TELAAH KURIKULUM BIOLOGI ANALISIS KD 3 DAN KD 4 PADA MATA PELAJARAN IPA SMP KELAS VII
Disusun Oleh
Kelompok 4 Aisha Putri 3415152982
Mirta Tri Lestari 3415153298
Nabiella 3415153553
Amelia Rinawati 3415154888
Riska 3415153784
Andi Ilham Razak 3415152424
Ilham Fauzan 3415153328
Halimah Nur Hidayah 3415152847
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2017
ANALISIS KETERKAITAN KD
Mata Pelajaran
: Biologi
Kelas
: XII
Kompetensi Inti 3
: Memahami, Memahami, menerapkan, menganalisis menganalisis dan dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, konseptual, prosedural, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah masalah
Kompetensi Inti 4
: Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Domain
Kompetensi dasar
PENGETAHUAN
Lingkup materi Buku siswa
3.1 Menjelaskan Pertumbuhan dan perkembangan pengaruh faktor internal Konsep pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup dan faktor eksternal A. Pertumbuhan terhadap pertumbuhan dan Pertumbuhan adalah proses bertambahnya jumlah atau ukuran sel dan perkembangan makhluk tidak dapat kembali ke bentuk semula (irrevesibel) dapat diukur dan dapat hidup dinyatakan dengan angka, grafik, dsb B. Perkembangan Perkembangan adalah proses menuju ketingkat kedewasaan atau pematangan, tidak dapat diukur tetapi hanya dapat dinikmati . Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. A. Faktor internal
Waktu
4 JP 1 pertemuan untuk konsep 1 pertemuan untuk percobaan
ANALISIS KETERKAITAN KD
Mata Pelajaran
: Biologi
Kelas
: XII
Kompetensi Inti 3
: Memahami, Memahami, menerapkan, menganalisis menganalisis dan dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, konseptual, prosedural, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah masalah
Kompetensi Inti 4
: Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Domain
Kompetensi dasar
PENGETAHUAN
Lingkup materi Buku siswa
3.1 Menjelaskan Pertumbuhan dan perkembangan pengaruh faktor internal Konsep pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup dan faktor eksternal A. Pertumbuhan terhadap pertumbuhan dan Pertumbuhan adalah proses bertambahnya jumlah atau ukuran sel dan perkembangan makhluk tidak dapat kembali ke bentuk semula (irrevesibel) dapat diukur dan dapat hidup dinyatakan dengan angka, grafik, dsb B. Perkembangan Perkembangan adalah proses menuju ketingkat kedewasaan atau pematangan, tidak dapat diukur tetapi hanya dapat dinikmati . Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. A. Faktor internal
Waktu
4 JP 1 pertemuan untuk konsep 1 pertemuan untuk percobaan
a. Gen Gen adalah substansi/materi pembawa sifat yang diturunkan dari induk. Gen mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup, misalnya bentuk tubuh, tinggi tubuh, warna kulit, warna bunga, warna bulu, rasa buah, dan sebagainya. b. Hormon Hormon merupakan zat yang berfungsi untuk mengendalikan berbagai fungsi di dalam tubuh. 1) Hormon pada tumbuhan Hormon pada tumbuhan sering disebut fitohormon atau zat pengatur tubuh. Beberapa di antaranya adalah auksin, sitokinin, giberelin, etilen, dan asam absisat. a) Auksin, berfungsi untuk memacu perpanjangan sel, merangsang pembentukan bunga, buah, dan mengaktifkan kambium untuk membentuk sel-sel baru. b) Sitokinin, memacu pembelahan sel serta mempercepat pembentukan akar dan tunas. c) Giberelin, merangsang pembelahan dan pembesaran sel serta merangsang perkecambahan biji. Pada tumbuhan tertentu, giberelin dapat menyebabkan munculnya bunga lebih cepat. d) Etilen, berperan untuk menghambat pemanjangan batang, mempercepat penuaan buah, dan menyebabkan penuaan daun. e) Asam absisat berperan dalam proses perontokan daun. 2) Hormon pada hewan Beberapa hormon pertumbuhan pada hewan adalah sebagai berikut. a) Tiroksin, mengendalikan pertumbuhan hewan. Pada katak hormon ini merangsang dimulainya proses metamorfosis. b) Somatomedin, mempengaruhi pertumbuhan tulang. c) Ekdison dan juvenil, mempengaruhi perkembangan fase larva dan fase dewasa, khususnya pada hewan Invertebrata.
3) Hormon pada manusia Hormon dihasilkan oleh kelenjar endokrin atau kelenjar buntu, yaitu suatu kelenjar yang tidak mempunyai saluran. Beberapa hormon pertumbuhan pada manusia antara lain sebagai berikut. a) Hormon tiroksin, dihasilkan oleh kelenjar gondok/ tiroid. Hormon ini memengaruhi pertumbuhan, perkembangan, dan metabolisme karbohidrat dalam tubuh. Kekurangan hormon ini dapat mengakibatkan mixoedema yaitu kegemukan. b) Hormon pertumbuhan (Growth hormon – GH). Hormon ini dihasilkan oleh hipofisis bagian depan. Hormon ini disebut juga hormon somatotropin (STH). Peranannya adalah memengaruhi kecepatan pertumbuhan seseorang. Seorang anak tidak akan tumbuh dengan normal jika kekurangan hormon pertumbuhan. Pada masa pertumbuhan, kelebihan hormon ini akan mengakibatkan pertumbuhan raksasa (gigantisme), sebaliknya jika kekurangan akan menyebabkan kerdil (kretinisme). Jika kelebihan hormon terjadi setelah dewasa, akan menyebabkan membesarnya bagian tubuh tertentu, s eperti pada hidung atau telinga. Kelainan ini disebut akromegali. c) Hormon testosteron, mengatur perkembangan organ reproduksi dan munculnya tanda-tanda kelamin sekunder pada pria. d) Hormon estrogen/progresteron, mengatur perkembangan organ reproduksi dan munculnya tandatanda kelamin sekunder pada wanita. B. Faktor Luar (External) Faktor luar yang mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup berasal dari faktor lingkungan. a. Makanan atau Nutrisi Makanan merupakan bahan baku dan sumber energi dalam proses metabolisme tubuh. Kualitas dan kuantitas makanan
akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. b. Suhu Semua makhluk hidup membutuhkan suhu yang sesuai untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangannya. c. Cahaya Cahaya berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. d. Air dan Kelembapan Air dan kelembapan merupakan faktor penting untukpertumbuhan dan perkembangan. Air sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. Tanpa air, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup e. Tanah Bagi tumbuhan, tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangannya. Tumbuhan akan tumbuh dan berkembang dengan optimal bila kondisi tanah tempat hidupnya sesuai dengan kebutuhan nutrisi dan unsur hara. Kondisi tanah ditentukan oleh faktor lingkungan lain, misalnya suhu, kandungan mineral, dan air. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dimulai sejak perkecambahan biji. Kecambah kemudian berkembang menjadi tumbuhan kecil yang sempurna. Setelah tumbuh hingga mencapai ukuran dan usia tertentu, tumbuhan akan berkembang membentuk bunga dan buah atau biji sebagai alat perkembangbiakannya. Pertumbuhan pada tumbuhan terjadi di daerah meristematis (titik tumbuh), yaitu bagian yang mengandung jaringan meristem. Jaringan ini terletak di ujung batang, ujung akar, dan kambium. Aktivitas jaringan meristem yang terletak di ujung batang/akar menghasilkan pola pertumbuhan yang berbeda bila dibandingkan dengan jaringan meristem di kambium. Oleh karena itu pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.
1. Pertumbuhan Primer Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang terjadi akibat aktivitas jaringan meristem primer atau disebut juga meristem apikal. Titik tumbuh primer terbentuk sejak tumbuhan masih berupa embrio. Jaringan meristem ini terdapat di ujung batang dan ujung akar. Akibat pertumbuhan ini, akar dan batang tumbuhan bertambah panjang. Pada titik tumbuh, pertumbuhan terjadi secara bertahap. Oleh karena itu daerah pertumbuhan dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu daerah pembelahan, daerah perpanjangan, dan daerah diferensiasi. a. Daerah pembelahan Daerah pembelahan terletak di bagian paling ujung. Di daerah ini sel-sel baru terus-menerus dihasilkan melalui proses pembelahan sel. Daerah inilah yang disebut daerah meristematis. b. Daerah pemanjangan Daerah pemanjangan terletak di belakang daerah pembelahan. Di daerah ini selsel hasil pembelahan akan tumbuh sehingga ukuran sel bertambah besar. Akibatnya di daerah inilah yang mengalami pemanjangan. c. Daerah diferensiasi Daerah diferensiasi terletak di belakang daerah pemanjangan. Sel-sel yang telah tumbuh mengalami perubahan bentuk dan fungsi. Sebagian sel mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, xilem, dan floem. Sebagian lagi membentuk parenkim, kolenkim, dan sklerenkim. 2. Pertumbuhan Sekunder Pertumbuhan sekunder disebabkan oleh aktivitas jaringan meristem sekunder.
Contoh jaringan meristem sekunder adalah jaringan kambium pada batang tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Sel-sel jaringan kambium senantiasa membelah. Pembelahan ke arah dalam membentuk xilem atau kayu sedangkan pembelahan ke luar membentuk floem atau kulit kayu. Akibat aktivitas jaringan meristem pada kambium, diameter batang dan akar bertambah besar. Tumbuhan monokotil tidak mempunyai kambium sehingga tidak mengalami pertumbuhan sekunder. Bila di perhatikan diameter batang palem, bambu, tebu, dan kelapa hampir selalu sama dari kecil hingga dewasa. Berbeda dengan tumbuhan dikotil seperti mangga, jati, jambu, asam, cemara, dan pinus. Di musim penghujan, air dan zat hara terlarut tersedia dengan melimpah sehingga pembelahan sel lebih giat. Sebaliknya di musim kemarau, k etersediaan air berkurang sehingga aktivitas pembelahan sel berkurang. Aktivitas pembelahan yang berbeda ini tampak sebagai cincin-cincin konsentris pada batang yang disebut lingkaran tahun. Perkembangan pada tumbuhan merupakan diferensiasi atau spesialisasi sel atau bagian-bagian tumbuhan untuk melakukan fungsi khusus (menjadi dewasa). Perkembangan pada tingkat sel misalnya sel-sel hasil pembelahan jaringan meristem mengalami diferensiasi membentuk jaringan pengangkut. Contoh perkembangan pada tingkat organ misalnya terbentuknya organ generatif yaitu munculnya bunga. Beberapa jenis tumbuhan memiliki umur yang berbedabeda untuk berkembang menjadi dewasa. Masa dewasa ditandai dengan kemampuan berkembang biak secara generatif. Jadi ketika suatu tumbuhan telah membentuk bunga berarti tumbuhan itu telah dewasa dan dapat bereproduksi secara generatif (menghasilkan biji). Biji merupakan calon individu yang dapat tumbuh dan berkembang jika menemukan kondisi lingkungan yang sesuai. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan diawali sejak terbentuknya zigot dari proses pembuahan dan terus terjadi hingga hewan mencapai usia dewasa. Dengan demikian pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu fase embrionik dan fase pascaembrionik. Fase embrionik adalah pertumbuhan dan perkembangan yang dimulai dari zigot sampai terbentuknya embrio sebelum lahir atau menetas. Sedangkan fase pascaembrionik merupakan pertumbuhan dan perkembangan yang dimu lai sejak lahir
atau menetas hingga hewan itu dewasa.
1. Fase Embrionik Zigot terbentuk dari hasil pertemuan ovum dengan sperma (terjadi pembuahan/fertilisasi). Kemudian zigot mengalami pertumbuhan dan perkembangan dalam beberapa tahap, yaitu pembelahan zigot, tahap morula, blastula, gastrula, dan organogenesis. a. Pembelahan zigot terjadi secara mitosis, yaitu dari satu sel menjadi dua sel, dua sel menjadi empat sel, empat sel menjadi delapan sel, delapan sel menjadi enam belas sel, dan seterusnya hingga tiga puluh dua sel. Sekumpulan sel yang terbentuk tersusun seperti buah anggur dan disebut sebagai morula. Pembelahan terus berlanjut sehingga terbentuk rongga di bagian dalam yang disebut blastosol. Fase ini disebut fase blastula. b. Gastrula, merupakan hasil pertumbuhan dan perkembangan blastula yang ditandai dengan terbentuknya 3 lapisan embrionik, yaitu lapisan bagian luar (ektoderm), lapisan bagian tengah (mesoderm), dan lapisan bagian dalam (endoderm). Ketiga lapisan ini nantinya akan berkembang menjadi berbagai organ. Proses pembentukan gastrula ini disebut gastrulasi. c. Organogenesis, merupakan proses pembentukan berbagai organ tubuh yang berkembang dari tiga lapisan saat proses gastrulasi. Organ yang terbentuk dari ketiga lapisan ini adalah sebagai berikut. 1) Lapisan ektoderm, berkembang menjadi rambut, kulit, sistem saraf, dan indra. 2) Lapisan mesoderm, berkembang menjadi otot, rangka, alat reproduksi, alat peredaran darah, dan alat ekskresi. 3) Lapisan endoderm, berkembang menjadi alat pencernaan dan alat
pernapasan. 2. Fase Pasca embrionik Pertumbuhan pasca embrionik dimulai ketika hewan lahir atau menetas. Semua anggota tubuh mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Namun demikian kecepatan pertumbuhan dan perkembangan antara bagian tubuh yang satu dengan bagian tubuh yang lain tidak sama. Pertumbuhan ini tidak berlangsung terus-menerus, melainkan berhenti setelah mencapai usia tertentu. Perkembangan dimulai ketika alat kelamin telah mampu memproduksi sel-sel gamet. Pada manusia perkembangan ini ditandai dengan munculnya sifat-sifat kelamin sekunder. Tanda kelamin sekunder pada pria berupa tumbuhnya rambut pada bagian tubuh tertentu, suara besar, tumbuhnya jakun, dan otot-otot tubuh lebih kekar. Tanda kelamin sekunder pada wanita ditandai dengan membesarnya payudara, tumbuhnya rambut pada bagian tubuh tertentu, dan membesarnya pinggul. Metamorfosis dan Metagenesis Beberapa jenis hewan mengalami metamorfosis dalam pertumbuhan dan perkembangannya. Beberapa jenis hewan yang lain mengalami metagenesis. Selain pada hewan, metagenesis juga terjadi pada tumbuhan. 1. Metamorfosis Pada beberapa jenis hewan, dalam pertumbuhan dan perkembanganya mengalami proses metamorfosis. Metamorfosis adalah peristiwa perubahan bentuk tubuh secara bertahap yang dimulai dari larva sampai dewasa. Metamorfosis terjadi pada serangga dan amfibi. a. Metamorfosis Sempurna Metamorfosis sempurna ditandai dengan adanya fase yang disebut pupa atau kepompong. Bentuk larva dengan serangga dewasa jauh berbeda. Tahapan dalam metamorfosis sempurna adalah sebagai berikut. Telur – > larva pupa (kepompong) – > dewasa (imago) Telur menetas menjadi larva. Larva tidak memiliki sayap dan tanda-tanda sayap juga belum ada. Ketika berupa larva, serangga sangat aktif makan. Larva kemudian
mengalami perubahan bentuk menjadi kepompong. Larva ada yang langsung membuat pupa, tetapi ada juga yang lebih dulu membuat pelindung dari daun yang dilipat, tanah atau pasir yang halus, sayatan kayu yang halus, dan bahan lainnya. Metamorfosis Kupu-kupu Tempat perlindungan di sekeliling pupa disebut kepompong atau kokon. Pada tahap pupa, serangga tidak aktif makan, walaupun proses metabolisme tetap berlangsung. Setelah melewati tahap pupa, serangga akan menjadi dewasa (imago). b. Metamorfosis Tidak Sempurna (Hemimetabola) Metamorfosis Belalang Serangga yang mengalami metamorfosis tidak sempurna, bentuk serangga yang baru menetas (nimfa) tidak jauh berbeda dengan bentuk serangga dewasa (imago). Perbedaan yang mencolok adalah nimfa tidak memiliki sayap. Sayap akan tumbuh secara bertahap sehingga menyerupai bentuk dewasa. Secara umum nimfa dan serangga dewasa memiliki sifat yang sama. Contohnya pada jangkrik dan belalang. Urutan daur hidup serangga yang mengalami metamorfosis tidak sempurna adalah sebagai berikut. telur – > nimfa – > dewasa (imago) 2. Metagenesis Beberapa jenis hewan dan tumbuhan ada yang mengalami proses metagenesis. Metagenesis adalah proses pergiliran hidup yaitu antara fase seksual dan aseksual. Hewan dan tumbuhan yang mengalami metagenesis akan mengalami dua fase kehidupan, yaitu fase kehidupan yang bereproduksi secara seksual dan fase kehidupan yang bereproduksi secara aseksual. Metagenesis pada tumbuhan dapat diamati dengan jelas pada tumbuhan tak berbiji
(paku dan lumut). Pada tumbuhan tersebut, pembentukan gamet jantan berlangsung di dalam antheridium dan gamet betina di dalam arkegonium. Jika gamet jantan membuahi gamet betina, maka akan terbentuk zigot. Zigot tumbuh menjadi individu yang menghasilkan spora. Generasi ini disebut fase vegetatif (aseksual) atau sporofit. Spora yang jatuh di tempat yang sesuai akan tumbuh menjadi individu baru yang menghasilkan gamet. Karena menghasilkan gamet, maka generasi ini disebut fase generatif (seksual) atau gametofit. Demikian seterusnya terjadi pergiliran keturunan antara fase gametofit dan sporofit.
Tahapan Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia Manusia juga mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Perkembangan berhubungan dengan tingkah laku (sikap) atau kejiwaan. Misalnya terjadi perkembangan/perubahan sikap dan kebiasaan dari balita, remaja, dewasa, sampai lanjut usia. Setiap tahap perkembangan memiliki ciri yang berbeda. Walaupun pertumbuhan dan perkembangan berbeda, tetapi kedua proses ini berlangsung bersamaan atau tidak dapat dipisahkan. 4.1 Menyusun laporan KETERAMPILAN hasil percobaan tentang pengaruh faktor eksternal terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman
Desain penelitian (PRAKTIKUM) Siswa diberi tugas kelompok untuk mengamati pertumbuhan tanaman misalnya kangkung yang disiram dengan air beras, air bersih (keran) dan air dalam kemasan serta melaporkan hasil pekerjaan berupa laporan kegiatan dengan format sebagai berikut : 1. Membuat rencana percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan pada tumbuhan 2. Merumuskan masalah dan menentukan hipotesis 3. Menentukan variabel (suhu, cahaya) 4. Melakukan studi literatur
5. Menentukan parameter (tinggi, jumlah daun) 6. Menentukan alat dan bahan yang digunakan 7. Membuat rancangan percobaan 8. Hasil percobaan Laporan kegiatan akan dikumpulkan setelah kegiatan ulangan tengah semester PENGETAHUAN
3.2 Menjelaskan proses Metabolisme metabolisme sebagai reaksi A. pengertian metabolisme enzimatis dalam makhluk Metabolisme berasal dari bahasa yunani, metabole yang arrtinya berubah, hidup metabolisme pada makhluk hidup diartikan sebagai keseluruhan reaksi kimia dalam organisme yang merubah suatu bentuk molekul menjadi energi. B. Jenis metabolisme Metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu 1. Katabolisme, yaitu proses penguraian suatu molekul menjadi partikel yang lebih kecil agar bisa diubah menjadi energi. Contohnya adalah respirasi. 2. Anabolisme, yaitu proses penyususnan senyawa organik dari molekul-molekul tertentu agar dapat diserap. Contohnya adalah fotosistesis dan kemosistesis C. Molekul yang terkait proses metabolisme 6 JP 1. ATP Merupakan molekul berenergi tinggi. Molekul ini merupakan ikatan adenosin yang mengikat tiga gugusan pospat, dengan ikatan yang lemah / labil sehingga mudah melepaskan ikatan pospatnya pada saat mengalami hidrolisis. 2. Enzim Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein. - Fungsi Enzim a. Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia. b. Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama. Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif, kemudian diaktifkan
dalam lingkungan pada kondisi yang tepat. Misalnya, tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkan dengan memecah salah satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin yang aktif. Bentuk enzim yang tidak aktif ini disebut zimogen. - Komponen enzim Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim. Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim. - Kerja Enzim ada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu: a. Teori kunci dan anak kunci (Lock and key) Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase, sebagai berikut: 1. Enzim memiliki sisi aktivasi, tempat melekat substrat 2. hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi 3. Hubungan antara enzim dan substrat membentuk ikatan yang lemah b. Hipothesis Koshland : Enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel daripada hypothesis Fischer.Terjadi interaksi dinamis antara enzim dan substrat Jika substrat berkombinasi dengan enzim, akan terjadi perubahan dalam struktur (konformasi) sisi aktif enzim sehingga fungsi enzim berlangsung efektif. Struktur molekul substrat juga berubah selama diinduksi sehingga komp leks enzim-substrat lebih berfungsi. - Inhibitor Merupakan zat yang dapat menghambat kerja enzim. Bersifat reversible dan irreversible. Inhibitor reversible dibedakan menjadi inhibitor kompetitif dan nonkompetitif a. Inhibitor kompetitif Menghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim. Inhibitor ini besaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Pengambatan bersifat reversibel (dapat kembali seperti semula) dan dapat
dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat. Inhibitor kompetitif misalnya malonat dan oksalosuksinat, yang bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim suksinat dehidrogenase, yaitu enzim yang bekerja pada substrat oseli suksinat. b. Inhibitor nonkompetitif Inhibitor ini biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Ikatan ini menyebabkan perubahan bentuk enzim sehingga sisi aktif enzim tidak sesuai lagi dengan substratnya. Contohnya antibiotik penisilin menghambat kerja enzim penyusun konsentrasi substrat. dinding sel bakteri. Inhibitor ini bersifat reversible tetapi tidak dapat dihilangkan dengan menambahkan d. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi enzim - Konsentrasi substrat - Konsentrasi enzim - Suhu - pH - Aktivator dan inhibitor Katabolisme Respirasi merupakan contoh peristiwa Katabolisme. Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup. Produk antara pada respirasi sel dipakai sebagai bahan dasar untuk metabolisme. Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan : a. Respirasi aerob : respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Oksigen merupakan penerima hidrogen terakhir. b. Respirasi anaerob : respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen,tetapi senyawa lain seperti asam pyruvat dan asetaldehid. a. Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui 4 tahap, yaitu : 1. Glikolisis :
Berlangsung di sitoplasma Berlangsung secara anaerob Mengubah satu molekul glukosa ( 6C ) menjadi dua molekul asam piruvat ( 3C ) Untuk setiap molekul glukosa dihasilkan energi 2 ATP dan 2 NADH Dikenal sebagai Reaksi Embden dan Meyerhoff 2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat : Berlangsung pada matriks mitokondria. Mengubah asam piruvat (3C) menjadi Asetil Ko-A (2C). Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa 3. Siklus Krebs : Berlangsung pada matriks mitokondria.Mengubah Asetil-KoA (2C) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1).Untuk setiap molekul Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH dan 2 NADH Rantai Pengangkutan Elektron NADH2 dan FADH2 merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen. Melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH2 dan FADH2 yang dihasilkan pada proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan daur Krebs dilepaskan ke Oksigen (sebagai penerima hidrogen terakhir) untuk membentuk H2O dengan melepas energi secara bertahap. Satu molekul NADH2 akan menghasilkan 3 ATP, sedang satu molekul FADH2 menghasilkan 2 ATP. Hubungan antara metabolisme
karbohidrat, lemak, dan protein. Lemak (asam heksanoat) lebih banyak mengandung hidrogen terikat dan merupakan senyawa karbon yang paling banyak tereduksi, sedangkan karbohidrat (glukosa) dan protein (asam glutamat) banyak mengandung oksigen dan lebih sedikit hidrogen terikat adalah senyawa yang lebih teroksidasi. Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak menyimpan energi dan apabila ada pembakaran sempurna akan membebaskan energi lebih banyak karena adanya pembebasan elektron yang lebih banyak. Jumlah elektron yang dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang dihasilkan. Pada jalur katabolisme yang berbeda glukosa dan asam glutamat dapat
menghasilkan jumlah ATP yang sama yaitu 36 ATP. Sedangkan katabolisme asam heksanoat dengan jumlah karbon yang sama dengan glukosa (6 karbon) menghasilkan 44 ATP, sehingga jumlah energi yang dihasilkan pada lemak lebih besar dibandingkan dengan yang dihasilkan pada karbohidrat dan protein. Sedangkan jumlah energi yang dihasilkan protein setara dengan jumlah yang dihasilkan karbohidrat dalam berat yang sama. Dari penjelasan itu dapat disimpulkan jika kita makan dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung lemak akan lebih memberikan rasa kenyang jika dibandingkan dengan protein dan karbohidrat. Karena rasa kenyang tersebut disebabkan oleh kemampuan metabolisme lemak untuk menghasilkan energi yang lebih besar. ANABOLISME A. Fotosintesis merupakan salah satu contoh dari Anabolisme Fotosintesis terjadi pada tumbuh-tumbuhan yang berklorofil. Fotosintesis merupakan proses penyusunan zat organik dari zat-zat anorganik dengan menggunakan energi dari cahaya. Zat organik yang terbentuk dalam proses fotosintesis berupa karbohidrat, dimana karbohidrat tersebut dapat digunakan untuk membentuk zat-zat lain seperti protein dan lemak. Komponen-komponen Esensial Fotosintesis : Komponen yang mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis adalah bahan baku (CO2 dan H2O), energi berupa cahaya, pigmen, molekul carrier enzim dan suhu yang tepat. Jika salah satu dari komponen tersebut tidak ada, fotosintesis tidak dapat berlangsung, sehingga komponen tersebut disebut komponen esensial.
a). CO2 CO2 dari udara masuk melalui stomata ke dalam jaringan spons daun dan segera dipergunakan untuk proses fotosintesis. Air (H2O) merupakan bahan baku lain yang diperoleh dari lingkungan. Pada tumbuhan tinggi, H2O diabsorbsi oleh akar dan diangkut ke daun melalui berbagai sel dan jaringan. b). Cahaya Energi yang dipergunakan dalam fotosintesis adalah energi cahaya. Dari
berbagai penelitian diketahui bahwa energi dari cahaya matahari yang dipergunakan untuk fotosintesis hanya 2% saja. Selebihnya dipantulkan, ditransmisikan atau diabsorbsi senagai panas. Panjang gelombang dari berbagai spektrum sinar matahari tidak sama. Makin besar panjang gelombang, makin kecil energi yang dikandungnya. Gelombang cahaya dari yang terpanjang hingga terpendek adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Dalam berbagai percobaan yang menggunakan obyek Chlorella, ternyata spektrum cahaya yang palig banyak diserap klorofil untuk proses fotosintesis adalah spektrum merah dan biru ungu (nila). c). Pigmen Dengan adanya sistem pigmen, tumbuhan hijau dapat mengabsorbsi energi cahaya dan menggunakan cahaya ini untuk menghasilkan gula. Klorofil merupakan pigmen terpenting dari tumbuhan yang melakukan fotosintesis. Ada bermacam-macam klorofil, yaitu klorofil a, b , c dan e. Klorofil a dan b terdapat pada kloroplas tumbuhan tinggi, sedangkan klorofil yang lain terdapat pada jenis alga tertentu. d). Suhu Aktivitas fotosintesis dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Fotosintesis umumnya berlangsung pada suhu antara 5 – 40o C. Kecepatan fotosintesis bertambah sampai maksim al pada suhu 35o C dan setelah itu kecepatannya turun tajam. Penurunan ini dimungkinkan karena enzim menjadi kurang aktif. e). Molekul Carrier dan Enzim Pada kloroplas, selain dari pigmen terdapat pula berbagai molekul carrier yang berfungsi dalam transfer atom hidrogen, elektron dan transfer energi. Selain itu, pada kloroplas pun terdapat bermacam-macam enzim untuk reaksi kimia fotosintesis. 2. Penelitian tentang Fotosintesis Beberapa percobaan yang dilakukan untuk mengetahui hasil-hasil yang diperoleh dari fotosintesis, antara lain : a). Percobaan Ingenhousz Obyek yang digunakan adalah tumbuhan Hydrilla verticillata. Hasil dari percobaannya disimpulkan bahwa fotosintesis menghasilkan gas, yang ternyata
adalah oksigen. b). Percobaan Engelmann Obyek yang digunakan adalah ganggang Spirogyra dan bakteri thermo. Di bawah mikroskop terlihat bakteri thermo berkumpul pada bagian kloroplas yang terkena cahaya matahari (B) akibat banyaknya oksigen di daerah ini. Kesimpulan yang dapat ditarik oleh Engelmann, yaitu bahwa fotosintesis membebaskan gas oksigen dan kloroplast yang bertanggung jawab terhadap produksi oksigentersebut. c). Percobaan Sacchs Dalam percobaan ini, Sacchs membuktikan bahwa fotosintesis memerlukan cahaya, berlangsung pada bagian yang berklorofil, sedang hasil akhir dari fotosintesis adalah zat tepung (amylum). Percobaan ini didasari atas pengertian bahwa amylum, jika bereaksi dengan iodium akan berwarna biru. Pada bagian daun yang ditutup dengan kertas timah (tidak kena cahaya) tidak berwarna biru, berarti di daerah tersebut tidak berlangsug fotosintesis. 3. Reaksi Fotosintesis Fotosintesis merupakan proses pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk gula yang dihasilkan dari reduksi karbondioksida yang miskin energi. Fotosintesis dapat dituliskan dengan persamaan reaksi sederhana Pada dasarnya proses fotosintesis terjadi dalam dua tahap, yaitu reaksi terang (reaksi tergantung cahaya) dan reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya). a). Reaksi Terang (Reaksi Tergantung Cahaya) Reaksi pertama dalam fotosintesis memang tergantung adanya cahaya, sehingga disebut sebagai reaksi terang. Sering reaksi ini disebut reaksi fotokimia / reaksi fotolisis / reaksi Hill, prosesnya berlangsung di Grana. Dalam reaksi terang terdapat dua pusat reaksi, yaitu fotosistem I (FS I) dan fotosistem II (FS II). Pada FS I terdapat klorofil a.683 (kl A.683) dan karotenoid yang mampu menyerap energi cahaya maksimum pada gelombang 700 nm (P 700), sedangkan untuk FS II dengan P 680 diserap oleh klorofil a 673 (kl A.673) dan klorofil b.Jika kloroplast mendapat cahaya, maka electron dari klorofil pada kedua fotosistem akan tereksitasi.
Elektron kaya energi ini kemudian dipindahkan melalui akseptor-akseptor untuk dimanfaatkan energinya. 1). Fotosistem I (FS I) Elektron yang dikeluarkan dari FS I diteima oleh akseptor feredoksin sebagai akseptor utama. Elektron ini lalu ditransfer ke NADP. Pada saat yang sama juga menerima ion H+ sehingga terbentuk nikotinamida adenin dinukleotid fosfat tereduksi (NADPH2). NADP + 2 H+ + 2e NADPH2 2). Fotosistem II ( FS II ) Elektron dari FS II diterima oleh akseptor-akseptor elektron (plastoquinon, sitokrom dan plastosianin) menuju FS I. Elektron ini digunakan untuk mengisi lubang pada FS I. Waktu mengalir melaui ekseptor-akseptornya, elektron ini melepaskan energinya. Energi ini digunakan untuk mensintesis ATP dari ADP dan Pi (fotofosforilasi) ADP + Pi ATP FS II yang telah kehilangan elektron ini akan segera diganti dari pemecahan air (fotolisis) : 2 H2O 2 H+ + 2 OH – 2 OH –
2 e + H2O + ½ O2
H2O
2 H+ + 2 e – + ½ O2
2 H2O
4 H+ + 4 e – + O2
Pada fotolisis terlihat bahwa O2 yang dibebaskan berasal dari dua molekul air (2 H2O ), Jadi pada reaksi terang dihasilkan ATP, NADPH2 dan O2. b). Reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya) Reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya / Reaksi Blackman) adalah suatu proses fiksasi CO2 untuk membentuk glukosa dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh reaksi terang. Reaksi ini terjadi di stroma pada kloroplas dan tidak memerlukan cahaya. Reaksi biokimiawinya berlangsung melalui suatu siklus yang
disebut siklus Calvin Benson. PGAL yang terbentuk dalam reaksi gelap merupakan hasil berdih fotosintesis secara keseluruhan. Untuk membentuk satu molekul glukosa diperlukan dua molekul PGAL dan ini diperoleh dari mereduksi enam molekul CO2. Dengan mereduksi enam mulekul CO2, akan dihasilkan 12 molekul PGAL. Dua molekul PGAL digunakan untuk membentuk glukosa, sedangkan 10 molekul lainnya akan direduksi kembali melalui senyawa antara seperti fruktosa 1,6 difosfst (FDP) dan glukosa 5-fosfat (G 5-P) untuk menghasilkan RuDP. Untuk lebih jelasnya perhatikan skema fotosintesis, yang menunjukkan keterkaitan antara reaksi terang dan reaksi gelap di bawah ini : Fotosintesis melalui jalur C4 (Jalur metabolisme Hatch – Slack) Terjadi pada tumbuhan golongan C4; yaitu tumbuhan tebu, jagung, berbagai rerumputan (crabgrass, shorghum dan Bermuda grass) dan beberapa tumbuhan padang pasir. Tumbuhan ini digolongkan ke dalam tumbuhan C4 karena senyawa pertama yang dijumpai setelah fiksasi CO2 adalah asam oksaloasetat yang merupakan senyawa dengan 4 atom karbon. - Kelebihan Tumbuhan C4 dibanding dengan C3 1. Membutuhkan lebih banyak ATP; 2. Sintesis glukosa berlangsung lebih cepat per satuan luas daun; 3. Berlangsung lebih efisien dalam keadaan intensitas cahaya yang tinggi; 4. Affinitas enzym fosfoenolpiruvat karboksilase terhadap CO2 lebih besar dibanding dengan RuDP 5. Penambatan CO2 lebih efektif; 6. Proses fotosintesis berlangsung cukup baik dalam keadaan jumlah CO2 yang sangat sedikit di udara. 7. Tumbuh lebih cepat. KEMOSINTESIS Kemosintesis terjadi pada beberapa jenis bakteri yang menggunakan energi dari reaksi kimia anorganik sederhana untuk sintesa karbohidrat, dan menggunakan energi kimia dari luar tubuh. 1. Bakteri sulfur tidak berpigmen yang mengoksidasi sulfida menjadi sulfat : Menyerap (H2S) maupun S2 dari lingkungan. Kedua senyawa tsb bergabung dengan oksigen dan menghasilkan energi yang digunakan untuk membuat
KETERAMPILAN
PENGETAHUAN
4.2 Menyusun laporan hasil percobaan tentang mekanisme kerja enzim, fotosintesis, dan respirasi anaerob
3.3 Menganalisis hubungan struktur dan fungsi gen, DNA, kromosom dalam penerapan prinsip pewarisan sifat pada makhluk hidup
Karbohidrat. Hasil samping berupa S2, bila bahan asalnya H2S dan ion sulfat (SO42-) bila asalnya S2 2. Bakteri besi yang mengoksidasi ferrohidroksida menjadi ferrihidroksida. Hidup di air tawar atau air asin yang mengandung senyawa besi terlarut. Bakteri menyerap senyawa besi terlarut dan menggabungkannya dengan oksigen sehingga menjadi bentuk tidak larut dengan mengeluarkan energi. 3. Bakteri Nitrifikasi Tipe bakteri yang menggunakan amonia dan melepaskan ion nitrit. Contoh : Nitrosomonas Tipe bakteri yang menggunakan ion nitrit dan melepaskan ion nitrat : Nitrobakter desain penelitian (PRAKTIKUM) siswa membuktikan peran enzim dengan melakukan percobaan enzim katalase dengan bahan hati ayam yang diberi cairan H202 dan diberi bara api. Hasil kegiatan dilaporkan dalam bentuk laporan praktikum. Melakukan uji kerja enzim katalase terhadap pengaruh pH, suhu dll pada jantung dan hati ayam melalui kerja kelompok. Mendiskusikan secara kelompok faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim dari hasil pengamatan. Melakukan studi litertatur secara mandiri menemukan sifat dan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim.
Materi Genetik Materi genetik meliputi kromosom, DNA, RNA, dan Gen, materi genetik ini akan diturunkan pada keturunannya melalui proses reproduksi Secara berurutan dari besar ke kecil : Kromosom - Gen - DNA a. Kromosom Eksperimen T. Bovery dan Ws. Sutton (1902) membuktikan bahwa kromosom 4 JP membawa material genetik. Kromosom pada setiap spesies makhluk hidup memiliki Ukuran dan bentuk yang bervariasi. Panjang kromosom berkisar antara 0,2 – 50 mikron dengan diameter antara 0,2 – 20 mikron. Bentuk kromosom pada setiap fase pembelahan sel senantiasa berubah-ubah. - Macam-macam kromosom berdasarkan letak sentromernya : Sentromer : bagian dari kromosom tempat berpegangan benang spindel /
gelendong, di bagian ini tid ak terdapat gen. dan tidak menyerap zat warna jika diberikan pewarnaan. Sentromer terdapat kinetokor untuk melekatnya benang spindel . akan memisah ketika anafse 1. Telosentrik, yaitu jika letak sentromer berada di ujung, sehungga hanya memiliki 1 lengan 2. Akrosentrik, yaitu jika letak sentromer hampir di ujung. 3. Submetasentrik, yaitu jika letak sentromer hampir di tengah sehingga kedua lengan tidak sama panjang. 4. Metasentrik, yaitu jika letak sentromer berada tepat di tengah sehingga panjang masing-masing lengan sama -
Macam kromosom berdasarkan tipe / fungsinya : 1. Autosom Autosom / Kromosom Tubuh : Yaitu kromosom yang terdapat pada organisme jantan dan betina dengan jumlah dan susunan yang sama. Pada sel tubuh berjumlah ( n -1 ) pasang, sedang pada sel kelamin berjumlah (n-1) buah 2. Gonosom Gonosom / Kromosom Kelamin : Yaitu kromosom yang terdapat pada organisme jantan dan betina dengan jumlah dan susunan yang berbeda , berperan menentukan jenis kelamin. Pada sel tubuh berjumlah 1 pasang yaitu XX untuk jenis kelamin betina dan XY untuk yang berjenis kelamin jantan , sedang pada sel kelamin berjumlah 1buah yaitu X atau Y
Gen : adalah segmen DNA / bahan genetik yang terkait dengan sifat tertentu yang diwariskan kepada keturunannya. Gen merupakan ekspresi DNA dengan Protein yang dibuat yang berada di sekelilingnya Sifat-sifat Gen : 1. mengandung informasi genetik 2. dapat menduplikasi diri
3. 4.
ditentukan oleh susunan kombinasi dari basa nitrogennya masing-masing gen memiliki fungsi yang berbeda
Fungsi Gen : 1. mengatur perkembangan dan proses metabolisme individu (organisme) 2. menyampaikaninformasi genetik dari generasi ke generasi berikutnya 3. sebagai zarah tersendiri yang terdapat dalam kromosom Alel : Yaitu gen-gen yang terletak pada lokus yang bersesuaian dari kromosom yang homolog . Ekspresi dari alel dapat serupa misalnya A dengan A, atau a dengan a. tetapi orang lebih sering menggunakan istilah alel untuk ekspresi gen yang secara fenotipik berbeda. Contoh : gen A ( bentuk bulat) alelnya a (bentuk lonjong) , gen A ( bentuk bulat) bukan alel dari gen B ( warna kuning) maupun gen b (warna Putih) Alel Ganda : yaitu gen-gen yang memiliki lebih dari satu alel . Urutan penulisan anggota alel ganda disesuaikan dengan urutan dominansinya. contoh : 1. Warna rambut kelinci 2. Golongan Darah War na rambut pada kelinci, memiliki 4 alel ( urutan dominansinya W › wch › wh › w ) W : warna rambut normal wch : warna rambut chinchilla / abu-abu perak wh : warna rambut himalaya / tubuh putih ujung kaki,ekor, hidung,telinga warna gelap w : warna rambut albino Genotip Kelinci Normal = WW,W wch , W wh ,Ww Genotip Kelinci chinchilla = wchwch , wch wh ,wchw Genotip Kelinci himalaya = wh wh ,whw Genotip Kelinci albino = ww
Golongan darah sistem ABO pada manusia memiliki 3 alel ( IA = IB › IO / i )
Gen IA dan IB bersifat kodominan Sehingga orang yang bergenotip IAIB bergolongan darah AB Genotip untuk orang bergolongan d arah A = IAIA, IAIO Genotip untuk orang bergolongan darah B = IBIB, IBIO Genotip untuk orang bergolongan darah O =IOIO Asam Deoksiribonukleat ( ADN) : Tersusun atas : 1. Gula(Pentosa) berupa Deoksiribosa 2. Gugus fosfat 3. Basa Nitrogen : Purin ( Adenin dan Guanin ) dan Pirimidin ( Timin dan Sitosin) PASANGAN BASA NITROGEN DNA ADN terdiri dari rantai Poli Nukleotida ganda , panjang dan berpilin ( double helix ). Dalam menyusun molekul ADN basa nitrogen memiliki pasangan tertentu : Adenin selalu berpasangan dengan timin (A-T) yang dihubungkan oleh 2 ikatan hidrogen Guanin selalu berpasangan dengan Sitosin (G-S) yang dihubungkan oleh 3 ikatan hidrogen.
Erwin Chargaff memformulasikan Hukum Chargaff bahwa ⌠A ⌡ =⌠T ⌡ dan ⌠G⌡ = ⌠S⌡ BEDA NUKLEOTIDA DAN NUKLEOSIDA Kedua pita / rantai molekul ADN mempunyai posisi antiparalel , artinya polimer deoksiribosa dengan fosfat pada satu benang berjalan dari ujung 3’ – 5’ sedangkan
benang yang lain dari ujung 5’ – 3’. Model struktur ADN pertama kali diciptakan oleh James D. Watson (Amerika) dan Francis Crick (Inggris) pada tahun 1953 berdasarkan analisis foto defraksi sinar X, yang berbentuk double helix DNA terdapat di dalan nukleus, mitokondria, plastida, dan sentriol. Kadarnya tetap, tidak tergantung pada kecepatan sintesis protein Replikasi ADN : Yaitu proses dimana molekul ADN induk mereplikasi diri membentuk ADN anak atau duplikatnya. Ada 3 hipotesis tentang cara Replikasi ADN :
1. Konservatif 2. Dispersif 3. Semikonservatif
Asam Ribonukleat (ARN) : 1. Strukturnya berupa rantai tunggal, pendek, tidak berpilin. 2. Komponen penyusunnya Gulanya berupa ribosa 3. Komponen Basa nitrogennya berupa: Purin = Adenin, Guanin, Pirimidin =.urasil, Sitosin 4. Kadarnya berubah-ubah menurut kecepatan sintesis protein 5. Terdapat di sitoplasma, nukleus, dan terutama di ribosom 6. Fungsinya sebagai pelaksana dalam sintesis protein. Macam-macam ARN : 1. RNA m 2. RNA t 3. RNA r ARN duta / ARN-d / m-RNA dibentuk didalam nukleus kemudian dikeluarkan ke sitoplasma, berbentuk rantai tunggal ,pendek, tidak berpilin. ARN transfer / ARN-t / t-RNA dibentuk didalam nukleus kemudian dikeluarkan ke sitoplasma, berbentuk seperti daun semanggi ARN ribosom / ARN-r / r-RNA merupakan komponen penyusun ribosom Sintesis Protein Langkah-langkahnya : 1. Transkripsi 2. Translasi 3. Sintesa Protein Rantai ADN melakukan transkripsi, yaitu peristiwa dimana rantai ADN membentuk rantai ARN duta . Pembentukan ARN-d diawali dari ujung 5′ ke 3′ . Pada tahap ini
terdapat 3 langkah yaitu 1. Inisiasi (awal proses pencetakan ) 2. Elongasi(pencetakan lanjutannya) 3. Terminasi(akhir dari proses pencetakan). Pada proses ini dibantu oleh enzim RNA polimerase. ARN-d yang terbentuk keluar dari nukleus menuju ke sitoplasma ( ribosom) ARN-t melakukan translasi , yaitu proses penterjemahan kodon ARN-d yang dimulai
dari 5′ menuju ke 3′ dengan jalan membawa asam amino yang sesuai dengan kodon ARN – d. Pada tahap ini juga terdapat 3 langkah yaitu 1. inisiasi (awal proses penterjamahan ) 2. Elongasi ( penterjemahan selanjutnya) 3. Terminasi ( akhir dari penterjemahan). Asam amino akan bersambung berderet – deret sesuai dengan urutan kodon ARN – d , sehingga terbentuklah rantai polipeptida / protein yang diharapkan. DNA (Deoxyribonucleic Acid) DNA adalah materi genetik yang membawa informasi yang dapat diturunkan. Di dalam sel manusia DNA dapat ditemukan di dalam inti sel dan di dalam mitokondria. DNA terdiri atas tiga komponen dasar, yakni
gugus fosfat (─PO4); deoksiribosa atau gugus gula yang kehilangan satu atom oksigen; basa nitrogen yang terdiri: purin (adenin dan guanin) dan pirimidin (sitosin dan timin). komponen apa yang berperan dalam peristiwa replikasi dna Komponen penyusun DNA Replikasi DNA Replikasi DNA adalah kemampuan DNA untuk membentuk atau mensintesis DNA sendiri. DNA hasil replikasi akan diwariskan pada sel anakan pada proses pembelahan sel sehingga dua sel anakan yang dihasilkan memiliki informasi genetik yang sama. Ada tiga hipotesisis yang menjelaskan replikasi DNA, yaitu konservatif, semikonservatif, dan dispersif.
4.3 Merumuskan urutan KETERAMPILAN proses sintesis protein dalam kaitannya dengan penyampaian kode genetik (DNA-RNA-Protein) 3.4 Menganalisis proses PENGETAHUAN pembelahan sel sebagai dasar penurunan sifat dari induk kepada keturunannya
Siswa dibagi menjadi 3 kelompok (DNA-RNA-Protein) dan mempresentasikan bahasan masing-masing kelompok.
4.4 Menyajikan hasil KETERAMPILAN pengamatan pembelahan sel pada sel hewan maupun tumbuhan 3.5 Menerapkan prinsip PENGETAHUAN pewarisan sifat makhluk hidup berdasarkan hukum Mendel
Siswa dibagi menjadi 3 kelompok (Pembelahansel-Siklussel-Gametogenesis) dan mempresentasikan bahasan masing-masing kelompok.
Reproduksi sel · Mitosis. Mitosis terjadi pada perbanyakan sel tubuh, dan menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan sel induk (2n). · Meiosis. Dalam meiosis terjadi 2 tahapan pembelahan. Meiosis 1 (pembelahan reduksi) dan meiosis 2 dengan hasil akhir 4 sel anak dengan ju mlah kromosom n. · Gametogenesis. 8 JP Pembentukan gamet terjadi secara meiosis, berlangsung dalam alat perkembangbiakan jantan dan betina individu dewasa. Prinsip hereditas dan mekanisme pewarisan sifat.
Hukum Pewarisan Mendel adalah hukum mengenai pewarisan sifat pada organisme yang dijabarkan oleh Gregor Johann Mendel dalam karyanya 'Percobaan mengenai Persilangan Tanaman'. Hukum ini terdiri dari dua bagian:
7 JP 1. Hukum pemisahan ( segregation) dari Mendel, juga dikenal sebagai Hukum Pertama Mendel, dan 2. Hukum berpasangan secara bebas (independent assortment ) dari Mendel, juga
dikenal sebagai Hukum Kedua Mendel.
Hukum Mendel I : Pemisahan gen sealel, dalam bahasa inggris disebut segregation of allelic genes, peristiwa pemisahan alel ini terlihat ketika pembuatan gamet individu yang memiliki genotip heterozigot, sehingga tiap gamet mengandung salah satu alel itu. Hukum II Mendel : (Hukum pengelompokkan gen secara bebas atau asortasi).Pada pembentukkan sel kelamin (gamet), alel mengadakan kombinasi secara bebas sehingga sifat yang muncul dalam keturunannya beraneka ragam. Hukum ini berlaku untuk persilangan dengan dua sifat beda (dihibrid) atau lebih (polihibrid).
Penyimpangan Semu Hukum Mendel : Penyimpangan tersebut terjadi karena adanya beberapa gen yang saling memengaruhi dalam menghasilkan fenotip. Meskipun demikian, perbandingan fenotip tersebut masih mengikuti prinsip prinsip Hukum Mendel. Penyimpangan semu Hukum Mendel tersebut meliputi: interaksi gen, kriptomeri, polimeri, epistasis-hipostasis, gen-gen komplementer, gen dominan rangkap dan gen penghambat. 4.5 Menyajikan hasil Siswa dibagi menjadi pairing group dan mendiskusikan bahasan contoh hukum KETERAMPILAN penerapan hukum Mendel mendel di bidang pertanian dan perternakan. dalam perhitungan peluang dari persilangan makhluk hidup di bidang pertanian dan peternakan
PENGETAHUAN
3.6 Menganalisis pola- Pola-pola hereditas. pola hereditas pada mahluk Pautan
4 JP
hidup ( tumbuhan )
Pautan adalah gen-gen yang terletak pada kromosom yang sama atau dalam satu pasang kromosom homolog dan berdekatan. Pautan antara dua macam gen atau lebih akan menghasilkan keturunan dengan perbandingan genotip dan fenotip yang lebih sedikit bila dibandingkan dengan gen-gen yang tidak berpautan. Hal ini disebabkan gamet-gamet yang dihasilkan jumlahnya lebih sedikit.
Pindah Silang (Crossing Over) Pindah silang adalah peristiwa bertukarnya bagian kromosom satu dengan kromosom lainnya yang homolog, atau bagian kromosom lainnya yang tidak homolog. Peristiwa pindah silang terjadi pada pembelahan meiosis profase I, subfase pakiten dan akan berakhir pada metafase I.
Pindah silang akan menghasilkan keturunan yang terdiri atas kombinasi parental (KP) dan rekombinan (RK). Nilai pindah silang adalah angka yang menunjukkan persentase rekombinasi dari hasil-hasil persilangan. Semakin jauh jarak antarkedua gen, semakin besar kemungkinan terjadinya pindah silang. Nilai pindah silang (NPS) dapat dihitung dengan rumus:
Peta kromosom adalah suatu gambar yang menyatakan jarak gen-gen yang terletak pada lokus yang berderet-deret dalam suatu kromosom. Ukuran yang dipakai untuk menentukan jarak antargen antarlokus disebut unit. Titik pengukuran jarak antargen dimulai dari sentromer, jika gen a berjarak 12,5 unit, berarti gen A berjarak 12,5 unit dari sentromer. Jika gen B berjarak 15,5 u nit, berarti gen B berjarak 15,5 unit dari sentromer. Berdasarkan informasi jarak gen A dan B
dari sentromer kita dapat menghitung jarak antara gen A dengan B, yaitu 15,5 – 12,5 = 3 unit.
Penentuan Jenis Kelamin Penentuan jenis kelamin pada berbagai organisme tidak sama. Beberapa tipe penentuan jenis kelamin yang dikenal adalah sebagai berikut:
1. Sistem XX – XY, contoh pada manusia: wanita 44 A + XX atau 22 AA + XX; pria 44 A + XY atau 22 AA + XY. Contoh pada pada Lalat Buah: XX
→ betina (6 A + XX atau 3 AA + XX), XY → jantan (6 A + XY atau 3 AA + XY). 2. Sistem XX – XO (pada belalang): XX → betina (22A + XX), XO → jantan (22A + XO). 3. Sistem ZW – ZZ (pada kupu-kupu, ngengat, ikan, burung): ZW → betina (78
A + ZW), ZZ → jantan (78 A + ZZ). (pada ayam, itik): ZO → betina (76A + ZO), ZZ → jantan
4. Sistem ZO – ZZ (76A + ZZ).
Pautan Seks Pautan seks adalah peristiwa tergabungnya beberapa sifat pada kromosom seks. Pautan seks dapat terjadi pada kromosom X atau kromosom Y. Contoh: gen penentu warna mata pada lalat Drosophila terpaut pada kromosom X. Gen Letal Gen Letal adalah gen yang dalam keadaan homozigot menyebabkan kematian pada individu yang membawanya.
1. Gen letal dominan adalah gen dominan dalam keadaan homozigot menyebabkan kematian. Contoh:
Thallasemia (ThTh) pada manusia; Tikus bulu kuning (KK); Ayam Redep (RR); Ayam tidak berjambul (JJ).
2. Gen letal resesif adalah gen resesif dalam keadaan homozigot menyebabkan kematian. Contoh:
Sapi Bulldog (dd); Sickle cell (ss) pada manusia; Kelinci Pegler (pp).
4.6 Menyajikan hasil Mengamatidanmenuliskanperbedaanataukesamaansifatpadaanakdan orang tuanya. KETERAMPILAN penerapan pola-pola Mendiskusikanhasilpengamatan yang dilakukandanmempresentasikannya. hereditas dalam perhitungan peluang dari persilangan yang melibatkan peristiwa pautan dan pindah silang
PENGETAHUAN
3.7 Menganalisis pola-pola Hereditas pada manusia. hereditas pada manusia Golongan Darah Golongan darah bersifat menurun (genetis). Golongan darah pada manusia dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu: 1. Sistem ABO ditentukan oleh 3 macam alel, yaitu IA, IB, dan IO; 2. Sistem Rhesus, ditentukan oleh gen Rh untuk rhesus (+) dan gen rh untuk rhesus (-). Alel Rh bersifat dominan terhadap alel rh;
4 JP
3. Sistem MN, ditentukan oleh 2 macam alel, yaitu LMdan L N.
Cacat dan Penyakit Menurun pada Manusia Ciri-ciri penyakit menurun:
1. Tidak menular pada orang lain; 2. Tidak dapat disembuhkan, karena ada kelainan dalam substansi hereditas (gen); 3. Umumnya dikendalikan oleh gen resesif dan hanya muncul pada seseorang yang homozigot resesif. Cacat dan penyakit menurun pada manusia dapat diwariskan melaui autosom dan ada yang melalui kromosom seks (terpaut seks), antara lain: Terpaut Autosom
1. Albino adalah kelainan genetik yang disebabkan ketidakmampuan tubuh membentuk enzim pengubah tirosin menjadi pigmen melanin yang dikendalikan oleh gen resesif a. Orang normal memiliki genotip AA dan normal carier Aa. Seorang albino dapat lahir dari pasangan yang keduanya carier. 2. Polidaktili adalah kelainan bawaan dalam autosom yang dibawa oleh gen dominan. Penderita dapat dilahirkan dari pasangan orang tua yang sama-sama polidaktili heterozigot (Pp), atau dari pasangan yang salah satu polidaktili (PP) dan yang lainnya normal (pp). 3. Brakidaktili adalah kelainan yang berupa memendeknya jari-jari akibat ruasruas jarinya pendek. Kelainan ini dikendalikan oleh gen dominan (B) yang bersifat letal. Dengan demikian, keadaan dominan homozigot (BB) akan menyebabkan kematian, genotip heterozigot (Bb) akan menyebabkan
brakidaktili, dan homozigot resesif (bb) normal.
Terpaut pada Kromosom Seks Manusia 1) Gen-gen abnormal terpaut kromosom Y (Holadrik) antara lain:
webbed toes adalah kelainan sifat yang ditandai dengan pertumbuhan selaput diantara jari-jari, seperti halnya kaki bebek atau kaki katak. Sifat tersebut dikendalikan oleh resesif (wt) sedangkan gen dominan Wt menentukan keadaan normal. hyserix gravior adalah kelainan yang ditandai dengan pertumbuhan rambut yang kasar dan panjang, mirip duri landak. Sifat rambut ini dikendalikan oleh gen resesif (hg). Gen Hg mengekspresikan pertumbuhan rambut normal. hypertrikosis adalah kelainan yang ditandai dengan pertumbuhan rambut yang berlebihan pada tubuh. Sifat ini dikendalikan oleh gen resesif (ht). Gen H menyebabkan keadaan normal.
2) Gen-gen abnormal terpaut kromosom X antara lain:
Hemofilia adalah penyakit genetik dimana darah sukar membeku pada saat terjadi luka. Tubuh mengalami kegagalan dalam pembentukan enzim tromboplastin (enzim pembeku darah) sehingga penderita akan sering mengalami pendarahan. Gen ini bersifat resesif yang terkandung dalam kromosom X. Oleh karena itu, genotip penderitanya menjadi XhXh (letal), dan XhY, sementara wanita carier adalah X HXh. Wanita hemofilia hanya ada secara teori, sebab akan mati pada saat embrio. Buta Warna (Colour Blind) adalah kelainan pada retina mata seseorang,
KETERAMPILAN
PENGETAHUAN
4.7 Menyajikan data hasil studi kasus tentang pola-pola hereditas pada manusia dalam berbagai aspek kehidupan 3.8 Menganalisis peristiwa mutasi pada makhluk hidup
yaitu pada sel kerucutnya tidak peka terhadap cahaya yang berwarna. Pola sifat hereditas tentang buta warna Jika buta warna dibawa oleh gen resesif cb yang terpaut pada kromosom X, maka penderitanya adalah XcbXcb dan XcbY, sementara XCBXcb adalah wanita carier. Anenamel (Gigi Tak Beremail), kelainan ini dibawa oleh gen yang bersifat dominan pada kromosom X. Gen g menentukan gigi normal, sementara gen G anenamel. Ciri-cirinya antara lain gigi kekurangan lapisan email sehingga giginya berwarna coklat dan lebih cepat rusak. Penderita bergenotip X GY, XGXG, dan XGXg. sementara genotip normalnya adalah XgY dan XgXg. Anodontia adalah kelainan yang dibawa oleh kromosom X dan muncul dalam keadaan resesif. Ciri-cirinya antara lain tidak memiliki gigi sehingga tampak ompong. Kelainan ini lebih sering dijumpai pada pria sebab seorang pria yang mengandung satu gen a (gen anodontia) sudah menampakkan gejalanya (XaY), sementara pada wanita baru menampakkan sebagai penderita jika genotipnya XaXa.
Siswa diberi tugas untuk mencari studi kasus tentang pola-pola hereditas pada manusia dan mempresentasikanya secara berkelompok (1 kelompok 5 orang/ 7 kelompok)
Mutasi dan implikasinya. · Macam mutasi dan penyebabnya. Mutasi terjadi karena adanya perubahan DNA dan kromosom. Penyebab mutasi dapat berupa zat\ kimia, faktor fisik, ataupun faktor biologi. · Mutasi alami dan mutasi buatan. 6 JP Mutasi alami penyebabnya tidak diketahui. Mutasi buatan dilakukan dengan direncanakan, misalnya dengan radiasi sinar X, pen yisipan DNA dll. · Implikasi mutasi alami dan buatan Mutasi secara alami lebih banyak merugikan manusia. Implikasi mutasi alami pada
manusiamisalnya terjadinya kanker. Mutasi padamikroorganisme berkaitan dengan sifat sensitifitasterhadap antibiotik. Mutasi yang direncanakan/buatandisesuai kan dengan tujuan, misalnya padateknologi pasca panen agar biji lebih tahanterhadap serangan organisme perusak biji. 4.8 Menyajikan data Siswa dibagi menjadi 3 kelompok (masingKETERAMPILAN hasil eksplorasi peristiwa masingkelompokmencaricontohkasusmutasi) dan mempresentasikan bahasan masingmutasi yang menyebabkan masing kelompok. variasi dan kelainan sifat pada makhluk hidup 3.9 Menjelaskan teori, Teori, prinsip, dan mekanisme evolusi. PENGETAHUAN prinsip dan mekanisme 1. Teori-teori evolusi. evolusi serta pandangan Evolusi menjelaskan perkembangan makhluk hidup secara bertahap dalam jangka terkini para ahli terkait waktu lama dari bentuk sederhana menuju bentuk yang lebih kompleks. Terdapat spesiasi beberapa teori yang dapat menjelaskan perubahan makhluk hidup secara evolusi, antara lain teori Lamarck.Teori Darwin, Teori Wallace,Teori Weismann. 2. Faktor, petunjuk pendukung evolusi. Fenomena evolusi menjelaskan perubahan makhluk hidup karena seleksi alam dan 4 JP bersifat menurun. Adanya evolusi dapat diperlihatkan melalui fosil, homologi, embriologi perbandingan, dll. 3. Mekanisme evolusi. Mekanisme evolusi menjelaskan peristiwa evolusi yang dapat disebabkan oleh adanya mutasi gen dan seleksai alam pada suatu populasi. Mekanismenya dapat dijelaskan dengan Hukum Hardy-Weinberg yang menunjukkan hubungan antara frekuensi gen dan frekuensi genotip pada suatu populasi, dengan persyaratan tertentu. 4.9. Menyajikan karya PRAKTIKUM KETERAMPILAN ilmiah terhadap gagasan Siswa mengamati perbedaan morfologi pada tumbuhan maupun hewan di lingkungan baru tentang kemungkinan- sekitar.
