Tingkat Keanekaragaman

• Gen: variasi dalam satu spesies. Contoh: varietas mangga atau padi.
• Jenis: variasi antarspesies. Contoh: kelapa, pinang, aren.
• Ekosistem: variasi habitat dan interaksi biotik-abiotik. Contoh: hutan hujan, savana, mangrove.

Keanekaragaman Indonesia

Indonesia termasuk negara megabiodiversitas karena beriklim tropis, memiliki banyak pulau, variasi habitat tinggi, dan banyak spesies endemik.

Garis Wallace & Weber

Pelestarian

• In situ: di habitat asli, misalnya taman nasional dan cagar alam.
• Ex situ: di luar habitat asli, misalnya kebun raya, kebun binatang, bank benih.

Virus bersifat aseluler, memiliki materi genetik DNA atau RNA dan kapsid protein. Virus hanya dapat bereplikasi di dalam sel hidup sehingga disebut parasit obligat intraseluler.

Siklus Litik

Adsorpsi → Penetrasi → Sintesis → Perakitan → Lisis

Siklus Lisogenik

Materi genetik virus berintegrasi dengan DNA inang. Pada bakteriofag disebut profag. Lisogenik dapat beralih ke litik.

Peranan

• Merugikan: influenza, AIDS, rabies, demam berdarah, polio, COVID-19.
• Menguntungkan: vektor rekayasa genetika, pembuatan vaksin, penelitian molekuler.

Bakteri dan Archaea bersifat prokariotik: tidak memiliki membran inti, DNA berada di nukleoid, serta memiliki ribosom.

Reproduksi & Variasi Genetik

• Pembelahan biner: reproduksi utama.
• Konjugasi: transfer DNA melalui pili.
• Transformasi: mengambil DNA bebas dari lingkungan.
• Transduksi: transfer DNA melalui bakteriofag.

Pewarnaan Gram

Peranan bakteri meliputi fermentasi, penguraian, fiksasi nitrogen, produksi antibiotik, dan sebagian menyebabkan penyakit.

Protista

• Mirip hewan: protozoa, misalnya Amoeba, Paramecium, Plasmodium.
• Mirip tumbuhan: alga, misalnya Spirogyra, diatom.
• Mirip jamur: jamur lendir dan jamur air.

Fungi

Eukariotik, heterotrof, tidak berklorofil, dinding sel mengandung kitin, tubuh tersusun atas hifa dan miselium.

• Zygomycota: Rhizopus.
• Ascomycota: Saccharomyces, Penicillium, Aspergillus.
• Basidiomycota: jamur tiram, jamur merang, jamur kuping.

Sel tumbuhan memiliki dinding sel, kloroplas, dan vakuola besar. Sel hewan tidak memiliki dinding sel/kloroplas dan umumnya memiliki sentriol.

• Difusi: zat bergerak dari konsentrasi tinggi ke rendah.
• Osmosis: perpindahan air melalui membran semipermeabel.
• Transpor aktif: melawan gradien konsentrasi dan membutuhkan ATP.
• Endositosis: zat masuk melalui vesikel.
• Eksositosis: zat keluar melalui vesikel.

Hipotonik → air masuk; hipertonik → air keluar; isotonik → tidak ada perpindahan air netto.

Enzim adalah biokatalisator yang mempercepat reaksi dengan menurunkan energi aktivasi.

• Lock and key: sisi aktif dianggap kaku dan cocok dengan substrat.
• Induced fit: sisi aktif menyesuaikan bentuk saat substrat berikatan.

Faktor yang memengaruhi: suhu, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, inhibitor, dan kofaktor.

Inhibitor kompetitif bersaing di sisi aktif; inhibitor nonkompetitif berikatan di tempat lain dan mengubah bentuk enzim.

Urutan respirasi aerob: Glikolisis → Dekarboksilasi Oksidatif → Siklus Krebs → Transpor Elektron.

Oksigen adalah akseptor elektron terakhir.

Fermentasi

• Asam laktat: menghasilkan laktat, misalnya pada sel otot saat O₂ terbatas.
• Alkohol: menghasilkan etanol dan CO₂, misalnya pada ragi.

Fotosintesis

• Reaksi terang: di membran tilakoid; menghasilkan ATP, NADPH, O₂.
• Siklus Calvin: di stroma; menggunakan CO₂, ATP, dan NADPH.

Kemosintesis

Pembentukan senyawa organik menggunakan energi dari oksidasi senyawa anorganik oleh organisme kemoautotrof.

C3, C4, CAM

• Meristem: aktif membelah; pertumbuhan primer dan sekunder.
• Epidermis: pelindung permukaan.
• Parenkim: jaringan dasar; fotosintesis/penyimpanan.
• Kolenkim: penyokong organ muda.
• Sklerenkim: penyokong kuat, dinding menebal berlignin.
• Xilem: mengangkut air dan mineral.
• Floem: mengangkut hasil fotosintesis.

• Akar: menyerap air/mineral dan menambatkan tumbuhan.
• Batang: menopang dan menjadi jalur transport.
• Daun: fotosintesis, transpirasi, pertukaran gas.
• Bunga: reproduksi generatif.

Air bergerak melalui xilem karena tekanan akar, kapilaritas, kohesi-adhesi, dan tarikan transpirasi.

Hasil fotosintesis didistribusikan melalui floem dari source ke sink.

• Auksin: pemanjangan sel, dominansi apikal, tropisme.
• Giberelin: pemanjangan batang, perkecambahan, pembungaan.
• Sitokinin: pembelahan sel dan menunda penuaan.
• Etilen: pematangan buah.
• ABA: dormansi dan penutupan stomata.

Faktor lingkungan: cahaya, suhu, air, kelembapan, dan nutrisi mineral.

• Epitel: pelindung, sekresi, absorpsi.
• Ikat: mengikat/menopang; termasuk darah, tulang, lemak.
• Otot: lurik, polos, jantung.
• Saraf: menerima dan menghantarkan impuls.

Sistem gerak terdiri atas tulang, sendi, dan otot.

• Tulang = alat gerak pasif.
• Otot = alat gerak aktif.
• Pasangan otot dapat bekerja antagonis atau sinergis.

Kontraksi otot terjadi karena interaksi aktin-miosin dengan bantuan ATP dan Ca²⁺.

Darah tersusun atas plasma dan elemen seluler: eritrosit, leukosit, trombosit.

Jantung manusia memiliki 4 ruang: 2 atrium dan 2 ventrikel.

• Arteri: membawa darah keluar dari jantung.
• Vena: membawa darah menuju jantung.
• Kapiler: tempat pertukaran zat.

Gangguan: anemia, hipertensi, aterosklerosis, varises, hemofilia, penyakit jantung koroner.

Urutan organ: mulut → esofagus → lambung → usus halus → usus besar → rektum → anus.

• Amilase: memecah pati.
• Pepsin: memecah protein di lambung.
• Tripsin/peptidase: mencerna protein di usus halus.
• Lipase: memecah lemak.

Sebagian besar penyerapan nutrisi terjadi di usus halus melalui vili.

Inspirasi: rongga dada membesar, tekanan intrapulmonal turun, udara masuk. Ekspirasi terjadi sebaliknya.

Pertukaran gas terjadi di alveolus secara difusi.

Kapasitas vital = volume tidal + cadangan inspirasi + cadangan ekspirasi.

Ginjal membentuk urine melalui filtrasi → reabsorpsi → augmentasi/sekresi.

• Ginjal: urine.
• Kulit: keringat.
• Paru-paru: CO₂ dan uap air.
• Hati: detoksifikasi dan pigmen empedu.

Neuron menghantarkan impuls melalui perubahan potensial membran dan sinaps.

Gerak refleks umumnya melalui lengkung refleks: reseptor → neuron sensorik → interneuron → neuron motorik → efektor.

Hormon utama meliputi insulin, glukagon, adrenalin, tiroksin, hormon pertumbuhan, FSH, LH, estrogen, progesteron, dan testosteron.

• Nonspesifik: kulit, mukus, fagositosis, inflamasi.
• Spesifik: limfosit B dan T serta antibodi.

Respon primer lebih lambat; respon sekunder lebih cepat karena adanya sel memori.

Spermatogenesis menghasilkan 4 spermatozoa fungsional; oogenesis menghasilkan 1 ovum fungsional dan badan polar.

Siklus menstruasi dipengaruhi FSH, LH, estrogen, dan progesteron.

Fertilisasi umumnya terjadi di tuba fallopi, lalu zigot berkembang dan berimplantasi di uterus.

DNA menyimpan informasi genetik; RNA berperan dalam ekspresi gen.

• mRNA: membawa kode genetik.
• tRNA: membawa asam amino.
• rRNA: penyusun ribosom.

Transkripsi: DNA → RNA. Translasi: mRNA → polipeptida di ribosom.

Crossing over terjadi pada profase I meiosis dan meningkatkan variasi genetik.

Mendel I (segregasi): pasangan alel berpisah saat pembentukan gamet.

Mendel II (asortasi bebas): alel dari gen berbeda berpisah secara bebas bila tidak terpaut.

Monohibrid klasik: fenotipe F₂ 3:1. Dihibrid klasik: 9:3:3:1.

Pola fenotipe dapat menyimpang dari rasio Mendel karena interaksi gen.

• Epistasis-hipostasis: satu gen menutupi ekspresi gen lain.
• Komplementer: dua gen dominan berbeda diperlukan bersama untuk menghasilkan fenotipe tertentu.
• Polimeri: beberapa gen memengaruhi satu sifat kuantitatif.
• Kriptomeri: alel dominan tampak bila ada gen dominan lain yang mendukung.

Gen yang terletak pada kromosom yang sama cenderung diwariskan bersama dan disebut terpaut.

Crossing over dapat memisahkan gen terpaut dan menghasilkan rekombinan.

Nondisjunction adalah kegagalan kromosom homolog atau kromatid berpisah, sehingga dapat menghasilkan aneuploidi.

Sistem ABO melibatkan alel I^A, I^B, dan i. I^A dan I^B bersifat kodominan.

Contoh kelainan autosomal: albinisme, talasemia. Contoh terpaut kromosom X: hemofilia dan buta warna.

Ekosistem tersusun atas komponen biotik dan abiotik.

• Produsen → konsumen → dekomposer.
• Interaksi: predasi, kompetisi, mutualisme, komensalisme, parasitisme.

Jaring-jaring makanan merupakan gabungan beberapa rantai makanan.

Piramida energi selalu mengecil ke tingkat trofik lebih tinggi karena energi hilang sebagai panas.

Ukuran populasi dipengaruhi natalitas, mortalitas, imigrasi, dan emigrasi.

Faktor pembatas dapat bersifat bergantung kepadatan atau tidak bergantung kepadatan.

Daur Penting

• Air: evaporasi, kondensasi, presipitasi, infiltrasi.
• Karbon: fotosintesis, respirasi, pembakaran, dekomposisi.
• Nitrogen: fiksasi, nitrifikasi, asimilasi, amonifikasi, denitrifikasi.
• Fosfor: tidak memiliki fase gas utama.
• Sulfur: melibatkan atmosfer, tanah, air, dan organisme.

• Pencemaran air: limbah domestik/industri, eutrofikasi.
• Pencemaran udara: partikulat, SO₂, NOx, CO, ozon troposfer.
• Pencemaran tanah: pestisida, logam berat, sampah.

Pemanasan global berkaitan dengan peningkatan gas rumah kaca seperti CO₂, CH₄, dan N₂O.

Suksesi primer dimulai pada tempat tanpa tanah; suksesi sekunder terjadi pada area yang masih memiliki tanah setelah gangguan.

• Lamarck: penggunaan/tidak penggunaan organ dan pewarisan sifat yang diperoleh.
• Darwin: seleksi alam terhadap variasi yang dapat diwariskan.
• Weismann: perubahan pada sel tubuh tidak diwariskan; pewarisan melalui sel kelamin.

Bukti Evolusi

• Fosil.
• Anatomi komparatif: homolog dan analog.
• Embriologi komparatif.
• Biokimia dan kemiripan DNA/protein.
• Biogeografi.

Mekanisme evolusi meliputi mutasi, rekombinasi, seleksi alam, aliran gen, hanyutan genetik, dan isolasi reproduksi.

Keseimbangan Hardy-Weinberg berlaku pada populasi besar, kawin acak, tanpa mutasi, tanpa migrasi, dan tanpa seleksi.

p + q = 1 dan p² + 2pq + q² = 1

p² = homozigot dominan, 2pq = heterozigot, q² = homozigot resesif.

Bioteknologi konvensional memanfaatkan organisme/mikroorganisme secara langsung, terutama melalui fermentasi.

• Tempe: Rhizopus.
• Yoghurt: bakteri asam laktat.
• Roti/tape: Saccharomyces.
• Kecap: fermentasi oleh mikroorganisme tertentu.

• Rekayasa genetika: memodifikasi materi genetik untuk memperoleh sifat tertentu.
• Kultur jaringan: memperbanyak tanaman dari jaringan pada media steril berdasarkan totipotensi.
• Kloning: menghasilkan individu atau sel yang secara genetik sangat mirip.
• Antibodi monoklonal: antibodi identik dari satu klon sel.
• DNA rekombinan: menggabungkan DNA dari sumber berbeda.
• Plasmid: sering digunakan sebagai vektor pembawa gen pada bakteri.