KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP - UNTUK SMA/MA KELAS 10

 KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP

Pengelompokan buah dan sayuran oleh penjual seperti gambar di atas, memiliki tujuan tertentu. Sama halnya dengan buah dan sayuran di pasar, makhluk hidup juga dikelompok-kelompokkan. Apakah dasar, tujuan, dan manfaat pengelompokkan tersebut?  Yuk... kita pelajari di uraian berikut ini.

Klasifikasi makhluk hidup adalah pengelompokkan makhluk hidup berdasarkan persamaan ciri dan perbedaan yang dimiliki. Cabang ilmu yang mempelajari tentang klasifikasi makhluk hidup adalah taksonomi.

DASAR KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP

Prinsip mendasar klasifikasi adalah adanya perbedaan dan persamaan setiap mahluk hidup. Selain itu manfaat mahluk hidup tersebut juga berpengaruh. Begitupula dengan ciri morfologi, anatomi, dan biokimianya. Ciri morfologi adalah ciri yang nampak dari luar, misalnya morfologi bulu pada kucing. Sedangkan ciri anatomi adalah struktur tampak dalam contohnya adalah anatomi jantung, yang berarti bagaimana jantung dari kucing tersebut disusun dan bagian-bagiannya.

Kelompok mahluk hidup yang anggotanya hanya menunjukkan sedikit persamaan ciri dan sifat, jumlah anggotanya lebih besar dibandingkan kelompok mahluk hidup yang anggotanya mempunyai lebih banyak persamaan ciri dan sifat. Misalnya hewan yang hidup di darat (satu ciri) akan lebih banyak anggotanya dibanding dengan hewan di darat berkaki empat (dua ciri) dan seterusnya. 

Kelompok mahluk hidup yang terbentuk dari hasil pengklasifikasian disebut takson. Pembentukkan takson berjenjang secara teratur. Untuk setiap takson diberi nama tertentu. Tingkatan-tingkatan klasifikasi dari tingkat tertinggi (kingdom) sampai tingkat terendah (spesies) adalah sebagai berikut:

a. Kingdom
b. Phylum (Filum) digunakan untuk hewan, untuk tumbuhan dinamakan Diovisio
c. Classis (Kelas)
d. Ordo ( Bangsa)
e. Familia (Suku)
f. Genus (Marga)
g. Species (Jenis)

Tujuan Klasifikasi Makhluk hidup:

1. Mengelompokkan makhluk hidup berdasarkan persamaan dan ciri-ciri yang dimiliki. 
2. Mendeskripsikan ciri-ciri suatu jenis makhluk hidup untuk membedakannya dengan makhluk hidup jenis yang lain.
3. Mengetahui hubungan kekerabatan makhluk hidup. Dengan mengetahui persamaan ciri yang dimiliki oleh berbagai organisme maka kita bisa tahu hubungan kekerabatannya. Jadi semakin banyak persamaan yang dimiliki maka ke dua organisme tersebut semakin dekat hubungan kekerabatannya.
4. Memberi nama makhluk hidup yang belum diketahui namanya.
5. Menyederhanakan objek studi sehingga mempermudah mempelajarinya.
6. Mengetahui tingkat evolusi makhluk hidup atas dasar kekerabatannya. 

Manfaat Klasifikasi Makhluk Hidup :

1. Menyederhanakan objek studi biologi sehingga mempermudah mempelajarinya.
2. Mengetahui hubungan kekerabatan antara organisme yang satu dengan yang lain.

MACAM-MACAM KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP

1. Klasifikasi Sistem Alamiah

Klasifikasi sistem alami dirintis oleh Michael Adams dan Jean Baptiste de Lamarck. Sistem ini menghendaki terbentuknya kelompok-kelompok takson yang alami. Artinya anggota-anggota yang membentuk unit takson terjadi secara alamiah atau sewajarnya seperti yang dikehendaki oleh alam. Klasifikasi sistem alami menggunakan dasar persamaan dan perbedaan morfologi (bentuk luar tubuh) secara alami atau wajar. Contoh : 

• Hewan dikelompokkan berdasarkan cara geraknya, misalnya : hewan berkaki dua, berkaki empat, tidak berkaki, hewan bersayap, hewan bersirip. 
• Hewan dikelompokkan berdasarkan penutup tubuh, misalnya: hewan berbulu, bersisik, berambut , bercangkang. 
• Tumbuhan dikelompokkan berdasarkan jumlah keping biji, yaitu tumbuhan berkeping biji satu, berkeping biji dua.

2. Klasifikasi Sistem Artifisial (Buatan)

Sistem Artifisial adalah klasifikasi untuk tujuan praktis, hanya menggunakan satu atau dua ciri pada makhluk hidup. Sistem ini disusun dengan menggunakan ciri-ciri atau sifat-sifat yang sesuai dengan kehendak manusia, atau sifat lainnya. Adapun ciri yang digunakan berupa struktur morfologi, anatomi dan fisiologi (terutama alat reproduksi dan habitatnya). Misalnya klasifikasi tumbuhan dapat menggunakan dasar habitat (tempat hidup), habitus atau berdasarkan perawakan (berupa pohon, perdu, semak, ternak dan memanjat).

Tokoh sistem Artifisial antara lain Aristoteles yang membagi makhluk hidup menjadi dua kelompok, yaitu tumbuhan (plantae) dan hewan (animalia). Ia pun membagi tumbuhan menjadi kelompok pohon, perdu, semak, terna serta memanjat. Tokoh lainnya adalah Carolus Linnaeus yang mengelompokkan tumbuhan berdasarkan alat reproduksinya. 

3. Klasifikasi Sitem Filogenik

Klasifikasi sistem filogenetik muncul setelah teori evolusi dikemukakan oleh para ahli biologi. Pertama kali dikemukakan oleh Charles Darwin pada tahun 1859. Menurut Darwin, terdapat hubungan antara klasifikasi dengan evolusi. Sistem filogenetik disusun berdasarkan jauh dekatnya kekerabatan antara takson yang satu dengan yang lainnya. Selain mencerminkan persamaan dan perbedaan sifat morfologi dan anatomi maupun fisiologinya, sistem ini pun menjelaskan mengapa makhluk hidup semuanya memiliki kesamaan molekul dan biokimia, tetapi berbeda-beda dalam bentuk susunan dan fungsinya pada setiap makhluk hidup.

Jadi pada dasarnya, klasifikasi sistem filogenetik disusun berdasarkan persamaan fenotip yang mengacu pada sifat-sifat bentuk luar, faal, tingkah laku yang dapat diamati, dan pewarisan keturunan yang mengacu pada hubungan evolusioner sejak jenis nenek moyang hingga cabang-cabang keturunannya. Sistem klasifikasi filogenik menjadi dasar dalam perkembangan sejarah klasifikasi 5 kingdom.

PERKEMBANGAN KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP

1. Sistem Dua Kingdom

Sistem klasifikasi ini membagi organisme menjadi 2 Kingdom, yaitu Plantae dan Animalia. Dikemukakan oleh Aristoteles.

2. Sistem Tiga Kingdom

Sistem klasifikasi ini membagi organisme menjadi 3 Kingdom, yaitu Protista, Plantae, dan Animalia. Dikemukakan oleh Ernest Haeckel pada tahun 1866.

3. Sistem Empat Kingdom

Sistem klasifikasi ini membagi organisme menjadi 4 Kingdom, yaitu Monera, Protista, Plantae, dan Animalia. Dikemukakan oleh Herbert Copeland, setelah ditemukannya mikroskop cahaya untuk mengungkap adanya organisme uniseluler.

4. Sistem Lima Kingdom

Sistem klasifikasi ini membagi organisme menjadi 5 Kingdom, yaitu Monera, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. Dikemukakan oleh R. H. Whittaker pada tahun 1969. Dasar klasifikasi yang digunakan yaitu ciri struktur sel dan cara memperoleh makanannya. Jamur dipisahkan dari plantae, dengan alasan jamur tidak dapat mensintesis makananya sendiri karena tidak memiliki klorofil.

5. Sistem Enam Kingdom 

Pada tahun 1970-an seorang mikrobiologi bernama Carl Woese dan peneliti lain dari University Of Illinois menemukan suatu kelompok bakteri yang memiliki ciri unik dan berbeda dari anggota kingdom Monera lainnya. Kelompok tersebut dinamakan Archaebacteria. Archaebacteria lebih mendekati makhluk hidup eukariot dibandingkan bakteri lain yang merupakan prokriot. Hal itu menyebabkan terciptanya sistem klasifikasi 6 kingdom pemisah kingdom Archaebacteria dari anggota kingdom Monera lain yang kemudaian disebut Eubacteria. Adapun keenam kingdomnya adalah :

1) Kingdom Animalia (Dunia Hewan)

2) Kingdom Plantae (Dunia Tumbuhan)

3) Kingdom Protista

4) Kingdom Mycota (Dunia Jamur)

5) Kingdom Eubacteria

6) Kingdom Archaebacteria

6. Sistem 8 Kingdom 

Thomas Cavalier-Smith pada tahun 1993, kemudian merevisi menjadi 6 kingdom pada tahun 1998. Sistem klasifikasi 8 kingdom terdiri dari eubacteria, archaebacteria, archaezoa, protozoa, chromista, plantae, fungi, dan animalia.

7. Sistem 3 Domain 

Terdiri dari dari 3 domain yaitu: Archae, Bacteria, dan Eukarya (terdiri dari kingdom protista, kingdom plantae, kingdom fungi, dan kingdom animalia).

Namun hingga sekarang yang diakui sebagai sistem klasifikasi standar adalah sistem Lima Kingdom yang ditemukan oleh Whittaker. 

Berikut ini adalah ciri-ciri umum organisme yang masuk ke dalam klasifikasi 5 kingdom.

a. Monera

Monera adalah mahkluk hidup yang tidak membran inti (organisme prokariot). Meskipun tidak memiliki membran inti, organisme ini memiliki bahan inti. Bahan inti itu berupa asam inti atau DNA (Deoxyribo Nucleic Acid atau asam deoksiribonukleat). Kelompok Monera ini terdiri dari Eubacteria (selama ini kita mengenalnya sebagai bakteri) dan Archaebacteria (bakteri yang hidup pada habitat ekstrim).

b. Protista

Protista adalah kingdom mahkluk hidup yang terdiri dari satu sel atau banyak sel yang memiliki membran inti (organisme eukariot). Protista dikelompokan secara seerhana seperti protista mirip hewan (protozoa), protista mirip tumbuhan (alga), dan protista mirip jamur.

c. Fungi (Jamur)

Fungi atau jamur merupakan kingdom mahkluk hidup yang tidak memiliki kloroplas. Tubuh jamur ada yang terdiri dari satu sel, berbentuk benang, atau tersusun dari kumpulan benang. Dinding selnya terdiri dari zat kitin. Oleh karena itu jamur tidak dapat dikelompokkan dalam dunia hewan atau tumbuhan. Kelompok ini terdiri dari semua jamur, kecuali jamur lendir (Myxomycota) dan jamur air (Oomycota).

d. Plantae (Tumbuhan)

Plantae atau kingdom tumbuhan adalah mahkluk hidup bersel banyak yang mempunyai kloroplas. Di dalam kloroplas terkandung klorofil. Oleh karena memiliki klorofil, maka tumbuhan dapat melakukan fotosintesis. Sel tumbuhan termasuk eukariot (memiliki membran inti) dan dinding selnya tersusun dari selulosa. Tumbuhan umumnya memiliki akar, batang, dan daun, kecuali beberapa jenis tumbuhan yang memiliki akar semu (rizoid), seperti pada briophyta (tumbuhan lumut). Perkembangbiakan tumbuhan terjadi secara kawin maupun tak kawin. Tumbuhan terdiri dari tumbuhan lumut (Bryophyta), tumbuhan paku (Pteridophyta), tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae), dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae).

e. Animalia

Animalia atau kingdom hewan. Sel-selnya mempunyai membran inti (eukariot) dan tidak memiliki kloroplas. Selain itu sel hewan tidak memiliki dinding sel. Berbeda dengan tumbuhan, hewan dapat bergerak aktif dan memiliki sitem saraf. Pembagian hewan berdasarkan :

1) Makanannya :

Herbivora adalah golongan hewan pemakan tumbuhan hijau. Memiliki gigi geraham depan (dens premolare) dan geraham belakang (dens molare) yang kuat dan banyak. Memiliki gigi seri (dens incisivus) yang tajam. Tidak mempunyai gigi taring (dens caninus). Memiliki enzim selulase. Contoh : Hewan Mammalia yang hidup di padang rumput. (Jerapah, zebra, Banteng dsb). Karnivora adalah golongan hewan pemakan daging. Memiliki gigi taring (dens caninus) yang tajam. Memiliki kuku yang tajam. Memiliki sisi rahang dan ujung gigi geraham yang saling bertemu. Contoh : Singa, Harimau, Kucing, Buaya dll. Omnivora adalah golongan gewan pemakan daging dan tumbuhan hijau (pamakan segala). Memiliki sifat perpaduan antara herbivora dan carnivora. Contoh : Musang, Beruang, Ayam, Tikus dll. Insectivora adalah golongan hewan pemakan serangga. Contoh : Cecak, Kadal, Bunglon, Kelelawar.

2) Ada tidaknya tulang belakang :

Invertebrata yaitu golongan hewan yang tidak mempunyai tulang belakang. Dibagi menjadi 9 phyllum/filum yaitu :

a) Porifera (hewan berpori), contoh : Spongia sp/hewan spon.

b) Coelenterata (hewan berongga), contoh : Hydra viridis, Aurelia aurita (ubur- ubur).
c) Platyhelminthes (cacing pipih),
    contoh : Planaria maculate, Tania saginata (cacing pita) pada manusia dan sapi.
d) Nemathelminthes (cacing gilig),

    contoh : Ascaris lumbricoides, Ancylostoma duodenale /cacing tambang 

e) Annelida (cacing gelang), 

    contoh : Hirudo medicinalis (lintah), Lumbricus terrestris (cacing tanah).

f) Mollusca (hewan bertubuh lunak), contoh : Achatina fulica (siput), Octopus sp (gurita).
g) Arthropoda (hewan berbuku-buku), dibagi menjadi 4 kelas yaitu :

    - Insect (serangga), contoh : Hetaerina america/capung;
    - Crustacea (udangudangan), contoh : Ceonobita clypeatus (kelomang);
    - Arachnida (laba-laba), contoh : Eurypelma californica (laba-laba);

    - Myriapoda (lipan), contoh : Scolopendra subspinipes /kelabang (lipan).

h) Echinodermata (hewan berkulit duri),

Vertebrata yaitu golongan hewan yang mempunyai ruas-ruas tulang belakang. dibagi menjadi 5 kelas yaitu :

a) Pisces (ikan), contoh : Osteoglossum bicirhosum (ikan Arwana).

b) Amphibia (katak), contoh : Rana sp

c) Reptilia (hewan melata/merayap), contoh : ular, kadal, bunglon.

d) Aves (unggas), contoh : Aquila achrysaeto (rajawali).

e) Mammalia (hewan memiliki kelenjar mammae), contoh : sapi, kambing, Orang Utan.

KUNCI DETERMINASI

1. Urutan Takson
Tahukan kalian, klasifikasi makhluk hidup menurut Linnaeus didasarkan atas persamaan dan perbedaan struktur tubuh makhluk hidup, dengan cara-cara berikut :

1. Mengamati dan meneliti makhluk hidup, yaitu persamaan ciri struktur tubuh luar maupun ciri struktur tubuh dalam dari berbagai jenis makhluk hidup.
2. Apabila ada yang memiliki ciri struktur tubuh sama atau mirip dijadikan satu kelompok, adapun yang memiliki ciri berlainan dikelompokkan tersendiri.
3. Memberikan istilah tertentu untuk setiap tingkatan klasifikasi yang didasarkan pada banyak sedikitnya persamaan ciri pada setiap jenis makhluk hidup yang dikelompokkan.
4. Pengelompokkan makhluk hidup, dilakukan dari tingkatan yang paling rendah yaitu spesies sampai yang paling tinggi yaitu kingdom.

Tingkatan takson pada klasifikasi yang digunakan oleh Linnaeus adalah sebagai berikut :

Jika kita perhatikan klasifikasi tersebut terdiri atas beberapa tingkatan, mulai dari kelompok besar, kemudian dibagi menjadi beberapa kelompok kecil. Selanjutnya, kelompok kecil dibagi menjadi beberapa kelompok kecil lagi sehingga akan terbentuk kelompok-kelompok yang lebih kecil yang hanya mempunyai anggota satu jenis makhluk hidup. Tiap tingkatan kelompok inilah yang disebut takson.

2. Tata Nama
Untuk memudahkan penamaan makhluk hidup, digunakanlah sistem penamaan ilmiah yang disebut tata nama ganda atau Binomial nomenclature. Binomial nomenclature adalah pemberian nama dengan dua nama atau disebut dengan tata nama ganda, yaitu selalu menggunakan dua kata nama genus dan nama species.

Dengan metode ini, suatu jenis makhluk hidup akan memiliki nama yang berbeda dengan makhluk hidup dari jenis yang lain. Pemberian nama ilmiah pada setiap makhluk hidup bertujuan agar spesies mudah dikenali dan menghindari kesalah pahaman. Sehingga nama ilmiah berlaku secara universal. Sistem tata nama yang terkenal adalah sistem dwi-tata nama (binomial nomenklatur) atau tata nama biner yang dikemukakan oleh Carolus Linnaeus. 

Berikut ini dijelaskan ketentuan-ketentuan untuk memberi nama takson tingkat jenis, marga dan suku. 

a. Nama Jenis (Species)

1. Menggunakan bahasa latin atau yang dilatinkan
2. Nama jenis untuk hewan maupun tumbuhan harus terdiri atas dua kata tunggal (mufrad). Misalnya, tanaman jagung nama spesiesnya (jenis) Zea mays. Burung merpati nama spesiesnya Columbia livia.
3. Kata pertama merupakan nama marga (genus), sedangkan kata kedua, merupakan petunjuk spesies atau petunjuk jenis. 
4. Dalam penulisan nama marga, huruf pertama dimulai dengan huruf besar, sedangkan nama petunjuk jenis, seluruhnya menggunakan huruf kecil. 
5. Setiap nama jenis (spesies) makhluk hidup ditulis dengan huruf cetak miring atau digaris-bawahi agar dapat dibedakan dengan nama atau istilah lain. Contoh nama jenis badak jawa adalah Rhinoceros sondaicus atau, nama jenis tanaman karet adalah Hevea brasiliensis.
6. Jika nama tersusun dari tiga kata maka kata ke dua dan tiga digabung penulisannya atau diberi tanda penghubung. Contoh : Nama kembang sepatu adalah Hibiscus rossasinensis maka ditulis menjadi Hibiscus rossa-sinensis.

b. Nama Marga (Genus)

1. Nama marga tumbuhan maupun hewan terdiri atas suku kata yang merupakan kata benda berbentuk tunggal (mufrad).
2. Huruf pertamanya ditulis dengan huruf besar. Contoh, marga tumbuhan Solanum (terong-terongan), marga hewan Felis (kucing), dan sebagainya.

c. Nama Suku (Familia)

Nama suku diambil dari nama marga yang ditambah akhiran acceae untuk tumbuhan dan ditambah idae untuk hewan. Contoh :

1. Nama suku untuk tanaman terung-terungan adalah Solanacceae. Solanacceae berasal dari nama marga Solanum ditambah akhiran acceae
2. Nama suku hewan kucing adalah Felidae. Felidae berasal dari nama marga Felis ditambah akhiran idae.

DAFTAR PUSTAKA

Artanti. 2020. Modul Pembelajaran Biologi Kelas X - Sistem Klasifikasi. Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN.

Biology - Poster Biologi

Keanekaragaman Hayati

Persebaran fauna di Indonesia

KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP

Penulisan Nama Ilmiah Makhluk Hidup

KEANEKARAGAMAN HAYATI - TINGKAT KEANEKARAGAMAN HAYATI UNTUK SMA/MA KELAS X

KEANEKARAGAMAN HAYATI (BIODIVERSITY)

Keanekaragaman hayati adalah keanekaragaman pada makhluk hidup yang menunjukkan adanya variasi bentuk, penampilan, ukuran, serta ciri-ciri lainnya. Keanekaragaman hayati disebut juga biodiversitas (biodiversity), meliputi keseluruhan berbagai variasi yang terdapat pada tingkat gen, jenis, dan ekosistem di suatu daerah. Keanekaragaman ini terjadi karena adanya pengaruh faktor genetik dan faktor lingkungan yang memengaruhi fenotip (ekspresi gen). Secara garis besar keanekaragaman hayati dibagi menjadi 3 tingkat yaitu tingkat gen, tingkat jenis, dan tingkat ekosistem.

TINGKAT KEANEKARAGAMAN HAYATI

1. Keanekaragaman Tingkat Gen

Keanekaragaman gen adalah keanekargaman individu dalam satu jenis atau spesies makhluk hidup. Keanekaragaman gen menyebabkan bervariasinya susunan genetik sehingga berpengaruh pada genotip (sifat) dan fenotip (penampakan luar) suatu makhluk hidup Keanekaragaman gen menunjukkan adanya variasi susunan gen pada individu-individu sejenis. Gen-gen tersebut mengekspresikan berbagai variasi dari satu jenis makhluk hidup, seperti tampilan pada warna mahkota bunga, ukuran daun, tinggi pohon, dan sebagainya. Variasi dalam spesies ini disebut varietas. Contoh keanekaragaman gen yaitu variasi yang ada pada tomat, bisa dilihat pada gambar di bawah ini :

2. Keanekaragaman hayati tingkat spesies

Merupakan keanekaragaman yang terjadi karena adanya variasi spesies di suatu tempat. Dalam urutan taksonomi, variasi terletak pada satu tingkat dibawah spesies, namun pada tingkatan yang lebih tinggi keanekaragaman jenis dapat lebih mudah diamati. Contoh: dalam satu golongan kelas aves ditemukan berbagai jenis burung.

3. Keanekaragaman hayati tingkat ekosistem

Merupakan kesatuan yang dibentuk oleh adanya hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Setiap ekosistem memiliki ciri lingkungan fisik, kimia, tipe vegetasi, dan tipe hewan spesifik yang menyebabkan jenis makhluk hidup menjadi beragam. Terdapat dua ekosistem utama yaitu ekosistem daratan (terestrial) dan ekosistem perairan (aquatik). 

Ekosistem Darat (Terestrial)

Ekosistem darat terbagi menjadi bioma hutan hujan tropis, padang rumput, sabana, hutan gugur, gurun,  taiga, dan tundra.

Hutan hujan tropis, adalah daerah hutan yang memiliki curah hujan tinggi tiap tahunnya. Keadaan hutan hujan tropis ditandai dengan kehadiran kanopi yang terbentuk oleh pohon-pohon besar yang membuat rindang. Hutan hujan tropis memiliki suhu sekitar 25 celcius derajat.

Padang rumput, disebut dengan stepa, yaitu  Curah hujan di padang rumput tergolong rendah yakni 250-500 mm/tahun. Kondisi tanahnya yang mempunyai porositas tinggi membuat tanaman sulit mendapatkan air. sehingga, tanahnya menjadi tandus dan tidak subur. Tumbuhan yang dapat menyesuaikan diri terhadap lingkungan seperti ini adalah rumput. Karena banyak rumput yang tumbuh sehingga membentuk padang rumput. Hewan yang cocok di daerah ini adalah hewan ternak.

Sabana merupakan bioma yang dipenuhi semak belukar dan pohon. Daerahnya tergolong panas sepanjang tahun dengan curah hujan 900-1.500 mm/tahun. Sabana dapat berubah menjadi hutan basah belukar jika terbentuk di daerah dengan curah hujan tinggi. contoh hewan : singa, rusa, gajah, jerapah, zebra.

Gurun adalah bioma yang sangat kering. memiliki curah hujan yang rendah di bawah 250 mm/tahun. Uniknya, gurun cenderung punya cuaca yang ekstrem: yakni sangat panas di siang hari, tetapi sangat dingin di malam hari. Kelembapan di daerah gurun juga sangat rendah dan tanahnya sangat tandus karena tidak bisa menyimpan air. Contoh tumbuhan yang tumbuh di daerah ini adalah kaktus, dan contoh hewanya yaitu onta, dan berbagai jenis kadal.

Hutan gugur, adalah hutan yang menggugurkan daunnya saat musim gugur. Oleh karena itu, hutan ini terletak di wilayah yang memiliki 4 musim. Tak seperti hutan hujan yang punya curah hujan tinggi, hujan gugur punya kemampuan beradaptasi dengan perubahan iklim lebih fleksibel.

Taiga, adalah daratan yang berada di wilayah iklim dingin, terdiri dari pohon-pohon berdaun seperti jarum. contoh hewanya beruang, serigala.

Tundra adalah daratan yang ada di wilayah terdingin di bumi. Contohnya adalah di benua antartika, dengan sebagian besar wilayahnya tertutup es dan salju. Wilayah ini tak pernah dimasuki oleh cahaya matahari. contoh tumbuhan yang bisa hidup adalah lumut dan hewanya adalah beruang kutub.

Ekosistem Perairan (Akuatik)

Adapun ekosistem perairan dibagi menjadi ekosistem perairan tawar, laut, pantai, bakau, dan terumbu karang.

 

DAFTAR PUSTAKA

Irnaningtyas. 2016. Biologi Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta. Penerbit Erlangga.

Pengertian Ekosistem by https://pastiguna.com/ekosistem/

STRUKTUR ORGAN PADA TUMBUHAN

ORGAN PADA TUMBUHAN

BATANG

Batang merupakan bagian tumbuhan yang terletak di atas permukaan tanah, berfungsi menopang daun, bunga, dan buah. Bagian batang tempat munculnya daun disebut nodus (buku). bagian atara dua ruas disebut internodus (ruas). Setiap nodus terdapat daun yang berjumlah satu, dua, atau lebih.

Berikut ini adalah gambar struktur batang tumbuhan dikotil dan monokotil:

Struktur batang

1. Epidermis

Epidermis terdiri dari satu lapis sel sel-sel yang tersusun rapat tanpa ruang antarsel. dinding sel mengalami penebalan dari zat kutin. Epidermis batang memiliki banyak modifikasi, yaitu : stomata, trikoma, sel silika, dan sel gabus. Stomata akan berkembang menjadi lentisel yang berfungsi untuk pertukaran gas dan penguapan.

2. Korteks

Korteks tersusun dari parenkim, kolenkim, sklerenkim yang berupa serabut, sklereid, serta idioblas (sel-sel yang bentuk dan fungsinya berbeda dengan sel-sel sekitarnya. Beberapa jenis tumbuhan memiliki korteks yang mengandung klorofil yang disebut klorenkim, sehingga mampu berfotosintesis. 

3. Stele / Silinder Pusat

Stele terdapat di sebelah dalam endodermis. Stele terdiri dari perikambium (perisikel), parenkim, berkas pengangkut dan empulur (pith). Empulur merupakan bagian terdalam dari batang tumbuhan berpembuluh, yang memiliki karakteristik parenkim.

DAUN

Daun merupakan salah satu organ tumbuhan yang berperan sebagai pabrik pengolah makanan bagi sebagian besar tumbuhan. daun dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu dorsiventral dan isobilateral. Daun tipe dorsiventral memiliki jaringan tiang (palisade) hanya pada sisi atas daun, sehingga permukaan atas daun tampak lebih cerah dari pada permukaan bawah. Daun dorsiventral biasanya dimiliki oleh tumbuhan dikotil. Daun tipe isobilateral memiliki struktur seragam antara permukaan atas dan bawahnya. Daun jenis ini terdapat pada hampir semua tumbuhan monokotil dan beberapa jenis dikotil.

Berikut ini adalah struktur daun tumbuhan dikotil dan monokotil:

Struktur Daun

1. Epidermis

Epidermis daun terdapat di permukaan atas dan bawah daun, biasanya terdiri atas selapis sel, tetapi ada pula yang berlapis (epidermis ganda), misalnya pada Ficus sp., Nerium sp.  Sel epidermis tidak mengandung klorofil kecuali pada sel penutup stomata.  Dinding sel mengalami penebalan tidak merata, diakibatkan oleh lignin dan kutin yang membentuk lapisan kutikula. 

Stomata sebagai modifikasi epidermis dijadikan indikator untuk membedakan tipe daun. Jika stomata ada dibagian atas dan bawah daun disebut tipe amfistoma. Jika hanya di bawah daun disebut tipe hipostoma,  dan jika hanya di atas daun disebut tipe epistoma. 

2. Mesofil

Mesofil terdapat diantara epidermis ata dan bawah.  Pada tumbuhan dikotil, mesoful berdiferensiasi menjadi parenkim palisade dan parenkim spons. 

3. Jaringan Pengangkut

Jaringan pengangkut pada daun berupa tulang daun, berisi berkas pengangkut yaitu xilem dan floem. 

4. Jaringan Penguat

Jaringan penguat daun berupa kolenkim dan sklerenkim. Epidermis yang sel-selnya rapat dan memiliki lapisan kutikula juga merupakan jaringan penguat. 

5. Jaringan Sekretori

Jaringan sekretori dapat berupa kelenjar, sel resin,  sel tanin, atau sel mirosin. Kelenjar dapat ditemukan pada daun-daun lebar berupa sel-sel parenkim yang padat di ujung berkas pembuluh. Contoh: rongga minyak esensial pada mesofil daun tumbuhan Jeruk (Citrus sp.). 

Struktur Akar

Akar dapat dibedakan menjadi dua, yaitu akar primer dan akar liar. Akar primer tumvuh sejak embrio hingga tumbuhan mati, berfungsi menegakkan tumbuhan serta menyerap air dan garam-garam mineral. Akar liar adalah akar yang muncul pada batang, daun, dan jaringan lain. Akar liar berfungsi menyerap air atau mengalami modifikasi menjadi organ untuk menyerap, menopang, dan haustoria (akar pada tumbuhan parasit). 

1. Tudung akar

Terdapat pada ujung akar, berfungsi melindungi promeristem dan membantu mempermudah akar tumbuh ke dalam tanah.  Tudung akar tersusun dari sel-sel parenkim hidup dn terkadang mengandung pati. 

2. Epidermis

Epidermis akar disebut epiblem atau lapisan pilifer.  Epidermis terdiri dari sel-sel berdinding tipis dan tidak mengandung kutikula. Sel epidermis didekat ujung akar akan berkembang menjadi rambut akar yang berfungsi untuk absorbsi air dan garam mineral,  serta menguatkan tumbuhan. Epidermis yang tua akan mengalami kerusakan, fungsinya digantikan oleh ektodermis (lapisan terluar korteks). 

3. Korteks

Korteks tersusun dari jaringan parenkim yang kadang mengandung karbohidrat atau kristal.  Dinding sel lapisan terluar mengalami penebalan oleh zat suberin dan berdiferensiasi menjadi ektodermis. Lapisan terdalam korteks berdiferensiasi menjadi endodermis. 

4. Endodermis

Endodermis terdiri dari satu sel yang struktur dan fungsinya berbeda dengan sel di sekitarnya. Dinding sel endodermis akar dapat mengalami penebalan berbentuk titik-titik/pita Caspary atau berbentuk seperti huruf U olrh zat suberin, kutin, lignin,  atau selulosa. Sel-sel yang tidak mengalami penebalan disebut peresap. 

5. Stele (silinder pusat) 

Stele adalah bagian tengah akar terletak di sebelah dalam endodermis. Stele terdiri dari perisikel, berkas pembuluh, dan parenkim.

Perisekel tumbuh kesamping membentuk cabang akar. 

Berkas pengangkut terdiri dari xilem dan floem. Sistem berkas pengangkut tersusun dari jari-jari xilem (trakea), berselang-seling dengan floem. Xilem membentuk sumbu sentral yang terisi oleh parenkim. 

Struktur akar dikotil dan monokotil memiliki perbedaan.  Akar tumbuhan dikotil tidak memiliki parenkim sentral tetapi terdapat kambium diantara xilem dafloem (tipe kolateral terbuka). Akar tumbuhan monokotil memiliki parenkim sentral tapi tidak ada kambium (tipe kolateral tertutup). Parenkim sentral pada monokotil akan berkembang menjadi sklerenkim. 

METABOLISME - KATABOLISME ( RESPIRASI AEROB DAN RESPIRASI ANAEROB )

METABOLISME

Metabolisme (bahasa Yunani, metabole = berubah) adalah reaksi-reaksi kimiawi untuk mengubah zat-zat yang menghasilkan energi maupun memerlukan energi yang terjadi di dalam sel-sel tubuh. Proses metabolisme dibedakan menjadi dua, yaitu katabolisme dan anabolisme

Katabolisme : reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana

Anabolisme : reaksi penyusunan senyawa kompleks dari senyawa-senyawa sederhana. 

Poses metabolisme, baik katabolisme atau anabolisme melibatkan sejumlah enzim dalam reaksinya. Enzim diperlukan sebagai katalisator untuk mempercepat terjadinya reaksi, dan setiap reaksi memerlukan enzim-enzim yang spesifik. (uraian tentang enzim silahkan klik di sini)

Katabolisme

Di dalam setiap sel hidup terjadi proses metabolisme, salah satunya adalah katabolisme.  Katabolisme disebut pula desimilasi karena dalam proses ini energi yang tersimpan ditimbulkan kembali atau dibongkar untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan. Proses katabolisme yang akan kita bahas adalah katabolisme karbohidrat di dalam sel hidup, yaitu respirasi sel.  Respirasi sel menyangkut proses enzimatis di dalam sel, ketika molekul karbohidrat, asam lemak, dan asan amino diuraikan menjadi karbondioksida dan air dengan konvensi energi biologis yang sangat bermanfaat.

Katabolisme karbohidrat adalah proses penguraian atau pemecahan karbohidrat untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Karbohidrat untuk respirasi sel berupa gula heksosa, yaitu glukosa. Glukosa akan dioksidasi (reaksi yang memerlukan O2) untuk menghasilkan energi secara bertingkat melalui serangkaian reaksi yang disebut respirasi aerob. Namun, jika persediaan O2 di dalam sel tubuh kurang mencukupi, akan terjadi respirasi aerob.

1. Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah reaksi pemecahan senyawa glukosa dengan memerlukan oksigen. Bahan bakar pada proses respirasi adalah gula heksosa. Secara sederhana dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6CO₂ → 6 H₂O + 6CO₂ + Energi (ATP dan panas)

Tahapan respirasi aerob.  

Reaksi respirasi aerob terdiri dari 4 tahap, yaitu glikolisis, pemecahan molekul gula menjadi senyawa asam piruvat terjadi di sitoplasma. Selanjutnya, terjadi proses dekarboksilasi oksidatif di mitokondria yang mengubah asam piruvat menjadi asetil Co-A.  Setelah itu, terjadi tahapan ketiga, yaitu siklus krebs di mitokondria yang menghasilkan oksaloasetat dan asam sitrat.  Di tahapan terakhir, terjadi trannspor elektron di  membran dalam mitokondria yang menghasilkan H₂O dan energi.

a. Glikolisis

Glikolisis adalah serangkaian reaksi kimia yang mengubah gula heksosa, biasanya glukosa, menjadi asam piruvat.  Reaksi glikolisis berlangsung di dalam sitoplasma sel dan tidak memerlukan adanya oksigen. Glikolisis dapat dibagi dalam dua fase utama, yaitu :

• Tahap penggunaan energi

1. glukosa difosforilasi oleh ATP dan enzim heksokinase membentuk glukosa-6-fosfat dan ADP.
2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi isomernya yaitu fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase..
3. Fosfofruktokinase mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa 6-fosfat menghasilkan fruktosa 1,6 bisfosfat.
4. Aldolase membagi molekul gula (fruktosa 1,6 bisfosfat) menjadi 2 molekul gula yang berbeda dan merupakan isomernya yaitu, gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dan dihidroksiaseton.
5. PGAL akan menjadi substrat glikolisis berikutnya.

• Tahap pelepasan energi

1. Triosafosfat dehidrogenase mengkatalisis pemindahan elektron dan H+ dari substrat (gliseraldehid fosfat) ke NAD+ membentuk NADH dan 1,3-bifosfogliserat.
2. Terbentuklah ATP. Kelompok fosfat ditransfer dari 1,3-bifosfogliserat ke ADP dibantu dengan enzim fosfogliserokinase. Setiap molekul glukosa menghasilkan dua molekul ATP. Sehingga terbentuk senyawa 3-fosfogliserat.9
3. Gugus fosfat dari 3-fosfogliserat dipindahkan sehingga menjadi 2-fosfogliserat oleh fosfogliseromutase.
4. 2-fosfogliserat melepaskan molekul H₂O sehingga terbentuk fosfoenol piruvat kinase (PEP) oleh enolase.
5. Piruvat kinase mentransfer gugus fosfat sehingga menghasilkan 2 ATP lagi.

Dari skema tahapan glikolisis menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan pada tahap penggunaan energi adalah 2 ATP (tahap 1 dan 3). Sementara itu, energi yang dihasilkan pada tahap pelepasan energi adalah 4 ATP (tahap 7 dan 10) dan 2 NADH.  Dengan demikian, hasil akhir glikolisis adalah 2 ATP + 2 NADH.

Jika kita amati lebih cermat lagi, kita akan mengetahui pada tahapan mana sajakah energi (ATP) dibentuk.  Nah, proses pembentukan ATP inilah yang disebut fosforilasi.  Pada tahapan glikolisis tersebut, enzim mentransfer gugus fosfat dari substrat (molekul organik dalam glikolisis) ke ADP sehingga prosesnya disebut fosforilasi tingkat substrat.  Perhatikan Gambar di bawah ini Keseluruhan reaksi glikolisis, dapat dibuat persamaaan reaksi sebagai berikut :

Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD⁺  →  2 Piruvat +2H₂O + 2ATP + 2NADH + 2H⁺

b. Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi oksidatif piruvat adalah reaksi antara yang menghasilkan asetil-CoA. Dekarboksilasi oksidatif piruvat adalah proses pengubahan asam piruvat yang dihasilkan pada tahap akhir glikolisis menjadi senyawa asetil-CoA, yang jika direaksikan dengan asam oksaloasetat akan masuk ke dalam siklus krebs.

Asam piruvat dari sitoplasma akan masuk ke dalam mitokondria dan menuju matriks mitokondria. Kemudian, gugus karboksil dalam piruvat dikeluarkan sebagai CO₂ yang berdifusi keluar dari sel.  NAD+ direduksi menjadi NADH.  Akhirnya, koenzim A diikatkan dan terbentuklah asetil CoA.   Asetil CoA kemudian akan masuk siklus krebs untuk diproses lebih lanjut menghasilkan energi.  Pada reaksi ini dihasilkan dua molekul asetil-CoA, energi sebanyak 2 NADH₂, dan 2 CO₂. Berikut ini adalah reaksi sederhana dekarboksilasi oksidatif piruvat:

 Asam piruvat + CoA + NAD⁺   →   Asetil-CoA + CO₂ + NADH + H⁺ 

c. Siklus Krebs

Siklus krebs (daur asam sitrat atau daur trikarboksilat) merupakan pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi karbondioksida dan air serta sejumlah energi kimia. Asetil-CoA merupakan mata rantai penghubung antara glikolisis dan siklus krebs. Reaksi ini berlangsung di dalam matriks mitokondria.

Tahap-tahap dalam siklus krebs adalah sebagai berikut:

1. Asetil Co-A akan berikatan dengan oksaloasetat membentuk sitrat, reaksi ini dikatalisis  enzim sitrat sintase.
2. Sitrat akan diubah menjadi isositrat oleh enzim akonitase.
3. Isositrat akan diubah menjadi alfa-ketoglutarat oleh ezim isositrat dehidrogenase. Dalam reaksi ini dilepaskan molekul CO₂ dan dihasilkan NADH.
4. Alfa-ketoglutarat akan diubah menjadi suksinil ko-A oleh enzim alfa ketoglutarat dehidrogenase. Dalam reaksi ini akan dilepaskan CO₂ dan dihasilkan NADH.
5. Suksinil ko-A akan diubah menjadi suksinat oleh enzim suksinil ko-A sintetase. Pada reaksi ini akan dihasilkan GTP yang kemudian dapat berubah menjadi ATP.
6. Suksinat akan diubah menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase. Pada reaksi ini akan dihasilkan FADH₂.
7. Fumarat akan diubah menjadi malat oleh enzim fumarase.
8. Malat akan diubah menjadi oksaloasetat oleh enzim malat dehidrogenase. Pada tahap ini juga dihasilkan NADH.

Pada reaksi siklus krebs (dua asetil-CoA) dihasilkan energi sebanyak 6 NADH₂, 2 FADH₂, 2 ATP dan 4 CO₂. Untuk lebih jelas, dapat diamati pada gambar berikut ini.

d. Transport Elektron

Proses glikolisis dan siklus krebs menghasilkan energi yang tersimpan dalam bentuk NADH dan FADH. Untuk menghasilkan ATP diperlukan sistem transpor elektron. Transpor elektron ini berlangsung di dalam membran mitokondria sebelah dalam.

Tahapan transfer elektron adalah sebagai berikut.

1. NADH akan melepaskan elektronnya (e^-) kepada komplek protein I. Peristiwa ini membebaskan energi yang memicu dipompanya H⁺ dari matriks mitokondria menuju ruang antar membran. NADH yang telah kehilangan elektron akan berubah menjadi NAD⁺.
2. Elektron akan diteruskan kepada ubiquinon.
3. Kemudian elektron diteruskan pada komplek protein III. Hal ini akan memicu dipompanya H⁺ keluar menuju ruang antar membran.
4. Elektron akan diteruskan kepada sitokrom c.
5. Elektron akan diteruskan kepada komplek protein IV. Hal ini juga akan memicu dipompanya H⁺  keluar menuju ruang antar membran.
6. Elektron kemudian akan diterima oleh molekul oksigen, yang kemudian berikatan dengan 2 ion H⁺  membentuk H₂O.
7. Bila dihitung, transfer elektron dari bermacam-macam protein tadi memicu dipompanya 3 H⁺  keluar menuju ruang antar membran. H⁺  atau proton tersebut akan kembali menuju matriks mitokondria melalui enzim yang disebut ATP sintase.
8. Lewatnya H⁺  pada ATP sintase akan memicu enzim tersebut membentuk ATP secara bersamaan. Karena terdapat 3 H⁺  yang masuk kembali ke dalam matriks, maka terbentuklah 3 molekul ATP.
9. Proses pembentukan ATP oleh enzim ATP sintase tersebut dinamakan dengan kemiosmosis.

Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.

Pembentukan ATP dalam sistem transpor elektron (rantai respiratoris) dikenal juga sebagai fosforilasi oksidatif biologis.  Proses keseluruhan oksidasi biologis mempunyai dua fungsi yaitu menghasilkan energi dan menyediakan senyawa antara untuk sintesis. Jika dihitung jumlah ATP yang dihasilkan dalam oksidasi biologis, dengan bahan awal adalah satu molekul glukosa, maka akan diperoleh 38 molekul ATP.

2. Respirasi Anaerob

Respirasi anaerob adalah suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam bahan bakar organik (misalnya karbohidrat) melalui serangkaian reaksi tanpa melibatkan oksigen. Respirasi anaerob disebut juga fermentasi. Fermentasi dapat terjadi pada jamur bersel satu, bakteri yang hidup di rawa/lumpur yang miskin oksigen, sel hewan maupun sel manusia.

Respirasi anaerob terdiri atas dua tahapan reaksi, yaitu glikolisis dan transport elektron. Glikolisis pada respirasi anaerob sama seperti glikolisis pada respirasi aerob, yaitu satu molekul glukosa diubah menjadi 2 Asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP. Proses transport elektron pada respirasi anaerob terjadi dari NADH ke asam piruvat atau turunan asan piruvat sehingga dihasilkan NAD⁺ . Kemudian NAD⁺ akan masuk kembali ke glikolisis.

berdasarkan produknya, jenis fermentasi yang umum yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.

Fermentasi Alkohol

Fermentasi alkohol dilakukan oleh bakteri anaerob dan ragi (yeast). Fermentasi alkohol dapat terjadi pada proses pembuatan minuman anggur (bir) dan tapai. Mekanisme reaksi fermentasi alkohol adalah sebagai berikut:

1. Bahan baku glukosa (6 C) diubah menjadi asam piruvat (3 C) melalui rentetan reaksi glikolisis;
2. Asam piruvat (3 C) melepaskan CO₂ menjadi asetaldehida (2 C);
3. Asetaldehida (2 C) direduksi oleh NADH menghasilkan etanol dan melepaskan NAD⁺ ;
4. NAD⁺ masuk kembali ke dalam reaksi glikolisis. Sementara itu, asetaldehida berperan sebagai akseptor elektron.

Hasil fermentasi alkohol setiap 1 molekul glukosa yaitu 2 etanol, 2 CO₂ , 2 ATP. Reaksi sederhana fermentasi alkohol adalah sebagai berikut:

Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi asam laktat terjadi pada sel otot hewan dan manusia ketika kekurangan oksigen. Hal ini terjadi jika katabolisme gula untuk membentuk ATP melebihi pasokan oksigen dalam darah. Pada sel hewan (juga manusia) terutama pada sel-sel otot yang bekerja keras, energi yang tersedia tidaklah seimbang dengan kecepatan pemanfaatan energi karena kadar O₂ yang tersedia tidak mencukupi untuk kegiatan respirasi aerob (reaksi yang membutuhkan oksigen). Mekanisme reaksi fermentasi asam laktat adalah sebagai berikut:

1. Glikolisis mengubah glukosa (6 C) menjadi asam piruvat (3 C).
2. Asam piruvat langsung direduksi oleh NADH sehingga membentuk asam laktat (3 C) dan melepaskan NAD⁺.
3. NAD⁺ masuk kembali ke glikolisis. Asam piruvat berperan sebagai akseptor elektron.

hasil fermentasi asam laktat yaitu 2 asam laktat dan 2 ATP. Reaksi sederhana fermentasi asam laktat adalah sebagai berikut:

Katabolisme Lemak dan Protein

Selain karbohidrat, bahan katabolisme untuk menghasilkan ATP yaitu lemak dan protein. Jumlah ATP yang dihasilkan dalam setiap satu molekul protein sama dengan karbohidrat, yaitu 38 ATP. Sedangkan satu molekul lemak menfhasilkan 48 ATP. 

Protein dihidrolisis menjadi asam amino. Asam amino dimanfaatkan sebagai bahan bakar setelah menfalami deaminasi. Asam amino gliserin, serin, alanin, dan sistein, masuk ke jalur respirasi reaksi transisi setelah diubah menjadi asam piruvat. Asam amino fenilalanin, isoleusin, leusin, treonin, lisin, triptofan, dan tirosin, masuk ke siklus krebs setelah diubah menjadi asetil ko-A. Asparagin dan asam aspartat masuk ke siklus krebs setelah diubah menjadi asam oksaloasetat. Glutamin, glutamat, arginin, histidin, dan prolin masuk ke siklus Krebs setelah diubah menjadi asam alfaketoglutarat. 

Lemak dikatabolisme menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol diubah menjadi PGAL (gliseraldihidea fosfat), akan masuk ke jalur glikolisis. Asam lemak diubah menjadi asetil ko-A yang akan  masuk ke siklus Krebs. 

DAFTAR PUSTAKA

Irnaningtyas. 2018. Biologi Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Yani Nurhayati. 2019. Bahan Ajar Biologi SMA Kelas XII "What is Metabolisme". Yogyakarta: PPGDJ 2019.