1. RUANG LINGKUP BIOLOGI OLEH: YUNURA ANGGARAWATI
1. Apa itu BIOLOGI? 2. Apa saja tingkat organisasi kehidupan?
Tujuan Pembelajaran: • Mengidentifikasi permasalahan biologi pada berbagai objek biologi, dan tingkat organisasi kehidupan. • Menjelaskan permasalahan biologi pada berbagai objek biologi, dan tingkat organisasi kehidupan. • Menjelaskan cabang-cabang ilmu dalam biologi dan kaitannya dengan pengembangan karir di masa depan.
• Mendeskripsikan manfaat mempelajari biologi bagi diri sendiri dan lingkungan, serta masa depan peradapan bangsa. • Menganalisis komponen komponen metode ilmiah dalam permasalahan biologi. • Menjelaskan aspek-aspek keselamatan kerja laboratorium biologi. • Melaksanakan secara tanggung jawab aspek keselamatan kerja di laboratorium. • Membuat desain kegiatan percobaan sederhana untuk mempelajari kerja ilmiah
• Melakukan percobaan sederhana dengan menggunakan kerja ilmiah. • Mengkomunikasikan hasil percobaan sederhana berkaitan dengan kerja ilmiah • Membuat laporan hasil penelitian dengan menggunakan format laporan ilmiah sederhana (tugas mandiri) • Merancang desain percobaan sederhana sesuai urutan kerja ilmiah
• Melaksanakan percobaan sederhana sesuai desain yang telah dirancang sebelumnya. • Mengkomunikasikan hasil percobaan sederhana berkaitan yang menggambarkan urutan kerja ilmiah. • Membuat laporan hasil penelitian dengan format laporan ilmiah sederhana, menyusun makalah yang berisi tentang ruang lingkup biologi, kerja ilmiah dan keselamatan kerja, serta rencana pengembangan karir masa depan berbasis biologi.
Ruang Lingkup Biologi • Biologi adalah ilmu tentang kehidupan. • Istilah Biologi diambil dari bahasa Yunani , yaitu bios yang berarti kehidupan dan logos yang berarti ilmu. • Biologi merupakan bidang ilmu yang luas dan bagian dari ilmu pengetahuan alam. • Biologi mencakup berbagai cabang bidang ilmu.
A. Objek & Permasalahan Biologi • Objek Biologi mencakup makhluk hidup dan kehidupan. • Berdasarkan tingkat organisasi kehidupan, objek biologi adalahkehidupan pada berbagai tingkat struktur. • Tingkat struktur kehidupan adalah molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, komunitas, ekosistem dan bioma
MOLEKUL
BIOMA EKOSISTEM
SEL JARINGAN
KOMUNITAS POPULASI
ORGAN SISTEM ORGAN INDIVIDU
• Pada tingkat molekul, struktur dan fungsi molekul-molekul penyusun komponen sel seperti karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat merupakan objek kajian dalam biokimia. • Interaksi antarmolekul, seperti interaksi molekul DNA, RNA, dan protein dalam sintesa protein, dan pengaturannya dikaji dalam biologi molekuler
Masalah dalam tingkat molekul adalah sbb: 1. Kebutuhan tanaman dengan kualitas tertentu, misalnya padi tahan hama. 2. Kebutuhan tanaman dalam jumlah banyak dan cepat. 3. Kebutuhan obat untuk penyakit tertentu.
• Pada tingkat sel, struktur dan fungsi komponen sel serta proses yang terjadi pada sel merupakan objek kajian biologi. ilmu yang mengkaji sel adalah sitologi. • Masalah tingkat sel adalah sbb: 1. Penanggulangan penyakit kanker 2. Pengembangan makanan serta minuman hasil fermentasi.
• Jaringan adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama. Struktur dan fungsi merupakan objek kajian pada tingkat jaringan. Ilmuyang mengkaji jaringan adalah histology. • Masalah yang dapat dikaji pada tingkat jaringan atara lain diagnosis dan penanggulangan berbagai penyakit pada tanaman, manusia dan hewan.
• Berbagai jaringan berbeda yang menjalankan fungsi tertentu membentuk organ • Setiap organ merupakan bagian dari suatu sistem organ. • Misalnya, otak merupakan bagian dari sistem saraf yang memiliki fungsi koordinasi. Jantung merupakan bagian dari sistem sirkulasi untuk mengedarkan darah. • Masalah tingkat organ dan sistem organ adalah berbagai penyakit yang menyerang organ tubuh manusia dan pengobatannya.
• Berbagai sistem organ yang berkerja bersama-sama melakukan kegiatan kehidupan membentuk individu. • Individu adalah unit kehidupan.Pada tingkat individu,perkembangan suatu individu merupakan objek kajian ilmu biologi perkembangan • Kelainan dalam perkembangan embiro adalah contoh masalah pada tingkat ini.
• Sekumpulan organisme atau individu dari suatu spesies tertentu yang hidup dalam suatu wilayah geografi membentuk populasi. • Masalah pada tingkat ini adalah kepadatan penduduk dan kelangkaan spesies tertentu. • Populasi dari berbagai jenis organisme berinteraksi pada suatu tempat tertentu membentuk komunitas.
• Organisme memiliki hubungan timbal balik dengan lingkungannya sehingga membentuk suatu sistem yang disebut ekosistem. • Masalah khusus yang perlu dikaji pada tingkat ini adalah pengaruh pencemaran terhadap organisme dan karakteristik ekosistem yang tercemar. • Sekelompok hewan dan tumbuhan yang tinggal di suatu lokasi geografis tertentu disebut bioma.
B. Cabang-cabang Ilmu dalam Biologi • Cabang Biologi dapat dipilah berdasarkan kriteria tertentu. Antara lain berdasarkan tingkat organisasi kehidupan, kelompok organisme, aspek kehidupan atau kaitannya dengan ilmu lain (Campuran/terapan).
1. Cabang-cabang Biologi berdasarkan tingkat organisasi kehidupan • Biologi molekuler, biokimia dan genetika tingkat molekul • Sitologi sel • Histologi jaringan • Anfisman organ dan sistem organ
Pulmonologi kardiologi endokrinologi neurologi • Biologi perkembangan individu • Biologi populasi, biogeografi, dan genetika populasi – populasi
• Ekologi, ilmu lingkungan, toksikologi, biologi kelautan dan limnologi tingkat ekosistem • Biologi tropis bioma, bioma tropis
2. Cabang-cabang biologi yang mempelajari kehidupan pada suatu kelompok organisme • Taksonomi pengelompokan organisme • Virologi virus • Mikrobiologi mikroorganisme • Bakterologi bakteri • Mikologi jamur, ragi, kapang Pteridologi (paku) • Botani tumbuhan Bryologi (Lumut) • Zoologi hewan Entomologi Iktiologi Herpetologi Ornitologi Mamologi
3. Cabang-cabang biologi berdasarkan aspek kehidupan • Biologi perembangan perkembangan individu organisme • Embriologi perkembangan embrio • Anatomi struktur internal organisme • Fisiologi fungsi-fungsi yang terjadi dalam kehidupan organisme
4. Cabang-cabang biologi yang merupakan kelompok ilmu campuran dan terapan • Biokimia proses-proses kimia dalam sistem kehidupan • Biofisika proses-proses fisika dalam sistem kehidupan • Bioteknologi teknologi memanfaatkan organisme • Paleontologi perkembangan sejarah kehidupan berdasarkan fosil
C. Kerja Ilmiah • Orang yang mempelajari biologi disebut ilmuwan. • Para ilmuwan melakukan kerja ilmiah dengan menggunakan suatu cara yang disebut metode ilmiah. • Metode ilmiah merupakan cara atau tahapan tertentu yang harus dikerjakan oleh seorang ilmuwan dalam melakukan suatu penelitian.
• Metode Ilmiah 1. Menemukan masalah 2. Mengajukan Hipotesis 3. Melakukan percobaan 4. Menarik kesimpulan
Menentukan Alat dan bahan Menentukan variabel
• Dalam melakukan penelitian suatu objek atau kejadian, ilmuwan biologi harus bersikap ilmiah. 1. dapat membedakan antara fakta dan opini. 2. berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan dan argumentasi. 3. mengembangkan keingintahuan 4. kepedulian terhadap lingkungan 5. berpendapat secara ilmiah dan kritis 6. berani mengusulkan perbaikan dan bertanggung jawab terhadap usulan tersebut 7. bekerja sama 8. jujur terhadap fakta 9. disiplin dan tekun.
• 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Laporan Ilmiah Perumusan masalah dan Hipotesis Kajian pustaka Tujuan Metode Hasil Pembahasan Kesimpulan
D. Aspek-aspek keselamatan kerja laboratorium biologi a) Hal-Hal Mendasar Pra-Kerja • Hal-hal mendasar yang perlu diperhatikan sebagai persiapan kerja adalah: 1. Adanya kesepakatan (kontrak) tentang keselamatan bersama antara guru, siswa dan bila memungkinkan orang tua. Dalam hal ini, upayakan keterlibatan siswa dalam menyusun atau membuat aturan, prosedur, dan rencana tindakan darurat. • .
2. Sosialisasi prosedur keselamatan dan kebijakan regulasi lainnya melalui model atau poster. 3. Mengenal baik keberadaan sistem keamanan dan keselamatan kerja di sekolah, seperti jalur evakuasi/penyelamatan, letak pemadam api/kebakaran, instalasi air, dll. 4. Pengetahuan keberadaan tempat-tempat perlindungan, catatan atau peringatan penting, termasuk kontak darurat (polisi, RS, dokter, pemadam kebakaran, dll). 5. Pastikan bahwa seluruh pihak yang terlibat dalam kegiatan praktik di laboratorium terlindungi dari risiko kecelakaan, seperti panas, bahan kimia, proyektil logam, debu alergik, parasit, dll, dengan mengenakan pakaian dan alat pelindung.
6. Perhitungkan ukuran atau jumlah siswa (dalam kelompok) yang terlibat dalam aktivitas laboratorium secara proporsional. Hal ini juga perlu mempertimbangkan kapasitas ruang laboratorium dan sarana pendukung seperti meja, kursi atau alat-alat lab. 7. Pastikan ada larangan untuk tidak makan dan minum di dalam laboratorium (terlebih ketika kegiatan pengamatan, percobaan atau investigasi sedang berlangsung). 8. Jangan menyimpan bahan-bahan kimia dan biologis (termasuk spesimen) di dalam lemari penyimpan (lemari es) yang sama dengan penyimpan makanan.
9. Pastikan siswa memahami larangan minum menggunakan gelas/plastik yang digunakan untuk kegiatan. 10. Beri label (penanda) peralatan-peralatan dan bahan-bahan kimia, termasuk informasi tentang kandungan dan risiko-risikonya. 11. Simpan bahan-bahan kimia di tempat yang sesuai. 12. Pastikan siswa memahami bahwa bahanbahan kimia tidak bisa/ boleh dicampur hanya untuk bersenang-senang. Hal serupa juga berlaku untuk perangkat listrik atau yang menggunakan aliran listrik.
13. Hati-hati dalam penggunaan ekstensi kabel. Upayakan untuk tidak menggunakannya. 14. Pahami risiko bahaya baik dari bahan atau perangkat sebelum memulai aktivitas. Guru hendaknya melakukan preparasi sebelum siswa melaksanakan kegiatan laboratorium. Selain itu, juga lakukan pemeriksaan petunjuk keamanan kimia atau toksisitas. 15. Pastikan alat-alat dan perangkat laboratorium dalam keadaan baik sebelum digunakan. 16. Pastikan ketersediaan perangkat pertolongan pertama (P3K) untuk penanganan awal darurat. 17. Upayakan memeriksa kesehatan atau identifikasi kelainan kesehatan, seperti alergi, epilepsi, dll. 18. Perhatikan pakaian dan penampilan, seperti rambut panjang, sepatu atau sandal, dan pakaian. Selain itu, pergunakan alat-alat pelindung tubuh. 19. Pahami dan coba prosedur atau prinsip kerja berbagai alat, termasuk pengetahuan tentang kandungan zat bahan dan penanganannya.
• b) Hal-Hal Pencegahan Kecelakaan saat Kerja 1. Awasi siswa dengan seksama selama kegiatan laboratorium. Strategi atau pendekatan pola pengawasan bisa diatur dalam kesepakatan atau kontrak belajar. Upayakan pendekatan yang dilakukan utama- nya melalui pendekatan psikoemosional. 2. Pastikan bahwa siswa telah membaca dan memahami prosedur kerja kegiatan/percobaan yang harus dilakukan. 3. Pastikan bahwa tangan siswa dan bagian tubuh lainnya dalam keadaan kering sebelum menyambungkan perangkat berlistrik.
4. Cegah kontaminasi dengan tidak mengembalikan sisa bahan kimia ke dalam tempat semula. 5. Pastikan limbah atau sampah, khususnya limbah B3, terbuang dengan aman sesuai klasifikasinya. 6. Penanganan segera segala bentuk kecelakaan. 7. Matikan gas dan peralatan listrik lainnya setelah selesai kegiatan. 8. Pastikan segera mencuci tangan atau bagian tubuh yang lain setelah kegiatan selesai. 9. Ingatkan siswa untuk mengembalikan kondisi lab dalam keadaan bersih dan nyaman kembali. 10. Pastikan semua manajemen kerja laboratorium diselesaikan secara baik, termasuk kebutuhan higien laboratorium dan diri siswa.
• c) Penanganan/Pertolongan Pertama Kecelakaan Kerja • Pertolongan pertama (First Aid) merupakan upaya penanganan segera terhadap kecelakaan untuk mencegah risiko bahaya yang lebih parah/besar, baik fisik maupun mental, terhadap si korban melalui tindakan medis mendasar. Pada dasarnya tindakan medis dasar ini bisa diupayakan untuk dilakukan oleh orang awam. Hal-hal yang perlu dilakukan untuk memberi tindakan pertolongan pertama adalah: 1) Bersikap tenang, tidak panik, dan berpikir jernih untuk mencipta- kan kondisi tenang dan nyaman bagi korban dan orang lain.
2) Melakukan identifikasi bahaya dan seleksi penanganan secara jernih melalui analisis gejalagejala yang ada serta jenis obat atau penanganan yang tepat. 3) Memberikan bantuan penanganan sesegera mungkin secara tepat dan representatif termasuk menghubungi tenaga medis yang lebih berkompeten untuk penanganan yang lebih baik, atau segera mengirimkan korban ke rumah sakit.
• Secara spesifik, tindakan penanganan terhadap kecelakaan dapat dilakukan untuk kasus-kasus kontaminasi bahan kimia, kebakaran, dan luka atau infeksi. 1) Kontaminasi bahan kimia, pada mata atau kulit. Segera basuh mata dengan air jernih yang mengalir, minimal 15 menit atau sampai gejala risiko berkurang. Jangan gunakan obat yang tidak diyakini pengaruh klinisnya, sampai tenaga medik menangani.
2) Kebakaran yang mengenai kulit. Bila minor, basuh dengan kapas basah dan beri krim pelembab pencegah iritasi. Bila mayor, jangan basuh dengan air, tetapi langsung lilit dengan kasa kering, dan upayakan korban tetap dalam keadaan hangat untuk menghindari syok. Bila kebakaran terjadi pada baju kerja atau material lain, segera padamkan api dengan kain/selimut basah, busa pemadam, atau air pancuran. 3) Luka atau infeksi. Bila luka minor dan darah mengucur, gunakan sarung tangan non-alergenik untuk mengendalikan pendarahan. Sekiranya ada luka yang terbuka, bersihkan dengan alkohol dan tutup dengan krim dan perban.
E. Manfaat Biologi 1. Manfaat Biologi dalam Bidang Pertanian Bibit unggul dengan pola pemupukan yang sesuai dengan jenis tanaman Melalui perkembangan bioteknologi dan biologi molekuler tercipta tanaman budidaya yang mampu menghasilkan insektisida sendiri dengan berbekal genetika telah dihasilkan buahbuahan tanpa biji.
• Dengan teknik kultur jaringan, tanaman dapat dibudidayakan dalam waktu yang singkat dan jumlah yang banyak.
2. Manfaat Biologi dalam Bidang Peternakan Dengan kemajuan anatomi hewan, fisiologi hewan, genetika dan embriologi hewan telah berhasil ditemukan inseminasi buatan. Teknik ini bertujuan untuk memperoleh hewan ternak dengan kualitas yang diinginkan serta produksi yang meningkat. Teknik fertilisasi in vitro, embrio dapat dihasilkan diluar uterus betina dalam jumlah tertentu sehingga menghasilkan banyak spesies unggul.
3. Manfaat Biologi dalam Bidang Kedokteran Transplantasi (pencangkokan) organ telah memberikan pemecahan masalah terhadap orang yang mengalami kerusakan organ tubuh. Pembuatan Vaksin.
Teknik bayi tabung Mikrobiologi kedokteran telah berhasil mengidentifikasi beberapa jenis bakteri penyebab penyakit pada manusia.
4. Manfaat Biologi dalam Bidang Industri Pemanfaatan beberapa jenis mikroorganisme dalam industri makanan misalnya industri pembuatan nata de coco (Acetobacter xylinum), yoghurt (Lactobasillus bulgaris), kecap, tempe dan tauco (Aspergilus oryzae), keju (Lactobasillus sp), atau makanan dan minuman fermentasi lainnya. Pemanfaatan beberapa jenis mikroorganisme dalam pembuatan antibiotik. 1. Streptomyces griseus streptomycin 2. S. aureofaciens tetracycline 3. S. venezuelae hloramphenicol 4. Penicillium sp penisilin 5. Bacillus polymyxa polymixin
