Program Pendidikan Kompetensi Umum 2019/2020

(1)

Program Pendidikan Kompetensi Umum

2019/2020

BIO100 Biologi 3(2-3)

(2)

Kompetensi yang diharapkan bagi mahasiswa yang

telah mengambil MK Biologi adalah

memahami dan

dapat menjelaskan:

• Cakupan/tema-tema dan cara mempelajari kehidupan

• Struktur dan cara kerja sel dan bagaimana sel

memanen energi dan membuat makanan

• Cara sel bereproduksi, biologi molekuler gen,

pewarisan sifat, dan rekayasa genetik

• Keanekaragaman organisme (termasuk struktur dan

fungsi), mulai Monera, Protista, Fungi, Plantae, dan

Animalia

• Hirarki kehidupan di atas individu, yang mencakup

populasi, komunitas, ekosistem, dan keanekaragaman

hayati yang dapat dimanfaatkan dan usaha

konservasinya

Learning Outcomes (LO)

(3)

3

Silabus

NO TANGGAL

1 20-24 JAN Ruang lingkup biologi dan asal-muasal kehidupan 2 27-31 JAN Wisata sel

3 3-7 FEB Kerja sel dan respirasi selular 4 10-14 FEB Fotosintesis

5 17-21 FEB Pembelahan sel, struktur, dan ekspresi geN 6 24–28 FEB Pola pewarisan sifat

7 2–6 MAR Prinsip dasar teknologi DNA rekombinan (bioteknologi) 10-21 MARET Ujian Tengah Semester (UTS)

8 23-27 MAR Fungsi hayati, keragaman dan peranan Monera, Protista, dan Fungi 9 30 MAR-3 APR Karakteristik tumbuhan

10 6-10 APR Struktur dan fungsi tumbuhan

11 13-17 APR Karakteristik dan fungsi hayati hewan (1) 12 20-24 APR Karakteristik dan fungsi hayati hewan (2) 13 27 APR-1 MEI Populasi dan komunitas

14 4-8 MEI Ekosistem dan biologi konservasi

(4)

Kontrak Kuliah

A. Identitas dan Koordinator MK

Nama MK

: BIO100 Biologi

SKS

: 3(2-3)

Koordinator

: Dr. Sri Listiyowati, MSi

Departemen Biologi, FMIPA IPB

Email:

[email protected]

WA: 085282439938

(5)

Kontrak Kuliah

B. Pengajar Kuliah Semester 2 (GENAP) 2019/2020

5

Hari Waktu R Kuliah Pengajar UTS Pengajar UAS

Senin 8 - 9.40 CCR 1.03 Nampiah S (NPH) Nunik Sri Arianti (NSA)

Selasa 8 - 9.40 CCR 1.01 Sri Budiarti (SBA) Hadisunarso (HDS)

Selasa 8 - 9.40 CCR 1.02 Nisa Rachmania M (NRM) Rika Raffiudin (RIR)

Rabu 8 - 9.40 CCR 1.01 Sri Listiyowati (SLY) Sulistijorini (SRN)

Rabu 8 - 9.40 CCR 1.02 Yulin Lestari (YLN) Nina R Djuwita (NRD)

Rabu 15 -16.40 CCR 1.03 Ence DJ Supena (EDJ) Tri Atmowidi (TAW)

Rabu 15 -16.40 CCR 1.04 Achmad Farajallah (AFM) Windra P (WPP)

Jumat 7 - 8.40 CCR 1.04 Aris TJ Leksono (ATJ) Jepri Agung P (JAP)

Jumat 7 - 8.40 CCR 1.05 Iman Rusmana (IRM) Kanti Arum W (KAW)

Jumat 9 - 10.40 CCR 1.01 Bambang (BSB) Dorly (DRY)

Jumat 9 - 10.40 CCR 1.02 Gayuh Rahayu (GRY) Taruni SP (TSP)

(6)

C. Kuliah dan Ujian

1. Perkuliahan dilaksanakan dalam 14 kali pertemuan, 1 kali

UTS, dan 1 kali UAS

2. Jadwal perkuliahan dan ujian sesuai dengan jadwal yang

dikeluarkan oleh PPKU

3. Dalam satu kelas, perkuliahan diasuh oleh tim dosen

4. Setiap perkuliahan dilaksanakan dalam 2 x 50 menit

5. Mahasiswa yang ditemukan nitip tanda tangan pada waktu

tidak hadir kuliah maupun mahasiswa yang memalsukan

tanda tangan kehadiran teman akan mendapatkan

sanksi

berupa nilai E

6. Kehadiran mahasiswa dalam perkuliahan minimal 11

kali (80%) dari 14 kali pertemuan

6

(7)

C. Kuliah dan Ujian (lanjutan)

7.

Bagi mahasiswa yang kehadiran perkuliahan kurang dari

11 kali, tidak diperbolehkan mengikuti UAS dan nilai UAS

adalah

0 (nol),

KECUALI

mahasiswa yang memiliki

surat

izin

/

surat tugas

dari Wakil Rektor 1 / Dekan / Wakil

Dekan Bidang Akademik / Ketua Departemen / Direktur

PPKU dengan surat tembusan hingga ke Koordinator

Matakuliah terkait mendapatkan kelonggaran sampai

maksimal 40% (minimal 60% kehadiran dalam perkuliahan

untuk mahasiswa yang memiliki surat tugas tersebut)

7

(8)

C. Kuliah dan Ujian (lanjutan)

8. Pertanyaan menggunakan bahasa inggris diakhir slide kuliah pada beberapa pertemuan akan dikeluarkan dalam UTS

ataupun UAS (bergantung materinya) dan Dosen TIDAK akan membahas pertanyaan tersebut, namun jawabannya dapat dicari pada alamat web yang dicantumkan

9. Mata kuliah BIO100 Biologi TIDAK melakukan ujian perbaikan, kecuali permintaan PPKU atas dasar hasil yudisium

10. Bagi mahasiswa yang tidak dapat mengikuti UTS atau dan UAS, dapat mengikuti UJIAN SUSULAN dengan alasan yang dapat diterima.

11. Ujian Susulan UTS maupun UAS akan dilaksanakan setelah UAS, waktunya akan diatur oleh PPKU IPB, dan mahasiswa harus segera menghubungi koordinator MK untuk pengurusan ujian susulan

8

(9)

C. Kuliah dan Ujian (lanjutan)

12. Buku Teks:

(beberapa tersedia di Perpustakaan IPB)

Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson. 2014.

Campbell Biology.10th_{. Pearson Education, Inc.}

Neil A. Campbell, Jane B. Reece. 2008. Biology 8th. Pearson Benjamin Cummings: San Francisco.

13. Slide kuliah dapat didownload di Lecture Management

System - http://newlms.ipb.ac.id - all courses

- Common First Year Program - Biologi

Enrolment Key: biologi_2019/2020

9

(10)

10

Kontrak Kuliah

Disamping itu, mahasiswa juga dapat mengkopi materi kuliah (PDF) dan modul dengan menghubungi Pak Sunaryo di

laboratorium Biologi, Gedung Teaching Laboratory PPKU

atau

Menambah pengetahuan dengan memiliki buku intisari

biologi Campbell edisi ke 6, informasinya silakan kunjungi

-http://newlms.ipb.ac.id

- all courses

- Common First Year Program

- Biologi

(11)

D. Penilaian

• Nilai Akhir ditentukan dari:

35% UTS + 35% UAS + 30% Praktikum

• Selang nilai huruf mutu mengikuti rataan kelas PPKU dan

penentuan selang nilai berdasarkan standar deviasi

• Huruf Mutu: A, AB, B, BC, C, D, dan E

11

(12)

Program Pendidikan Kompetensi Umum

2019/2020

Cakupan Biologi dan Asal Muasal Kehidupan

(13)

Topik Bahasan

• Cakupan dalam studi biologi

• Bagaimana mempelajari kehidupan?

• Keanekaragaman mahluk hidup

(14)

(15)

• Biologi: studi saintifik tentang kehidupan

• Beberapa pertanyaan dalam studi kehidupan:

– Bagaimana sel dapat membentuk organisme

– Bagaimana sistem kerja pada tubuh manusia

– Bagaimana organisme berinteraksi dalam komunitas • Biologi berkaitan dengan dengan isu-isu utama dunia:

– Masalah lingkungan dan penyelesaiannya

– Kedokteran, rekayasa genetik, dan lainnya

(16)

Struktur hirarki kehidupan: molekul sampai ekosistem (cakupan biologi)

• Ekosistem

- Mencakup semua organisme dalam area

- komponen fisik (tanah, air, dll)

• Komunitas: semua organisme dalam suatu area

• Populasi: kelompok organisme pada spesies yang sama dalam suatu area

• Organisme tersusun atas sistem organ, organs, jaringan, sel, molekul

(17)

biosphere communities populations organisms ecosystems organs and

organ systems Cell

Organelles Atoms molecules tissues 10 µm 1 µm 50 µm

Cakupan Biologi

(18)

Dinamika dalam ekosistem mencakup dua proses utama:

– Siklus materi (materi yang dibutuhkan tanaman akan kembali ke tanah)

– Aliran energi dari matahari – produsen - konsumen

Inflow of light energy Air Chemical energy Organisms Soil ECOSYSTEM Loss of heat energy

Cakupan Biologi: Ekosistem

(19)

Jejaring kehidupan dalam ekosistem hutan tropis

(20)

Interaksi antar organisme berpengaruh pada kehidupan:

– Pohon Eucalyptus menyediakan makanan dan habitat bagi kelelawar

– Kelelawar membantu penyerbukan dan penyebaran biji Eucalyptus

(21)

Order Evolutionary adaptation Response to the environment Reproduction Growth and development Energy processing Regulation

(22)

- Struktur tulang sayap burung berpori (ringan ) - fungsi untuk terbang

- Daun tipis dan datar – memaksimalkan menangkap cahaya matari oleh kloroplas (a) Wings (c) Neurons (b) Bones Infoldings of membrane Mitochondrion (d) Mitochondria 0.5 µm

(23)

Pendekatan dalam Studi Biologi

• Deskripsi beberapa aspek kehidupan dan menggunakan pendekatan induksi untuk mengambil kesimpulan umum

• Pengamatan spesifik secara berulang untuk mengambil kesimpulan umum

• Contoh:

- Semua organisme tersusun atas sel (kesimpulan umum)

- Pendekatan induksi yang dipakai: pengamatan spesimen biologi dengan bantuan mikroskop.

(24)

Sains berbasis hypothesis

Observation Question Hypothesis Prediction Test: Experiment or additional observation Test does not

support

hypothesis; revise hypothesis

or pose new one

Test supports hypothesis; make additional predictions and test them • Observasi • Mengajukan pertanyaan • Mengajukan hipotesis • Prediksi hasil • Tes hipotesis

(25)

Observations Question Hypothesis #1: Dead batteries Hypothesis #2: Burnt-out bulb Prediction: Replacing batteries will fix problem

Prediction: Replacing bulb will fix problem

Test prediction Test prediction

Test falsifies hypothesis Test does not falsify hypothesis

Contoh: lampu senter mati

–Observasi: lampu senter mati

–Pertanyaan: Mengapa lampu senter mati?

–Hipotesis 1: Baterai mati

–Hipotesis 2: lampu putus

Pendekatan dalam Studi Biologi

(26)

Sel: unit dasar kehidupan

• Sel: level paling rendah dalam organisasi kehidupan yang dapat melakukan aktivitas

• Semua sel:

– Dibungkus oleh membran

– DNA sebagai bahan genetik

• Kemampuan sel dalam membelah merupakan dasar selular

(27)

• Sel prokariot: sederhana, berukuran kecil, tanpa nukleus atau organel bermembran (bakteri dan arkea)

• Sel eukariot: mempunyai organel bermembran, ukuran besar, memiliki nukleus (tumbuhan, hewan, cendawan, protista)

Sel: unit dasar kehidupan

1 µm Organelles

Nucleus (contains DNA) Cytoplasm Membrane DNA (no nucleus) Membrane Eukaryotic cell Prokaryotic cell

(28)

Kontinuitas kehidupan tergantung pada Informasi Genetik dalam DNA

• Kromosom mengandung material genetik (DNA)

DNA: deoxyribonucleic acid

• Kromosom memiliki molekul DNA dengan ratusan-ribuan gen

• Gen: unit pewarisan yang mentransfer informasi dari tetua ke keturunan

• DNA diwariskan dari tetua pada keturunannya

(29)

Nucleus DNA

Cell

Nucleotide

(a) DNA double helix (b) Single strand of DNA Kontinuitas kehidupan bergantung pada

(30)

Nuclei containing DNA Sperm cell Egg cell Fertilized egg with DNA from both parents

Embryo’s cells with copies of inherited DNA

Offspring with traits inherited from

both parents

Kontinuitas kehidupan bergantung pada Informasi Genetik dalam DNA

(31)

Organisasi Diversitas Kehidupan

• Sekitar 1.8 juta spesies telah teridentifikasi dan diberi nama

• Spesies baru teridentifikasi setiap tahunnya.

• Perkiraan jumlah spesies di dunia: 10-100 juta

• Taksonomi: cabang ilmu biologi yang mempelajari penamaan dan klasifikasi spesies.

(32)

Species Genus Family Order Class Phylum Kingdom Domain Ursus americanus

(American black bear)

Ursus Ursidae Carnivora Mammalia Chordata Animalia Eukarya

(33)

Tiga Domain Mahluk Hidup

• Domain Bacteria • Domain Archaea (prokariot) • Domain Eukarya (eukariotik) - Protista - Cendawan - Tumbuhan - Hewan

(a) DOMAIN BACTERIA

(b) DOMAIN ARCHAEA (c) DOMAIN EUKARYA Protists Kingdom Fungi Kingdom Plantae

(34)

Kemiripan dan Keragaman Mahluk Hidup

– DNA: “bahasa genetik” universal pada semua organisme

– Kemiripan ditunjukkan pada struktur sel

Cilia of

Paramecium

Cross section of a cilium, as viewed with an electron microscope

Cilia of windpipe cells

15 µm _{5 µm}

(35)

Seleksi Alam

• Fosil dan material lain yang terawetkan merupakan dokumen penting dalam evolusi kehidupan di bumi dalam jutaan tahun lalu.

• Charles Darwin mempublikasikan tulisan On the Origin of Species by Means of Natural Selection pada tahun 1859

• Dua poin utama dalam teori Darwin:

– Spesies diwariskan dengan modifikasi dari tetuanya

– Seleksi alam merupakan mekanisme dari pewarisan dengan modifikasi

(36)

Population with varied inherited traits. Elimination of individuals with certain traits. Reproduction of survivors. Increasing frequency of traits that enhance survival and reproductive success.

Seleksi Alam

(37)

(38)

Kondisi bumi purba memungkinkan terbentuk kehidupan

Proses kimia dan fisika pada bumi purba memungkinkan

terbentuk sel sederhana melalui tahapan:

1. Sintesis molekul organik secara abiotik

2. Penggabungan/ikatan molekul organik kecil

membentuk makromolekul

3. Pembentukan “protobionts”

(39)

(1) Sintesis Senyawa Organik pada Awal Bumi Purba

• Bumi terbentuk sekitar 4.6 milyar tahun yang lalu

• Atmosfer bumi purba mengandung air dan senyawa-senyawa kimia dari gunung berapi (kemungkinan H₂O, CO, CO₂, N₂, dan CH₄, namun sedikit atau tidak ada O₂₎

• Aktivitas gunung berapi, halilintar, dan radiasi ultra violet sangat intens.

(40)

Kehidupan kemungkinan berkembang dari benda tak hidup (3.9 milyar tahun yang lalu)

= 500 juta tahun yang lalu

Hewan awal, keragaman algae

Eukariot multiselular awal

Eukaryot awal

Akumulasi oksigen dari cyanobacteria

Fosil prokariot tertua Awal kehidupan? Pembentukkan bumi B il li on s of y e a rs a go

(41)

Bagaimana Kehidupan Berawal?

• Percobaan Stanley Miller menunjukkan bahwa bahan organik terbentuk dari bahan-bahan anorganik

• Hasil eksperimen Miller: terbentuk senyawa-senyawa organik (asam amino, gula, basa nukleotida)

Water vapor CH₄ _Electrode Condenser Cold water Cooled water containing organic compounds Sample for chemical analysis H₂O

(42)

(2) Polimer Pertama Kemungkinan Terbentuk dari

Bebatuan atau Tanah yang Panas

• Molekul-molekul mengalami polimerisasi pada batu atau tanah panas.

• Dihasilkan polipeptida dan asam nukleat pendek • Gen pertama merupakan molekul RNA

• Molekul-molekul tersebut dapat mengkatalisis replikasi RNA.

Monomers Formation of short RNA polymers: simple “genes”

1

Assembly of a complementary RNA chain, the first step in replication of the original “gene”

(43)

(3) Kerjasama Molekular

• Molekul RNA

digunakan sebagai

cetakan (template)

untuk

pembentukkan

polipeptida

• Polipeptida tersebut

membantu replikasi

RNA

Self-replication of RNA RNA Self-replicating RNA acts as template on which polypeptide forms. Polypeptide Polypeptide acts as primitive enzyme that aids RNA replication.

(44)

• Terbentuk membran sel – terbentuk sel awal

• Sel awal tersebut berevolusi membentuk sel prokariot awal

Membrane

RNA

Polypeptide

(4) Molekul Hasil Kerjasama dibungkus Membran sehingga Terbentuk Sel Awal

(45)