Archive for MATERI & SOAL BIOLOGI KELAS XII

Soal Pertumbuhan dan Perkembangan

1. Pertumbuhan diartikan sebagai suat proses

perubahan ukuran tubuh suatu makhluk. Berikut

merupakan salah satu pertumbuhan pada tumbuhan,

yakni ….

a. membesarnya batang

b. berbunga

c. berbuah

d. berkecambah

e. terbentuknya rambut akar

2. Perhatikan gambar berikut.

Aktivitas pertumbuhan sekunder dari bagian bernomor

3 akan menghasilkan ….

a. felem dan feloderm

b. ke arah dalam membentuk felem, ke arah luar

membentuk felogen

c. lingkaran tahun dan kambium intravaskuler

d. ke arah dalam membentuk xilem, ke arah luar

membentuk floem

e. ke arah dalam membentuk floem, ke arah luar

membentuk xilem

3. Pengertian dari temperatur optimum pada proses

pertumbuhan adalah ….

a. temperatur tertinggi di mana tumbuhan masih

dapat hidup

b. temperatur tertinggi di suatu daerah di mana

tumbuhan tak dapat hidup

c. temperatur yang dapat memengaruhi tumbuhnya

tumbuhan sehingga tumbuhan mudah

layu

d. temperatur yang paling sesuai bagi pertumbuhan

suatu jenis tumbuhan

e. temperatur terendah di mana tumbuhan masih

dapat hidup

4. Suatu tumbuhan mengalami defisiensi unsur Mn2+.

Hal yang akan terjadi adalah ….

a. tumbuh kerdil

b. batang tumbuh lemah

c. nekrosis

d. daun muda menggulung

e. layu

5. Hormon tumbuhan yang merangsang pertumbuhan

sel baru pada jaringan yang luka adalah ….

a. kaulokalin d. filokalin

b. auksin e. giberelin

c. asam traumalin

6. Ketika tumbuhan mengalami pembelahan sel

kelamin pada bunga, tahap tersebut dapat dikatakan

sebagai ….

a. perkembangan d. etiolasi

b. pertumbuhan e. reproduksi

c. regenerasi

7. Perkembangan makhluk hidup dapat diartikan

sebagai ….

a. penambahan bahan dan perubahan substansi

yang dapat diukur

b. penambahan jumlah sel hanya pada titik

tumbuh

c. pertambahan volume yang dapat diukur dan

bersifat tidak dapat kembali

d. menuju kedewasaan dan tidak dapat diukur

e. perubahan yang berlangsung tanpa batas

8. Dalam perkembangan, tumbuhan dari waktu ke

waktu mengalami pertambahan volume dan

ukuran. Proses tersebut disebabkan oleh ….

a. bertambah banyaknya sel di dalam jaringan

b. bertambah besar dan bertambah banyaknya sel

di dalam jaringan

c. pembesaran dan pemanjangan sel

d. bertambah panjangnya sel di dalam jaringan

e. penebalan dinding sel

9. Perkembangan pada makhluk hidup adalah suatu

proses ….

a. menuju pertumbuhan sekunder

b. pertambahan volume

c. perubahan substansi

d. pertambahan jumlah sel

e. menuju kedewasaan

10. Faktor-faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan

tumbuhan adalah ….

a. temperatur, kelembapan, bibit unggul, tanah

b. kelembapan, cahaya, temperatur, genetis

c. cahaya, temperatur, kelembapan, hormon

d. air, kelembapan, temperatur, udara

e. hormon, air, kelembapan, tanah

11. Dalam perkecambahan, biji dipengaruhi oleh

beberapa faktor. Faktor-faktor yang pada umumnya

diperlukan untuk perkecambahan adalah ….

a. oksigen, air, dan keadaan gelap

b. oksigen, temperatur yang hangat, dan air

c. oksigen, temperatur yang hangat, dan terang

d. oksigen, temperatur yang lembap, dan gelap

e. oksigen, sinar, dan karbonsioksida

12. Selain dapat menghambat pembelahan sel, etilen

dapat membantu ….

a. pengguguran daun

b. pematangan buah

c. pembelahan sel

d. dormansi pucuk

e. perbungaan

13. Pada tumbuhan yang ditanam di tempat gelap akan

memiliki ciri sebagai berikut ….

a. memiliki daun yang sempit

b. memiliki jaringan mesofil yang tebal

c. kloroplas yang cukup

d. transpirasi yang tinggi

e. tumbuh cepat, tetapi abnormal

14. Kecambah yang tumbuh di tempat gelap, batangnya

lebih panjang daripada yang tumbuh di tempat

terang. Oleh karena itu, muncul dugaan bahwa ….

a. gelap adalah faktor pemacu pertumbuhan

b. cahaya memicu pertumbuhan

c. cahaya menimbulkan pembentukan racun

d. hormon mempercepat pertumbuhan batang

e. cahaya mempercepat pertumbuhan

15. Auksin yang dibentuk pada ujung kecambah akan

dipengaruhi oleh cahaya. Apabila disinari pada

satu sisi saja, kecambah tersebut akan ….

a. tidak tumbuh

b. tumbuh lurus

c. tumbuh ke arah datangnya cahaya

d. tumbuh bengkok

e. tumbuh berlawanan dengan arah datangnya

cahaya

16. Berikut adalah faktor internal yang memengaruhi

pertumbuhan, yakni ….

a. air d. mineral

b. zat hara e. pupuk

c. hormon

17. Perhatikan gambar di samping. Pemberian

hormon giberelin pada gambar

tersebut memengaruhi pertumbuhan ….

a. daun

b. akar

c. bunga

d. buah

e. batang

Sumber: Botany, 1995

18. Berikut bukan merupakan faktor eksternal pada

pertumbuhan tumbuhan, yakni ….

a. cahaya d. kesuburan tanah
b. temperatur e. hormon
c. air
19. Tepi daun yang menggulung pada suatu tumbuhan
menandakan bahwa tumbuhan tersebut kekurangan
unsur ….
a. tembaga d. kalium
b. mangan e. magnesium
c. besi
20. Perbedaan antara temperatur siang dan malam
dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan
tumbuhan. Respons tumbuhan terhadap pencahayaan
tersebut dinamakan ….
a. fotoperiodisme d. neutral-day plant
b. long-day plant e. termodinamika
c. short-day plant
B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.
1. Sebutkan faktor internal dan faktor eksternal yang
memengaruhi pertumbuhan.
2. Apakah perbedaan antara pertumbuhan dan perkembangan?
Jelaskan.
3. Tumbuhan berikut ini memiliki umur yang sama,
tetapi pola pertumbuhannya berbeda. Hal ini
disebabkan tumbuhan sebelah kanan diberi
hormon giberelin. Berdasarkan gambar tersebut,
jelaskan fungsi giberelin.
4. Mengapa tumbuhan yang berada di tempat gelap
lebih tinggi daripada tumbuhan yang berada di
tempat terang?
5. Apakah kaitan antara auksin dan cahaya
matahari? Bagaimana pengaruhnya terhadap
pertumbuhan?

Soal Metabolisme

1. Penyusunan zat-zat pembentuk protoplasma oleh

makhluk hidup merupakan fungsi ….

a. nutrisi d. reproduksi

b. regulasi e. adaptasi

c. sintesis

2. Pada proses fermentasi yang dilakukan oleh sel ragi

terjadi hal berikut, kecuali ….

a. penguraian glukosa

b. pembentukan alkohol

c. pembebasan CO2

d. pembebasan panas

e. pembentukan air

3. Bakteri aerob yang hidup di dalam tanah dan mampu

mengoksidasi amonia menjadi senyawa nitrit atau

nitrat adalah ….

a. Azotobacter d. Nitrobacter

b. Nitrosomonas e. Mycobacterium

c. Clostridium

4. Klorofil terdapat di dalam kloroplas. Untuk mengekstraknya

diperlukan bantuan ….

a. air panas d. lugol

b. larutan iodium e. alkohol

c. oksigen

5. Proses pencernaan sepotong roti untuk mendapatkan

energi termasuk dalam peristiwa ….

a. fotosintesis d. anabolisme

b. metabolisme e. kemosintesis

c. katabolisme

6. Salah satu hal yang terjadi pada proses kehidupan

adalah penyusunan senyawa sederhana menjadi

senyawa yang lebih kompleks. Proses tersebut

dinamakan ….

a. respirasi d. transpirasi

b. anabolisme e. disimilasi

c. katabolisme

7. Glikolisis merupakan proses perubahan glukosa

menjadi ….

a. asam laktat d. alkohol

b. H2O dan CO2 e. asam sitrat

c. asam piruvat

8. Dalam tubuh makhluk hidup, reaksi-reaksi metabolisme

dapat berlangsung pada suhu antara 0°C–40°C,

karena reaksi-reaksi itu mendapatkan bantuan ….

a. energi d. enzim

b. medium air e. hormon

c. oksigen

9. Enzim dapat mempercepat terjadinya suatu reaksi

di dalam tubuh organisme. Enzim memiliki sifatsifat

khusus. Salah satu sifat dari enzim ini adalah…

a. hanya dapat bekerja dengan adanya ATP

b. bekerja secara spesifik

c. memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri

d. dapat menghasilkan energi untuk mempercepat

reaksi

e. dapat mempercepat gerakan molekul dari zat

yang direaksikan

10. Proses respirasi gula secara aerob berbeda dengan

fermentasi alkohol karena pada fermentasi

alkohol ….

a. tidak dihasilkan CO2

b. tidak dihasilkan ATP

c. tidak diperlukan enzim

d. tidak dibentuk H2O

e. tidak dihasilkan energi

11. Berikut yang tidak diperlukan untuk proses

fotosintesis adalah ….

a. karbon dioksida d. sinar matahari

b. oksigen e. klorofil

c. air

12. Tempat berlangsungnya reaksi terang fotosintesis

adalah ….

a. grana d. matriks

b. stroma e. krista

c. ruang dalam kloroplas

13. Proses fiksasi CO2 pada tumbuhan memerlukan ….

a. CO2 dan klorofil

b. CO2 dan H2O

c. CO2 dan ATP

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.

1. Jelaskan perbedaan antara respirasi aerob dan

respirasi anaerob.

2. Pada proses respirasi aerob, dihasilkan karbon

dioksida sebagai hasil sampingnya. Sebutkan

tahapan mana sajakah dalam respirasi aerob yang

menghasilkan karbon dioksida.

3. Jelaskan proses yang terjadi pada reaksi terang.

4. Jelaskan proses nitrifikasi yang dilakukan oleh

bakteri nitrifikasi.

5. Mengapa seseorang yang berolahraga secara terusmenerus

akan merasa lelah?

d. CO2 dan O2

e. CO2 dan sinar matahari

14. Reaksi fotolisis dalam proses fotosintesis adalah ….

a. pengikatan karbon dioksida

b. pembentukan glukosa

c. perubahan energi foton menjadi energi kimia

d. penguraiaan molekul air

e. penguraian glukosa

15. Oksigen yang dihasilkan pada fotofosforilasi siklik

berasal dari ….

a. hasil sisa fosforilasi ADP

b. proses fiksasi CO2

c. dehidrasi pada tahapan fotofosforilasi

d. fotolisis air

e. fotolisis CO2

16. Di bawah ini adalah ciri reaksi terang fotosintesis,

kecuali ….

a. penyerapan energi cahaya untuk diubah

menjadi energi kimia

b. dihasilkan ATP dan NADPH2

c. membutuhkan cahaya

d. fotolisis air

e. pengikatan karbondioksida

17. Berikut ini bukan merupakan ciri reaksi gelap,

yakni ….

a. fiksasi, reduksi, dan regenerasi

b. berlangsung di stroma

c. membutuhkan ATP dan NADPH

d. dibentuk karbohidrat

e. fotolisis air

18. Siklus Calvin berlangsung di ….

a. grana d. stroma

b. nukleus e. matriks

c. krista

19. Fiksasi CO2 dalam proses fotosintesis dilakukan

oleh ….

a. asam sitrat d. aldehid fosfogliserat

b. asam piruvat e. ribulosa difosfat

c. asam fosfogliserat

20. Zat makanan yang menghasilkan energi tinggi

pada satuan berat yang sama adalah ….

a. karbohidrat d. vitamin

b. lemak e. hormon

c. protein

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.

1. Jelaskan perbedaan antara respirasi aerob dan

respirasi anaerob.

2. Pada proses respirasi aerob, dihasilkan karbon

dioksida sebagai hasil sampingnya. Sebutkan

tahapan mana sajakah dalam respirasi aerob yang

menghasilkan karbon dioksida.

3. Jelaskan proses yang terjadi pada reaksi terang.

4. Jelaskan proses nitrifikasi yang dilakukan oleh

bakteri nitrifikasi.

5. Mengapa seseorang yang berolahraga secara terusmenerus

akan merasa lelah?

Soal Substansi Genetik

1. Proses sintesis protein terjadi di dalam sel pada

organel ….

a. ribosom d. nukleus

b. badan golgi e. glioksisom

c. mitokondria

2. Berikut ini yang bukan merupakan ciri DNA

adalah ….

a. membentuk rantai helik ganda

b. terdapat dalam kromosom

c. mengandung basa nitrogen

d. kadarnya berubah-ubah bergantung sintesis

protein

e. berhubungan erat dengan faktor genetik

3. Senyawa pirimidin RNA terdiri atas ….

a. adenin dan guanin

b. timin dan sitosin

c. adenin dan timin

d. adenin dan urasil

e. urasil dan sitosin

4. Dalam sintesis protein, yang berfungsi sebagai

cetakan adalah ….

a. dRNA d. tRNA

b. pRNA e. DNA

c. rRNA

5. Jika A = gugus fosfat, B = gula pentosa, dan C = basa

nitrogen, maka susunan 1 nukleotida sama

dengan ….

a. A-B d. B-C-A

b. A-C e. C-B-A

c. B-C

6. Jika suatu rantai template DNA adalah ‘5 AGC-TAGGCA-

TAC 3’, maka komplemennya adalah ….

a. 5’UCG-AUC-CGU-AUG3’

b. 3’UCG-AUC-CGU-AUG5’

c. 5’TCG-ATC-CGT-ATG3’

d. 3’TCG-ATC-CGT-ATG5’

e. 5’AGC-TAG-GCA-TAS3’

7. Hasil transkripsi suatu rantai sense DNA: ACG

TGG CAG adalah ….

a. ACG TGG CAG d. UGC ACC CUG

b. UGC ACC GUC e. GAC GGT GCA

c. TGC ACC GTC

8. RNA berbeda dari DNA, sebab RNA ….

a. rantai ganda berpilin

b. membawa informasi genetik

c. tidak memiliki timin

d. dapat berduplikasi

e. kadarnya tetap

9. Proses translasi akan berhenti ketika pembacaan

bertemu dengan kodon terminasi, yaitu ….

a. AUG d. UGC

b. AGU e. UAA

c. UUU

10. Enzim yang berperan dalam proses transkripsi

adalah ….

a. DNA polimerase d. karbonat anhidrase

b. RNA polimerase e. ligase

c. protease

11. Gen memiliki sifat sebagai berikut, kecuali ….

a. dapat mengalami mutasi

b. memiliki kemampuan berduplikasi

c. mengandung informasi genetik

d. menempati lokus kromosom

e. merupakan penyusun DNA

12. Contoh alel ganda adalah ….

a. albino

b. buta warna

c. golongan darah ABO

d. kretinisme

e. polidaktil

13. Susunan kromosom sel somatis pada wanita yaitu ….

a. 22 autosom dan sebuah kromosom x

b. 22 autosom dan sepasang kromosom x

c. 44 autosom dan sebuah kromosom x

d. 44 autosom dan sepasang kromosom x

e. 44 autosom dan sebuah kromosom x atau y

14. Di bawah ini yang bukan macam kromosom berdasarkan

letak sentromer adalah ….

a. akrosentrik d. metasentrik

b. submetasentrik e. telosentrik

c. parasentrik

15. Jika rantai template DNA adalah ATT GTA AAA,

kode genetik yang dibawa oleh tRNA pada sintesis

protein adalah ….

a. AUU GUA AAA d. UAA CAU UUU

b. AUU GTA UUU e. TAA CAT TTT

c. ATT GTA AAA

16. Berikut ini adalah pernyataan yang benar, kecuali ….

a. transkripsi terjadi di dalam inti sel, RNA

dibentuk langsung dari DNA

b. pengenalan daerah gen di DNA dilakukan oleh

DNA polimerase

c. rantai mRNA keluar dari inti sel menuju sitoplasma

d. hasil akhir dari sintesis protein adalah polipeptida

e. translasi melibatkan ribosom yang terdiri atas

subunit kecil dan subunit besar

17. Kemampuan DNA untuk membentuk mRNA

merupakan fungsi DNA sebagai ….

a. autokatalik d. transkripsi

b. replikasi e. translasi

c. heterokatalis

18. Berikut ini yang bukan syarat kromosom untuk

dapat berpasangan ….

a. pasangan kromosom memiliki kesamaan

bentuk

b. pasangan kromosom memiliki kesamaan

jumlah gen

c. pasangan kromosom memiliki kesamaan jenis

gen

d. pasangan kromosom memiliki kesamaan

jumlah lokus

e. pasangan kromosom yang memiliki kesamaan

jenis lokusnya

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.

1. Jelaskan sifat gen secara singkat.

2. Apakah yang dimaksud dengan transkripsi dan

translasi pada proses sintesis protein?

3. Bagaimanakah urutan basa nitrogen dari suatu

antikodon RNA UUA CGU AAG?

4. Bagaimanakah urutan basa nitrogen hasil

transkripsi dari DNA template TAC AAA TGC GGA

CCG TGS AAT?

5. Jika diketahui urutan basa nitrogen antisense suatu

DNA adalah TTT TCA TAT TGG CCT CAT GGA,

bagaimanakah urutan asam amino hasil sintesis

proteinnya? (Gunakan tabel kodon dan asam amino

yang dikodenya)

19. Genotipe BB merupakan pasangan gen ….

a. resesif d. homozigot resesif

b. heterozigot e. letal

c. homozigot dominan

20. Genotipe Kk menunjukkan pernyataan-pernyataan

berikut ini, kecuali ….

a. Gen K memiliki alel k

b. Gen k memiliki alel K

c. Gen K dan gen k berada pada kromosom tidak

homolog

d. Gen K dan gen k berada pada kromosom homolog

e. Gen K dan gen k menunjukkan homozigot

Soal reproduksi

1. Pada mitosis, pemisahan kromatid dari sentromer

terjadi pada ….

a. interfase d. anafase

b. profase e. telofase

c. metafase

2. Kromosom dapat diamati secara jelas pada tahap ….

a. interfase d. anafase

b. profase e. telofase

c. metafase

3. Berikut adalah perbedaan mitosis dan meiosis,

kecuali ….

a. mitosis berlangsung di somatik

b. meiosis terjadi dua kali fase pembelahan

c. pada meiosis terjadi mitosis

d. meiosis terjadi pengurangan jumlah kromosom

e. mitosis terjadi pada pembentukan gamet dalam

testis dan ovarium

4. Di bawah ini merupakan ciri-ciri pembelahan

mitosis, kecuali ….

a. terjadi dalam sel germinal

b. tidak terjadi sinapsis

c. tidak terjadi pindah silang

d. sentromer langsung terjadi pemisahan

e. dari satu sel induk diploid menjadi 2 sel anak

5. Hal-hal berikut bukan merupakan peranan mitosis

bagi makhluk hidup, adalah ….

a. mengganti bagian tubuh yang rusak

b. pertumbuhan

c. pergantian sel tubuh

d. perkembangan

e. sel tubuh tetap diploid

6. Fase S merupakan fase ….

a. istirahat d. metafase

b. pembelahan e. sintesis

c. interfase

7. Proses pemisahan sitoplasma disebut ….

a. telofase d. siklus reproduksi

b. sitokinesis e. anafase

c. profase

8. Setiap satu sel oogonia akan mengalami meiosis I

menjadi ….

a. satu oosit sekunder dan satu sel badan polar

b. satu ootid dan satu oogonia

c. sel germinal primordial

d. tubuh polar kedua

e. tubuh polar pertama

9. Berikut yang bukan merupakan ciri dari mitosis

adalah ….

a. terjadi pada sel tubuh

b. berfungsi mengganti sel rusak

c. membelah satu kali

d. terjadi pindah silang

e. menghasilkan sel anak yang diploid

10. Siklus terpanjang pada siklus sel adalah ….

a. interfase d. fase G1

b. fase mitotik e. fase M

c. fase sintesis

11. Pindah silang dapat terjadi pada tahap ….

a. profase I d. metafase II

b. metafase I e. selofase II

c. anafase II

12. Proses transkripsi rRNA, tRNA, mRNA, dan sintesis

berbagai jenis protein terdapat pada fase ….

a. G1 d. interfase

b. G2 e. mitosis

c. sintesis

13. Pada fase S (Sintesis) terjadi ….

a. pembentukan penyusun sitoplasma

b. proses transkripsi rRNA, tRNA, mRNA

c. terjadinya replikasi dan duplikasi DNA

kromosom

d. pembentukan spindel

e. pembentukan inti

14. Fase yang paling lama dan membutuhkan energi

paling banyak adalah ….

a. profase d. telofase

b. metafase e. prometafase

c. anafase

15. Pada pembelahan meiosis, kromosom menempatkan

diri di bidang pembelahan, yaitu pada tahap ….

a. profase d. interfase

b. metafase e. telofase

c. anafase

16. Sitokinesis yang terjadi pada proses mitosis berlangsung

pada tahap ….

a. anafase d. metafase

b. interfase e. telofase

c. profase

17. Bagian inti sel yang terlihat jelas pada saat pembelahan

sel adalah ….

a. nukleolus d. komatin

b. membran inti e. nukleus

c. kromosom

18. Pada tumbuhan, pembelahan reduksi terjadi pada ….

a. ujung akar

b. meristem

c. pucuk

d. alat berkembang biak

e. lingkaran kambium

19. Perbedaan antara spermatogenesis dan oogenesis

adalah ….

a. tipe pembelahan

b. fase pembelahan selnya

c. jumlah kromosomnya

d. jenis gamet yang dihasilkan

e. susunan kromosomnya

20. Pada spermatogenesis, meiosis I terjadi pada ….

a. spermatogenesisi

b. sel primordial

c. spermatosit sekunder

d. spermatosit primer

e. spermatida

Soal Pewarisan Sifat Organisme

1. Suatu individu bergenotipe PPQqrr akan membentuk

macam sel gamet ….

a. PQr dan Pqr d. PQq dan Pqr

b. PPQ dan qrr e. PQr dan Qrr

c. PQr dan PQq

2. Dari suatu individu tanaman dengan genotipe

AaBbCc (semua gen bebas), akan dihasilkan macam

gamet sebanyak ….

a. 2 macam d. 16 macam

b. 4 macam e. 32 macam

c. 8 macam

3. Persilangan antara tanaman tomat berbuah banyak

(B) rasa asam (m) dan tanaman tomat berbuah

sedikit (b) rasa manis (M) menghasilkan tanaman

tomat berbuah banyak rasa manis pada F1. Apabila

keturunan pertama (F1) disilangkan sesamanya,

maka genotipe yang paling baik dari keturunannya

(galur murni) adalah ….

a. bb mm d. BB Mm

b. Bb Mm e. BB MM

c. Bb MM

4. Jika seorang pria mengandung gen terpaut seks

dalam kromosom X-nya, maka sifat itu akan

diwariskan kepada ….

a. 25% anak pria

b. 50% anak pria

c. 50% anak wanita

d. 100% anak wanita

e. 100% anak pria

5. Warna bulu hitam pada kucing dikendalikan oleh

gen H yang dominan terhadap gen bulu putih (h).

Perkawinan 2 ekor kucing menghasilkan keturunan

dengan rasio hitam : putih = 1 : 1.

Berdasarkan data tersebut genotipe kedua induk

kucing adalah ….

a. HH dan HH d. Hh dan hh

b. HH dan hh e. hh dan hh

c. Hh dan Hh

6. Apabila rambut lurus adalah sifat yang resesif maka

dari perkawinan dua orangtua yang keduanya

berambut keriting heterozigot kemungkinan anakanaknya

adalah ….

a. semua berambut keriting

b. 50% berambut keriting dan 50% berambut

lurus

c. 25% berambut keriting, 75% berambut lurus

d. 75% berambut keriting, 25% berambut lurus

e. semua berambut lurus

7. Pada pembastaran dua tanaman (jenis K dan L)

yang masing-masing berbunga merah muda,

didapatkan 985 tanaman berbunga putih dan 3128

berbunga merah muda. Hasil ini menunjukkan

bahwa ….

a. merah muda resesif terhadap putih

b. K dan L homozigot dominan

c. K dan L heterozigot

d. K homozigot dominan dan L heterozigot

e. K homozigot resesif dan L homozigot dominan

8. Diketahui bahwa gen tinggi pada tumbuhan polong

dominan terhadap gen pendek. Pada penyilangan

monohibrida keturunan pertama (F1) didapatkan

tinggi keturunan kedua (F2) dengan perbandingan

antara tinggi dan pendek 3 : 1. Hasil persilangan

tersebut mendukung kebenaran adanya ….

a. gen dalam kromosom

b. peristiwa hipostasis

c. hukum rekombinasi gen

d. hukum kebebasan

e. hukum segregasi

9. Peristiwa polimeri untuk pertama kali diselidiki oleh ….

a. Watson d. Morgan

b. August Weisman e. Francis Crick

c. Nelson Ehle

10. Pada penyilangan tanaman kapri, kedua induknya

berbiji bulat dan berwarna kuning. Dari hasil

penyilangan didapatkan 193 biji dan ternyata

bervariasi: 110 bulat, kuning; 35 bulat, hijau; 37 kisut

kuning; 11 kisut, hijau. Dari hasil ini dapat diduga

bahwa ….

a. kedua induk kapri adalah heterozigotik

b. kedua induk kapri adalah homozigotik

c. induk yang satu homozigot, yang lain heterozigot

d. pada waktu pembentukan gamet terjadi mutasi

e. terjadi penyimpangan dari hukum Mendel

11. Warna biji gandum merah ditentukan oleh M1 dan

M2, warna putih ditentukan oleh gen m1 dan m2.

Dari persilangan gandum merah sesamanya

didapat hasil perkawinan dengan rasio 13 gandum

biji merah dan 1 gandum putih. Genotipe parentalnya

adalah ….

a. M1m1 M2m2 × M1m1 M2m2

b. M1M1 M2m2 × m1m1 m2m2

c. M1m1 M2M2 × m1m1 M2m2

d. M1M1 m2m2 × M1m1 m2m2

e. M1m1 M2m2 × M1M1 m2m2

12. Pada perkawinan ayam jantan warna bulu merah

dengan ayam betina bulu cokelat, ternyata semua

anaknya berbulu merah. Pada F2 didapatkan

keturunan 12 warna bulu merah, 3 warna cokelat,

dan 1 warna putih. Hal ini dapat diterangkan

karena ….

a. gen merah hipostasis

b. gen merah epistasis

c. gen coklat epistasis

d. gen putih hipostasis

e. gen putih kriptomeri (tersembunyi)

13. Pada peristiwa epistasis dan hipostasis terjadi

suatu faktor dominan tertutup atau menutupi, hal

ini disebabkan oleh ….

a. adanya faktor dominan yang bereaksi

b. adanya faktor dominan yang memengaruhi

faktor dominan yang lain

c. faktor protoplasma di dalam sel yang memengaruhi

faktor dominan benda-benda di dalam

sel

d. adanya faktor dominan yang lebih dominasi

terhadap faktor dominan

e. adanya faktor intermediet

14. Sejenis serangga memiliki sayap panjang dengan

faktor P yang dominan terhadap faktor p untuk

sayap pendek dan warna tubuh hitam dengan

faktor H yang dominan terhadap faktor h untuk

warna tubuh abu-abu. Persilangan antara serangga

berfenotipe PpHh menghasilkan keturunan bersayap

panjang dan berwarna tubuh hitam dengan 45

jantan, 46 betina dan keturunan bersayap pendek

berwarna tubuh abu-abu 14 jantan, 15 betina. Dari

fenotipe keturunannya dapat diketahui bahwa

pada persilangan tersebut telah terjadi peristiwa ….

a. pindah silang d. pautan seks

b. alel bebas e. alel berpautan

c. gagal berpisah

15. Tuan dan Nyonya Hartoyo memiliki dua orang

anak laki-laki. Sekarang Nyonya Hartoyo hamil tua.

Kemungkinan nyonya tersebut akan melahirkan

anak wanita adalah ….

a. 12

d. 23

b. 1

3 e. 24

c. 14

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.

1. Mengapa Mendel memiliki tanaman ercis sebagai

objek penelitiannya?

2. Hasil uji silang Drosophila melanogaster dihasilkan

turunan dengan perbandingan fenotipe:

• 401 hitam panjang

• 23 hitam pendek

• 22 kelabu panjang

• 388 kelabu pendek

Pertanyaan:

a. Berapa nilai pindah silangnya?

b. Berapa jarak antargen yang berpautan?

3. Seorang wanita normal yang ayahnya buta warna,

menikah dengan laki-laki normal, berapa persen:

a. turunan yang buta warna

b. anak laki-lakinya yang buta warna

c. anak wanitanya yang buta warna

4. Suatu persilangan tumbuhan dihasilkan turunan

dengan perbandingan fenotipe adalah sebagai

berikut.

• 301 biji bulat panjang

• 98 biji bulat pendek

• 299 biji keriput panjang

• 102 biji keriput pendek

Carilah genotipe parentalnya.

5. Sebutkan tiga contoh penyakit cacat bawaan bersifat

autosom.

Soal Mutasi

1. Mutagenesis adalah ….

a. mutasi yang terjadi pada bentuk kromosom

b. peristiwa terjadinya mutasi

c. perubahan pada basa nitrogen

d. faktor yang menyebabkan mutasi

e. mutasi yang terjadi pada fenotipe

2. Salah satu keuntungan mutasi yang dilakukan

pada tumbuhan adalah dihasilkannya semangka

tanpa biji. Jika dilihat dari kelestarian tumbuhan

tersebut dapat merugikan, karena ….

a. tidak dapat melakukan pembelahan sel

b. tidak ada kromosom yang terbentuk

c. gagalnya proses nondisjunction

d. tidak dapat meneruskan keturunannya sebab

tidak ada sel-sel generatif

e. tidak adanya sel-sel vegetatif

3. Berikut yang bukan merupakan faktor-faktor

penyebab terjadinya mutasi kromosom adalah …

a. depurinasi d. translokasi

b. delesi e. inversi

c. duplikasi

4. Semangka tanpa biji merupakan hasil mutasi. Hasil

mutasi ini menghasilkan keturunan ….

a. tetrapoliploidi d. triploidi

b. autopoliploidi e. poliploidi

c. diploidi

5. Perhatikan gambar berikut.

Gambar tersebut menunjukkan ….

a. inversi d. transformasi

b. translokasi e. delesi

c. duplikasi

6. Mutasi gen dapat disebabkan oleh beberapa hal

berikut, yaitu ….

a. depurinasi, translokasi, inversi

b. dimer timin, depurinasi, inversi

c. deaminasi, depurinasi, inversi

d. translokasi, delesi, duplikasi

e. depurinasi, deaminasi, dimer timin

7. Seseorang yang berkariotipe 47 XXY atau 44A+XXY

mengalami ….

a. sindrom Jacobs

b. sindrom Patau

c. sindrom Turner

d. sindrom Klinefelter

e. sindrom Edwards

8. Berikut merupakan mutagen fisika, yaitu ….

a. DDT, sinar , sinar

b. fumigant, DDT, gliserol

c. gliserol, formaldehida, pestisida

d. fumigant, formaldehida, sinar

e. sinar , sinar, sinar

9. Sindrom Down terjadi karena kelebihan satu

kromosom, tepatnya pada kromosom nomor ….

a. 13 d. 21

b. 14 e. 22

c. 15

10. Mutasi yang diturunkan disebabkan oleh ….

a. mutasi yang mengenai sel-sel kelamin

(gonosom)

b. mutasi yang hanya mengenai sel-sel tubuh

(autosom)

c. kesalahan pada saat meiosis

d. kesalahan replikasi DNA

e. mutagen alami

11. Seseorang yang jumlah kromosomnya dirumuskan

2n–1, mengalami mutasi ….

a. disomi d. monosomi

b. trisomi e. tetrasomi

c. pentasomi

12. Sinar rontgen atau sinar X pada sel dapat menimbulkan

….

a. ionisasi pada RNA

b. ionisasi pada gen

c. ionisasi pada DNA

d. ionisasi pada badan sel

e. ionisasi pada kromosom

13. Orang yang memiliki ciri diderita oleh wanita, alat

kelamin bagian dalam tidak berkembang, steril, dan

keterbelakangan mental adalah ciri penderita

sindrom ….

a. sindrom Turner

b. sindrom Jacobs

c. sindrom Down

d. sindrom Klinefelter

e. sindrom Patau

14. Sindrom cri-du-chat adalah contoh mutasi kromosom

pada peristiwa ….

a. duplikasi d. translokasi

b. euploidi e. delesi

c. inversi

15. Berikut ini yang bukan merupakan dampak dari

mutasi yang merugikan adalah ….

a. dihasilkan keturunan yang steril

b. hasil mutasi akan diturunkan kepada keturunannya

c. dihasilkan keturunan yang cacat

d. menghasilkan organisme unggul

e. dihasilkan organisme yang tidak memiliki alat

generatifnya.

16. Kromosom dapat mengalami kerusakan seperti

berikut, kecuali ….

a. inversi d. translokasi

b. delesi e. suksesi

c. inversi

17. Perhatikan gambar berikut.

Susunan kromosom penderita pada gambar tersebut

adalah ….

a. 45A + XY atau 45A + XX

b. 44A + X atau 44A + Y

c. 44A + XYY atau 44A + XXY

d. 44A + XXY

e. 43A + XXY atau 42A + XYY

18. Berikut merupakan salah satu mutagen buatan

adalah ….

a. mutagen biologi d. mutagen inversi

b. mutagen toksik e. mutagen fisika

c. mutagen variasi

19. Perubahan yang terjadi pada jumlah set keseluruhan

gen atau genom disebut ….

a. translokasi d. katenasi

b. aneuploidi e. delesi

c. euploidi

20. J. Langdon Down adalah orang yang menemukan

sindrom ….

a. sindrom Turner

b. sindrom Klinefelter

c. sindrom Patau

d. sindrom Edwards

e. sindrom Down

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.

1. Jelaskan apakah yang dimaksud dengan mutagenesis,

mutan, dan mutagen.

2. Apakah yang dimaksud dengan euploidi dan

aneuploidi?

3. Jelaskan perbedaan antara mutasi gen dan mutasi

kromosom.

4. Sebutkan dampak dari mutasi baik yang menguntungkan

maupun yang merugikan.

5. Sebutkan contoh mutagen kimia dan mutagen

fisika.

Soal Evolusi

1. Generatio spontanea merupakan salah satu teori yang

menyatakan bahwa ….

a. kehidupan berasal dari benda mati dan terjadi

secara spontan

b. kehidupan diciptakan oleh zat supranatural

pada saat istimewa

c. kehidupan tidak berasal-usul

d. kehidupan muncul berdasarkan hukum fisikokimia

e. kehidupan datang dari mana saja2. Konsep evolusi kimia yang dikemukakan oleh

Harold Urey adalah bahwa kehidupan berasal

dari ….

a. zat organik yang terurai menjadi zat-zat

anorganik

b. zat anorganik yang mengalami perubahan

menjadi makromolekul organik

c. asam amino menjadi protein sebagai bahan

dasar kehidupan

d. gas-gas yang terdapat di dalam atmosfer purba

e. benda mati yang mengalami serangkaian

proses menjadi benda hidup

3. Ilmuwan yang menduga bahwa lautan menjadi

timbunan molekul-molekul organik yang merupakan

sop purba tempat kehidupan dapat muncul

adalah ….

a. Harold Urey

b. Stanley Miller

c. Alexander Oparin

d. Aristoteles

e. Anthony Van Leeuwenhoek

4. Ilmuwan yang berhasil membuktikan teori Harold

Urey dan Oparin, dengan membuat alat yang dapat

membentuk campuran gas CH4, NH3, H2, dan H2O,

lalu dialiri arus listrik yang bertegangan tinggi

sehingga terbentuk endapan asam amino adalah ….

a. Aristoteles

b. Francesco Redi

c. Anthony Van Leeuwenhoek

d. John Baptiste Lamarck

e. Stanley Miller

5. Perhatikan data berikut.

Dari data tersebut yang merupakan organ homolog

adalah ….

a. 1, 2, dan 3 d. 2, 3, dan 5

b. 1, 3, dan 4 e. 3, 4, dan 5

c. 2, 3, dan 4

6. Atmosfer bumi mula-mula memiliki air, metana,

dan amonia. Zat-zat tersebut mengalami serangkaian

perubahan menjadi suatu koloid yang disebut ….

a. koaservat d. kristaloid

b. laut purba e. zwitter ion

c. sup primordial

7. Menurut teori evolusi yang dikemukakan oleh

Darwin, zarafah yang sekarang berleher panjang

kemungkinan disebabkan ….

a. mutasi d. seleksi alami

b. makanan e. lingkungan

c. adaptasi

8. Menurut Lamarck, faktor yang berpengaruh pada

evolusi organ adalah ….

a. seleksi alam

b. perubahan gen

c. lingkungan

d. perubahan kromosom

e. bastar

9. Organ-organ tubuh berikut memiliki fungsi serta

bentuk asal tertentu.

1. Tangan manusia 4. Kaki depan pesut

2. Sayap burung 5. Sirip dada ikan

3. Sayap serangga

Di antaranya ada homolog dan ada yang analog,

pernyataan yang benar adalah ….

a. 1 dan 3 homolog; 4 dan 5 analog

b. 1 dan 4 homolog; 3 dan 5 analog

c. 1 dan 2 homolog; 4 dan 5 analog

d. 2 dan 5 homolog; 1 dan 4 analog

e. 3 dan 5 homolog; 2 dan 4 analog

10. Teori evolusi mengemukakan bahwa sayap burung

mempunyai asal yang sama dengan ….

a. kaki depan kuda

b. sirip belakang ikan

c. sayap belalang

d. sayap kupu-kupu

e. lengan manusia

11. Berikut ini yang bukan merupakan inti dari teori

yang dikemukakan Darwin adalah ….

a. perubahan pada suatu organisme terjadi karena

seleksi alami

b. organisme yang kuat akan bertahan

c. adanya organ yang digunakan dan tidak

digunakan (use dan disuse)

d. organisme yang berjuang keras akan bertahan

hidup

e. organisme yang terseleksi oleh alam akan punah

12. Menurut Hardy-Weinberg evolusi akan terjadi

jika ….

a. tidak terjadi mutasi

b. tidak ada seleksi alam

c. ukuran populasi sangat besar

d. adanya seleksi alam

e. semua anggota populasi dapat berkembang biak

13. Aristoteles dan John Needham merupakan ilmuwan

yang mengemukakan tentang ….

a. bahwa organisme berasal dari organisme lainnya

b. teori abiogenesis

c. teori biogenesis

d. omni vivum ex vovo

e. omne vivum ex vivo

14. Pada percobaan Louis Pasteur, labu berbentuk leher

angsa bertujuan ….

a. agar air kaldu tidak terdapat larva

b. agar lalat tidak masuk

c. agar udara dapat masuk

d. agar debu dan partikel tertahan di leher tersebut

e. agar cepat terinfeksi larva

15. Berikut bukan yang termasuk zat anorganik pembentuk

asal-usul kehidupan menurut teori Urey

adalah ….

a. metana d. karbon dioksida

b. amonia e. karbon monoksida

c. air

16. Berikut adalah beberapa hal yang merupakan isi

teori Louis Pasteur, kecuali ….

a. omne vivum ex vivo

b. omne vivum ex ovum

c. omne vivum ex ovo

d. omne vivum ex vivo

e. omne vivum ex ivo

17. Suatu populasi terdiri atas wanita buta warna (cb)

sebanyak 25%. Persentase wanita normal dan

wanita carrier adalah ….

a. 25% dan 50% d. 50% dan 50%

b. 25% dan 25% e. 20% dan 75%

c. 50% dan 25%

18. Lazzaro Spallanzani merupakan ilmuwan yang

meruntuhkan teori abiogenesis melalui ….

a. percobaan menggunakan labu berleher seperti

angsa berisi air kaldu

b. percobaan menggunakan labu yang berisi air

kaldu, ada yang ditutup dan ada yang tidak

c. percobaan menggunakan sepotong daging di

stoples

d. percobaan menggunakan perangkat antara

lain terdapat ruang bunga api

e. percobaan dengan merebus air kaldu dari

sepotong daging lalu dibiarkan

19. Spesiasi dapat terjadi dikarenakan hal-hal berikut

ini, kecuali ….

a. ada penghalang geografis

b. adaptasi di lingkungan berbeda

c. tidak dihasilkan keturunan dalam suatu

populasi

d. peristiwa poliploid

e. populasi yang sangat besar terpisah-pisah

20. Beberapa bukti evolusi adalah sebagai berikut,

kecuali ….

a. fosil

b. susunan biokimia yang berbeda

c. perbandingan anatomi

d. spesiasi

e. variasi

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.

1. Apakah perbedaan antara teori Lamarck dan teori

Darwin? Jelaskan.

2. Berikan masing-masing contoh yang merupakan

organ homolog dan analog.

3. Jelaskan mengenai bukti-bukti terjadinya evolusi.

4. Apakah perbedaan spesiasi allopatrik dan spesiasi

simpatrik? Jelaskan.

5. Jelaskan percobaan yang dilakukan oleh Louis

Pasteur. Kesimpulan apakah yang didapat?

Soal Bioteknologi

1. Berikut adalah beberapa ciri dari suatu proses

bioteknologi, kecuali ….

a. menggunakan mikroorganisme sebagai agen

biologi

b. penggunaan agen biologi dilakukan dengan

suatu cara atau metode tertentu

c. proses yang ada pada bioteknologi bertahap,

rumit, dan kompleks

d. dihasilkannya produk yang termodifikasi

e. hanya melibatkan satu disiplin ilmu

2. Berikut adalah contoh hasil bioteknologi, yaitu ….

a. pembuatan agar-agar

b. pembuatan minuman buah-buahan

c. pembuatan manisan buah-buahan

d. pembuatan tempe

e. pembuatan saus tomat

3. Alasan mikroorganisme banyak digunakan dalam

bioteknologi di antaranya adalah sebagai berikut,

kecuali ….

a. dapat bereproduksi sangat cepat

b. dapat dengan mudah mengubah mikroorganisme

sehingga dapat memodifikasi produk

c. dapat dipindahkan dalam bentuk material

mentah/baku dari produk jadinya secara cepat

d. mengggunakan mikroorganisme artinya memproduksi

makanan dengan terbebas dari faktor

iklim

e. mikroorganisme berukuran sangat kecil

4. Berikut merupakan contoh peranan bioteknologi

dalam bidang makanan adalah ….

a. pembuatan vaksin

b. pembuatan hormon

c. pembuatan antibiotik

d. pembuatan yoghurt

e. bayi tabung

5. Salah satu keuntungan dari kultur jaringan

adalah ….

a. tidak diperlukan lahan yang luas

b. memerlukan tumbuhan yang memiliki sifat

sangat unggul

c. tumbuhan yang dihasilkan memiliki sifat yang

bervariasi

d. harus dilakukan pada kondisi yang sangat

steril

e. dapat dilakukan di manapun

6. Yoghurt merupakan salah satu produk bioteknologi.

Bahan baku yoghurt adalah ….

a. susu cair murni d. keju

b. susu vanila e. susu stroberi

c. susu cokelat

7. Jamur yang digunakan pada pembuatan tempe

adalah jamur ….

a. Aspergillus wenti d. Saccharomyces sp.

b. Rhizopus oryzae e. Zygosaccharomyces

c. Penicilium notatum

8. Apakah yang dimaksud dengan bayi tabung ….

a. bayi dalam tabung

b. bayi tanpa pembuahan

c. bayi yang proses fertilisasinya di luar tubuh

ibunya

d. bayi hasil rekayasa genetika

e. bayi hasil kloning

9. Apakah yang dimaksud dengan tumbuhan transgenik

….

a. tumbuhan hasil rekayasa genetika yang

memiliki sifat unggul

b. tumbuhan hasil rekayasa genetika yang

memiliki sifat berbeda

c. tumbuhan hasil rekayasa genetika yang

memiliki sifat bervariasi

d. tumbuhan hasil rekayasa genetika yang

memiliki sifat yang diinginkan

e. tumbuhan hasil rekayasa genetika yang

memiliki sifat buruk

10. Pernyataan-pernyataan berikut ini adalah bahan

baku dan produksi dari hasil penggunaan

bioteknologi tradisional.

1Ikan segar menghasilkan sosis kering

2Susu menghasilkan yogurt

3Kacang kapri menghasilkan tauco

4Susu skim menghasilkan skim asam

5Ketan hitam menghasilkan kecap

Berikut yang menunjukkan pernyataan paling

benar adalah ….

a. 1 dan 3 d. 2 dan 4

b. 1 dan 4 e. 3 dan 5

c. 2 dan 3

11. Makanan tradisional Indonesia yang diperoleh dari

hasil proses bioteknologi adalah ….

a. keju d. tempe

b. yogurt e. roti

c. sake

12. Alexander Flemming adalah orang pertama yang

menemukan antibiotik. Antibiotik temuannya

tersebut dihasilkan dari jamur ….

a. Staphylococcus

b. Penicillium notatum

c. Tetracyline

d. Streptomycin

e. Rhizopus

13. Bayi tabung adalah salah satu hasil kemajuan

bioteknologi dalam bidang ….

a. mikrologi d. kesehatan

b. embriologi e. pertanian

c. fisiologi

14. Senyawa yang diproduksi oleh mikroorganisme

yang berfungsi melawan infeksi yang disebabkan

oleh bakteri Staphylococcus adalah ….

a. insulin d. pektinase

b. interferon e. penisilin

c. interleukin 2

15. Keistimewaan pembiakan vegetatif tumbuhan

dengan cara kultur jaringan adalah ….

a. merupakan bibit unggul yang cepat bereproduksi

b. bibit yang seragam dalam jumlah yang besar

dan cepat

c. tidak diperlukan perawatan yang khusus

d. bibit yang beragam dan tahan terhadap hama

e. merupakan bibit yang memiliki sifat-sifat lebih

baik dari induknya

16. Domba dolly adalah hewan hasil bioteknologi yang

menggunakan teknik ….

a. rekayasa genetika d. kembar indentik

b. kloning e. inseminasi

c. bayi tabung

17. Dalam bidang pertanian, bioteknologi dalam

aplikasinya digunakan sebagai agen pengendali

alami dalam membasmi hama, contohnya hama

dari larva Lepidoptera. Berikut bakteri yang memiliki

kemampuan tersebut adalah ….

a. Penicillium notatum

b. Lactobacillus bulgaricus

c. Rhizopus oryzae

d. Bacillus thuringiensis

e. Lactobacillus substilis

18. Berikut merupakan makanan dan minuman hasil

bioteknologi konvensional, kecuali ….

a. kecap d. yoghurt

b. tahu e. antibiotik

c. tempe

19. Berikut bukan faktor yang menyebabkan perlunya

pengembangan teknologi alternatif adalah ….

a. tereksplorasinya sumber daya alam di laut

b. tingginya populasi manusia

c. tingginya tingkat pencemaran

d. semakin berkurangnya sumber bahan bakar

fosil

e. telah tercapainya keseimbangan alam

20. Bagi masyarakat, bioteknologi harus memberikan

konstribusi yang bermanfaat. Berikut manfaat

bioteknologi bagi masyarakat dalam bidang

lingkungan adalah ….

a. menghasilkan bahan makanan

b. menghasilkan bahan minuman

c. menghasilkan organisme yang mirip melalui

kloning

d. menemukan cara dalam mengatasi sampah

menggunakan mikroorganisme

e. menghasilkan individu baru melalui bayi

tabung

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar pada buku latihan Anda.

1. Mengapa mikroorganisme sering digunakan dalam

proses bioteknologi?

2. Apakah ciri-ciri proses yang melibatkan bioteknologi.

3. Jelaskan keuntungan digunakannya teknik kultur

jaringan dalam memperbanyak tumbuhan.

4. Jelaskan implikasi dari bioteknologi dalam

kehidupan manusia.

5. Jelaskan peranan bioteknologi dalam bidang

pengelolaan lingkungan.

Bioteknologi

A Prinsip Dasar Bioteknologi

Di antara kita mungkin sudah sering mendengar kata bioteknologi. Akan

tetapi, Apakah bioteknologi itu? Menurut Yuwono (2006: 1), bioteknologi

memiliki pengertian penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, dan

rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan agensia jasad hidup

dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa.

Dengan melihat pengertian tersebut, semua produk atau jasa yang berasal

dari jasad hidup atau komponennya dan yang dihasilkan dari penerapan

teknik biologi, biokimia, dan rekayasa adalah produk atau jasa bioteknologi.

Apakah tempe dan tape termasuk produk bioteknologi? Jika Anda kembali

melihat pengertian bioteknologi, beberapa produk jasad hidup yang telah

dikembangkan ratusan tahun yang lalu, seperti yogurt, kefir, dan tempe,

merupakan produk bioteknologi.

Anda mungkin telah menjadi salah satu konsumen makanan produk

bioteknologi yang dibuat sederhana. Beberapa jenis minuman

tradisional, seperti tuak dan arak, juga dibuat dibuat dengan menggunakan

bioteknologi sederhana. Nenek moyang kita menemukan teknologi ini secara

tidak sengaja. Kemudian, teknik ini diturunkan dari generasi ke generasi.Dalam batasan pengertian bioteknologi, ada beberapa ciri dari suatu

proses bioteknologi. Ciri-ciri tersebut sebagai berikut.

1. Adanya agen biologi yang dipergunakan. Agen biologi yang dipergunakan

ini tidak hanya dalam bentuk fisik yang dipanen, namun juga termasuk

di dalamnya adalah hasil metabolit sekunder atau enzim yang dihasilkan.

2. Penggunaan agen biologi dilakukan dengan suatu cara atau metode

tertentu.

3. Adanya produk turunan atau jasa yang dipakai dari proses penggunaan

agen biologi tersebut.

Penerapan dari ciri-ciri bioteknologi tersebut adalah dalam proses pembuatan

tape yang menggunakan ragi, atau pembuatan tempe dengan bantuan

Rhizopus sp. Proses ini dilakukan dengan tahapan tertentu dan memanfaatkan

enzim yang dihasilkan oleh agen biologi. Dalam pembuatan tape, ragi

(Saccharomyces cereviceae) mengeluarkan enzim yang dapat memecah karbohidrat

pada beras ketan atau singkong menjadi gula yang lebih sederhana.

Adapun pada pembuatan tempe, Rhizopus sp. mengeluarkan enzim proteinase

yang memecah protein kedelai menjadi protein yang lebih sederhana.

Berbagai kemajuan yang dicapai di bidang ilmu biologi dan ilmu

rekayasa lainnya turut mendorong kemajuan pemanfaatan agen biologi secara

lebih maju lagi. Selain itu, kondisi kehidupan saat ini juga menuntut adanyaperbaikan terhadap kualitas kehidupan dan kualitas lingkungan sebagai

pendukung. Oleh karenanya, diperlukan teknologi

alternatif yang terus dikembangkan.

Beberapa faktor yang menyebabkan teknologi alternatif perlu terus

dikembangkan adalah:

1. kelaparan yang terjadi akibat tidak seimbangnya populasi manusia

dengan tumbuhan pangan yang diproduksi;

2. semakin tereksplorasi kehidupan di dalam laut yang menciptakan

banyak sekali potensi untuk dikembangkan dalam berbagai bidang

seperti pangan, kesehatan, dan pengembangan di bidang lainnya;

3. semakin berkurangnya sumber daya bahan bakar fosil dan meningkatnya

polusi akibat dari penggunaan bahan bakar fosil ini;

4. peningkatan pencemaran lingkungan yang memerlukan penanggulangan

dengan cara yang lebih alami;

5. penemuan prinsip-prinsip rekayasa genetika dalam penciptaan varietas

spesies baru dan terapi penyakit;

6. penemuan di bidang kesehatan mulai dari pembentukan antibodi, terapi

kanker atau tumor, produksi hormon, identifikasi tumbuhan obat yang

bermanfaat, serta penemuan lain di bidang farmasi.

Berdasarkan beberapa faktor penyebab di atas maka ada beberapa hal

yang menjadi prioritas utama pengembangan bioteknologi, yakni di bidang

pangan, lingkungan, kesehatan, dan sumber energi.

Bioteknologi selalu berkaitan dengan reaksi-reaksi biologis yang

dilakukan oleh jasad hidup. Jasad hidup yang sering dimanfaatkan dalam

biteknologi adalah mikroorganisme. Mengapa? Jasad hidup yang dimanfaatkan

bisa dalam bentuk individu atau komponen-komponen tubuhnya, seperti

organel, sel, jaringan, bahkan bisa dalam bentuk molekul-molekul tertentu

(misalnya, protein, enzim, DNA, atau RNA).B Jenis-Jenis Bioteknologi

Secara umum, bioteknologi dikelompokkan menjadi dua jenis, yakni

bioteknologi konvensional (sederhana) dan bioteknologi modern. Bioteknologi

konvensional menggunakan penerapan-penerapan biologi,

biokimia, atau rekayasa masih dalam tingkat yang terbatas. Bioteknologi

jenis ini belum menggunakan teknik rekayasa molekuler dengan tingkatan

yang rumit dan terarah. Kalaupun menggunakan rekayasa molekuler,

rekayasa tersebut belum sepenuhnya dapat dikendalikan. Bioteknologi

konvensional menggunakan jasad hidup sebagaimana ”apa adanya”. Apakah

contoh produk bioteknologi konvensional?

Bioteknologi modern telah menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi

dan terarah sehingga hasilnya dapat dikendalikan dengan baik. Teknik yang

sering digunakan saat ini adalah dengan melakukan manipulasi genetik pada

suatu jasad hidup secara terarah sehingga diperoleh hasil sesuai dengan

yang diinginkan. Perkembangan bioteknologi modern tidak terlepas dari

terkuaknya misteri struktur DNA.Teknik manipulasi yang sering digunakan dalam bioteknologi modern

adalah teknik manipulasi bahan genetik (DNA) secara in vitro. In vitro, adalah

proses biologi yang berlangsung dalam kondisi percobaan di luar sel atau

organisme, misalnya dalam tabung percobaan. Dengan teknik

yang dikenal dengan DNA rekombinan atau rekayasa genetika, para ilmuwan

dapat menyambung molekul-molekul DNA dari jasad hidup yang berbeda

menjadi suatu molekul DNA rekombinan. Rekayasa genetika telah menjadi

tulang punggung dari bioteknolgi modern saat ini (Yuwono, 2006: 2).C Sifat Dasar Mikroorganisme

Sumber agen biologi yang diperlukan dalam proses bioteknologi, dapat

diperoleh dengan cara mengembangbiakan atau menumbuhkan organisme

tertentu. Sebagian besar organisme yang digunakan dalam mikroorganisme.

Oleh karena itu, pengetahuan dan kemampuan menumbuhkan mikroorganisme

menjadi hal yang penting dalam bioteknologi.Sebelum ilmuwan dapat menggunakan mikroorganisme untuk keperluan

fermentasi atau proses bioteknologi lainnya, mereka harus dapat menumbuhkan

kultur murni yang tidak terkontaminasi oleh mikroorganisme jenis lain.

Kultur tersebut hanya mengandung mikroorganisme yang diperlukan.

Mikroorganisme merupakan agen yang digunakan secara luas dalam

proses bioteknologi. Pada dasarnya, mikroorganisme tidak menyediakan

suatu produk untuk kita, tetapi mikroorganisme melakukan proses-proses

dasar metabolisme untuk dirinya sendiri dalam berkembang biak. Pada

proses pembuatan yoghurt, susu merupakan media yang kaya akan protein

dan sangat digemari oleh bakteri ataupun jamur. Bakteri Lactobacillus

bulgaricus yang ditambahkan ke dalam susu akan memfermentasi susu

tersebut dan menghasilkan produk olahan yang kita sebut dengan yoghurt.

Protein dalam susu seperti kasein diubah menjadi asam laktat oleh bakteri

sehingga rasa yoghurt menjadi asam. Semakin banyak asam laktat yang

diproduksi, semakin banyak juga jumlah bakteri Lactobacillus bulgaricus

yang ada.

Selain produksi enzim, yang merupakan dasar dari pembuatan produk

berbasiskan bioteknologi konvensional, mikroorganisme juga dimanfaatkan

karena pertumbuhannya yang sangat cepat. Pembelahan sel mikroorganisme

terjadi dalam waktu singkat dan cepat sehingga dalam waktu 24 jam dapat

diperoleh keturunan berjumlah banyak. Dalam waktu singkat dengan jumlah

yang banyak, maka efisiensi penggunaan waktu oleh mikroorganisme

menjadi sangat tinggi. Pengetahuan dasar mengenai mikroorganisme

(dibahas dalam cabang ilmu biologi, yakni mikrobiologi) mutlak diperlukan

dalam proses pengembangan bioteknologi selanjutnya.

Beberapa alasan yang menyebabkan mikroorganisme tersebut digunakan

dalam bioteknologi adalah karena mikroorganisme memiliki sifat-sifat dasar

seperti sebagai berikut.

1. Perkembangbiakkan mikroorganisme relatif sangat cepat.

2. Sifat dasar dari mikroorganisme relatif mudah dimodifikasi, misalnya

dengan teknik rekayasa genetik.

3. Mikroorganisme mampu memproses bahan baku lebih cepat dibandingkan

yang dilakukan hewan maupun tumbuhan sehingga mampu mempercepat

kecepatan produksi.

Diketahuinya sifat dasar dari mikroorganisme, seperti pengetahuan

mengenai adanya plasmid, menggugah penelitan yang lebih jauh lagi

mengenai potensi transgenik (pemindahan gen). Dalam dunia kesehatan,

bakteri ini digunakan dalam memproduksi enzim atau hormon yang berguna

dalam pengobatan pasien seperti penggunaan bakteri dalam produksi

hormon insulin.

Contoh metabolisme mikroorganisme yang dimanfaatkan di dalam

dunia kesehatan adalah penemuan zat antibiotik dari jamur Penicillium sp.

yang ditemukan oleh Alexander Flemming pada 1928. Dalam perkembangan

selanjutnya, ide mengenai kemampuan metabolisme mikroorganisme,

plasmid, dan kemampuan reproduksi menjadi fokus utama dalam penelitian

bioteknologi. Selain itu, dikembangkan juga bioteknologi berbasis hewan

dan manusia dalam teknologi kloning.

D Produk dan Jasa

Produk dan jasa bioteknologi mampu memberikan manfaat bagi makhluk

hidup, khususnya manusia. Contohnya, dahulu untuk memperoleh 1 cc

hormon insulin bagi penderita diabetes, diperlukan perasan sekitar sembilan

lambung babi. Akan tetapi, dengan adanya teknologi transfer DNA, fragmen

DNA penghasil hormon insulin ini dapat dicangkokan pada plasmid sehingga

akan ikut dalam metabolisme sel bakteri dan diperoleh hormon insulin kotor.

Melalui teknik pemurnian, maka hormon insulin dapat diberikan pada

penderita. Selain produk yang sangat menolong ini, ada banyak jenis produk

dan jasa bioteknologi dalam kehidupan. Perhatikan penjelasan berikut.

1. Bioteknologi dalam Bidang Pengolahan Pangan

Dalam kehidupan sehari-hari, sebenarnya kita berkaitan erat dengan

bioteknologi. Beberapa jenis makanan dan minuman yang kita konsumsi

sebenarnya merupakan produk dari bioteknologi. Tape, roti, keju, atau

yoghurt adalah beberapa produk bioteknologi yang biasa dikonsumsi. Proses

untuk mengolah beberapa jenis makanan tersebut biasa disebut bioteknologi

sederhana. Apakah Anda tahu mikroorganisme yang berperan dalam pembuatannya?

Berikut contoh makanan dan minuman hasil dari bioteknologi.

a. Yoghurt

Yoghurt merupakan minuman hasil fermentasi susu menggunakan

bakteri Lactobacillus substilis atau Lactobacillus bulgaricus (Gambar 8.5). Bakteri

yang di manfaatkan mampu mendegradasi protein dalam susu menjadi asam

laktat. Proses degradasi ini disebut fermentasi asam laktat dan hasil akhirnya

dinamakan yoghurt.

b. Keju

Keju merupakan contoh produk bioteknologi yang cukup terkenal. Keju dibuat dengan bantuan bakteri pada susu. Bakteri

tersebut dikenal sebagai bakteri asam laktat atau Lactobacillus. Bakteri

Lactobacillus mengubah laktosa menjadi asam laktat dan menyebabkan susu

menggumpal.Setelah susu berubah menjadi curd, garam ditambahkan. Garam ini selain

untuk menambahkan rasa, berfungsi juga sebagai bahan pengawet. Bakteri

kemudian ditambahkan sesuai dengan tipe keju yang akan dibuat. Bakteriyang ditambahkan ini disebut bakteri pematang. Bakteri pematang berguna

memecah protein dan lemak yang terdapat dalam keju.

Beberapa jenis keju mempunyai karakteristik tertentu dengan ditambahkan

mikroba lain, seperti jamur. Contohnya terdapat pada keju biru, yang

mempunyai karakteristik berwarna biru karena ditambahkan jamur pada

curd kejunya. Untuk mempercepat produksi keju, dapat ditambahkan enzim

bakteri selain bakteri pematang itu sendiri.

c. Tempe

Tempe adalah makanan khas Indonesia. Tempe merupakan makanan

yang terkenal di Asia Tenggara dan juga merupakan salah satu contoh produk

hasil bioteknologi. Tempe terbuat dari kacang kedelai. Karena terbuat dari

kacang kedelai yang merupakan sumber protein tinggi, tempe juga merupakan

makanan yang mempunyai nilai gizi tinggi.

Tempe dibuat dari kacang kedelai dengan dibantu oleh aktivitas jamur

Rhizopus oryzae. Proses pembuatan tempe cukup sederhana dan

mudah dilakukan. Kacang kedelai dicuci bersih, lalu direbus hingga setengah

matang. Kemudian, kacang kedelai setengah matang direndam dalam air

selama kurang lebih 12 jam (semalaman).

Dengan direndamnya kacang kedelai, dapat menciptakan kondisi asam

sehingga mikroba yang biasanya membusukkan makanan dapat dicegah.

Setelah direndam, kacang kedelai kembali dicuci bersih dan direbus kembali

hingga matang.

Pada pembuatan keju, kondisi pH harus rendah. Kondisi pH yang rendah

membuat susu mengental. Akibatnya protein pada susu berubah menjadi

semi solid yang disebut curd. Proses ini dibantu dengan menambahkan enzim

renin. Enzim renin dapat diekstrak dari perut anak sapi. Namun, saat ini

enzim renin dapat diproduksi dalam skala besar dengan menggunakan teknik

rekayasa genetika.Kacang kedelai yang telah matang tersebut lalu didinginkan dan setelah

dingin ditambahkan ragi tempe. Ragi tempe adalah jamur Rhizopus oryzae.

Kacang kedelai yang telah dicampur dengan ragi tempe, lalu dibungkus

oleh daun pisang atau plastik yang dilubangi. Setelah dibungkus, lalu diperam

(difermentasi) selama satu malam. Akhirnya diperoleh tempe sebagai produk

bioteknologi.d. Tahu

Tahu juga merupakan salah satu contoh produk bioteknologi. Sebagai orang

Indonesia, Anda pasti telah mengenal makanan yang bernama tahu, bukan?

Tahu, seperti juga tempe, terbuat dari kacang kedelai. Tahu dibuat dengan

cara mencuci kacang kedelai hingga bersih dan merendamnya selama satu

malam. Setelah lunak, kacang kedelai digiling menjadi seperti bubur, lalu

dididihkan. Setelah dididihkan, bubur kedelai disaring dan ditambahkan

kultur bakteri yang dapat menciptakan kondisi asam. Beberapa jenis bakteri

yang sering digunakan dalam pembuatan tahu ini adalah bakteri asam laktat.

Bubur tahu yang telah ditambahkan bakteri asam laktat ini lalu dicetak,

dibumbui, dan diberi garam agar tahan lama2. Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan

Dalam bidang kesehatan, bioteknologi sudah lama digunakan. Misalnya,

dalam pembuatan antibiotik yang dilakukan oleh Alexander Flemming pada

tahun 1928. Selain dalam pembuatan antibiotik, bioteknologi berperan dalam

bidang kesehatan lainnya, seperti pada pembuatan hormon dan bayi tabung.

a. Antibiotik

Antibiotik merupakan senyawa yang dihasilkan oleh mikroorganisme

tertentu atau dibuat secara semisintetis. Antibiotik berguna menghambat

atau membunuh pertumbuhan kuman penyebab penyakit.

Antibiotik pertama yang ditemukan adalah antibiotik yang dihasilkan

dari jamur Penicillium notatum. Penisilin ini adalah antibiotik

yang ampuh melawan infeksi yang disebabkan oleh bakteri Staphylococcus.

Antibiotik lainnya yang sekarang banyak dipakai adalah antibiotik yang

berasal dari genus Streptomyces. Antibiotik yang termasuk kelompok ini

adalah Streptomycin dan Tetracycline. Antibiotik tersebut sangat ampuh

melawan bakteri Tubercullosis.

b. Hormon

Terdapat penyakit-penyakit tertentu pada manusia yang disebabkan

oleh adanya masalah pada hormon. Misalnya, penyakit diabetes mellitus (DM)

atau lebih dikenal sebagai penyakit kencing manis. Penderita penyakit ini

kekurangan hormon insulin sehingga kadar gula dalam darahnya sangat

tinggi. Dengan adanya bioteknologi, saat ini hormon insulin telah dapat

dihasilkan secara buatan (transgenik) dengan bantuan bakteri Escherichia

coli.Pada sel bakteri E. coli, dimasukkan DNA sel manusia yang mengandung

gen insulin sehingga bakteri E. coli dapat menghasilkan insulin. Karena

bakteri dapat berkembang biak dengan cepat maka hormon insulin pun dapat

dihasilkan dalam jumlah yang banyak.c. Bayi Tabung

Untuk dapat menghasilkan seorang bayi, harus terjadi pertemuan antara

sel telur ibu dan sel sperma ayah. Kadang kala proses pertemuan sel telur

dan sel sperma (fertilisasi) tidak dapat terjadi secara baik. Hal tersebut dapat

disebabkan oleh adanya penghalang di saluran telur, atau karena kualitas

sperma yang kurang bagus sehingga tidak dapat mencapai sel telur.

Jika terjadi masalah tersebut, dapat diatasi dengan teknologi yang

disebut teknologi bayi tabung. Teknik bayi tabung ini adalah

teknik untuk mempertemukan sel sperma dan sel telur di luar tubuh sang

ibu (in vitro fertilization). Setelah terjadi pertemuan antara sel sperma dan sel

telur ini terjadi, proses selanjutnya, embrio yang dihasilkan ditanamkan

kembali di rahim ibu hingga terbentuk bayi dan dilahirkan secara normal.

3. Bioteknologi dalam Bidang Pertanian dan Perkebunan

Bioteknologi ikut berperan dalam memajukan bidang pertanian dan

perkebunan. Di bidang pertanian, bioteknologi telah mampu menciptakan

tumbuhan-tumbuhan yang memiliki sifat unggul, seperti tahan terhadap

hama, produksi panen yang lebih banyak, dan waktu panen yang lebih singkat.

Tumbuhan yang memiliki sifat unggul tersebut dapat diperoleh melalui

rekayasa genetika, yaitu dengan memasukkan gen-gen yang memiliki sifat

yang dikehendaki pada tumbuhan tersebut. Tumbuhan seperti ini disebut

sebagai tumbuhan transgenik.

Tumbuhan transgenik pada dasarnya diperoleh melalui teknik memindahkan

gen-gen tertentu yang dikehendaki dari organisme lain yang memilikinya.

Misalnya, tumbuhan kentang hasil rekayasa genetika yang dilakukan

di Cina. Tumbuhan kentang adalah tumbuhan yang tumbuh subur di daerah

tropis dan tidak bisa tumbuh di tempat dingin. Oleh karena itu, pada musim

dingin kentang tidak bisa tumbuh di Cina. Untuk mengatasi kendala tersebut

maka para ilmuwan Cina memasukkan gen tahan dingin dari ikan yang hidup

di tempat dingin ke dalam gen kentang sehingga diperoleh kentang yang

tahan dingin dan dapat ditanam di daerah yang beriklim dingin.Contoh tumbuhan-tumbuhan transgenik lainnya yang telah berhasil

dibuat adalah tumbuhan yang dapat melakukan pemupukan sendiri,

tumbuhan yang tahan terhadap penyakit tertentu, dan tumbuhan yang dapat

menghasilkan pestisida sendiri.

Dalam hal pestisida atau pembasmian hama tumbuhan, bioteknologi

juga telah berhasil mengembangkan pestisida alami dengan menggunakan

makhluk hidup yang berperan sebagi agen pengendali secara alami atau

disebut biological control agent. Misalnya, pada tumbuhan kubis yang sering

diserang oleh hama berupa larva ulat Lepidoptera.

Dengan bantuan bioteknologi, larva Lepidoptera tersebut dapat dibasmi

dengan menggunakan bakteri Bacillus thuringiensis (Bt). Bakteri

Bt secara alami menghasilkan racun bagi larva Lepidoptera, namun tidak

berbahaya bagi makhluk hidup lain selain larva tersebut. Kini, bakteri Bt

telah diproduksi dalam skala industri dan telah dipasarkan sebagai pestisida

alami. Bahkan kini terdapat tumbuhan jagung yang telah disisipi gen bakteri

Bt sehingga mampu menghasilkan pestisida sendiri.

Peran bioteknologi lainnya dalam bidang pertanian dan perkebunan

adalah dengan ditemukannya teknik kultur jaringan. Teknik kultur jaringan

merupakan suatu teknik memperbanyak tumbuhan dalam skala besar dan

waktu yang singkat.

Teknik kultur jaringan dibuat dengan mengambil sel atau jaringan pada

tumbuhan, bisa melalui potongan kecil daun, akar, batang, atau bagian

tumbuhan yang lainnya. Potongan tumbuhan tersebut lalu ditumbuhkan di

suatu medium yang telah dipersiapkan dan mengandung semua zat yang

diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan. Dari potongan tumbuhan

tersebut, akan tumbuh menjadi individu baru yang utuh.

Teknik kultur jaringan ini menggunakan sifat totipotensi sel. Sifat totipotensi

adalah sifat sel yang mampu menjadi satu individu baru utuh.Keuntungan-keuntungan yang dapat diperoleh dari teknik kultur

jaringan ini adalah:

a. dapat dilakukan di lahan yang sempit, artinya tidak diperlukan lahan

yang luas untuk memproduksi bibit tumbuhan yang banyak;

b. bibit tumbuhan dapat diperoleh dalam jumlah yang banyak dengan

waktu yang singkat;

c. bibit tumbuhan yang didapat dari teknik kultur jaringan mempunyai

sifat yang seragam dan sama dengan induk tumbuhannya.

4. Bioteknologi dalam Bidang Peternakan

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bioteknologi telah berhasil

menciptakan hormon yang diproduksi oleh mikroorganisme. Ternyata,

produksi hormon tersebut diperlukan juga dalam bidang peternakan.

Saat ini, hewan-hewan ternak biasa diberi vaksin dan hormon pertumbuhan

sehingga hewan-hewan ternak tahan terhadap penyakit tertentu

dan produksinya meningkat.

Contohnya, beberapa sapi diberi hormon pertumbuhan sapi Bovine

Growth Hormone (BGH) yang dibuat dari bakteri E. coli berguna untuk menaikkan

produksi susu. Dengan diberikannya BGH, produksi daging yang

dihasilkan juga dapat meningkat.

Vaksin hasil bioteknologi juga telah banyak berperan dalam bidang

peternakan. Misalnya, vaksin yang diberikan kepada sapi untuk mencegah

penularan penyakit mulut dan kuku, juga vaksin yang diberikan kepada

ternak unggas untuk mencegah penyakit tetelo atau new castle disease (NCD).

5. Bioteknologi dalam Bidang Pengelolaan Lingkungan

Dalam bidang pengelolaan lingkungan hidup, bioteknologi juga

memegang peranan yang penting. Misalnya, penggunaan bakteri aktif di

instalansi-instalansi pengolahan air limbah. Untuk mengefisienkan

pengolahan limbah, digunakan mikroorganisme yang dapat mengubah

sampah organik menjadi substansi yang lebih sederhana.

Penggunaan mikroorganisme untuk pengelolaan lingkungan juga telah

terbukti ketika terjadi kebocoran kapal tanker. Minyak mentah yang

mencemari pantai dibersihkan menggunakan bakteri yang dapat mengurai

minyak mentah tersebut. Contoh lain penerapan bioteknologi dalam bidang pengelolaan lingkungan

adalah pembuatan biogas dari limbah-limbah organik yang ada. Biogas ini

dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif.

E Implikasi Bioteknologi

Teknologi yang diciptakan oleh manusia tentu mempunyai implikasi

terhadap kehidupan manusia itu sendiri. Begitu pula dengan ditemukan dan

digunakannya bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari.

1. Implikasi dalam Kehidupan

Adanya perkembangan dalam bioteknologi telah menimbulkan harapan

baru bagi kesembuhan penderita kelainan-kelainan genetis. Penyediaan obatobatan

dapat dilakukan secara massal dengan harga yang lebih murah.

Perkembangan bibit unggul dan reproduksi tumbuhan secara cepat dengan

hasil yang maksimal juga menjadi keuntungan yang dapat dirasakan oleh

masyarakat luas.

Namun dibalik semua harapan itu, terdapat pengaruh lain yang harus

diwaspasai. Produk bioteknologi yang dipatenkan, umumnya berasal dari

luar negeri, dapat membantu petani sekaligus menciptakan ketergantungan

penggunaan bibit. Pada umumnya, tumbuhan transgenik merupakan

tumbuhan steril dan tidak dapat diperbanyak secara konvensional. Hal ini

sangat merugikan petani karena untuk mendapatkannya mereka harus terus

membeli bibit dan tidak dapat melakukan pembibitan. Dengan begitu, maka

akan terjadi kebergantungan dari negara penghasil pangan ke negara

penghasil bibit.

Teknologi bayi tabung dan teknologi kloning merupakan salah satu

contoh teknologi yang masih diperdebatkan hingga kini. Mungkin untuk

teknologi bayi tabung yang menggunakan sel sperma dan sel telur dari

pasangan suami istri, tidak banyak dipertentangkan dan merupakan jalan

keluar bagi pasangan yang sulit memiliki keturunan. Bagaimana jika sel telur

ditanam pada wanita lain? Apa pendapat Anda jika sel sperma didapat bukan

dari pasangan suami istri?

Begitu juga dengan teknologi kloning. Meskipun teknologi ini membawa

harapan bagi penderita kelainan genetis, namun kloning pada manusia

ditentang banyak kalangan karena dianggap bertentangan dengan moral,

agama, dan etika. Teknologi kloning yang pernah dilakukan adalah pada

domba Dolly.Dampak yang mungkin kurang diperhatikan adalah dampak yang timbul

pada kehidupan liar. Penggunaan tumbuhan transgenik yang tahan terhadap

hama pengganggu, ternyata mengakibatkan masalah terhadap organisme

non target. Beberapa jenis burung yang secara alami memakan hama

pengganggu dan kupu-kupu penghisap nektar bunga tumbuhan transgenik

dapat terkena imbasnya juga. Pengamatan di lokasi percobaan tumbuhan

kapas transgenik yang disisipi gen bersifat insektisida dan herbisida,

ditemukan kematian lebah dalam jumlah yang cukup tinggi.

Jika hal ini sudah terjadi dan terlanjur dibiarkan maka Indonesia sebagai

negara dengan tingkat keanekaragaman hayati yang tinggi dan penghasil pangan

akan sangat dirugikan. Keanekaragaman hayati kita adalah sumber dari ilmu

pengetahuan yang seharusnya digunakan untuk kesejahteraan bangsanya.

Jadi, dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya

perkembangan dalam bioteknologi memiliki dampak yang positif maupun

yang negatif. Oleh karena itu, dalam menggunakan bioteknologi, manusia

dituntut untuk berperilaku bijak, tidak berlebihan, dan memerhatikan

dampaknya di masa yang akan datang.

2. Polemik dalam Pengembangan Teknologi

Teknologi yang diciptakan pada awalnya betujuan untuk membantu.

Namun, karena keterbatasan manusia dalam memprediksi mengakibatkan

kurang cermatnya penanggulangan dampak akibat teknologi yang

dikembangkan itu. Dalam memprediksi hal tersebut, maka banyak sekali

perdebatan mengenai dampak yang akan diterima dikemudian hari.

Organisasi LSM (Lembaga Swadaya Masyarakat) internasional banyak yang

mengkhawatirkan dampak lanjutan akibat mengonsumsi organisme yangtelah mengalami modifikasi genetik (GMO = genetic modified organism). Bentuk

kehati-hatian terhadap peredaran benih transgenik mungkin dapat dilihat

dari contoh kasus berikut.

Penggunaan GMO secara luas telah dilakukan di Amerika. Hampir 57

persen dari kacang kedelai dan 30 persen dari tumbuhan jagung yang

dibudidayakan di Amerika pada tahun 1999 adalah GMO yang resisten

terhadap serangan hama dan gulma. Pada bulan Februari 1999, setidaknya

ada 64 tumbuhan budidaya GMO yang telah disetujui oleh pemerintah Amerika

Serikat dan Kanada, 20 di Jepang, namun hanya ada delapan di Eropa.

Kehati-hatian terhadap GMO ditunjukkan oleh negara-negara Eropa

yang belum mendapat kepastian mengenai tingkat keamanan baik terhadap

manusia ataupun lingkungan secara keseluruhan. Lingkungan hidup di sekitar

kita wajib dijaga, karena meskipun tidak dapat digunakan secara langsung,

lingkungan hidup beserta kehidupan liar di dalamnya mempunyai manfaat

yang besar bagi kehidupan seluruh makhluk hidup di dalamnya.

Perkembangan ilmu pengetahuan lebih jauh telah mampu membawa

ilmuwan untuk bukan hanya memodifikasi, melainkan ‘menciptakan’ makhluk

hidup. Hal ini dimungkinkan dengan semakin majunya teknologi kloning

makhluk hidup. Tanpa adanya fertilisasi antara dua gamet, sebuah individu

organisme dapat diciptakan. Perkembangan kloning ini telah menuju pada

praktik kloning yang dilakukan pada manusia. Sejauh ini, belum ada satupun

negara di dunia yang melegalkan praktik kloning pada manusia dalam suatu

undang-undang atau konstitusi. Perkembangan kloning pada manusia ini

telah menimbulkan suatu polemik etika perikemanusiaan.

Meskipun pada dasarnya kloning berupaya untuk membantu pasangan

mandul yang ingin memperoleh keturunan atau membantu seseorang yang

tidak ingin memiliki pasangan untuk memeroleh keturunan. Namun, para

ahli memerhatikan efek psikologis yang terjadi apabila anak yang dilahirkan

tersebut memiliki sifat yang identik seperti orangtua biologis mereka, sebagai

konsekuensi hasil kloning. Efek psikologis yang mungkin ditimbulkan antara

lain adalah perasaan terkucil karena tidak ada kejelasan akan identitas mereka

hingga dapat mengakibatkan kerawanan sosial. Apa pendapat Anda?

Evolusi

A Teori Evolusi

Teori evolusi, sejak kemunculannya merupakan suatu hal yang menggemparkan.

Hingga kini, bukti-bukti mengenai evolusi terus dicari. Charles

Darwin sebagai salah seorang tokoh teori evolusi dianggap sebagai bapak

evolusi. Apa yang dimaksud dengan evolusi? Apa yang mendasari teori tersebut?

Adakah bukti-bukti bahwa evolusi terjadi? Pelajarilah uraian berikut ini.

1. Sejarah Teori Evolusi

Gagasan mengenai teori evolusi, dimulai oleh seorang naturalis berkebangsaan

Inggris bernama Charles Darwin. Pemikirannya mulai muncul

setelah ia menerima tawaran dari Angkatan Laut Inggris untuk berkelana

mengelilingi dunia menggunakan kapal layar HMS Beagle selama 5 tahun

tanpa bayaran.

Suatu saat di akhir tahun 1835, rombongan kapal ini mendarat di sebuah

pulau di Amerika Selatan yang dikenal dengan nama Pulau Galapagos.

Selama tiga minggu di pulau ini, Darwin telah banyak mengambil sampel

tumbuhan, reptil, dan hewan-hewan lainnya. Hal yang paling mengesankan

bagi Darwin adalah adanya burung-burung dari famili Fringilidae yang

memiliki paruh dengan bentuk yang beraneka ragam. Variasi yang dimiliki

burung tersebut ternyata tidak hanya terlihat pada bentuk paruhnya saja,

tetapi juga dari jenis makanannya. Setiap jenis makanan ternyata telah menjadi

makanan utama bagi salah satu jenis burung famili Fringilidae ini. Darwin

juga menemukan bahwa hanya sedikit burung jenis lain selain famili

Fringilidae yang terdapat di pulau tersebut.Setelah pulang kembali ke Inggris, Darwin menemukan permasalahan

dalam menjelaskan mengapa setiap daerah yang dia kunjungi memiliki

keanekaragaman yang berbeda. Hal yang selalu paling membuatnya tertarik

adalah kenyataan mengenai bentuk-bentuk paruh dari burung finch

yang dia temukan di Pulau GalapagosGagasan tentang asal-usul organisme ini ternyata tidak dikemukakan

oleh Darwin seorang. Seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris lainnya, yakni

Alfred Russel Wallace juga menyatakan hal yang sama

mengenai konsep asal-usul organisme.

Wallace berlayar ke Malaysia untuk mengamati keanekaragaman di

wilayah tersebut. Kemudian, Wallace melanjutkan penelitannya di Kalimantan.

Untuk penelitiannya lebih lanjut, Wallace pun kemudian pergi ke Sulawesi

dan Maluku. Di sana Wallace melihat banyaknya perbedaan jenis flora dan

fauna yang ada di Indonesia bagian barat dan Indonesia bagian timur.

Di Kepulaan Aru, Wallace menderita malaria. Pada saat itu, belum

ditemukan obat untuk menyembuhkan penyakit tersebut. Ketika pada suatu

hari Wallace tiba-tiba sembuh, timbullah pemikiran mengenai kesembuhannya

tersebut. Dari kejadian itu, timbullah ide mengenai hukum alam siapa

yang kuat, dialah yang menang (survival of the fittest). Pemikirannya ini,

ternyata serupa dengan pemikiran Darwin (Iskandar, 2001: 18-19).

Darwin kemudian bersama-sama dengan Wallace memublikasikan hasil

pengamatannya di suatu pertemuan Linnean Society di London pada tahun

1859. Darwin menuliskan sebuah buku yang berjudul The Origin of Spesies by

Means of Natural Selection.

Sebelum Darwin mengemukakan teori evolusinya, banyak ilmuwan yang

sudah mengemukakan teori evolusi. Berikut adalah beberapa

teori evolusi yang telah dicetuskan berbagai ilmuwana. Teori Cuvier

Teori ini dikemukakan oleh George Cuvier. George

Cuvier (1769–1832) menyatakan bahwa setiap spesies tercipta secara terpisah.

Ia menjelaskan bahwa anak seorang atlet tidak serta merta memiliki otot

yang kuat begitu dilahirkan tanpa adanya latihan dan olahraga. Namun,

Cuvier tidak membantah mengenai adanya faktor yang diturunkan dari

generasi ke generasi dan ia tidak mengetahui faktor penyebabnya.

b. Teori Lamarck

Teori ini dikemukakan oleh Jean Baptiste de Lamarck.

Lamarck merupakan ahli dalam hal studi perbandingan dan evolusi. Lamarck

mengemukakan teori bahwa perkembangan struktur suatu organisme

berhubungan dengan perubahan lingkungannya. Teori Lamarck kemudian

dikenal dengan teori use dan disuse. Dalam pandangan Lamarck, evolusi

terjadi karena adanya organ yang dipakai dan tidak dipakai. Secara sederhana,

Lamarck mencontohkan bahwa evolusi leher zarafah yang panjang

disebabkan tingginya pohon yang menjadi sumber makanan zarafah. Zarafah

harus terus-menerus menjulurkan lehernya untuk menggapai makanan. Oleh

karena itu, zarafah memiliki leher yang panjang. Kemudian, struktur leher

panjang ini diturunkan pada generasi selanjutnya hingga kini.

c. Teori Darwin

Dalam bukunya yang berjudul ”The Orgin of Species by Means of Natural

Selection,” Charles Darwin mengungkapkan teorinya mengenai evolusi. Pokok

utama dari teori Darwin tersebut adalah sebagai berikut.

1) Perubahan-perubahan yang terjadi pada suatu organisme disebabkan

oleh seleksi alami (natural selection).

2) ”Survival of the fittest”, artinya siapa yang paling kuat dia akan bertahan.

Darwin mengemukakan bahwa individu yang kuat akan bertahan dan

akan mewariskan sifat ke generasi berikutnya.

3) ”Struggle for existance”, artinya berjuang keras untuk bertahan hidup.

Individu yang tidak dapat bertahan akan mati dan terjadi kepunahan,

sedangkan yang bertahan akan melanjutkan hidupnya dan bereproduksi.

d. Teori Weismann

Orang yang mengemukakan teori ini adalah August Weismann (1834–

1914). Weismann adalah seorang ahli biologi berkebangsaan Jerman. Dalam

teorinya dinyatakan bahwa evolusi terjadi karena adanya seleksi alam

terhadap faktor genetis.2. Perdebatan Ilmuwan Tentang Evolusi

Banyaknya ahli yang mengajukan teori-teori evolusinya, menimbulkan

pertentangan pendapat di antara ilmuwan-ilmuwan tersebut. Hasil

pengamatan setiap ilmuwan berbeda. Hal tersebut dapat dipahami karena

teori evolusi yang dikemukakan hanya didasarkan atas pengamatan buktibukti

evolusi, bukan berdasarkan eksperimen di laboratorium sehingga

hasilnya belum pasti.

a. Teori Lamarck dan Teori Darwin

Lamarck mengemukakan bahwa zarafah berleher panjang karena

kebiasaan menjulurkan lehernya terus-menerus untuk mencari makanan di

pohon yang tinggi. Darwin membantahnya dengan mengemukakan bahwa

zarafah yang berleher panjang dan zarafah yang berleher pendek sudah

ada sebelumnya. Seleksi alam menyebabkan zarafah berleher pendek punah

dan menyisakan zarafah yang berleher panjang. Pendapat manakah yang

sesuai dengan pendapatmu?b. Teori Lamarck dan Teori Weismann

Teori yang dikemukakan oleh Lamarck juga dibantah oleh Weismann.

Weismann menyanggah teori Lamarck ini dengan melakukan percobaan

pemotongan ekor tikus dan mengawinkan sesamanya selama 22 generasi.

Ternyata setiap generasi tidak pernah menghasilkan tikus yang berekor

pendek. Generasi tikus yang ke-23 tetap berekor panjang. Dengan berbekal

informasi ini, Weismann menggugurkan teori yang diajukan oleh Lamarck.Weismann mengungkapkan bahwa pengaruh genetis merupakan faktor lain

yang menyebabkan adanya variasi. Hal ini ia temukan pada saat mengamati

proses pembelahan sel. Faktor genetis inilah yang kemudian diwariskan

kepada keturunannya.

c. Teori Darwin dan Teori Weismann

Sebenarnya, teori yang dikemukakan oleh kedua tokoh ini tidak

bertentangan. Teori Weismann bahkan lebih menjelaskan teori seleksi alam

yang dikemukakan oleh Charles Darwin. Weismann berpendapat bahwa

perubahan sel tubuh akibat pengaruh lingkungan tidak akan diwariskan.

Proses evolusi akan terjadi jika ada perubahan pada sel kelamin. Perbedaannya

dengan Darwin adalah Darwin berpendapat bahwa evolusi terjadi

melalui seleksi alam. Adapun Weismann, mengatakan bahwa evolusi

merupakan gejala seleksi alam terhadap faktor genetis.

3. Definisi Teori Evolusi

Pada materi sebelumnya, Anda telah mengenal istilah evolusi. Apakah

itu evolusi? Sebagai suatu ilmu, teori evolusi berkembang sesuai dengan

perkembangan ilmu yang menyertainya.

Evolusi adalah ilmu tentang perubahan-perubahan organisme yang

berangsur-angsur menuju kepada kesesuaian dengan waktu dan tempat.

Dari definisi tersebut, evolusi tidak akan pernah membuktikan bagaimana

kera berubah menjadi manusia. Evolusi bukan proses perubahan dari suatu

organisme (spesies) ke organisme (spesies) yang lain.

Evolusi merupakan perubahan frekuensi alel suatu populasi per satuan

waktu. Menurut teori evolusi, kera mempunyai hubungan kekerabatan yang

dekat dengan manusia. Teori evolusi tidak menerangkan bahwa kera adalah

nenek moyang langsung dari manusia. Pada dasarnya, teori evolusi menjelaskan

bahwa perubahan frekuensi alel dari suatu populasi merupakan

proses evolusi. Dengan demikian, semua organisme berevolusi dari waktu

ke waktu (Iskandar, 2001: 85). Untuk lebih jelas tentang frekunsi alel, dapat

Anda pelajari pada subbab selanjutnya.

Pada zaman Aristoteles hingga zaman Linnaeus, suatu spesies dianggap

tetap, tidak mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Akan tetapi, setelah

teori evolusi muncul, pendapat itu berubah. Suatu populasi organisme

berubah dari waktu ke waktu sesuai dengan kondisi lingkungannya (seleksi

alami). Oleh karena itu, organisme akan tetap berada dalam kondisi yang

cocok dengan lingkungannya. Apakah manusia mengalami perubahan?

4. Perkembangan Teori Evolusi

Teori evolusi, seperti ilmu lainnya, juga berkembang sesuai dengan

perkembangan ilmu yang terkait dengannya. Lamarck, sesuai dengan

perkembangan ilmu saat itu, menyimpulkan bahwa evolusi dipengaruhi oleh

adaptasi makhluk hidup tersebut terhadap lingkungannya. Contoh, zarafah

yang tadinya berleher pendek akan berkembang menjadi zarafah yang

berleher panjang. Mengapa hal ini menurut Lamarck dapat terjadi? Menurut

Lamarck, hal yang diperoleh dari latihan dapat diturunkan kepada anaknya.

Setelah sekitar lima puluh tahun Lamarck mengemukakan teorinya,

Darwin mengemukakan teori evolusi menurut hasil penelitiannya. Teori

evolusi Darwin ini dimuat dalam bukunya yang berjudul On The Origin of

Species by Means of Natural Selection. Dalam bukunya ini, Darwin mengemukakan

dua pokok teori evolusinya, yakni sebagai berikut.

a. Spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies yang sebelumnya.

b. Evolusi terjadi melalui seleksi alami.Pendapat yang hampir sama dengan Darwin dikemukakan oleh Wallace.

Teori evolusi pun semakin berkembang seiring dengan berkembangnya ilmu

genetika. Hukum pewarisan sifat yang dikenal dengan Hukum Mendel telah

menerangkan banyak hal yang tidak dapat diterangkan oleh teori evolusi

pada waktu itu. Faktor genetis pun memberi pengaruh besar dalam teori

evolusi. Apakah teori evolusi akan berkembang lagi?

Saat ini, setelah struktur DNA ditemukan dan majunya perkembangan

komputer, teori evolusi pun berkembang dengan pesat. Kajian evolusi tidak

hanya dilihat dari bentuk fisik (morfologi), tetapi sudah dilihat dari tingkat

DNAnya. Ilmu-ilmu lainnya pun ikut terlibat dalam teori evolusi, seperti

Kimia dan Matematika.

Dengan melihat kajian evolusi dari tingkat molekuler (DNA), maka

kekerabatan dan asal-usul makhluk hidup tampak lebih jelas dan pasti. Hal

ini memberi pengaruh besar juga terhadap Biologi, misalnya dalam penentuan

klasifikasi makhluk hidup.

5. Bukti-Bukti Terjadinya Evolusi

Evolusi sulit dibuktikan. Namun, banyak hal yang dapat dijadikan

petunjuk adanya evolusi. Untuk meyakinkan adanya suatu proses perubahan

dari bentuk yang sederhana menjadi bentuk yang lebih kompleks tersebut,

kita memerlukan suatu bukti atau petunjuk yang dapat mendukung atau

membantah fakta dari suatu teori.

Uraian berikut ini akan menjelaskan beberapa petunjuk bahwa evolusi

memang terjadi, di antaranya adalah variasi dalam satu spesies, adanya fosil,

kesamaan kimia, perbandingan anatomi (homologi dan analogi).

a. Variasi dalam Satu Spesies

Apakah Anda dapat membedakan teman-teman Anda? Tidak ada yang

sama persis, bukan? Tentu, karena mereka memiliki karakter wajah atau

postur yang berbeda satu sama lain.

Perbedaan di antara teman-temanmu tersebut dapat dikatakan sebagai

variasi. Variasi individu dalam satu spesies terjadi karena pengaruh beberapa

faktor, yakni genetis dan lingkungan.

b. Fosil

Sisa-sisa hewan dan tumbuhan yang ditemukan pada batuan sedimen

memberikan informasi mengenai peristiwa yang terjadi di masa lalu . Bukti-bukti ini menunjukkan fakta bahwa telah ada variasi

makhluk hidup. Beberapa spesies yang telah punah memiliki karakter

transisional antarkelompok utama organisme yang masih ada. Hal ini

menunjukkan bahwa jumlah spesies tidak tetap, tetapi bisa berubah berkurang

atau bertambah dalam jangka waktu yang panjang.Bukti-bukti yang ada juga menunjukkan bahwa terdapat celah pada

catatan fosil disebabkan tidak lengkapnya data. Semakin banyak kita mempelajari

evolusi dari spesies yang spesifik, celah tersebut atau “rantai yang

hilang” dapat terisi dengan spesimen fosil transisional. Salah satu masalah

yang sering diperdebatkan sehubungan dengan penelitian mengenai fosil

adalah seberapa akurat pengukuran umur fosil.

Berdasarkan umur geologi, pengukuran pada fosil dapat bersifat relatif

atau pasti. Relatif ini dilakukan berdasarkan fosil mana yang dianggap lebih

tua dari yang lain. Sementara itu, pengukuran umur fosil secara lebih pasti

dilakukan dengan bantuan pelapukan radioaktif.

Pengukuran secara radioaktif ini telah dilakukan mulai tahun 1920-an.

Semenjak pengukuran pertama pada batuan bumi, telah dikembangkan lebih

dari 10.000 jenis radioisotop yang dapat berfungsi mengukur umur dari

batuan atau fosil. Dengan begitu, pengukuran terhadap fosil tidak hanya

dilakukan dengan satu jenis isotop saja, tetapi juga diuji kembali dengan

menggunakan jenis isotop yang lain untuk mendapatkan kepastian mengenai

umur suatu fosil. Dengan cara ini, para ilmuwan yang terlibat dalam

pengerjaan fosil dapat memublikasikan revisi umur skala geologi setiap

beberapa tahun sekali. Dari setiap revisi ini, diketahui bahwa pergeseran

umur-umur batuan (masa geologi) hanya terjadi untuk beberapa ratus tahun,

sedangkan pembagian umur pada batuan muda relatif stabil.c. Kemiripan Susunan Biokimia

Pada dasarnya, makhluk hidup di bumi serupa apabila dilihat struktur

anatomi dasar dan komposisi kimianya. Baik itu sel sederhana seperti protozoa

maupun organisme dengan jutaan sel? Semua makhluk hidup bermula dari

sel tunggal yang bereproduksi sendiri dengan proses pembelahan yang serupa.

Dalam waktu hidup yang terbatas, mereka juga tumbuh menua dan mati.Semua hewan dan tumbuhan menerima karakter spesifik dari induknya

dengan cara mendapatkan kombinasi gen tertentu. Ahli biologi molekular

menemukan bahwa gen merupakan segmen molekul DNA dalam sel-sel.

Segmen-segmen DNA ini mengandung kode-kode kimia untuk membentuk

protein dengan berikatan bersama asam amino tertentu dengan urutan yang

spesifik.

Semua jenis protein pada makhluk hidup hanya disusun oleh 20 jenis

asam amino. Kode DNA memiliki bahasa sederhana yang sama untuk semua

makhluk hidup. Ini merupakan bukti yang menjadi dasar kesatuan kehidupan

molekular.

Sebagai tambahan, kebanyakan makhluk hidup mendapatkan energi

yang diperlukan untuk berbagai kegiatan secara langsung atau tidak langsung

dari matahari. Ada yang melalui proses fotosintesis atau memperoleh dengan

mengonsumsi tumbuhan hijau dan organisme lainnya yang memakan

tumbuhan.

d. Perbandingan Anatomi (Homologi dan Analogi)

Jika Anda perhatikan dengan saksama organ-organ tubuh hewan

Vertebrata, organ-organ tersebut memiliki struktur dasar yang sama, tetapi

memiliki fungsi yang berbeda. Perbedaan fungsi ini terjadi karena adaptasi

terhadap lingkungan yang berbeda. Contohnya, tangan manusia dan sayap

burung. Tangan manusia lebih cocok untuk memegang, sedangkan sayap

burung lebih cocok untuk terbang.

Ahli evolusi berpendapat bahwa kedua organ tersebut awalnya memiliki

struktur yang sama. Organ yang memiliki bentuk asal yang sama, namun

memiliki fungsi yang berbeda disebut homologi.Adaptasi juga menyebabkan adanya organ yang memiliki fungsi sama,

tetapi memiliki struktur dasar berbeda. Hal demikian disebut analogie. Perbandingan Embrio

Bukti evolusi dapat juga dilihat dari perkembangan dan pertumbuhan

organisme. Zigot yang merupakan hasil peleburan antara gamet jantan dan

gamet betina akan berkembang menjadi embrio. Pada hewan vertebrata,

ternyata perkembangan dan pertumbuhan embrio tersebut memperlihatkan

bentuk yang mirip satu sama lain. Pada perkembangan lebih lanjut, barulah

embrio-embrio tersebut menunjukkan adanya perbedaan.Berdasarkan gambar tersebut, awal perkembangan embrio ikan hiu,

ayam, dan simpanse cukup mirip, meskipun hasil akhirnya berbeda. Pada

organisme dengan kekerabatan yang dekat, umumnya memiliki pola

pertumbuhan dan perkembangan embrio yang mirip.

Di bab sebelumnya Anda telah mempelajari tentang materi mutasi. Dalam

materi mutasi tersebut dipelajari tentang penyebab dan macam-macam

mutasi.

B Mekanisme Evolusi1. Seleksi Alami

Pernahkah Anda memerhatikan katak atau penyu yang bertelur?

Biasanya katak dan penyu bertelur dalam jumlah yang banyak. Akan tetapi,

dari jumlah yang banyak itu tidak semuanya akan tumbuh dan berkembang

menjadi individu dewasa. Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Apa yang

terjadi jika semua telur katak atau penyu dapat tumbuh dewasa?

Evolusi melalui seleksi alami terjadi pada populasi suatu spesies yang

berubah dari waktu ke waktu. Seleksi alami dapat memengaruhi populasi

melalui tiga macam seleksi alam, yakni seleki alami mengarah, seleksi alami

stabilisasi, dan seleksi alami disruptif (Starr and Taggart, 1995: 278-281;

Iskandar, 2201; 179–180).a. Seleksi Mengarah

Pada seleksi alami ini terjadi seleksi terhadap suatu variasi sifat pada

populasi yang menyebabkan perubahan frekuensi sifat menuju sifat tertentu.

Seleksi mengarah mengakibatkan frekuensi alel akan mengarah pada salah

satu ciri. Perubahan ini merupakan respons terhadap keadaan lingkungan.

Akibat dari seleksi tersebut, terjadi perubahan frekuensi alel ke salah satu

keadaan homozigot.

Contohnya, pada populasi ular bandotan. Ular ini terdiri atas dua

fenotipe. Satu fenotipe bergaris, sedangkan fenotipe yang satunya lagi

berbercak-bercak. Oleh karena hidup di daerah yang beralang-alang maka

ular bandotan yang berfenotipe bergaris memiliki kemampuan yang baik

untuk menghindar dari predatornya. Bandingkan dengan ular yang

bandotan yang berbercak-bercak. Akibatnya, untuk beberapa waktu, di daerah

tersebut hanya dapat ditemukan ular bandotan yang bergaris.

Kondisi sebaliknya ditemukan di daerah yang tidak beralang-alang, tetapi

berbatu kerikil. Pada daerah berbatu kerikil ini, ular bandotan berbercakbercak

lebih mendominasi. Mengapa demikian?

b. Seleksi Stabilisasi

Pada seleksi stabilisasi, sifat yang paling umum merupakan sifat yang

lebih mampu bertahan hidup. Sifat yang tidak umum (ekstrim) akan selalu

terkena seleksi. Misalnya, ada fenotipe siput kuning (alel homozigot) dan

siput cokelat tua (alel homozigot). Siput heterozigot memiliki warna cokelat

seperti tanah. Oleh karena warna kuning dan cokelat tua terlihat mencolok

maka predator (burung) akan lebih banyak memangsa siput warna kuning

dan cokelat tua. Bagaimana dengan siput yang berwarna cokelat seperti

tanah (heterozigot)?

Oleh karena siput yang berwarna cokelat seperti tanah adalah heterozigot

maka pada generasi berikutnya akan dihasilkan kembali siput berwarna

kuning dan cokelat tua. Dengan demikian frekuensi alelnya akan selalu tetap

mendekati 25% kuning, 50% cokelat tanah, dan 25% cokelat tua.c. Seleksi Disruptif

Seleksi disruptif terjadi pada individu heterozigot. Seleksi ini akan

memecah populasi menjadi dua kelompok yang berbeda, tetapi miliki alel

homozigot. Contohnya, pada suatu populasi kepik terdapat kepik warna

kuning (homozigot), hijau (homozigot), dan merah (heterozigot). Oleh

karena kepik warna merah sangat mencolok keberaadaannya di antara

dedaunan, maka burung pemakan kepik akan mudah untuk menemukan

dan kemudian memangsanya. Akibatnya, untuk jangka waktu tertentu,

keberadaan kepik warna merah sukar untuk ditemukan. Bagaimana kalau

kondisi ini berlanjut terus?2. Variasi Genetis

Di dalam suatu populasi, terdapat variasi di antara individu-individunya.

Hal tersebut menunjukkan adanya perubahan genetis. Mutasi dapat meningkatkan

frekuensi alel pada individu di dalam populasi. Dengan demikian,

setiap populasi dapat mengembangkan variasi-variasi yang ada di dalam

populasinya.

Contoh variasi ini terlihat pada ayam yang memiliki jengger berbedabeda. Lantas apakah hubungan atau kaitan antara variasi,

evolusi, dan mutasi?Variasi timbul akibat mutasi, baik mutasi gen maupun mutasi kromosom.

Terjadinya mutasi gen menyebabkan terbentuknya alel baru. Alel baru ini

merupakan sumber terbentuknya variasi. Variasi dalam suatu populasi

merupakan bahan mentah (raw materials) terjadinya evolusi.

Berdasarkan pengetahuan terbaru terdapat dua penyebab terjadinya

variasi genetis, yakni mutasi gen dan rekombinasi gen dalam keturunan.

Hal ini sesuai dengan yang dikatakan Hugo De Vries (Gambar 7.12) bahwa

variasi genetis merupakan akibat dari mutasi gen dan rekombinasi gen-gen

pada keturunan baru.

a. Mutasi Gen

Mutasi gen dapat diartikan sebagai suatu perubahan struktur kimia DNA

yang menyebabkan perubahan sifat pada suatu organisme dan bersifat

menurun. Mutasi gen yang tidak dipengaruhi oleh faktor luar tersebut sangat

jarang dan umumnya tidak menguntungkan.

Mengapa mutasi gen merupakan salah satu mekanisme evolusi? Untuk

menjawabnya Anda perlu memahami terlebih dahulu pengertian angka laju

mutasi. Angka laju mutasi adalah angka yang menunjukkan jumlah gen

yang bermutasi dari seluruh gamet yang dihasilkan oleh satu individu dari

suatu spesies.

Sumber: Biological cience, 1986

a b c d

c. Seleksi Disruptif

Seleksi disruptif terjadi pada individu heterozigot. Seleksi ini akan

memecah populasi menjadi dua kelompok yang berbeda, tetapi miliki alel

homozigot. Contohnya, pada suatu populasi kepik terdapat kepik warna

kuning (homozigot), hijau (homozigot), dan merah (heterozigot). Oleh

karena kepik warna merah sangat mencolok keberaadaannya di antara

dedaunan, maka burung pemakan kepik akan mudah untuk menemukan

dan kemudian memangsanya. Akibatnya, untuk jangka waktu tertentu,

keberadaan kepik warna merah sukar untuk ditemukan. Bagaimana kalau

kondisi ini berlanjut terus?

Untuk lebih jelas memamahami seleki alam mengarah, seleksi alam

stabilisasi, dan seleksi alam disruptif, Anda dapat mempelajari Gambar 7.10.

Pada ilustrasi tersebuit, contoh populasinya adalah kupu-kupu.

2. Variasi Genetis

Di dalam suatu populasi, terdapat variasi di antara individu-individunya.

Hal tersebut menunjukkan adanya perubahan genetis. Mutasi dapat meningkatkan

frekuensi alel pada individu di dalam populasi. Dengan demikian,

setiap populasi dapat mengembangkan variasi-variasi yang ada di dalam

populasinya.

Contoh variasi ini terlihat pada ayam yang memiliki jengger berbedabeda. Lantas apakah hubungan atau kaitan antara variasi,

evolusi, dan mutasi?Pada umumnya, angka laju mutasi suatu populasi spesies sangat rendah,

yaitu secara rata-rata 1 : 100.000. Artinya, dalam setiap 100.000 gamet terdapat

satu gen yang bermutasi. Meskipun sangat kecil, mutasi merupakan salah

satu mekanisme evolusi yang sangat penting karena:

1) setiap gamet mengandung beribu-ribu gen;

2) setiap individu mampu menghasilkan ribuan bahkan jutaan gamet;

3) banyaknya generasi yang dihasilkan satu spesies selama spesies itu belum

punah.

Secara umum mutasi itu merugikan. Peluang mutasi yang menguntungkan

hanya 1/1.000 dari kemungkinan yang bermutasi. Walaupun peluang

ini kecil, tetapi karena jumlah spesies dan generasinya sangat besar maka

peluang mutasi yang menguntungkan juga menjadi besar.

b. Rekombinasi Gen

Rekombinasi gen merupakan mekanisme yang sangat penting dalam

proses evolusi. Proses rekombinasi gen terjadi melalui reproduksi seksual.

Apakah yang dimaksud dengan rekombinasi gen?

Anda dapat membuka kembali materi tentang Genetika. Di sana

dijelaskan tentang huku pewarisan sifat, yaitu Hukum I Mendel dan Hukum

II Mendel. Jika individu dihibrid dikawinkan antarsesamanya, berapakah

perbandingan genotipe F1-nya? Berapakah perbandingan genotipe F2-nya?

Ternyata dapat disimpulkan bahwa jika individu-individu dari suatu

populasi melakukan perkawinan secara acak dan setiap genotipe memiliki

peluang yang sama maka perbandingan genotipe-genotipenya dari generasigenerasi

akan tetap sama. Hal ini sejalan dengan Hukum Hardy-Weinberg

yang akan dipelajari berikutnya.

3. Spesiasi

Dalam evolusi, proses spesiasi merupakan proses yang cukup penting

setelah keanekaragaman. Hal ini dikarenakan salah satu hasil akhir dari

semua proses evolusi adalah suatu spesies yang sesuai dengan keadaan alam

yang ditinggalinya. Apakah itu spesiasi?

Suatu spesies terbentuk melalui mekanisme tertentu. Proses

pembentukan spesies disebut spesiasi. Para ilmuwan membedakan spesies

berdasarkan kemampuan organisme untuk dapat melakukan perkawinan

dan menghasilkan keturunan yang fertil (subur) atau memiliki kemampuan

untuk melakukan hal tersebut. Memiliki kemampuan berarti kedua organisme

tersebut dapat melakukan perkawinan dan menghasilkan keturunan fertil,

meskipun hal tersebut tidak terjadi di alam.

a. Isolasi Reproduktif

Berdasarkan hal tersebut, kata kunci dari definisi spesies adalah adanya

isolasi repoduktif. Adanya isolasi reproduktif menyebabkan perkawinan

antarspesies tidak dapat terjadi. Suatu kelompok dalam satu spesies dapat

kehilangan kemampuan untuk melakukan perkawinan dengan kelompok

lain. Jika hal ini terjadi maka spesies baru sedang terbentuk.

Terdapat beberapa mekanisme isolasi reproduktif, yakni isolasi

prazigotik dan isolasi postzigotik. Mekanisme isolasi prazigotik mencegah

pembentukan zigot. Karena suatu hal, gamet jantan tidak pernah dapat

melakukan fertilisasi atau gagal melakukan fertilisasi dengan gamet betina.

Adapun mekanisme isolasi postzigotik memengaruhi zigot yang telah

terbentuk. Zigot tersebut dapat berkembang menjadi embrio, tetapi tidak

dapat bertahan hidup atau dilahirkan menjadi individu steril. Berikut ini

tabel mekanisme isolasi reproduktif yang dapat terjadi.Mekanisme isolasi prazigotik mencegah terjadinya reproduksi dapat

terjadi secara ekologi dan melibatkan penghalang lingkungan sehingga tidak

tejadi perkawinan. Isolasi dapat juga terjadi karena perilaku

dan melibatkan aktivitas yang memengaruhi waktu dan kesiapan fisiologi

organ reproduksi. Isolasi perilaku menyebabkan dua spesies yang hidup

pada dua habitat yang berbeda tidak dapat melakukan perkawinan walaupun

tidak terpisah secara geografi (Starr and Taggart, 1995: 290).

Isolasi perilaku merupakan penghalang reproduksi penting. Contohnya,

ketika burung jantan dan betina akan kawin, mereka sebelumnya melakukan

ritual perkawinan yang hanya dapat dimengerti oleh pasangan satu spesies.

Ritual tersebut dapat berupa tingkah laku, suara, atau ekskresi zat kimia.

Isolasi mekanis menghalangi perkawinan akibat ketidakcocokan struktur

reproduksi. Misalnya pada dua spesies bunga sage, penyerbukan kedua

bunga sangat bergantung pada serangga, seperti lebah. Akan tetapi, kedua

spesies memiliki perbedaan bentuk dan ukuran petal yang hanya dapat

dihinggapi polinator tertentu. Satu spesies polinator cenderung hanya

membantu penyerbukan tumbuhan yang masih satu spesiesIsolasi temporal terjadi karena perbedaan waktu reproduksi. Hewan

dan tumbuhan umumnya memiliki musim kawin yang singkat, bahkan ada

yang kurang dari satu hari. Contohnya pada tonggeret (Cicada). Satu spesies

tonggeret menjadi dewasa, melakukan reproduksi, dan menghasilkan gamet

setiap 13 tahun. Spesies lain setiap 17 tahun. Hanya satu kali dalam 221

tahun kedua spesies ini menghasilkan gamet bersamaan. Oleh karena itu,

pertemuan gamet antarspesies ini sulit terjadi.

Mekanisme isolasi postzigotik mencegah pertukaran gen antarspesies.

Meskipun dua spesies dapat melakukan perkawinan dan keturunan hasil

persilangan (hibrid) dapat hidup, hibrid biasanya mati sebelum mampu

bereproduksi (inviabilitas hibrid) atau steril (sterilitas hibrid).

Kuda dan keledai dapat melakukan perkawinan, namun hibrid yang

dihasilkan steril. Hibrid ini disebut dengan mule.

Ketika ahli genetis mengawinkan dua spesies lalat buah (Drosophila

pseudoobscura dan D. persimilis), generasi pertama sehat dan menghasilkan banyak

telur fertil. Akan tetapi, pada generasi kedua menghasilkan keturunan yang

lemah dan cenderung steril. Hal ini disebut dengan penurunan kualitas hibrid.

b. Model Spesiasi

Populasi suatu spesies dapat terpisahkan misalnya menjadi dua kelompok

oleh penghalang (barier) fisik maupun geografis. Setiap kelompok akan

terisolasi dan memiliki jalur evolusi yang berbeda sebagai akibat perubahan

frekuensi alel oleh seleksi alami dan mutasi pada masing-masing kelompok.

Pemisahan ini dapat menghasilkan dua spesies yang berbeda. Model spesiasi

ini disebut dengan spesiasi allopatrik. Hal ini terjadi pada tupai Scuriurus

alberti dan Scuriurus kaibabensis di Grand Canyon yang dibatasi oleh sungai

Colorado.Pada model spesiasi kedua, pembelahan spesies tidak terjadi karena

adanya penghalang fisik maupun geografis. Model spesiasi ini disebut

spesiasi simpatrik. Pada spesiasi simpatik, spesies baru terbentuk meskipun

berada dalam populasi spesies induk. Isolasi reproduksi terjadi tanpa isolasi

geografis. Hal ini dapat terjadi jika berlangsung mutasi pada suatu generasi

yang menghasilkan penghalang reproduktif antarmutan dan populasi induk.

Pada spesiasi simpatrik, terjadi penggandaan jumlah kromosom dalam

suatu spesies. Umumnya, spesiasi ini terjadi pada tumbuhan melalui peristiwa

poliploidi. Tumbuhan yang poliploid ini hanya dapat dikawinkan dengan

poliploid lagi. Jika tumbuhan poliploid ini dikawinkan dengan tumbuhan

yang diploid, keturunannya akan steril (mandul). Hal tersebut menunjukkan,

bahwa poliploid merupakan salah satu cara spesiasi simpatrik.

4. Hukum Hardy-Weinberg

Definisi evolusi dipelajari secara terpisah pada saat bersamaan yaitu

pada awal abad 20 oleh Godfrey Hardy, seorang ahli matematika Inggris,

dan Wilhelm Weinberg, seorang ahli fisika Jerman. Melalui permodelan

matematika yang berdasarkan pada probabilitas, mereka menyimpulkan

bahwa frekuensi kolam gen (gene pool) bisa stabil, tetapi evolusi dapat saja

muncul pada semua populasi kapan saja.

Ahli-ahli genetika lain yang mengikuti mereka mendapatkan pengertian

bahwa evolusi tidak akan terjadi dalam populasi yang memiliki syaratsyarat

sebagai berikut.

a. Tidak ada mutasi.

b. Tidak ada seleksi alam.

c. Ukuran populasi sangat besar.

d. Semua anggota populasi dapat berkembang biak.

e. Semua anggota populasi dapat kawin secara acak.

f. Semua anggota populasi menghasilkan keturunan dalam jumlah yang sama.

g. Tidak ada migrasi keluar atau masuk dari dan ke populasi.

Dengan kata lain, jika tidak ada mekanisme ini pada populasi, evolusi

tidak akan terjadi dan frekuensi kolam gen akan tetap. Bagaimanapun,

ketujuh syarat-syarat tersebut sangat sulit untuk dipenuhi sehingga dalam

dunia nyata evolusi tetap terjadi.

Hardy dan Weinberg menemukan suatu rumus sederhana yang dapat

digunakan untuk menemukan probabilitas frekuensi genotipe pada suatu

populasi dan untuk mengetahui perubahan yang terjadi dari satu generasi

ke generasi lainnya. Rumus tersebut dikenal sebagai persamaan kesetimbangan

Hardy-Weinberg. Persamaan ini adalah p² + 2pq + q² = 1, p adalah

frekuensi alel dominan dan q adalah frekuensi alel resesif untuk suatu sifat

yang diatur oleh sepasang alel misalkan A dan a.

Dengan kata lain, p adalah semua alel dalam individu-individu yang

dominan homozigot (AA) dan setengahnya adalah individu-individu yang

heterozigot (Aa) dalam populasi. Persamaan untuk p adalah:

p = AA + ½Aa

q merupakan semua alel dalam individu-individu yang resesif homozigot

(aa) dan setengahnya adalah alel dalam individu-individu heterozigot (Aa).

q = aa + ½Aa

Karena hanya ada dua alel dalam kasus ini, frekuensi keseluruhan harus

berjumlah 100%, maka:

p + q = 1dan secara logika

p = 1 – q

q = 1 – p

Dari persamaan yang didapatkan, dapat diketahui bahwa semua

kemungkinan kombinasi alel yang muncul secara acak adalah

(p + q)² = 1

atau secara lebih sederhana

p² + 2pq + q² = 1

Pada persamaan tersebut, p2 adalah prediksi frekuensi gen homozigot

dominan (AA) pada populasi, 2pq adalah prediksi frekuensi gen heterozigot

(Aa), dan q2 adalah prediksi frekuensi gen homozigot resesif (aa). Dari

observasi fenotipenya, biasanya dapat diketahui frekuensi gen homozigot

resesif dalam persamaan dilambangkan dengan q2 karena mereka tidak

memiliki sifat yang dominan. Huruf yang mengekspresikan sifat pada

fenotipenya adalah yang homozigot dominan (p2) atau heterozigot (2pq).

Hukum Hardy-Weinberg memungkinkan kita untuk memprediksinya.

Karena p = 1 – q dan q diketahui maka akan mudah didapatkan nilai p.

Dengan mengetahui p dan q, maka dapat dengan mudah dimasukkan ke

dalam persamaan (p² + 2pq + q² = 1). Kemudian, frekuensi ketiga genotipe

dapat diketahui.

Dengan membandingkan antara frekuensi genotipe dari generasi berikutnya

dan generasi yang sudah ada dalam suatu populasi, seseorang akan dapat

mempelajari arah dan tingkatan sifatnya serta apakah evolusi terjadi atau

tidak dalam populasi tersebut. Namun, persamaan Hardy-Weinberg tidak

dapat menentukan semua kemungkinan yang menunjukkan evolusi sebagai

faktor yang bertanggung jawab dalam perubahan frekuensi kolam gen.

Sangat penting untuk mengingat fakta bahwa frekuensi kolam gen stabil

secara alami. Mereka tidak mengubah dirinya sendiri. Dengan menyampingkan

fakta bahwa evolusi merupakan hal yang umum terjadi dalam populasi

alami, frekuensi alel akan tetap kecuali ada mekanisme evolusi seperti mutasi,

seleksi alami, dan kawin tidak secara acak.

Sebelum Hardy-Weinberg, dipercaya bahwa alel dominan menghapuskan

alel resesif. Teori yang salah ini dikenal sebagai “genophagy” (artinya

pemakan gen). Berdasarkan teori ini, frekuensi alel dominan selalu bertambah

dari waktu ke waktu. Hardy dan Weinberg berhasil membuktikan

bahwa dengan persamaan mereka, alel dominan bisa saja berkurang

frekuensinya dengan mudah. 

C Asal-Usul KehidupanBagaimanakah kehidupan dapat terjadi? Apakah terjadi secara tiba-tiba

atau ada penyebabnya? Para ilmuwan sejak dulu sudah menyelidiki masalah

tersebut. Untuk mengetahui asal-usul kehidupan, para ilmuwan menyelidiki

dan melakukan eksperimen. Selain penelitian, teori-teori dikemukakan oleh

beberapa ilmuwan berdasarkan bukti-bukti yang ada1. Teori Abiogenesis

Teori abiogenesis disebut juga teori generatio spontanea. Pokok dari teori

ini menyatakan bahwa kehidupan berasal dari benda atau materi tidak hidup

dan kehidupan terjadi secara spontan (generatio spontanea).

Ilmuwan yang mengemukakan teori ini adalah seorang filsafat Yunani

kuno, yakni Aristoteles (384–322 SM). Dengan melihat organisme di sekelilingnya,

Aristoteles berkesimpulan bahwa makhluk hidup muncul secara tibatiba.

Contohnya, seekor cacing yang keluar dari dalam tanah, maka cacing

tersebut berasal dari tanah. Contoh lainnya, katak yang keluar dari lumpur,

maka katak tersebut berasal dari lumpur.

Ilmuwan lain yang mendukung teori ini adalah John Needham (1700).

Ilmuwan dari Inggris ini melakukan percobaan dengan merebus sebentar

air kaldu yang berasal dari sepotong daging. Air kaldu tersebut menjadi

keruh karena adanya mikroorganisme. Ilmuwan tersebut kemudian berkesimpulan

bahwa mikroorganisme berasal dari air kaldu.

2. Teori Biogenesis

Teori biogenesis menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari

makhluk hidup lagi. Teori biogenesis merupakan lawan dari teori abiogenesis.Para ilmuwan yang mendukung teori biogenesis adalah Francesco Redi

(1626–1697), Abbe Lazzaro Spallanzani (1729–1799), dan Louis Pasteur

(1822–1895). Ketiga ilmuwan ini melakukan percobaan dan membuktikan

teori biogenesis.

a. Percobaan Francesco Redi

Francesco Redi adalah orang pertama yang melakukan percobaan untuk

menentang teori abiogenesis. Redi melakukan percobaan dengan menggunakan

daging segar dan dua stoples. Stoples pertama diisi

dengan daging dan dibiarkan terbuka (tidak ditutup), sedangkan stoples

kedua diisi daging dan ditutup rapat.

Setelah beberapa hari, di dalam stoples yang terbuka terdapat larva.

Redi berkesimpulan bahwa larva tersebut berasal dari lalat yang masuk ke

dalam stoples kemudian bertelur. Untuk meyakinkan kesimpulannya

tersebut, Redi melakukan percobaan yang kedua. Kali ini stoples ditutupi

dengan kain kasa sehingga masih terjadi hubungan dengan udara, tetapi

lalat tetap tidak dapat masuk. Setelah beberapa hari, didapatkan daging dalam

stoples tersebut membusuk, tetapi dalam daging tersebut tidak terdapat

larva. Redi mengemukakan tidak adanya larva ini karena lalat tidak bisa

menyimpan telurnya dalam daging. Oleh karena itu, Redi berkesimpulan

bahwa larva lalat bukan berasal dari daging yang membusuk.

b. Percobaan Lazzaro Spallanzani

Pada percobaan Spallanzani, digunakan air rebusan dari daging atau

(air kaldu). Air kaldu tersebut dimasukkan ke dalam dua labu, kemudian

dipanaskan. Setelah dipanaskan, labu I dibiarkan terbuka. Sementara itu,

setelah air kaldu dalam labu II dipanaskan, labu kemudian ditutup rapat

menggunakan gabus.

Setelah beberapa hari, air kaldu dalam labu I menjadi keruh dan berbau

busuk yang disebabkan oleh aktivitas mikroorganisme. Mikroorganisme

tersebut berasal dari udara bebas yang masuk ke labu I karena tidak ditutup.

Pada labu II, ternyata tidak ada perbedaan dari sebelumnya. Air kaldu tetap

jernih. Jernihnya air kaldu ini disebabkan tidak adanya udara yang masuk

ke dalam labu.Percobaan Spallanzani menunjukkan bahwa pada labu terbuka terdapat

kehidupan yang berasal dari mikroorganisme yang ada di udara. Pada labu

yang ditutup tidak terdapat kehidupan. Berdasarkan hal tersebut, Spallanzani

berkesimpulan bahwa kehidupan bukan berasal dari air kaldu, tetapi berasal

dari makhluk hidup lainnya. Akan tetapi, para penganut abiogenesis

menyanggah penelitian ini dan mengatakan bahwa mikroorganisme tidak

tumbuh karena tidak terdapat udara. Udara dibutuhkan untuk menyokong

kehidupan.

c. Percobaan Louis Pasteur

Louis Pasteur adalah seorang ahli biokimia dari Perancis yang berhasil

menumbangkan teori abiogenesis. Hasil percobaannya tidak dapat disanggah

lagi oleh pendukung teori abiogenesis. Percobaan yang dilakukan Louis

Pasteur ini sebenarnya penyempurnaan dari percobaan yang dilakukan oleh

Spallanzani.

Pasteur menggunakan labu berleher seperti angsa dalam percobaannya

(Gambar 7.19). Labu berleher seperti angsa ini diisi dengan air kaldu. Fungsi

dari labu leher angsa ini adalah agar hubungan antara labu dan udara luar

masih ada, artinya masih terdapat oksigen. Labu ini dipanaskan untuk mensterilkan

air kaldu dari mikroorganisme. Setelah dipanaskan, labu kemudian

didinginkan dan disimpan.

Setelah beberapa hari, ternyata air kaldu dalam labu leher angsa tetap

jernih, namun di bagian lehernya banyak terdapat debu dan partikel-partikel,

sedangkan di labu lainnya yang tidak berleher angsa, air kaldunya mengandung

mikroorganisme. Berdasarkan hasil percobaannya, Louis Pasteur

menyimpulkan bahwa mikroorganisme yang ada dalam air kaldu bukan

berasal dari air kaldu itu sendiri, melainkan dari mikroorganisme yang ada

di udara.Hasil percobaan Louis Pasteur berhasil menumbangkan teori abiogenesis.

Dari hasil percobaannya, Pasteur mengajukan teori baru tentang asal-usul

kehidupan. Isi teori disebut menyatakan beberapa hal, di antaranya omnevivum ex ovo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari telur, omne ovum ex

vivo, yakni setiap telur berasal dari makhluk hidup, dan omne vivum ex

vivo, yakni setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya.

3. Teori Evolusi Kimia

Ternyata gugurnya teori abiogenesis oleh teori biogenesis tidak membuat

ilmuwan berhenti menyelidiki tentang asal-usul kehidupan. Sekarang, timbul

pertanyaan, jika makhluk hidup berasal dari makhluk hidup, dari manakah

asal mula makhluk hidup yang pertama? Untuk menjawab itu, muncullah teori

evolusi kimia. Ilmuwan yang menyatakan teori tersebut adalah Harold Urey.

Urey menyatakan bahwa pada periode tertentu, atmosfer bumi mengandung

molekul metana (CH4), amonia (NH4), air (H2O), dan karbon dioksida

(CO2). Karena pengaruh dari energi petir dan sinar kosmis, zat-zat tadi

bereaksi. Hasil reaksi tersebut menghasilkan suatu zat hidup yang diduga

virus. Zat hidup tersebut berkembang selama jutaan tahun membentuk

makhluk hidup. Teori yang dikemukakannya tersebut, kemudian dikenal

dengan teori Urey.

Untuk membuktikan teori ini, Stanley Miller melakukan sebuah

percobaan (Gambar 7.20). Peralatan yang dirancang Miller, yakni ruang

bunga api diisi dengan campuran gas meniru atmosfer purba, sementara

botol kaca kecil diisi dengan air murni seperti sup purba. Miller membuat

kilat buatan dengan bunga api listrik di antara dua elektroda dalam atmosfer

buatan tersebut. Ia juga memanaskan air laut tiruannya. Percobaan ini

berlangsung selama seminggu dan dapat menghasilkan beragam senyawa

organik.

Di alam nyata, reaksi kimia ini akan berjalan selama jutaan tahun

sehingga dapat membentuk hasil yang lebih kompleks. Pada titik tertentu

dari proses yang panjang ini, senyawa kimia dapat terbentuk dengan

sendirinya. Jika pada proses membentuk diri ini terkadang terdapat

kesalahan, senyawa kimia ini dapat menyesuaikan diri dan berevolusi

melalui proses seleksi kimiawi. Jadi, kehidupan tidak terbentuk secara tibatiba

melainkan timbul secara bertahap dari senyawa tidak hidup.4. Teori Evolusi Biologi

Alexander Ivanovich Oparin (Gambar 7.21) mengemukakan bahwa

evolusi zat-zat kimia terjadi sebelum di bumi terdapat kehidupan. Seperti

sebelumnya, zat anorganik berupa air, metana, karbon dioksida, dan amonia

terkandung dalam atmosfer bumi. Zat anorganik tersebut membentuk zatzat

organik akibat adanya radiasi dari energi listrik yang berasal dari petir.

Suhu di bumi terus menurun. Ketika sampai pada titik kondensasi, terjadi

hujan yang mengikis batuan di bumi yang banyak mengandung zat-zat

anorganik. Zat-zat anorganik tersebut terbawa ke lautan yang panas. Di

lautan ini terbentuk sup purba atau sup primordial. Sup purba terus

berkembang selama berjuta-juta tahun. Di dalam sup purba, terkandung zat

anorganik, RNA, dan DNA. RNA yang dibutuhkan dalam proses sintesis

protein dapat terbentuk dari DNA. Akibatnya, terbentuklah sel pertama.

Sel pertama tersebut mampu membelah diri sehingga jumlahnya semakin

banyak. Sejak saat itulah evolusi biologi berlangsung.

a. Terbentuknya Makhluk Hidup Prokariotik

Sejarah kesuksesan makhluk hidup prokariotik dimulai sedikitnya pada

3,5 miliar tahun yang lalu. Prokariotik merupakan bentuk kehidupan pertama

dan paling sederhana. Mereka hidup dan berevolusi di bumi selama 2 miliar

tahun. Prokariotik dianggap paling primitif, karena selnya hanya memiliki

membran sel. DNA, RNA hasil transkripsi, dan molekul-molekul organik

berada dalam sitoplasma tanpa dibatasi membran.

Prokariotik pertama kemungkinan merupakan kemoautrotof yang

menyerap molekul organik bebas dan ATP di sup purba melalui sintesis

abiotik. Seleksi alam menyebabkan prokariotik yang dapat mengubah ADP

menjadi ATP melalui glikolisis bertambah. Akhirnya, prokariotik yang dapat

melakukan fermentasi berkembang dan hal tersebut menjadi cara hidup

organisme di bumi karena belum tersedianya O2. Beberapa Archaebacteria

dan beberapa bakteri obligat anerob yang sekarang hidup melalui fermentasi,

mirip dengan prokariotik terdahulu.

b. Terbentuknya Organisme Fotoautotrof

Ketika kecepatan konsumsi bahan organik oleh fermentasi prokariotik

melebihi kecepatan sintesis untuk menggantikan molekul organik,

berkembanglah prokariotik yang dapat membuat molekul organiknya

sendiri. Pada prokariotik awal, pigmen yang dapat menyerap cahaya

digunakan untuk menyerap kelebihan energi cahaya (terutama dari sinar

ultraviolet) yang membahayakan bagi sel yang hidup di permukaan.

Selanjutnya, pigmen ini mampu melakukan transfer elektron untuk sintesis

ATP. Prokariotik ini mirip dengan Archaebacteria yang disebut bakteri

halofik. Pigmen yang menangkap cahaya dikenal dengan bakteriorhodopsin

yang dibuat pada membran plasma.

Prokariotik lain memiliki pigmen yang dapat menggunakan cahaya untuk

transfer elektron dari hidrogen sulfida (H2S) menjadi NADP+ dan dapat

memfiksasi CO2. Akhirnya, Eubacteria memiliki cara untuk menggunakan

H2O sebagai sumber elekton dan hidrogen. Bakteri ini adalah Cyanobacteria

pertama yang mampu membuat molekul organik dari air dan CO2.

Cyanobacteria berkembang dan mengubah bumi dengan melepaskan O2

sebagai efek fotosintesis.

Cyanobacteria berkembang antara 2,5 miliar hingga 3,4 miliar tahun

yang lalu. Mereka hidup bersama prokariotik lain membuat koloni. Fosil

koloni ini disebut stromatolit yang banyak ditemukan di perairan air tawar

dan air lautc. Bangkitnya Organisme Eukariotik

Eukariotik berkembang sekitar 1,2 miliar tahun yang lalu. Hal yang

sangat membedakan eukariotik dengan prokariotik adalah adanya organelorganel

yang memiliki membran. Bagaimana sel eukariotik yang kompleks

dapat terbentuk dari prokariotik yang sederhana?

Sistem membran organel-organel pada eukariotik dapat terbentuk dari

invaginasi yang terspesialisasi. Pada eukariotik terdahulu, invaginasi

(pelekukan ke dalam) dapat terjadi sehingga membentuk membran inti dan

retikulum endoplasmaProses lain yang disebut endosimbiosis menjelaskan pembentukan

mitokondria, kloroplas, dan beberapa organel eukariotik lain. Teori ini dikemukakan

oleh Lynn Margulis. Endo berarti di dalam dan simbiosis berarti

hidup bersama. Endosimbiosis terjadi ketika sel simbion hidup secara

permanen di dalam sel lain (sel inang) dan interaksi ini menguntungkan

keduanya. Berdasarkan teori ini, eukariotik berkembang

setelah sel fotosintesis muncul dan oksigen melimpah di atmosfer.

Kloroplas dan mitokondria tampaknya merupakan evolusi sel prokariotik

yang melakukan endosimbiosis dengan sel prokariotik besar. Nenek moyang

mitokondria kemungkinan besar adalah sel prokariotik heterotrof yang

mampu menggunakan oksigen dan menghasilkan energi. Adapun nenek

moyang kloroplas kemungkinan adalah Cyanobacteria.Sel eukariotik hasil endosimbiosis ini sekarang kita kenal dengan nama

Protista. Makhluk hidup eukariotik satu sel ini sangat beranekaragam.

Beberapa Protista dapat berfotosintesis, sebagian lagi bersifat heterotrof

dan dapat aktif bergerak. Sebagian mirip jamur dan mendapatkan makanan

dengan menyerap secara absorpsi.

Makhluk hidup eukariotik banyak sel, seperti rumput laut, tumbuhan

dan hewan kemungkinan berasal dari Protista yang berkoloni. Koloni Protista

tersebut mengalami spesialisasi dan saling bergantung satu sama lain, namun

semakin efisien dalam melakukan aktivitasnya. Hal ini terus terjadi hingga

kehidupan memasuki daratan dan muncullah makhluk hidup banyak sel yang

lebih kompleks.

Bukti-bukti evolusi ini semakin diperkuat oleh sistematika molekuler

berdasarkan perbandingan DNA organisme (Gambar 7.25). Perbandingan

gen RNA mengidentifikasikan bahwa alpha proteobacteria adalah kerabat

dekat mitokondria dan Cyanobacteria adalah kerabat dekat kloroplas.

Sistematika molekuler memberikan cara baru mengungkap evolusi dan

kekerabatan makhluk hidup.

5. Waktu Geologis

Berdasarkan catatan geologis, bumi ini telah ada kurang lebih 4,5 miliar

tahun yang lalu sebagai hasil dari sebuah ledakan mahadahsyat di angkasa.

Kehidupan diperkirakan mulai hadir 1 miliar tahun dan oleh para ahli percaya

bahwa lautan merupakan tempat awal mula hadirnya kehidupan. Keberadaan

organisme multiseluler dimulai kira-kira 600 juta tahun yang lalu pada awal

masa Paleozoic.

Ada empat masa yang dikenal berdasarkan kehadiran makhluk hidup.

Masa tersebut adalah proterozoik, paleozoik, mesozoik, dan senozoik.

a. Proterozoik

Awal mula hadirnya kehidupan, masa ini ada sekitar 3,5 miliar tahun

yang lalu. Sebuah fosil batuan pada masa ini, ditemukan mengandung fosil

mikroorganisme primitif yang dikenal dengan bakteri (prokariotik). Organisme

eukariotik kemudian muncul sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu.

b. Paleozoik (Kehidupan Kuno)

Pada masa ini, diperkirakan mulai munculnya tumbuhan, invertebrata,

dan hewan vertebrata pertama, masa ini terjadi sekitar 230 juta sampai dengan

600 juta tahun yang lalu. Perkembangan masa ini dimulai dengan semakin

banyaknya kehadiran organisme invertebrata di lautan. Beberapa jenis di

antaranya masih tersisa hingga kini, di antaranya adalah kelompok

Echinodermata, Arthropoda, dan Mollusca. Pada masa ini juga mulai hadirnya

zaman karbon sehingga diduga mulai terjadi invasi tumbuhan di daratan.

Selama zaman karbon ini, cuacanya sangat panas dan lembap. Di daratan

banyak terdapat tumbuhan dan konifer. Jenis tumbuhan dan hewan pada

masa inilah yang memberikan kita ketersediaan bahan bakar fosil pada masa

sekarang. Serangga juga diduga mulai mengisi daratan. Ukuran serangga

yang hidup pada masa itu lebih besar dari serangga yang umum kita lihat

saat ini. Selain itu, ikan pertama pun mulai muncul di laut.

c. Mesozoik (Zaman Reptilia)

Zaman ini merupakan awal mula hadirnya tumbuhan berbunga,

dinosaurus, burung, dan mamalia. Masa ini terjadi antara 250 sampai dengan

60 juta tahun yang lalu. Pada masa ini, banyak spesies reptil dari masa zaman

karbon mengalami kepunahan tanpa sebab yang pasti dan digantikan dengan

jenis dinosaurus. Masa ini dipenuhi dengan jenis-jenis dinosaurus herbivora

dan karnivora. Pada zaman jurasik dan cretaceous, jenis reptil yang hidup

berukuran sangat besar. Beberapa jenis Sauropods, seperti Brontosaurus

dan Brachiosaurus merupakan organisme terbesar yang pernah hidup di

daratan bumi kita.

d. Senozoik (Zaman Mammalia)

Pada masa ini mulai terjadi penyebaran makhluk hidup sehingga terjadi

diversifikasi tumbuhan berbunga, serangga, burung dan mamalia. Selain

itu, masa ini juga merupakan awal mula hadirnya manusia (sekitar 3 juta

tahun yang lalu).

« Previous entries
Follow

Get every new post delivered to your Inbox.