berasal ? Bagaimana mereka menyebar ? Bagaimanakah distribusinya pada masa sekarang dapat menjelaskan kepada kita tentang sejarahnya masa lalu ?
Biogeografi Ekologi
Memusatkan pada interaksi organisme pada saat ini dengan lingkungan fisik dan interaksi satu sama lainnya serta untuk memahami bagaimana hubungan-hubungan ini mempengaruhi dimana spesies dan takson yang lebih luar ditemukan pada masa sekarang.
PENYEBARAN HEWAN DI INDONESIA
Indonesia adalah suatu negara kepulauan yang terletak di antara 2 daerah biogeografi besar, yaitu antara daerah biogeografi Oriental dan daerah biogeografi Australian.
Didasarkan kepada sejarah asal wilayah Nusantara beberapa pakar membagi wilayah Indonesia menjadi beberapa kawasan. Kawasan-kawasan tersebut adalah:
1. Kawasan Indonesia Barat: meliputi Pulau Sumatera, Jawa, Kalimantan. Hewan-hewannya menyerupai hewan daerah oriental, misalnya: gajah, harimau, orang utan, dan lain-lain.
2. Kawasan Indonesia Timur: meliputi Irian Jaya dan sekitarnya. Hewan-hewannya menyerupai hewan di daerah Australia.
3. Kawasan Wallacea: meliputi wilayah Pulau Sulawesi, Kepulauan Maluku, Sumba, Sumbawa, Lombok dan Timor. Memiliki hewan-hewan khas (terutama di Pulau Sulawesi) tidak sama dengan hewan oriental dan hewan Australia, misal: Anoa, burung Mako, kera hitam.
FLORA MALESIANAMalesiana adalah suatu daerah luas yang meliputi Malaysia, Indonesia, Papua Nugini dan Kepulauan Solomon.
Daerah ini merupakan wilayah bioma hutan hajan tropika dan memiliki beberapa jenis tumbuhan yang khas, misal: rotan, jati, cendana, kayu hitam.
Flora yang ditemukan di daerah ini sangat bervariasi bahkan beberapa tumbuhan memiliki nilai ekonomi yang tinggi,
misal: jati, meranti, anggrek, rotan, kayu cendana, makroni dan lain-lain.
5.3. HABITAT DARAT
Pada habitat darat dikenal istilah Bioma yaitu daerah habitat yang meliputi skala yang luas. Berikut ini hanya akan dibahas beberapa bioma utama yaitu:
1. Bioma gurun dan setengah gurun
2. Bioma padang rumput
3. Bioma hutan tropis
4. Bioma hutan gugur
5. Bioma hutan taiga
6. Bioma tundra
7. Bioma sabana
8. Bioma hutan bakau (mangroul) dan
9. Bioma hutan lumut
10. Bioma Hutan Musim
Gbr. Perubahan Bioma Menurut Ketinggian Garis dan Lintang
1. Bioma Gurun dan Setengah GurunBioma gurun dan setengah gurun banyak ditemukan di Amerika Utara, Afrika Utara, Australia dan Asia Barat.
Ciri-ciri:
1. Curah hujan sangat rendah, + 25 cm/tahun
2. Kecepatan penguapan air lebih cepat dari presipitasi
3. Kelembaban udara sangat rendah
4. Perbedaan suhu siang haridenganmalamharisangattinggi(siangdapat mencapai 45 C, malam dapat turun sampai 0 C)
5. Tanah sangat tandus karena tidak mampu menyimpan air
Lingkungan biotik:- Flora: tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang dapat beradaptasi dengan daerah kering (tumbuhan serofit).
- Fauna: hewan besar yang hidup di gurun umumnya yang mampu menyimpan air, misalnya unta, sedang untuk hewan-hewan kecil misalnya kadal, ular, tikus, semut, umumnya hanya aktif hidup pada pagi hari, pada siang hari yang terik mereka hidup pada lubang-lubang.
2. Bioma Padang Rumput
Bioma padang rumput membentang mulai dari daerah tropis sampai dengan daerah beriklim sedang, seperti Hongaria, Rusia Selatan, Asia Tengah, Amerika Selatan, Australia.
Ciri-ciri:
1. Curah hujan antara 25 - 50 cm/tahun, di beberapa daerah padang rumput curah hajannya dapat mencapai 100 cm/tahun.
2. Curah hujan yang relatif rendah turun secara tidak teratur.
3. Turunnya hujan yang tidak teratur tersebut menyebabkan porositas dan drainase kurang baik sehingga tumbuh-tumbuhan sukar mengambil air.
Lingkungan biotik:- Flora: tumbuhan yang mampu beradaptasi dengan daerah dengan porositas dan drainase kurang baik adalah rumput, meskipun ada pula tumbuhan lain yang hidup selain rumput, tetapi karena mereka merupakan vegetasi yang dominan maka disebut padang rumput. Nama padang rumput bermacam-macam seperti stepa di Rusia Selatan, puzta di Hongaria, prairi di Amerika Utara dan pampa di Argentina.
- Fauna: bison dan kuda liar (mustang) di Amerika, gajah dan jerapah di Afrika, domba dan kanguru diAustralia. Karnivora: singa, srigala, anjing liar, cheetah.
3. Bioma Sabana
Bioma sabana adalah padang rumput dengan diselingi oleh gerombolan pepohonan. Berdasarkan jenis tumbuhan yang menyusunnya, sabana dibedakan menjadi dua, yaitu sabana murni dan sabana campuran.
- Sabana murni : bila pohon-pohon yang menyusunnya hanya terdiri atas satu jenis tumbuhan saja.
- Sabana campuran : bila pohon-pohon penyusunnya terdiri dari campuran berjenis-jenis pohon.
4. Bioma Hutan Tropis
Bioma hutan tropis merupakan bioma yang memiliki keanekaragaman jenis tumbuhan dan hewan yang paling tinggi. Meliputi daerah aliran sungai Amazone-Orinaco, Amerika Tengah, sebagian besar daerah Asia Tenggara dan Papua Nugini, dan lembah Kongo di Afrika.
Ciri-ciri:
1. Curah hajannya tinggi, merata sepanjang tahun, yaitu antara 200 - 225 cm/tahun.
2. Matahari bersinar sepanjang tahun.
3. Dari bulan satu ke bulan yang lain perubahan suhunya relatif kecil.
4. Di bawah kanopi atau tudung pohon, gelap sepanjang hari, sehingga tidak ada perubahan suhu antara siang dan malam hari.
- Flora: pada biorna hutan tropis terdapat beratus-ratus spesies tumbuhan. Pohon-pohon utama dapat mencapai ketinggian 20 - 40 m, dengan cabang-cabang berdaun lebat sehingga membentuk suatu tudung atau kanopi. Tumbuhan khas yang dijumpai adalah liana dan epifit. Liana adalah tumbuhan yang menjalar di permukaan hutan, contoh: rotan. Epifit adalah tumbuhan yang menempel pada batang-batang pohon, dan tidak merugikan pohon tersebut, contoh: Anggrek, paku Sarang Burung.
- Fauna: di daerah tudung yang cukup sinar matahari, pada siang hari hidup hewan-hewan yang bersifat diurnal yaitu hewan yang aktif pada siang hari, di daerah bawah kanopi dan daerah dasar hidup hewan-hewan yang bersifat nokfurnal yaitu hewan yang aktif pada malam hari, misalnya: burung hantu, babi hutan,kucing hutan, macan tutul.
5. Hutan MusimDi daerah tropis, selain hutan tropis terdapat pula hutan musim.
Ciri tumbuhan yang membentuk formasi hutan musim:
Pohon-pohonnya tahan dari kekeringan dan termasuk tumbuhan tropofit, artinya mampu beradaptasi terhadap keadaan kering dan keadaan basah pada saat musim kemarau (kering), daunnya meranggas, sebaliknya saat musim hujan, daunnya lebat. Hutan musim biasa diberi nama sesuai dengan tumbuhan yang dominan, misalnya: hutan jati, hutan angsana. Di Indonesia, hutan musim dapat ditemukan di daerah Jawa Tengah dan Jawa Timur. Fauna yang banyak ditemukan rusa, babi hutan, harimau.
6. Hutan Lumut
Hutan lumut banyak ditemukan di lereng gunung atau pegunungan yang terletak pada ketinggian di atas batas kondensasi uap air. Disebut hutan lumut karena vegetasi yang dominan adalah tumbuhan lumut. Lumut yang tumbuh tidak hanya di permakean tanah dan bebatuan, tetapi mereka pun menutupi batang-batang pohon berkayu. Jadi pada hutan lumut, yang tumbuh tidak hanya lumut saja, melainkan hutan yang banyak pepohonannya yang tertutup oleh lumut. Sepanjang hari hampir selalu hujan karena kelembaban yang tinggi dan suhu rendah menyebabkan timbulnya embun terus-menerus.
7. Bioma Hutan Gugur (Deciduous Forest)
Ciri khas bioma hutan gugur adalah tumbuhannya sewaktu musim dingin, daun-daunnya meranggas. Bioma ini dapat dijumpai di Amerika Serikat, Eropa Barat, Asia Timur, dan Chili.
Ciri-ciri:
- Curah hujan merata sepanjang tahun, 75 - 100 cm/tahun.
- Mempunyai 4 musim: musim panas, musim dingin, musim gugur dan musim semi
- Keanekaragaman jenis tumbuhan lebih rendah daripada bioma hutan tropis.
Musim panas pada bioma hutan gugur, energi radiasi matahari yang diterima cukup tinggi, demikian pula dengan presipitasi (curah hujan) dan kelembaban. Kondisi ini menyebabkan pohon-pohon tinggi tumbuh dengan baik, tetapi cahaya masih dapat menembus ke dasar, karena dedaunan tidak begitu lebat tumbuhnya. Konsumen yang ada di daerah ini adalah serangga, burung, bajing, dan racoon yaitu hewan sebangsa luwak/musang.
Pada saat menjelang musim dingin, radiasi sinar matahari mulai berkurang, subu mulai turun. Tumbuhan mulai sulit mendapatkan air sehingga daun menjadi merah, coklat akhirnya gugur, sehingga musim itu disebut musim gugur.
Pada saat musim dingin, tumbuhan gundul dan tidak melakukan kegiatan fotosentesis. Beberapa jenis hewan melakukan hibernasi (tidur pada musim dingin). Menjelang musim panas, suhu naik, salju mencair, tumbuhan mulai berdaun kembali (bersemi) sehingga disebut musim semi. Bioma ini kebanyakan terdapat di daerah antara subtropika dengan daerah kutub, seperti di daerah Skandinavia, Rusia, Siberia, Alaska, Kanada.
Ciri-ciri bioma hutan taiga:
1. Perbedaan antara suhu musim panas dan musim dingin cukup tinggi, pada musim panas suhu tinggi, pada musim dingin suhu sangat rendah.
2. Pertumbuhan tanaman terjadi pada musim panas yang berlangsung antara 3 sampai 6 bulan.
3. Flora khasnya adalah pohon berdaun jarum/pohon konifer, contoh pohon konifer adalah Pinus merkusii (pinus). Keanekaragaman tumbuhan di bioma taiga rendah, vegetasinya nyaris seragam, dominan pohon-pohon konifer karena nyaris seragam, hutannya disebut hutan homogen. Tumbuhannya hijau sepanjang tahun, meskipun dalam musim dingin dengan suhu sangat rendah.
4. Fauna yang terdapat di daerah ini adalah beruang hitam, ajak, srigala dan burung-burung yang bermigrasi kedaerah tropis bila musim dingin tiba. Beberapa jenis hewan seperti tupai dan mammalia kecil lainnya maupun berhibernasi pada saat musim dingin.
9. Bioma Hutan TundraBioma ini terletak di kawasan lingkungan Kutub Utara sehingga iklimnya adalah iklim kutub. Istilah tundra berarti dataran tanpa pohon, vegetasinya didominasi oleh lumut dan lumut kerak, vegetasi lainnya adalah rumput-rumputan dan sedikit tumbuhan berbunga berukuran kecil.
Ciri-ciri:
1. Mendapat sedikit energi radiasi matahari, musim dingin sangat panjang dapat berlangsung selama 9 bulan dengan suasana gelap.
2. Musim panas berlangsung selama 3 bulan, pada masa inilah vegetasi mengalami pertumbuhan.
3. Fauna khas bioma tundra adalah "Muskoxem" (bison berhulu tebal) dan Reindeer/Caribou (rusa kutub).
10. Hutan Bakau / MangroveHutan bakau/mangrove banyak ditemukan di sepanjang pantai yang landai di daerah tropik dan subtropik. Tumbuhan yang dominan adalah pohon bakau (Rhizophora sp), sehingga nama lainnya adalah hutan bakau, selain pohon bakau ditemukan pula pohon Kayu Api (Avicennia) dan pohon Bogem (Bruguiera).
Ciri-ciri:
1. Kadar garam air dan tanahnya tinggi.
2. Kadar O2 air dan tanahaya rendah.
3. Saat air pasang, lingkungannya banjir, saat air surut lingkungannya becek dan herlumpur.
Dengan kondisi kadar garam tinggi, menyebabkan tumbuhan bakau sukar menyerap air meskipun lingkungan sekitar banyak air, keadaan ini dikenal dengan nama kekeringan fisiologis. Untuk menyesuaikan dengan lingkungan tersebut tumbuhan bakau memiliki dedaunan yang tebal dan kaku, berlapiskan kutikula sehingga dapat mencegah terjadinya penguapan yang terlalu besar. Untuk menyesuaikan diri dengan kadar O2 rendah, tumbuhan bakau memiliki akar nafas yang berfungsi menyerap O2 langsung dari udara. Agar individu baru tidak dihanyutkan oleh arus air akibat adanya pasang naik dan pasang surut terutama pada bakau kita dapati suatu fenomena yang dikenal dengan nama VIVIPARI yang artinya adalah berkecambahnya biji selagi biji masih terdapat dalam buah, belum tanggal dari pohon induknya, dapat membentuk akar yang kadang-kadang dapat mencapai 1 meter panjangnya.
Jika biji yang sudah berkecambah tadi lepas dari pohon induknya maka dengan akar yang panjang tersebut dapat menancap cukup dalam di dalam lumpur, sehingga tidak akan terganggu dengan arus air yang terjadi pada gerakan pasang dan surut.
Hutan bakau di Indonesia terdapat di sepanjang pantai timur Sumatra, pantai barat dan selatan Kalimantan dan sepanjang pantai Irian, di Pulau Jawa hutan bakau yang agak luas masih tersisa di sekitar Segara Anakan dekat Cilacap yang merupakan muara sungai Citanduy.
Jenis-jenis hewan yang dapat ditemukan dalam lingkungan hutan bakau terutama adalah ikan dan hewan-hewan melata (buaya, biawak) dan burung-burung yang bersarang di atas pohon-pohon bakau.
5.4. EKOSISTEM AIR TAWAR
Ekosistem akuatik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:
1. Ekosistem air tawar
2. Ekosistem air laut
Ekosistem air tawar dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Ekosistem air tenang (lentik) misalnya: danau, rawa.
2. Ekosistem air mengalir (lotik) misalnya: sungai, air terjun.
Ciri-ciri ekosistem air tawar:a. Kadar garam/salinitasnya sangat rendah, bahkan lebih rendah dari kadar garam protoplasma organisme akuatik.
b. Variasi suhu sangat rendah.
c. Penetrasi cahaya matahari kurang.
d. Dipengaruhi oleh iklim dan cuaca.
Flora ekosistem air tawar:
Hampir semua golongan tumbuhan terdapat pada ekosistem air tawar, tumbuhan tingkat tinggi (Dikotil dan Monokotil), tumbuhan tingkat rendah (jamur, ganggang biru, ganggang hijau).
Fauna ekosistem air tawar:
Hampir semua filum dari dunia hewan terdapat pada ekosistem air tawar, misalnya protozoa, spans, cacing, molluska, serangga, ikan, amfibi, reptilia, burung, mammalia. Ada yang selalu hidup di air, ada pula yang
ke air bila mencari makanan saja.
Hewan yang selalu hidup di air mempunyai cara beradaptasi dengan lingkungan yang berkadar garam rendah.
Pada ikan dimana kadar garam protoplasmanya lebih tinggi daripada air, mempunyai cara beradaptasi sebagai berikut:
- Sedikit minum, sebab air masuk ke dalam tubah secara terus-menerus melalui proses osmosis.
- Garam dari dalam air diabsorbsi melalui insang secara aktif
- Air diekskresikan melalui ginjal secara berlebihan, juga diekskresikan melalui insang dan saluran pencernaan.
5.4.1. Pengelompokkan Organisme Pada Ekosistem Air Tawar
1. Berdasarkan cara memperoleh makanan atau energi, dibagi menjadi 2 kelompok:
a. Organisme autotrof: organisme yang dapat mensintesis makanannya sendiri. Tumbuhan hijau tergolong organisme autotrof, peranannya sebagai produsen dalam ekosistem air tawar.
b. Fagotrof dan Saprotrof: merupakan konsumen dalam ekosistem air tawar. Fogotrof adalah pemakan organisme lain, sedang Saprotrof adalah pemakan sampah atau sisa organisme lain.
2. Berdasarkan kebiasaan kehidupan dalam air, organisme air tawar dibedakan atas 5 macam: a. Plankton: terdiri atas fitoplankton (plankton tumbahan) dan zooplankton (plankton hewan), merupakan organisme yang gerakannya pasif selalu dipengaruhi oleh arus air.
b. Nekton: organisme yang bergerak aktif berenang. Contoh: ikan, serangga air.
c. Neston: organisme yang beristirahat dan mengapung di permukaan air.
d. Bentos: organisme yang hidup di dasar perairan.
e. Perifiton: organisme yang melekat pada suatu substrat (batang, akar, batu-batuan) di perairan.
3. Berdasarkan fungsinya, organisme air tawar dibedakan menjadi 3 macam: a. Produsen: terdiri dari Bolongan ganggang, ganggang hijau dan ganggang biru, golongan spermatophyta, misal: eceng gondok, teratai, kangkung, genger, kiambang.
b. Konsumen: meliputi hewan-hewan, serangga, udang, siput, cacing, dan hewan-hewan lainnya.
c. Dekomposer/pengurai: sebagian besar terdiri atas bakteri dan mikroba lain.
5.4.2. Pembagian Zona Ekosistem Air TawarBerdasarkan intensitas cahaya, ekosistem air tawar dibedakan menjadi 3 daerah, yaitu:
a. Daerah litoral: daerah air dangkal, sinar matahari dapat menembus sampai dasar perairan organisme daerah litoral adalah tumbuhan yang berakar, udang, cacing dan fitoplankton.
b. Daerah limnetik: daerah terbuka yang masih dapat ditembus oleh cahaya matahari. Organisme daerah ini adalah plankton, neston dan nekton.
c. Daerah profundal: daerah dasar perairan tawar yang dalam sehingga sinar matahari tidak dapat menembusnya. Produsen sudah tidak ditemukan lagi.
5.5. EKOSISTEM AIR LAUTEkosistem air laut luasnya lebih dari 2/3 permukaan bumi ( + 70 % ), karena luasnya dan potensinya sangat besar, ekosistem laut menjadi perhatian orang banyak, khususnya yang berkaitan dengan REVOLUSI BIRU.
Ciri-ciri:
1. Memiliki kadar mineral yang tinggi, ion terbanyak ialah Cl`(55%), namun kadar garam di laut bervariasi, ada yang tinggi (seperti di daerah tropika) dan ada yang rendah (di laut beriklim dingin).
2. Ekosistem air laut tidak dipengaruhi oleh iklim dan cuaca.
Pembagian daerah ekosistem air laut 1. Daerah Litoral / Daerah Pasang Surut:
Daerah litoral adalah daerah yang langsung berbatasan dengan darat. Radiasi matahari, variasi temperatur dan salinitas mempunyai pengaruh yang lebih berarti untuk daerah ini dibandingkan dengan daerah laut lainnya. Biota yang hidup di daerah ini antara lain: ganggang yang hidup sebagai bentos, teripang, binatang laut, udang, kepiting, cacing laut.
Daerah litoral adalah daerah yang langsung berbatasan dengan darat. Radiasi matahari, variasi temperatur dan salinitas mempunyai pengaruh yang lebih berarti untuk daerah ini dibandingkan dengan daerah laut lainnya. Biota yang hidup di daerah ini antara lain: ganggang yang hidup sebagai bentos, teripang, binatang laut, udang, kepiting, cacing laut.
2. Daerah Neritik:
Daerah neritik merupakan daerah laut dangkal, daerah ini masih dapat ditembus cahaya sampai ke dasar, kedalaman daerah ini dapat mencapai 200 m. Biota yang hidup di daerah ini adalah plankton, nekton, neston dan bentos.
Daerah neritik merupakan daerah laut dangkal, daerah ini masih dapat ditembus cahaya sampai ke dasar, kedalaman daerah ini dapat mencapai 200 m. Biota yang hidup di daerah ini adalah plankton, nekton, neston dan bentos.
3. Daerah Batial atau Daerah Remang-remang:
Kedalamannya antara 200 - 2000 m, sudah tidak ada produsen. Hewannya berupa nekton.
Kedalamannya antara 200 - 2000 m, sudah tidak ada produsen. Hewannya berupa nekton.
4. Daerah Abisal:
Daerah abisal adalah daerah laut yang kedalamannya lebih dari 2000 m. Daerah ini gelap sepanjang masa, tidak terdapat produsen.
Berdasarkan intensitas cahayanya, ekosistem laut dibedakan menjadi 3 bagian: Daerah abisal adalah daerah laut yang kedalamannya lebih dari 2000 m. Daerah ini gelap sepanjang masa, tidak terdapat produsen.
1. Daerah fotik: daerah laut yang masIh dapat ditembus cahaya matahari, kedalaman maksimum 200 m.
2. Daerah twilight: daerah remang-remang, tidak efektif untuk kegiatan fotosintesis, kedalaman antara 200 - 2000 m.
3. Daerah afotik: daerah yang tidak tembus cahaya matahari. Jadi gelap sepanjang masa.
Komunitas di Dalam Ekosistem Air LautMenurut fungsinya, komponen biotik ekosistem laut dapat dibedakan menjadi 4, yaitu:
a. Produsen
terdiri atas fitoplankton dan ganggang laut lainnya.
b. Konsumen
terdiri atas berbagai jenis hewan. Hampir semua filum hewan ditemukan di dalam ekosistem laut.
c. Zooplaokton
terdiri atas bakteri dan hewan-hewan pemakan bangkai atau sampah.
Pada ekosistem laut dalam, yaitu pada daerah batial dan abisal merupakan daerah gelap sepanjang masa.
Di daerah tersebut tidak berlangsung kegiatan fotosintesis, berarti tidak ada produsen, sehingga yang ditemukan hanya konsumen dan dekompos saja. Ekosistem laut dalam merupakan suatu ekosistem yang tidak lengkap.
Adaptasi biota laut terhadap lingkungan yang berkadar garam tinggi:
Pada hewan dan tumbuhan tingkat rendah tekanan osmosisnya kurang lebih sama dengan tekanan osmosis air laut sehingga tidak terlalu mengalami kesulitan untuk beradaptasi. Tetapi bagaimanakah dengan hewan tingat tinggi, seperti ikan yang mempunyai tekanan osmosis jauh lebih rendah daripada tekanan osmosis air laut. Cara ikan beradaptasi dengan kondisi seperti itu adalah:
- banyak minum
- air masuk ke jaringan secara osmosis melalui usus
- sedikit mengeluarkan urine
- pengeluaran air terjadi secara osmosis
- garam-garam dikeluarkan secara aktif melalui insang
5.6. EKOSISTEM PANTAI
Daerah pantai merupakan daerah perbatasan antara ekosistem laut dan ekosistem darat. Karena hempasan gelombang dan hembusan angin maka pasir dari pantai membentuk gundukan ke arah darat. Setelah gundukan pasir itu biasanya terdapat hutan yang dinamakan hutan pantai.
Tumbahan pada hutan pantai cukup beragam. Tumbuhan tersebut bergerombol membentuk unit-unit tertentu sesuai dengan habitatnya. Suatu unit vegetasi yang terbentuk karena habitatnya disebut formasi. Setiap formasi diberi nama sesuai dengan spesies tumbuhan yang paling dominan.
Berdasarkan susunan vegetasinya, ekosistem hutan pantai dapat dibedakan menjadi 2, yaitu formasi Pres-Caprae dan formasi Baringtonia.
1. Formasi Pres-Caprae
Pada formasi ini, tumbuhan yang dominan adalah Ipomeea pres-caprae, tumbuhan lainnya adalah Vigna, Spinifex littoreus (rumput angin), Canavalia maritime, Euphorbia atoto, Pandanus tectorius (pandan), Crinum asiaticum (bakung), Scaevola frutescens (babakoan).
2. Formasi Baringtonia
Vegetasi dominan adalah pohon Baringtonia (butun), tumbuhan lainnya adalah Callophylum inophylum (nyamplung), Erythrina, Hernandia, Hibiscus tiliaceus (waru laut), Terminalia catapa (ketapang).
Di daerah pasang surut sendiri dapat terbentak hutan, yaitu hutan bakau. Hutan bakau biasanya sangat sukar ditempuh manusia karena banyaknya akar dan dasarnya terdiri atas lumpur.
BAB VI. PENGEMBANGAN SUMBER DAYA ALAM HAYATI
Penduduk dunia terus bertambah, terutama di negara-negara berkembang. Keadaan tersebut harus diiringi/didukung oleh peningkatan pangan. Sesuai dengan apa yang dinyatakan Thomas Robert Malthus, perlu disadari bahwa kemampuan sumber daya alam sebagai penghasil pangan adalah terbatas. Untuk itu perlu diupayakan pengembangan sumber daya alam yang pada akhirnya ditujukan bagi pengembangan produksi pangan.
6.1. REVOLUSI HIJAU
Merupakan usaha pengembangan teknologi pertanian untuk meningkatkan produksi pangan. Mengubah dari pertanian tradisional menjadi pertanian yang menggunakan teknologi lebih maju.
Diawali oleh Ford dan Rockefeller Foundation, yang mengembangkan gandum di Meksiko (1950) dan padi diFilipina (1960). Revolusi hijau menekankan pada SEREALIA: padi, jagung, gandum, dan lain-lain.
REVOLUSI HIJAU DI INDONESIA
Dilakukan dengan EKSTENSIFIKASI DAN INTENSIFIKASI pertanian. Ekstensifikasi dengan perluasan areal. Terbatasnya areal, menyebabkan pengembangan lebih banyak pada intensifikasi. Intensifikasi dilakukan melalui Panca Usaha Tani, yaitu:
1. Teknik pengolahan lahan pertanian
2. Pengaturan irigasi
3. Pemupukan
4. Pemberantasan hama
5. Penggunaan bibit unggul
DAMPAK POSITIF REVOLUSI HIJAU
Produksi padi dan gandum meningkat sehingga pemenuhan pangan (karbohidrat) meningkat. Sebagai contoh: Indonesia dari pengimpor beras mampu swasembada.
PERMASALAHAN DAN DAMPAK NEGATIF
1. Penurunan produksi protein, dikarenakan pengembangan serealia (sebagai sumber karbohidrat) tidak diimbangi pengembangan pangan sumber protein dan lahan peternakan diubah menjadi sawah.
2. Penurunan keanekaragaman hayati.
Jika menurut sobat artikel ini bermanfaat, silahkan vote ke Lintas Berita agar artikel ini bisa di baca oleh orang lain.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar