Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapat berupa volume, massa, tinggi, dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun perkembangan mengandung pengertian bertambah dewasanya suatu individu.

Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telah berfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-sel kelamin. Ada pula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibat proses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organ-organ makhluk hidup sehingga semakin kompleks. Dengan demikian, perkembangan merupakan perubahan kualitas suatu individu.

1.Pertumbuhan

Secara harfiah, pertumbuhan diartikan sebagai perubahan yang dapat diketahui atau ditentukan berdasarkan sejumlah ukuran atau kuantitasnya. Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya sel-sel pada jaringan. Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yang irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). 

Akan tetapi, pada beberapa kasus, proses tersebut dapat reversible (terbalikkan) karena pada pertumbuhan terjadi pengurangan ukuran dan jumlah sel akibat kerusakkan sel atau dediferensiasi sel. Sebagai contoh, jika Anda akan memperbanyak tumbuhan melalui cara vegetatif, bagian manakah yang akan Anda pakai? Bunga, buah, ataukah batang? Pilihannya tentu akan jatuh pada batang. 

Walaupun semua organ tersebut memiliki aktivitas pembelahan sel, semuanya disusun oleh jenis sel yang berbeda. Bunga dan buah merupakan organ reproduksi yang disusun oleh sel-sel reproduktif atau embrionik, sedangkan cabang atau batang disusun oleh sel-sel tubuh atau somatik. 

Sel-sel tubuh (somatik) memiliki potensi untuk tumbuh kembali membentuk jaringan yang sama, sedangkan sel embrionik tidak. Dengan aktivitas perbanyakan sel tersebut, akan dihasilkan kembali sel-sel meristematis yang akan menjadi batang, akar, daun, dan bagian reproduktif.

Adapun sel embrionik akan mati karena tidak ada sokongan sel lainnya. Selama proses tumbuhnya akar, batang, ataupun daun pertumbuhan dapat dikuantifikasi dalam bentuk panjang akar, jumlah daun, tinggi tumbuhan, atau bahkan berat total tumbuhan. Berdasarkan gambaran tersebut, dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pertumbuhan merupakan perubahan kuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme.

2. Perkembangan

Perkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatu perubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yang lebih kompleks. Seperti yang telah Anda ketahui, organ kulit pada manusia tumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi, ketika mencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulai bermunculan rambut tambahan. 

Selain itu, organ-organ tertentu mulai tumbuh membesar, seperti bagian dada pada perempuan dan jakun pada laki-laki. Mengapa semua itu hanya tumbuh pada masa tertentu saja, tidak bersamaan dengan pertumbuhan organ lainnya? Suatu hal yang patut kita pahami dalam perkembangan adalah adanya diferensiasi sel.

Diferensiasi dapat diartikan sebagai perubahan sel menjadi bentuk lainnya yang berbeda baik secara fungsi, ukuran, maupun bentuk. Contoh mudah mengenai diferensiasi dapat ditemukan pada pembentukan bunga. Amati dari mana bunga tersebut berasal. Apakah sama dengan awal mulanya tumbuh tunas? Mengapa pada bagian tersebut yang tumbuh justru bunga? 

Diferensiasi juga terjadi pada bagian tubuh manusia, yakni pada pembentukan sel-sel kelamin (gonad) ketika embriogenesis. Contoh lainnya pada proses pembentukan anak ayam dari embrio dalam telur. Pada proses diferensiasi, dapat terjadi dua hal penting, yakni perubahan struktural yang akan mengarah pada pembentukan organ, serta perubahan kimiawi yang dapat meningkatkan kemampuan sel.

Dapatkah Anda menghitung perkembangan yang terjadi, baik dalam jumlah maupun ukuran? Tentu akan sulit, karena semua proses tersebut terjadi secara kualitatif dan hanya dapat dibandingkan secara subjektif tanpa ukuran yang tepat. Proses perkembangan banyak berkaitan dengan faktor internal yang terjadi pada waktu yang tidak bersamaan. Oleh karena itu, perkembangan dapat didefinisikan sebagai suatu proses perubahan yang diikuti oleh pendewasaan dan kematangan sel, serta diiringi oleh spesialisasi fungsi sel.

3. Macam-macam pertubuhan dan perkembangan

Pertumbuhan pada tumbuhan ada yang berupa pertumbuhan primer, ada pula yang berupa pertumbuhan sekunder. Kedua pertumbuhan ini sebenarnya berasal dari jaringan yang sama, yakni meristem. Meristem merupakan suatu jaringan yang memiliki sifat aktif membelah. Pertumbuhan primer berasal dari meristem primer, sedangkan pertumbuhan sekunder berasal dari meristem sekunder. Adakah perbedaan lain di antara kedua macam pertumbuhan tersebut?

a. Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan yang terjadi selama fase embrio sampai perkecambahan merupakan contoh pertumbuhan primer. Struktur embrio terdiri atas tunas embrionik yang akan membentuk batang dan daun, akar embrionik yang akan tumbuh menjadi akar, serta kotiledon yang berperan sebagai penyedia makanan selama belum tumbuh daun.

Jika biji berkecambah, struktur yang pertama muncul adalah radikula yang merupakan bakal akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotil dan merupakan struktur yang berasal dari akar embrionik. Pada bagian ujung atas, terdapat epikotil, yakni bakal batang yang berasal dari tunas embrionik.

Tahap awal pertumbuhan pada tumbuhan monokotil berbeda dengan dikotil. Pada monokotil, akan tumbuh koleoptil sebagai pelindung ujung bakal batang. Begitu koleoptil muncul di atas permukaan tanah, pucuk daun pertama akan muncul menerobos koleoptil. Biji masih tetap berada di dalam tanah dan memberi suplai makanan kepada kecambah yang sedang tumbuh. Perkecambahan seperti ini dinamakan perkecambahan hipogeal

Bagaimanakah perkecambahan pada tumbuhan dikotil? Pada dikotil tidak muncul koleoptil. Dari dalam tanah, kotiledonnya akan muncul keatas permukaan tanah bersamaan dengan munculnya daun pertama. Kotiledon akan memberi makan bakal daun dan bakal akar sampai keduanya dapat mengadakan fotosintesis. Itulah sebabnya, lama-kelamaan kotiledon menjadi kecil dan kisut. Perkecambahan yang kotiledonnya terangkat ke permukaan tanah dinamakan perkecambahan epigeal.

Pada ujung pucuk dan ujung akar, terdapat jaringan yang bersifat meristematik. Jaringan meristem yang terletak di ujung akar menyebabkan pemanjangan akar. Pertambahan panjang akar pada jagung mencapai 1 cm per hari. Ujung akar akan menghasilkan tudung akar. Tudung akar akan menghasilkan lendir yang dapat mempermudah akar menembus tanah. Menurut Hopson (1990: 475), pada ujung akar terdapat tiga daerah pertumbuhan berturut-turut dari ujung ke pangkal, yakni daerah pembelahan, daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi.

Sel-sel di daerah pembelahan akan membelah secara mitosis sehingga selnya bertambah banyak. Daerah pemanjangan akan membentuk bakal epidermis ke arah luar. Pada daerah diferensiasi, sel-selnya akan berdiferensiasi membentuk komponen pembuluh angkut, epidermis, dan bulu-bulu akar. 

Ujung pucuk juga merupakan jaringan meristematik. Jaringan ini akan berdiferensiasi menjadi epidermis, floem, xilem, korteks, dan empulur. Meristem ini dilindungi oleh primordium daun. Letak primordium daun pada batang mengikuti pola berhadapan atau pola bergantian yang nantinya akan membentuk rangkaian daun sesuai dengan pola tersebut.

b. Pertumbuhan Sekunder

Semakin tua, batang tumbuhan dikotil akan semakin membesar. Hal ini disebabkan adanya proses pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder ini tidak terjadi pada tumbuhan monokotil. Bagian yang paling berperan dalam pertumbuhan sekunder ini adalah kambium dan kambium gabus atau felogen. 

Ke arah dalam, kambium akan membentuk pembuluh kayu (xilem), sedangkan ke arah luar kambium akan membentuk pembuluh tapis (floem). Kambium pada posisi seperti ini dinamakan kambium intravaskular. Sel-sel parenkim yang terdapat di antara pembuluh, lama-kelamaan berubah menjadi kambium. Kambium ini dinamakan kambium intervaskular.

Kedua macam kambium tersebut lama-kelamaan akan bersambungan. Posisi kambium yang semula terpisah-pisah, kemudian akan berbentuk lingkaran. Kedua macam kambium ini akan terus berkembang membentuk xilem sekunder dan floem sekunder sehingga batang menjadi semakin besar.  Akibat semakin besarnya batang, diperlukan jalan untuk mengangkut makanan ke arah samping (lateral). Untuk keperluan tersebut, dibentuklah jari-jari empulur. 

Aktivitas kambium bergantung pada keadaan lingkungan. Pada musim kemarau, kambium tidak aktif. Walaupun aktif, kambium hanya akan membentuk sel-sel xilem berdiameter sempit. Ketika air berlimpah, kambium akan membentuk sel-sel xilem dengan diameter besar. Perbedaan ukuran diameter ini akan menyebabkan terbentuknya lingkaran-lingkaran pada penampang melintang batang. Lingkaran ini dikenal dengan lingkaran tahun, yang dapat digunakan untuk memperkirakan umur tumbuhan.

Sementara itu, kambium gabus atau felogen juga melakukan aktivitasnya. Felogen ini akan membentuk lapisan gabus. Ke arah dalam, felogen membentuk feloderm yang merupakan sel-sel hidup dan ke arah luar membentuk felem (jaringan gabus) yang merupakan sel-sel mati. Lapisan gabus perlu dibentuk karena fungsi epidermis sebagai pelindung tidak memadai lagi.

Hal ini diakibatkan oleh pertumbuhan sekunder yang dilakukan kambium mendesak pertumbuhan ke arah luar. Hal tersebut mengakibatkan rusaknya epidermis sehingga kulit batang menjadi pecah-pecah. Adanya lapisan gabus mengakibatkan batang menjadi lebih terlindungi dari perubahan cuaca. Zat suberin pada sel-sel gabus dapat mencegah penguapan air dari batang. Agar pertukaran gas tetap berjalan lancar, di beberapa bagian dari permukaan batang terdapat lentisel.

Struktur Tumbuhan

Struktur tumbuhan 

Terdapat 2 jaringan pada tumbuhan, yaitu jaringan meristem (embrional) dan jaringan permanen (dewasa).
A. Jaringan Meristem
Jaringan muda, jaringan yang selalu aktif membelah (contoh: meristem primer/apical/pucuk, sekunder/lateral, dan interkalar).

B. Jaringan Dewasa
1. Jaringan pelindung
a. jaringan epidermis: melindungi jaringan yang ada didalamnya. Contoh derivate epidermis stomata dan trikoma
b. jaringan gabus: jika epidermis rusak maka digantikan jaringan gabus, yang dibedakan atas eksodermis, endodermis, dan peridermis
2. Jaringan parenkim (dasar)
Jaringan dasar yang kaya akan ruang antar sel (contoh: palisade, tempat fotosintesis berlangsung, jaringan parenkim spons selain sebagai tempat fotosintesis juga sebagai tempat penyimpanan hasil fotosintesis)
3. Jaringan mekanik (penguat)
a. jaringan kolenkim: sel-selnya hidup, mengalami penebalan zat selulosa pada dinding selnya.
b. jaringan sklerenkim: sel-selnya mati, mengalami penebalan oleh lignin
4. Jaringan pengangkut
a. floem: tersusun oleh parenkim floem, serabut floem, pembuluh tapis, sel pengiring. Berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun keseluruh bagian tumbuhan
b. xylem: tersusun oleh parenkim xylem, serabut xylem, trake, trakeid, dan unsure pembuluh. Berfungsi mengangkut air dan mineral dari dalam tanah melalui akar sampai daun.

Cara menghafal
Epi Par Penyok Ngangkut Meri

Epi: Jaringan epidermis
Par: Jaringan parenkim
Penyok: Jaringan penyokong/penguat
Ngangkut: Jaringan pengangkut
Meri: Jaringan meristem
Organ Pada Tumbuhan

Terdiri atas: akar, batang, daun sebagai organ utama, selanjutnya bunga, buah dan biji akan terbentuk sebagai organ tambahan

Aku Bareng dengan Bung Babi

Aku: akar

Bareng: Batang
dengan
Bung: Bunga
Ba: Buah
Bi: Biji

A. Akar
Secara umum berfungsi untuk: melekatnya tumbuhan pada media, menyerap air dan unsur hara, alat pernafasan, tempat menyimpan cadangan makanan, dan menopang tegaknya batang

Akar berkembang dari meristem apical di ujung akar yang dilindungi kaliptra (tudung akar). Pembelahan meristem apical membentuk zona pemanjangan sel, zona diferensiasi sel, dan zona pendewasaan sel.

Urutan struktur jaringan akar pada tumbuhan (secara anatomi dari luar ke dalam)

Epi Orang dermawan pernah Potong kambing Si emang

Epi: Epidermis
Orang: kOrteks
Dermawan: endodermis
Pernah: perikambium
Potong: phloem (floem)
Kambing: kambium
Si: Xylem
Emang: Empulur

1. epidermis: terdiri atas satu lapis sel, tersusun rapat, dinding sel tipis, dan mempunyai rambut akar untuk memperluas bidang penyerapan
2. korteks: tersusun berlapis-lapis, dinding sel tipis, dan memiliki banyak ruang antar sel, terdapat: parenkim, kolenkim, dan sklerenkim
3. endodermis: berupa satu lapis sel, tersusun rapat, dinding sel mengalami penebalan gabus (yang dinamakan pita kaspari). Terdapat jaringan perisikel yang tersusun dari sel parenkim yang menebal, yang berfungsi untuk membentuk akar samping dan berperan dalam pertumbuhan sekunder.
4. stele/silinder pusat: terdapat berkas pengangkut
B. Batang
Berfungsi dalam pengangkutan air dan unsure hara dari akar, memperluas tajuk tumbuhan dlm efisiensi menangkap cahaya matahari, tempat tumbuh organ generative, efisiensi penyerbukan dan pemancaran benih,tempat pemyimpanan cadangan makanan.

Jaringan penyusunnya terdiri atas:
1. Epidermis: tersusun oleh selapis sel, rapat, dinding luar terdapat kutikula, dan pada tumbuhan kayu yang tua terdapat kamium gabus
2. KOrteks: mengandung amilum dan tersusun oleh sel-sel parenkim, kolenkim dan sklerenkim
3. Stele: terdapat perisikel, sel parenkim, dan berkas pengangkut

Kambium hanya di miliki oleh tumbuhan dikotil, dibedakan menjadi 2:
1. Kambium intravaskuler: cambium terletak di antara xylem dan floem
2. Kambium intervaskuler: cambium terletak di antara dua berkas pengangkut

C. Daun
Berfungsi sebagai tempat fotosintesis, tempat terjadinya transpirasi dan gutasi, penyimpanan cadangan makanan (pada vakuola amilum), transpirasi dan pertukaran gas(pada stomata).

Daun lengkap terdiri atas: tangkai daun, pelepah daun, dan helaian daun.
Jaringan penyusun daun:
1. Epidermis: berupasatu lapis sel, dinding sel mengalami penebalan dari zat kutin (kutikula) atau lignin, terdapat stomata, dan terkadang ada trikoma dan sel kipas
2. Mesofil: terdapat parenkim palisade (jaringan tiang), dan parenkim spons (jaringan bunga karang)
3. Berkas pengangkut terdapat dalam tulang daun (xylem dan floem)

D. Bunga
Berfungsi dalam menghasilkan alat perkembangbiakan.
Bunga akan berkembang lebih lanjut membentuk buah dan biji.

Daun mahkota dan daun kelopak terdiri atas sel-sel parenkim. Epidermis pada daun kelopak dilapisi kutin, stomata, dan trikoma. Daun mahkota mempunyai epidermis berupa tonjolan yang disebut papila.
Benang sari terdiri atas kepala sari dan tangkai sari. Kepala sari mempunyai beberapa lapisan dinding, yaitu epidermis, endotesium, lapisan tengah dan tapetum. Putik terdiri atas kepala sari dan tangkai putik.

Bagian-bagian bunga.
1. kelopak: melindungi bagian bunga yang ada di dalam
2. mahkota: membungkus dan melindungi benang sari dan putik
3. benang sari: alat perkembangbiakan jantan
4. putik: alat perkembangan betina

Ke Kota BeliSa pu
KElopak mahKOTA BEnang Sari PUtik

Berdasarkan keberadaan bagian steril (pedunculus, pedicellus, receptacle, brachtea, brachteola, sepal, dan petal) dan bagian fertil (benangsari dan putik) bunga dapat digolongkan menjadi bunga lengkap (contoh: bunga sepatu dan bunga melati) danbunga tak lengkap (contoh: bunga kelapa dan bunga salak).
Berdasarkan kelengkapan alat kelamin bunga dapat digolongkan dalam bunga sempurna (memiliki benang sari dan putik) contoh: bunga papaya dan bunga terung,bunga tidak sempurna (memiliki benang sari atau putik saja) contoh: bunga jagung dan bunga pinus

E. Buah dan Biji
Buah merupakan perkembangan dari bakal buah. Buah yang seluruhnya terbentuk dari bakal buah disebut buah sejati (mangga), sedangkan yang terbentuk dari bakal buah dan bagian lain dari bunga di sebut buah semu (jambu monyet).

Buah tersusun atas tiga bagian eksokarp (kulit buah), mesokarp (daging buah) dan endokarp (lapisan dalam buah).

Bakal BIJI yang terdapat dalam bakal buah akan berkembang menjadi biji, yang merupakan alat perkembangbiakan utama. Biji terdiri atas kulit biji, tali pusar/tangkai biji, inti biji/isi biji.

Ruang Lingkup Biologi

Ruang Lingkup Biologi

HAKIKAT BIOLOGI SEBAGAI ILMU
( RUANG LINGKUP BIOLOGI )

A. Karkteristik Biologi sebagai ilmu (Sains)

Biologi sebagai sebuah mata pelajaran memiliki karakteristik berbeda daripada mata pelajaran lain yang diajarkan di sekolah. Obyek biologi yang berupa makhluk hidup merupakan daya tarik tersendiri yang dapat menarik perhatian dan minat siswa untuk mempelajarinya. Kesalahan klasik yang selalu muncul dalam memahami mata pelajaran ini adalah dianggapnya biologi adalah materi yang harus dihafalkan, sehingga bagi sebagian siswa menganggap biologi sebagai pelajaran yang membosankan.

Biologi merupakan ilmu yang mengkaji/mempelajari makhluk hidup dengan segala permasalahannya. Biologi dari sains yang memiliki karakteristik yang sama dengan sains lainnya. Teknologi menentukan perkembangan ilmu biologi. Sebagai sains, biologi lahir dan berkembang melalui pengataman dan eksperimen yang merupakan langkah-langkah dalam kerja ilmiah. Perkembangan biologi dapat dilihat dari banyaknya objek yang diamati serta semakin banyaknya permasalahan yang perlu dieksperimenkan/diujicobakan. Dari hasil pengamatan yang teliti dan pelaksanaan eksperimen yang semakin mendalam telah diperoleh banyak sekali penemuan pengetahuan tentang biologi, yang pada akhirnya seorang ilmuan tidak sanggup lagi mempelajari secara mendalam seluruh biologi sebagai satu objek studi untuk dikuasai. Seseorang hanya sanggup mendalami sebagian saja objek beserta segala permasalannya.

Biologi bagian dari sains yang memiliki karakteristik yang sama dengan ilmu sains lainnya. Adapun karakteristik ilmu pengetahuan alam termasuk biologi (SAINS/IPA) yaitu:

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, yang bersifat deduktif artinya berfikir dengan menarik kesimpulan dari hal-hal yang khusus menjadi ketentuan yang berlaku umum. Bersifatdeduktif artinya berfikir dengan menarik kesimpulan dari hal-hal yang umum menjadi ketentuan khusus. Hasilnya bersifat obyektif atau apa adanya, terhindar dari kepentingan pelaku (subyektif). Hasil berupa hukum-hukum yang berlaku umum, dimanapun diberlakukan.

B. Ruang Lingkup Biologi

Struktur keilmuan biologi salah satunya adalah yang didefinisikan oleh Biological Science Curriculum Study (BSCS) . Secara umum mata pelajaran biologi ditinjau dari 3 sudut pandang yaitu: Obyek Biologi, Tema Persoalan Biologi, dan Tingkatan organisasi Kehidupan. Ketiga sudut pandang ini diterapkan secara bersama-sama sebagai sebuah satu kesatuan (Depdiknas, 2003).

1. Obyek Biologi

Objek atau kajian dalam biologi adalah berupa makhluk hidup. Makhluk hidup yang ada di bumi ini sangatlah luas dan beraneka ragam, sehingga untuk mempermudah dalam mempelajarinya, para ahli mengelompokkan/mengklasifikasikan menjadi beberapa kelompok (kingdom/ kerajaan).
Perkembangan Sistem Klasifikasi Makhluk Hidup.

Semula para ahli hanya mengelompokkan makhluk hidup menjadi 2 kerajaan, yaitu kerajaan tumbuhan dan kerajaan hewan. Dasar para ahli mengelompokkan makhluk hidup menjadi 2 kerajaan adalah :

Kenyataan bahwa kelompok tumbuhan memiliki dinding sel yang tersusun dari selulosa.

Tumbuhan memiliki klorofil sehingga dapat membuat makanannya sendiri melalui proses fotosintesis dan tidak dapat berpindah tempat dan hewan tidak memiliki dinding sel sementara hewan tidak dapat membuat makanannya sendiri, dan umumnya dapat berpindah tempat.Namun ada tumbuhan yang tidak dapat membuat makanannya sendiri, yaitu jamur (fungi). Berarti, tumbuhan berbeda dengan jamur. Maka para ahli taksonomi kemudian mengelompokkan makhluk hidup menjadi tiga kelompok, yaitu Plantae (tumbuhan), Fungi (jamur), dan Animalia (hewan).

Setelah para ahli mengetahui struktur sel (susunan sel) secara pasti, makhluk hidup dikelompokkan menjadi empat kerajaan, yaitu Prokariot, Fungi, Plantae, dan Animalia, Pengelompokan ini berdasarkan ada tidaknya membran inti sel. Sel yang memiliki membran inti disebut sel eukariotik sedangkan sel yang tidak memiliki membran inti disebut sel prokariotik
Pada tahun 1969 Robert H. Whittaker mengelompokkan makhluk hidup menjadi lima kingdom, yaitu Monera, Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia. Pengelompokan ini berdasarkan pada susunan sel, cara makhluk hidup memenuhi makanannya, dan tingkatan makhluk hidup. Makhluk hidup yang dimasukkan dalam kerajaan Monera memiliki sel prokariotik. Kelompok ini terdiri dari bakteri dan ganggang hijau biru (Cyanobacteria). Makhluk hidup yang dimasukkan dalam kerajaan Protista rnemiliki sel eukariotik. Protista memiliki tubuh yang tersusun atas satu sel atau banyak sel tetapi tidak berdiferensiasi. Protista umumnya memiliki sifat antara hewan dan tumbuhan. Kelompok ini terdiri dari Protista menyerupai hewan (Protozoa) dan Protista menyerupai tumbuhan (ganggang), dan Protista menyerupai jamur. Fungi memiliki sel eukariotik. Fungi tak dapat membuat makanannya sendiri. Cara makannya bersifat heterotrof, yaitu menyerap zat organik dari lingkungannya sehingga hidupnya bersifat parasit dan saprofit. Kelompok ini terdiri dari semua jamur, kecuali jamur lendir (Myxomycota) dan jamur air (Oomycota). Tumbuhan memiliki sel eukariotik. Tubuhnya terdiri dari banyak sel yang telah berdiferensiasi membentuk jaringan. Tumbuhan memiliki kloroplas sehingga dapat membuat makanannya sendiri (bersifat autotrof). Kelompok ini terdiri dari tumbuhan lumut, tumbuhan paku, tumbuhan berbiji terbuka, dan tumbuhan berbiji tertutup. Hewan memiliki sel eukariotik. Tubuhnya tersusun atas banyak sel .yang telah berdiferensiasi membentuk jaringan. Hewan tidak dapat membuat makanannya sendiri sehingga bersifat heterotrof. Kelompok ini terdiri dari semua hewan, yaitu hewan tidak bertulang belakang (invertebrata) dan hewan bertulang belakang (vertebrata).
Ada lagi yang mengelompokkan menjadi enam kingdom (virus, monera, protista, fungi, plantae, dan animalia), atau (archaebacteria, eubacteria, protista, fungi, plantae, animalia). Ada juga yang mengelompokkan menjadi tujuh kingdom, yaitu (virus, archaebacteria, eubacteria, protista, fungi, plantae, animalia).
Berdasarkan struktur keilmuan menurut BSCS (Biological Science Curricullum Study, Mayer 1980) bahwa ruang lingkup biologi meliputi obyek biologi berupa kingdom (plantae, animalia, protista, fungi, archebacteria, eubacteria).
Dari keterangan di atas menunjukkan bahwa terdapat beberapa pandangan jumlah pengelompokan makhluk hidup, tetapi pada hakekatnya adalah sama, hanya perbedaan dasar pengelompokan saja.

2. Tema Persoalan Biologi

Persoalan biologi menurut BSCS meliputi 9 tema dasar yaitu :

  Biologi (sains) sebagai proses inkuiri.

Sejarah konsep biologi

Evolusi

Keanekaragaman dan keseragaman

Genetika dan kelangsungan hidup

Organisme dan lingkungan

Perilaku (etologi)

Struktur dan fungsi

Regulasi (sistem pengaturan)

Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan, obyek dan persoalan biologi terus berkembang melalui penelitian ilmiah.

3. Struktur Organisasi Kehidupan

Organisme yang terdiri atas satu sel disebut juga uniseluler dan yang terdiri atas banyak sel disebut multiseluler. Pada organisme uniseluler segala fungsi hidupdijalankan oleh sel itu sendiri. Karena fungsi hidup tidak hanya satu, maka terjadilah suatu sistem yang terdiri atassubsistem-subsistem.makin banyak subsistem yang menyusun organisme maka semakin kompleks organisme tersebut.

Bagan Struktur organisasi kehidupan
a. Organisasi Tingkat Molekul dan Sel

Tubuh organisme hidup tersusun atas molekul organik, yaitu molekul yang mengandung atom karbon (C), hidrogen (H), dan aksigen (O). Molekul organik ini ada 4 macam atau golongan yaitu:

Molekul lipid. Molekul ini mengandung sejumlah besar atom karbon, hidrogen, serta oksigen, dan kadang kala ditambah Nitrogen dan Posfor. Di dalam sel terdapat bermacam jenis lipid, diantaranya adalah lemak, fosfolipid dan steroid.

Molekul karbohidrat. Molekul ini mengandung atom karbon, hidrogen dan oksigen. Contoh karbohidrat adalah glukosa. Glukosa ini merupakan sumber energi atau bahan bakar terpenting bagi organisme hidup.

Molekul protein. Molekul ini adalah makro molekul yang polimer (dibangun oleh asam amino sebagai monomernya) dan tidak bercabang. Tersusun dari unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H) oksigen (O) dan nitrogen (N), dan kadang-kadang disertai unsur sulfur (S), dan posfor (P). Kira-kira 50% dari berat kering organisme hidup adalah protein. Protein dalam organisme hidup ini ada yang berperan sebagai enzim, sebagai sumber energi misalnya untuk pergerakan otot, ada yang bertanggung jawab atas pengangkutan materi melalui peredaran darah misalnya hemoglobin dan zat anti bodi, ada pula yang berperan sebagai persediaan makanan misalnya ovalbumin pada putih telur dan kasein pada susu. Protein juga merupakan bahan untuk perbaikan, pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel dari organ tubuh. Terdapat 20 macam asam amino yang membentuk berbagai macam protein dalam tubuh organisme hidup.

Molekul asam nukleat. Molekul ini merupakan satu-satunya molekul yang membawa informasi genetik organisme hidup. Terdapat 2 golongan besar asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).

Pada organisme hidup, atom-atom berikatan membentuk molekul. Molekul-molekul ini tersusun ke dalam sistem interaksi yang kompleks yang kemudian membentuk sebuah sel. Dengan kata lain, molekul-molekul organik tersebut bergabung membentuk organel-organel sel, kemudian berbagai organel tersebut saling berinteraksi membentuk satu kesatuan terkecil dari makhluk hidup/organisme yang disebut Sel.

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa sebuah sel dibangun oleh komponen-komponen berikut: air, ion-ion anorganik, makromolekul (protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat/polisakarida), dan mikromolekul (asam amino, asam lemak, nukleotida, dan glukosa).
Sel sebagai unit fungsional dan unit struktural terkecil pada organisme multiseluler akan selalu memperlihatkan ciri-ciri hidup, diantaranya adalah:

Mampu bereproduksi atau menghasilkan keturunan melalui pembelahan diri secara mitosis atau meiosis.

Mampu memperoleh atau menghasilkan energi untuk kehidupannya melalui serangkaian proses respirasi sel di dalam mitokondria, energi ini berbentuk adenosin triphosphat (ATP).

Mampu memberikan respons/tanggapan terhadap stimulus/rangsang.

Mampu melakukan pencernaan intra seluler (digestive) dan pengeluaran (ekskresi) melalui serangkaian proses.

Mampu bertumbuh dan berkembang bahkan berdiferensiasi. Sel-sel anak hasil pembelahan sel (mitosis) akan tumbuh hingga mencapai ukuran tertentu, kemudian mulai berkembang, berdiferensiasi atau berspesialisasi (berubah bentuk menurut fungsi-fungsi tertentu). Sebagai contoh; di dalam tubuh manusia terdapat bermacam-macam sel yang berdiferensiasi menyusun suatu jaringan.

b. Organisasi Kehidupan Tingkat Jaringan dan Organ, Sistem Organ

Organisasi kehidupan tingkat ini tidak dimiliki oleh organisme uniseluler, tetapi hanya dimiliki oleh organisme multiseluler. Karena seluruh aktivitas hidup pada organisme uniseluler dilaksanakan oleh sel itu sendiri. Sedangkan pada organisme multiseluler aktivitas hidup dilaksanakan oleh banyak sel yang terorganisasi atau teratur dan saling berhubungan dengan baik hingga menjadi satu kesatuan fungsi membentuk satu tubuh individu. Organisasi kehidupan setelah tingkat molekul dan sel adalah tingkat jaringan dan organ. Apakah yang dimaksud dengan jaringan dan organ?

Jaringan adalah kumpulan sel-sel yang bentuknya sama untuk melaksanakan suatu fungsi tertentu. Sedangkan Organ adalah kumpulan beberapa jaringan yang mampu melaksanakan satu fungsi tertentu. Pada dunia hewan tingkat tinggi dan manusia terdapat 5 macam jaringan dasar penyusun tubuhnya. Kelima jaringan tersebut adalah jaringan: epitelium, otot, ikat, tulang dan saraf. Sedangkan pada dunia tumbuhan terdapat 7 macam jaringan dasar penyusun tubuh. Ketujuh jaringan dasar tersebut adalah jaringan: epidermis, parenkima, kolenkima, sklerenkima, endodermis, xilem dan floem.
Contoh jaringan pada hewan dan manusia adalah jaringan saraf. Jaringan saraf ini tersusun oleh sel-sel saraf (neuron), yang bertugas menghantarkan impuls. Dan contoh jaringan pada tumbuhan tingkat tinggi adalah jaringan xilem yang tersusun oleh sel-sel xilem, yang bertugas membawa air dan garam mineral dari tanah sampai ke daun.
Organ pada hewan dan manusia meliputi usus, jantung, paru-paru, hati, lambung, mata, dan sebagainya. Usus halus tersusun oleh beberapa macam jaringan yang masing-masing mempunyai fungsi tertentu, yaitu jaringan: epitelium, ikat, otot polos, dan saraf. Jaringan epitelium berfungsi membungkus villi, mensekresikan mukus dan mengabsorpsi air serta zat-zat gizi makanan. Jaringan ikat yang dalam hal ini berupa pembuluh darah bersama dengan epitelium berfungsi mengangkut sari makanan. Jaringan otot berfungsi untuk melakukan gerak peristaltis dibawah stimulus saraf otonom. Dan jaringan saraf berfungsi mengorganisir kerja ketiga jaringan tadi. Struktur kompleks usus halus ini mempunyai satu fungsi yakni untuk mencerna dan menyerap sari-sari makanan, sehingga membentuk sistem organ (sistem pencernaan).

c. Organisasi Kehidupan Tingkat Individu, Populasi dan Komunitas

Sistem organ tersebut saling berinteraksi, saling menunjang atau saling berpengaruh dan membentuk satu tubuh yang dikenal dengan istilah individu. Apabila terjadi gangguan pada salah satu sistem organ pada individu maka sistem organ yang lain juga mengalami gangguan. Oleh karena itu, menjaga keseimbangan fungsi suatu sistem organ berarti menjaga keselarasan kerja antara sistem organ, dan dapat menjadikan tubuh tetap sehat. Jadi individu merupakan satu organisme yang tubuhnya tersusun oleh berbagai sistem organ yang saling berhubungan. Di lingkungan yang lebih luas, individu diartikan sebagai satuan makhluk hidup tunggal, misalnya seekor burung, seekor sapi, sebatang pohon kelapa, sebatang tanaman padi, seorang anak, seorang ibu, dan sebagainya.
Kata individu berasal dari bahasa Latin, yaitu Individuum yang artinya ‘tidak dapat dibagi’. Individu tinggal pada suatu tempat (habitat). Di lingkungan habitatnya individu tentu tidak sendiri. Ia akan hidup bersama dengan individu lain, baik yang jenisnya sama maupun yang jenisnya berbeda. Individu-individu dikatakan sejenis atau satu species jika mampu melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan yang fertile, contohnya ayam betina dan ayam jantan merupakan satu jenis/species.
Perhatikanlah contoh berikut; dalam sebidang kebun teh, tumbuhan yang hidup di sana tentu bukan hanya sebatang tanaman teh, melainkan tentu ada ratusan tanaman teh. Di sana tentu juga hidup beberapa jenis hewan, misalnya kodok, cacing tanah, bekicot, ular, ulat, tikus, belalang, capung, dan semut yang jumlahnya lebih dari satu.
Kumpulan dari individu sejenis yang secara bersama-sama menempati suatu habitat disebut populasi. Jadi, seluruh tanaman teh pada sebidang kebun tersebut merupakan populasi tanaman teh, seluruh cacing tanah pada sepetak kebun tersebut merupakan populasi cacing tanah, dan seterusnya. Sedangkan kumpulan populasi yang tinggal bersama pada suatu areal tertentu, dimana terjadi suatu bentuk hubungan atau interaksi, baik antara individu sejenis (intraspecies) maupun antara jenis yang berbeda (antarspecies) disebut komunitas. Contoh : Sepetak sawah, sebuah kolam ikan, sebidang kebun, dan sebagainya.
Keadaan populasi di dalam suatu komunitas selalu berubah-ubah atau bersifat dinamis. Dinamika populasi ini dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu kelahiran, kematian, dan perpindahan. Sesungguhnya banyak persoalan yang dapat dipelajari dari tingkatan populasi hingga komunitas ini.

 d. Organisasi Kehidupan Tingkat Ekosistem, Bioma, dan Biosfer

Ekosistem adalah tingkatan organisasi kehidupan yang mencakup organisme dan lingkungan tak hidup, dimana kedua komponen tersebut saling mempengaruhi dan berinteraksi. Pada ekosistem, setiap organisme mempunyai suatu peranan, ada yang berperan sebagai produsen, konsumen, dekomposer maupun detritivor. Produsen terdiri dari organisme-organisme berklorofil (autotrof) yang mampu memproduksi zat-zat organik dari zat-zat anorganik (melalui fotosintesis). Zat-zat organik ini kemudian dimanfaatkan oleh organisme-organisme heterotrof (manusia dan hewan) yang berperan sebagai konsumen. Sebagai konsumen, hewan ada yang memakan produsen secara langsung, tetapi ada pula yang mendapat makanan secara tidak langsung dari produsen dengan memakan konsumen lainnya. Karenanya konsumen dibedakan menjadi beberapa macam yaitu konsumen I, konsumen II, dan seterusnya hingga konsumen puncak. Konsumen II, III, dan seterusnya tidak memakan produsen secara langsung tetapi tetap tergantung pada produsen, karena sumber makanan konsumen I adalah produsen. Peranan makan dan dimakan di dalam ekosistem akan membentuk rantai makanan bahkan jaring-jaring makanan. Perhatikan contoh sebuah rantai makanan ini : daun berwarna hijau (Produsen) ―→ ulat (Konsumen I) ―→ayam (Konsumen II) ―→ musang (Konsumen III) ―→ macan (Konsumen IV/Puncak).
Dalam ekosistem rantai makanan jarang berlangsung dalam urutan linier seperti di atas, tetapi membentuk jaring-jaring makanan (food web).
Peran dekomposer ditempati oleh organisme yang bersifat saprofit, yaitu bakteri pengurai dan jamur saproba. Keberadaan dekomposer sangat penting dalam ekosistem. Oleh dekomposer, hewan atau tumbuhan yang mati akan diuraikan dan dikembalikan ke tanah menjadi unsur hara (zat anorganik) yang penting bagi pertumbuhan tumbuhan. Aktivitas pengurai juga menghasilkan gas karbondioksida yang penting bagi fotosintesis. Detritivor merupakan organisme yang memakan detritus (hancuran organisme mati).
Pada hakikatnya dalam organisasi kehidupan tingkat ekosistem terjadi proses-proses sirkulasi materi, transformasi, akumulasi energi, dan akumulasi materi melalui organisme. Ekosistem juga merupakan suatu sistem yang terbuka dan dinamis. Keluar masuknya energi dan materi bertujuan mempertahankan organisasinya serta mempertahankan fungsinya. Zat-zat anorganik dalam suatu ekosistem tetap konstan atau seimbang, karena unsur-unsur kimia esensial pembentuk protoplasma beredar dalam biosfer melalui siklus biogeokimiawi. Contoh siklus biogeokimiawi adalah siklus carbon, siklus oksigen, siklus nitrogen, siklus fosfor, dan siklus sulfur. Maka dari itulah keseimbangan dalam ekosistem sangat penting untuk selalu terjaga.
Namun keseimbangan ekosistem dapat terganggu jika komponen-komponen penyusunnya rusak atau bahkan hilang. Apakah yang menjadi penyebab rusaknya keseimbangan ekosistem? selain karena bencana alam, ekosistem dapat rusak akibat perbuatan manusia. Contoh kerusakan ekosistem akibat bencana alam adalah letusan gunung berapi, dimana lahar panasnya dapat mematikan organisme (hewan dan tumbuhan) dan mikroorganisme yang dilaluinya. Contoh kerusakan ekosistem karena perbuatan manusia adalah penggundulan hutan, serta pencemaran air, tanah dan udara.
Anda telah ketahui bahwa antara faktor abiotik dengan faktor biotik dalam ekosistem dapat saling mempengaruhi. Namun ada faktor abiotik yang tidak dapat dipengaruhi oleh faktor biotik. Faktor abiotik ini berada pada lingkup yang lebih luas, bahkan sangat menentukan jenis biotik baik tumbuhan ataupun hewan yang mampu hidup di dalamnya. Faktor abiotik tersebut adalah iklim regional atau iklim suatu tempat di permukaan bumi, yang dapat menentukan jenis Bioma. Tahukah Anda apakah Bioma itu?
Istilah Bioma berhubungan dengan kumpulan species (terutama tumbuhan) yang dapat hidup di tempat tertentu di muka bumi, tergantung pada iklim regionalnya. Jadi Bioma adalah kumpulan species (terutama tumbuhan) yang mendiami tempat tertentu di bumi yang dicirikan oleh vegetasi tertentu yang dominan dan langsung terlihat jelas di tempat tersebut. Oleh karena itu biasanya Bioma diberi nama berdasarkan tumbuhan yang dominan di daerah tersebut. Di permukaan bumi ini terdapat 7 macam bioma, yaitu: tundra, taiga (targe), gurun (padang pasir), padang rumput, savana, hutan hujan tropis, dan hutan decidous.

Jenis Bioma, Ciri dan Karakteistik

Tundra 

Terdapat di daerah kutub, tumbuhan dominannya adalah lumut kerak (Lichenes), lumutSphagnum, rumput dan tumbuhan pendek lainnya yang biasanya hanya berumur 4 bulan. Hewan yang hidup di bioma ini adalah rusa, serigala dan beruang kutub. Taiga Bioma ini disebut pula bioma dengan hutan berawa atau hutan boreal. Tumbuhan dominannya adalah konifer atau tumbuhan berdaun jarum (pinus). Hewan yang hidup di sini adalah ajax, beruang hitam, dan serigala.

Bioma Padang pasir atau Gurun

Terdapat di daerah kering dengan curah hujan sedikit. Tumbuh-tumbuhan yang tumbuh adalah tumbuhan yang teradaptasi dengan keadaan kering, misalnya tubuhnya ditutupi oleh kutikula yang tebal dan akar yang panjang. Juga tumbuhan sukulen atau kaktus, yang menyimpan banyak air pada batangnya dan daunnya menyempit menjadi duri. Hewan yang hidup pada bioma ini adalah unta, tikus,ular, kadal, kalajengking, dan semut

Bioma Padang Rumput

Pada bioma ini terdapat cukup curah hujan, tetapi tidak cukup untuk menumbuhkan hutan. Tumbuhan dominannya adalah rumput, sedangkan pohon dan semak terdapat di sepanjang sungai di daerah tersebut. Macam padang rumput adalah prairi rumput pendek, prairi rumput tinggi dan padang rumput tropis. Prairi adalah padang rumput yang luas tanpa pohon.

Bioma Savana

Savanna merupakan padang rumput yang diselingi dengan sebaran pohon yang tumbuh jarang. Hewan yang hidup pada bioma padang rumput dan savana adalah bison, gajah, jerapah, zebra, domba, biri-biri, harimau, cheetah, serigala dan ular.

Bioma Hutan Hujan Tropis (hutan basah)

Terdapat di daerah tropis yang banyak turun hujan. Vegetasinya tumbuh sangat rapat. Jenis tumbuhan pada bioma ini sangat beraneka ragam/heterogen, mulai dari tumbuhan pendek yang hidup di dasar hutan hingga tumbuhan yang berukuran tinggi. Juga ada tumbuhan epifit (tumbuhan yang tumbuh pada pohon yang mempunyai naungan/kanopi, seperti anggrek) dan liana (tumbuhan yang memanjat pada tumbuhan lain, seperti rotan). Hewan-hewan yang hidup pada hutan ini antara lain monyet, macan kumbang, harimau, tapir, gajah, dan bermacam-macam burung

Hutan decidous (Hutan Gugur)

Terdapat di daerah yang memilki 4 musim (musim semi, panas, gugur dan dingin). Tumbuhan yang dominan adalah tumbuhan berdaun lebar, seperti pohon oak, elm, maple dan beech. Pohon-pohon di hutan ini menghijau pada musim panas, dan menggugurkan daunnya pada musim gugur, dan pada musim dingin daunnya ‘habis’. Memasuki musim semi pohon-pohon tersebut mulai menumbuhkan daunnya.
Selanjutnya interaksi antar bioma di permukaan bumi membentuk lapisan makhluk hidup di bumi yang disebut Biosfer. Seluruh bioma di permukaan bumi ini pada hakikatnya terdiri atas produsen, konsumen dan dekomposer, dimana di dalamnya terjadi aliran materi dan energi yang selalu dimulai dari tumbuhan hijau.