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: biologi.ppku@gmail.com

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