KICAUAN ILMUAN BIOLOGI SMAN 2 TANJUNG RAJA

Tampilkan postingan dengan label Video. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Video. Tampilkan semua postingan

Senin, 28 Oktober 2019

GAGASAN UTAMA EVOLUSI DARWIN

Posted by Taufik Ardiyanto On Oktober 28, 2019

Di dalam bukunya, Darwin mengembangkan dua gagasan utama: bahwa penurunan dengan modifikasi menjelaskan kesatuan dan keanekaragaman makhluk hidup, dan bahwa seleksi alam menyebabkan kecocokan antara organisme dengan lingkungannya.
Gambar. Buku karangan Darwin.

 Dalam edisi pertama The Origin of Species, Darwin tidak pernah menggunakan kata evolusi. Ia lebih banyak membahas penurunan dengan modifikasi, frasa yang merangkum pandangannya tentang kehidupan. Darwin menyadari kesatuan dalam kehidupan, yang dinyatakannya sebagai akibat dari semua organisme yang diturunkan dari satu nenek moyang yang hidup di masa lalu. Ia juga berpikir bahwa karena keturunan dari organisme nenek moyang tersebut hidup di dalam berbagai habitat selama jutaan tahun, mereka telah mengakumulasikan berbagai macam modifikasi, atau adaptasi, yang membuat mereka sesuai dengan cara hidup spesifik. Darwin menalar bahwa dalam jangka waktu yang amat panjang, penurunan dengan modifikasi pada akhirnya menyebabkan tingginya keanekaragaman makhluk hidup yang kita lihat sekarang.

Darwin memandang sejarah kehidupan sebagai sebuah pohon, dengan banyak cabang dari batang bersama menuju ke ujung-ujung ranting termuda. Ujung ranting-ranting tersebut mencerminkan keanekaragaman organisme yang ada saat ini. Setiap percabangan pada pohon mencerminkan nenek moyang dari semua garis evolusi yang kemudian bercabang dari titik tersebut. Spesies yang berkerabat dekat misalnya gajah Asia dan gajah Afrika sangat mirip sebab mereka berada berada pada garis keturunan yang sama sebelum baru-baru ini memisah dari nenek moyang bersama mereka. Pada kenyataannya banyak cabang evolusi bahkan beberapa cabang besar merupakan jalan buntu, saintis memperkirakan bahwa lebih dari 99% spesies yang pernah ada sekarang telah punah.
Gambar. Pohon evolusi gajah.

Dalam upayanya untuk mengklasifikasikan makhluk hidup, Linnaeus menyadari bahwa sejumlah organisme memiliki kemiripan yang lebih banyak daripada organisme lain, namun ia tidak mengaitkan kemiripan tersebut dengan evolusi. Bagi Darwin hierarki Linnaean mencerminkan sejarah percabangan dari pohon kehidupan, dengan organisme pada tingkat yang berbeda berkerabat melalui penurunan dari nenek moyang bersama.

Darwin menyadari hubungan penting antara seleksi alam dan kemampuan untuk menghasilkan keturunan secara lebih. Ia mulai menyadari hubungan ini setelah membaca sebuah esai oleh ekonom Thomas Malthus, yang menyatakan bahwa banyak penderitaan manusia, penyakit, kelaparan, dan perang adalah konsekuensi yang tak terhindarkan dari potensi populasi manusia untuk meningkat lebih cepat daripada ketersediaan makanan dan sumber daya lain.Darwin menyadari bahwa kapasitas untuk menghasilkan keturunan secara berlebih merupakan karakteristik semua spesies. Dari banyak telur yang dihasilkan, anak yang dilahirkan, dan biji yang disebarkan hanya sekian persen yang menuntaskan perkembangan mereka dan menghasilkan keturunan sendiri. Sisanya dimakan, mati kelaparan, mati sakit, tidak kawin, atau tidak mampu bertoleransi terhadap kondisi fisik lingkungan seperti kadar garam atau suhu.

Sifat-sifat suatu organisme dapat memengaruhi tidak hanya kinerjanya, namun juga sebaik apa keturunannya menghadapi tantangan lingkungan. Misalnya, suatu organisme mungkin memiliki satu sifat warisan yang memberi keuntungan bagi keturunannya untuk meloloskan dari predator, memperoleh makanan, atau bertoleransi terhadap kondisi fisik. Sewaktu keuntungan-keuntungan semacam itu meningkatkan jumlah keturunan yang sintas dan bereproduksi, sifat-sifat yang menguntungkan tersebut akan lebih mungkin muncul dengan frekuensi yang lebih tinggi pada generasi berikutnya. Oleh karena itu seiring waktu seleksi alam yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti predator, kekurangan makanan, atau kondisi fisik yang tidak bersahabat dapat meningkatkan persentase sifat-sifat yang menguntungkan di dalam populasi.

Darwin menalar bahwa jika seleksi buatan dapat menyebabkan perubahan dramatis dalam periode waktu yang relatif singkat, maka seleksi alam dapat mengakibatkan modifiksai penting dari spesies lebih dari ratusan generasi. Bahkan jika keuntungan dari beberapa sifat yang diwariskan lebih kecil dari sifat yang lain, variasi-variasi yang menguntungkan akan terakumulasi secara bertahap di dalam populasi, sementara variasi yang kurang menguntungkan akan berkurang. Seiring waktu proses ini akan meningkatkan frekuensi individu-individu dengan adaptasi yang menguntungkan sehingga meningkatkan kecocokan antara organisme-organisme dan lingkungannya.
 gambar. Seleksi buatan mustar liar.

Dari hasil pengamatan yang Darwin lakukan, dapat disimpulkan gagasan utama seleksi alam antara lain:
  • Seleksi alam adalah suatu proses yang terjadi ketika individu yang memiliki karakteristik warisan tertentu sintas dan bereproduksi dengan laju yang tinggi daripada individu-individu lain.
  • Seiring waktu, seleksi alam dapat meningkatkan kecocokan antara organisme dan lingkungannya.
  • Jika lingkungan berubah, atau individu berpindah ke lingkungan baru, seleksi alam dapat dilihat dari adaptasi terhadap kondisi baru tersebut, terkadang memunculkan spesies baru dalam proses tersebut.
Seleksi alam berlangsung melalui interaksi antara organisme individual dan lingkungannya, namun individu tidak berevolusi. Sebenarnya populasilah yang berevolusi seiring waktu. Seleksi alam dapat memperbanyak atau mengurangi sifat warisan dari organisme kepada keturunannya. Walaupun suatu organisme mungkin termodifikasi semasa hidupnya, dan karakteristik yang diperoleh dapat membantu organisme tersebut di lingkungannya, hanya ada sedikit bukti bahwa sifat yang diperoleh diwariskan pada keturunan.

Untuk lebih memahami materi ini, simaklah video berikut:

MENGENAL JARINGAN IKAT

Posted by Taufik Ardiyanto On Oktober 28, 2019


Jaringan ikat adalah sekumpulan sel khusus yang serupa bentuknya, besarnya dan pekerjaan yang berfungsi menunjang dan menyokong berbagai susunan tubuh yang ada di sekitarnya. Adapun fungsi jaringan ikat yang lain adalah: Merekatkan, mengikat atau menghubungkan berbagai sel atau bangunan yang ada di dalam tubuh. Sebagai media di mana tempat pembuluh darah lewat, untuk mendistribusikan berbagai bahan makanan pada organ yang bersangkutan dan mengangkut produk sisa hasil metabolisme. Pertahanan tubuh, sebagai tempat dimana proses imunologik berlangsung. Dapat berfungsi sebagai penimbun lemak (sel lemak), pigmen (sel pigmen), penghasil benda darah (sel hemopoetik) dan pemulihan jaringan.

JARINGAN IKAT EMBRIONAL
Mesenkim
Mesenkim adalah jaringan ikat embrio yang kelak akan menumbuhkan jaringan ikat dewasa, pembuluh darah dan limfe, dan otot polos. Secara histologis terdiri atas sel-sel mesenkim dan bahan dasar (matriks). Sel ini berbentuk bintang, lebih kecil dari fibroblas dan memiliki banyak penjuluran dan saling berhubungan. Biasanya terletak di sepanjang dinding kapiler. Inti lonjong, besar, pucat karena sedikit mengandung kromatin. Secara umum sifat selnya seragam dan monoton. Matriks bersifat homogen seperti lendir. Dengan meningkatnya umur embrio pada matriks mulai terbentuk filamen-filamen yang bergabung menjadi fibril yang bersifat submikroskopik. Kumpulan fibril ini kelak membentuk serabut. Pembuluh darah belum tampak pada mesenkim.
 Gambar Jaringan mesenkim.
  

Jaringan Ikat Mukosa
Jaringan ikat mukosa/berlendir dapat dianggap sebagai tahap perkembangan lanjut dari mesenkim. Fibril sudah mulai terbentuk pada matriks yang berkonsistensi jel. Fibril sangat halus dan tidak bercabang. Pembuluh darah dan syaraf belum banyak. Zat makanan dan oksigen menuju sel-sel melalui difusi. Jaringan ikat mukosa ditemukan pada tali pusar (umbilicus) di sekitar pembuluh darah, dikenal sebagai „jaringan Wharton‟. Pada mamalia tidak terdapat lagi, hanya pada pupil omasum terdapat jaringan yang mirip, begitu pula pada balung dan pial ayam yang berperan sebagai penunjang.


JARINGAN IKAT DEWASA

Bentuk umum jaringan ikat dewasa jelas berbeda dari jaringan ikat embrio karena fibril-fibril sudah membentuk serabut. Selanjutnya sel-selnya mulai berdiferensiasi menjadi sel-sel jaringan ikat dewasa yang cukup banyak macamnya. Matriks jaringan ikat dewasa sudah berbeda dan mengandung cairan jaringan (tissue fluid). Ketentuan bagi jaringan ikat mensyaratkan adanya tiga unsur utama, yaitu : (1) adanya sel-sel (fibroblast, adiposit, makrofag, plasma sel, sel mast, osteosit, kondrosit); (2) serabut (kolagen, eslatik, retikular); dan (3) matriks.
 
Gambar. Sel-sel jaringan ikat.


SEL JARINGAN IKAT
sel-sel jaringan ikat dapat kita pelajari antara lain sebagai berikut:

Fibroblast (Desmosit)
Fibroblast merupakan sel-sel jaringan ikat tetap yang jumlahnya paling banyak. Inti lonjong mengandung sedikit kromatin. Fungsi fibroblast yaitu membentuk serabut dan bahan dasar (matriks) ekstraseluler. Fibroblast dikenal mampu membentuk serabut kolagen.

Histiosit (klasmatosit atau makrofag tetap)
Histiosit bersama fibroblast selalu terdapat pada jaringan ikat longgar. Bentuk selnya tidak teratur, penjuluran sel pendek dan tumpul, sedangkan intinya lebih kecil dan bulat dari fibroblast. Histiosit dalam keadaan istirahat sulit dibedakan dengan fibroblast. Histiosit tergolong sistem makrofag yang berfungsi memfagositosis benda asing (kuman, pecahan sel) dalam tubuh. Fungsi histiosit membersihkan benda asing dari luar atau dalam tubuh sendiri, misalnya sisa sel yang sudah mati.

Sel Plasma

Sel plasma jarang terdapat pada jaringan ikat biasa, sering terdapat pada jaringan ikat selaput lendir saluran pencernaan. Pada jaringan retikular pembentuk benda darah, pada tempat peradangan mudah ditemukan. Bentuk selnya lonjong tidak teratur, lebih kecil dari histiosit, inti terletak eksentrik dengan kromatin jelas membentuk jalinan seperti roda.

Sel Mast
Sel mast lazimnya terlihat pada jaringan ikat longgar, khususnya di sekitar pembuluh darah. Bentuk selnya besar, lonjong dengan inti agak pucat. Dalam sitoplasma terdapat banyak butir yang lazimnya bersifat basofil. Butir ini mudah larut dalam air seperti butir pada leukosit basofil. Fungsi sel mast menghasilkan heparin (antikoagulan), histamin, dan serotonin. Histamin menyebabkan terjadinya vasodilatasi dan meningkatkan permeabelitas pembuluh darah kapiler dan vena kecil pada kasus alergi.

Sel lemak
Sel lemak terdapat pada jaringan lemak, bisa bersifat soliter atau mengelompok.

Sel Pigmen
Sel pigmen lazim disebut „melanosit‟ dan pigmen yang berwarna coklat hitam disebut „melanin‟. Melanosit banyak terdapat jaringan ikat berpigmen pada lapis khoroidea mata, rambut, kulit, dan sebagainya. 

Untuk memahami materi jaringan ikat simaklah video berikut ini:


Sabtu, 26 Oktober 2019

ENZIM

Posted by Taufik Ardiyanto On Oktober 26, 2019


Enzim adalah makromolekul yang bekerja sebagai katalis, agen kimiawi yang mempercepat reaksi tanpa ikut terkonsumsi oleh reaksi. Jika tidak ada regulasi oleh enzim, lalu-lintas kimiawi melalui jalur-jalur metabolisme akan macet total karena banyak reaksi kimia akan berlangsung terlalu lama. Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter.
 
Gambar 1. Contoh reaksi yang dikatalisis oleh enzim: hidrolisis sukrosa oleh sukrase (Campbell, 2010).

Sistem otot pada Manusia

Posted by Taufik Ardiyanto On Oktober 26, 2019

Tubuh manusia dapat bergerak karena adanya rangka dan otot. Otot merupakan alat gerak aktif. Otot tersusun atas beberapa lapisan. Tepat di bawah kulit kita terdapat otot yang disebut lapisan luar atau superfi sial. Di bawahnya terdapat lapisan tengah, dan di bawahnya lagi terdapat lapisan bagian dalam. Sistem otot memiliki karakteristik tersendiri yaitu:
Kontrakstibilitas, kemampuan otot untuk memendek atau berkontraksi.
Ekstensibilitas, serabut otot memiliki kemampuan untuk menegang melebihi panjang otot saat rileks.
Elastisitas, serabut otot dapat kembali ke ukuran semula setelah berkontraksi atau menegang dalam artian lain relaksasi

Gambar 1. Sistem otot manusia (www.biologipedia.com).

STRUKTUR OTOT
Otot adalah suatu jaringan dalam tubuh manusia maupun hewan yang berperan sebagai alat gerak aktif yang menggerakkan rangka tubuh manusia serta pergerakan dari organ dalam tubuh. Otot merupakan salah satu dari empat kelompok jaringan pokok. Miologi adalah istilah untuk ilmu yang mempelajari mengenai otot. Otot membentuk 43% berat badan dan lebih dari 1/3-nya merupakan protein tubuh dan ½-nya adalah tempat terjadinya aktivitas metabolik saat tubuh istirahat. Proses vital di dalam tubuh seperti kontraksi jantung, kontriksi pembuluh darah, pernafasan, gerakan peristaltik usus) terjadi karena adanya aktivitas otot.

Area otot rangka terdiri atas kepala otot (muskulus kaput), empal otot (muskulus venter), dan ekor otot (muskulus kaudal). Kepala otot dan ekor otot merupakan jaringan ikat padat kuat yang disebut tendon. Tendon adalah tempat melekatnya otot pada tulang. Tendon dibagi menjadi dua jenis, yaitu origo dan insersio. Origo adalah ujung otot (kepala otot) yang melekat pada tulang yang bergerak ketika otot berkontraksi. Empal otot merupakan area otot bagian tengah yang bentuknya menggembung, terdiri atas berkas-berkas otot, dan aktif dalam berkontraksi.
Gambar 2. Struktur otot manusia (Jalmo, 2009).


Secara keseluruhan otot dibungkus oleh selapis jaringan ikat agak padat yang disebut epimisium. Epimisium dapat dilihat mata dan tampak seperti selubung putih. Di dalam epimisium terdapat beberapa berkas serat otot yang disebut fasikulus. Setiap fasikulus dibungkus oleh selubung tipis perimisium. Fasikulus tersusun dari banyak sel otot berbentuk serat, contohnya otot bisep pada lengan atas tersusun dari 260.000 serat otot. Sel serat otot secara individual dibungkus oleh jaringan ikat halus endomisium.


Gambar 3. Struktur otot (www.biologipedia.com).

Di bawah endomisium terdapat membran sel otot yang disebut sarkolema. Di dalam sarkolema terdapat glikogen (cadangan energi), mioglobin, enzim, dan ion-ion seperti kalium, magnesium, dan fosfat. Mioglobin berfungsi menyimpan dan memindahkan oksigen dari hemoglobin dalam sirkulasi ke enzim-enzim respirasi di dalam sel kontraktil. Di bawah sarkolema terdapat sitoplasma yang disebut sarkoplasma. Sarkoplasma berisi cairan gelatin, glikogen, lemak, dan organel sel seperti mitokondria.
 
Gambar 4. Filamen penyusun otot (Junqueira, 2002).

Sel otot rangka berbentuk serabut halus panjang, berukuran 1-40 mm dan berdiameter 10-100 mikron, banyak mengandung mitokondria, serta memiliki banyak inti berbentuk lonjong yang terdapat di pinggir sel. Sel otot yang berbentuk serabut halus tersebut disebut miofibril.


Gambar 5. Miofibril molekul penyusun otot (Jalmo, 2009).


Miofibril terdiri atas protein kontraktil berupa protein filamen yang disebut miofilamen. Miofilamen dibagi menjadi 2 jenis, yaitu miofilamen tebal dan miofilamen tipis. Miofilamen tebal tersusun dari protein miosin, sedangkan miofilamen tipis tersusun dari protein aktin, protein tambahan tropomiosin dan troponin yang melekat pada aktin. Kombinasi miofilamen tebal dan miofilamen tipis menunjukkan adanya pita gelap dan pita terang seperti lurik, sehingga otot rangka disebut otot lurik.


Dari hasil penelitian dan pengamatan dengan mikroskop elektron dan difraksi sinar X, Hansen dan Huxly (1995) mengemukakan teori kontraksi otot yang disebut model sliding filaments. Model ini menyatakan bahwa kontraksi terjadi berdasarkan adanya dua set filamen di dalam sel otot kontraktil yang berupa filamen aktin dan filamen miosin.
 Gambar 6. Model filamen luncur otot (Campbell, 2002).


Rangsangan yang diterima oleh asetilkolin menyebabkan aktomiosin mengerut (kontraksi). Kontraksi ini memerlukan energi. Pada waktu kontraski filamen aktin meluncur di antara miosin ke dalam zona H (zona H adalah bagian terang di antara dua pita gelap). Dengan demikian serabut otot memendek; yang tetap panjangnya ialah pita A (pita gelap), sedangkan pita I (pita terang) dan zona H bertambah pendek waktu kontraksi.

Gambar 7. Kontraksi otot model sliding filaments (Campbell, 2002).
Ujung miosin dapat mengikat ATP dan menghidrolisisnya menjadi ADP. Beberapa energi dilepaskan dengan cara memotong pemindahan ATP ke miosin yeng berubah bentuk ke konfigurasi energi tinggi. Miosin yang berenergi tinggi ini kemudian mengikatkan diri dengan kedudukan khusus pada aktin membentuk jembatan silang. Kemudian simpanan energi miosin dilepaskan dan ujung miosin lalu beristirahat dengan energi rendah. Pada saat inilah terjadi relaksasi. Relaksasi ini mengubah sudut perlekatan ujung miosin menjadi miosin ekor.


Ikatan antara miosin energi rendah dan aktin terpecah ketika molekul baru ATP bergabung dengan ujung miosin. Kemusian siklus berulang kembali. ATP merupakan sumber energi utama untuk kontraksi otot yang berasal dari oksidasi karbohidrat dan lemak. Kontraksi otot merupakan interaksi antara aktin dan miosin yang memerlukan ATP.

Untuk lebih mengenal materi kontraksi otot simaklah video berikut!


Untuk menguji pengetahuanmu, kerjakan kuis berikut!

 







Jumat, 25 Oktober 2019

SIERRA: An Innovation for 21st Century Education

Posted by Taufik Ardiyanto On Oktober 25, 2019

The world of education in Indonesia is facing an interesting challenge to be anticipated. Thousands of islands spread out in its vast area, heterogenous society, and the dynamic economic growth are among the important factors for education practitioners to realize one of the nation’s future goals, which is to enrich the life of the nation.