BIOLOGI DASAR TERINTEGRASI FIRMAN ILAHI

BIOLOGI DASAR TERINTEGRASI FIRMAN ILLAHI LAILI RAHMI, M.Pd KOMUNITAS GEMULUN INDONESIA

BIOLOGI DASAR TERINTEGRASI FIRMAN ILAHI Copyright © 2020 Diterbitkan oleh Komunitas Gemulun Indonesia (anggota IKAPI) Jalan Kapten Abdul Hasan, RT 26 Nomor 38A, Kecamatan Telanai Pura, Jambi. Telepon: 0823-7466-2791 Email: [email protected] Instagram: komunitasgemulunindonesia Website: Gemulun.com Penulis: Laili Rahmi Perancang Sampul: Novita Nurul Hidayah, M.Pd Layout: Nafri Dwi Boy Desember 2022 Uk. 17 x 25 cm ISBN: ......................... Dilarang memperbanyak tanpa seizin tertulis dari penerbit. Sanksi Pelanggaran Pasal 113 Undang-Undang Nomor 28 Tahun 2014 tentang Hak Cipta ii

KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warohmatullahi Wabarokatuh Puji syukur penulis haturkan kehadirat ALLAH SWT atas limpahan Rahmat dan RedhoNYA penulis dapat menyelesaikan penulisan buku ini. Penulis sungguh merasa haru dan sangat bersyukur karena selalu mendapatkan kemudahan disetiap kesulitan atau tantangan selama penulisan buku ini hingga akhirnya dapat menyelesaikannya dengan baik. Penulis merasa mendapatkan pemahaman yang bermakna setelah menulis buku ini dengan menyadari betapa begitu banyaknya ciptaan Allah Yang Maha Kuasa. Tidak hanya terkait jumlah yang tak bisa dihitung namun setiap makhluk hidup tersebut menunjukkan kesempurnaan mulai dari struktur tubuh, proses yang menakjubkan yang terjadi di dalam tubuh hingga keteraturan dan keseimbangan dalam interaksi dengan alam. Goresan tinta pada lembar ini tidak akan mampu menuliskan semua jenis tumbuhan dan hewan yang menjadi kekayaan CiptaanNYA. Apa yang mampu kita lihat saat ini atau temui disekitar kita hanya sebagian kecil dari makhluk hidup dan justru yang tidak terlihat atau sulit ditemukan jauh lebih banyak jumlah dan jenisnya. Diantara makhluk hidup tersebut menunjukkan perilaku yang unik dan menakjubkan hingga sulit dipahami secara logika. Hanya keyakinan yang membuat kita dapat menerima bahwa hal itu sebagai wujud kekuasaan Sang Pencipta. Al-Quran adalah kitab suci umat Islam di seluruh dunia sebagai mukjizat yang diturunkan kepada Baginda Nabi Muhammad SAW. Menurut Prof. Dr Hamka (2004) salah satu I‟jaz Al-Qur‟an yang mengagumkan adalah terdapatnya beberapa pokok ilmiah yang tinggi di dalam Al-Quran mengenai alam. Dibicarakan didalamnya soal kejadian langit dan bumi; bintang-bintang, bulan dan matahari. Dari hal turunnya hujan dan hubungannya dengan kesuburan dan kehidupan. Dibicarakan juga soal asal

usul kejadian manusia, Dibicarakan juga dari hal kayu-kayuan, kebun-kebun yang indah, pengaruh angin berhembus untuk mempertemukan “jantan betina” pada tumbuh tumbuhan. Soal-soal alam yang dibicarakan ini sangatlah mengagumkan, karena bertambah dalam penyelidikan manusia dalam berbagai macam ilmu pengetahuan alam, bertambah jelas maksud ayat-ayat itu. Sedang Nabi Muhammad bukanlah seorang ahli ilmu alam. Biologi sebagai ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup, tidak cukup diketahui hanya secara teoretis namun perlu pemahaman secara kontekstual. Alam dengan segala keteraturanya kita yakini berada dalam kendali Illahi. Oleh karena itu sudah sepatutnya kita memahami bidang ilmu ini dengan terintegrasi pada firmanNYA. Hal ini akan menjadikan pemahaman kita lebih bermakna. Buku ini tidak akan dapat diselesaikan dan sampai pada tangan pembaca tanpa keterlibatan banyak pihak yang telah membantu dan memberi dukungan. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Direktorat Pendidikan Tinggi Keagamaan Islam, Direktorat Jenderal Pendidikan Islam Kementerian Agama RI melalui program penelitian, publikasi ilmiah dan pengabdian masyarakat (litapdimas) yang telah memberi kesempatan bagi penulis lulus sebagai penerima bantuan cluster penerbitan buku ajar tahun 2022. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada ibunda Asnida yang tiada hentinya memberi doa bagi kebaikan penulis. Suami tercinta Agus Sulistya, S.Sos yang selalu sabar dan memberi perhatian serta dukungan, buah hati tercinta Ayunindya Faidha dan Alfarabi Rahman; “Ibu berharap kalian tumbuh hingga dewasa dan suatu saat akan dapat membaca buku ini”. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan sejawat dari IAI Yasni Bungo yang tidak dapat disebutkan satu persatu serta segenap mahasiswa khsususnya Tadris IPA yang turut memberi dukungan dalam penyelesaian buku ini. iv

Akhir kata penulis berharap semoga buku ini memberi kesan bermakna di hati dan ilmu yang bermanfaat bagi para pembaca. Meningkatkan keyakinan akan adanya Dzat Yang Maha Kuasa serta penghormatan kepada kitab suci, pegangan hidup hingga akhir zaman, Al- Qur‟an dan Hadits Nabi saw. Adapun segala kebaikan dan puji hanya milikNYA dan kekurangan bagi kita sebagai manusia biasa. Penulis mengucapkan maaf apabila terdapat kekeliruan dalam isi buku ini dan berharap kritik dan saran yang konstruktif demi menjadi lebih baik lagi. Silakan kirimkan korespondensi pembaca melalui email [email protected]. Wassalamu’alikum warohmatullahi wabarokatuh.

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR BAB I HAKIKAT BIOLOGI A. Biologi Berkembang dari Rasa Ingin Tahu tentang Alam 1 B. Sejarah Perkembangan Biologi 2 C. Perkembangan Ilmu Biologi 4 BAB II SEL A. Mengenal Istilah “Sel” 10 B. Klasifikasi Sel pada Makhluk Hidup 11 C. Struktur dan Fungsi Organel sel 13 BAB III REPRODUKSI SEL 18 A. Reproduksi Sel Mengawali Kehidupan Manusia 18 B. Reproduksi Sel secara Langsung (Biner) 20 C. Reproduksi sel secara mitosis 21 D. Reproduksi sel secara meiosis 26 E. Cancer sebagai Reproduksi Abnormal Sel 29 BAB IV KIMIAWI KEHIDUPAN 32 A. Tanah Unsur Utama Pembangun Tubuh 32 B. Makromolekul 35 C. Garam Mineral 43 D. Air 43 BAB V KLASIFIKASI MAKHLUK HIDUP 48 A. Defenisi dan Tujuan Klasifikasi 48 B. Mengenal “Mikroorganisme” 49 C. Klasifikasi Sistem Kingdom 51 D. Klasifikasi Sistem Domain 53 BAB VI TUMBUHAN TINGKAT RENDAH 55 A. Defenisi Tumbuhan Tingkat Rendah 56 vi

B. Tumbuhan Tallus 56 C. Tumbuhan nonvaskuler 58 D. Tumbuhan vaskuler tak berbiji 60 E. Pembentukan Sumber Daya Batu Bara 61 BAB VII TUMBUHAN TINGKAT TINGGI 62 A. Defenisi Tumbuhan Tingkat Tinggi 62 B. Tumbuhan Berbiji Terbuka (Gymnospermae) 64 C. Tumbuhan Berbiji Tertutup (Angiospermae) 67 D. Ketergantungan Manusia pada Tumbuhan Berbiji 69 BAB VIII INVERTEBRATA 72 A. Defenisi Invertebrata 72 B. Klasifikasi Invertebrata 74 C. Infeksi Parasit oleh Hewan Tingkat Rendah BAB IX VERTEBRATA 97 A. Defenisi Vertebrata 97 B. Klasifikasi Vertebrata 97 C. Keajaiban Ciptaan Allah pada Perilaku Vertebrata 108 BAB X KEANEKARAGAMAN ORGANISME 113 A. Defenisi Keanekaragaman Hayati 113 B. Keanekaragaman Hayati Tingkat Gen 114 C. Keanekaragaman Hayati Tingkat Spesies 116 D. Keanekaragaman Hayati Tingkat Ekosistem 117 E. Prinsip Etika Pemanfaatan Keanekaragaman Hayati 118 BAB XI STRUKTUR ORGAN TUMBUHAN 120 A. Akar 120 B. Batang 122 C. Daun 123 BAB XII FOTOSINTESIS 125

A. Konsep Umum Fotosintesis 125 B. Organel Sel Fotosintesis 127 C. Reaksi Fotosintesis 129 D. Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis 131 BAB XIII METABOLISME 133 A. Defenisi Metabolisme 133 B. Reaksi-Reaksi Metabolisme 134 C. Peran Penting Enzim dalam Metabolisme 137 BAB XIV SISTEM PENCERNAAN PADA MANUSIA 142 A. Mekanisme dalam Organ Pencernaan 142 B. Ancaman Kesehatan dari Obesitas dan Kolesterol 151 BAB XV SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA A. Organ-Organ Pernapasan 154 B. Mekanisme Pernapasan 157 C. Ancaman kesehatan dari perilaku „Merokok‟ 159 BAB XVI SISTEM PEREDARAN DARAH PADA MANUSIA 161 A. Organ-Organ Peredaran Darah 161 B. Mekanisme Peredaran Darah 169 C. Aterosklerosis sebagai Penyakit Utama Kardiovaskuler 171 BAB XVII GENETIKA 173 A. DNA sebagai “warisan” 173 B. Hukum Mendel I 174 C. Hukum Mendel II 177 BAB XVIII BIOTEKNOLOGI 179 A. Defenisi Bioteknologi 179 B. Bioteknologi Konvensional 179 C. Perkembangan Bioteknologi Modern 183 BAB XIX EKOLOGI 189 viii

A. Mengenal Konsep Umum Ekologi 189 B. Komponen Ekosistem 191 C. Jenis-Jenis Ekosistem 194 D. Interaksi dalam Ekosistem 196 BAB XXI BIOLOGI KONSERVASI`198 A. Mengenal Istilah Konservasi 198 B. Jenis-Jenis Konservasi 200 DAFTAR PUSTAKA



BAB I HAKIKAT BIOLOGI A. Biologi Berkembang dari Rasa Ingin Tahu tentang Alam “Maka tidakkah mereka memperhatikan bagaimana unta, bagaimana diciptakan? dan langit, bagaimana ditinggikan? dan gunung-gunung, bagaimana ditegakkan? dan bumi, bagaimana dihamparkan?” (Q.S Al- Ghasyiyah: 17-20) “Sesungguhnya pada penciptaan langit dan bumi, pergantian malam dan siang, kapal yang berlayar di laut dengan (muatan) yang bermanfaat bagi manusia, apa yang diturunkan Allah dari langit berupa air-lalu dengan itu dihidupkan-Nya bumi setelah mati (kering) dan Dia tebarkan didalamnya bermacam-macam binatang-dan perpusaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi, (semua itu) sungguh merupakan tanda-tanda (kebesaran Allah) bagi orang-orang yang menalar-(nya).” (Q.S Al-Baqarah: 164) Kajian terhadap alam atau kehidupan tentunya sangat menarik untuk dipelajari. Interaksi antara makhluk hidup dan ketergantungannya dengan alam seperti suatu harmoni kehidupan yang menggambarkan keteraturan dalam penciptaan yang sempurna oleh Sang Khalik. Alam merupakan ruang tak terbatas untuk belajar dan menggali pengetahuan. Biologi sebagai salah satu bidang ilmu menjadi wadah bagi setiap orang untuk mempelajari tentang alam atau kehidupan makhluk hidup. Berawal dari rasa ingin tahu yang menjadi naluri belajar setiap manusia akhirnya mendorong untuk berpikir atau merenungkan tentang sesuatu. Hasil pemikiran atau perenungan ini yang selanjutnya melahirkan pengetahuan. Istilah biologi merupakan gabungan dari kata “bio” yang berarti hidup dan “logos” yang berarti ilmu. Berdasakan kedua kata ini dapat disebutkan bahwa biologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup. 1

Menurut Chaniago (2016) biologi merupakan kumpulan pengetahuan yang lahir dan berkembang sebagai respon manusia terhadap gejala, kejadian dan masalah alam misalnya keanekaragaman makhluk hidup, makanan, kesehatan, penyakit, kerusakan alam dan sebagainya. Pada Campbell, Reece dan Mitchell (2002) disebutkan bahwa biologi adalah pengejawantahan ilmiah dari kecenderungan manusia yang merasa mempunyai hubungan dan tertarik pada semua bentuk kehidupan. Biologi adalah ilmu yang diperuntukkan bagi orang-orang dengan pemikiran yang selalu berpetualang. Biologi membawa kita, sendiri maupun melalui orang lain, memasuki hutan, gurun, lautan dan lingkungan yang lain, dimana berbagai bentuk kehidupan beserta lingkungan fisiknya berpadu membentuk jaringan-jaringan kompleks yang disebut ekosistem. Seiring perkembangan teknologi maka biologi semakin berkembang tidak hanya pengamatan terhadap makhluk hidup atau organisme yang dapat dilihat secara nyata namun juga terhadap mikroorganisme yang tidak dapat dilihat secara langsung dan hanya dapat diamati dengan bantuan mikroskop. Teknologi ini juga terus berkembang hinga mendorong munculnya temuan- temuan baru yang semakin memperkaya khazanah pengetahuan biologi. B. Sejarah Perkembangan Biologi Pada dasarnya biologi seringkali menjadi suatu pola atau kebiasaan dalam aktifitas hidup. Namun hal itu tidak disadari sebagai penerapan pengetahuan biologi. Begitu juga sebelum keadaan bumi menunjukkan peradaban seperti saat ini manusia pada masa itu telah beradaptasi dengan alam sebagai contoh dalam memilih tumbuhan dan hewan yang aman untuk dikonsumsi atau mencari bahan alami untuk pengobatan. Manusia terus beradaptasi hingga menimbulkan terjadinya peradaban dalam kehidupan. 2

Pada 3500 SM hiduplah bangsa Assyria dan Babilonia. Bekas-bekas kehidupan atau peradaban mereka dapat terlihat melalui situs-situs yang ditemukan pada masa kini. Pada situs tersebut diketahui bahwa bangsa Assyria dan Babilonia ini telah melakukan kegiatan bercocok tanam dan mengembangkan pengobatan. Tidak hanya pada bangsa ini perkembangan biologi juga ditunjukkan oleh peradaban bangsa Mesir (2000 SM). Mereka memiliki kebiasaan mengawetkan mayat dengan menggunakan bahan-bahan dari alam (tumbuhan) yang diolah menjadi “balsem” yang kemudian dioleskan ketubuh mayat sehingga tidak menjadi busuk dan dapat tersimpan dalam waktu yang lama. Pengetahuan dasar yang mereka miliki dengan memilih jenis tumbuhan yang dapat dimanfaatkan merupakan praktik dari biologi. Pada 2500 SM dikenal adanya peradaban Mohenjodaro. Pengamatan terhadap reruntuhannya juga menunjukkan penerapan pengetahuan biologi yang telah ada pada masa itu. Menurut Amin (2016) sebuah dokumen yang ditemukan pada situs peninggalan bersejarah itu menunjukkan bahwa mereka telah memanfaatkan sekitar 960 jenis tanaman untuk pengobatan. Dokumen ini juga berisi berbagai informasi tentang anatomi, fisiologi, patologi, dan ilmu bedah. Bangsa Cina kuno (2800 SM) juga terbukti telah membudidayakan ulat sutra untuk menghasilkan kain sutra, mereka juga telah mengenal berbagai jenis serangga, termasuk perkembangbiakan dan cara-cara memberantas serangga. Berdasarkan banyak temuan diatas dapat diketahui bahwa penerapan pengetahuan biologi telah ada sejak lama meski pada masa itu istilah ilmu biologi belum dipopulerkan. Ilmu ini seperti tidak dapat dipisahkan dari pola hidup manusia agar dapat beradaptasi dengan alam atau kehidupan. Biologi menjadi ilmu pengetahuan dipelopori oleh bangsa Yunani. Banyak 3

penyelidikan ilmiah yang dilakukan oleh para ahli dari bangsa ini. Menurut Chaniago (2016) di wilayah Arab, biologi mengalami kemajuan pesat berkat sumbangan pemikiran para ahli seperti Al Jahiz yang menuliskan pengetahuannya tentang binatang dan Ibnu Sina yang banyak berjasa mengembangkan ilmu kedokteran dan pengobatan. C. Perkembangan Ilmu Biologi Biologi telah berkembang menjadi banyak cabang ilmu yang masing- masing menjadi ilmu yang spesifik. Perkembangan ilmu ini turut mempengaruhi perkembangan terhadap berbagai bidang kehidupan seperti kedokteran atau kesehatan, farmasi, pertanian, peternakan dan sebagainya. Sebagai contoh adanya cabang ilmu biologi berupa biologi sel yang mengkaji berbagai organel sel termasuk gen dan DNA akhirnya mempengaruhi perkembangan bidang kedokteran seperti ditemukannya metode tes DNA untuk mengidentifikasi seseorang atau mengetahui jejak biologis dari suatu peristiwa. Kajian keterkaitan antara beberapa ilmu juga mempengaruhi perkembangan bidang seperti dengan adanya botani dan mikrobiologi yang akhirnya mengenalkan adanya mikroorganisme yang merusak pertumbuhan tanaman. Hal ini tentunya mendorong perkembangan dalam bidang pertanian seperti pengadaan pestisida maupun vitamin bagi tumbuhan sehingga kualitas tanaman tetap terjaga dan meningkatkan produksi pertanian. 4

5 Gambar 1. Mind map (peta pikiran) cabang-cabang ilmu biologi

1. Biologi dalam Perkembangan Bidang Kedokteran Penelitian biologi dalam bidang kedokteran atau kesehatan telah memberikan sumbangan yang berarti diantaranya pengadaan vaksin atau antibiotik dalam upaya mengatasi berbagai penyakit menular atau mengurangi perkembangan wabah penyakit. Kajian terhadap fisiologi tentang fungsi organ tubuh telah membantu dunia kedokteran dalam mengdiagnosa penyakit hingga kemajuan dalam bidang kedokteran molekuler yang memproduksi senyawa baru salah satunya seperti insulin sebagai hormon yang diperlukan untuk mengontrol kadar gula darah dalam tubuh. Bagi penderita diabetes mellitus hormon insulin di dalam tubuhnya tidak lagi dapat mengatur kadar gula darah sehingga jumlahnya semakin meningkat. Adanya perkembangan hormon insulin eksternal ini tentunya sangat membantu bagi penderita hingga keadaannya menjadi lebih sehat. Perkembangan terbaru biologi terhadap bidang kedokteran adalah penemuan atau pemeriksaan terhadap sel punca atau sel induk (stem cell) yang dapat diperoleh dari embrio maupun plasenta tubuh dan dikembangkan sebagai bahan transplantasi sel tubuh atau penggantian sel tubuh yang rusak dan tidak berfungsi. Hal ini menjadi salah satu teknik modern dalam pengobatan medis. Kemajuan yang dicapai dalam bidang kedokteran sangat membantu banyak orang dalam mengatasi berbagai jenis penyakit hingga mengurangi resiko kematian karena gejala penyakit tersebut. 2. Biologi dalam Perkembangan Bidang Farmasi Perkembangan biologi terhadap bidang farmasi atau pengobatan sejalan dengan perkembangan dalam bidang kedokteran. Diagnosa berbagai jenis penyakit tentunya mendorong penelitian yang terus dilakukan dalam menemukan obat-obatan baru yang lebih baik untuk penyembuhan. 6

Termasuk juga dalam hal ini pengadaan vaksin dan antibiotik serta hormon eksternal sebagaimana contoh yang telah dipaparkan di atas. Dikutip dari laman sekolah farmasi ITB (2021) biologi farmasi (dalam arti luas) ialah ilmu (terapan) dalam bidang farmasi berlandasakan biologi yang penerapannya mencakup penemuan, pengembangan dan produksi obat, standardisasi, pengendalian pengolahan dan penggunaan. Cabang biologi berupa botani menjadi dasar dalam mengidentifikasi berbagai jenis bahan alami dari tumbuh-tumbuhan yang digunakan sebagai bahan baku kimiawi untuk racikan atau formulasi obat-obatan. Indonesia dikenal sebagai negara yang memiliki keanekaragaman hayati sangat tinggi dengan ribuan spesies tumbuhan. Penemuan atas khasiat jenis tumbuhan tertentu tidak hanya digunakan dalam industri obat-obatan kimia namun juga dalam obat-obatan herbal hingga ramuan berbagai jenis jamu yang menjadi khas ditanah air. Seiring perkembangan teknologi maka penggunaan bahan alami atau tumbuh-tumbuhan tidak hanya untuk obat- obatan namun juga menjadi bahan dalam pengembangan pangan, suplemen hingga kosmetik. 3. Biologi dalam Perkembangan Bidang Pertanian Allah berfirman, “Hendaklah manusia memperhatikan makanannya. Sesungguhnya Kami benar-benar telah mencurahkan air (dari langit), kemudian Kami belah bumi dengan sebaik-baiknya, lalu Kami tumbuhkan biji-bijian di bumi itu, anggur, sayur-sayuran, zaitun, kurma, kebun-kebun (yang) lebat, buah-buahan dan rumput-rumputan, untuk kesenanganmu dan untuk binatang-binatang ternakmu” (Q.S Abasa: 24-32) Ayat tersebut di atas menggambarkan tiga faktor iklim yang menentukan keberhasilan proses dan produksi hasil pertanian, yaitu hujan, tanah dan tumbuhan. Sesungguhnya fakta-fakta yang telah Al-Quran 7

gambarkan sejak 1400 tahun silam itu menjadi dasar bagi ilmu teknologi pertanian yang dipelajari di perguruan tinggi (Thayyarah, 2013). Ilmu pertanian tidak akan berkembang sebelum adanya ilmu dasar biologi karena objek yang dipelajari termasuk makhluk hidup dalam hal ini tumbuh-tumbuhan. Teknologi dalam biologi atau yang populer dikenal dengan bioteknologi telah mendorong banyaknya terobosan baru dalam pengembangan bidang pertanian. Menurut Setiawan (2022) dahulu para petani hanya mengetahui cara-cara bertani yang sederhana/tradisional, yakni hanya dengan mencangkul tanah kemudian menanaminya dengan tanaman yang diinginkan lalu disirami secukupnya. Hasil yang didapat ternyata tidak terlalu menggembirakan maik mutu maupun jumlahnya. Berkat kemajuan cabang-cabang biologi dan teknologinya, sudah banyak orang mengetahui bagaimana cara meningkatkan hasil pertaniannya. Masyarakat khususnya para petani, kini telah banyak mengetahui bagaimana cara memilih bibit tanaman unggul, bagaimana cara memilih pupuk yang diperlukan berikut cara memupuknya serta bagaimana cara memberantas hama dengan pestisida atau insektisida dengan maksud meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panennya. Merekapun telah banyak mengetahui teknik-teknik berkebun seperti mencangkok, menempel, mengeten dan sebagainya. Bioteknologi dalam bidang pertanian yang berkembang saat ini dan menjadi perhatian yang sangat menarik adalah dengan dikenalnya kultur jaringan atau rekayasa genetika. Dikutip dari laman dinas pertanian dan pangan (2018-2022) Yogyakarta kultur jaringan adalah suatu metode untuk memisahkan/mengisolasi bagian dari tanaman seperti sel, jaringan atau organ (daun, akar, batang, tunas dan sebagainya serta membudidayakannya dalam lingkungan yang terkendali (secara in vitro) dan aseptik sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri/beregenerasi menjadi 8

tanaman lengkap. Tujuan dari teknik ini adalah untuk mendapatkan bibit dengan kualitas yang lebih unggul. Demikian juga halnya teknik rekayasa genetika pada tanaman sebagaimana dikemukakan oleh Sugiarta (2018) yang bertujuan memberikan karakter baru pada berbagai jenis tanaman. Teknologi rekayasa genetika memungkinkan pengintegrasian gen-gen yang berasal dari organisme lain untuk perbaikan sifat tanaman. Adanya teknik ini maka dihasilkan tanaman transgenik yang salah satunya mempunyai sifat khusus misalnya tomat yang matangnya lebih lama sehingga tidak cepat busuk, stroberi yang rasanya manis, dan yang pernah ramai diperbincangkan yaitu golden rice atau padi emas yang khusus mengandung beta-caroten dan vitamin A. Terlepas dari adanya dampak oleh rekayasa pengetahuan dengan tanaman transgenik ini kita memahami bahwa pemikiran manusia yang semakin tinggi telah mendorong perkembangan berbagai bidang pengetahuan dalam upaya meningkatkan kesejahteraan kehidupan manusia dan salah satu ilmu yang mendasari terkait hal ini adalah biologi. 9

BAB II SEL A. Mengenal Istilah “Sel” Sel sebagai istilah yang terdengar sederhana namun menjadi begitu rumit dengan kita membayangkan sesuatu yang berukuran sangat kecil, tidak dapat dilihat secara langsung namun merupakan unsur utama yang menyebabkan adanya kehidupan. Tanpa sel maka tidak akan ada kehidupan, karena setiap organisme/individu berasal dari satu sel. Ketampanan dan kecantikan yang terlihat pada seseorang, pada mulanya ia adalah satu sel yang tidak memiliki wujud atau bentuk. “Dia telah Menciptakan manusia dari segumpal darah” (Q.S Al-Alaq : 2) “Dan Dia (pula) yang menciptakan manusia dari air, lalu Dia Jadikan manusia itu (mempunyai) keturunan dan mushaharah1 dan Tuhan-mu Maha Kuasa” (Q.S al-Furqan:54) Istilah “segumpal darah” telah cukup menggambarkan bahwa manusia pada mulanya memang tidak memiliki wujud. Bagaimana satu sel ini kemudian dapat menjadi makhluk yang sempurna? Hierarki kehidupan secara biologis mulai dari tingkat rendah yaitu sel  jaringan organ sistem organorganisme. Setiap organisme berasal dari satu sel yang kemudian sel tersebut melakukan pembelahan (reproduksi) hingga terbentuk beberapa sel. Beberapa sel dengan struktur dan fungsi yang sama akan membentuk jaringan. Beberapa jaringan bekerja sama membangun organ tertentu. Beberapa organ saling terkait membentuk sistem organ dan adanya satu 1 Mushaharah artinya hubungan kekeluargaan yang berasal dari hubungan pernikahan, seperti menantu, ipar, mertua dan sebagainya. 10

sistem organ dengan sistem-sistem organ lainnya saling mendukung hingga memungkinkan kehidupan satu makhluk yang dikenal dengan organisme. Setiap aktifitas sebagai ciri hidup selalu terjadi pada tingkat sel. Saat ini sel otot mata saudara bergerak dalam membaca kalimat pada buku ini. Hingga pada akhir halaman dan saudara memutuskan untuk membalik lembaran ini maka sel saraf akan menghantarkan keputusan itu dari otak ke sel otot tangan. Begitu sangat menentukan hingga sel dapat dinyatakan sebagai inti dari adanya kehidupan pada satu makhluk. Defenisi sel secara konseptual dapat disebutkan sebagai unit struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup. Meski berukuran sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan bantuan mikroskop namun sel memiliki struktur yang kompleks dengan memiliki banyak strorganel yang memiliki fungsi tertentu dan berbeda-beda antara satu organel dengan organel lainnya. B. Klasifikasi Sel pada Makhluk Hidup Sel dapat diklasifikasikan berdasarkan perbedaan jumlah serta keberadaan membran inti. Berdasarkan jumlah maka sel dibedakan atas uniseluler (satu sel) dan multiseluler (banyak sel). Berdasarkan keberadaan membran inti maka terdapat sel yang telah memiliki membran inti yang sempurna (eukariotik) dan sel yang belum memiliki membran inti (prokariotik). Berdasarkan asal kata uniseluler atau disebut juga monoseluler merupakan penggabungan istilah “uni/mono” yang artinya satu dan “seluler” berarti sel sehingga disebut makhluk hidup yang hanya memiliki satu sel atau bersel tunggal. Multiseluler dari kata awal “multi” yang berarti banyak sehingga disebut makhluk hidup yang memiliki banyak sel. 11

Kata prokariota (prokaryote) merupakan penggabungan istilah “pro” yang berarti sebelum dan “kariota atau karyon” yang artinya inti (nucleus) sehingga disebut juga sebagai sel yang belum memiliki nucleus. Materi genetik (DNA) dari prokariota ini berada pada nucleoid dan tidak ada membran yang memisahkannya dengan bagian sel lain sehingga prokariota sering juga disebut makhluk hidup (mikroorganisme) yang tidak memiliki membran inti. Eukariota berasal dari kata awal “eu” yang berarti sebenarnya sehingga disebut makhluk hidup yang memiliki nucleus yang sesungguhnya atau inti sel telah berkembang sempurna dan memiliki membran. Gambar 2: Struktur tiga dimensi dan pengamatan di bawah mikroskop pada sel prokariotik (bakteri) (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell. 2002) Makhluk hidup yang merupakan eukariota terutama adalah manusia, hewan dan tumbuhan. Namun secara biologi hanya dikenal adanya sel hewan dan sel tumbuhan. Sel pada manusia sama dengan sel hewan dalam struktur organel yang terkandung didalamnya. C. Struktur dan Fungsi Organel Sel 12

Sel sebagai unit struktural terdiri atas bagian-bagian yang disebut dengan organel sel. Masing-masing menjalankan fungsi tertentu yang terkait dengan aktifitas hidup pada organisme atau makhluk hidup tersebut. Sel pada organisme multiseluler dibedakan atas sel hewan dan sel tumbuhan. 1. Sel Hewan Pada gambar di bawah ini dapat diamati organel-organel yang terdapat di dalam sel hewan. Gambar 3. Struktur sel hewan (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Keterangan gambar: 1. Nucleulus (anak inti) 2. Kromatin 3. Selubung nucleus 4. Nucleus 5. Retikulum Endoplasma Kasar (REK) 6. Ribosom 7. Apparatus golgi (badan golgi) 8. Membran plasma 9. Sentriol 10. Mitokondria 11. Retikulum Endoplasma Halus (REH) 12. Flagella 13

Pada dasarnya masih banyak lagi organel sel hewan yang tidak terindentifikasi melalui gambar ini. Manusia juga memiliki struktur sel yang sama dengan sel hewan ini. Organel-organel ini ada yang khusus dimiliki oleh manusia dan hewan saja namun ada juga yang memiliki kesamaan dengan sel tumbuhan. 2. Sel Tumbuhan Struktur sel tumbuhan yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Gambar 4. Struktur sel tumbuhan (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Keterangan gambar: 1. Vakuola, 2 Plastida, 3 Dinding Sel, 4 Plasmodesmata Gambar di atas hanya menunjukkan struktur organel khusus yang dimiliki oleh sel tumbuhan. Beberapa organel lainnya menunjukkan kesamaan struktur dengan sel hewan. Perbedaan ini dapat dipahami sebagai kesesuaian antara sifat dan peran dari kedua kelompok organisme tersebut. Perbedaan paling mendasar adalah sel hewan yang terdapat pada manusia 14

dan hewan disesuaikan dengan ciri fisik kemampuannya bergerak secara aktif atau berpindah tempat sedangkan tumbuhan tidak melakukan gerak demikian. Di samping itu manusia dan hewan merupakan makhluk hidup yang tidak mampu memproduksi makanan sendiri sehingga bergantung kepada tumbuhan sebagai makhluk hidup yang menjadi produsen penghasil makanan. Kedua perbedaan utama ini mempengaruhi keberadaan organel sel berupa flagella dan membran sel pada sel hewan yang berfungsi sebagai alat gerak dan jalur transportasi zat keluar masuk sel. Pada tumbuhan organel ini digantikan dengan adanya dinding sel yang bersifat kaku dan celah kecil yang disebut plasmodesmata yang berfungsi sebagai jalur transportasi zat. Ciri khusus pada tumbuhan adalah kemampuan melakukan proses “fotosintesis” atau menghasilkan makanan yang menyebabkan manusia dan hewan sangat bergantung atas keberadaannya di muka bumi. Proses ini melibatkan organel khusus yang disebut plastida dengan bagian didalamnya berupa kloroplas berfungsi menghasilkan zat hijau daun (klorofil) yang membantu proses fotosintesis pada tumbuhan. Zat makanan yang dihasilkan selanjutnya disimpan sebagai cadangan makanan pada organel yang dinamakan vakuola. Pada gambar di atas (nomor 1) organel ini tampak berukuran lebih besar daripada organel-organel lainnya dan sesuai dengan fungsinya menyimpan cadangan makanan yang menjadi sumber konsumsi bagi manusia dan hewan. Subhanallah, kekuasaan Dzat Yang Maha Kuasa menciptakan sesuatu dengan sempurna hingga pada organel kecil di dalam struktur yang sangat kecil sekalipun namun berpengaruh besar terhadap kehidupan makhluk. 15

“Yang memiliki kerajaan langit dan bumi, tidak mempunyai anak, tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan (-Nya), dan Dia Menciptakan segala sesuatu, lalu Menetapkan ukuran-ukurannya dengan tepat” (Q.S al Furqan : 2) Fungsi dari setiap organel sel dapat dilihat pada tabel di bawah ini: No Organel Fungsi 1. Nukleus (inti sel) Mengontrol kerja sel (pada eukariota) dan mengandung gen yang berperan dalam 2. Flagella pewarisan sifat 3. Membran plasma Membantu pergerakan sel Melindungi sel (pada sel hewan) dan menjadi 4. Dinding Sel jalur yang menghubungkan sel dengan bagian luar 5. Plasmodesmata Melindungi sel (pada sel tumbuhan) dari kerusakan mekanis dan mempertahankan 6. Mitokondria bentuk sel Saluran antar dinding sel yang menjadi jalur 7. Retikulum endoplasma transportasi zat kasar (REK) Menghasilkan energi atau sebagai organel 8. Retikulum endoplasma respirasi bagi sel halus (REH) Tempat menempelnya ribosom dan berperan dalam merakit selaput membran lain 9. Ribosom 10. Sentriol Pembentukan (sintesis) lipid, metabolisme 11. Apparatus golgi karbohidrat dan menawarkan racun (badan golgi) Sintesis protein 12. Nukleulus (anak inti) 13. Kromatin Melakukan pembelahan (reproduksi) sel 14. Vakuola Pusat manufaktur, pergudangan, penyortiran dan pengiriman zat-zat di dalam sel 15. Plastida 16 Pembentukan ribosom Tempat keberadaan kromosom yang mengandung gen (DNA) yang berperan dalam pewarisan sifat Penyimpanan bahan kimiawi, metabolisme dan pertumbuhan Tempat keberadaan kloroplast yang berperan

utama dalam proses fotosintesis Di samping keterangan organel yang ada pada tabel di atas, sel juga memiliki cairan diantaranya yang mengalir dalam sel (cytoplasma) dan juga terdapat di dalam inti (nucleoplasma). Organel yang terbungkus membran diantaranya: lisosom, yang mengandung campuran enzim-enzim pencernaan yang menghidrolisis makromolekul; peroksisom, beragam kelompok organel yang mengandung enzim-enzim yang melakukan proses metabolisme terspesialisasi; dan vakuola, yang memiliki beragam fungsi penyimpanan dan metabolisme. Organel nonmembran di dalam sel termasuk mikrotubula dan mikrofilamen. Keduanya membantu membentuk kerangka yang disebut sitoskeleton yang memperkuat bentuk dan fungsi sel dalam pergerakan sel. Berdasarkan gambar maupun keterangan struktur sel di atas maka dapat diamati perbedaan antara struktur sel hewan dengan sel tumbuhan. 17

BAB III REPRODUKSI SEL A. Reproduksi Sel Mengawali Kehidupan Manusia “Dan sungguh, Kami telah Menciptakan manusia dari saripati (berasal) dari tanah. Kemudian Kami Menjadikannya air mani (yang disimpan) dalam tempat yang kokoh (rahim). Kemudian, air mani itu Kami Jadikan sesuatu yang melekat, lalu sesuatu yang melekat itu Kami Jadikan segumpal daging, dan segumpal daging itu Kami jadikan tulang belulang, lalu tulang belulang itu Kami Bungkus dengan daging. Kemudian, Kami Menjadikannya makhluk yang (berbentuk) lain. Maha Suci Allah, Pencipta yang paling baik” (Q.S al-Mu‟minun: 12-14) Ayat ini mengawali pembahasan mengenai topik reproduksi sel. Sel sebagai istilah yang mungkin masih terdengar “asing” oleh sebagian orang yang tidak pernah mempelajari biologi namun sebenarnya sel adalah asal mula kehidupan setiap makhluk. Seorang bayi yang baru terlahir ke dunia telah memiliki jutaan sel di dalam tubuh hingga wujudnya menjadi sempurna. Pada awalnya ia adalah satu sel yang tidak memiliki wujud atau bentuk. Peristiwa yang disebut dengan “reproduksi sel” telah menjadi kunci dalam perkembangannya. Alqur‟an telah menerangkan fase penciptaan atau perkembangan manusia yang bermula dari janin dalam rahim Sang Ibu. Fase ini terdiri dari: 1. Penciptaan manusia dari saripati tanah 2. Nutfah (mani) 3. ‘Alaqah (pembentukan organ) 4. Mudhghah (segumpal daging) 5. Pembentukan tulang 18

6. Pembentukan daging 7. Pembentukan manusia Gambar 5. Permulaan kehidupan manusia dari satu sel hingga menjadi janin (Sumber: Purwandari FIP UNY) Proses kejadian manusia bukan satu-satunya tujuan dari reproduksi sel. Pertumbuhan dari bayi menjadi balita kemudian menjadi anak-anak dan remaja hingga dewasa bahkan lanjut usia tidak terlepas dari reproduksi sel. Demikian juga pergantian sel yang rusak/mati oleh sel yang baru di dalam tubuh terjadi setiap saat. Salah satu contohnya adalah sel darah merah manusia di dalam tubuh yang mengangkut oksigen dan zat makanan hanya berumur 120 hari, maka setiap detik yang berlalu dapat kita yakini adanya sel darah merah yang mati dan juga ada sel darah merah baru yang terbentuk. Reproduksi sel juga tidak selalu terjadi secara normal. Cancer 19

atau penyakit kanker yang banyak mengancam umat manusia saat ini merupakan contoh dari reproduksi sel yang terjadi secara abnormal. B. Reproduksi Sel secara Langsung (Biner) Reproduksi sel atau dikenal juga dengan pembelahan sel dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Pada organisme bersel satu seperti amoeba sp. reproduksi sel terjadi secara langsung tanpa melalui tahapan-tahapan tertentu. Pembelahan ini disebut juga dengan pembelahan biner atau amitosis Gambar 6. Pembelahan sel secara amitosis (biner) Sumber: Rachmawati F, N Urifa dan A. Wijayati (2009) Proses amitosis diawali dengan menempelnya kromosom pada dinding sel, kemudian ukuran sel sel akan membesar bersamaan dengan replikasi DNA. Setelah DNA baru terbentuk, sel akan mencapai ukuran maksimum dan akan membelah menjadi dua bagian yang memiliki ukuran 20

dan materi genetik yang sama. Reproduksi sel secara langsung pada gambar di atas menunjukkan mikroorganisme satu sel yang ketika mengalami pembelahan maka bagian tengah dari membran plasma atau lapisan terluar tubuhnya bergerak untuk membagi tubuh menjadi dua bagian hingga terbentuk dua sel. Reproduksi ini sangat berbeda dengan reproduksi yang terjadi pada organisme multiseluler (manusia, hewan dan tumbuhan) yang mengalami tahapan- tahapan dalam pembelahannya. C. Reproduksi Sel secara Mitosis Organisme multiseluler mengalami dua kali pembelahan sel yaitu pembelahan secara mitosis dan pembelahan secara meiosis. Perbedaan keduanya adalah pada tempat terjadi dan jumlah sel anak yang dihasilkan. Reproduksi sel mitosis terjadi pada sel-sel tubuh (somatis). Tahapan pembelahan sel mitosis secara umum yaitu profase, metafase, anafase dan telofase. Di samping empat tahapan ini sering juga ditampilkan terlebih dahulu interfase yang merupakan fase persiapan ketika sel akan mengalami pembelahan. Tahapan lainnya juga dikenal prometafase yang merupakan peralihan dari profase ke metafase. Berbagai sumber referensi ada yang menampilkan prometafase namun juga ada yang fokus pada empat tahapan utama di atas. 21

Gambar 7. Tahapan reproduksi atau pembelahan sel secara mitosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Gambar bagian atas merupakan hasil pengamatan di bawah mikroskop dengan pemberian warna untuk memperjelas objek sedangkan pada bagian bawah merupakan gambaran dimensi setiap tahapan. 1. Interfase Gambar 8. Siklus sel dan fase interfase (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Interfase bukan merupakan tahapan dalam reproduksi sel. Pada fase ini sentriol sebagai organel yang berperan dalam reproduksi sel belum melakukan pergerakan dan kromosom di dalam inti sebagai unsur utama 22

terjadinya reproduksi masih berupa benang kromatin. Fase interfase merupakan fase pertumbuhan sel atau pembentukan organel-organel dan replikasi atau penggandaan kromosom sebagai persiapan untuk melakukan reproduksi. Terdapat tiga subfase dalam interfase ini yaitu subfase G1 (singkatan growth pertama), subfase S (singkatan sintesis DNA) dan subfase G2 (growth kedua). Sel mengalami pertumbuhan pertama atau membentuk organel pada subfase G1 selanjutnya pada subfase S sel mereplikasi kromosom dengan mensintesis atau membentuk DNA. Pertumbuhan sel akan dilanjutkan pada G2 dan setelah menyelesaikan pembentukan organel maka sel akan siap memasuki tahapan reproduksi mitosis. 2. Profase Gambar 9. Fase profase pada reproduksi mitosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Pada fase ini terlihat perubahan yang terjadi dalam sel dibandingkan fase interfase sebelumnya. Sentriol mengeluarkan benang spindel dan bergerak ke kutub yang berlawanan yaitu Utara (U) dan Selatan (S). Di dalam inti sel (nukleus) terlihat benang kromatin telah memadat membentuk kromosom. Kromosom yang terbentuk merupakan untai ganda yang dikenal dengan “kromatid bersaudara”. Bagian terluar inti yang disebut membran mulai terlihat terputus-putus karena membran ini akan melebur dalam cairan sel (sitoplasma) selama berlangsungnya reproduksi sel. 23

3. Prometafase Gambar 10. Fase prometafase pada reproduksi mitosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Fase prometafase merupakan peralihan dari profase ke metafase. Pada fase ini terlihat perubahannya dengan benang kromatin menjadi lebih padat membentuk kromosom. Sentriol sebagai organel yang berfungsi dalam reproduksi sel telah berada di kutub yang berlawanan dan saling terkait melalui benang spindel. Kromosom bergantung pada benang spindel melalui bagian tengah yang disebut kinetokor. Pada fase ini membran inti telah sebagian besar melebur dalam sitolasma dan hanya tersisa sedikit serpihan. 4. Metafase Pada fase metafase kromosom berjejer pada bagian tengah sel yang disebut bidang equator. Posisi ini menunjukkan kesiapan sel memasuki fase reproduksi selanjutnya dengan akan terjadinya pemisahan kromoson. Gambar 11. Fase metafase pada reproduksi mitosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) 24

5. Anafase Gambar 12. Fase anafase pada reproduksi mitosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) Pada fase ini terjadi pemisahan untai ganda kromosom (kromatid saudara). Masing-masing tergantung pada benang spindel dan mulai tertarik pada kutub yang berlawanan. Keadaan ini juga mendekati akhir reproduksi sel yang akan terbentuk sel anak dengan kromosom induk yang telah terbagi. 6. Telofase Telofase merupakan fase akhir pembelahan sel. Pada fase ini kromosom menjadi memanjang kembali kebentuknya semula. Demikian juga sentriol menarik kembali benang spindel dan strukturnya kembali seperti sebelum terjadinya reproduksi sel. Membran inti mulai terbentuk yang akan melindungi inti dan organel didalamnya. Pada fase ini dihasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk dengan jumlah kromosom diploid (2n) 25

Gambar 13. Fase telofase pada reproduksi mitosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) D. Reproduksi Sel Meiosis Tahapan reproduksi sel pada meiosis sama dengan mitosis. Pembelahan meiosis terjadi pada sel gamet atau kelamin. Perbedaan utama dengan pembelahan mitosis adalah pada meiosis terjadi “crossing over” atau pindah silang kromosom pada tahap pembelahan profase. Hal ini kembali menunjukkan pengaturan yang sempurna dari Yang Maha Kuasa dengan terjadinya penggabungan “warisan” kromosom dari induk yang terdiri dari sel gamet jantan dan sel gamet betina. Sebagai contoh pada manusia jumlah kromosom sebanyak 46 atau 23 pasang. Kromosom ini diperoleh setengah dari ayah dan setengah dari ibu. Oleh karena itu setiap anak membawa sifat dari kedua orang tuanya karena kromosom mengandung DNA yang berfungsi dalam pewarisan sifat. Peristiwa crossing over juga memberi jawaban mengapa tidak ada manusia yang tercipta persis sama di muka bumi ini. ”Wahai manusia! Sungguh, Kami telah Menciptakan kamu dari seorang laki-laki dan seorang perempuan, kemudian Kami Jadikan kamu berbangsa-bangsa dan bersuku-suku agar kamu saling mengenal. Sungguh, yang paling mulia di antara kamu di sisi Allah ialah orang yang paling bertakwa. Sungguh, Allah Maha Mengetahui, Maha Teliti” (Q.S al-Hujurat:13) Ayat alqur‟an di atas terkait dengan adanya perbedaan diantara manusia. Perbedaan bukan untuk menimbulkan masalah namun bertujuan agar manusia saling mengenal. Tidak ada seseorang yang dianggap lebih baik dari yang lain kecuali atas ukuran keimanan dan ketakwaannya. Hal ini dikarenakan setiap manusia yang diciptakanNYA merupakan makhluk yang sempurna. 26

“Yang telah Menciptakanmu lalu Menyempurnakan kejadianmu dan Menjadikan (susunan tubuh)mu seimbang, dalam bentuk apa saja yang dikehendaki, Dia menyusun tubuhmu” (Q.S al-infithar: 7-8) “Sungguh, Kami telah Menciptakan manusia dalam bentuk yang sebaik-baiknya” (Q.S at-Tin: 7-8) Perbedaan lain dari reproduksi meiosis terhadap mitosis adalah jumlah pembelahan yang berlangsung dua kali sehingga dikenal adanya meiosis I dan meiosis II. Disamping jumlah pembelahan juga terjadi perbedaan pada jumlah sel anak yang dihasilkan. Pembelahan meiosis menghasilkan empat sel anak yang tidak identik dengan induk karena jumlah kromosomnya setengah dari kromosom induk atau disebut juga haploid (n). Gambar 14. Crossing over yang terjadi pada fase profase I meiosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) 27

Gambar. 15. Tahapan reproduksi atau pembelahan sel secara meiosis (Sumber: Campbell, Reece dan Mitchell, 2002) “ Dan apakah mereka tidak memperhatikan bagaimana Allah memulai penciptaan (makhluk), kemudia Dia mengulanginya (kembali). Sungguh, yang demikian itu mudah bagi Allah”. (Q.S Al-Ankabut : 19) “ Allah yang memulai penciptaan (makhluk), kemudian mengulanginya kembali, kemudian kepada-Nya kamu dikembalikan” (Q.S Ar-Rum: 11) 28

Perbedaan reproduksi sel mitosis dengan meiosis juga dapat dilihat pada tabel di bawah ini. No Aspek Pembeda Reproduksi sel Reproduksi sel mitosis meiosis 1. Tempat terjadinya Sel mitosis (sel Sel gamet (sel 2. Jumlah pembelahan tubuh) kelamin) 3. Jumlah sel anak yang Satu kali Dua kali Dua sel anak Empat sel anak dihasilkan 4. Jumlah kromosom sel Sama dengan induk Setengah dari sel anak (diploid atau 2n) induk (haploid atau n) E. Cancer sebagai Reproduksi Abnormal Sel Kanker terjadi bila sel-sel dalam tubuh membelah diri tanpa terkendali. Sel-sel abnormal ini dapat menyerang jaringan didekatnya atau berpindah ke lokasi yang jauh dengan cara memasuki aliran darah atau sistem limfatik. Setiap organ tubuh memiliki sejumlah sel tertentu namun sebagian besar sel-sel ini mempunyai masa hidup yang pendek. Tubuh harus mengganti sel-sel yang hilang melalui proses pembelahan sel. Pembelahan sel dikendalikan oleh gen-gen yang terletak di dalam inti sel. Inti sel ini berfungsi seperti buku instruksi, yang memerintahkan pembuatan sel jenis protein tertentu, proses berlangsungnya pembelahan, serta masa hidupnya. Kode genetik tersebut dapat rusak lantaran adanya sejumlah faktor yang mengakibatkan kesalahan. Kesalahan itu bisa mengubah cara kerja sel secara drastis sehingga sel terus membelah diri dan hidup. Sejumlah mekanisme tersedia untuk mencegah terjadinya kesalahan genetika dan menghilangkan sel-sel abnormal secara genetika dari tubuh. Namun, pada beberapa orang, pertahanan ini tidak memadai dan populasi sel-sel abnormal yang lolos dari pengendalian tubuh terus berkembang. Sel-sel kanker itu 29

semakin bertambah, lalu menghancurkan jaringan yang normal (Budi Santoso, 2009). Gambar 16. Perkembangan sel normal menjadi sel kanker Sumber: www. Esaunggul.ac.id Beberapa fakta mengenai kanker dikemukakan oleh Saraswati sebagai berikut: 1. Sebagian besar sel kanker berasal dari satu sel yang mengalami perubahan genetik yang terakumulasi selama pembelahan sel.  Satu sel kanker  membelah  menjadi 2 sel kanker  membelah lagi 30

2. Terjadi perubahan dari sel normal (sel pra kanker atau sel benigna) menjadi sel kanker melalui proses yang bertahap 3. Ketika sel normal berubah menjadi sel kanker pertumbuhannya disebut malignan 4. Sel kanker bersifat invasive (menyerang sel–sel sehat) dan metastatic (menyebar ke bagian tubuh lain dan menyebabkan kanker baru. 31

BAB IV KIMIAWI KEHIDUPAN Komponen kimia dalam sel berupa zat-zat organik dan zat anorganik. Zat organik adalah zat yang terbentuk dari proses anabolisme atau penyusunan zat-zat anorganik. Contoh zat ini berupa makromolekul seperti karbohidrat, lemak, protein, asam nukleat dan lainnya sebagainya. Zat anorganik adalah zat yang terbentuk dari proses katabolisme yaitu perombakan zat organik atau perombakan makromolekul di dalam tubuh. Contoh zat anorganik seperti air, ion-ion mineral dan unsur-unsur berupa karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Berdasarkan hal ini dapat dipahami bahwa zat organik dan anorganik merupakan komponen yang sangat terkait di dalam tubuh. A. Tanah Unsur Utama Pembangun Tubuh Dikutip dari Susilawati dan Bachtiar (2018) dalam bukunya yang berjudul “Biologi Dasar Terintegrasi” bahwa di dalam Al Qur‟an disebutkan asal kejadian manusia terdiri dari 7 (tujuh) macam tanah yang mempunyai kandungan zat berbeda, yaitu: 1. Zat pembakar atau oksigen “Dia menciptakan manusia dari tanah kering seperti tembikar” (Q.S Ar-Rahman:14) Di dalam ayat ini terdapat kata “shal-shal” yang berarti tanah kering atau setengah kering dan ini dimaksudkan sebagai “zat pembakar” yaitu oksigen. 2. Zat arang atau pembakar 32

Di dalam ayat di atas juga terdapat kata “fakhkhar” yang maksudnya ialah “zat arang” atau carbon. 3. Zat Lemas atau nitrogen “Dan (ingatlah), ketika Tuhan-mu Berfirman kepada para malaikat, “Sungguh, Aku akan Menciptakan seorang manusia dari tanah liat kering dari lumpur hitam yang diberi bentuk”. (Q.S al-Hijr: 28) Di ayat di atas juga terdapat kata “shal-shal” sebagaimana telah disebutkan pada poin sebelumnya sebagai “zat pembakar” yaitu oksigen. Kata lainnya dalam ayat ini adalah “hamaa-in” yang berarti “zat lemas” atau nitrogen 4. Atom zat cair atau hidrogen “yang memperindah segala sesuatu yang Dia ciptakan dan yang memulai penciptaan manusia dari tanah..” (Q.S As-Sajdah: 7) Pada ayat di atas terdapat kata “thien” (tanah) yang berarti “atom zat air” atau hidrogen. 5. Zat besi atau ferrum “Maka tanyakanlah kepada mereka (musyrik Mekah), “Apakah penciptaan mereka yang lebih sulit ataukah apa yang telah Kami Ciptakan itu?” Sesungguhnya Kami telah Menciptakan mereka dari tanah liat”. (Q.S Ash-Shaffat) Di dalam ayat di atas terdapat kata “lazib” (tanah liat) yang berarti “zat besi” atau ferrum. 6. Zat-zat anorganik “Sesungguhnya perumpamaan (penciptaan) „Isa bagi Allah, seperti (penciptaan) Adam. Dia Menciptakannya dari tanah, kemudian Dia Berkata kepadanya, „Jadilah!‟ Maka jadilah sesuatu itu”. (Q.S Ali „Imran: 59) 33

Di dalam ayat ini terdapat kata “turab” (tanah) yang berarti “unsur-unsur zat asli yang terdapat di dalam tanah” yaitu “zat-zat anorganis”. 7. Lumpur Hitam Pada Q.S Al-Hijr (28) yang telah ditampilkan pada poin 3 di atas disebutkan bahwa manusia diciptaka dari tanah liat kering (yang berasal) dari lumpur hitam yang diberi bentuk. Dari ayat-ayat di atas dapat dipahami berbagai unsur yang berasal dari tanah yang menjadi komponen penyusun tubuh manusia. Berdasarkan hasil penelitian, unsur-unsur yang terdapat pada tubuh manusia juga terdapat di dalam tanah. Menurut Prof. Zaghlul yang dikutip dalam buku Biologi Dasar Terintegrasi ini, perkembangan tubuh manusia juga dipengaruhi oleh unsur-unsur bumi. Janin, yang ada di perut ibu, makan dan tumbuh dari darah ibunya. Sementara itu, darah sang ibu berasal dari makanan yang ditumbuhkan oleh tanah dan air bumi. Setelah lahir, bayi makan dari air susu ibu atau susu formula, yang kedua- duanya juga berasal dari unsur-unsur bumi. Setelah disapih, anak makan dari buah-buahan dan daging yang juga berasal dari unsur-unsur tanah. Disinilah letak hikmah kenapa Allah menciptakan tumbuhan lebih dahulu daripada hewan, dan menciptakan hewan lebih dahulu daripada manusia. Penciptaan manusia dimulai dari tanah dan berakhir di tanah, untuk kemudian dibangkitkan kembali pada hari kiamat. Susilawati dan Bachtiar (2018) juga menyimpulkan bahwa dari hasil penelitian terhadap unsur-unsur kimia dalam tanah dan tubuh manusia ditemukan bahwa tubuh manusia terdiri atas air, lemak, protein, karbohidrat, dan unsur organik lainnya. Jika kandungan ini diurai ke dalam unsur-unsur dasarnya maka akan didapat hasil bahwa tubuh manusia terdiri atas oksigen, 34

karbon, hidrogen, nitrogen, kalsium, fosfor, sulfur potasiom, sodium, magnesium, dan unsur lainnya, seperti yodium, besi, tembaga, dan lain sebagainya. Sedangkan pada tanah sendiri juga terdapat oksigen dan hidrogen, karbon, nitrogen, aluminium, mineral, silikon, aluminium, magnesium, potasium dan masih banyak lagi unsur lain menyerupai unsur dalam tubuh manusia. B. Makromolekul “…makanlah dari makanan yang baik-baik yang telah Kami berikan kepada kalian…” (Q.S Al-Baqarah: 57) Makhluk hidup membutuhkan makanan yang untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi tubuh. Unsur-unsur makanan tersebut secara umum dikelompokkan sebagai makromolekul yang terdiri dari karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan mineral. 1. Karbohidrat Karbohidrat merupakan makromolekul yang terdiri atas unsur Karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O). Fungsi karbohidrat sebagaimana dikemukakan oleh Susilawati dan Bachtiar (2018) dapat dijabarkan sebagai berikut: a. Sumber energi Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh dan merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyak didapat di alam dan harganya relatif murah. b. Pemberi rasa manis pada makanan 35

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama dan fruktosa adalah gula yang paling manis. c. Penghemat protein Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun. d. Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta- hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh. e. Pengatur metabolisme lemak Molekul karbohidrat merupakan molekul kompleks yang terdiri dari banyak molekul sederhana. Klasifikasi molekul dapat didasarkan atas jumlah gugus gula penyusunnya. Molekul dengan satu gugus gula disebut monosakarida, contohnya gula yang terkandung pada susu. Molekul dengan dua gugus gula disebut disakarida. Molekul ini disusun oleh dua monoskarida, contohnya gula pasir yang biasa dikonsumsi sehari-hari. Molekul karbohidrat selanjutnya merupakan molekul yang memiliki banyak gugus gula dan disebut juga dengan polisakarida, contohnya gula yang terkandung pada pati tumbuhan. 36

Gambar 17. Jenis-jenis molekul karbohidrat 2. Protein Tubuh membutuhkan protein yang cukup setiap hari. Seorang perempuan membutuhkan 60 gram protein setiap hari. Ketika mengandung dan menyusui, kebutuhan protein perempuan bertambah menjadi 100 – 125 gram per hari. Anak-anak, baik lelaki maupun perempuan, membutuhkan 80 – 100 gram protein per hari untuk menunjang pertumbuhan fisiknya. Adapun lelaki membutuhkan protein sekitar 70 – 80 gram per hari. Kadar protein dalam tubuh tidak boleh melebihi 10 -14 % dari kadar kalori yang dibutuhkan tubuh (Thayyarah, 2013). Protein sebagai makromolekul di dalam tubuh diuraikan menjadi asam amino. Terdapat dua jenis asam amino yaitu asam amino esensial dan asan amino nonesensial. Asam amino esensial tidak dapat diproduksi oleh tubuh dan diperoleh dari makanan dalam bentuk siap pakai. Sumber asam amino esensial yang paling penting adalah daging, telur, keju dan berbagai 37

sumber hewani lainnya. Protein dari sumber hewani merupakan yang paling baik karena mengandung asam amino esensial yang lengkap sedangkan protein pada tumbuhan hanya memiliki satu atau beberapa jenis asam amino. Al-Qur‟an mengisahkan tentang pengingkaran kaum Yahudi atas nikmat yang diberikan Allah terhadap kaum mereka. Mereka yang semula telah mendapatkan karunia makanan yang istimewa berupa manna dan salwa menuntut nabi Musa A.S untuk meminta kepada Allah makanan yang lebih baik. Firman Allah terkait hal ini dapat dilihat pada terjemahan berikut: “…Kami Menurunkan kepadamu mann dan salwa2. Makanlah (makanan) yang baik-baik dari rezeki yang telah Kami Berikan kepadamu…” (Q.S Al-Baqarah: 57). “Dan (Ingatlah), ketika kalian berkata, „Wahai Musa! Kami tidak tahan hanya (makan) dengan satu macam makanan saja, maka mohonkanlah untuk kami kepada Tuhanmu untuk kami, agar Dia memberi Kami apa yang ditumbuhkan bumi, seperti: sayur-mayur, mentimun, bawang putih, kacang adas dan bawang merah.‟ Dia (Musa) menjawab,‟Apakah kamu meminta sesuatu yang buruk sebagai ganti dari sesuatu yang baik?... ((Q.S Al-Baqarah: 61). Ayat di atas dapat dikaitkan dengan keutamaan sumber makanan hewani dibandingkan nabati atau tumbuhan. Meski tumbuhan juga merupakan makanan yang sehat dan diperlukan oleh tubuh namun kandungan zat gizi (protein-asam amino esensial) lebih banyak dimiliki oleh hewan. Menurut Thayyarah (2013) ada satu jenis tumbuhan yang dikecualikan dari kelompok protein nabati, yaitu kacang kedelai yang 2 Mann ialah sejenis madu. Salwa ialah sejenis burung puyuh 38