makalah tentang metode ilmiah

BAB 1

METODE ILMIAH

A. PENGERTIAN

Metode ilmiah adalah cara sistematis yang digunakan oleh para ilmuan untuk memecahkan masalah agar mendapatkan suatu kebenaran.Ada beberapa tahap dalam melakukan metode ilmiah yaitu:

a. Observasi

b. Menentukan masalah yang akan dibahas

c. Menentukan hipotesis (jawaban sementara)

d. Mengumpulkan data

e. Analisis data untuk membuktikan hipotesis

f. Kesimpulan

B. SIKAP ILMIAH

Seorang peneliti akan menghasilkan temuan berderajat keilmiahan tinggi apabila ia mengembangkan sikap ilmiah. Sikap ilmiah tersebut meliputi:

a. Jujur,semua yang dikemukakan harus berdasarkan fakta yang diperoleh.

b. Terbuka,mau menerima kritik dan saran dari orang lain.

c. Menghargai pendapat orang lain.

d. Optimis,tidak mudah putus asa dalam melakukan penelitian.

e. Kreatif.

f. Tidak mudah percaya (skeptis)

C. KEGUNAAN METODE ILMIAH

Beberapa kegunaan metode ilmiah dalam kehidupan manusia, antara lain adalah:

a. Membantu dalam memecahkan permasalahan dengan penalaran dan pembuktian yang memuaskan.

b. Menguji kembali hasil penelitian orang lain sehingga diperoleh kebenaran yang objektif.

1. OBSERVASI

Pengamatan terhadap objek biologi dapat dilakukan dengan menggunakan panca indra tanpa mengacu pada satuan pengukuran disebut pengamatan kualitatif. Sedangkan pengamatan yang menggunakan alat bantu ukur disebut pengamatan kuantitatif. Observasi dilakukan untuk mengumpulkan informasi, segala sesuatu yang berhubungan dengan topik tersebut melalui pengalaman, berbagai sumber ilmu pengetahuan, berkonsultasi dengan ahli.

2. MENENTUKAN MASALAH

Dalam menentukan masalah harus dinyatakan secara jelas agar tidak menimbulkan penafsiran ganda. Permasalahan merupakan pertanyaan ilmiah yang harus diselesaikan. Permasalahan dinyatakan dalam pertanyaan terbuka yaitu pertanyaan dengan jawaban berupa suatu pertanyaan, bukan jawaban ya atau tidak. Masalah atau pertanyaan dapat diajukan setelah hasil pengamatan diperoleh. Dalam mengajukan masalah ada rumusnya “ABDIKASIM”.

3. MENENTUKAN HIPOTESIS

Hipotesis adalah jawaban sementara terhdap masalah yang masih membutuhkan pengujian. Hipotesis dirumuskan atau dinyatakan sebelum penelitian, karenanya kebenaran hipotesis ini perlu diuji. Yang perlu di ingat,jika menurut hasil pengujian ternyata hipotesis tidak benar bukan berarti penelitian yang dilakukan salah.

4. MENGUMPULKAN DATA

Mengumpulkan data untuk mempermudah kita dalam melaksanakan penelitian. Gunakan semua referensi misalnya buku, koran, jurnal, internet.

5. ANALISIS DATA

Analisis data adalah cara mengolah data hasil penelitian untuk membuktikan kebenaran hipotesis. Analisis data yang dapat dilakukan adalah untuk membandingkan hasil penelitian.

6. KESIMPULAN

Kesimpulan harus mengacu pada penelitian yang dilakukan, kesimpulan juga dapat berupa alasan-alasan yang bertentangan dengan hasil hipitesis.

D. MENYUSUN KERANGKA PENELITIAN

Kerangka penelitian berisi pokok-pokok yang mendasari penelitian yang terdiri dari:

a. Judul penelitian

Yang berfungsi sebagai identitas penelitian yang dicantumkan dalam berbagai dokumen. Judul penelitian harus jelas,ringkas dan spesifik mengenai masalah yang diteliti.

b. Latar belakang

Latar belakang suatu penelitian menunjukan konteks masalah yang akan diteliti serta kepentingan penelitian tersebut.

c. Rumusan masalah

Rumusan masalah harus dijawab dengan pengamatan dan harus mempertanyakan hubungan antara dua variable atau lebih serta tidak menimbulkan penafsiran ganda umumnya dalam bentuk pertanyaan.

d. Tujuan

Penelitian bertujuan untuk mendeskripsikan suatu gejala atau objek serta menguji hipotesis.

e. Manfaat penelitian

Manfaat penelitian dapat dilihat dari dua aspek, yaitu aspek praktis ( manfaat bagi penerapan masyarakat) dan aspek teoritis (sumbangan bagi pengembangan ilmu).

E. PROPOSAL PENELITIAN

Proposal penelitian merupakan pengembangan kerangka penelitian yang telah mendapat tambahan informasi dari berbagai sumber saran dari para ahli. Proposal penelitian memuat identifikasi variable,tinjauan pustaka, hipotesis, dan metode penelitian. Uraiannya adalah sebagai berikut.

a. Identifikasi variable

Ada tiga jenis variable dalam dalam penelitian ilmiah, yaitu variable bebas merupakan variable yang dapat diubah secara bebas. Variable terikat adalah variable yang di teliti, dan variable control variable yang selama eksperimen di pertahankan tetap.

b. Tinjauan pustaka

Tinjauan pustaka memuat teori dan hasil penelitian terdahulu yang berkaitan dengan masalah yang ditelitidalam tinjauan pustaka.Uraiannya diharapkan dapat memjelaskan masalah yang diteliti serta hubungan antara variable yang terkait.

c. Hipotesis (jawaban sementara)

Hipotesis disusun berdasarkan teori yang diuraikan pada tinjauan pustaka dan akan dibuktikan kebenarannya setelah memperoleh data dari hasil penelitian.

d. Metode penelitian

Metode penelitian menguraikan bagaimana cara melakukan penelitian tersebut. Metode penelitian dimulai dari menentukan populasi dan sampel, variable dan operasional variable, rancangan penelitian, prosedur pelaksanaan penelitian, prosedur pengumpulan data, serta analisis data.

F. LAPORAN PENELITIAN

Laporan penelitian sangat penting karna selain sebagai dokumemtasi juga berfungsi sebagai alat komunikasi hasil penelitian dengan pihak lain. Berikut adalah sistematika laporan penelitian.

BAB 1 PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan Penelitian

D. Manfaat Penelitian

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

A. Kajian Teori

B. Kajian dan Hasil Penelitian

C. Rumusan Hipotesis

BAB 3 METODE PENELITIAN

A. Variabel dan Operasional Variabel

B. Rancangan Penelitian

C. Sasaran Penelitian ( Populasi dan Sampel)

D. Instrumen ( Alat dan Bahan)

E. Prosedur Pelaksanaan Penelitian

F. Analisis Data

G. Jadwal Penelitian

BAB 4 DATA DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data

B. Interpretasi Data

C. Uji Hipotesis

D. Pembahasan

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

B. Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

BAB 2

STRUKTUR KEHIDUPAN TINGKAT SEL, INDIVIDU, POPULASI, KOMUNITAS DAN EKOSISTEM

Ekologi adalah cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang hubungan makluk hidup dan lingkungannya. Bumi memiliki banyak sekali jenis-jenis mahkluk hidup, mulai dari tumbuhan dan binatang yang sangat kompleks hingga organisme yang sederhana seperti jamur, amuba dan bakteri. Meskipun demikian semua mahkluk hidup tanpa kecuali, tidak bisa hidup sendirian. Masing-masing tergantung pada mahkluk hidup yang lain ataupun benda mati di sekelilinganya. Tumbuhan agar bisa hidup juga tergantung pada binatang untuk memenuhi kebutuhan nutrisinya. Kotoran binatang, bangkai binatang maupun tumbuhan, menyediakan berbagai nutrisi yang bermanfaat bagi tanaman.

Meskipun ekologi adalah cabang dari biologi, namun seorang ahli ekologi harus menguasai ilmu lain seperti kimia, fisika, dan ilmu komputer. Ekologi juga berhubungan dengan bidang ilmu-ilmu tertentu seperti geologi, meteorologi, dan oseanografi, guna mempelajari lingkungan dan hubungannya antara tanah, air, dan udara. Hal ini juga bisa membantu untuk memperkirakan atau meramalkan dampak dari masalah lingkungan seperti hujan asam atau efek rumah kaca.

Ahli ekologi mempelajari organisasi alam dalam lima tingkatan:
1. Sel

2. Individu

3. Populasi

4. Komunitas

5. Ekosistem

A. SEL

Sel berasal dari kata latin cella yang berarti ruangan kecil. Sel disebut sebagai unit terkecil dari makhluk hidup. Sel dapat melakukan proses kehidupan, seperti melakukan respirasi. Secara struktual, tubuh makhluk hidup tersusun atas sel-sel sehingga sel di sebut satuan struktual makhluk hidup. Secara fungsional, tubuh makhluk hidup dapat menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusunnya berfungsi. Semua sel makhuk hidup mampu berkembang biak untuk memperbanyak diri. Perkembangbiakan itu dilakukan melalui pembelahan sel.

Sel mengandung materi genetik, yaitu materi penentu sifat-sifat makhluk hidup. Dengan adanya materi genetik, sifat makhluk hidup dapat diwariskan kepada keturunannya.

1. Struktur sel

Pada dasarnya, struktur sel dibedakan menjadi dua yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.

a. Struktur Sel Prokariotik

Semua sel prokariotik mempunyai membrane plasma, nukleoid(berupa DNA,RNA), dan sitoplasma yang mengandung ribosom. Sel prokariotik tidak mempunyai membrane inti oleh karena itu, bahan inti yang berada di dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Cirri lain dari sel prokariotik adalah tidak mempunyai system endomembran seperti RE dan kompleks golgi. Selain itu,sel prokariotik juga tidak memiliki mitikondria dan kloroplas, namun mempunyai struktur yang berfungsi sama yaitu mesosom dan kromatofor. Struktur sel bakteri meliputi dinding sel, membrane plasma, sitoplasma, mesosom, ribosom, DNA, RNA, flagella, serta pilli.

a. Dinding sel

Dinding sel bakteri tersususn atas peptidoglikan, polisakarida, lemak, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel terdapat poro-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.

b. Membran plasma

Membran plasma tersusun atas molekul lemak dan protein. Fungsinya sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya, dengan jaln mengatur lalu lintas molekul dan ion-ion dari dan kedalam sel.

c. Mesosom

Mesosom berfungsi dalam pembelahan sel dan sebagai penghasil energi. Pada membrane mesosom terdapat enzim-enzim pernapasan yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.

d. Sitoplasma

Sitoplasma tersusun atas air, protein, lemak, mineral, dan enzim-enzim. Enzim-enzim digunakan untuk mencerna makanan dan untuk melakukan proses metabolisme sel.

e. Ribosom

Ribosom merupakan organel tak bermembran. Ribosom merupakan tempat berlangsungnya sintesis protein.

f. DNA (deoxyribonucleid acid)

DNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetic, yakni sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya

g. RNA (ribonucleid acid)

RNA membawa kode-kode genetik sesuai dengan pesanan DNA. Selanjutnya, kode-kode genetik itu akan diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesis protein.

h. Flagella dan Pili

Beberapa bakteri mempunyai flagella yang berfungsi untuk pergerakan. Beberapa bakteri memiliki pili di permukaan tubuhnya. Pili berfungsi untuk menempel saat melakukan reproduksi.

Meskipun sel bakteri ukurannya sangat kecil, di dalamnya terdapat bagian-bagian sel yang rumit dan memilki fungsi masing-masing. Bagian-bagian sel itu tidak dapat berdiri sendiri dalam menjalankan fungsi sebuah sel, melainkan harus bersama-sama denga bagian sel yang lain membentuk satu kesatuan. Denga kata lain, sel hanya dapat melaksanakan kehidupannya jika di dalamnya terkandung bagian-bagian sel yang sempurna.

b. Struktur Sel Eukariotik

Perbedaan pokok antara sel prokariotik dan eukariotik adalah sel eukariotik memilki membrane inti, sistem endomembran yakni memilki organel-organel bermembrab seperti RE, kompleks golgi, mitokondria, lisosom serta kloroplas pada tumbuhan.

Sel eukariotik meliputi membran plasma, sitoplasma, nucleus, sentriol, RE, ribosom, kompleks Golgi, mitokondria, lisosom, badan mikro, dan mikrotubulus.

a. Membran plasma

Membran plasma sangat penting untuk menjaga kehidupan sel. Fungsi membran plasma adalah sebagai berikut:

1) Melindungi isi sel

2) Mengatur keluar masuknya molekul-molekul

3) Menerima rangsangan dari luar sel (sebagai reseptor)

b. Sitoplasma

Sitoplasma berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel.

c. Nukleus

Nukleus memiliki arti penting bagi sel. Fungsi nucleus antara lain sebagai berikut.

1) Mengendalikan seluruh kegiatan sel.

2) Mengeluarkan RNA dan unit ribosom dari inti ke sitoplasma

3) Mengatur pembelahan sel

4) Membawa informasi genetik.

d. Sentriol

Sentriol merupakan organel yang dapat dilihat ketika sel mengadakan pembelahan. Pada saat pembelahan mitosis, sentriol terbagi menjadi dua, masig-masing menuju ke kutub sel yang berbeda. Kemudian terbentuklah benang-benang spindel yang menghubungkan kedua kutub tersebut. Benag spindel berfungsi menarik kromosom menuju ke kutub masing-masing.

e. RE (reticulum endoplasama)

RE memilik fungsi sebagai penampung sintesis protein untuk disalurkan ke kompleks Golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel, mensintesis lemak dan kolesterol, detoksifikasi, dan sebagai jalan transfor dalam memindahkan molekul-olekul dari bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain.

f. Ribosom

Ribosom tersusun atas RNA-ribosom dan protein. Menurut bentuknya, ribosom terdiri dari unit besar dan unit kecil, jika keduanya bergabung akan membentuk ribosom seperti angka delapan. Fungsi kedua ribosom itu sama, yaitu untuk mensintesis protein.

g. Kompleks Golgi

Organel ini terletak di antara RE dan membran plasma. Kompleks Golgi merupakan organel polimorfik, tersusun atas membran berbentuk kantong pipih di sebut sisterna, berupa pembuluh, gelembung kecil, atau berbentuk seperti mangkuk.

Fungsi kompleks Golgi yaitu:

1. Menambahkan glioksilat pada protein sehingga terbentuk glikoprotein

2. Sebagai organel sekretori

3. Membentuk glikopilida

4. Membentuk dinding sel tumbuhan

5. Membentuk lisosom.

h. Lisosom

Lisosom (lyso = pencernaan, soma = tubuh) merupakan membran berbentuk kantong kecil yang berisi enzim hidrilitik yang disebut lisozim. Enzim ini berfungsi dalam pencernaan intra sel, yaitu mencerna zat-zat yang masuk ke dalam sel.

i. Badan Mikro

Disebut badan mikro karena ukurannya kecil. Badan mikro terdiri atas periksisom dan glioksisom. Periksisom terdapar pada sel hewan dan tumbuhan. Sel yang banyak mengandung periksisom adalah sel yang banyak melakukan oksidasi. Periksisom mengandung enzim katalase yang berfungsi menguraikan hidrigen peroksida (H₂O₂) menjadi oksigen dan air. Sedangkan glioksisom hanya terdapat pada sel tunbuhan, terutama pada jaringan yang mengandung lemak. Glioksisom menghasilkan enzim katalase dan enzim oksidase keduanya berperan dalam proses metabolisme lemak yang menghasilkan energi yang diperlukan untuk perkecambahan biji.

j. Mitokondria

Mitokondria merupakan penghasil energi (ATP) karena berfungsi untuk respirasi. Secara umum dapat dikatakan bahwa miokondria berbentuk butiran atau benang. Mitokondria mempunyai sifat plastis yaitu bentuknya mudah berubah. Reaksi respirasi yang berlangsung di dalam mitokondria adalah reaksi dekarboksilasi oksidasi, daur Krebs, dan transfer elektron.

k. Mikrotubulus

Mikrotobulus merupakan organel berbentuk tabung atau pipa. Tabung-tabung kecil itu tersusun atas protein yang dikenal sebagai tubulin. Mikrotubulus juga merupakan penyusun dari sentriol, flagella, dan silia. Mikrotubulus berperan dalam pergerakan sel.

B. INDIVIDU

Individu adalah sebutan untuk makhluk hidup yang tunggal. Jika dalam suatu ekosistem terdapat 100 ekor semut maka dalam ekosistem tersebut memiliki 100 individu.

C. POPULASI

Populasi adalah sekelompok mahkluk hidup dengan spesies yang sama, yang hidup di suatu wilayah yang sama dalam kurun waktu yang sama pula. Misalnya semua rusa di hutan membentuk suatu populasi, begitu juga dengan pohon-pohon cemara. Ahli ekologi memastikan dan menganalisa jumlah dan pertumbuhan dari populasi serta hubungan antara masing-masing spesies dan kondisi-kondisi lingkungan.

a. Faktor yang menentukan populasi

Jumlah dari suatu populasi tergantung pada pengaruh dua kekuatan dasar. Pertama adalah jumlah yang sesuai bagi populasi untuk hidup dengan kondisi yang ideal. Kedua adalah gabungan berbagai efek kondisi faktor lingkungan yang kurang ideal yang membatasi pertumbuhan. Faktor-faktor yang membatasi diantaranya ketersediaan jumlah makanan yang rendah, pemangsa, persaingan dengan mahkluk hidup sesama spesies atau spesies lainnya, iklim dan penyakit.

Jumlah terbesar dari populasi tertentu yang dapat didukung oleh lingkungan tertentu disebut dengan kapasitas beban lingkungan untuk spesies tersebut. Populasi yang normal biasanya lebih kecil dari kapasitas beban lingkungan bagi mereka disebabkan oleh efek cuaca yang buruk, musim mengasuh bayi yang kurang bagus, perburuan oleh predator, dan faktor-faktor lainnya.

b. Faktor-faktor yang merubah populasi

Tingkat populasi dari spesies bisa banyak berubah sepanjang waktu. Kadangkala perubahan ini disebabkan oleh peristiwa-peristiwa alam. Misalnya perubahan curah hujan bisa menyebabkan beberapa populasi meningkat sementara populasi lainnya terjadi penurunan. Atau munculnya penyakit-penyakit baru secara tajam dapat menurunkan populasi suatu spesies tanaman atau hewan. Sebagai contoh peralatan berat dan mobil menghasilkan gas asam yang dilepas ke dalam atmosfer, yang bercampur dengan awan Dan turun ke bumi sebagai hujan asam. Di beberapa wilayah yang menerima hujan asam dalam jumlah besar populasi ikan menurun secara tajam.

c. Ciri-Ciri Populasi

1. Kepadatan Populasi

D= N/S

Keterangan:

D = densus/densitas

N = numerus/jumlah

S = spatum/ruang(luas,volume)

2. Perubahan Kepadatan

Populasi suatu makhluk hidup dapat mengalami perubahan yang ditandai dengan turun atau naiknya kepadatan populasi. Pertambahan populasi yang berupa kelahiran disebut natalitas dan kedatangan ( imigrasi ). Pengurangan populasi yang berupa kematian disebut mortalitas dan perpindahan ( emigrasi ). Populasi bertambah jika jumlah individu yang dating dan yang lahir lebih besar daripada yang pergi dan yang mati. Sebaliknya populasi akan berkurang jika jumlah individu yang dating dan lahir lebih kecil daripada yang pergi dan mati. Selisih kepadatan antara waktu akhir dengan waktu awal ( bisa posistif atau negative ) di bagi dengan waktu terjadinya perubahan tersebut.

R= D/T

Keterangan :

R = selisih kepadatan

D = densitas

T = waktu

Faktor perubahan/ penentu kepadatan:

1. Kelahiran = natalitas

2. Kematian = mortalitas

3. Imigrasi

4. Emigrasi

3. Vitalitas

Rasio antara anggota muda dengan anggota seluruhnya. Menunjukkan tingkat harapan hidup atau tumbuh lebih tinggi.

D. KOMUNITAS

Komunitas adalah kumpulan populasi tumbuhan dan tanaman yang hidup secara bersama di dalam suatu lingkungan. Serigala, rusa, berang-berang, pohon cemara dan pohon birch adalah beberapa populasi yang membentuk komunitas hutan. Sebuah komunitas tumbuh-tumbuhan dan binatang yang mencakup wilayah yang sangat luas disebut biome. Batas-batas biome yang berbeda pada umumnya ditentukan oleh iklim. Biome yang utama termasuk diantaranya padang pasir, hutan, tundra, dan beberapa tipe biome air.

Peran suatu spesies di dalam komunitasnya disebut peran ekologi (niche). Sebuah peran ekologi terdiri dari cara-cara sebuah spesies berinteraksi di dalam lingkungannya, termasuk diantaranya faktor-faktor tertentu seperti apa yang dimakan atau apa yang digunakan untuk energi, predator yang memangsa, jumlah panas, cahaya atau kelembaban udara yang dibutuhkan, dan kondisi dimana dapat direproduksi.

Perubahan komunitas yang terjadi disebut suksesi ekologi. Proses yang terjadi berupa urutan-urutan yang lambat, pada umumnya perubahannya dapat diramalkan yakni dalam hal jumlah dan jenis mahkluk organisme yang ada di suatu tempat . Perbedaan intensitas sinar matahari, perlindungan dari angin, dan perubahan tanah dapat merubah jenis-jenis organisme yang hidup di suatu wilayah.

Perubahan-perubahan ini dapat juga merubah populasi yang membentuk komunitas. Selanjutnya karena jumlah dan jenis spesies berubah, maka karakteristik fisik dan kimia dari wilayah mengalami perubahan lebih lanjut. Wilayah tersebut bisa mencapai kondisi yang relatip stabil atau disebut komunitas klimaks, yang bisa berakhir hingga ratusan bahkan ribuan tahun.

Suksesi adalah berkembangnya komunitas setelah mengalami kerusakan menuju pada komunitas yang lebih baik. Suksesi di kelompokkan menjadi dua yakni primer dan sekunder.

1. Suksesi Primer

Suksesi primer adalah apabila di dalam komunitas mengalami kerusakan total.Di dalam suksesi primer organisme mulai menempati wilayah baru yang belum ada kehidupan seperti sebuah pulau baru yang terbentuk karena letusan gunung berapi. Sebagai contoh anak krakatau yang terbentuk sejak 1928 kini telah dihuni oleh puluhan spesies.

2. Suksesi Sekunder

Suksesi sekunder terjadi setelah komunitas yang ada menderita gangguan yang besar sebagai contoh sebuah komunitas klimaks (stabil) hancur karena terjadinya kebakaran hutan. Dapat dikatakan bahwa suksesi sekunder adalah apabila komunitas mengalami kerusakan tapi tidak total dan dapat tumbuh kembali. Komunitas padang rumput dan bunga liar akan tumbuh pertama kali. Selanjutnya diikuti oleh tumbuhan semak-semak. Terakhir pohon-pohonan baru muncul kembali dan wilayah tersebut akan kembali menjadi hutan hingga gangguan muncul kembali. Dengan demikian kekuatan-kekuatan alam yang terakhir menyebabkan terjadinya komunitas klimaks (stabil). Sebagai tambahan para ahli ekologi memandang kebakaran dan gangguan alam besar lainnya sebagai hal yang dapat diterima dan tetap diharapkan.

E. EKOSISTEM

Sebuah ekosistem adalah level paling kompleks dari sebuah organisasi alam. Ekosistem terbentuk dari sebuah komunitas dan lingkungan abiotiknya seperti iklim, tanah, air, udara, nutrien dan energi. Ahli ekologi sistem adalah mereka yang mencoba menghubungkan bersama beberapa perbedaan aktifitas fisika dan biologi di dalam suatu lingkungan. Penelitian mereka seringkali terfokus pada aliran energi dan perputaran material-material yang ada di dalam sebuah ekosistem.

1. Komponen-Komponen Ekosistem

Komponen ekosistem dapat di kelompokkan manjadi dua, yaitu komponen biotic dan komponen abiotik.

a. Komponen Biotik

Komponen biotic meliputi semua makhluk hidup penghuni ekosistem tersebut. Berdasarkan peranannya didalam ekosistem,komponen biotic dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu sebagai berikut:

1. Produsen, yaitu organisme yang mampu menghasilkan makanannya sendiri. Misalnya tumbuhan yang mampu berfotosintesis.

2. Konsumen, yaitu organisme yang memperoleh makanan dengan memanfaatkan organisme lainnya sebagai sumber makanan. Misalnya hewan herbivota, karnivora dan omnivore.

3. Pengurai, yaitu organisme yang memiliki kemampuan menguraikan sisa organisme lain menjadi unsur hara. Contohnya jamur saprofit, cacing tanah, rayap, dan organisme pembusuk yang memiliki kemampuan menguraikan sampah dan bangkai menjadi tanah yang mengandung unsure hara.

b. Komponen Abiotik

Komponen abiotik terdiri dari benda mati yang merupakan media tempat terbentuknya ekosistem. Komponen abiotik meliputi tanah, suhu, air, matahari, udara, dan kelembapan.

2. Saling Ketergantungan antara Komponen Biotik dan Komponen Abiotik

Tumbuhan dan komponen biotic lainnya memerlukan komponen abiotik seperti tanah, air, dan udara demi kelangsungan hidupnya. Misalnya tanah memperoleh kesuburan karena adanya kandungan humus yang berasal dari sisa organisme yang mengalami proses pembusukan dan terurai menjadi unsur hara. Proses penguraian sampah dan bangkai ini dilalukan oleh mikroorganisme pengurai yang tergolong komponen biotik.

Interaksi antara organisme dan lingkungan abiotik sangat mudah tampak, di mana organisme menggantungkan hidupnya pada lingkungan abiotiknya. Salah satu bentuk interaksi komponen biotik yang kelangsungan hidupnya tergantung dari komponen abiotik adalah terjadinya proses pembentukan energi makanan oleh tumbuhan hijau yang tergantung pada keberadaan sinar matahari sebagai komponen abiotik dalam proses fotosintesis. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan hijau tidak mampu melangsungkan proses fotosintesis, akibatnya tidak terbentuk zat makanan. Padahal semua kehidupan yang berada di bumi baik langsung maupu tidak langsung mengandalkan zat makanan yang bersumber pada tumbuhan hijau.

3. Saling Ketergantungan antara Produsen, Konsumen, dan Pengurai

Makhluk hidup di bumi tidak dapat memenuhi kebutuhannya sendiri tanpa bantuan makhluk hidup lain. Jadi, semua makhluk hidup apapun peranannya baik produsen, konsumen, dan pengurai akan saling bergantung. Misalnya matahari menyediakan energi yang hampir dibutuhkan semua produsen untuk membuat makanan. Produsen terdiri dari tanaman-tanaman hijau seperti rumput dan pohon yang membuat makanan melalui proses fotosintesis. Tanaman juga membutuhkan bahan-bahan abiotik seperti air dan pospor untuk tumbuh. Yang termasuk konsumen pertama diantaranya tikus, kelinci, belalang dan binatang pemakan tumbuhan lainnya. Ular, macan dan konsumen kedua lainnya atau yang biasa disebut dengan predator adalah pemakan binatang. Pengurai seperti jamur dan bakteri, menghancurkan tanaman dan binatang yang telah mati menjadi nutrien-nutrien sederhana. Nutrien-nutrien tersebut kembali ke dalam tanah dan digunakan kembali oleh tanaman-tanaman.

a. Rantai Makanan

Tingkatan-tingkatan energi yang berkesinambungan yang berlangsung dalam bentuk makanan ini disebut rantai makanan. Di dalam sebuah rantai makanan yang sederhana rumput adalah produsen, konsumen pertama seperti kelinci memakan rumput. Kelinci selanjutnya dimakan oleh konsumen kedua misalnya ular atau macan. Bakteri pengurai menghancurkan sisa-sisa rumput yang mati, kelinci, ular, dan macan yang tidak termakan, sama halnya seperti menghancurkan kotoran binatang. Rantai makanan terdapat di dalam berbagai ekosistem. Selama rantai makanan tersebut ada dalam keseimbangan alam di dalam ekosistem tersebut tetap terjaga. Namun, jika salah satu dari unsure dalam rantai makanan tersebut hilang atau mati maka akan berakibat punahnya seluruh organisme.

b. Jaring-Jaring Makanan

Sebagian besar ekosistem memiliki suatu variasi produsen, konsumen dan pengurai yang membentuk sebuah rantai makanan yang saling tumpang tindih yang dinamakan jarring-jaring makanan. Di dalam ekosistem terdapat beberapa rantai makanan yang membentuk jaring makanan Produsen tidak hanya dimakan oleh satu jenis konsumen dan konsumen tidak hanya tergantung dari satu macam produsen.

c. Aliran energi

Energi yang berpindah melalui sebuah ekosistem berada dalam sebuah urutan transformasi. Pertama produsen merubah sinar matahari menjadi energi kimia yang disimpan di dalam protoplasma (sel-sel tumbuhan) di dalam tanaman. Selanjutnya konsumen pertama memakan tanaman, merubah energi menjadi bentuk energi kimia yang berbeda yang disimpan di dalam sel-sel tubuh. Energi ini berubah kembali ketika konsumen kedua makan konsumen pertama.

Sebagian besar organisme memiliki efisiensi ekologi yang rendah. Ini berarti mereka hanya dapat merubah sedikit bagian dari energi yang tersedia bagi mereka untuk disimpan menjadi energi kimia. Perlu diketahui bahwa energi yang dimiliki produsen tidak semuanya dipindahkan ke konsumen.

d. Piramida Makanan

Di dalam ekosistem terjadi peristiwa perpindahan energi dari organisme yang satu ke organisme yang lain.Karena begitu banyaknya energi yang lepas sebagai panas pada setiap langkah dari rantai makanan, semua ekosistem mengembangkan sebuah piramida. Tanaman sebagai produsen menempati bagian dasar piramid, herbivora (konsumen pertama) membentuk bagian berikutnya, dan karnivora (komsumen kedua) membentuk puncak piramida. Piramid tersebut mencerminkan kenyataan bahwa banyak energi yang melewati tanaman dibandingkan dengan herbivora, dan lebih banyak yang melalui herbivora dibandingkan dengan karnivora.

Di dalam ekosistem-ekosistem daratan piramida energi tersebut menghasilkan sebuah piramida biomasa (berat). Ini berarti bahwa berat total dari tanaman-tanaman adalah lebih besar dibandingkan dengan berat total herbivora yang melampaui berat total karnivora. Tetapi di dalam lautan biomasa (berat) tanaman-tanaman dan binatang-binatang adalah sama.

Semua benda hidup terdiri dari unsur-unsur kimia tertentu dan senyawa-senyawa kimia. Diantaranya adalah air, karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fospor dan sulfur. Semua material-material ini berputar melalui ekosistem secara terus menerus. Perputaran fospor misalnya, semua organisme membutuhkan fospor. Tanaman mengambil senyawa fospor dari dalam tanah dan binatang memperoleh fospor dari tanaman dan binatang lainya yang dimakan. Pengurai mengembalikan fospor ke dalam tanah setelah tanaman dan binatang mati. Kestabilan yang nyata diantara tanaman dan binatang dan lingkungannya disebut keseimbangan alam.

4. Pola interaksi diantara Komponen Biotik dalam Ekosistem

Apabila kita mengamati komponen biotik yang ada di dalam suatu ekosistem seringkali dapat kita temukan adanya peristiwa yang menunjukkan adanya bentuk-bentuk interaksi yang khas antara organisme yang satu dan yang lain. Interaksi tersebut dinamakan simbiosis. Masing-masing makhluk hidup yang bersimbiosis disebut simbion.

a. Predasi yaitu hubungan antara hewan pemangsa dengan hewan yang di mangsa.

b. Kompetitif yaitu persaingan antara makhluk hidup yang satu dan lainnya dalam memperoleh makanan yang sejenis. Misalnya rusa dan kuda yang bersaing dalam memperoleh rumput.

Simbiosis dibedakan menjadi 3 yaitu sebagai berikut:

1. Mutualisme yaitu cara hidup bersama dua jenis organisme yang saling menguntungkan.

2. Komensalisme yaitu cara hidup bersama antara dua jenis organisme dimana yang satu menguntungkan, sedangkan yang lain tidak terpengaruh.

3. Parasitisme yaitu cara hidup dua organisme yang mengakibatkan keuntungan di salah satu pihak, sedangkan pihal yang lain di rugikan.

BAB 3

KEANEKARAGAMAN MAKHLUK HIDUP

Suatu ciri dari suatu makhluk hidup boleh jadi sama dengan makhluk hidup yang lain. Organisme di alam memiliki cirri-ciri yang berbeda.

Ciri-ciri organisme:

Ciri yang tampak/ fenotif ( F )
Ciri yang tak tampak/ genotif ( G )
Lingkungan/ environment ( E )

F = G + E

Keanekaragaman dapat terjadi pada tingkat gen,tingkat spesies, dan tingkat ekosistem.

A. Keanekaragaman Tingkat Gen

Variasi susunan gen dalam suatu spesies.
Keanekaragaman gen dalam satu spesies variasi disebut Varietas.
Misal :
Spesies Kucing = Kucing Anggora, Siam, Inggris
Tanaman = Warna bunga Krisan ada yang putih, kuning
Keanekaragaman gen dapat terjadi secara alami akibat perkawinan seksual, maupun secara buatan dengan proses budidaya manusia.
Misal : Persilangan anggrek untuk mendapatkan warna anggrek yang beraneka ragam.

B. Keanakaragaman Tingkat Spesies ( jenis)

• Kucing Spesies Hewan
• Bunga Krisan Spesies Tumbuhan
Keduanya punya sifat yang jauh berbeda
Contoh :
• Kucing dan monyet perbedaan sifat sedikit.
• Kucing dan anjing beda sifat lebih sedikit.
• Bunga krisan dan pohon kelapa perbedaan sifat sedikit.
• Bunga krisan dan melati beda sifat lebih sedikit.
Perbedaan-perbedaan itu disebut sebagai keanekaragaman spesies.
Spesies adalah kumpulan makhluk hidup yang memiliki persamaan ciri umum dan dapat melakukan perkawinan dengan sesamanya serta menghasilkan keturunan yang subur (fertil).
Keanekaragaman spesies ditemukan dihalaman rumah, misal :
Ada rumput, pohon mangga, jeruk, bunga melati, burung gereja dsb.

C. Keanekaragaman Ekosistem

Makhluk hidup selalu berinteraksi antara makhluk hidup itu sendiri atau dengan faktor abiotik.
Kombinasi faktor lingkungan abiotik membentuk lingkungan yang beraneka ragam.
Interaksi antara makhluk hidup dengan lingkungan abiotik menunjukkan adanya keanekaragaman ekosistem.
Contoh :
• Ekosistem terumbu karang
• Ekosistem hutan

1. Manfaat Keanekaragaman Hayati

Keanekaragaman tumbuhan dan hewan dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia, diantaranya :
§ Sebagai sumber pangan
Contohnya : beras,singkong, ubi jalar dsb. Selain itu juga berasal dari hewan-hewan ternak seperti sapi, ayam, kambing dsb.
§ Sebagai sumber sandang dan papan
Contoh : Kapas, rami, yute, ulat sutera yang dibutuhkan untuk bahan pembuatan kain. Kayu jati, mahoni, lontar dibutuhkan sebagai bahan bangunan.
§ Sebagai sumber obat dan kosmetik
Contoh : laos,turi, temulawak, jahe dsb.Yang digunakan sebagai bahan obat-obatan. Penggunaan bunga-bungaan seperti cendana, melati, mawar, kemuning dsb digunakan sebagai bahan pembuatan kosmetik.

2. Hilangnya Keanekaragaman Hayati

Berkurangnya keanekaragaman hayati menunjukkan ketidakseimbangan antara kebutuhan manusia dan kapasitas alam. Penyebab hilangnya keanekaragaman hayati antara lain sebagai berikut :
o Fragmentasi dan hilangnya habitat.
o Introduksi spesies.
o Eksploitasi berlebihan pada spesies hewan dan tumbuhan.
o Pencemaran tanah, air, dan udara.
o Perubahan iklim global.
o Industrialisasi kehutanan dan pertanian.

Konservasi Keanekaragaman Hayati

Pemanfaatan sumber daya hayati yang secara terus-terusan secara tidak seimbang dapat mengakibatkan hilangnya habitat, rusaknya ekosistem, dan menipisnya plasma nutfah. Hal ini dapat dicegah dengan cara :
§ Cagar budaya.
§ Pelestarian in situ.
§ Pelestarian ex situ.

BAB 4

PERKEMBANGBIAKAN SECARA VEGETATIF DAN GENERATIF

Seperti layaknya mahluk hidup lainnya, tanaman juga dapat berkembang biak dengan tujuan untuk menghindari kepunahan pada spesies atar rasnya. Perkembangbiakan tanaman secara garis besar dapat dibagi menjadi 2 yaitu perkembangbiakan secara alami dan juga buatan.

Perkembangbiakan alami adalah perkembangbiakan tanaman oleh tanaman itu sendiri secara alami atau dibantu oleh alam. Sedangkan perkembangbiakan secara buatan adalah perkembangbiakan tanaman yang mendapat campur tangan manusia.

Tanaman berkembangbiak secara alami melalui berbagai macam cara. Tanaman berkembangbiak secara alami dengan 2 cara yaitu generatif dan vegetatif. Generatif adalah bahwa tanaman tersebut berkembang biak secar kawin, yaitu bertemunya sel jantan yang terdapat pada benang sari dan sel betina yang terdapat pada putik. Bertemunya 2 sel ini nantinya akan menghasilkan buah yang berbiji 2 yaitu dikotil. Tanaman yang dikembangbiakkan melalui cara ini biasanya memiliki sifat genetis yang berbeda dari tanaman induk dan biasanya mengalami kemunduran

A. Perkembangbiakan Vegetatif Alami

Perkembangbiakan secara alami adalah berkembang biaknya tumbuhan tanpa bantuan tangan manusia untuk terjadi pembuahan / anakan tanaman baru.

a. Umbi Lapis
Umbi lapis adalah tumbuhnya tunas pada sela-sela lapisan umbi. Contohnya seperti bawang merah.

b. Umbi Batang
Umbi batang adalah batang yang beralih fungsi sebagai tempat penimbunan makanan dengan calon tunas-tunas kecil yang berada di sekitarnya yang dapat tumbuh menjadi tanaman baru. Contoh seperti jagung dan ketela rambak.

c. Geragih
Geragih adalah batang yang menjalar secara terus-menerus di mana pada ruas batang dapat muncul tunas-tunas baru. Misalnya seperti tanaman rumput teki, arbei, kangkung, dan lain sebagainya.

d. Akar Tunggal
Akar tunggal adalah tunas yang muncul pada batang tumbuhan yang tumbuh secara mendatar di tanah. Contohnya seperti keladi, alang-alanga, dll.

e. Spora
Spora adalah cara tumbuhan paku, lumut dan jamur berkembang biak dengan membentuk spora tempat tunas baru akan muncul.

f. Tunas
Tunas adalah tumbuhan anakan yang muncul di samping tumbuhan induknya. COntohnya yakni seperti pohon pisang, bambu, tebu, dan lain sebagainya.

g. Tunas Adventif
Tunas adventif adalah tunas yang tumbuh pada bagian-bagian tertentu seperti pada akar, daun, dsb. Contoh tanaman bertunas adventif adalah seperti pohon cemara, kesemek, sukun, dll.

h. Rizoma

Rizoma atau akar rumpang merupakan batang yang tumbuh mendatar dibawah permukaan tanah. Rizoma mempunyai bentuk menyerupai akar tetapi berbuku-buku. Setiap buku terdapat daun yang berubah bentuk menjadi sisik dan pada setiap ketiak sisik terdapat tunas. Contohnya kunyit, temulawak, lengkuas, dan sanseivera

i. Hormegenium
Hormegenium adalah perkembangbiakan yang terjadi pada tumbuhan ganggang berbentuk benang dengan cara memutus benang yang ada. Pada benang yang terputus nantinya kana tumbuh individu baru.

j. Pembelahan Sel
Pembelahan sel adalah perkembangbiakan pada tumbuhan bersel satu.

B. Perkembangbiakan Vegetatif Buatan

Perkembangbiakan secara buatan adalah berkembang biaknya tumbuhan tanpa bantuan campur tangan manusia.

a. Metode Mencangkok / Cangkok
Mencangkok adalah suatu cara mengembangbiakkan tumbuhan dengan jalan menguliti batang yang ada lalu bungkus dengan tanah agar akarnya tumbuh. Jika akar sudah muncul akar yang kokoh, maka batang tersebut sudah bisa dipotong dan ditanam di tempat lain. Perkembangbiakan dengan cara mencangkok menghasilkan keturunan yang mempunyai sifat sama dengan sifat induknya. Keturunan yang diperoleh lebih cepat berproduksi. Perkembangbiakan tidak tergantung pada buah atau biji induknya. Ketiga hal diatas merupakan kelebihan dari perkembangbiakan dengan cara mencangkok. Perkembangbiakan dengan cara mencangkok juga mempunyai kelemahan yaitu tanaman hasil cangkokan mempunyai perakaran yang tidak kuat, tanaman yang terlalu banyak di cangkok mudah mati, tanaman mudah terserang penyakit serta tidak diperoleh variasi sifat baru.

b. Merunduk / Menunduk
Merunduk adalah teknik berkembang biak tumbuh-tumbuhan dengan cara menundukkan batang tanaman ke tanah dengan harapan akan tumbuh akar. Setelah akar timbul, maka batang sudah bisa dipotong dan dibawa ke tempat lain. Merunduk dilakukan pada jenis tanaman yang berbatang atau beranting lentur misalnya alamanda, kacapiring, dan apel.

Berdasarkan cara menimbunya merunduk dapat dibedakan menjadi sebagai berikut:

1. Runduk biasa, yaitu satu atau dua cabang di belokkan ke dalam tanah dan setelah tumbuh akat, cabang dapat dipotong dari pohon induknya.

2. Runduk majemuk, yaitu seluruh cabang dirundukkan. Kemudian ditimbun tanah seluruh cabangnya. Runduk majemuk dapat dilakukan pada anggur dan bunga soka.

3. Runduk timbun, yaitu menimbun tanaman yang sebelumnya dipangkas agar terbenam pucuk baru dipermukaan tanah.

c. Menempel

Suatu cara yang dilakukan untuk menggabungkan sifat-sifat tanaman yang sejenis disebut okulasi. Pada hakikatnya okulasi adalah memindahkan mata tunas tanaman satu pada batang tanaman lain yans sejenis. Okulasi dapat dilakukan dengan menempelkan mata tunas diambil dari tanaman induk yang unggul dan ditempel ke tumbuhan yang berakar kuat. Sayangnya okulasi membutuhkan waktu lama untuk berhasil, kira-kira 12-24 bulan. Pilihan lainnya adalah sambung pucuk yaitu cara yang menempelkan batang induk untuk disambung dengan batang bawah yang ditanam dari biji. Untuk tanaman buah atau tanaman yang sulit dikembangbiakkan dengan cara lain, penyusuan merupakan cara yang paling cocok. Penyusuan dilakukan dengan cara menyambung 2 buah batang yang sama besar yang telah disayat miring dan diikat sampai kira-kira 3 minggu setelah itu ikatannya bisa dilepas.

d. Menyetek / Stek
Menyetek adalah perkembangbiak tumbuhan dengan jalan menanam batang tanaman agar tumbuh menjadi tanaman baru. Beberapa jenis tanaman yang dpat dikembangbiakan dengan stek antara lain waru, randu, ubi kayu/ singkong, ubi jalar, mawar, melati dan tebu. Ada beberapa tanaman yang dapat dikembangbiakan secara vegetative alamiah dan buatan sekaligus, tanaman tebu secara alamiah dapat berkembangbiak dengan tunasnya dan secara buatan dpata berkembangbiak dengan stek.

e. Menyambung / Mengenten
Mengenten adalah perkembang biakan buatan yang biasanya dilakukan pada tumbuhan sejenis buah-buahan atau ketela pohon demi mendapatkan kualitas buah yang baik.

C. Perkembangbiakan Generatif

Perkembangbiakan generatif merupakan suatu cara untuk mempertahankan kelangsungan hidup dengan menggunakan alat-alat perkembangbiaka, yaitu alat kelamin jantan yang menghasilkan sperma dan alat kelamin betina yang menghasilkan sel telur. Pada tumbuhan istilah alat kelamin jantan disebut benang sari dan sebagai alat kelamin betina disebut putik. Dalam peristiwa perkembangbiakan secara generatif, supaya terjadi pembuahan maka harus didahului oleh pertemuan tepung sari dengan sel telur. Peristiwa sampainya tepung sari ke kepala putik dikenal dengan peristiwa penyerbukan.

1. Penyerbukan

Berdasarkan factor sampainya serbuk sari ke kepala putik penyerbukan dibedakan menjadi 4 macam yaitu:

1. Penyerbukan oleh angin (anemogami)

Cirri-cirinya:

a. Serbuk sari yang dihasilkan sangat banyak, kecil dan ringan

b. Kepala sari besar dan tangkai sari panjang

c. Umumnya tidak bermahkota dan warnanya tidak menarik.

Contohnya bunga rumput, jagung dan kelapa.

2. Penyerbukan oleh hewan (zoidiogami)

Cirri-cirinya:

a. Mahkota berukuran besar, berwarna-warni dengan aroma yang khas

b. Memiliki kelenjar madu

c. Serbuk sari lengket.

3. Penyerbukan oleh air (hidrogami)

Misalnya hidrila.

4. Penyerbukan oleh manusia (antropogami)

Contohnya vanili.

Ditinjau dari asal serbuk sari, penyerbukan dapat dibedakan menjadi 4 macam yaitu:

a. Penyerbukan Sendiri (Autogami)

Penyerbukan sendiri yaitu bila serbuk sari dan putik berasal dari satu bunga.

b. Penyerbukan Tetangga (Geitonogami)

Penyerbukan tetengga yaitu bila menempelnya serbuk sari ke kepala putik berasal dari bunga lain yang berada dalam satu tanaman.

c. Penyerbukan Silang (Alogami)

Penyerbukan silang yaitu menempelnya serbuk sari dari suatu bunga pada kepala putik bunga lain yang berada pada tumbuhan lain yang sejenis.

d. Bastar

Bastar yaitu penyerbukan yang ditandai oleh serbuk sari yang jatuh pada kepala putik dari bunga lain yang berbeda spesies.

2. Variasi Macam Bunga

Berdasarkan kelengkapan bagian bunga yaitu perhiasan bunga dan alat kelamin bunga dibedakan menjadi 2 yaitu:

1. Bunga Lengkap

Dikatakan bunga lengakp jika mempunyai kelopak, mahkota, benang sari, dan putik. Contohnya adalah bunga sepatu, mawar, melati, dan teru. Bunga lengkap pasti memiliki 2 macam alat kelamin karena itu disebut dengan bunga berkelamin ganda atau hemaprodit. Akan tetapi, bunga yang mempunyai kelamin ganda atau hermaprodit belum tentu bunga lengkap.

2. Bunga Tak Lengkap

Bunga tidak lengkap jika tidak memiliki salah satu atau beberapa bagian bunga baik perhiasan maupun alat kelamin bunga. Bunga tidak lengkap dibedakan menjadi 2 yaitu perhiasan bunga tidak lengkap dan alat kelamin tidak lengkap.

Jika bunga hanya mempunyai salah satu alat kelamin disebut bunga berkelamin tunggal contohnya mentimun dan bunga salak.

Jika bunga tidak mempunyai alat kelamin disebut bunga mandul misalnya bunga pita pada bunga matahari. Bunga yang tidak memiliki perhiasan bunga disebut bunga telanjang.

Berdasarkan kelengkapan alat kelamin dibedakan menjadi 2 yaitu:

a. Bunga Sempurna

Bunga sempurna yaitu jika mempunyai 2 macam alat kelamin yaitu benag sari dan putik.

b. Bunga Tak Sempurna

Bunga tak sempurna yaitu hanya mempunyai salah satu alat kelamin benag sari saja atau putik saja. Bila bunga jantan dan bunga betina terdapat pada satu tumbuhan disebut tumbuhan berumah satu (monoesis). Contohnya jagung dan mentimun.

Bila bunga jantan dan bunga betina terdapat pada individu tumbuhan yang berlainan disebut tumbuhan berumah dua (diesis). Contohnya salak dan silawan.

3. Pembuahan

Pembuahan adalah peristiwa bersatunya inti sel sperma dengan ovum. Peristiwa ini berlangsung didalam kandung lembaga dalam bakal biji. Proses pembuahan dapat dijabarkan sebagai berikut serbuk sari pada tumbuhan biji tertutup yang menempel di kepala putik tumbuh membentuk pembuluh serbuk sari. Pembuluh serbuk sari tumbuh di dalam tangkai kepala putik, membentuk saluran menuju ke bakal buah yang mengandung bakal biji. Di dalam pembuluh serbuk sari terdapat 2 inti generativ dan 1 inti vegetative. 2 inti generatif itu disebut inti sperma pertama dan inti sperma kedua. Keduanya bergerak menuju bakal biji.

Di dalam kandung lembaga terdapat inti sel, inti sel telur dan inti kandung lembaga sekunder. Inti sperma pertama masuk melalui mikrofil dan melebur dengan inti sel telur. Inilah yang disebut penbuahan pertama, hasil peleburannya dinamakan zigot. Zigpt tumbuh menjadi embrio.

Inti sperma kedua terus masuk melebur dengan inti kandung lembaga sekunder. Hal ini disebut pembuahan kedua dengan inti kandung lembaga sekunder akan membentuk indosperma. Jadi, pada tumbuhan biji tertutup terjadi pembuahan 2x yaitu pembuahan ganda.

BAB 5

PRINSIP HEREDITAS DALAM PEWARISAN SIFAT

A. Pewarisan Sifat Menurut Mendel

Prinsip-prinsip pewarisan sifat pada organisme banyak dijelaskan dalam hukum Mendel. Dikenal juga sebagai hukum segregasi. Selama proses meiosis berlangsung, pasangan-pasangan kromosom homolog saling berpisah dan tidak berpasangan lagi. Setiap set kromosom itu terkandung di dalam satu sel gamet. Proses pemisahan gen secara bebas itu dikenal sebagai segregasi gen. Dengan demikian setiap sel gamet hanya mengandung satu gen dari alelnya. Pada waktu fertilisasi, sperma yang jumlahnya banyak bersatu secara acak dengan ovum untuk membentuk individu baru. Untuk membuktikan kebenaran teorinya, Gregor Johann Mendel melakukan eksperimen dengan membastarkan tanaman-tanaman yang memiliki sifat beda. Tanaman yang dipilih adalah tanaman kacang kapri (Pisum sativum), karena memiliki kelebihan-kelebihan yaitu mudah melakukan penyerbukan silang,mudah didapat,mudah hidup atau mudah dipelihara,cepat berbuah atau berumur pendek,dapat terjadi penyerbukan sendiri dan terdapat jenis-jenis yang memiliki sifat beda yang menyolok, misalnya:arna bunga,warna biji,warna buah,bentuk biji,sifat kulit,letak bunga: aksial atau terminal;aksial artinya terletak di sepanjang batang, terminal artinya terletak pada ujung batang,ukuran batang.

Genotip adalah sifat yang tidak tampak yang ditentukan oleh pasangan gen atau susunan gen dalam individu yang menentukan sifat yang tampak. Sifat yang tampak dari luar atau sifat keturunan yang dapat kita amati disebut fenotipe.

Contoh :
1) Sifat tanaman berbuah bulat adalah fenotipe; disimbolkan BB; maka BB adalah genotype.
2) Sifat tinggi adalah fenotipe; disimbolkan TT; maka TT adalah genotype.

            Menurut Stern (1930), genotipe dan faktor lingkungan dapat mempengaruhi fenotipe. Dengan demikian dua genotipe yang sama dapat menunjukkan fenotipe yang berbeda apabila lingkungan bagi kedua genotipe tersebut berlainan.
            Genotipe homozigot BB dan RR kita sebut homozigot dominan, sedang bb dan rr adalah homozigot resesif. B (huruf kapital) dengan b (huruf kecil) atau R dengan r merupakan pasangan gen yang disebut alel. Menurut letaknya , alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian dari kromosom homolog. Sedangkan jika dilihat dari pengaruh gen pada fenotipe, alel ialah anggota dari sepasang gen yang memiliki pengaruh berlawanan.
Misalnya :
1. B menentukan sifat tanaman berbuah bulat, sedang b tidak bulat ( lonjong ), maka B dan b merupakan alel.
2. T ( tinggi ), alelnya t (pendek). Jadi B dan r bukan alelnya demikian pula R dengan b juga bukan alelnya.
            Jika genotipe suatu individu terdiri dari pasangan alel yang tidak sama, disebut genotipe heterozigot (hetero = lain , zigot = hasil persatuan gamet jantan dan gamet betina sampai terjadi pembelahan). Sedangkan jika genotipe terdiri dari pasangan alel yang sama disebut homozigot.

Dalam teori pewarisan sifat menurut Mendel dikenal adanya macam-macam persilangan monohybrid, dihibrid, persilangan resiprok, backross, dan testcross.

B. Persilangan Monohibrid

Persilangan monohibrid atau monohibridisasi ialah suatu persilangan pembastaran dengan satu sifat beda. Monohibridisasi pada percobaan Mendel dilakukan dengan menyilangkan kapri berbatang tinggi dan kapri berbatang pendek. Untuk mengetahui bahwa suatu gen bersifat dominant, maka harus dilakukan monohibridisasi antara 2 individu bergalur murni yang memiliki sifat kontras (alelnya). Jika fenotipe F1 sama dengan salah satu sifat gen yang diuji tadi, berarti jelaslah bahwa sifat itulah yang dominant.

C. Persilangan Dihibrid

Persilangan dihibrid atau dihibridisasi ialah suatu persilangan (pembastaran) dengan dua sifat beda. Untuk membuktikan hukum mendel II yang terkenal dengan prinsip berpasangan secara bebas, mendel melakukan eksperimen dengan pembastaran tanaman Pisum sativum bergalur murni dengan memperhatikan dua sifat beda, yaitu biji bulat berwarna kuning dengan galur murni berbiji kisut, berwarna hijau. Gen B (bulat) dominan terhadap b (kisut), dan K (kuning ) dominan terhadap k (hijau). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat persilangan berikut ini :

P1 :                  BBKK_{(bulat,
kuning)}                     ><                   bbkk_{(kisut,
hijau)}
Gamet :              BK                                                                  bk
F1 :                                                        BbKk_{(bulat,
kuning)}

P2 : F1 >< F1

BK , Bk, bK dan bk

BbKk>< BbKk

Gamet : BK , Bk, bK dan bk
F2:

♀ ♂	BK	Bk	bK	bk
BK	BBKK1	BBKk2	BbKK3	BbKk4
Bk	BBKk5	BBkk6	BbKk7	Bbkk8
bK	BbKK9	BbKk10	bbKK11	bbKk12
bk	BbKk13	Bbkk14	bbKk15	bbkk16

Fenotipe pada F2 :
a. Bulat, kuning : 1,2,3,4,5,7,9,10,13
b. Bulat, hujau : 6,8,14
c. Kisut kuning : 11, 12, 15
d. Kisut, hijau : 16
Rasio Genotipe:
BBKK : BBKk : BbKK : BbKk : BBkk : Bbkk : bbKK : bbKk : bbkk = 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1

Rasio fenotipe:
Bulat kuning : bulat hijau : kisut kuning : kisut hijau = 9 : 3 : 3 : 1

Dalam membuat perhitungan itu Mendel menganggap bahwa gen – gen pembawa kedua sifat itu berpisah secara bebas terhadap sesamanya sewaktu terjadi pembentukan gamet. Hukum mendel II ini disebut juga Hukum Pengelompokan Gen Secara Bebas. Jadi pada dihibrid BbKk, misalnya terjadi pengelompokan gen :
Gen B mengelompok dengan K → gamet BK
Gen B mengelompok dengan k → gamet Bk
Gen b mengelompok dengan K → gamet bK
Gen b mengelompok dengan k → gamet bk

Rasio (perbandingan) fenotipe F2 monohibrid = 3 :1, sedangkan perbandingan fenotipe F2 dihibrid = 9 : 3 : 3 : 1, akan tetapi dalam kenyataannya perbandingan yang diperoleh tidak sama persis seperti angka perbandingan diatas, melainkan mendekati perbandingan 3 : 1 atau 9 ; 3 : 3 : 1. Angka – angka tersebut menunjukkan suatu perbandingan yang mendekati 9 ; 3 : 3 :1.

Pada dihibridisasi intermediet (dominansi tidak penuh), fenotipe F1 tidak sama dengan salah satu fenotipe induk melainkan mempunyai sifat diantara kedua gen dominan dan gen resesif , seperti terlihat pada skema dibawah ini.

1. Jika prinsip Mendel kita jadikan empat prinsip maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
Prinsip hereditas, meyatakan bahwa pewarisan sifat – sifat organisme dikendalikan oleh factor menurun (gen).

2. Prinsip segregasi bebas : pada pembentukan gamet , pasangan gen memisah secara bebas sehingga tiap gamet mendapatkan salah satu gen dari pasangan gen (alel) tadi.

3. Prinsip berpasangan bebas : pada pembuahan (fertilisasi) , gen – gen dari gamet jantan maupun gen - gen dari gamet betina akan berpasangan secara bebas.

Prinsip dominansi penuh atau tidak penuh (intermediet): fenotipe (pengaruh ) gen dominan akan terlihat menutupi pengaruh gen resesif. Sedangkan pada prinsip dominansi tidak penuh, fenotipe gen pada individu heterozigot berada di antara pengaruh kedua alel gen yang menyusunnya.

D. Perkawinan Resiprok

Prinsip – prinsip mendel tersebut diatas mudah dibuktikan bila diadakan perkawinan (penyilangan ) resiprok. Persiilangan resiprok adalah penyilangan gamet jantan dan gamet betina dipertukarkan sehingga menghasilkan keturunan yang sama

E. Backcross dan Testcross

Backcross adalah perkawinan antara individu F1 dengan salah satu induknya (induk dominan dan resesif). Tujuan backcross adalah untuk mencari genotip orang tua. Testcross adalah perkawinan antara F1 dengan salah satu induk yang resesif. Testcross disebut juga perkawinan pengujian (uji silang) karena bertujuan untuk mengetahui apakah suatu individu bergenotipe homozigot (bergalur murni) atau heterozigot. Jika hasil testcross menunjukkan perbandingan fenotipe keturunan yang memisah 1 : 1, maka dapat disimpulkan bahwa individu yang diuji tersebut adalah bukan galur murni , berarti heterozigot. Sedangkan jika hasil testcross 100% berfenotipe sama berarti homozigot. Silang balik ialah persilangan suatu individu dengan salah satu tetuanya. Sebagai contoh, individu Aa hasil persilangan antara AA dan aa dapat disilangbalikkan, baik dengan AA maupun aa. Silang balik antara Aa dan AA akan menghasilkan satu macam fenotipe, yaitu A-, atau dua macam genotipe, yaitu AA dan Aa dengan nisbah 1 : 1. Sementara itu, silang balik antara Aa dan aa akan menghasilkan dua macam fenotipe, yaitu A- dan aa dengan nisbah 1 : 1, atau dua macam genotipe, yaitu Aa dan aa dengan nisbah 1 : 1.

Manfaat praktis silang balik adalah untuk memasukkan gen tertentu yang diinginkan ke dalam suatu individu. Melalui silang balik yang dilakukan berulang-ulang, dapat dimungkinkan terjadinya pemisahan gen-gen tertentu yang terletak pada satu kromosom sebagai akibat berlangsungnya peristiwa pindah silang. Apabila suatu silang balik dilakukan dengan tetuanya yang homozigot resesif, maka silang balik semacam ini disebut juga silang uji. Akan tetapi, silang uji sebenarnya tidak harus terjadi antara suatu individu dan tetuanya yang homozigot resesif. Pada prinsipnya semua persilangan yang melibatkan individu homozigot resesif (baik tetua maupun bukan tetua) dinamakan silang uji.

Istilah silang uji digunakan untuk menunjukkan bahwa persilangan semacam ini dapat menentukan genotipe suatu individu. Sebagai contoh, suatu tanaman yang fenotipenya tinggi (D-) dapat ditentukan genotipenya (DD atau Dd) melalui silang uji dengan tanaman homozigot resesif (dd). Kemungkinan hasilnya dapat dilihat pada diagram berikut ini.

DD x dd Dd x dd

ê ê

Dd (tinggi) 1 Dd (tinggi)

1 dd (pendek)

Jadi, apabila tanaman tinggi yang disilang uji adalah homozigot (DD), maka hasilnya berupa satu macam fenotipe, yaitu tanaman tinggi. Sebaliknya, jika tanaman tersebut heterozigot (Dd), maka hasilnya ada dua macam fenotipe, yaitu tanaman tinggi dan pendek dengan nisbah 1 : 1.

F. Alel

Dari sudut pandang genetika klasik, alel (dari bahasa Inggris allele) merupakan bentuk alternatif dari gen dalam kaitan dengan ekspresi suatu sifat (fenotipe). Sebagai ilustrasi, suatu lokus dapat ditempati gen yang mengatur warna kelopak bunga merah (alel untuk bunga merah) dan juga alel untuk warna kelopak bunga putih (alel untuk bunga putih). Pada individu, pasangan alel menentukan genotipe dari individu yang bersangkutan.

Sejalan dengan perkembangan genetika, pengertian alel menjadi lebih luas dan umum. Dalam arti modern, alel adalah berbagai ekspresi alternatif dari gen atau seberkas DNA, tergantung tingkat ekspresi genetik yang diamati. Pada tingkat fenotipe, pengertian alel adalah seperti yang dikemukakan di atas. Pada tingkat enzim (dalam analisis isoenzim), alel sama dengan isoenzim. Pada tingkat genom, alel merupakan variasi-variasi yang diperoleh pada panjang berkas DNA (polimorfisme DNA). Pada tingkat transkriptom, alel adalah bentuk-bentuk alternatif dari RNA yang dihasilkan oleh suatu oligo. Pada tingkat proteom, alel merupakan variasi-variasi yang bisa dihasilkan dalam suatu keluarga gen.

G. Sifat Intermediet ( Kodominan )

Intermediet adalah sifat suatu individu yang merupakan gabungan dari sifat kedua induknya. Hal ini dapat terjadi karena sifat kedua induk yang muncul sama kuat (kodominan), dua alel suatu gen yang menghasilkan produk berbeda dengan alel yang satu tidak dipengaruhi oleh alel yang lain. Contoh alel kodominan misalnya sapi dengan warna merah (RR) yang kodominan terhadap putih (rr) menghasilkan anak sapi yang dalam bahasa Inggris disebut roan (Rr). Warna sapi ini cokelat kemerahan atau kekuningan, dengan sedikit percikan warna putih.

Contoh alel kodominan lainnya adalah bulu ayam yang berwarna hitam (B), semidominan terhadap bulu putih (b). Jika ayam berbulu hitam dikawinkan dengan ayam berbulu putih, anaknya akan berbulu biru (blue Andalusia). Jika ayam blue Andalusia kawin dengan sesamanya, akan timbul lagi asal usul warna bulu anaknya hitam dan putih.