metode ilmiah

HAKIKAT BIOLOGI SEBAGAI ILMU

OlehIseu Laelasari, S.Pd

KARAKTERISTIK SAINS/IPA TERMASUK BIOLOGI

Obyek kajian berupa benda konkret dan dapat ditangkap indera Dikembangkan berdasarkan pengalaman empiris (pengalaman nyata) Memiliki langkah-langkah sistematis yang bersifat baku Menggunakan cara berfikir logis

Pengertian Biologi?

Biologi ilmu tentang Makhluk Hidup dan interaksi dengan lingkungannya

Aspek Kajian dalam Biologi meliputi:

1. Objek

2. Tingkatan organisasi Makhluk Hidup

3. Tema/ Permasalahan

Ciri-Ciri Makhluk Hidup

1. Tersusun oleh sel, MH unisesluler (satu sel) dan MH multiseluler (banyak sel), kecuali virus (disebut molekul/ partikel virus)

2. Nutrisi MH memerlukan makanan

3. Transportasi pengangkutan dan pengedaran zat di dalam tubuh

4. Respirasi Proses pertukaran O2 dan CO2 dalam suatu sistem (berhubungan dengan pembongkaran senyawa kimia berupa karbohidrat, lemak, dan protein untuk mendapatkan energi)

5. Bergerak

Lanjutan Ciri MH

6. Ekskresi Pengeluaran zat sisa metabolisme dari dalam tubuh supaya tidak terjadi keracunan

7. Regulasi Suatu proses yang mengatur keserasian yang terjadi di dalam tubuh

8. Iritabilitas peka terhadap rangsang

9. Reproduksi mempertahankan kelestarian jenisnya

10. Adaptasi penyesuaian bentuk tubuh, fungsi, dan tingkah laku makhluk hidup terhadap lingkungannya

11. Tumbuh dan berkembang

Perbedaan Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan Perkembangan

proses pertambahan ukuran fisik, (seperti bertambah volume, bertambah panjang, dll)

Proses yang sejalan dengan pertumbuhan, mengarah pada pendewasaan (maturasi)

Dapat diukur (bersifat kuantitatif)

Tidak dapat diukur (bersifat kualitatif)

Tidak dapat kembali (irreversible)

Dapat kembali (reversible)

Objek Kajian Makhluk Hidup Meliputi Beberapa kingdom (Kerajaan)

Kingdom Monera

- Uniseluler- Bersifat prokariotik (tidak memiliki

membran inti) inti sel di sebut nukleoid

- Terdiri dari: Eubakteri, Archaebakteri, dan Cyanobakteri/ cyanophyta

Kingdom Protista

- Uniseluler / multiseluler- Bersifat eukariotik (memiliki

membran inti) inti sel di sebut nukleus

- Meliputi: Protista mirip hewan (Protozoa), Protista mirip tumbuhan (Algae), Protista mirip jamur (jamur air/ oomycota dan jamur lendir/ myxomycota)

Kingdom Plantae

-Multiseluler

-Bersifat eukariotik

-Bersifat autotrof (dapat membuat makanan sendiri) karena memiliki kloroplas

-Memiliki dinding sel (sehingga tidak dapat bergerak pindah tempat)

-Meliputi: berbagai kelompok tumbuhan (lumut, paku, gymnospermae, angiospermae)

Kingdom Animalia

- Multiseluler- Bersifat eukariotik- Bersifat heterotrof (tidak dapat

membuat makanan sendiri)- Tidak memiliki dinding sel Dapat

bergerak berpindah tempat - Meliputi: berbagai tingkatan hewan

(invertebrata, chordata, vertebrata)

Kingdom Fungi

- Uniseluler/ multiseluler- Bersifat eukariotik- Bersifat heterotrof dan saprofit

(menguraikan sisa-sisa partikel organik)- Memiliki dinding sel - Dipisahkan dari kingdom plantae dan

animalia karena (Fungi memiliki dinding sel, tetapi tidak dapat membuat makanan sendiri)

Tingkat Organisasi MH

MOLEKUL

“kumpulan unsur-unsur yang menyusun persenyawaan kimia”

Contoh kajian biologi: - Komponen penyususn DNA- Molekul penyusun karbohidrat,

lemak, protein - Molekul penyusun virus

Sel

“ merupakan unit struktural dan fungsional MH”

Contoh kajian biologi: - Perbandingan sel prokariotik dan

eukariotik- Perbandingan sel hewan dan sel

tumbuhan - Aktivitas metabolisme

Sel Prokariotik

Sel Hewan

Sel Tumbuhan

Jaringan

“ Kumpulan dari sel-sel yang memiliki asal, struktur, ukuran, dan fungsi yang sama “

Contoh kajian biologi:

1. Jenis jaringan pada tumbuhan dan hewan

2. Struktur dan fungsi jaringan tumbuhan dan hewan

3. Struktur tubuh porifera dan coelenterata

4. Teknologi kultur jaringan

Organ

“ kumpulan dari berbagai macam jaringan yang mendukung suatu fungsi tertentu ”

Contoh kajian biologi:

1. jenis-jenis organ pada manusia, hewan, dan tumbuhan

2. Fungsi berbagai organ pada manusia, hewan dan tumbuhan

3. Teknologi transplantasi organ pada manusia maupun hewan

Sistem organ

“ kumpulan berbagai organ yang saling berinteraksi dalam melaksanakan fungsi di dalam tubuh ”

Contoh kajian biologi:

1. Fungsi sistem pernafasan, pencernaan, peredaran darah, ekskresi, reproduksi, gerak di dalam tubuh manusia dan hewan

2. Keterkaitan berbagai sistem organ dalam tubuh manusia ataupun hewan

Individu / organisme

“ merupakan MH tunggal yang seluruh aktivitas kehidupannya dilakukan secara otonomi”

Contoh kajian biologi:

1. Morfologi tubuh hewan, manusia, tumbuhan

2. Anatomi dan fisiologi tubuh hewan, manusia, tumbuhan

Populasi

“ merupakan kumpulan individu-individu sejenis yang menempati tempat yang sama dalam waktu yang sama dan terjadi interaksi”

Contoh kajian biologi:

1. Interaksi populasi semut di dalam pohon

2. Interaksi populasi katak dalam melakukan perkawinan

Komunitas

“ Merupakan interaksi dari berbagai populasi yang menempati habitat/ tempat yang sama dalam waktu yang sama ”

Contoh kajian biologi:

Interaksi populasi semut , rayap , burung, dalam komunitas hutan bakau

Komunitas Hutan Bakau

Ekosistem

“ Interaksi antara berbagai populasi penyusun komunitas dengan lingkungan abiotiknya”

Contoh kajian biologi: - Ekosistem air tawar- Ekosistem laut - Ekosistem sawah

E. Air Laut

E. Sawah

E. Air Tawar

Bioma “ Merupakan kumpulan berbagai

ekosistem yang melingkupi wilayah yang luas, memiliki iklim tertentu, dan umumnya memiliki hewan khas dan tumbuhan khas”

Contoh kajian biologi:

Karakteristik Bioma Tundara, Taiga, Savana, Stepa/ Padang Rumput, Hutan Gugur, Hutan Hujan Tropis & Gurun

Taiga

StepaSavana

Tundra

Gurun Hutan Hujan Tropis

Hutan Gugur

Biosfer

“Kumpulan dari seluruh bioma membentuk kesatuan lapisan kehidupan di bumi”

Contoh kajian biologi:

“Global warming”

BIOSFER

Global Warming

TEMA/ PERMASALAHAN

Permasalahan yang dikaji dalam biologi meliputi:

1. Biologi sebagai penemuan

2. Sejarah perkembangan biologi

3. Evolusi

4. Keanekaragaman dan keseragaman

5. Hubungan struktur dengan fungsi

6. Genetik dan kelangsungan hidup

7. Organisme dan lingkungan

8. Perilaku organisme

9. Regulasi/ sistem pengaturan tubuh

Cabang-Cabang Biologi

Cabang Biologi Aspek yang dipelajari

morfologi Struktur luar tubuh MH

Anatomi Struktur dalam tubuh MH

FisiologiSitologi Histologi

Fungsi faal/ proses kerja tubuhSel penyususn MHJaringan penyusun MH

EmbriologiOntogeni

Perkembangan embrio MHPerkembangan MH dari setelah embrio sampai dewasa

Organologi Organ pada tubuh MH

Genetika Pewarisan sifat dari tetua kepada anak

Teratologi Kecacatan bayi dalam kandungan

Ekologi Lingkungan

Evolusi Sejarah kehidupan/ asal usul kehidupan

Etologi Tingkah laku MH

Taksonomi Keseragaman dan keragaman MH

Paleontologi Fosil Makhluk hidup di masa lampau

Mikologi Jamur

Mikrobiologi Mikroorganisme/ jasad renik

Bakteriologi Bakteri

Parasitologi Parasit

Patologi Organisme patogen (menyebabkan penyakit)

Malakologi Siput

Entomologi Serangga

Ornitologi Burung

Zoologi Hewan

Botani Tumbuhan

Virologi Virus

toxikologi Racun

HUBUNGAN BIOLOGI DENGAN ILMU LAIN

Manfaat Mempelajari Biologi1. Dalam bidang pertanian- Ditemukannya banyak varietas bibit

unggul- Pengendalian hama secara bilogis- Propagasi tanaman dalam skala

besar melalui kultur jaringan, dll..

2. Bidang Kesehatan

1. Ditemukannya jenis-jenis antibiotik yang dihasilkan oleh kelompok jamur tertentu

2. Ditemukannya berbagai jenis vaksin

Dll..

Biologi Dalam Menyelesaikan Masalah Sosial

1. Ditemukannya teknik analisis/ test DNA (co/ korban pembunuhan yang sudah tidak bisa dikenali dapat teridentifikasi dengan adanya test DNA )

2. Pemetaan / analisis sidik jari

METODE ILMIAH

Secara Definitif

Suatu proses (penelitian/ pemecahan masalah) yang dilakukan dengan suatu metode yang bersifat logis dan sistematis

Tahapan Metode Ilmiah1. Menemukan dan merumuskan

masalah

2. Melakukan observasi/ pengamatan

3. Membuat hipothesis

4. Membuat prediksi

5. Melakukan eksperimen

6. Menarik kesimpulan

7. Menyusun teori

Mari Kita Aplikasikan

Tahukah kalian penyakit malaria? Mengapa seseorang bisa terinfeksi

malaria?

APLIKASI METODE ILMIAH

(Pernah dilakukan oleh Charles

Laveran)

Charles Louis Alphonse Laveran

Charles Laveran adalah fisikawan, patolog, dan

parasitolog Perancis yang menemukan parasit penyebab

malaria pada manusia.

Menemukan dan merumuskan Masalah

Masalah : penyebab penyakit malaria

Rumusan masalah “Apakah penyebab penyakit malaria?”

Melakukan Observasi Tujuan: mengumpulkan data (bisa

menggunakan alat bantu, langsung mengamati dengan panca indera, mencari informasi dari berbagai media tergantung kebutuhan

Hal yang diamati “Meneliti darah penderita malaria dan darah orang yang sehat dengan menggunakan mikroskop”

Lanjutan Observasi

Hasil Observasi:

“ Di dalam darah penderita penyakit malaria ditemukan adanya benda seperti cincin, sedangkan di dalam darah orang sehat tidak ditemukan adanya benda seperti cincin ”

Gambar Hasil Observasi

Hipothesis (Praduga/dugaan sementara)

‘’ terdapat hubungan antara benda berbentuk seperti cincin dengan penyebab penyakit malaria” barangkali benda seperti cincin itu penyebab malaria

Prediksi (Berupa hubungan perkiraan JIKA - MAKA)

“JIKA darah penderita malaria disuntikan pada orang sehat MAKA orang sehat dapat menjadi sakit”

EKSPERIMEN

Eksperimen (“melakukan percobaan/ suatu perlakuan”) didasarkan pada hipothesis dan prediksi (menguji hipothesis dan prediksi)

“Pengaruh penyuntikan darah penderita malaria terhadap perubahan bentuk darah orang sehat”

Eksperimen harus dirancang terlebih dulu, kemudian dilakukan eksperimen

Langkah Merancang Eksperimen

1. Menentukan variabel (peubah). Terdapat 3 jenis variabel

a. Variabel bebas/ manipulasi variabel yang mempengaruhi/ variabel yang menyebabkan perubahan.

b. Variabel terikat variabel yang dipengaruhi / perubahan yang ditimbulkan oleh suatu perlakuan

Lanjutan Jenis Variabel

c. Variabel kontrol variabel yang dapat mempengaruhi hasil eksperimen, tetapi dijaga agar tidak berpengaruh

Contoh Variabel dalam Penelitian Variabel Bebas : darah penderita

malaria Variabel terikat : perubahan bentuk

darah orang sehat Variabel kontrol: usia orang yang

sehat, jenis kelamin, sumber darah penderita malaria, dll

Lanjutan Rancangan Eksperimen

2. Menentukan lokasi penelitian

3. Penentuan sampel penelitian (ditentukan sesuai dengan teknik sampling tertentu)

Misalnya:

Sampel darah penderita malaria: diambil secara acak dari darah penderita malaria dengan gejala yang sama, jenis kelamin

yang sama, dan usia yang sama

Sampel orang sehat: orang dengan usia dan jenis kelamin yang sama, memiliki

riwayat kesehatan yang sama

Melakukan Eksperimen“menyuntikan darah dari penderita malaria ke dalam tubuh orang sehat”

Hasil eksperimen: “darah orang yang sehat mengandung benda

seperti cincin

Orang yang sehat menjadi sakit malaria”

Menarik Kesimpulan

“Hipothesis diterima (benar)”

Yaitu penyebab penyakit malaria adalah benda seperti cincin yang terdapat dalam darah penderita penyakit malaria

Menyusun Teori

* Penyebab penyakit malaria adalah benda seperti cincin yang disebut Plasmodium sp *

LATIHAN SOAL (SPMB, 2003)

SOAL

Charles Laveran berhasil menemukan benda seperti cincin setelah melakukan pengamatan di bawah mikroskop terhadap darah penderita penyakit malaria. Penemuan benda seperti cincin tersebut didapatkan setelah Charles Laveran melakukan …

Option

A. Observasi

B. Eksperimen

C. Hipothesis

D. Kesimpulan

E. Teori

LATIHAN

Seorang siswa meneliti tentang “Pengaruh perendaman lidah buaya (Aloe vera) terhadap penurunan kadar radikal bebas dalam minyak jelantah”

Tentukan:

Rumusan masalah, variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol

SISTEMATIKA PENULISAN LAPORAN ILMIAH

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar belakang masalahB. Rumusan masalahC. Tujuan penelitianD. Manfaat penelitian

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Kajian teoriB. Kajian dan hasil-hasil penelitianC. Rumusan hipotesis

BAB III. METODE PENELITIAN

A. Variabel dan definisi operasional variabelB. Rancangan penelitianC. Sasaran penelitian (populasi dan sampel)D. Instrumen, alat dan bahanE. Prosedur pelaksanaan penelitianF. Rencana analisis dataG. Jadwal penelitian

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi dataB. Interpretasi dataC. Pembahasan

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KesimpulanB. Saran

DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN