BIO100 Biologi 3(2-3) - IPB University
Transcript of BIO100 Biologi 3(2-3) - IPB University
Program Pendidikan Kompetensi Umum
2019/2020
BIO100 Biologi 3(2-3)
1
Kompetensi yang diharapkan bagi mahasiswa yang
telah mengambil MK Biologi adalah memahami dan
dapat menjelaskan:• Cakupan/tema-tema dan cara mempelajari kehidupan
• Struktur dan cara kerja sel dan bagaimana sel
memanen energi dan membuat makanan
• Cara sel bereproduksi, biologi molekuler gen,
pewarisan sifat, dan rekayasa genetik
• Keanekaragaman organisme (termasuk struktur dan
fungsi), mulai Monera, Protista, Fungi, Plantae, dan
Animalia
• Hirarki kehidupan di atas individu, yang mencakup
populasi, komunitas, ekosistem, dan keanekaragaman
hayati yang dapat dimanfaatkan dan usaha
konservasinya
Learning Outcomes (LO)
2
3
Silabus
NO TANGGAL
1 20-24 JAN Ruang lingkup biologi dan asal-muasal kehidupan
2 27-31 JAN Wisata sel
3 3-7 FEB Kerja sel dan respirasi selular
4 10-14 FEB Fotosintesis
5 17-21 FEB Pembelahan sel, struktur, dan ekspresi geN
6 24–28 FEB Pola pewarisan sifat
7 2–6 MAR Prinsip dasar teknologi DNA rekombinan (bioteknologi)
10-21 MARET Ujian Tengah Semester (UTS)
8 23-27 MAR Fungsi hayati, keragaman dan peranan Monera, Protista, dan Fungi
9 30 MAR-3 APR Karakteristik tumbuhan
10 6-10 APR Struktur dan fungsi tumbuhan
11 13-17 APR Karakteristik dan fungsi hayati hewan (1)
12 20-24 APR Karakteristik dan fungsi hayati hewan (2)
13 27 APR-1 MEI Populasi dan komunitas
14 4-8 MEI Ekosistem dan biologi konservasi
Ujian Akhir Semester (UAS)
Kontrak Kuliah
A. Identitas dan Koordinator MK
Nama MK : BIO100 Biologi
SKS : 3(2-3)
Koordinator : Dr. Sri Listiyowati, MSi
Departemen Biologi, FMIPA IPB
Email: [email protected]
WA: 085282439938
4
Kontrak Kuliah
B. Pengajar Kuliah Semester 2 (GENAP) 2019/2020
5
Hari Waktu R Kuliah Pengajar UTS Pengajar UAS
Senin 8 - 9.40 CCR 1.03 Nampiah S (NPH) Nunik Sri Arianti (NSA)
Selasa 8 - 9.40 CCR 1.01 Sri Budiarti (SBA) Hadisunarso (HDS)
Selasa 8 - 9.40 CCR 1.02 Nisa Rachmania M (NRM) Rika Raffiudin (RIR)
Rabu 8 - 9.40 CCR 1.01 Sri Listiyowati (SLY) Sulistijorini (SRN)
Rabu 8 - 9.40 CCR 1.02 Yulin Lestari (YLN) Nina R Djuwita (NRD)
Rabu 15 -16.40 CCR 1.03 Ence DJ Supena (EDJ) Tri Atmowidi (TAW)
Rabu 15 -16.40 CCR 1.04 Achmad Farajallah (AFM) Windra P (WPP)
Jumat 7 - 8.40 CCR 1.04 Aris TJ Leksono (ATJ) Jepri Agung P (JAP)
Jumat 7 - 8.40 CCR 1.05 Iman Rusmana (IRM) Kanti Arum W (KAW)
Jumat 9 - 10.40 CCR 1.01 Bambang (BSB) Dorly (DRY)
Jumat 9 - 10.40 CCR 1.02 Gayuh Rahayu (GRY) Taruni SP (TSP)
Jumat 9 - 10.40 CCR 2.16 Hirmas Fuadi Putra (HFP) Yohana CS (YCS)
C. Kuliah dan Ujian
1. Perkuliahan dilaksanakan dalam 14 kali pertemuan, 1 kali
UTS, dan 1 kali UAS
2. Jadwal perkuliahan dan ujian sesuai dengan jadwal yang
dikeluarkan oleh PPKU
3. Dalam satu kelas, perkuliahan diasuh oleh tim dosen
4. Setiap perkuliahan dilaksanakan dalam 2 x 50 menit
5. Mahasiswa yang ditemukan nitip tanda tangan pada waktu
tidak hadir kuliah maupun mahasiswa yang memalsukan
tanda tangan kehadiran teman akan mendapatkan sanksi
berupa nilai E
6. Kehadiran mahasiswa dalam perkuliahan minimal 11
kali (80%) dari 14 kali pertemuan
6
Kontrak Kuliah
C. Kuliah dan Ujian (lanjutan)
7. Bagi mahasiswa yang kehadiran perkuliahan kurang dari
11 kali, tidak diperbolehkan mengikuti UAS dan nilai UAS
adalah 0 (nol), KECUALI mahasiswa yang memiliki surat
izin/ surat tugas dari Wakil Rektor 1 / Dekan / Wakil
Dekan Bidang Akademik / Ketua Departemen / Direktur
PPKU dengan surat tembusan hingga ke Koordinator
Matakuliah terkait mendapatkan kelonggaran sampai
maksimal 40% (minimal 60% kehadiran dalam perkuliahan
untuk mahasiswa yang memiliki surat tugas tersebut)
7
Kontrak Kuliah
C. Kuliah dan Ujian (lanjutan)
8. Pertanyaan menggunakan bahasa inggris diakhir slide kuliah
pada beberapa pertemuan akan dikeluarkan dalam UTS
ataupun UAS (bergantung materinya) dan Dosen TIDAK akan
membahas pertanyaan tersebut, namun jawabannya dapat
dicari pada alamat web yang dicantumkan
9. Mata kuliah BIO100 Biologi TIDAK melakukan ujian
perbaikan, kecuali permintaan PPKU atas dasar hasil
yudisium
10. Bagi mahasiswa yang tidak dapat mengikuti UTS atau dan
UAS, dapat mengikuti UJIAN SUSULAN dengan alasan yang
dapat diterima.
11. Ujian Susulan UTS maupun UAS akan dilaksanakan setelah
UAS, waktunya akan diatur oleh PPKU IPB, dan mahasiswa
harus segera menghubungi koordinator MK untuk pengurusan
ujian susulan8
Kontrak Kuliah
C. Kuliah dan Ujian (lanjutan)
12. Buku Teks: (beberapa tersedia di Perpustakaan IPB)Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A.
Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson. 2014.
Campbell Biology.10th. Pearson Education, Inc.
Neil A. Campbell, Jane B. Reece. 2008. Biology 8th. Pearson
Benjamin Cummings: San Francisco.
13. Slide kuliah dapat didownload di Lecture Management
System - http://newlms.ipb.ac.id
- all courses
- Common First Year Program
- Biologi
Enrolment Key: biologi_2019/2020
9
Kontrak Kuliah
10
Kontrak Kuliah
Disamping itu, mahasiswa juga dapat mengkopi materi kuliah
(PDF) dan modul dengan menghubungi Pak Sunaryo di
laboratorium Biologi, Gedung Teaching Laboratory PPKU
atau
Menambah pengetahuan dengan memiliki buku intisari
biologi Campbell edisi ke 6, informasinya silakan kunjungi -
http://newlms.ipb.ac.id
- all courses
- Common First Year Program
- Biologi
Enrolment Key: biologi_2019/2020
D. Penilaian
• Nilai Akhir ditentukan dari:
35% UTS + 35% UAS + 30% Praktikum
• Selang nilai huruf mutu mengikuti rataan kelas PPKU dan
penentuan selang nilai berdasarkan standar deviasi
• Huruf Mutu: A, AB, B, BC, C, D, dan E
11
Kontrak Kuliah
Program Pendidikan Kompetensi Umum
2019/2020
Cakupan Biologi dan Asal Muasal Kehidupan
Kuliah 1
Topik Bahasan
• Cakupan dalam studi biologi
• Bagaimana mempelajari kehidupan?
• Keanekaragaman mahluk hidup
• Asal muasal kehidupan
Cakupan Biologi
• Biologi: studi saintifik tentang kehidupan
• Beberapa pertanyaan dalam studi kehidupan:
– Bagaimana sel dapat membentuk organisme
– Bagaimana sistem kerja pada tubuh manusia
– Bagaimana organisme berinteraksi dalam komunitas
• Biologi berkaitan dengan dengan isu-isu utama dunia:
– Masalah lingkungan dan penyelesaiannya
– Kedokteran, rekayasa genetik, dan lainnya
Cakupan Biologi
Struktur hirarki kehidupan: molekul sampai ekosistem
(cakupan biologi)
• Ekosistem
- Mencakup semua organisme dalam area
- komponen fisik (tanah, air, dll)
• Komunitas: semua organisme dalam suatu area
• Populasi: kelompok organisme pada spesies yang sama dalam
suatu area
• Organisme tersusun atas sistem organ, organs, jaringan, sel,
molekul
Cakupan Biologi
biosphere
communities
populations
organisms
ecosystems
organs and organ systems Cell
Organelles
Atoms
molecules
tissues
10 µm
1 µm
50 µm
Cakupan Biologi
Dinamika dalam ekosistem mencakup dua proses utama:
– Siklus materi (materi yang dibutuhkan tanaman akan kembali ke
tanah)
– Aliran energi dari matahari – produsen - konsumen
Inflowof
lightenergy
Air Chemicalenergy
Organisms
Soil
ECOSYSTEM
Lossof
heatenergy
Cakupan Biologi: Ekosistem
Jejaring kehidupan dalam ekosistem hutan tropis
Cakupan Biologi: Ekosistem
Interaksi antar organisme berpengaruh pada kehidupan:
– Pohon Eucalyptus menyediakan makanan dan habitat bagi
kelelawar
– Kelelawar membantu penyerbukan dan penyebaran biji
Eucalyptus
Cakupan Biologi: Komunitas
Order
Evolutionary adaptation
Response to theenvironment
Reproduction
Growth anddevelopment
Energyprocessing
Regulation
Cakupan Biologi: sifat-sifat organisme
- Struktur tulang sayap burung berpori (ringan ) - fungsi untuk terbang
- Daun tipis dan datar – memaksimalkan menangkap cahaya matari oleh
kloroplas
(a) Wings
(c) Neurons
(b) Bones
Infoldings ofmembrane
Mitochondrion
(d) Mitochondria
0.5 µm
Cakupan Biologi: struktur dan fungsi
Pendekatan dalam Studi Biologi
• Deskripsi beberapa aspek kehidupan dan menggunakan pendekatan
induksi untuk mengambil kesimpulan umum
• Pengamatan spesifik secara berulang untuk mengambil kesimpulan
umum
• Contoh:
- Semua organisme tersusun atas sel (kesimpulan umum)
- Pendekatan induksi yang dipakai: pengamatan spesimen biologi
dengan bantuan mikroskop.
Discovery Science (Sains berbasis penemuan)
Sains berbasis hypothesis
Observation
Question
Hypothesis
Prediction
Test:Experiment or
additionalobservation
Test does notsupport
hypothesis; revise hypothesis or pose new one
Test supportshypothesis; make
additional predictions and
test them
• Observasi
• Mengajukan pertanyaan
• Mengajukan hipotesis
• Prediksi hasil
• Tes hipotesis
Pendekatan dalam Studi Biologi
Observations
Question
Hypothesis #1:
Dead batteries
Hypothesis #2:
Burnt-out bulb
Prediction:
Replacing batteries
will fix problem
Prediction:
Replacing bulb
will fix problem
Test prediction Test prediction
Test falsifies hypothesis Test does not falsify hypothesis
Contoh: lampu senter mati
–Observasi: lampu senter mati
–Pertanyaan: Mengapa lampu senter
mati?
–Hipotesis 1: Baterai mati
–Hipotesis 2: lampu putus
Pendekatan dalam Studi Biologi
Sains berbasis hypothesis
Sel: unit dasar kehidupan
• Sel: level paling rendah dalam organisasi kehidupan yang dapat
melakukan aktivitas
• Semua sel:
– Dibungkus oleh membran
– DNA sebagai bahan genetik
• Kemampuan sel dalam membelah merupakan dasar selular
reproduksi, pertumbuhan, dan regenerasi organisme multiselular
• Sel prokariot: sederhana, berukuran kecil, tanpa nukleus atau
organel bermembran (bakteri dan arkea)
• Sel eukariot: mempunyai organel bermembran, ukuran besar,
memiliki nukleus (tumbuhan, hewan, cendawan, protista)
Sel: unit dasar kehidupan
1 µmOrganelles
Nucleus (contains DNA)
Cytoplasm
Membrane
DNA(no nucleus)
Membrane
Eukaryotic cell
Prokaryotic cell
Kontinuitas kehidupan tergantung pada Informasi Genetik dalam DNA
• Kromosom mengandung material genetik (DNA)
DNA: deoxyribonucleic acid
• Kromosom memiliki molekul DNA dengan ratusan-ribuan gen
• Gen: unit pewarisan yang mentransfer informasi dari tetua
ke keturunan
• DNA diwariskan dari tetua pada keturunannya
• DNA mengontrol perkembangan organisme
Nucleus DNA
Cell
Nucleotide
(a) DNA double helix (b) Single strand of DNA
Kontinuitas kehidupan bergantung pada Informasi Genetik dalam DNA
NucleicontainingDNA
Sperm cell
Egg cell
Fertilized eggwith DNA fromboth parents
Embryo’s cells withcopies of inherited DNA
Offspring with traitsinherited fromboth parents
Kontinuitas kehidupan bergantung pada Informasi Genetik dalam DNA
Organisasi Diversitas Kehidupan
• Sekitar 1.8 juta spesies telah teridentifikasi dan diberi nama
• Spesies baru teridentifikasi setiap tahunnya.
• Perkiraan jumlah spesies di dunia: 10-100 juta
• Taksonomi: cabang ilmu biologi yang mempelajari penamaan
dan klasifikasi spesies.
Species Genus Family Order Class Phylum Kingdom Domain
Ursus americanus
(American black bear)
Ursus
Ursidae
Carnivora
Mammalia
Chordata
Animalia
Eukarya
Organisasi Diversitas Kehidupan
Tiga Domain Mahluk Hidup
• Domain Bacteria
• Domain Archaea
(prokariot)
• Domain Eukarya
(eukariotik)
- Protista
- Cendawan
- Tumbuhan
- Hewan
(a) DOMAIN BACTERIA
(b) DOMAIN ARCHAEA
(c) DOMAIN EUKARYA
Protists
Kingdom Fungi
KingdomPlantae
Kemiripan dan Keragaman Mahluk Hidup
– DNA: “bahasa genetik” universal pada semua organisme
– Kemiripan ditunjukkan pada struktur sel
Cilia ofParamecium
Cross section of a cilium, as viewedwith an electron microscope
Cilia of
windpipe
cells
15 µm 5 µm
0.1 µm
Seleksi Alam
• Fosil dan material lain yang terawetkan merupakan dokumen penting
dalam evolusi kehidupan di bumi dalam jutaan tahun lalu.
• Charles Darwin mempublikasikan tulisan On the Origin of Species by
Means of Natural Selection pada tahun 1859
• Dua poin utama dalam teori Darwin:
– Spesies diwariskan dengan modifikasi dari tetuanya
– Seleksi alam merupakan mekanisme dari pewarisan dengan
modifikasi
• Teori Darwin menjelaskan tentang unity and diversity
Populationwith variedinherited traits.
Eliminationof individualswith certaintraits.
Reproductionof survivors.
Increasingfrequencyof traits that enhance survival and reproductive success.
Seleksi Alam
Asal-Muasal Kehidupan
Kondisi bumi purba memungkinkan terbentuk kehidupan
Proses kimia dan fisika pada bumi purba memungkinkan
terbentuk sel sederhana melalui tahapan:
1. Sintesis molekul organik secara abiotik
2. Penggabungan/ikatan molekul organik kecil
membentuk makromolekul
3. Pembentukan “protobionts”
4. Origin of self-replicating molecules
(1) Sintesis Senyawa Organik pada Awal Bumi Purba
• Bumi terbentuk sekitar 4.6 milyar tahun yang lalu
• Atmosfer bumi purba mengandung air dan senyawa-senyawa
kimia dari gunung berapi (kemungkinan H2O, CO, CO2, N2, dan
CH4, namun sedikit atau tidak ada O2)
• Aktivitas gunung berapi, halilintar, dan radiasi ultra violet sangat
intens.
Kehidupan kemungkinan berkembang dari benda tak hidup
(3.9 milyar tahun yang lalu)
= 500 juta tahun yang lalu
Hewan awal, keragaman algae
Eukariot multiselular awal
Eukaryot awal
Akumulasi oksigen dari
cyanobacteria
Fosil prokariot tertua
Awal kehidupan?
Pembentukkan bumi
Billio
ns o
f ye
ars
ag
o
Bagaimana Kehidupan Berawal?
• Percobaan Stanley Miller menunjukkan bahwa bahan organik
terbentuk dari bahan-bahan anorganik
• Hasil eksperimen Miller: terbentuk senyawa-senyawa organik
(asam amino, gula, basa nukleotida)Water vapor
CH4 Electrode
Condenser
Cold
water
Cooled water
containing
organic
compounds
Sample for
chemical analysis
H2O
(2) Polimer Pertama Kemungkinan Terbentuk dari
Bebatuan atau Tanah yang Panas
• Molekul-molekul mengalami polimerisasi pada batu atau tanah
panas.
• Dihasilkan polipeptida dan asam nukleat pendek
• Gen pertama merupakan molekul RNA
• Molekul-molekul tersebut dapat mengkatalisis replikasi RNA.
Monomers Formation of short RNApolymers: simple “genes”
1
Assembly of acomplementary RNA
chain, the first step inreplication of the
original “gene”
2
(3) Kerjasama Molekular
• Molekul RNA
digunakan sebagai
cetakan (template)
untuk
pembentukkan
polipeptida
• Polipeptida tersebut
membantu replikasi
RNA
Self-replicationof RNA
RNA
Self-replicating RNAacts as template onwhich polypeptide
forms.
Polypeptide
Polypeptide actsas primitiveenzyme that
aids RNAreplication.
• Terbentuk membran sel – terbentuk sel awal
• Sel awal tersebut berevolusi membentuk sel prokariot awal
Membrane
RNA
Polypeptide
(4) Molekul Hasil Kerjasama dibungkus Membran sehingga
Terbentuk Sel Awal
Thank You