Cara Mengamati Sel Dengan Mikroskop

Cara Mengamati Sel Dengan Mikroskop

Sel berukuran sangat kecil atau bersifat mikroskopis. Oleh karena itu, diperlukan alat khusus untuk mengamati sel secara jelas. Alat inilah yang dikenal sebagai mikroskop.

Saat ini telah dikenal beberapa jenis mikroskop dari yang sederhana hingga yang canggih. Jenis-jenis mikroskop tersebut yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.

Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya biasa kita gunakan di laboratorium.

Adapun ciri-ciri mikroskop cahaya sebagai berikut.

1) Mikroskop cahaya biasanya digunakan untuk mengamati morfologi objek yang dilihat.

2) Mikroskop cahaya menggunakan cahaya sebagai sumber penerangan. Oleh karena itu, diperlukan lensa untuk memperbesar bayangan benda.

3) Preparat (sediaan) harus tembus cahaya supaya dapat diamati dengan jelas. Oleh karena itu, preparat harus diiris setipis mungkin dengan ketebalan tidak lebih dari 50 mikron. Biasanya menggunakan medium air yang diteteskan ke atas gelas benda.

4) Objek dapat diamati dalam keadaan hidup atau mati.

5) Pengamat dapat mengamati langsung melalui lensa okuler sehingga pengamat dapat mengetahui bentuk, warna, dan gerakan objek.

6) Bayangan dapat diperbesar hingga mencapai 100×, 400×, dan 1.000×.

Anda pernah mempelajari mengenai mikroskop cahaya ketika duduk di kelas VII SMP. Sekarang cobalah Anda ingatingat kembali cara menggunakan mikroskop cahaya tersebut. Setelah itu, lakukan kegiatan berikut.

Mengamati Sel Gabus

Sediakan mikroskop, gelas benda, gelas penutup, pisau atau silet tajam, pinset, air, dan gabus kering dari batang ketela pohon. Sayatlah gabus setipis mungkin secara melintang. Letakkan di tengah gelas benda dan tetesi dengan air. Tutuplah secara hati-hati dengan gelas penutup. Setelah itu pasanglah sediaan pada meja preparat dan amatilah dengan perbesaran lemah. Gambarlah dan beri keterangan.

Pertanyaan:

1. Bagaimana bentuk sel gabus?
2. Dapatkah Anda mengamati sel gabus dengan mikroskop cahaya? Mengapa?
3. Bandingkan gambar Anda dengan gambar di bawah. Apakah ada perbedaan?
4. Apa kesimpulan Anda mengenai mikroskop cahaya?

Buatlah laporan tertulis hasil eksperimen ini dan kumpulkan kepada bapak atau ibu guru Anda.

Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron merupakan hasil perkembangan yang lebih maju dari mikroskop cahaya. Adapun ciri-ciri mikroskop elektron sebagai berikut.

1) Mikroskop elektron menggunakan elektron sebagai pengganti cahaya dan medan magnet sebagai pengganti lensa. Bayangan ditampilkan di layar monitor.
2) Biasanya digunakan untuk mengamati bagian-bagian sel, misalnya organel, membran, atau molekul besar seperti DNA.
3) Tidak dapat digunakan untuk mengamati objek yang masih hidup.
4) Objek yang akan diamati harus sangat tipis dan berada di ruang hampa udara agar dapat ditembus elektron.
5) Bayangan yang diperoleh dapat diperbesar hingga mencapai sejuta kali.

Bagaimana Sel Dapat Diamati dengan Jelas?

Gambaran sebuah sel beserta bagian-bagiannya pada awalnya memang sukar diperoleh. Namun, dengan semakin berkembang ilmu pengetahuan dan teknologi gambaran sel mudah diperoleh.

Diperlukan sayatan sel yang tipis untuk mendapatkan gambaran sel secara rinci. Demikian pula dengan cara pewarnaan yang benar dan alat optik yang memadai. Tiap-tiap spesimen jaringan diwarnai kemu-dian dipotong menggunakan alat khusus, yaitu mikrotom. Dari hasil pemotongan ini akan didapatkan selapis jaringan sangat tipis. Irisan ini kemudian dipasang pada film negatif. Hasil irisan mikrotom berupa preparat dengan ketebalan satu sel. Oleh karena itu, hampir semua detail sel dapat diamati pada saat yang sama.

Mikroskop elektron ada dua macam, yaitu mikroskop elektron skaning (SEM : Scanning Electron Microscope) dan mikroskop elektron transmisi (TEM : Transmission Electron Microscope). Mikroskop elektron skaning digunakan untuk mengamati secara detail permukaan sel, sedangkan mikroskop elektron transmisi digunakan untuk mengamati struktur internal sel.

Di depan, Anda telah melakukan kegiatan mengamati sel gabus dengan mikroskop cahaya. Bagaimana bentuk sebuah sel jika diamati dengan mikroskop elektron? Telah disebutkan di depan bahwa mikroskop elektron mempunyai daya perbesaran yang lebih besar daripada mikroskop cahaya, yaitu dengan perbesaran maksimum 1.000.000 kali. Sekarang, lakukanlah kegiatan berikut untuk membandingkan hasil pengamatan sel-sel daun menggunakan mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.

Membandingkan Hasil Pengamatan Sel Daun Menggunakan Mikroskop Cahaya dan Mikroskop Elektron

Sediakan mikroskop, gelas benda, gelas penutup, pisau atau silet tajam, pinset, air, dan daun yang ada di sekitar Anda. Sayatlah daun tersebut setipis mungkin secara melintang. Letakkan sayatan tersebut di tengah gelas benda dan tetesi dengan air. Tutuplah secara hati-hati dengan gelas penutup.

Setelah itu pasanglah sediaan pada meja preparat dan amatilah. Mulailah dari perbesaran lemah terlebih dahulu. Gambarlah dan beri keterangan. Bandingkan hasil pengamatan Anda dengan gambar sel daun hasil pengamatan yang menggunakan mikroskop elektron (perhatikan gambar di bawah).

Pertanyaan:

1. Bagaimana bentuk sel daun yang Anda amati dengan mikroskop cahaya? Bagian-bagian apa saja yang bisa Anda amati?

2. Bandingkan hasil pengamatan Anda dengan gambar sel daun yang diamati dengan mikroskop elektron di depan. Apakah sel daun yang Anda amati sama dengan gambar tersebut? Manakah yang lebih jelas? Mengapa demikian?

3. Apa kesimpulan Anda mengenai mikroskop cahaya dan mikroskop elektron? Tulislah laporan hasil eksperimen Anda dan kumpulkan kepada bapak atau ibu guru. Tahukah Anda, bahwa sel yang telah Anda amati terlihat lebih besar dari ukuran sebenarnya. Ukuran sel yang sesungguhnya jauh lebih kecil daripada yang tampak di mikroskop. Oleh karena itu, diperlukan pengetahuan tentang mikrometri untuk mengetahui ukuran sel yang sebenarnya. Mikrometri merupakan pengukuran preparat di bawah mikroskop untuk mengetahui ukuran (tebal atau panjang) sel atau bagian sel yang diamati. Apakah Anda sudah mengetahui bagian-bagian sel itu? Nah, pada subbab berikutnya Anda akan mempelajari struktur dan fungsi bagian-bagian sel.

4. Mengapa mikroskop elektron tidak dapat digunakan untuk mengamati objek yang masih hidup?

5. Jika Anda ingin mengamati bagian-bagian sel seperti mitokondria, mikroskop apa yang akan Anda gunakan? Mengapa Anda memilih jenis mikroskop tersebut?

Jawablah soal-soal berikut.

1. Mengapa sel disebut sebagai unit fungsional pada makhluk hidup? Jelaskan jawaban Anda.

2. Mengapa pada mikroskop cahaya harus menggunakan preparat tembus cahaya? Berdasarkan teori-teori sel yang telah dikemukakan di depan, penelitian mengenai sel pun semakin berkembang. Akhirnya, dapat diketahui struktur sel dan fungsi bagian-bagian sel. Bagaimana struktur sel itu? Apa fungsi bagian-bagian sel itu?

Sejarah Penemuan Sel

Sejarah Penemuan Sel

Secara struktural, sel merupakan penyusun makhluk hidup. Ada makhluk hidup bersel satu, ada pula yang bersel banyak. Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup. Sel tidak dapat dibagibagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil dan dapat berdiri sendiri. Sel juga merupakan kesatuan fungsional kehidupan. Ini berarti sel dapat melakukan proses kehidupan seperti perombakan, sintesis, respirasi, dan lain-lain. Anda telah mempelajari sedikit tentang sel ketika masih di SMP. Bab ini akan membahas tentang struktur sel dan fungsinya secara lebih mendalam.

Sebelum mempelajari struktur dan fungsi sel, terlebih dahulu kita akan mempelajari sejarah penemuan sel dan cara mengamati sel.

Pada tahun 1665, Robert Hooke mengamati sayatan gabus dari batang Quercus suber menggunakan mikroskop. Ia menemukan adanya ruang-ruang kosong yang dibatasi dinding tebal dalam pengamatannya. Robert Hooke menyebut ruangruang kosong tersebut dengan istilah cellulae artinya sel. Sel yang ditemukan Robert Hooke merupakan sel-sel gabus yang telah mati. Perhatikan Gambar 1.1. Sejak penemuan itu, beberapa ilmuwan berlomba untuk mengetahui lebih banyak tentang sel.

Ilmuwan Belanda bernama Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723) merancang sebuah mikroskop kecil berlensa tunggal. Lihat Gambar 1.2. Mikroskop itu digunakan untuk mengamati air rendaman jerami. Ia menemukan organisme yang bergerak-gerak di dalam air, yang kemudian disebut bakteri. Antonie van Leeuwenhoek merupakan orang pertama yang menemukan sel hidup.

Perkembangan penemuan tentang sel mendorong berkembangnya persepsi tentang sel. Dari sinilah kemudian lahir teori-teori tentang sel. Beberapa teori tentang sel sebagai berikut.

Sel Merupakan Kesatuan atau Unit Struktural Makhluk Hidup

Teori ini dikemukakan oleh Jacob Schleiden (1804–1881) dan Theodor Schwan (1810–1882). Tahun 1839 Schleiden, ahli botani berkebangsaan Jerman, mengadakan pengamatan mikroskopis terhadap sel tumbuhan. Pada waktu yang bersamaan Theodor Schwan melakukan pengamatan terhadap sel hewan. Dari hasil pengamatannya mereka menarik kesimpulan sebagai berikut.

1) Tiap makhluk hidup terdiri dari sel.

2) Sel merupakan unit struktural terkecil pada makhluk hidup.

3) Organisme bersel tunggal terdiri dari sebuah sel, organisme lain yang tersusun lebih dari satu sel disebut organisme bersel banyak.

Tahukah Anda apa yang dimaksud dengan Biolog? Biolog itu artinya ahli biologi.

Sel Sebagai Unit Fungsional Makhluk Hidup

Max Schultze (1825–1874) menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan. Protoplasma bukan hanya bagian struktural sel, tetapi juga merupakan bagian penting sel sebagai tempat berlangsung reaksi-reaksi kimia kehidupan. Berdasarkan hal ini muncullah teori sel yang menyatakan bahwa sel merupakan kesatuan fungsional kehidupan.

Sel Sebagai Unit Pertumbuhan Makhluk Hidup

Rudolph Virchow (1821–1902) berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae (semua sel berasal dari sel sebelumnya).

Sel Sebagai Unit Hereditas Makhluk Hidup

Ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong penemuan unit-unit penurunan sifat yang terdapat dalam nukleus, yaitu kromosom. Dalam kromosom terdapat gen yang merupakan unit pembawa sifat. Melalui penemuan ini muncullah teori bahwa sel merupakan unit hereditas makhluk hidup.

Penemuan-penemuan yang mendukung perkembangan teori sel sebagai berikut.

1) Robert Brown (1812), Biolog Skotlandia, menemukan benda kecil terapung dalam cairan sel yang ia sebut nukleus.
2) Felix Durjadin (1835), beranggapan bahwa bagian terpenting sel adalah cairan sel yang sekarang disebut protoplasma.
3) Johanes Purkinye (1787–1869), orang pertama yang mengajukan istilah protoplasma untuk menamai bahanembrional sel telur.

Sel Tumbuhan

Sel Tumbuhan

Sel Tumbuhan

Sel tumbuhan adalah sel eukariotik yang berbeda dalam beberapa hal penting dari sel-sel organisme eukariotik lainnya. Ciri khas mereka termasuk:

Sebuah vakuola sentral yang besar, volume berisi air tertutup oleh membran yang dikenal sebagai tonoplast mempertahankan turgor sel, mengontrol pergerakan molekul di antara sitosol dan getah, menyimpan bahan berguna dan mencerna protein limbah dan organel.

Sebuah dinding sel terdiri dari selulosa dan hemiselulosa, pektin dan lignin dalam banyak kasus, disekresikan oleh protoplas pada bagian luar membran sel. Ini kontras dengan dinding sel jamur (yang terbuat dari kitin), dan bakteri, yang terbuat dari peptidoglikan.

Khusus komunikasi sel-sel jalur yang dikenal sebagai plasmodesmata, pori-pori pada dinding sel primer melalui mana plasmalemma dan retikulum endoplasma dari sel yang bersebelahan adalah kontinu.

Plastida, yang paling menyolok adalah kloroplas, yang mengandung klorofil pigmen berwarna hijau yang digunakan untuk menyerap sinar matahari dan digunakan oleh tumbuhan untuk membuat makanan sendiri dalam proses ini dikenal sebagai fotosintesis. Jenis lain dari plastid adalah amyloplasts, khusus untuk penyimpanan pati, elaioplasts khusus untuk penyimpanan lemak, dan chromoplasts khusus untuk sintesis dan penyimpanan pigmen. Seperti dalam mitokondria, yang memiliki genom 37 gen encoding, plastida memiliki genom mereka sendiri dari sekitar 100-120 gen yang unik dan, dianggap, muncul sebagai endosymbionts prokariotik yang hidup dalam sel-sel nenek moyang eukariotik awal tanaman darat dan ganggang.

Your pembagian dengan pembangunan phragmoplast sebagai template untuk membangun piring sel terlambat dalam sitokinesis adalah karakteristik dari tanaman darat dan beberapa kelompok alga, terutama Charophytes dan Trentepohliales Orde
Sperma bryophytes dan pteridophytes memiliki flagellae sama dengan yang di hewan, tetapi tumbuhan tingkat tinggi, (termasuk Gymnospermae dan tanaman berbunga) tidak memiliki flagellae dan sentriol yang hadir dalam sel hewan.

Jenis Sel Tumbuhan

Sel parenkim hidup sel yang memiliki fungsi beragam mulai dari penyimpanan dan dukungan terhadap beban fotosintesis dan floem (sel transfer). Terlepas dari xilem dan floem ikatan pembuluh pada mereka, daun terdiri terutama dari sel parenkim. Beberapa sel parenkim, seperti dalam epidermis, mengkhususkan diri untuk penetrasi cahaya dan fokus atau peraturan dari pertukaran gas, tetapi yang lain di antara sel-sel khusus paling tidak dalam jaringan tanaman, dan dapat tinggal totipoten, mampu membagi untuk menghasilkan populasi baru sel dibeda-bedakan, sepanjang hidup mereka. Sel parenkim memiliki tipis, dinding primer permeabel memungkinkan pengangkutan molekul kecil di antara mereka, dan sitoplasma mereka bertanggung jawab untuk berbagai fungsi biokimia seperti sekresi nektar, atau pembuatan produk sekunder yang mencegah herbivora. Sel parenkim yang mengandung kloroplas banyak dan terutama menaruh perhatian fotosintesis disebut sel chlorenchyma. Lainnya, seperti sebagian besar sel-sel parenkim di umbi kentang dan kotiledon benih dari kacang-kacangan, memiliki fungsi penyimpanan.

Sel collenchyma – collenchyma sel hidup pada saat jatuh tempo dan hanya memiliki dinding primer. Sel-sel dewasa dari derivatif meristem yang awalnya menyerupai parenkim, tetapi perbedaan dengan cepat menjadi jelas. Plastida tidak mengembangkan, dan aparat sekretori (ER dan Golgi) berproliferasi untuk mengeluarkan dinding primer tambahan. Dinding adalah yang paling sering paling tebal di sudut, di mana tiga atau lebih sel bersentuhan, dan tertipis di mana hanya dua sel bersentuhan, meskipun pengaturan lain dari penebalan dinding yang mungkin.

Pektin dan hemiselulosa adalah konstituen dominan dinding sel collenchyma dari angiosperma dicotyledon, yang mungkin mengandung sesedikit 20% dari selulosa dalam Petasites collenchyma sel biasanya cukup memanjang, dan dapat membagi melintang untuk memberikan penampilan septate.. Peran jenis sel adalah untuk mendukung tanaman di sumbu masih tumbuh panjang, dan untuk memberikan fleksibilitas dan kekuatan tarik pada jaringan. Dinding primer tidak memiliki lignin yang akan membuatnya sulit dan kaku, sehingga jenis sel memberikan apa yang bisa disebut dukungan plastik – Dukungan yang dapat memegang batang muda atau tangkai daun ke udara, tetapi dalam sel yang dapat ditarik sebagai sel-sel di sekitar mereka memanjang. Dukungan merenggang (tanpa snap-kembali elastis) adalah cara yang baik untuk menggambarkan apa collenchyma tidak. Bagian dari string dalam seledri adalah collenchyma.

Sclerenchyma sel – sel sclerenchyma (dari skleros Yunani, keras) adalah sel keras dan sulit dengan satu fungsi dalam dukungan mekanis. Mereka terdiri dari dua jenis yang luas – sclereids atau sel batu dan serat. Sel-sel mengembangkan dinding sel sekunder ekstensif yang ditetapkan di bagian dalam dinding sel primer. Dinding sekunder diresapi dengan lignin, sehingga sulit dan kedap air. Dengan demikian, sel-sel tidak bisa bertahan untuk ‘selama mereka tidak bisa bertukar materi yang cukup untuk mempertahankan metabolisme aktif. Sel sclerenchyma biasanya mati pada saat jatuh tempo fungsional, dan sitoplasma hilang, meninggalkan rongga sentral kosong.

Fungsi untuk sel sclereid (sel keras yang memberi daun atau buah tekstur berpasir) termasuk herbivora mengecilkan hati, dengan bagian-bagian pencernaan kecil merusak dalam tahap larva serangga, dan perlindungan fisik (jaringan padat sel sclereid keras membentuk dinding lubang di persik dan banyak lain buah-buahan). Fungsi serat termasuk penyediaan dukung beban dukungan dan kekuatan tarik pada daun dan batang tanaman herba. Sclerenchyma serat tidak terlibat dalam konduksi, baik air dan nutrisi (seperti dalam xilem) atau senyawa karbon (seperti dalam floem), tetapi ada kemungkinan bahwa mereka mungkin telah berevolusi sebagai modifikasi dari inisial xilem dan floem pada tanaman darat awal.

Jenis Jaringan Sel Tumbuhan

Kelas-kelas utama sel membedakan dari sel meristematik dibedakan (analog dengan sel induk dari hewan) untuk membentuk struktur jaringan akar, batang, daun, bunga, dan struktur reproduksi.

Sel xilem yang memanjang sel dengan penebalan sekunder mengalami lignifikasi dari dinding sel. Sel xilem yang khusus untuk konduksi air, dan pertama kali muncul pada tanaman selama masa transisi mereka untuk mendarat pada periode Silur lebih dari 425 juta tahun yang lalu (lihat Cooksonia). Kepemilikan xilem mendefinisikan tumbuhan vaskular atau Tracheophytes. Tracheids xilem yang menunjukkan, sel-sel xilem memanjang, yang paling sederhana yang memiliki dinding sel primer dan terus menerus mengalami lignifikasi thickenings dinding sekunder dalam bentuk cincin, lingkaran, atau jaringan retikular. Tracheids lebih kompleks dengan katup-seperti disebut lubang perforasi berbatasan mencirikan gymnosperma. Para pakis dan pteridophytes lain dan gymnosperma hanya memiliki tracheids xilem, sedangkan angiosperma juga memiliki pembuluh xilem. Anggota kapal yang sel xilem berongga sejajar end-to-end, tanpa dinding akhir yang dirakit ke dalam tabung panjang yang berkesinambungan. Para bryophytes kekurangan sel xilem benar, tetapi sporofit mereka memiliki jaringan air-melakukan dikenal sebagai hidrome yang terdiri dari sel memanjang dari konstruksi sederhana.

Floem adalah jaringan khusus untuk konduksi makanan pada tumbuhan tingkat tinggi. Konduksi makanan adalah proses kompleks yang dilakukan di pabrik dengan bantuan sel khusus yang disebut sel floem. Sel-sel ini melakukan cairan inter-dan intra-seluler (makanan – protein dan elemen penting lainnya yang diperlukan oleh tanaman untuk metabolisme nya) melalui proses osmosis. Fenomena ini disebut pendakian getah pada tanaman. Floem terdiri dari dua jenis sel, tabung saringan dan sel-sel pendamping erat-terkait. Unsur-unsur tabung saringan tidak memiliki nuklei dan ribosom, dan metabolisme dan fungsi diatur oleh sel-sel pendamping nukleasi berdekatan. Tabung saringan bergabung end-to-end dengan ujung piring-perforasi antara dikenal sebagai pelat saringan, yang memungkinkan pengangkutan fotosintat antara elemen saringan. Sel pendamping, terhubung ke tabung saringan melalui plasmodesmata, bertanggung jawab untuk memuat floem dengan gula. Para bryophytes tidak memiliki floem, tetapi lumut sporofit memiliki jaringan sederhana dengan fungsi analog dikenal sebagai leptome tersebut.

Tanaman sel-sel epidermis mengkhususkan sel parenkim meliputi permukaan luar dari daun, batang dan akar. Sel-sel epidermis organ udara timbul dari lapisan dangkal sel yang dikenal sebagai tunika (L1 dan L2 lapisan) yang meliputi tanaman apeks pucuk, bahwa korteks dan jaringan vaskular muncul dari lapisan paling dalam dari apeks pucuk dikenal sebagai corpus (L3 layer). Epidermis akar berasal dari lapisan sel langsung di bawah tutup root.

Kulit ari semua organ udara, tetapi tidak akar, ditutupi dengan kutikula yang terbuat dari poliester cutin dengan lapisan dangkal lilin. Sel-sel epidermis dari tunas primer dianggap sebagai sel tanaman hanya dengan kapasitas biokimia untuk mensintesis cutin. Beberapa jenis sel mungkin ada dalam epidermis. Terkenal di antara ini adalah sel penjaga stomata, rambut kelenjar dan pakaian atau trikoma, dan rambut akar akar primer. Pada epidermis tunas tanaman yang paling, hanya sel penjaga memiliki kloroplas.

Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik

Istilah sel pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke, Ilmuwan Inggris, pada tahun 1665 yang berarti ruangan kosong. Ia meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop yang terdiri atas ruangan-ruangan yang dibatasi oleh dinding. Hal tersebut benar karena sel-sel gabus merupakan sel-sel yang telah mati sehingga di dalam sel tersebut kosong, tidak berisi.

Pada tahun 1839, seorang biolog Perancis, Felix Durjadin meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam rongga sel yang penyusunnya disebut sarcode. Johanes Purkinje (1789-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi protoplasma. Max Schultze (1825-1874), seorang anatomi mengemukakan protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan.

Theodore Schwann (1801-1881), seorang pakar zoologi Jerman, meneliti secara cermat dan intensif sel-sel hewan; dan Mathias Schleiden (1804-1881), pakar botani Jerman meneliti sel-sel tumbuhan. Berdasarkan hasil pengamatannya, kedua peneliti tersebut mengemukakan bahwa baik tubuh hewan maupun tubuh tumbuhan terdiri atas sel-sel.

Robert Brown (1831), seorang biolog Skotlandia, menemukan benda kecil yang melayang-layang dalam protoplasma. Benda tersebut diberi nama Inti (Nukleus). Sedangkan Rudolf Virchow mengatakan sel berasal dari sel “Omnis Cellula Cellula”. Dengan demikian sel merupakan kesatuan hereditas.

Perkembangan pengetahuan tentang sel tidak terlepas dari perkembangan ilmu di bidang lainnya. Dengan teknik pewarnaan secara histokimia dan penggunakan mikroskop elektron, terungkap bahwa di dalam sitoplasma, terdapat berbagai macam organel (organ kecil).

Semua sel mempunyai sifat-sifat dasar secara umum. Semua sel dibatasi oleh membran plasma. Di dalamnya terdapat bahan semicair yang dinamakan sitosol yang mengandung organel-organel. Semua sel mengandung kromosom, yang membawa gen-gen (DNA, asam nukleat deoksiribosa). Semua sel mengandung ribosom yang merupakan organel kecil yang berfungsi membentuk protein menurut instruksi dari gen.

Berdasarkan keadaan intinya, sel dibedakan dalam dua macam, yaitu: sel prokariotik dan sel eukariotik. Pada sel prokariotik, materi inti (DNA) terdapat dalam nukleoid yang tidak dibatasi oleh membran inti. Contoh sel prokariotik ialah bakteri, dan gangang biru yang termasuk Monera. Sedangkan pada sel eukariotik terdapat membran inti, yang memisahkan materi inti (DNA dan protein histon membentuk kromosom) dari sitoplasma. Sel eukariotik dijumpai pada Tumbuhan, Hewan, Cendawan, dan Protista. Sel bakteri dibatasi oleh membran plasma. Di dalamnya terdapat nukleoid (DNA) tanpa dibatasi oleh membran inti, dan ribosom (lihat Gambar 2.1 Di sebelah luar dari membran plasma terdapat dinding sel yang disusun oleh peptidoglikan (kompleks gula dan protein). Pada sebagian bakteri sel tersebut dibungkus oleh kapsul (disusun oleh gula). Bakteri mempunyai alat gerak berupa flagel. Pada permukaan sel bakteri terdapat pili yang dapat digunakan untuk menempel pada substratnya. Pada bakteri fotosintetik dan ganggang hijau biru terdapat klorofil yang tersebar dalam sitoplasma, tanpa membran yang membatasinya dengan bagian sel lainnya. Jadi, sel prokariotik ada yang mempunyai klorofil tetapi tidak dalam kloroplas (plastid yang berwarna hijau). Sel prokariotik mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil (kurang lebih sepersepuluhnya) dari sel eukariotik. Gambar 2.1 Sel bakteri prokariotik (Campbell et al, 2006). Pada sel tumbuhan, sel hewan, dan sel eukariotik lainnya, selain membran plasma yang membatasi sel dengan lingkungan luarnya, juga terdapat sistem membran dalam (internal) yang membatasi organelorganel di bagian dalam sel dengan sitoplasma (lihat Gambar 2.2). Nukleus (inti) dibatasi oleh membran inti sehingga bahan-bahan yang ada di dalamnya terpisah dari sitoplasma. Vakuola terpisah dari sitoplasma karena dibatasi oleh membran (tonoplas). Demikian juga

pada organel bermembran lainnya, yang terpisah satu sama lain sehingga masing-masing organel menyelenggarakan reaksi-reaksi kimia secara terpisah. Dengan kata lain, sel eukariotik telah mengalami kompartementasi, terbagi dalam beberapa ruang.

Struktur Sel Tumbuhan

Sel Tumbuhan

Struktur Sel Tumbuhan

Struktur Sel Hewan

Sel Hewan

Struktur Sel Hewan


Sel Eukariotik Dengan Organelnya

Secara ringkas, perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik dapat dilihat pada Tabel berikut ini.

Perbedaan Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik

Sel Tumbuhan dan Sel Hewan

Perbedaan Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik

Berdasarkan jumlah kromosom dan fungsinya, sel dibedakan ke dalam dua kelompok, yaitu sel somatik dan sel reproduktif. Sel somatik merupakan sel-sel penyusun tubuh, dengan jumlah kromosom 2n (diploid). Dalam proses pertumbuhan makhluk hidup multiseluler sel somatik mengalami proses pembelahan mitosis. Sel reproduktif berfungsi untuk perbanyakan makhluk hidup secara seksual. Sel ini dibentuk melalui proses meiosis sehingga mempunyai jumlah kromosom n (haploid).

Bagian sel ada yang bersifat hidup dan ada yang mati. Bagian sel yang hidup dikenal sebagai protoplasma, terdiri atas inti dan sitoplasma. Bagian mati berupa dinding sel dan isi vakuola.

Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik, sedangkan pada mikroorganisme ada yang eukariotik misalnya protozoa, protista, dan fungi. Ada pula yang bersifat prokariotik misalnya pada bakteri dan ganggang biru.

Struktur dan Fungsi Organel Sel

Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional penyusun makhluk hidup yang dapat memperbanyak diri. Aktivitas yang ada dalam sel terjadi dalam organel-organel yang mendukung fungsi-fungsi tertentu. Adapun fungsi dari bagian-bagian penyusun sel adalah sebagai berikut:

Dinding Sel

Dinding sel bersifat permeabel, berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh. Sel-sel yang mempunyai dinding sel antara lain: bakteri, cendawan, ganggang (protista), dan tumbuhan. Kelompok makhluk hidup tersebut mempunyai sel dengan bentuk yang jelas dan kaku (rigid). Pada protozoa (protista) dan hewan tidak mempunyai dinding sel, sehingga bentuk selnya kurang jelas dan fleksibel, tidak kaku. Pada bagian tertentu dari dinding sel tidak ikut mengalami penebalan dan memiliki plasmodesmata (Gambar 2.3), disebut noktah (titik).

noktah Gambar 2.3 Noktah pada batang pinus (A) dan Plasmodesmata (B) (Campbell et al, 2006).

Membran Plasma

Membran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, bersifat semi/selektif permeabel, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara difusi, osmosis, dan transport aktif. Membran plasma disusun oleh fosfolipid, proten, kolesterol, dl.

Sitoplasma

Sitoplasma merupakan cairan sel yang berada di luar inti, terdiri atas air dan zat-zat yang terlarut serta berbagai macam organel sel hidup. Organel-organel yang terdapat dalam sitoplasma antara lain::

a. Retikulum Endoplasma (RE) berupa saluran-saluran yang dibentuk oleh membran (Gambar 2.4). RE terbagi dua macam, yaitu RE halus dan RE kasar.

31 Gambar 2.4 Retikulum Endoplasma (Campbell, et al 2006). Pada RE kasar terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sedangkan pada RE halus tidak terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis lipid. b. Ribosom terdiri atas dua unit yang kaya akan RNA, berperan dalam sintesis protein. Ribosom ada yang menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat bebas dalam sitoplasma. c. Mitokondria memiliki membran rangkap, membran luar dan membran dalam. Di antara kedua membran tersebut terdapat ruang antar membran. Membran dalam berlekuk-lekuk disebut krista yang berfungsi untuk memperluas bidang permukaan agar proses penyerapan oksigen dan pembentukan energi lebih efektif. Pada bagian membran dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi aerob. Gambar 2.5. Mitokondria (Campbell, et al 2006). d. Lisosom berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel. e. Aparatus Golgi (Badan Golgi) berupa tumpukan kantung-kantung pipih, berfungsi sebagai tempat sintesis dari sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar), membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan membran sel.

Plastida

Berbentuk bulat cakram yang ditemukan pada tumbuhan, terbagi atas tiga macam: – Leukoplas = Amiloplas: plastida yang tidak berwarna, dapat membentuk dan menyimpan butir-butir zat tepung/pati. – Kromoplas adalah plastida berwarna selain hijau, karena adanya pigmen: melanin (hitam), likopin (merah), xantophil (kuning), karoten (jingga), fikosianin (biru), dan fikoeritrin (coklat). – Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau, karena mengandung zat hijau daun (klorofil), terdiri atas: klorofil a (warna hijau biru=C55H72O5N4Mg) dan klorofil b (warna hijau kuning=C55H70O6N4Mg). Gambar 2.6. Kloroplas (Campbell, et al 2003).

g. Vakuola berbentuk rongga bulat, berisi senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme sel, yang mengandung berbagai macam zat sesuai pada jenis selnya. Misalnya dapat berisi garam nitrat pada tanaman tembakau, tanin pada sel-sel kulit kayu, minyak eteris pada kayu putih dan mawar, terpentin pada damar, kinin pada kina, nikotin pada tembakau, likopersin pada tomat, piperin pada lada. h. Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh membran inti, mengandung benangbenang kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan mempunyai pori. Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu proses pembelahan sel membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang terjadi dalam sel (Gambar 2.7).

Gambar 2.7. Nukleus dan Retikulum Endoplasma kasar (Campbell, et al 2006).

Perbedaan Sel Tumbuhan dan Sel Hewan

Data observasi dengan menggunakan mikroskop cahaya pada sediaan sel daun tumbuhan (Elodea sp) dan sel epitel pipi manusia diperoleh hasil sesuai Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Perbandingan sel Elodea dan sel epitel pipi

No Bagian sel Elodea, Hydrilla, Valesneria Sel epitel pipi 1 2 3 4 5 Sitoplasma Inti/nukleus Kloroplas Dinding sel Membran sel Ada Ada Ada Ada Ada Ada Ada Tidak ada Tidak ada Ada

Dari Tabel 2.2 kalian dapat mengetahui persamaan antara sel hewan dan sel tumbuhan, yaitu bagian-bagian yang dijumpai pada sel Elodea dan epitel pipi (sebutkan!) Demikian juga kalian dapat mengetahui ciri-ciri khas tumbuhan, yaitu bagian-bagian yang dijumpai pada sel Elodea tetapi tidak dijumpai pada sel epitel pipi. Dengan adanya kloroplas pada sel Elodea maka tumbuhan ini dapat mensintesis makanannya sendiri melalui proses fotosintesis. Demikian juga adanya dinding sel pada sel Elodea menjadikan bentuk selnya lebih jelas dibandingkan pada sel pipi.

Jika kalian amati secara cermat, kloroplas, dan inti sel Elode terletak di pinggir dekat ke dinding sel. Hal ini disebabkan dibagian tengah dari sel tumbuhan terdapat adanya vakuola besar yang terletak di tengah-tengah sel (disebut vakuola sentral), sedangkan pada sel hewan tidak teramati adanya vakuola sentral, karena ukuran vakuolanya kecil.

Karena sel hewan tidak mempunyai kloroplas (plastid) maka tidak dapat melakukan fotosintesis sehingga energi yang diperolehnya bukan dari cahaya matahari, tetapi berasal dari makanan. Dalam sel hewan, organel yang disebut lisosom (karena ukurannya kecil maka tidak dapat diamati dengan mikroskop cahaya) berfungsi mencerna makanan yang diabsorbsi oleh sel. Organel ini tidak dijumpai pada sel tumbuhan.

Apabila kita mengamati reproduksi seksual pada sel hewan dan sel tumbuhan maka pada saat proses pembelahan sel terdapat adanya sentriol dekat inti sel hewan. Organel ini umumnya tidak terdapat pada sel tumbuhan. Gamet jantan pada hewan mempunyai flagel, sedangkan pada pada tumbuhan tingkat tinggi tidak berflagel.

Berdasarkan pengamatan dan keterangan tersebut, kita dapat menyebutkan perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan, Perbedaan kedua makhluk hidup tersebut dapat dilihat pada Tabel.

Perbedaan Sel Tumbuhan dan Sel Hewan

Ciri Sel tumbuhan Sel hewan Dinding sel Bentuk sel Butir plastida Asal energi Vakuola Sentriol Flagel Ada Tetap Ada Fotosintesis Vakuola besar (Sentral) Tidak ada Tidak ada Tidak ada Bervariasi Tidak ada Makanan Lisosom Ada Ada

Sistem Klasifikasi Alami

Sistem klasifikasi alami Merupakan suatu cara pengelompokan makhluk hidup berdasarkan banyaknya persamaaan ciri morfologi yang dimiliki. Pengamatan dilakukan menggunakan mata telanjang dengan mengamati bentuk luar tubuh suatu makhluk hidup, antara lain warna, ukuran tubuh, tinggi/pendek, bentuk daun, bentuk paruh, bentuk kaki dan bentuk batang.

Penganut sistem ini adalah Aristoteles (384-322 SM). Aristoteles seorang ahli filsafat Yunani yang mengelompokkan tumbuhan berdasarkan jumlah kotiledon, ada tidaknya mahkota bunga, dan letak bakal buah. Selain beliau, Theophrastus (370-285 SM) yang disebut Bapak Botani dengan karyanya berjudul “History of Plants” yang berisi pembagian dunia tumbuhan menjadi empat kelompok, antara lain:

Pohon: tumbuhan yang memiliki batang berkayu, misalnya pohon mangga dan pohon jeruk.
Semak/Perdu: tumbuhan berkayu, memiliki banyak ranting dan bercabang pendek, misalnya tanaman pagar atau teh-tehan.
Setengah Semak/Setengah Perdu: tumbuhan berbatang rendah dengan percabangan banyak dan mudah patah, misalnya tanaman cabai dan tanaman melati.
Herba/Terna: tanaman yang memiliki batang berair atau berbatang lunak, misalnya tanaman bayam, kangkung atau sawi.

Kelebihan sistem ini ialah identifikasi yang mudah. Pengelompokan makhluk hidup yang kurang dikenal masih mungkin dilakukan dalam sistem klasifikasi ini. Sistem ini juga relatif lebih stabil karena tidak akan berubah oleh perubahan perkembangan pengetahuan.

Sistem Klasifikasi Buatan

Sistem klasifikasi buatan (artifisial) adalah pengelompokan makhluk hidup yang didasarkan atas adanya beberapa persamaan ciri morfologi, alat reproduksi, lingkungan tempat tumbuh, dan daerah penyebarannya tanpa memperhatikan kesamaan struktur yang mungkin memperlihatkan hubungan kekerabatan. Misalnya kupukupu dan kelelawar merupakan satu kelompok karena keduanya dapat terbang. Penganut sistem klasifikasi ini adalah John Ray (1627-1705), seorang naturalis Inggris yang menuangkan pendapatnya dalam “Historia Plantarum”, berisi 1800 jenis tumbuhan yang menggunakan ciri bunga, batang dan akarnya. Klasifikasi ini kurang teratur dan tidak disertai dengan tata nama. Kelebihan sistem ini adalah semua orang dapat melakukan pengelompokan makhluk hidup dengan menentukan sendiri aturan yang digunakan. Dengan demikian, dasar yang digunakan untuk pengelompokan antar orang yang berbeda akan berbeda pula.

Sistem klasifikasi filogenik

Pengelompokan berdasarkan jauh dekatnya hubungan kekerabatan antar takson (kelompok). Charles Robert Darwin (1859) dalam bukunya “ On the Origin of Species by Means of Natural Selection” mengkaitkan antara klasifikasi dan evolusi. Dasar pemikiran Darwin adalah setiap makhluk hidup mengalami perubahan sehingga sifat/cirinya berbeda dengan sifat/ciri nenek moyangnya. Kelebihan sistem klasifikasi ini adalah dapat diketahui adanya hubungan filogenik antar makhluk hidup yang berada dalam satu kelompok. Selain itu, banyak informasi yang dapat diperoleh, misalnya anggota kelompok dapat ditambah dengan mudah dan kebanyakan makhluk hidup dalam kelompok memiliki ciri dasar yang diturunkan.

Carolus Linnaeus (1707-1778), sarjana kedokteran dari Swedia yang sangat besar perhatiannya terhadap bidang botani, menganut sistem klasifikasi buatan. Linnaeus menyatakan bahwa makhluk hidup yang memiliki persamaan paling banyak digolongkan dalam tingkatan yang sama, mengenal adanya tingkatan pengelompokan makhluk hidup yang disebut takson. Anggota-anggota dalam tingkatan takson yang semakin tinggi mempunyai persamaan semakin sedikit. Sebaliknya, makin rendah tingkatan takson, maka semakin banyak persamaannya. Umumnya kelompok (takson) dari tinggi ke rendah adalah sebagai berikut: Kingdom (Dunia) Phylum (Filum) atau Division (Divisi) Classis (Kelas) Ordo (Bangsa) Familia (Suku) Genus (Marga) Species (Spesies/Jenis)

Linnaeus juga memelopori cara pemberian nama makhluk hidup menggunakan sistem penamaan yang dikenal dengan sistem binomial nomenklatur (sistem tata nama ganda). Ketentuan penamaan tersebut adalah sebagai berikut:

a. Nama ilmiah makhluk hidup ditulis dalam bahasa Latin atau bahasa asing yang dilatinkan. Contohnya, nama ilmiah melinjo adalah Gnetum gnemon yang berasal dari bahasa Melayu gnemu.

b. Setiap nama jenis terdiri atas dua suku kata. Kata pertama menunjukkan nama genus, sedangkan kata kedua menunjukkan keterangan jenis/spesies (misalnya mammosum= seperti mammae). Contohnya nama ilmiah harimau adalah Felis tigris dan nama ilmiah padi adalah Oryza sativa.

c. Huruf pertama pada kata pertama ditulis dengan huruf kapital, misalnya Felis dan Oryza. Adapun huruf pertama pada kata kedua ditulis dengan huruf kecil, misalnya tigris dan sativa. d. Nama jenis makhluk hidup dicetak miring, misalnya Oryza sativa atau dapat juga digarisbawahi, misalnya Felis tigris. e. Nama varietas ditulis sebagai kata ketiga, misalnya Oryza sativa glutinosa, yaitu nama lain padi varietas ketan. Beberapa alternatif sistem klasifikasi menggunakan sistem dua dunia, sistem tiga dunia, sistem empat dunia, dan sistem lima dunia.

Sistem dua dunia dikategorikan dalam dunia hewan (animalia), makhluk hidup yang tidak dapat membuat makanan sendiri, memerlukan makhluk hidup lain sebagai sumber makanannya, dan dapat melakukan gerak berpindah tempat; dan dunia tumbuhan (plantae), makhluk hidup yang dapat membuat makanan sendiri dengan bantuan sinar matahari, mengubah senyawa anorganik menjadi senyawa organik, kelompok ini tidak dapat berpindah tempat meskipun dapat melakukan gerak yang terbatas.

Sistem tiga dunia disusun berdasarkan cara makhluk hidup memperoleh makanan yang dikemukakan oleh Ernst Haeckel (1866, Bangsa Jerman). Sistem ini terdiri atas kingdom protista (mikroorganisme), kingdom plantae dan kingdom animalia.

Sistem klasifikasi berdasarkan data sekuen dari RNA ribosom (rRNA) membagi makhluk hidup hidup ke dalam tiga domain yaitu Bakteria, Archaea dan Eukarya. Anggota domain Bakteria dan Archaea ialah makhluk hidup prokariot, sedangkan domain Eukarya ialah makhluk hidup eukariot. Domain Eukarya terdiri dari 5 dunia, yaitu protista, chromista, fungi, plantae, dan animalia.

Sistem lima dunia dikemukakan oleh Robert H. Whittaker (1969), meliputi kingdom monera (prokariotik, inti sel tidak bermembran = ganggang hijau biru dan bakteri), kingdom protista, kingdom fungi (cendawan), kingdom plantae dan kingdom animalia. Klasifikasi disusun berdasarkan struktur organisasi internal sel, struktur organisasi sel, dan tipe nutrisi sel. Sistem ini yang paling sering digunakan untuk mengklasifikasikan makhluk hidup hidup.

Tujuan, Manfaat, dan Tahapan Klasifikasi Biologi

Tujuan klasifikasi

Dasar pengelompokan makhluk hidup antara sistem klasifikasi yang satu dengan yang lain mungkin saja berbeda. Namun, pada umumnya klasifikasi makhluk hidup tersebut mempunyai tujuan dan manfaat yang hampir sama. Tujuan klasifikasi adalah:

a. Mendeskripsikan ciri-ciri makhluk hidup agar mudah dikenali.
b. Mengelompokkan makhluk hidup berdasarkan persamaan ciri.
c. Melihat hubungan kekerabatan antar anggota kelompok makhluk hidup dalam klasifikasi tersebut. Makin banyak persamaan satu golongan dengan golongan lain artinya kedua golongan tersebut memiliki hubungan kekerabatan makin dekat.
d. Mengurutkan proses evolusi/ perkembangan suatu makhluk hidup berdasarkan hubungan kekerabatan dengan golongan lain.

Manfaat Klasifikasi

Selain memiliki tujuan, klasifikasi juga bermanfaat untuk kepentingan manusia.

Adapun manfaat klasifikasi antara lain sebagai berikut.

a. Menyederhanakan objek studi.
Apabila kita akan mempelajari sesuatu tidak perlu semua makhluk hidup yang ada di muka bumi diteliti satu persatu, tetapi cukup dengan sampel atau perwakilan dari objek tersebut yang dianggap sudah mewakili semua. Misalnya untuk mempelajari serangga atau lebah dengan karekteristik yang mewakili serangga tersebut.

b. Diketahui hubungan kekerabatan.
Dengan melihat hubungan pengelompokan\klasifikasi tersebut dapat diketahui hubungan kekerabatannya. Misalnya, ayam lebih dekat hubungan kekerabatannya dengan bebek daripada dengan ular.

Tahapan Klasifikasi

Tahapan klasifikasi meliputi pencandraan/ identifikasi, pengelompokan, dan pemberian nama kelompok.

a. Pencandraan (identifikasi)
Pencandraan atau identifikasi merupakan pengamatan ciri-ciri atau sifat-sifat makhluk hidup. Hal-hal yang diamati meliputi morfologi, anatomi, fisiologi, kromosom, dan tingkah laku. Contoh pencandraan dengan memperlihatkan data-data berupa: tubuh ditumbuhi rambut, berkaki empat, memiliki dua mata, dan memiliki kelenjar mammae di dada. Data tersebut menunjukkan ciri khas makhluk hidup yang tergolong mamalia.

b. Pengelompokan
Setelah pencandraan, langkah berikut ialah mengelompokkan makhluk hidup yang memiliki banyak kesamaan berdasarkan pencandraan dalam kelompok yang sama. Misalnya, kambing, kelinci, kuda, dan sapi termasuk dalam satu kelompok karena sama-sama merupakan hewan pemakan tumbuhan. Setelah itu, masuk pada tahap yang ketiga, yaitu pemberian nama kelompok.

c. Pemberian nama
Berdasarkan contoh pengelompokan di atas, nama kelompok hewan-hewan tersebut adalah mammalia herbivor. Para ahli taksonomi telah melakukan penelitian terhadap berbagai jenis hewan dan tumbuhan di dunia ini. Mereka telah melakukan tahap-tahap klasifikasi dan akhirnya mampu memberikan nama terhadap makhluk hidup tersebut. Untuk mempermudah mencari nama makhluk hidup yang belum kalian kenal, kalian dapat menggunakan kunci determinasi.

Tahap-tahap Klasifikasi Dalam Ilmu Biologi

Apabila kalian cermati, kalian akan melihat makhluk hidup di alam ini beraneka ragam. Makhluk hidup yang beraneka ragam jenis ini memiliki persamaan dan perbedaan ciri khas. Berdasarkan hal itu, makhluk hidup dapat digolongkan kepada golongan tertentu. Proses pengaturan atau penggolongan makhluk hidup dalam kategori golongan yang bertingkat disebut klasifikasi. Hasil dari proses tersebut berupa sistem klasifikasi. Klasifikasi mempermudah kita dalam mempelajari dan menyederhanakan obyek studi.

Artinya, mengamati dan mempelajari satu jenis makhluk sudah mewakili semua makhluk yang berada dalam satu tingkat pengelompokan. Cabang biologi yang khusus mempelajari klasifikasi disebut taksonomi. Pengelompokam makhluk hidup berdasarkan aturan tertentu dikatakan sebagai klasifikasi. Adapun dasar-dasar yang dapat digunakan dalam klasifikasi makhluk hidup seperti berikut ini.

Berdasarkan persamaan dan perbedaan ciri morfologi

Coba kalian amati ayam dan bebek yang berada di lingkungan sekitar kalian, keduanya dikelompokkan dalam unggas karena adanya persamaan ciri morfologi. Tetapi keduanya juga memiliki perbedaan, sehingga ayam dan bebek merupakan golongan berbeda.

Berdasarkan peranannya dalam kehidupan manusia

Pengelompokan makhluk hidup dapat dilakukan berdasarkan peranannya dalam kehidupan manusia, yaitu menguntungkan atau merugikan, atau dapat juga berdasarkan fungsinya sebagai tanaman sayuran, obat-obatan, pangan, beracun. Sebagai contoh kelompok tanaman peneduh: akasia, mahoni, asem, talok, dan beringin; kelompok tanaman hias: mawar, melati, anggrek, dan suplir.

Klasifikasi atas dasar peranannya dapat dilakukan oleh siapa saja asalkan pengelompokan tersebut jelas. Contohnya, padi, jagung, singkong, dan sagu dikelompokkan dalam tumbuhan sumber bahan pangan. Contoh lain, yang tergolong hewan ternak antara lain sapi, kambing dan ayam.

Berdasarkan ciri anatomi suatu makhluk hidup

Klasifikasi berdasarkan ciri anatomi lebih ditekankan pada ciri-ciri yang terdapat dalam organ tubuh makhluk hidup atau pada struktur penyusun tubuhnya. Sebagai contoh, klasifikasi berdasarkan anatomi batang tumbuhan:

a. Tumbuhan memiliki kambium pada batang sehingga batang dapat bertambah besar, misalnya jambu, mangga, rambutan, jati, dan jeruk

b. Tumbuhan yang tidak memiliki kambium batang sehingga batang tidak dapat bertambah besar, misalnya jagung, padi, dan rumput. Hewan juga dapat diklasifikasikan berdasarkan ciri anatomi. Misalnya, klasifikasi pada hewan berdasarkan ada tidaknya tulang belakang terbagi menjadi Avertebrata (tidak bertulang belakang) dan Vertebrata (bertulang belakang).

Berdasarkan ciri biokimia

Perkembangan ilmu pengetahuan mendorong perkembangan klasifikasi makhluk hidup. Artinya, tidak hanya ciri-ciri yang mudah diamati saja digunakan untuk klasifikasi, namun dapat juga berdasarkan sifat biokimia dalam tubuh makhluk hidup tersebut. Sifat biokimia ini dimulai dari molekul, DNA, dan membran sel yang dapat digunakan sebagai dasar pengelompokan.

Cabang-cabang dan Manfaat Ilmu Biologi

Biologi mengalami perkembangan yang sangat pesat. Biologi berkembang menjadi cabang – cabang ilmu yang khusus mempelajari sesuatu yang khas. Adapun biologi dikelompokkan menjadi beberapa cabang biologi sebagai berikut :

Berdasarkan Objek Studi

a. botani : ilmu yang mempelajari seluk – beluk tumbuhan.
b. zoologi : ilmu yang mempelajari seluk – beluk hewan.
c. mikrobiologi : ilmu yang mempelajari kehidupan mikroorganisme (makhluk renik).
d. mikologi : ilmu yang mempelajari seluk – beluk jamur (fungi).
e. entomologi : ilmu yang mempelajari kehidupan serangga.
f. virologi : ilmu yang mempelajari kehidupan virus dan pengaruhnya terhadap makhluk hidup lain.
g. bakteriologi : ilmu yang mempelajari kehidupan bakteri dan pengaruhnya terhadap makhluk hidup lain.
h. zimologi : ilmu yang mempelajari kehidupan khamir.

Berdasarkan Tingkat Organisasi

a. sitologi : ilmu yang mempelajari susunan dan fungsi bagian–bagian dari sel, baik hewan maupun sel tumbuhan.
b. histologi : ilmu yang mempelajari susunan dan fungsi jaringan tubuh makhluk hidup.
c. organologi : ilmu yang mempelajari organ – organ makhluk hidup.
d. anatomi : ilmu yang mempelajari struktur tubuh mahluk hidup.
e. morfologi : ilmu yang mempelajari struktur luar dan fungsi organ suatu mahluk hidup.
f. fisiologi : ilmu yang mempelajari proses normal dan fungsi metabolisme (faal) serta kegiatan hidup makhluk hidup
g. embriologi : ilmu yang mempelajari perkembangan makhluk hidup dari telur sampai menjadi embrio (calon individu baru).

Berdasarkan Persoalan atau Tema Pokok

a. evolusi : ilmu yang mempelajari perkembangan mahluk hidup dari bentuk–bentuk yang sederhana menjadi bentuk yang paling rumit (sempurna).
b. ekologi : ilmu yang mempelajari hubungan timbal balik antara mahluk hidup dan lingkungannya.
c. genetika : ilmu yang mempelajari cara-cara pewarisan sifat individu kepada keturunannya.
d. patologi : ilmu yang mempelajari penyakit dan pengaruhnya terhadap makhluk hidup.
e. higiene : ilmu yang mempelajari cara-cara pemeliharaan kesehatan suatu makhluk hidup, terutama manusia.
f. taksonomi : ilmu yang mempelajari penggolongan makhluk hidup.
g. paleontologi : ilmu yang mempelajari fosil dan bentuk-bentuk kehidupan di masa lampau.

Berdasarkan Objek Studi

a. Botani
b. Zoologi
c. Mikrobiologi
d. Mikologi
e. Entomologi
f. Virologi
g. Bakteriologi
h. Zimologi
a. Sitologi
b. Histologi
c. Organologi
d. Anatomi
e. Morfologi
f. Fisiologi
g. Embriologi
h. Evolusi
i. Ekologi
i. Genetika
j. Patologi
k. Higiene
l. Taksonomi
n. Paleontologi

Manfaat Biologi Dalam Berbagai Bidang

Biologi juga dapat dimanfaatkan dalam bidang keilmuan lainnya, misalnya kedokteran, pertanian, dan farmasi.

Bidang Kedokteran

Dahulu orang menganggap penyakit merupakan suatu kutukan dari tuhan atau karena udara buruk. Contohnya, penyakit malaria berasal dari kata mala yang artinya buruk dan aria yang berarti udara. Pengobatan penyakit dahulu umumnya tidak membuahkan hasil yang memuaskan. Sekarang, orang modern akan mencari tahu penyebab penyakit tersebut dan mengusahakan pengobatan atau pencegahannya. Kemajuan bidang kedokteran tidak lepas dari dukungan lmu biologi dan ilmu-ilmu lainnya.

Dengan kemajuan ilmu dan teknologi kedokteran yang sangat pesat, sekarang sudah dapat disembuhkan berbagai macam penyakit, misalnya penyakit jantung, kanker, dan tumor. Kemajuan ilmu biologi diharapkan dapat menurunkan tingkat kematian dan meningkatkan gizi makanan.

Bidang Pertanian

Kemajuan ilmu biologi berperan dalam peningkatan sumber daya pangan, kemajuan teknologi alat pertanian, penggunaan pupuk secara tepat dan pemilihan bibit unggul. Bahkan rekayasa genetika, teknik kloning, pemeliharaan dan pembudidayaan tanaman secara modern (kultur jaringan dan genetika) semakin terkendali.

Bidang Peternakan

Dengan kemajuan ilmu biologi, inseminasi buatan (kawin suntik), fertilisasi in vitro, dan kloning dengan menghasilkan embrio di luar uterus (rahim) induk betina dalam jumlah tertentu semakin berkembang.

Metode Ilmiah

Metode ilmiah dalam biologi dibedakan menjadi eksperimen dan metode observasi. Untuk menemukan konsep atau teori biologi dari metode eksperimen, kalian harus mengikuti langkah-langkah sebagai berikut.

Perencanaan Penyelidikan Ilmiah

Diawali dengan rasa ingin tahu yang tinggi, seseorang akan terdorong melakukan perencanaan, pengamatan, dan pengumpulan data yang relevan untuk menjawab rasa keingintahuan tersebut. Sebelum menetapkan bentuk penyelidikan yang akan dilaksanakan, peneliti harus merumuskan tujuan penelitian.

Setelah menentukan tujuan penelitian, langkah-langkah berikut disusun sedemikian rupa sehingga memudahkan peneliti untuk menghimpun data awal penelitian. Setelah data awal terkumpul, dibuat dugaan atau jawaban sementara yang disebut hipotesis. Jawaban sementara makin meningkatkan rasa ingin tahu sehingga peneliti melakukan percobaan untuk membuktikan dugaannya.

Percobaan dibuat dengan memperhatikan pembanding atau kontrol dan variabel yang berkaitan terhadap masalah tersebut. Pembanding (kontrol) merupakan suatu perangkat percobaan, adapun variabel merupakan suatu faktor yang mempengaruhi suatu percobaan. Variabel dapat berupa variabel yang dikendalikan variabel terikat maupun variabel perlakuan (variabel bebas).

Variabel yang dikendalikan disebut juga variabel bergayut (variabel respons) berkait dengan perubahan yang akan diteliti, variabel bergayut merupakan variabel yang berfungsi sebagai tanggapan terhadap respon yang diberikan. Adapun variabel bebas adalah perlakuan yang ingin dilihat pengaruhnya.

Setelah mengetahui macam variabel, kalian dapat menentukan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk mendukung bahan percobaan sesuai dengan tujuan penelitian. Apabila alat dan bahan telah tersedia, kalian harus segera menentukan instrumen penelitian.

Berdasarkan tujuan penelitian pula, kalian menetapkan instrumen yang sesuai untuk mendapatkan data yang konkret. Instrumen-instrumen itu akan diperoleh dengan memprediksikan cara menganalisis hubungan antara variabel dan tujuan penelitian tersebut.

Ingat, pada perencanaan penyelidikan ilmiah, kalian telah menentukan suatu hipotesis. Nantinya apabila kalian melaksanakan penyelidikan ilmiah tersebut secara eksperimen, maka kalian dapat mengambil suatu kesimpulan. Kesimpulan yang kalian ambil dapat 6 ditarik dari hipotesis yang telah kalian tetapkan di awal penelitian.

Dengan melihat hasil analisis data, kalian dapat menyimpulkan bahwa hipotesis kalian tersebut diterima atau ditolak. Hipotesis kalian diterima apabila hasil analisis penelitian tersebut mendukung hipotesis kalian. Hipotesis kalian ditolak (hipotesis nol) apabila hasil analisis penelitian tersebut bertolak belakang dengan hipotesis kalian.

Pelaksanaan Penyelidikan Ilmiah Dalam Bidang Biologi

Sebelum merencanakan suatu penelitian, terlebih dahulu diidentifikasi masalah-masalah nyata yang ingin diteliti. Masalahmasalah itu dapat berupa peristiwa yang sedang hangat dibicarakan seperti penyakit DBD, SARS dan flu burung, atau masalah yang sederhana seperti munculnya nyamuk yang kebal (resisten) terhadap obat anti nyamuk.

Kalian dapat mengambil contoh masalah nyamuk modern tersebut untuk diselidiki melalui penelitian ilmiah. Dalam permasalahan nyamuk modern, kalian perlu membatasi penyelidikan pada satu jenis nyamuk tertentu. Berdasarkan hal itu, kalian akan mengetahui sifat dan ciri khas nyamuk yang dimaksud, termasuk cara perkembangbiakannya.

Apabila telah mendapatkan informasi yang lengkap mengenai hal-hal yang berhubungan dengan nyamuk, kalian dapat merumuskan suatu masalah baru mengenai nyamuk. Setelah itu kalian dapat menentukan suatu hipotesis, misalnya yang berkaitan dengan macam obat anti nyamuk atau berkaitan dengan dosis dan kandungan zat yang ada di dalamnya.

Dari batasan tersebut, kalian dapat mengidentifikasi metode penelitian yang tepat untuk memecahkan masalah tersebut. Metode penelitian yang kalian pilih membutuhkan alat dan bahan tertentu yang menunjang tercapainya tujuan penelitian. Setelah mempersiapkan bahan dan alat yang diperlukan, kalian dapat melakukan pengumpulan data dengan cara yang tepat.

Teknik pengumpulan data antara lain dengan cara pengamatan, percobaan, atau gabungan dari keduanya. Untuk memperoleh hasil yang maksimal, perlu dilakukan suatu percobaan awal dan pengulangan perlakuan (replikasi). Dari hasil pengulangan tersebut akan kalian dapatkan data mentah. Data mentah yang diperoleh kemudian diolah dan dianalisis sesuai dengan keperluan jenis penelitian. Pengolahan dan analisis data dilakukan dengan perhitungan statistika.

Perhitungan statistika menunjukkan apakah perlakuan memberi pengaruh atau memperlihatkan perbedaan yang cukup berarti. Dari perhitungan statistika tersebut kalian sudah dapat menarik suatu kesimpulan. Di samping itu pengaruh faktor lingkungan, biologi dan tingkah laku masyarakat perlu juga diikutsertakan.

Mengkomunikasikan Hasil Penyelidikan Ilmiah

Hasil penelitian harus dapat secara rasional diterima oleh masyarakat luas, dari kalangan awam sampai kalangan ilmuwan. Hasil penelitian diinformasikan dengan bahasa yang mudah dipahami dan disampaikan dengan jelas dalam bentuk laporan ilmiah. Prosedur penelitian tersebut juga harus diinformasikan dengan jelas agar orang lain dapat melaksanakan penelitian seperti yang kalian kerjakan.

Begitu pula dengan cara mengolah dan menganalisis data harus diinformasikan secara lengkap. Hasil pengolahan data dapat disajikan dalam bentuk tabel, grafik, diagram alur (flow chart), dan peta konsep. Laporan hasil penelitian dapat disajikan menggunakan metode yang sesuai. Dengan media tersebut, peneliti harus dapat menjelaskan data secara lisan dengan baik.

Di dalam laporan hasil penelitian, model, hubungan, dan simbol harus sesuai dengan standar internasional dan gunakan secara benar. Hasil penemuan kalian harus disampaikan menggunakan bahasa dan istilah biologi yang standar atau dibakukan dalam kode internasional sehingga mudah dimengerti oleh peneliti di seluruh dunia. Selanjutnya, peneliti juga harus dapat menyajikan pola hubungan dari peta konsep yang ditemukan kemudian dianalisis lebih lanjut.

Setelah itu, peneliti harus mendeskripsikan kecendrungan hubungan, pola, dan keterkaitan variabel yang telah dibuat. Berdasarkan hal-hal tersebut peneliti merumuskan rekomendasi hasil penelitiannya kepada masyarakat. Hal ini dimaksudkan agar masyarakat mampu melanjutkan penelitian tersebut dengan menggali permasalahan dan mengadakan penelitian mendalam. Umumnya para peneliti mengkomunikasikan penelitiannya dalam suatu jurnal.

Selain metode eksperimen, kalian dapat memperoleh konsep biologi dengan melakukan penelitian metode observasi yang dibedakan menjadi dua, yaitu metode observasi dengan variabel bebas dan metode observasi tanpa variabel bebas.

Metode Observasi Dengan Variabel Bebas

Metode observasi dengan variabel bebas membutuhkan adanya suatu pengaruh “perlakuan”. Dengan adanya pengaruh “perlakuan”, kalian dapat mengamati akibat yang ditimbulkan oleh pengaruh “perlakuan” tersebut terhadap objek yang kalian teliti. Perbedaan metode observasi ini dengan metode eksperimen adalah pada tipe pengaruh perlakuan yang dikenakan pada objek.

Pada metode eksperimen, perlakuan yang dilakukan dapat kalian kendalikan. Misalnya, kalian dapat mengatur konsentrasi pupuk Phospat terhadap beberapa kelompok tanaman yang kalian teliti. Adapun dalam metode observasi, pengaruh “perlakuan” tersebut tidak dapat kalian kendalikan.

Misalnya, kalian tidak dapat mengatur jumlah curah hujan di suatu areal persawahan pada musim hujan. Meskipun terdapat perbedaan dengan metode eksperimen. Metode observasi dengan variabel bebas juga memiliki persamaan dengannya. Misalnya, pada metode observasi ini diperlukan perlakuan dengan suatu pengulangan sehingga akan diperoleh objek-objek apa saja yang dipengaruhi oleh perlakuan dan apa saja yang tidak.

Metode Observasi Tanpa Variabel Bebas

Metode ini berbeda dengan metode sebelumnya sebab dilakukan tanpa melibatkan variabel bebas. Oleh karena itu, pengamatan yang dilakukan dapat menggunakan lebih satu objek. Misalnya, kalian dapat melakukan observasi terhadap cara hewan memelihara anaknya.

Secara umum, kalian akan mendapati cara bebek memelihara anaknya. Akan tetapi, lain halnya bebek dengan jenis hewan yang lain, misalnya belut. Apabila induk yang memelihara bebek adalah induk betina maka induk jantan belutlah yang mengerami dan memelihara telur-telur hasil perkawinan dengan induk betina.

Seorang peneliti harus peka terhadap lingkungan sekitarnya. Hal itu menunjukkan kepedulian terhadap masyarakat di sekelilingnya. Hasil penelitian disampaikan secara tertulis pada jurnal, majalah, buletin, ataupun langsung (lisan) kepada masyarakat sekelilingnya.

Argumentasi dan pertanyaan diajukan dengan berani dan santun. Contohnya ketika kalian mengadakan pelatihan di lapangan. Semua pendapat yang dikemukakan haruslah ilmiah dan kritis. Berdasarkan hasil penelitian, seorang peneliti harus mengusulkan perbaikan atas suatu usaha atau kondisi yang tidak sesuai dengan hasil penelitiannya. Dia juga harus dapat mempertanggungjawabkan usulan tersebut.

Selama proses penelitian, seorang peneliti harus dapat bekerja sama dengan pihak atau orang lain agar memperoleh data yang benar dan akurat. Kerja sama yang baik akan memudahkan pengumpulan data. Satu sikap yang juga harus dimiliki oleh seorang peneliti adalah jujur terhadap fakta.

Kondisi yang sebenarnya di lingkungan dan merupakan hasil penelitian jangan sampai dimanipulasi sehingga menjadi suatu kesimpulan hasil penelitian yang sesuai dengan harapannya. Sebab hal itu akan merugikan peneliti itu sendiri dan masyarakat pada umumnya. Artinya, dia telah membohongi diri sendiri dengan hasil penelitiannya tersebut.

Apabila hasil penelitian tidak menunjukkan hasil maka seorang peneliti harus sabar, jujur, objektif, terbuka, ulet, berpikir kritis dan bertanggung jawab dengan mengulang penelitiannya kembali. Proses penelitian harus dilakukan dengan tekun sampai mendapatkan hasil penelitian.