Ruang Lingkup Biologi

Biologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang kehidupan serta makhluk hidup didalamnya yang mencakup manusia, tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Dengan menggali biologi lebih jauh, kita akan mampu memahami makhluk hidup dan memanfaatkannya untuk kehidupan yang lebih baik.

 

A. Biologi Sebagai Sains 

Sains (science) berasal dari kata Latin scientia yang artinya pengetahuan. Sains merujuk pada sistem untuk mendapatkan pengetahuan melalui pengamatan dan eksperimen serta berbagai bidang ilmu yang bersifat ilmiah. Bidang ilmu sains biasanya dibedakan menjadi dua, yaitu ilmu sains alam dan ilmu sains sosial. 

Beberapa karakteristik yang dimiliki Sains, yaitu sebagai berikut :

1. Rasional artinya sains merupakan hasil kegiatan berpikir secara logis menggunakan nalar (rasio) yang hasilnya dapat diterima nalar manusia. 

2. Objektif artinya sains merupakan kebenaran apa adanya karena didasarkan atas data-data dan tanpa pengaruh pendapat atau pandangan pribadi.

3. Empiris artinya sains dapat dibuktikan dengan pengamatan, penelitian, atau eksperimen. 

4. Akumulatif artinya sains dapat dibentuk berdasarkan teori lama yang disempurnakan, ditambah, atau diperbaiki sehingga semakin sempurna. 

1. Pengertian dan Cabang Biologi

Biologi merupakan bagian dari sains. Biologi berasal dari kata Bios yang berarti hidup, dan logos yang berarti ilmu. Jadi, biologi adalah ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup (organisme) baik yang bersifat makroskopis maupun mikroskopis. 

Biologi muncul dan berkembang melalui pengamatan dan eksperimen terhadap organisme yang pernah ada atau hidup di bumi. Dari waktu ke waktu, pengamatan dan eksperimen biologi terus dilakukan dan ditunjang dengan penemuan peralatan modern sehingga objek kajian biologi semakin banyak dan beragam. Oleh karena itu, biologi dibagi menjadi beberapa cabang biologi. Jumlah cabang biologi semakin banyak seiring dengan munculnya penemuan-penemuan baru. Cabang biologi yang ada saat ini, antara lain sebagai berikut. 

1. Anatomi Struktur tubuh makhluk hidup.

2. Zoologi Beraneka ragam hewan.

3. Bakteriologi Bakteri.

4. Bioteknologi Teknik pemanfaatan organisme untuk menghasilkan suatu produk yang bermanfaat bagi manusia.

5. Botani Beraneka ragam tumbuh-tumbuhan.

6. Ekologi Hubungan makhluk hidup dengan sesamanya dan dengan lingkungannya.

7. Genetika Cara penurunan sifat makhluk hidup kepada keturunannya. 

8. Morfologi Bentuk dan struktur makhluk hidup.

9. Taksonomi Penamaan dan pengelompokkan makhluk hidup berdasarkan persamaan dan perbedaan ciri-cirinya.

10. Zoologi Beraneka ragam hewan.

B. Kerja Ilmiah

1. Sikap Ilmiah

Sikap yang harus dimiliki seorang ilmuwan biologi diantaranya sebagai berikut:

1. Peka dan kritis terhadap fenomena atau kejadian di alam.

2. Tidak percaya pada takhayul yang kebenarannya tidak dapat dibuktikan.

3. Memiliki rasa ingin tahu yang tinggi.

4. Memiliki minat yang besar untuk dapat menghasilkan suatu produk sains.

5. Berpikir logis, terbuka, serta mau menerima kritik dan pendapat orang lain.

6. Jujur dan objektif terhadap hasil penelitian yang dilakukan .

7. Teliti, tekun, dan tidak mudah putus asa ketika melakukan penelitian.

8. Optimis terhadap keberhasilan penelitian.

9. Bersikap hormat terhadap peneliti lain ataupun orang lain. 

10. Menghargai hasil penelitian dan penemuan orang lain.

2. Pendekatan Keterampilan Proses

Pendekatan keterampilan proses (inquiry approach) adalah suatu cara yang diterapkan pada siswa agar dapat menemukan sendiri fakta dan konsep ilmiah dengan melibatkan secara maksimal seluruh kemampuannya. Agar lebih mudah dimengerti tentang bagaimana melakukan kerja ilmiah kita pelajari dahulu beberapa pengertian yang menjadi bagian dalam kerja ilmiah, yaitu variabel, rumusan masalah, hipotesis dan prediksi.

a. Melakukan Pengamatan (Observasi)

Pengamatan (observasi) adalah kegiatan untuk memperoleh data atau informasi yang berhubungan dengan objek penelitian yang dilihat secara langsung maupun dengan bantuan alat. Data yang diperoleh dari kegiatan pengamatan dapat berupa data kualitatif dan data kuantitatif. Data kualitatif adalah data yang tidak dapat dinyatakan dengan angka. Sedangkan data kuantitatif adalah data yang dapat dinyatakan dengan angka. 

b. Menyajikan Data

Data hasil pengamatan (observasi) disajikan secara ringkas dan sistematis agar lebih mudah dimengerti orang lain. Data dapat disajikan dalam bentuk tabel, grafik (diagram) skema, atau gambar. 

c. Menafsirkan Data

Menafsirkan data adalah memberikan arti atau makna pada data hasil pengamatan. Dalam menafsirkan data, diperlukan suatu acuan, misalnya teori yang sudah ada atau kejadian lainnya. 

d. Memprediksi Dan Memprakirakan Data

Memprediksi adalah membuat dugaan berdasarkan logika. Contohnya, jika tanaman diberi pupuk kandang, maka pertumbuhannya akan menjadi subur. Kesuburan dapat dilihat dari berat tanaman atau jumlah tanaman yang dihasilkan. 

Memprakirakan adalah membuat dugaan mengenai suatu kejadian yang tidak diketahui berdasarkan data yang ada. Contohnya, prakiraan cuaca.   

e. Identifikasi Variabel Dalam Percobaan

Variabel merupakan faktor penentu atau faktor yang berpengaruh dalam percobaan yang akan dilakukan. Dalam merancang suatu percobaan, kamu perlu memilih variabel yang sesuai dengan tujuan percobaan dan alat/bahan yang tersedia. Selanjutnya, variabel yang terpilih dikaji dan diteliti pengaruhnya. 

Variabel dalam percobaan dapat dibedakan menjadi variabel bebas, variabel terikat, variabel kontrol, dan variabel pengganggu. 

1. Variabel bebas (variabel manipulasi) adalah perlakuan yang berbeda-beda dalam percobaan. 

2. Variabel terikat (variabel respons) adalah hasil dari perlakuan yang berbeda-beda dalam percobaan. Variabel terikat merupakan akibat dari variabel bebas. 

3. Variabel kontrol (variabel terkendali) adalah variabel yang tidak diteliti pengaruhnya dan hanya digunakan sebagai pembanding. 

4. Variabel pengganggu adalah variabel yang tidak dikehendaki, tetapi dapat mempengaruhi hasil percobaan. 

3. Metode Ilmiah  

Metode ilmiah merupakan suatu cara yang sistematis untuk memecahkan masalah. Langkah-langkah metode ilmiah:

1. Merumuskan Masalah

Masalah biasanya berupa pertanyaan yang harus dijawab dengan melakukan sebuah penelitian secara ilmiah.

2. Mengumpulkan Informasi

Tahapan berikutnya yang harus kita lakukan mengumpulkan informasi atau data. Ini bisa dilakukan dengan observasi maupun studi literatur seperti jurnal ilmiah, atau penelitian-penelitian lain yang sudah ada sebelumnya.

3. Menyusun Hipotesis

Hipotesis adalah jawaban sementara terhadap masalah yang masih bersifat praduga karena masih harus dibuktikan kebenarannya melalui penelitian.

4. Melakukan Percobaan

Untuk menguji kebenaran dari hipotesis atau jawaban sementara yang telah kita buat di tahapan sebelumnya, maka yang harus kita lakukan adalah melakukan percobaan atau penelitian. 

5. Menganalisis Data

Di tahapan ini, data-data yang telah kita peroleh dari hasil penelitian lalu dicatat dan diolah ke dalam bentuk grafik atau diagram sehingga mudah untuk dianalisis.

6. Membuat Kesimpulan

Kesimpulan merupakan jawaban sebenarnya dari hipotesis yang pernah diajukan.

7. Mengomunikasikan Hasil Penelitian

Langkah terakhir adalah mengkomunikasikan mempublikasikan hasil penelitian kepada orang lain dalam bentuk laporan tertulis atau melalui forum diskusi dan seminar.

C. Bekerja di Laboratorium

Praktikum biologi dapat dilaksanakan di laboratorium maupun di luar laboratorium. Praktikum di dalam laboratorium berbeda dengan praktikum di luar laboratorium. Bekerja di dalam ruang laboratorium harus memperhatikan beberapa aturan yang meliputi tata tertib penggunaan laboratorium dan langkah-langkah keselamatan kerja.

1. Tata Tertib Penggunaan Laboratorium

Ada beberapa tata tertib yang harus kamu taati saat di laboratorium. Lantas, apa sajakah itu? Tata tertib tersebut antara lain wajib menggunakan jas lab untuk melindungimu dari kontaminasi zat-zat kimia, tidak makan dan minum di dalam laboratorium, meja kerja yang harus selalu rapi, membersihkan kembali alat-alat, meja dan ruangan setelah selesai melakukan praktikum, serta memisahkan sampah padat dan cair sesuai tempat pembuangannya masing-masing. 

2. Langkah-Langkah Keselamatan Kerja di Laboratorium

Berikut hal-hal yang perlu dilakukan untuk memastikan keselamatan kerja di laboratorium.

a. Sebelum praktikum, sebaiknya minum segelas susu untuk menetralkan tubuh dari pengaruh kontaminasi zat-zat kimia.

b. Kenakan masker, kacamata, serta sarung tangan saat mengambil zat-zat kimia yang mudah menguap dan berbahaya.

c. Jangan membaui zat kimia secara langsung.

d. Jika terjadi kebakaran, segera padamkan api dengan alat pemadam kebakaran atau tutup dengan lap basah.

e. Cucilah tangan dengan sabun setelah selesai melakukan praktikum.

3. Simbol-Simbol Keselamatan Kerja Di Laboratorium 

Di laboratorium terdapat bahan-bahan kimia yang beberapa diantaranya bersifat berbahaya. Agar mudah dikenali dan diwaspadai maka bahan-bahan kimia berbahaya diberi simbol. Simbol tersebut menunjukkan sifat dari bahan kimia yang terdapat didalamnya. Zat-zat berbahaya diklasifikasi ke dalam 6 kelas, yaitu kelas I – kelas VI. Jadi jangan sampai lupa ya! Yuk, kita simak. 

a. Kelas I adalah bahan peledak dan zat-zat tidak stabil yang tidak digunakan sebagai bahan peledak, seperti TNT.

b. Kelas II adalah bahan-bahan pengoksidasi yang dapat menimbulkan reaksi yang sangat eksotermik bila bersentuhan dengan zat-zat lain seperti asam nitrat berasap, kalium klorat (V) dan kalsium klorat (VII).

c. Kelas III adalah bahan-bahan (material). Ada 5 subklas bahan-bahan ini, yaitu zat padat yang sangat mudah terbakar, zat cair yang sangat mudah terbakar, gas yang sangat mudah terbakar, zat-zat yang dapat terbakar sendiri, dan zat-zat yang mengeluarkan gas yang mudah terbakar jika bersentuhan dengan air.

d. Kelas IV adalah bahan-bahan beracun dan bahan-bahan berbahaya. Jenis zat yang termasuk ke dalam kelas ini sangat banyak. Termasuk di dalamnya adalah piridin, oksida timbal (IV), oksida mangan (IV), dan fenol.

e. Kelas V bahan-bahan korosif dan bahan-bahan yang menimbulkan rasa nyeri. Bahan-bahan korosif didefinisikan sebagai bahan-bahan yang merusak jaringan hidup, dan bahan-bahan yang menimbulkan rasa nyeri didefinisikan sebagai bahan yang dapat menyebabkan radang pada kulit. Fenol, kalium dikromat (VI), dan asam sulfat pekat termasuk golongan ini.

f. Kelas VI zat-zat radioaktif.

 

D. Objek dan Ragam Permasalahan Biologi 

Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, biologi merupakan bagian dari sains yang khusus mempelajari organisme (makhluk hidup). Apakah sebenarnya makhluk hidup itu? Bagaimanakah ciri-cirinya? Dapatkah kamu membedakannya dengan benda mati? Mari kita Pelajari uraian selengkapnya berikut ini. 

1. Ragam Permasalahan Biologi

Berbagai masalah dalam bidang biologi dapat terjadi pada semua tingkatan organisasi kehidupan; mulai dari tingkat molekul hingga tingkat biosfer. Permasalahan yang timbul pada suatu tingkat organisasi kehidupan dapat saling mempengaruhi dan berkaitan dengan tingkat organisasi kehidupan lainnya. Permasalahan biologi pada berbagai tingkat organisasi kehidupan adalah sebagai berikut.

a. Permasalahan biologi pada tingkat molekul, misalnya terjadinya kelainan pada pembentukan molekul hemoglobin darah sehingga menyebabkan penyakit anemia sel sabit. 

b. Permasalahan biologi pada tingkat sel, misalnya terjadinya lisis sel darah merah saat terinfeksi bakteri atau virus.

c. Permasalahan biologi pada tingkat jaringan, misalnya penyakit osteoporosis yang menyebabkan hilangnya massa tulang keras sehingga tulang menjadi rapuh dan muda pecah.

d. Permasalahan biologi pada tingkat organ, misalnya kelainan pada organ mata hemerolopi (rabun senja).

e. Permasalahan biologi pada tingkat sistem organ, misalnya gangguan bernapas akibat penyempitan saluran napas pada penderita asfiksia.

f. Permasalahan biologi pada tingkat individu, misalnya seorang penderita AIDS (acquired immunodeficiency syndrome) yang mengalami gangguan sistem imun dan membuatnya mudah terinfeksi penyakit.

g. Permasalahan biologi pada tingkat populasi, misalnya penyebaran AIDS dari satu orang ke orang lain dalam satu populasi.

h. Permasalahan biologi pada tingkat komunitas, misalnya dampak penangkapan burung secara liar terhadap kelestarian makhluk hidup lainnya dalam suatu rantai makanan.

i. Permasalahan biologi pada tingkat ekosistem, misalnya dampak penggundulan hutan untuk perkebunan kelapa sawit yang mengancam habitat satwa liar didalamnya.

j. Permasalahan biologi pada tingkat bioma, misalnya dampak kebakaran hutan hujan tropis.

k. Permasalahan biologi pada tingkat biosfer, misalnya dampak menipisnya lapisan ozon di atmosfer terhadap kehidupan makhluk hidup di bumi. 

2. Peranan Biologi

a. Bidang kedokteran, misalnya teknik pembuatan bayi tabung, metode keluarga berencana (KB), cangkok organ tubuh(transplantasi organ), bedah plastik, dan terapi gen.

b. Bidang farmasi, misalnya pembuatan vitamin sintetik, vaksin, antibiotik untuk bakteri dan jamur, antibodi monoklonal, hormon insulin buatan, enzim-enzim buatan, serta obat-obatan tradisional (jamu) dan modern.

c. Bidang teknologi pangan, misalnya pembuatan keju, nata de coco, yoghurt, makanan suplemen, PST (protein sel tunggal), kecap, tempe, oncom, dan teknologi pengawetan makanan.

d. Bidang pertanian, dengan rekayasa genetika, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat-sifat yang dikehendaki, misalnya tanaman yang tahan penyakit, tanaman yang tahan terhadap kondisi tanah kering, tanaman yang batangnya tidak mudah roboh, dan tanaman yang mengandung zat tertentu.

e. Bidang peternakan, misalnya kloning untuk hewan, inseminasi buatan (kawin suntik), ayam petelur tanpa dibuahi pejantan, dan hewan ternak yang bermutu unggul lainnya (memproduksi daging, atau telur berkualitas tinggi).

f. Bidang perikanan, misalnya budidaya udang windu, budidaya kerang penghasil mutiara, dan budidaya ikan hias.

g. Bidang industri, misalnya teknik pemisahan logam dari bijihnya dengan menggunakan bakteri.

h. Bidang pengelolaan lingkungan hidup, misalnya pengelolaan limbah dengan menggunakan mikroorganisme dan menguraikan tumpahan minyak di laut dan plastik dengan bakteri.