Ruang Lingkup Biologi

Manusia adalah ciptaan Tuhan yang paling sempurna di antara makhluk hidup lainnya karena dibekali dengan akal dan pikiran sehingga diharapkan mampu mengolah alam beserta isinya dengan sebaik-baiknya.

Di antara makhluk hidup, manusia memiliki derajat lebih tinggi. Ia memiliki sifat “ingin tahu“ yang berasal dari akal budinya. Kemampuan itu tidak dimiliki makhluk hidup lain (seperti hewan dan tumbuhan). Sifat keingintahuan manusia adalah ingin tahu lebih banyak akan segala sesuatu yang ada di lingkungan sekitarnya. Sifat ini mendorong manusia untuk mela­kukan penelitian. Dengan penelitian tersebut, manusia dapat menjawab keti­daktahuan serta mampu memecahkan permasalahan yang dihadapinya.

Seiring dengan perkembangan zaman, sifat keingintahuan manusia semakin berkembang. Hal itu dilakukan dengan cara mempelajari, mengada­kan pengamatan dan penyelidikan untuk menambah pengetahuan dan kete­rampilannya tentang makhluk hidup seperti manusia, hewan, dan tumbuhan serta alam sekitarnya. Ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang makhluk hidup disebut biologi atau ilmu hayat.

Mengapa kita perlu mempelajari ilmu biologi? Apa saja manfaat atau kegunaan kita mempelajari ilmu tersebut? Pelajarilah materi berikut ini dengan baik!

ILMU BIOLOGI

Semua makhluk hidup seperti tumbuhan, hewan, dan manusia adalah ciptaan Tuhan Yang Maha Esa. Di antara ciptaan-Nya, manusia merupakan makhluk hidup yang paling sempurna karena diberi akal budi. Dengan akal budi, manusia senantiasa memiliki sifat ingin tahu sehingga terciptalah berbagai macam ilmu pengetahuan. Dengan ilmu pengetahuan, manusia mampu mengubah kehidupan dari zaman prasejarah primitif yang dikenal dengan zaman batu sampai sekarang ini menjadi zaman modern.

Di era globalisasi seperti sekarang ini, ilmu pengetahuan berkembang sangat cepat yang tidak lagi dibatasi oleh ruang dan waktu. Contohnya, jika terjadi suatu peristiwa di suatu wilayah, misalnya peristiwa perang antara Irak – Amerika Serikat; terjadinya bencana gelombang pasang tsu­nami di Daerah Istimewa Aceh, maka hanya dalam hitungan menit, bahkan detik peristiwa tersebut dapat segera diketahui pihak di wilayah lain, walaupun dari jarak yang cukup jauh. Begitu juga dengan ilmu biologi yang telah mencapai perkembangan luar biasa karena telah mencapai penge­tahuan substansi kehidupan sampai pada tingkat molekuler. Contoh manfaat ilmu biologi pada tingkat molekuler, yaitu peristiwa terjadinya bom Bali. Pada peristiwa itu pelaku peledakan ikut hancur bersama bomnya, maka satu-satunya cara untuk mengetahui identitas pelaku peledakan yaitu hanya dengan menggunakan tes DNA yang terdapat pada tingkat molekuler.

1. Pengertian ilmu

Jika manusia merasa lapar, upaya apakah yang akan dilakukan? Dorongan rasa lapar menyebabkan manusia berupaya mencari makanan, yaitu dengan mencoba-coba memakan tumbuhan atau hewan yang ada di sekitarnya. Usaha tersebut terkadang salah dan terkadang benar. Namun, akhirnya dari pengalaman tersebut manusia sudah mampu membedakan antara tumbuhan dan hewan yang bisa dimakan maupun yang tidak bisa dimakan.

Sumber bahan makanan manusia antara lain berasal dari hewan, misalnya daging sapi, ayam, dan lain-lain. Semula manusia memakannya dengan olahan yang sederhana. Selanjutnya, sejalan dengan perkembangan pemikiran, manusia mulai mencari cara menjadikan makanannya lebih berkualitas, misalnya daging untuk bahan makanan diolah agar menjadi lebih baik kualitasnya, seperti agar lebih lunak, higienis, serta bebas dari kuman penyakit. Bagaimana syarat-syarat itu bisa terpenuhi? Akhirnya manusia menemukan gagasan, yaitu dengan cara menggoreng, merebus, membakar, atau dengan proses yang lain. Peristiwa tersebut merupakan contoh dari awal mula ditemukan ilmu, yaitu dengan cara berpikir sederhana dan dilakukan dengan cara mencoba-coba, sampai selanjutnya mendapatkan pengalaman yang menjadi dasar sebuah pengetahuan.

Seiring dengan perkembangan zaman, pola pikir manusia semakin berkembang pula. Manusia mulai memikirkan tentang alam sekitar ber­dasarkan rasa keingintahuannya, dengan mengadakan pengamatan dan penyelidikan sehingga ilmu pengetahuan semakin berkembang dengan pesat. Hal ini saling terkait dengan kehidupan masyarakat yang sejalan dengan perkembangan teknologi. Contohnya, penemuan varietas bibit unggul, kawin suntik pada sapi, kelapa hibrida, padi hasil mutasi buatan dari Batan, yaitu padi jenis Atomita yang berguna untuk meningkatkan produksi pangan bagi manusia. Akan tetapi, di sisi lain dengan adanya dengan kemajuan ilmu pengetahuan dapat menimbulkan dampak negatif, seperti timbulnya pencemaran lingkungan.

Anda tentu sudah mengetahui bahwa ilmu pengetahuan merupakan kumpulan konsep, prinsip, hukum, dan teori yang dibentuk melalui serang­kaian kegiatan ilmiah. Bagaimana sifat atau ciri suatu ilmu pengetahuan? Suatu pengetahuan dapat disebut sebagai ilmu apabila memenuhi syarat atau ciri-ciri sebagai berikut.

a. Memiliki Objek Kajian

Suatu ilmu harus memiliki objek kajian, contoh ilmu matematika memi­liki objek kajian berupa angka-angka, ilmu kimia memiliki objek kajian berupa zat-zat beserta sifatnya. Bagaimana dengan objek kajian biologi? Coba Anda deskripsikan!

b. Memiliki Metode

Pengembangan ilmu pengetahuan tidak dapat dilakukan secara asal-asalan, tetapi menggunakan cara atau metode tertentu. Metode yang digunakan itu bersifat baku dan dapat dilakukan oleh siapapun. Metode apakah yang digu­nakan untuk menemukan kebenaran secara ilmiah? Coba ingatlah kembali pelajaran tentang metode ilmiah yang Anda pelajari di SMP/MTs!

c. Bersifat Sistematis

Dalam biologi, jika kita akan mempelajari tentang sel, maka materi yang akan kita pelajari perlu mendapat dukungan materi lain, misalnya tentang jaringan, organ, sistem organ, dan individu. Demikian pula sebaliknya, sehingga pengetahuan-pengetahuan itu tidak bertolak belakang. Ilmu pengetahuan bersifat sistematis adalah bahwa sebuah pengetahuan harus memiliki hu­bungan ketergantungan dan teratur, tidak boleh ada unsur-unsur yang saling bertolak belakang.

d. Bersifat Universal

Apakah yang dimaksud dengan universal? Coba Anda ingat kembali tentang materi reproduksi yang terjadi pada makhluk hidup! Reproduksi seksual selalu dimulai dengan adanya pertemuan antara sperma dan sel telur. Anda pikirkan, apakah hal itu berlaku untuk semua jenis makhluk hidup? Jika benar, berarti ilmu itu berlaku secara umum atau bersifat universal. Jadi, kebenaran yang disampaikan oleh ilmu harus berlaku secara umum.

e. Bersifat Objektif

Bagaimana jika ilmu bersifat tidak objektif? Dapatkah ilmu itu dimanfaat­kan untuk kesejahteraan manusia? Sebuah ilmu harus menggambarkan keadaan secara apa adanya, yaitu mengandung data dan pernyataan yang sebenarnya (bersifat jujur), bebas dari prasangka, kepentingan, atau kesukaan pribadi.

Saat ini, ilmu biologi sudah mengalami perkembangan yang luar biasa. Telah disebutkan di awal materi bahwa pada saat terjadi peristiwa bom Bali, untuk mengungkap identitas pelaku peledakan bom tidak bisa dilakukan dengan menggunakan sidik jari karena tubuh pelaku peledakan bom juga ikut hancur. Untuk mengetahui identitas pelaku hanya dapat digunakan satu cara, yaitu dengan menggunakan tes DNA yang berasal dari serpihan tubuh pelaku peledakan yang kemudian dicocokkan dengan DNA orang tuanya.

f. Bersifat Analitis

Ingatlah kembali pelajaran IPA saat Anda belajar di SMP/MTs! Jika ingin mempelajari struktur dan fungsi tumbuhan, maka Anda akan mempe­lajari bagian-bagian yang lebih rinci, yaitu akar, batang, daun, dan seba­gainya. Itulah sebabnya kajian suatu ilmu dapat terbagi-bagi menjadi bagian yang lebih rinci guna memahami berbagai hubungan, sifat, serta peranan dari bagian-bagian tersebut.

g. Bersifat Verifikatif

Suatu ilmu mengarah pada tercapainya suatu kebenaran. Misalnya, teori tentang Generatio Spontanea, menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati yang sudah diyakini kebenarannya, tetapi akhirnya teori itu digugurkan dengan teori Biogenesis, menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup juga. Akhirnya teori ini diyakini kebenarannya sampai sekarang.

Coba Anda pikirkan, apakah suatu konsep yang diperoleh hanya dengan mengira-ngira atau menerka saja dan hasilnya berupa pendapat atau perkiraan dapat juga disebut sebagai ilmu?

2. Objek Kajian Biologi

Sekarang Anda sudah memahami tentang ilmu pengetahuan beserta sifat-sifatnya. Biologi merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan. Ilmu biologi sering pula disebut ilmu hayat, yaitu ilmu pengetahuan yang mem­pelajari tentang makhluk hidup. Ketika mempelajari biologi di SMP/MTs, tentu saja Anda sudah pernah melakukan pengamatan dan melaksanakan eksperimen. Semakin banyak objek yang Anda amati, semakin banyak pula yang dapat Anda eksperimenkan.

Objek kajian biologi meliputi manusia, hewan, tumbuhan, serta mikroorganisme yang dapat dilihat dengan mata telanjang maupun dengan menggunakan bantuan alat, misalnya mikroskop. Jika Anda meng­amati dengan mata telanjang, kesan apa yang Anda peroleh dari suatu objek? Anda hanya dapat mengamati tentang warna, bentuk, wujud, serta ukuran objek. Apakah pengamatan tersebut sudah cukup untuk dalam suatu kegiatan ilmu pengetahuan? Tentu saja masih banyak yang harus kita ketahui tentang berbagai hal dari suatu objek, seperti berat benda, rasa, bau, suhu, kasar halus, bunyi atau suara dan sifat lain­nya, sehingga alat indra manusia memiliki keterbatasan untuk mengamatinya.

Jika Anda mengamati jasad renik atau melihat benda yang jaraknya sangat jauh, apakah Anda mampu mengamati dengan mata telanjang? Tentu saja tidak, Anda memerlukan alat bantu, seperti mikroskop atau teleskop.

Seiring dengan berkembangnya bermacam-macam ilmu pengetahuan, biologi sebagai ilmu pengetahuan alam juga berkembang, sehingga objek kajian ilmu biologi semakin banyak. Para ilmuwan tidak sanggup lagi mempelajari secara mendalam seluruh kajian biologi sebagai satu objek studi yang akan dipelajari. Berdasarkan hal itu, maka ilmu biologi memiliki cabang ilmu spesifik dan objek kajian yang semakin khusus untuk memudahkan cara pembelajarannya, mengingat pada umumnya seseorang hanya mampu mendalami salah satu cabang ilmu. Ibarat pohon, ilmu biologi memiliki cabang-cabang seperti berikut.

Anatomi                     : Ilmu yang mempelajari tentang bagian-bagian struktur tubuh dalam makhluk hidup

Agronomi                    : Ilmu yang mempelajari tentang tanaman budidaya

Andrologi              : Ilmu yang mempelajari tentang macam hormon dan kelainan reproduksi pria

Algologi                         : Ilmu yang mempelajari tentang alga/ganggang

Botani                           : Ilmu yang mempelajari tentang tumbuhan

Bakteriologi                : Ilmu yang mempelajari tentang bakteri

Biologi molekuler: Ilmu yang mempelajari tentang kajian biologi pada tingkat molekul

Bioteknologi : Ilmu yang mempelajari tentang penggunaan penerapan proses biologi secara terpadu yang meliputi proses biokimia, mikrobiologi, rekayasa kimia untuk bahan pangan dan peningkatan kesejahteraan manusia

Ekologi                       : Ilmu yang mempelajari tentang hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungan

Embriologi                  : Ilmu yang mempelajari tentang perkembangan embrio

Entomologi                  : Ilmu yang mempelajari tentang serangga

Evolusi : Ilmu yang mempelajari tentang perubahan struktur tubuh makhluk hidup secara perlahan-lahan dalam waktu yang lama

Epidemiologi              : Ilmu yang mempelajari tentang penularan penyakit

Eugenetika                  : Ilmu yang mempelajari tentang hukum pewarisan sifat

Endokrinologi            : Ilmu yang mempelajari tentang hormon

Enzimologi                 : Ilmu yang mempelajari tentang enzim

Fisiologi                     : Ilmu yang mempelajari tentang faal (fungsi kerja) organ tubuh

Fisioterapi : Ilmu yang mempelajari tentang pengobatan terhadap penderita yang mengalami kelumpuhan atau gangguan otot

Farmakologi                : Ilmu yang mempelajari tentang obat-obatan

Genetika                      : Ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat

Histologi                      : Ilmu yang mempelajari tentang jaringan

Higiene                      : Ilmu yang mempelajari tentang pemeliharaan kesehatan makhluk hidup

Imunologi                 : Ilmu yang mempelajari tentang sistem kekebalan (imun) tubuh

Ichtiologi                      : Ilmu yang mempelajari tentang ikan

Karsinologi                 : Ilmu yang mempelajari tentang crustacea

Klimatologi                 : Ilmu yang mempelajari tentang iklim

Limnologi                    : Ilmu yang mempelajari tentang perairan mengalir

Mikrobiologi              : Ilmu yang mempelajari tentang mikroorganisme

Malakologi                 : Ilmu yang mempelajari tentang moluska

Morfologi              : Ilmu yang mempelajari tentang bentuk atau ciri luar organisme

Mikologi                      : Ilmu yang mempelajari tentang jamur

Organologi                  : Ilmu yang mempelajari tentang organ

Onthogeni                 : Ilmu yang mempelajari tentang perkembangan makhluk hidup dari zigot menjadi dewasa

Ornitologi                    : Ilmu yang mempelajari tentang burung

Phylogeni                  : Ilmu yang mempelajari tentang perkembangan makhluk hidup

Patologi                      : Ilmu yang mempelajari tentang penyakit dan pengaruhnya bagi manusia

Palaentologi                : Ilmu yang mempelajari tentang fosil

Parasitologi                 : Ilmu yang mempelajari tentang makhluk parasit

Protozoologi                : Ilmu yang mempelajari tentang Protozoa

Sanitasi                         : Ilmu yang mempelajari tentang kesehatan lingkungan

Sitologi                         : Ilmu yang mempelajari tentang sel

Taksonomi               : Ilmu yang mempelajari tentang penggolongan makhluk hidup

Teratologi             : Ilmu yang mempelajari tentang cacat janin dalam kandungan

Virologi                        : Ilmu yang mempelajari tentang virus

Zoologi                         : Ilmu yang mempelajari tentang hewan

Dari cabang biologi tersebut, manakah yang termasuk biologi terapan? Diskusikan bersama teman-teman Anda!

3. Metode dalam Ilmu Biologi

1. Mengadakan observasi atau pengumpulan data.
2. Menarik kesimpulan.
3. Menguji kesimpulan dengan eksperimen lain.
4. Merumuskan hukum, konsep, atau prinsip.

Bagaimana cara mempelajari ilmu biologi? Apakah Anda harus belajar harus dengan pendekatan fakta, yaitu dengan cara menghafalkan nama, definisi, dan gambar? Apakah dengan cara hafalan, data-data tersebut mudah untuk diingat? Daya ingat setiap orang terbatas, sehingga hafalan tersebut mudah untuk dilupakan. Bagaimana jika belajar dengan pendekatan konsep? Pendekatan secara konsep merupakan pendekatan dua fakta atau lebih yang membentuk satu pengertian. Cara belajar seperti ini masih kurang baik, karena masih banyak fakta dan Anda masih lebih banyak bertindak pasif dan belum berupaya sendiri.

Kegiatan untuk mempelajari biologi sebaiknya dengan melakukan pendekatan proses karena Anda akan mendapatkan fakta atau konsep sendiri. Belajar seperti ini akan dapat bertahan dalam waktu yang lama dan dapat membentuk sikap serta keterampilan ilmiah, seperti yang dilakukan ilmuwan terdahulu. Contohnya, Mendel dalam menemukan ilmu pengetahuan. Apabila Anda belajar dengan melakukan keterampilan proses, yaitu meliputi kegiatan observasi, menggolongkan, menafsirkan, mem­perkirakan, mengajukan pertanyaan, dan mengidentifikasi variabel, maka Anda akan ‘menemukan’ ilmu itu sendiri.

Berikut ini langkah-langkah belajar dengan pendekatan proses.

a. Mengobservasi

Observasi merupakan hasil dari pengamatan melalui indra, maka Anda akan belajar dengan mencari gambaran atau informasi tentang objek penelitian. Hasil apa saja yang kita peroleh dari suatu pengamatan? Coba Anda sebutkan fungsi alat indra kita. Dengan mata, kita bisa melihat bentuk, warna, serta gerak suatu objek. Dengan alat pendengaran, kita bisa men­dengar bunyi atau suara. Dengan lidah, kita bisa merasakan berbagai rasa, dengan perabaan bisa mengetahui permukaan objek, adapun dengan pen­ciuman kita bisa merasakan macam-macam bau.

Dalam mempelajari biologi, kegiatan observasi ini bisa dibantu dengan alat bantu, antara lain mikroskop, kertas lakmus, lup, termometer, penggaris, dan sebagainya. Hasil observasi dapat berupa gambar, bagan, tabel, atau grafik.

b. Menggolongkan

Untuk memudahkan cara mempelajari suatu objek, maka kita lakukan penggolongan suatu objek itu. Jika kita melakukan kegiatan untuk meng­golongkan makhluk hidup, maka hasilnya dapat berupa bagan.

Contoh:

Jika Anda diminta membuat penggolongan tanaman kembang merak, kembang sepatu, rumput, palem maka contoh hasilnya bagan sebagai beri­kut.

Coba buatlah penggolongan terhadap hewan seperti sapi, kuda, elang dan harimau. Buatlah bagan dari penggolongan itu! Kerjakan di buku tugas Anda!

c. Menafsirkan

Menafsirkan artinya memberikan arti terhadap suatu kejadian berdasar­kan kejadian lainnya. Ketika menafsirkan suatu data, hendaknya kita meng­gunakan acuan atau patokan.

Contoh: Suatu hari Anda menanam 10 tanaman cabai di halaman rumah. Tanaman cabai itu tumbuh dengan subur. Karena beberapa hari kurang perawatan, akhirnya 5 tanaman cabai mati.

Contoh penafsirannya, ada penurunan jumlah populasi tanaman cabai sebesar 5 – 10 oleh pengaruh cuaca, kekurangan air, suhu, atau kelembapan udara.

d. Memperkirakan

Kegiatan memperkirakan bukan berarti meramalkan, tetapi membuat perkiraan berdasarkan pada kejadian sebelumnya atau hukum-hukum yang berlaku.

Contoh: Anda mengamati pertumbuhan tanaman cabai. Pada hari ke-5 tingginya 4 cm, pada hari ke-10 tingginya 6 cm, hari ke-15 tingginya 8 cm, dan pada hari ke-20 tingginya 10 cm. Jika dibuat menjadi sebuah grafik, akan tampak seperti Gambar 1.3 berikut!

Berdasarkan grafik pada Gambar 1.3, Anda bisa menentukan perkiraan pertumbuhan tinggi tanaman cabai pada hari ke-7, ke-14, dan ke-18. Apakah Anda juga bisa memberikan perkiraan pertumbuhan tanaman cabai pada hari ke-25 dan ke-30? Coba jelaskan!

e. Mengajukan Pertanyaan

Seringkah Anda memiiki naluri ‘ingin tahu’ untuk mengetahui suatu permasalahan? Untuk menemukan suatu permasalahan, Anda harus dapat mengembangkan pertanyaan-pertanyaan, misalnya apa, bagaimana, di mana, kapan, mengapa, dan siapa terhadap suatu objek. Contohnya, suatu saat Anda mengamati tanaman cabai di sekitar rumah. Tanaman cabai tersebut sepertinya terlihat akan mati karena banyak daun yang mulai layu dan menguning, serta banyak bunga yang berguguran. Selanjutnya, tentu akan timbul pertanyaan untuk mengetahui permasalahan tersebut. Bagai­mana ciri tanaman cabai yang subur dan tanaman cabai yang tidak subur? Adakah ciri-ciri ketidaksuburan pada tanaman cabai yang Anda amati? Pada bagian mana tanaman itu terganggu? Mengapa tanaman cabai menjadi tidak subur?

Semua pertanyaan itu perlu dicari jawabannya. Di antara pertanyaan itu, ada yang bisa dijawab dan ada yang belum bisa dijawab. Pertanyaan yang belum terjawab merupakan permasalahan yang harus dicari jawaban­nya, misalnya dengan cara membaca laporan-laporan dari penemuan sebelumnya atau bisa juga dengan cara lain.

f. Mengidentifikasi Variabel

Coba Anda amati, apa saja yang diperlukan tanaman cabai untuk per­tumbuhannya?

Tentu Anda mengetahui bahwa pertumbuhan tanaman cabai mem­butuhkan tanah sebagai tempat tumbuhnya yang ditunjang dengan pupuk, air, pH, cahaya, suhu, serta udara. Faktor-faktor pendukung itulah yang dimaksud dengan variabel. Jadi, variabel merupakan faktor-faktor yang ber­pengaruh dan memiliki nilai (ukuran tertentu) serta dapat berubah atau diubah.

Ada tiga jenis variabel, yaitu variabel bebas, variabel kontrol, dan variabel terikat. Pada contoh tersebut, tanah sebagai variabel bebas karena akan diteliti pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman cabai. Variabel bebas adalah faktor yang dapat dibuat bervariasi. Adapun faktor seperti cahaya, suhu, pH, air, udara, dan pupuk merupakan variabel kontrol, yaitu faktor lain yang ikut berpengaruh dan dibuat sama serta terkendali, sedangkan pertumbuhan tanaman cabai sebagai variabel terikat, yaitu faktor yang muncul akibat variabel bebas.

B CARA PEMECAHAN MASALAH DALAM MEMPELAJARI BIOLOGIJika Anda sudah mempelajari biologi dengan cara melakukan pen­dekatan proses, maka langkah selanjutnya adalah melakukan eksperimen. Eksperimen merupakan kegiatan melalui tata cara tertentu yang biasa dila­kukan oleh ilmuwan, dengan tujuan untuk memecahkan masalah atau menemukan jawaban terhadap suatu masalah. Samakah cara yang dilaku­kan para ilmuwan untuk memecahkan suatu masalah? Ada beberapa indi­kator/petunjuk untuk menyelesaikan suatu masalah dalam pembelajaran biologi. Apa saja indikator tersebut?Beberapa indikator yang dipakai untuk memecahan masalah yang disebut metode ilmiah adalah sebagai berikut.1. Merumuskan MasalahDari hasil suatu pengamatan akan timbul suatu permasalahan. Selan­jutnya masalah itu dirumuskan, kemudian akan diperoleh fakta yang berkait­an dengan masalah yang akan dihadapi.Contoh: Anda ingin mencoba memberikan pupuk kompos terhadap tana­man cabai. Perubahan kondisi yang akan diteliti adalah per­tumbuhan tanaman cabai, yaitu tentang perubahan tinggi tanaman serta besar daunnya dibandingkan dengan tanaman cabai yang tidak diberi pupuk. Selanjutnya, Anda dapat merumuskan suatu masalah, misalnya adakah pengaruh pupuk kompos terhadap pertumbuhan tanaman cabai? Dari permasalahan ini kemudian disusun hipotesis/dugaan sementara.

2. Menguji Hipotesis

Setelah menyusun jawaban sementara, misalnya bahwa pupuk kompos berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman cabai, selanjutnya hipotesis itu diuji dengan melakukan eksperimen melalui tahap-tahap berikut.

3. Perencanaan

Kegiatan perencanaan ini dilakukan sebelum melakukan eksperimen, yaitu dengan merencanakan dan mempersiapkan alat serta bahan terlebih dahulu. Semua peralatan yang dibutuhkan hendaknya didaftar, jangan sampai ada yang terlupakan atau tidak tersedia saat diperlukan. Misalnya untuk contoh di atas, maka alat dan bahan yang diperlukan adalah biji tanaman cabai, pot, tanah, pupuk kompos, air, penggaris /meteran, pensil, kertas, sekam, cetok, timbangan, dan sendok.

4. Pelaksanaan Eksperimen

Pada tahap ini kegiatan yang harus dilakukan adalah menyiapkan semua kondisi yang sama terhadap kelompok eksperimen dan kelompok kontrol.

Pada pelaksanaan eksperimen hendaknya memperhatikan hal-hal berikut.

1)      Taraf Perlakuan

Kegiatan pada taraf perlakuan adalah menentukan dan mengontrol variabel. Pada kelompok eksperimen diberikan perlakuan, sedangkan pada kelompok kontrol tidak.

Misalnya, sesuatu yang akan dicobakan, yaitu pupuk disebut sebagai variabel bebas, kemudian diberikan taraf perlakuannya, yaitu dengan mem­berikan pupuk dengan dosis yang berbeda-beda. Antara dosis pertama dengan dosis berikutnya sebaiknya meningkat secara tetap. Misalnya, per­lakuan pertama dosisnya 1, perlakuan kedua dosisnya 2, perlakuan ketiga dosisnya 3, dan seterusnya. Setiap tingkatan dosisnya naik 1 kali.

2)      Pengendalian Faktor Lain

Jika dalam suatu eksperimen akan dibuktikan pengaruh pupuk, maka pengaruh faktor lain harus dikendalikan, yaitu dengan cara memberikan faktor (variabel) pada semua kelompok perlakuan yang sama. Misalnya, pemberian air, besarnya pot, banyak tanah, jenis cabai, cahaya matahari, frekuensi pemupukan semuanya harus diperlakukan sama. Variabel ini dinamakan variabel tak bebas atau variabel terkendali.

3) Pengulangan

Sebaiknya dalam melaksanakan perlakuan eksperimen tidak hanya terhadap satu individu atau satu kelompok saja sebab sangat riskan karena data yang diperoleh bisa mengalami kesalahan yang tidak disengaja. Selain itu, satu individu/satu kelompok saja tidak bisa mewakili seluruh populasi.

Misalnya, jumlah setiap perlakuan ada 3 individu, berarti dalam eksperimen tersebut ada 6 perlakuan akan diulang sebanyak 3 kali sehingga untuk semua perlakuan terdapat 18 individu. Jadi, besarnya sampel (jumlah individu/ kelompok yang diberi perlakuan) seluruhnya adalah 18 individu. Semakin banyak ulangannya, berarti sampel juga semakin besar, sehingga hasilnya semakin sahih/mendekati kebenaran. Seperti terlihat pada contoh pemberian pupuk pada tanaman cabai. Pada percobaan 3 tanaman cabai diberikan pupuk kompos dengan dosis yang berbeda-beda. Diperoleh hasil seperti Tabel 1.1 berikut.

Tabel 1.1 Pertumbuhan Tanaman Cabai

Kadar Pupuk Kompos	Tinggi Tanaman ke‑ (dalam cm)			Rata-rata
	1	2	3
0%	12	13	11	12
10%	25	24	23	24
20%	32	31	30	31
30%	41	43	42	42
40%	54	51	51	52
50%	63	61	62	62

4) Pengukuran

Agar diperoleh data yang kuantitatif dan akurat, sebaiknya dilakukan pengukuran. Misalnya, untuk mengukur tinggi tanaman cabai, panjang batang, dan lebar daunnya dengan menggunakan meteran/mistar.

5. Observasi dalam Eksperimen

Maksud observasi dalam eksperimen adalah mengamati dengan teliti perubahan atau gejala yang terjadi ketika melakukan percobaan dengan maksud mengumpulkan data yang lebih banyak.

Contoh:

Percobaan yang dilakukan pada contoh pengulangan tersebut di atas diketahui ternyata tanaman cabai mempunyai ketinggian yang berbeda­beda walaupun diberikan pupuk yang sama.

6. Menjawab Masalah

Dari masalah yang akan dijawab, melalui kegiatan eksperimen dicari dan ditemukan jawabannya berdasarkan analisis data yang diperoleh dalam eksperimen, kemudian didiskusikan. Hal ini bisa dilakukan dengan cara mencari rata-rata dari semua data yang diperoleh atau diubah ke dalam persen kemudian dibuat grafik. Hasil rata-rata itu kemudian ditafsirkan dan dijadikan pijakan untuk membuat kesimpulan.

7. Menguji Jawaban

Tahap ini dilakukan untuk meyakinkan kebenaran suatu jawaban. Pengujian sekali lagi perlu dilakukan melalui percobaan seperti contoh di depan. Pengujian ini dilakukan dengan kondisi dan perlakuan yang sama seperti semula. Contoh dilakukan percobaan pemberian pupuk kompos terhadap pertumbuhan tinggi tanaman cabai dengan perlakuan pada sejumlah individu yang sama. Hasilnya menunjukkan bahwa semakin banyak pemberian pupuk, semakin banyak memberikan hasil yang paling baik dari sampel yang dicobakan.

8. Menarik Kesimpulan

Kesimpulan diperoleh berdasarkan hasil dari eksperimen. Kemungkinan kesimpulan pertama, hipotesis ditolak jika dugaan sementara tidak sesuai dengan hasil eksperimen. Apabila hipotesis diterima, berarti dugaan semen­tara sesuai dengan hasil eksperimen. Manakah hasil eksperimen yang baik, jika hipotesis ditolak atau diterima? Semua hasil eksperimen dikatakan baik jika dilakukan dengan prosedur secara ilmiah, contoh dari hasil percobaan terhadap pemberian pupuk diketahui pemberian pupuk berpengaruh ter­hadap pertumbuhan tinggi tanaman cabai.

Setelah Anda mengetahui pemecahan masalah melalui metode biologi, bandingkan dengan langkah-langkah melalui metode ilmiah yang dilakukan ilmuwan terdahulu!

Sampai di sini Anda sudah mema­hami arti biologi sebagai salah satu cabang ilmu pengetahuan dan metode yang digunakan dalam mempelajari biologi. Tahukah Anda, apa saja yang dipelajari dalam biologi? Anda sudah mengetahui bahwa objek kajian biologi sangat banyak dan objek itu berkaitan dengan makhluk hidup, baik pada tingkat molekul, sel, jaringan, organ, sistem organ, individu, populasi, eko­sistem, sampai tingkat bioma.

1. Objek Tingkat Molekul

Semua makhluk hidup, termasuk kita, manusia selalu membutuhkan air untuk kelangsungan hidup. Untuk mengingat kembali pelajaran kimia, atom apakah yang menyusun air? Tentu Anda sudah mengetahui bahwa air terdiri atas dua atom, yaitu dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Jika dua buah atom atau lebih bergabung melalui reaksi kimia, maka akan terbentuk partikel yang disebut molekul. Jadi, Anda sudah mengetahui bahwa air merupakan salah satu contoh molekul.

Tahukah Anda bahwa dalam tubuh makhluk hidup ada empat unsur yang mendominasinya, yaitu sekitar 99,35% dari jumlah atom, di antaranya adalah hidrogen, karbon, nitrogen, dan oksigen. Penyusun utama organisme adalah air dan senyawa-senyawa karbon. Sekitar 70% berat sel adalah air, dan apabila air dipisahkan dari sel, maka sekitar 95% berat kering sel adalah senyawa-senyawa karbon yang meliputi 4 jenis molekul organik besar dan sekitar 100 jenis molekul organik kecil, sisanya sebanyak 5% adalah senyawa­senyawa anorganik berupa garam-garam mineral.

Keempat jenis molekul organik besar sering dinamakan makromolekul yang terdiri atas protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat.

a. Protein

Tubuh kita sangat memerlukan zat protein. Apa fungsi protein bagi tubuh? Protein bertindak sebagai material pembangun, yaitu pada otot, kulit, dan rambut serta bisa berfungsi sebagai pengangkut molekul kecil, misalnya hemoglobin yang mengangkut O₂. Fungsi paling penting dari protein adalah sebagai katalis seluruh reaksi dalam sel (enzim-enzim).

b. Karbohidrat

Karbohidrat sangat diperlukan dalam tubuh kita. Ibarat “bahan bakar” dalam sebuah kendaraan, itulah kegunaan dari karbohidrat, yaitu akan menghasilkan energi bagi tubuh kita. Contoh karbohidrat adalah glukosa, selulosa, amilum, dan glikogen.

c. Lipid

Lipid merupakan senyawa yang dapat diekstraksi dari makhluk hidup dengan pelarut organik. Lipid ini mencakup berbagai ragam senyawa, termasuk lemak. Apa fungsi lemak? Salah satu jenis lipid adalah fosfolipid yang merupakan membran sel. Ada juga jenis lipid yang merupakan hormon seperti steroid, ada pula jenis lipid yang berfungsi sebagai pigmen seperti karotenoid.

d. Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan senyawa polimer untuk sintesis protein yang spesifik, yaitu menyimpan informasi genetika yang diwariskan dari generasi ke generasi berikutnya. Asam ini terdiri atas RNA dan DNA.

Keempat jenis makromolekul sudah dipelajari, tetapi sel organisme masih mengandung sekitar 100 jenis molekul organik yang kecil. Beberapa contohnya, antara lain ATP (adenosin trifosfat) yang berfungsi sebagai satuan penyimpan energi kimia, misalnya pembakaran glukosa yang disimpan dalam bentuk molekul ATP. Contoh lain adalah vitamin-vitamin. Ingatlah kembali tentang macam-macam vitamin beserta fungsinya!

Perhatikan Tabel 1.2 tentang kandungan molekul-molekul pada makhluk hidup berikut ini!

Tabel 1.2 Kandungan Molekul pada Makhluk Hidup

Kandungan Sel	Sel Hewan dan Manusia	Sel Tumbuh-Tumbuhan
Air	67%	75%
Protein	15%	2%
Lemak (lipid)	13%	1%
Karbohidrat	2%	20%
Zat-zat lain	3%	2%

Jika kita perhatikan, sel hewan dan manusia lebih banyak mengandung protein dan lemak, sedangkan sel tumbuh-tumbuhan mengandung lebih banyak karbohidrat. Cobalah pikirkan mengapa bisa demikian!

Dengan mempelajari biologi pada tingkat molekul, kita dapat mengkaji lebih mendalam tentang kehidupan ini. Pengkajian biologi tingkat molekul telah banyak menghasilkan pengetahuan yang bermanfaat, contohnya pengetahuan tentang gen yang telah mengungkap beberapa misteri penyakit sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahannya.

2. Objek Tingkat Sel

Coba perhatikan diri Anda sendiri! Bagian-bagian apakah yang menyusun anggota tubuh Anda? Pada bagian kepala terdapat mata, hidung, telinga, mulut, dan lain-lain. Pada bagian mulut terdapat gigi dan lidah. Pada bagian dalam tubuh kita terdapat organ-organ yang tak terlihat, seperti jantung, hati, lambung, dan lain-lain. Jika kita teliti lebih lanjut, maka bagian-bagian tubuh itu terdiri atas bagian-bagian paling kecil yang disebut dengan sel.

Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke (1635-1703). Ia menemukan bentuk-bentuk mikroskopis dalam gabus pada kulit pohon Quercus suber yang terlihat barisan-barisan gabus seperti sarang lebah yang disebutnya ‘sel’.

Sel merupakan satuan struktur organisme hidup atau sel merupakan satuan fungsi dalam organisme hidup. Semua sel ini berasal dari sel yang telah ada. Di antara sel-sel terdapat banyak perbedaan dalam ukuran, bentuk, dan struktur dalam.

Materi tentang sel akan Anda pelajari lebih mendalam lagi di kelas XI program IPA.Untuk menambah pemahaman tentang sel, lakukan Tugas Kelompok ini!

Kesimpulan apakah yang kelompok Anda peroleh dari pengamatan ini? Presentasikan hasil pengamatan Anda di depan kelas! 5. Konsultasikan hasil yang Anda peroleh dengan guru pengampu!

3. Objek Tingkat Jaringan

Anda telah memahami tentang sel yang merupakan satuan terkecil dari makhluk hidup. Sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi sama akan membentuk suatu jaringan. Jaringan ini akan dipelajari tersendiri dalam cabang ilmu histologi. Kajian yang dipelajari meliputi berbagai macam jaringan, misalnya jaringan ikat, jaringan epitel, dan jaringan penyokong. Dipelajari pula mengenai fungsi berbagai macam jaringan tersebut, pem­bentukan dan perkembangan jaringan dari kultur jaringan, serta kelainan pada jaringan.

Bagaimana dengan jaringan pada tumbuhan dan jaringan hewan?

a. Jaringan Tumbuhan

Coba ingatlah kembali pelajaran IPA tentang jaringan pada makhluk hidup yang Anda pelajari di SMP/MTs. Jaringan pada tumbuhan terdiri atas jaringan epidermis, jaringan perenkim, jaringan penunjang, dan ja­ringan pembuluh. Agar pemahaman Anda tentang jaringan lebih jelas, lakukan Kegiatan Kelompok 2 berikut!

b. Jaringan Hewan

Jaringan pada hewan hampir sama dengan jaringan pada manusia. Jaringan pada hewan meliputi jaringan otot, jaringan epitel, jaringan darah, jaringan tulang, jaringan ikat, dan sebagainya.

4. Objek Tingkat Organ

Sekelompok jaringan yang mempunyai fungsi (pekerjaan) tertentu akan membentuk suatu organ. Cabang biologi yang mempelajari organ disebut dengan organologi. Organ apa saja yang terdapat di dalam tubuh Anda? Organ yang ada di dalam tubuh kita, antara lain mata, jantung, telinga, ginjal, paru-paru, lambung, dan

lain-lain. Kajian biologi pada tingkat organ meliputi asal usul organ, perkembangannya, fungsi berbagai macam organ, kompo­nen penyusun organ, kelainan pada organ, serta tranplantasi organ.

Bagaimana dengan organ pada tumbuhan dan hewan? Dis­kusikan bersama teman-teman Anda!

5. Objek Tingkat Sistem Organ

Masih ingatkah Anda pelajaran mengenai sistem pencernaan, sistem pernapasan, sistem peredaran darah, sistem gerak, sistem reproduksi, dan sistem transportasi yang Anda pelajari di SMP? Masing-masing sistem itu terbentuk oleh beberapa organ.

Misalnya, sistem pencernaan terdiri atas organ-organ pencernaan, yaitu mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, dan anus. Jadi, sistem organ adalah kumpulan organ yang saling berhubung­an, bekerja sama, dan berinteraksi mem­bentuk suatu sistem untuk menangani pekerjaan tertentu. Kajian yang akan dipelajari meliputi fungsi dari berbagai sistem dalam mendukung kehidupan, penyusun sistem, cara kerja sistem, serta kelainan atau gangguan yang terjadi pada sistem tersebut.

Anda sudah mengetahui sistem organ manusia, bagaimana dengan sistem organ pada tumbuhan? Sistem organ tumbuhan pada umumnya terdiri atas:

1. sistem pengangkutan yang meliputi pembuluh kayu dan pembuluh tapis;
2. sistem pernapasan, terdiri atas stomata (mulut daun) dan pembuluh pengangkut;
3. sistem reproduksi (perkembangbiakan), terdiri atas putik dan benang sari pada bunga.

6. Objek Tingkat Individu

Setiap manusia melakukan proses hidup dalam tubuhnya. Proses hidup ini berjalan terpisah dan berbeda dalam tiap-tiap tubuh manusia. Jadi, kita masing-masing merupakan individu. Bagaimana dengan tiap-tiap ekor sapi, tiap-tiap ikan, tiap-tiap batang pohon karet, dan sebagainya? Dapatkah Anda membedakan antara individu satu dengan yang lain?

Kadang-kadang organisme yang sama berkelompok menjadi satu sehingga secara keseluruhan terlihat sebagai satu individu, tetapi tidak demikian jika diselidiki lebih lanjut. Untuk itu, perlu dipelajari lebih lanjut tentang kajian biologi yang meliputi jenis-jenis organisme, kedudukan secara taksonomis, cara memperoleh makanan, cara bereproduksi, cara bergerak, cara mempertahankan diri, dan cara beradaptasi terhadap lingkungannya.

7. Objek Tingkat Populasi

Anda sudah memahami pengertian ‘individu’. Sekelompok individu sejenis yang tinggal di suatu tempat pada waktu tertentu disebut ‘populasi’. Contoh populasi, yaitu sepuluh tanaman bunga mawar di kebun bunga; sepasang merpati atau kupu-kupu di taman bunga. Coba Anda sebutkan contoh populasi yang lain!

Objek kajian biologi pada tingkat populasi ini meliputi perkembangan populasi, angka atau jumlah kelahiran/kematian, perpindahan atau migrasi, kompetisi atau persaingan antaranggota populasi dalam memperebutkan pasangan, makanan, atau tempat.

8. Objek Tingkat Ekosistem

Cobalah Anda amati tempat-tempat yang ada di sekitar rumah atau tempat tinggal Anda, seperti sawah, sungai, ladang, kebun, halaman sekolah atau rumah, kolam, akuarium! Benda-benda apa saja yang ada di tempat tersebut? Anda tentu sudah mengetahui bahwa di tempat-tempat itu ada benda mati (abiotik) seperti tanah, air, udara, batu/kerikil, cahaya matahari, bahkan ada kotoran hewan. Selain itu, ada pula benda hidup (biotik) seperti bermacam-macam jenis tumbuhan serta bermacam-macam jenis hewan. Pada tempat tersebut kedua macam komponen akan membentuk hubungan saling ketergantungan (interaksi) yang menjadi unsur-unsur suatu ekosistem.

Kajian biologi pada tingkat ekosistem meliputi berbagai jenis ekosistem, komponen biotik dan abiotik penyusun ekosistem, fungsi masing-masing komponen dalam ekosistem, hubungan antara makhluk hidup dan ling­kungannya, aliran energi, rantai makanan, serta jaring-jaring makanan.Selain memiliki wilayah yang jauh lebih luas, bioma juga memiliki ciri khas, yaitu dipengaruhi adanya iklim tertentu. Objek kajian biologi pada tingkat bioma meliputi berbagai macam bioma yang ada di dunia dan dipengaruhi oleh iklim, misalnya curah hujan, kelembapan, suhu, dan angin.

D. PERANAN BIOLOGI DALAM KEHIDUPAN

Dengan mempelajari ilmu biologi, diharapkan Anda dapat memanfaat­kan pengetahuan tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Peranan biologi dalam kehidupan, yaitu membentuk manusia agar sadar terhadap hidup dan kehidupan dalam lingkungannya.

Telah Anda pelajari bahwa objek kajian biologi mengenai makhluk hidup sangat luas, mulai dari tingkat molekul sampai tingkat bioma sehingga diharapkan memiliki pemahaman yang lebih mendalam mengenai diri sendiri untuk meningkatkan kualitas hidup, memiliki pengetahuan untuk memanfaatkan sumber daya alam hayati lalu mengolahnya bagi pemenuhan kebutuhan manusia secara optimal, dan berupaya melakukan pelestarian sumber daya alam hayati itu agar tidak punah.

Sejalan dengan kemajuan biologi serta teknologi yang berkembang pesat seperti sekarang, maka berbagai kebutuhan manusia lebih bisa dipenuhi, misalnya dengan teknologi rekayasa genetika dapat dibuat berbagai jenis organisme dengan sifat-sifat unggul, seperti ditemukannya bibit-bibit unggul, baik pada tanaman maupun hewan yang dapat dimanfaatkan untuk kebu­tuhan manusia. Dengan kemajuan bioteknologi, dapat ditemukan pula sumber makanan baru. Selain itu, dengan pengetahuan biologi, para ilmuwan dapat menemukan penyebab penyakit, penyebarannya, serta cara penularannya sehingga dapat ditemukan pula cara yang mudah untuk menanggulangi atau memberantas penyakit tersebut.