Ruang Lingkup Biologi dan Klasifikasi Makhluk Hidup

Ruang Lingkup dan Organisasi Biologi

  • Definisi Ruang Lingkup Biologi: Biologi adalah cabang ilmu yang mempelajari segala sesuatu mengenai makhluk hidup.
  • Obyek Biologi: Biologi mengkaji obyek yang sangat luas, mulai dari tingkatan yang paling sederhana hingga tingkatan yang paling kompleks.
  • Tingkatan Organisasi Kehidupan: Urutan hirarki obyek biologi adalah sebagai berikut:
    • Molekul: Tingkatan paling sederhana yang menyusun makhluk hidup.
    • Sel: Unit fungsional dan struktural terkecil dari makhluk hidup.
    • Jaringan: Kumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama.
    • Organ: Kumpulan berbagai jaringan yang bekerja sama melakukan fungsi tertentu.
    • Sistem Organ: Kumpulan berbagai organ yang saling berinteraksi dan bekerja sama.
    • Organisme/Individu: Makhluk hidup tunggal.
    • Populasi: Kumpulan individu sejenis yang menempati area tertentu pada waktu yang sama.
    • Komunitas: Seluruh populasi dari berbagai spesies yang hidup bersama di suatu wilayah.
    • Ekosistem: Hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungan abiotiknya.
    • Bioma: Ekosistem besar yang ditandai oleh vegetasi dominan dan dipengaruhi oleh kondisi iklim regional.
    • Biosfer: Seluruh ekosistem di planet bumi.

Cabang-Cabang Ilmu Biologi

Berikut adalah sepuluh cabang ilmu biologi beserta fokus studinya:

  • Zoologi: Ilmu yang mempelajari tentang hewan.
  • Botani: Ilmu yang mempelajari tentang tumbuhan.
  • Mikrobiologi: Ilmu yang mempelajari tentang mikroorganisme.
  • Bakteriologi: Ilmu yang mempelajari tentang bakteri.
  • Virologi: Ilmu yang mempelajari tentang virus.
  • Sitologi: Ilmu yang mempelajari tentang sel.
  • Histologi: Ilmu yang mempelajari tentang jaringan.
  • Morfologi: Ilmu yang mempelajari tentang bentuk atau ciri luar makhluk hidup.
  • Genetika: Ilmu yang mempelajari tentang pewarisan sifat.
  • Ekologi: Ilmu yang mempelajari tentang hubungan timbal balik antara makhluk hidup dan lingkungannya.

Metode Ilmiah dan Variabel Penelitian

Metode Ilmiah didefinisikan sebagai serangkaian metode yang berfungsi untuk memecahkan masalah dan memperoleh fakta secara ilmiah. Langkah-langkahnya meliputi:

  1. Masalah atau Penemuan Masalah: Mengidentifikasi apa yang ingin diketahui.
  2. Observasi (Pengamatan): Melakukan pengumpulan data awal yang relevan dengan masalah.
  3. Hipotesis: Membuat dugaan sementara yang harus dibuktikan melalui eksperimen.
  4. Eksperimen atau Percobaan: Tahap pembuktian hipotesis.
  5. Kesimpulan: Menentukan apakah hipotesis diterima atau ditolak berdasarkan hasil eksperimen.

Variabel Penelitian dalam eksperimen dibagi menjadi tiga jenis:

  1. Variabel Bebas (Independen): Variabel perlakuan yang dimanipulasi atau diperlakukan secara berbeda-beda.
  2. Variabel Terikat (Respon): Variabel hasil yang diamati atau diukur sebagai respon terhadap variabel bebas.
  3. Variabel Kontrol: Variabel yang dibuat tetap atau disamakan di seluruh kelompok percobaan.

Konsep Keanekaragaman Hayati

Keanekaragaman hayati terbagi menjadi tiga tingkatan utama:

  1. Keanekaragaman Gen: Variasi di dalam satu jenis (spesies) makhluk hidup.
    • Penyebab: Muncul akibat perkawinan atau persilangan dua individu dalam satu spesies.
    • Contoh: Variasi warna pada bunga mawar (mawar merah, mawar putih, mawar merah muda); variasi pada kelapa (kelapa gading, kelapa kopyor, kelapa hijau).
  2. Keanekaragaman Jenis: Variasi spesies dalam satu famili (suku).
    • Contoh: Suku Palmae yang terdiri dari kelapa, pinang, dan aren.
  3. Keanekaragaman Ekosistem: Variasi lingkungan tempat tinggal makhluk hidup, yang secara garis besar dibagi menjadi ekosistem air dan ekosistem darat.

Karakteristik Ekosistem Darat

  • Hutan Hujan Tropis:
    • Curah hujan sangat tinggi.
    • Pohon-pohon tinggi mencapai 55 m55\,m.
    • Kanopi pohon membentuk tudung rapat.
    • Terdapat tumbuhan liana (merambat) dan epifit (menempel).
  • Sabana:
    • Berupa padang rumput yang diselingi oleh pohon-pohon.
    • Terletak di daerah tropis.
    • Fauna: Macan tutul, kijang, zebra, dan singa.
  • Hutan Gugur:
    • Curah hujan merata sepanjang tahun.
    • Tumbuhan berdaun lebar.
    • Musim dingin: Air membeku, tumbuhan tidak berfotosintesis.
    • Musim panas: Daun bersemi dan aktif berfotosintesis.
  • Tundra:
    • Terletak di daerah dingin/kutub.
    • Musim dingin: Tanpa cahaya matahari selama 99 bulan.
    • Musim panas: Hanya berlangsung selama 33 bulan.
  • Taiga:
    • Terletak di daerah sub tropis atau pegunungan beriklim dingin.
    • Perbedaan suhu antara musim panas dan dingin sangat tinggi.
  • Gurun:
    • Curah hujan sangat rendah.
    • Tanah tandus dan tidak mampu menyimpan air.
    • Laju evaporasi sangat tinggi dengan kelembaban udara rendah.
    • Suhu ekstrim: Siang hari mencapai 60∘C60^{\circ}C dan malam hari mencapai 0∘C0^{\circ}C.

Dasar-Dasar Klasifikasi Makhluk Hidup

Klasifikasi adalah pengelompokkan makhluk hidup berdasarkan persamaan dan perbedaan ciri. Terdapat tiga sistem klasifikasi:

  1. Klasifikasi Alami: Diperkenalkan oleh Aristoteles. Membagi makhluk hidup dalam dua kingdom (Animalia dan Plantae) berdasarkan habitat, perilaku, ukuran, dan struktur. Contoh: Mengelompokkan tanaman menjadi semak, perdu, atau pohon berdasarkan tingginya.
  2. Klasifikasi Buatan (Artifisial): Diperkenalkan oleh Carolus Linnaeus (Carl Von Linne). Didasarkan pada ciri morfologi dan alat reproduksi tanpa mempedulikan hubungan kekerabatan.
  3. Klasifikasi Sistem Filogenetik: Didasarkan pada hubungan kekerabatan antar organisme. Semakin banyak persamaan ciri, semakin dekat hubungan kekerabatannya.

Taksonomi dan Binomial Nomenklatur

Taksonomi adalah ilmu yang mempelajari pengelompokkan makhluk hidup untuk menentukan kedudukan dan hubungan kekerabatannya.

Hirarki Takson:

  • Hewan: Kingdom – Filum – Kelas – Ordo – Familia – Genus – Spesies
  • Tumbuhan: Kingdom – Divisi – Kelas – Ordo – Familia – Genus – Spesies

Binomial Nomenklatur adalah aturan penamaan ilmiah ganda dengan ketentuan sebagai berikut:

  • Terdiri dari dua kata atau lebih.
  • Kata pertama diawali huruf kapital (sebagai penunjuk Genus).
  • Kata kedua diawali huruf kecil (sebagai penunjuk Spesies).
  • Ditulis dengan cetak miring (italics) atau digarisbawahi.
  • Jika terdiri dari dua kata penunjuk spesies, dihubungkan dengan tanda hubung (-).
  • Contoh: Hibiscus rosa-sinensis.

Latihan Soal dan Pembahasan

Pertanyaan 1: Obyek Permasalahan Biologi (UTBK 2019) Seorang peneliti mengembangkan tanaman transgenik melalui teknik rekombinasi DNA. Teknik tersebut dipelajari dalam obyek biologi tingkat apa?

  • Jawaban: B (Molekul).
  • Pembahasan: Karena DNA merupakan molekul asam nukleat penentu sifat.

Pertanyaan 2: Variabel Penelitian (UTBK 2019) Percobaan dilakukan pada kutu air Daphnia pulex dalam empat gelas beker dengan suhu air yang berbeda (5∘C,15∘C,25∘C,35∘C5^{\circ}C, 15^{\circ}C, 25^{\circ}C, 35^{\circ}C). Apa variabel bebasnya?

  • Data Hasil Pengamatan:
    • Beker I (5∘C5^{\circ}C): Rata-rata denyut jantung 41 per menit41\,\text{per menit}.
    • Beker II (15∘C15^{\circ}C): Rata-rata denyut jantung 119 per menit119\,\text{per menit}.
    • Beker III (25∘C25^{\circ}C): Rata-rata denyut jantung 202 per menit202\,\text{per menit}.
    • Beker IV (35∘C35^{\circ}C): Rata-rata denyut jantung 281 per menit281\,\text{per menit}.
  • Jawaban: C (Suhu air).
  • Pembahasan: Suhu air adalah faktor yang sengaja dibuat berbeda (perlakuan).

Pertanyaan 3: Dampak Pembangunan Pabrik (UTBK 2019) Mengapa pemindahan pabrik ke luar kota dianggap kurang tepat secara biologi?

  • Jawaban: B (Mengurangi keanekaragaman hayati).
  • Pembahasan: Pembangunan merusak habitat asli seperti hutan.

Pertanyaan 4: Peran Jamur dalam Ekosistem (SM UNY 2017) Apa yang terjadi jika populasi jamur dihilangkan dari ekosistem hutan tropis?

  • Jawaban: C (Ekosistem menjadi tidak seimbang).
  • Pembahasan: Jamur berperan sebagai dekomposer (pengurai).

Pertanyaan 5: Kepunahan Fauna Hutan Hujan Tropis (SM UNY 2017) Penyebab utama kepunahan organisme di hutan hujan tropis adalah?

  • Jawaban: B (Hilangnya habitat).

Pertanyaan 6: Garis Wallace (SBMPTN 2016) Garis ini memisahkan fauna Asia dan Australis di wilayah Indonesia. Perbedaan kontras terjadi antara pulau apa?

  • Jawaban: B (Lombok dan Bali).
  • Pembahasan: Garis Wallace melintasi selat antara Bali dan Lombok serta Borneo dan Sulawesi.

Pertanyaan 7: Kesesuaian Kelas dan Habitat (SBMPTN 2015) Manakah pasangan yang benar?

  1. Kangguru (Mamalia) - Papua
  2. Kasuari (Aves) - Papua
  3. Komodo (Reptilia) - NTT
  4. Anoa (Mamalia) - Sulawesi
  5. Nuri Raja (Aves) - Maluku/Papua
  6. Penyu Hijau (Reptilia) - Jawa
  • Jawaban: C ((22) dan (44)).

Pertanyaan 8: Pelestarian Eks Situ (UTBK 2019) Apa tujuan dari pelestarian eks situ?

  • Jawaban: B (Melestarikan plasma nutfah yang langka).
  • Pembahasan: Dilakukan di luar habitat asli untuk mencegah kepunahan.

Pertanyaan 9: Ciri Habitat Gurun (SBMPTN 2016) Manakah ciri utama gurun?

  • Jawaban: A (Air berada dalam bentuk uap air).
  • Pembahasan: Karena laju evaporasi yang sangat tinggi.

Pertanyaan 10: Kekerabatan Terdekat (UTBK 2019) Berdasarkan tabel takson, hewan mana yang paling dekat kekerabatannya?

  • Hewan I: Genus Huia, Spesies Huia sumatrana
  • Hewan IV: Genus Huia, Spesies Huia mansonii
  • Jawaban: C (I dan IV).
  • Pembahasan: Memiliki nama genus yang sama menunjukkan kekerabatan lebih dekat.

Pertanyaan 11: Istilah Kekerabatan Dendogram (SBMPTN 2019) Apa istilah kekerabatan untuk kelompok yang diturunkan dari dua atau lebih nenek moyang yang berbeda?

  • Jawaban: E (Polifiletik).
  • Definisi Tambahan:
    • Monofiletik: Nenek moyang tunggal untuk semua turunan.
    • Parafiletik: Tidak meliputi semua spesies dari nenek moyang yang sama.

Pertanyaan 12: Ciri Utama Makhluk Hidup (UM UGM 2016) Apa syarat utama sesuatu disebut makhluk hidup?

  • Jawaban: A (Memiliki bahan genetik).
  • Pembahasan: Agar mampu bereproduksi dan melanjutkan keturunan.

Pertanyaan 13: Keanekaragaman Tingkat Jenis (UTBK 2019) Manakah kelompok yang merupakan keanekaragaman tingkat jenis dalam satu genus/famili?

  • Jawaban: A (Aren, kelapa, pinang).

Pertanyaan 14: Dasar Pengelompokkan Ordo Karnivora (UTBK 2019) Kucing, rubah, dan harimau dalam ordo yang sama berdasarkan apa?

  • Jawaban: E (Jenis makanan).

Pertanyaan 15: Penamaan Padi (UTBK 2019) Dalam nama Oryza sativa var Memberamo, apa arti kata "Oryza" dan "Memberamo"?

  • Jawaban: E (Genus dan penunjuk varietas).