Oleh:
BIOLOGI�Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam
SMA/MA Kelas XII
Disklaimer
Daftar Isi
S
E
M
E
S
T
E
R
1
S
E
M
E
S
T
E
R
2
�PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN �
I
A. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
B. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan serta Manusia
C. Merencanakan dan Melaksanakan Percobaan tentang Faktor Luar yang Memengaruhi Pertumbuhan serta Perkembangan pada Tumbuhan
BAB
A. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
1. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran (volume, massa, tinggi) pada makhluk hidup yang bersifat irreversible.
Perkembangan adalah proses perubahan yang menyertai pertumbuhan menuju tingkat pematangan atau kedewasaan makhluk hidup.
Pertambahan Tinggi Tanaman
Munculnya Bunga
Grafik Sigmoid
Pengukuran pertumbuhan dapat dinyatakan dalam bentuk grafik sigmoid.
Jenis-Jenis Perkecambahan
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan diawali dengan perkecambahan biji.
Jenis-jenis Pertumbuhan
2. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Faktor Internal | Faktor Eksternal | |
Intraseluler | Interseluler | |
Gen | Auksin | Air |
Giberelin | Cahaya | |
Sitokinin | Kelembapan | |
Hormon Etilen | Nutrien | |
Asam Absisat | Suhu | |
Asam Traumalin | Oksigen | |
Kalin | Nilai pH | |
B. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan serta Manusia �
�1. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan�
Fase Embrionik
Fase Pasca Embrionik
Metamorfosis
Metamorfosis adalah perubahan bentuk secara bertahap yang dialami hewan semasa hidupnya
Metamorfosis tidak sempurna
Metamorfosis sempurna
Metagenesis
Metagenesis adalah pergiliran keturunan dari generasi gametofit ke generasi sporofit atau sebaliknya
2. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Manusia
Masa Balita (Bawah Lima Tahun, 0–5 Tahun)
Masa Kanak-Kanak (6–10 Tahun)
Masa Remaja (11–18 Tahun)
Masa Dewasa (19–50 Tahun)
Masa Lanjut Usia (Manula, 50 Tahun ke Atas)
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Hewan serta Manusia
Faktor Internal | Faktor Eksternal | ||
Gen | Hormon | ||
Hewan | Manusia | ||
Tiroksin | Tiroksin | Nutrien | |
Somatomedin | Somatotropin | Air | |
Ekdison dan Juvenil | Testosteron | Cahaya Matahari | |
| Estrogen | Oksigen | |
| Progesteron | Lingkungan | |
C. Merencanakan dan Melaksanakan Percobaan tentang Faktor Luar yang Memengaruhi Pertumbuhan serta Perkembangan pada Tumbuhan��
Merancang Percobaan
Melakukan Percobaan
Menganalisis Data dan Menarik Kesimpulan
Menyusun Laporan Percobaan
METABOLISME SEL
II
A. Enzim
B. Katabolisme
C. Anabolisme
BAB
A. Enzim
1. Komponen Enzim
Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan menjadi enzim sederhana dan enzim kompleks.
Enzim Sederhana
Enzim Kompleks
2. Sifat-sifat Enzim
Mekanisme Kerja Enzim
Grafik Energi Aktivasi Enzim
Mekanisme Kerja Enzim
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
Suhu
Konsentrasi Enzim
Konsentrasi Substrat
pH
Inhibitor
Aktivitor
B. Katabolisme
Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana
2. Macam-Macam Katabolisme
Dalam tubuh terjadi beberapa proses katabolisme.
b.Katabolisme lemak dan protein.
1. Respirasi Aerob (Membutuhkan Oksigen)
Katabolisme Karbohidrat
Glikolisis
Dekarboksilasi Oksidatif
Siklus Krebs
Sistem Transpor Elektron
�Respirasi Aerob melalui Jalur Pentosa Fosfat�
2. Respirasi Anaerob (tanpa membutuhkan oksigen)
Katabolisme Karbohidrat
Katabolisme Lemak dan Protein
C. Anabolisme
Anabolisme merupakan proses penyusunan senyawa kompleks dari senyawa-senyawa yang lebih sederhana.
2. Macam-Macam Anabolisme
a. Fotosintesis
b. Kemosintesis
Fotosintesis
Reaksi Gelap
Berdasarkan reaksi pengikatan CO2 dari udara tanaman dibedakan menjadi tiga macam yaitu tanaman C3, tanaman C4, dan tanaman CAM.
Tanaman C3
Tanaman C4
Tanaman CAM
Kemosintesis
Bakteri Nitrifikasi
Bakteri Belerang
Perbedaan Fotosintesis dan Kemosintesis
Sintesis Lemak dan Protein
�SUBSTANSI MATERI GENETIK �
III
BAB
A. Kromosom, DNA, dan Gen
Kromosom
DNA
Gen
RNA
B. Sintesis Protein
Proses penerjemahan gen menjadi urutan asam amino yang akan disintesis menjadi polipeptida. Dalam sintesis protein melibatkan RNA.
�Tahap-Tahap Sintesis Protein�
Transkripsi
Translasi
Transkripsi
Translasi
�PEMBELAHAN SEL�
IV
BAB
Berdasarkan ada atau tidaknya tahap-tahap pembelahan, pembelahan sel dibagi menjadi tiga yaitu amitosis, mitosis, dan meiosis.
a. Amitosis
b. Mitosis
c. Meiosis
A. Pembelahan Amitosis, Mitosis, dan Meiosis
Amitosis
Mitosis
Interfase
Fase Pembelahan Mitosis
Profase
Metafase
Fase Pembelahan Mitosis
Anafase
Telofase
Meiosis (Pembelahan Reduksi)
Interfase
Meiosis I
Profase I
Metafase I
Meiosis I
Anafase I
Telofase I
Meiosis II
Profase II
Metafase II
Meiosis II
Anafase II
Telofase II
Gametogenesis pada hewan dan manusia
Spermatogenesis
Oogenesis
Gametogenesis pada tumbuhan
Mikrosporogenesis
Makrosopogenesis
Gametogenesis
Gametogenesis pada Hewan dan Manusia
Gametogenesis pada Tumbuhan
Mikrosporogesis
Makrosporogenesis
Keterkaitan Meiosis dengan Fertilisasi Makhluk Hidup
Pemilahan kromosom secara independen
Pindah silang
Fertilisasi random
POLA PEWARISAN SIFAT PADA �HUKUM MENDEL
V
BAB
Hukum I Mendel
Hukum II Mendel
A. Hukum Mendel
Hukum I Mendel
Mendel melakukan persilangan Mirabilis jalapa berwarna merah dengan Mirabilis jalapa berwarna putih. Warna merah bersifat intermediat terhadap warna putih. Perhatikan diagram persilangan berikut!
Hukum I Mendel
Perbandingan genotipe F2 = MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1. Perbandingan fenotipe F2 = Merah : merah muda : putih = 1 : 2 : 1
Mendel menggunakan dua sifat beda dari tanaman kacang ercis yaitu bentuk dan warna biji. Mendel menyilangkan tanaman kacang ercis berbiji bulat–kuning dengan tanaman kacang ercis berbiji keriput–hijau. Perhatikan diagram persilangan berikut!
Hukum II Mendel
Hukum II Mendel
Perkawinan Resiprok
Macam-macam Perkawinan dalam Hukum Mendel
Perkawinan Back Cross
Tikus hitam disilangkan dengan induk tikus putih menghasilkan keturunan 50% tikus hitam dan 50% tikus putih, bersifat heterozigot atau homozigotkah genotipe tikus hitam tersebut?
Uji Silang (Test Cross)
B. Penyimpangan Semu terhadap Hukum Mendel
Tidak semua hasil persilangan sesuai dengan hukum Mendel. Beberapa ilmuwan menemukan adanya penyimpangan-penyimpangan. penyimpangan tersebut bersifat semu karena pola dasarnya masih sama dengan hukum Mendel. Penyimpangan semu akibat interaksi gen terdapat lima macam sebagai berikut.
1. Epistasi dan hipostasi
2. Kriptomeri
3. Polimeri
4. Gen-gen komplementer
5. Atavisme
1. Epistasi dan Hipostasi
Epistasi Dominan
Epistasi Resesif
2. Kriptomeri
3. Polimeri
4. Gen-gen Komplementer
5. Atavisme
POLA-POLA HEREDITAS PAUTAN
VI
BAB
Pola-Pola Pewarisan Sifat
Determinasi Seks
Pautan Gen
Pindah Silang
Gagal Berpisah
Pautan Seks
Gen Letal
Determinasi seks merupakan proses penentuan jenis kelamin pada makhluk hidup berdasarkan kromosom kelamin yang diwariskan secara bebas oleh gamet parental kepada keturunannya melalui proses meiosis. Berdasarkan susunan kromosom kelaminnya, tipe penentuan jenis kelamin pada makhluk hidup dibedakan menjadi empat tipe.
Determinasi Seks
Tipe Haplo-Diplo
Pautan Gen
Pindah Silang
Gagal Berpisah
Pautan Seks (Rangkai Kelamin)
Gen letal adalah gen yang mengakibatkan kematian jika dalam keadaan homozigot.
a. Gen letal dominan
Gen letal dominan adalah gen dominan yang dapat mengakibatkan kematian individu apabila memiliki gen homozigot dominan. Namun, apabila individu memiliki gen heterozigot hanya akan mengalami kelainan.
Contoh peristiwa gen letal dominan yaitu persilangan antara dua individu penderita brakidaktili.
b. Gen letal resesif
Gen letal resesif adalah gen resesif yang dapat mengakibatkan kematian individu apabila memiliki gen homozigot resesif. Apabila individu dalam keadaan heterozigot bersifat normal, tetapi pembawa gen letal.
Contoh peristiwa gen letal resesif yaitu persilangan antara dua individu tanaman jagung berdaun hijau heterozigot.
Gen Letal
HEREDITAS PADA MANUSIA
Sifat-Sifat yang Diturunkan pada Manusia
1. Sifat Fisik yang Diturunkan
VII
BAB
Sifat Fisik yang Diturunkan
Jenis Kelamin
a. Rangkai kelamin oleh gen resesif
Contoh: buta warna, hemofilia, anodontia, hypertrichosis, webbed toes, dan Hyserix gravior.
Kelainan atau Penyakit Menurun
Kelainan atau Penyakit yang Diturunkan Melalui Gonosom
b. Rangkai kelamin gen dominan
Contoh: gigi yang kurang email biasanya berwarna cokelat dan mudah rusak.
Kelainan atau Penyakit Menurun
Kelainan atau Penyakit yang Diturunkan Melalui Autosom
Albino
Polidaktili
Katarak
Anonychia
Fenilketonuria (FKU)
Dentinogenesis imperfecta
Talasemia
Sicklemia
Botak
Brakidaktili
Kemampuan mengecap Phenylthiocarbamida (PTC)
Golongan darah menurut sistem ABO
Golongan darah menurut sistem MN
Golongan darah menurut sistem Rh
Golongan Darah
MUTASI
VIII
BAB
A. Macam Mutasi
1. Macam Mutasi Berdasarkan Letak Sel yang Mengalami Mutasi
a. Mutasi Somatik
b. Mutasi Genetik
2. Macam Mutasi Berdasarkan Penyebabnya
a. Mutasi Alami (Spontan)
b. Mutasi Induksi (Buatan)
Mutasi Gen
Mutasi gen adalah mutasi yang terjadi pada susunan basa nukleotida pada molekul gen (DNA), bukan pada lokus atau bagian lain dari kromosom. Macam mutasi gen meliputi delesi, insersi, dan substitusi basa nitrogen.
3. Macam Mutasi Berdasarkan Tempat Terjadinya
Mekanisme substitusi terjadi karena peristiwa mutasi diam, mutasi salah arti, dan mutasi tanpa arti.
Mutasi Gen
Mutasi kromosom atau aberasi adalah perubahan yang terjadi pada struktur dan jumlah kromosom.
Mutasi Kromosom
1. Mutasi karena Perubahan Struktur Kromosom
Delesi
Duplikasi
Inversi
Translokasi
Katenasi
Mutasi Kromosom
2. Mutasi karena Perubahan Jumlah Kromosom
a. Perubahan Set Kromosom (Aneuploidi)
b. Perubahan Pergandaan (Aneusomi)
Macam perubahan jumlah kromosom yang dapat mengakibatkan mutasi yaitu:
Dampak Mutasi yang Merugikan
Dampak Mutasi yang Menguntungkan
B. Dampak Mutasi dalam Kehidupan
1. Dampak Mutasi yang Bersifat Merugikan
a. Kelainan pada Manusia Akibat Mutasi Gen
b. Kelainan pada Manusia Akibat Mutasi Kromosom
c. Kelainan pada Tumbuhan Akibat Mutasi
Sickel cell
Buah tanpa biji
Dampak mutasi yang menguntungkan
Mutasi alami dan buatan pada tanaman Sansevieria
Penggunaan kolkisin pada semangka tanpa biji
Penggunaan radiasi sinar gamma pada sorgum
Penggunaan sinar radioaktif (radioterapi) pada pengobatan kanker
2. Dampak Mutasi yang Bersifat Menguntungkan
EVOLUSI
IX
BAB
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Teori Evolusi Darwin
Seleksi Alam Menurut Darwin
Hal Pokok dalam Teori Evolusi Darwin
Teori yang Menentang Teori Evolusi Darwin
A. Perkembangan Teori Evolusi Darwin
Perkembangan Teori Evolusi
Evolusi mulai dipelajari setelah adanya tulisan bangsa Yunani pada awal Masehi. Beberapa filsuf yang memengaruhi timbulnya teori evolusi yaitu Thales (640 - 540 SM), Anaximander (611-547 SM), Empedocles (490-430 SM), dan Aristoteles (384–323 SM). Aristoteles mengemukakan gagasan evolusinya berdasarkan metafisika, bahwa alam berubah dari bentuk sederhana menjadi lebih kompleks dan sempurna.
Ilmuwan yang paling memengaruhi perkembangan teori evolusi adalah Charles Robert Darwin (1809–1882) hingga dia dikenal sebagai Bapak Evolusi. Beberapa faktor yang memengaruhi teori evolusi yang dikemukakan Darwin sebagai berikut.
Dalam bukunya yang berjudul On The Origin of Species by Means of Natural Selection, Darwin menyatakan bahwa seleksi alam merupakan faktor pendorong terjadinya evolusi.
Teori Evolusi Darwin
Beberapa hal pokok tentang teori evolusi Darwin dituangkan dalam bukunya yang berjudul On The Origin of Species by Means of Natural Selection.
Hal Pokok dalam Teori Evolusi Darwin
1. Merupakan pemikiran baru yang berlawanan dengan teori evolusi Darwin.
2. Objek alam semesta termasuk makhluk hidup menunjukkan adanya tanda-tanda perancangan, bukan dari hasil proses seleksi alam yang tak terbimbing.
3. Teori ini menangkap tanda-tanda perancangan dengan analisis kuantitatif.
Teori yang Menentang Teori Evolusi Darwin
Petunjuk adanya evolusi
B. Petunjuk Adanya Evolusi dan Mekanisme Evolusi
Homologi tungkai depan Mammalia
Embriologi Perbandingan
Mekanisme Evolusi
1. Ukuran populasi cukup besar.
2. Populasi tersebut terisolasi.
3. Tidak terjadi mutasi atau jika terjadi mutasi harus setimbang.
4. Perkawinan terjadi secara acak.
5. Tidak ada seleksi alam.
Hukum Hardy-Weinberg
Faktor-Faktor Pendorong Terjadinya Evolusi
Seleksi Alam
Mutasi gen
Hanyutan genetik
(genetic draft)
Aliran gen
(gen flow)
Perkawinan tidak acak
Terbentuknya Spesies Baru (Spesiasi)
BIOTEKNOLOGI
X
BAB
A. Pengertian dan Prinsip Dasar Bioteknologi Serta Jenis-Jenis Bioteknologi
Pengertian dan Prinsip Dasar Bioteknologi
Teknik yang Digunakan dalam Bioteknologi Modern
Jenis-jenis Bioteknologi
Pengertian dan Prinsip Dasar Bioteknologi
Jenis-Jenis Bioteknologi
Bioteknologi konvensional
Bioteknologi modern
Teknik yang Digunakan dalam Bioteknologi Modern
1. DNA Rekombinan
2. Fusi Protoplasma
3. Kultur Jaringan
4. Kloning
5. Teknik Bayi Tabung
DNA Rekombinan
1. Isolasi DNA
2. Transplantasi gen atau
DNA
3. Memasukkan DNA
rekombinan ke dalam sel hidup
Fusi protoplasma
Kultur Jaringan
Kloning
Teknik Bayi Tabung
B. Produk Bioteknologi dan Dampaknya bagi Kehidupan
Penerapan Bioteknologi
Dampak Penerapan Bioteknologi bagi Kehidupan
Bidang Pangan
Tempe
Taoco
Kecap
Oncom Merah
Oncom Hitam
Tapai
Roti
Yoghurt
Keju
Mentega
Probiotik
Minuman Beralkohol
Sayuran Fermentasi
Nata de coco
PST
Mikoprotein
Penerapan Bioteknologi
Bidang Pangan
Bidang Pertanian dan Peternakan
Bidang Pertanian
Bidang Peternakan
Bidang Kedokteran
Bidang Lingkungan
Menangani Pencemaran Lingkungan
Untuk pemurnian logam
Untuk mengatasi pencemaran akibat tumpahan minyak di laut
Dampak di Bidang Lingkungan
Dampak Positif
Mengurangi pencemaran lingkungan akibat pemakaian pestisida.
Mengurangi pencemaran limbah dengan penggunaan Thiobacillus ferrooxidans.
Dampak Negatif
Menimbulkan kerusakan pada ekosistem.
Hilangnya plasma nutfah.
Dampak Penerapan Bioteknologi bagi Kehidupan
Dampak di Bidang Sosial Ekonomi
Dampak Positif
Terjadi persaingan untuk mencari tanaman atau hewan varietas baru.
Dampak Negatif
Terjadi kesenjangan sosial dan ekonomi pada masyarakat.
Dampak terhadap Kesehatan
Dampak Positif
Adanya penemuan produk-produk obat maupun hormon hasil rekayasa genetika.
Dampak Negatif
Mengakibatkan timbulnya alergi.
Mengakibatkan seseorang menjadi resistan terhadap beberapa jenis antibiotik tertentu.
Dampak Etika Moral
Penerapan teknologi kloning yang dikhawatirkan akan diterapkan pada manusia dianggap merendahkan martabat manusia. Kloning pada manusia sangat ditentang karena tidak sesuai dengan etika moral dan melanggar aturan agama.