Informasi

Unit 1: Dasar Kimia Kehidupan - Biologi

Unit 1: Dasar Kimia Kehidupan - Biologi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Unit 1: Dasar Kimia Kehidupan

Pelanggan yang melihat item ini juga melihat

Tinjauan

"Ed Regis selalu menjadi peneliti yang cermat, selalu menjadi pemikir independen. Dalam buku kecil subversif ini, ia menunjukkan bahwa pertanyaan besar terbesar masih layak ditanyakan - lebih mendesak sekarang daripada sebelumnya." --David Quammen

"Analisis Komprehensif dan elegan tentang dasar fisik kehidupan: penerus mutakhir buku Schrödinger tahun 1944." - Marvin Minsky, Profesor Seni dan Ilmu Media Toshiba, M.I.T., dan penulis Mesin Emosi

"Ditulis dengan jelas dan sepenuhnya dapat diakses oleh mereka yang tidak memiliki latar belakang sains. pengantar yang menyenangkan dan informatif."--Tinjauan Kuartalan Biologi

Tentang Penulis


Isi

Definisi kehidupan telah lama menjadi tantangan bagi para ilmuwan dan filsuf, dengan berbagai definisi yang dikemukakan. [16] [17] [18] Ini sebagian karena hidup adalah proses, bukan substansi. [19] [20] [21] Ini diperumit oleh kurangnya pengetahuan tentang karakteristik makhluk hidup, jika ada, yang mungkin telah berkembang di luar Bumi. [22] [23] Definisi filosofis kehidupan juga telah dikemukakan, dengan kesulitan yang sama tentang bagaimana membedakan makhluk hidup dari yang tidak hidup. [24] Definisi hukum kehidupan juga telah dijelaskan dan diperdebatkan, meskipun ini umumnya berfokus pada keputusan untuk menyatakan manusia mati, dan konsekuensi hukum dari keputusan ini. [25] Sebanyak 123 definisi kehidupan telah disusun. [26] Satu definisi tampaknya disukai oleh NASA: "sistem kimia mandiri yang mampu melakukan evolusi Darwin." [27] [28] [29] [30] Lebih sederhana, hidup adalah, "materi yang dapat mereproduksi dirinya sendiri dan berkembang sebagai kelangsungan hidup mendikte". [31] [32] [33]

Biologi

Karena tidak ada definisi yang tegas tentang kehidupan, sebagian besar definisi terkini dalam biologi bersifat deskriptif. Kehidupan dianggap sebagai karakteristik dari sesuatu yang mempertahankan, memajukan atau memperkuat keberadaannya di lingkungan tertentu. Karakteristik ini menunjukkan semua atau sebagian besar ciri-ciri berikut: [18] [34] [35] [36] [37] [38] [39]

  1. Homeostatis: pengaturan lingkungan internal untuk mempertahankan keadaan konstan misalnya, berkeringat untuk menurunkan suhu
  2. Organisasi: secara struktural terdiri dari satu atau lebih sel – unit dasar kehidupan
  3. Metabolisme: transformasi energi dengan mengubah bahan kimia dan energi menjadi komponen seluler (anabolisme) dan penguraian bahan organik (katabolisme). Makhluk hidup membutuhkan energi untuk mempertahankan organisasi internal (homeostasis) dan untuk menghasilkan fenomena lain yang terkait dengan kehidupan.
  4. Pertumbuhan: mempertahankan tingkat anabolisme yang lebih tinggi daripada katabolisme. Organisme yang tumbuh bertambah besar di semua bagiannya, bukan hanya mengumpulkan materi.
  5. Adaptasi: kemampuan untuk berubah dari waktu ke waktu sebagai respons terhadap lingkungan. Kemampuan ini sangat mendasar bagi proses evolusi dan ditentukan oleh faktor keturunan, pola makan, dan faktor eksternal organisme.
  6. Respon terhadap rangsangan: suatu respons dapat mengambil banyak bentuk, dari kontraksi organisme uniseluler hingga bahan kimia eksternal, hingga reaksi kompleks yang melibatkan semua indera organisme multiseluler. Sebuah respon sering diungkapkan dengan gerakan misalnya, daun tanaman menghadap matahari (fototropisme), dan kemotaksis.
  7. Reproduksi: kemampuan untuk menghasilkan organisme individu baru, baik secara aseksual dari organisme induk tunggal atau secara seksual dari dua organisme induk.

Proses kompleks ini, yang disebut fungsi fisiologis, memiliki dasar fisik dan kimia yang mendasari, serta mekanisme sinyal dan kontrol yang penting untuk mempertahankan kehidupan.

Definisi alternatif

Dari perspektif fisika, makhluk hidup adalah sistem termodinamika dengan struktur molekul terorganisir yang dapat mereproduksi dirinya sendiri dan berkembang sesuai perintah kelangsungan hidup. [40] [41] Secara termodinamika, kehidupan digambarkan sebagai sistem terbuka yang memanfaatkan gradien di sekitarnya untuk membuat salinan dirinya sendiri yang tidak sempurna. [42] Cara lain untuk menyatakan ini adalah dengan mendefinisikan kehidupan sebagai "sistem kimia mandiri yang mampu menjalani evolusi Darwin", definisi yang diadopsi oleh komite NASA yang mencoba mendefinisikan kehidupan untuk tujuan eksobiologi, berdasarkan saran Carl Sagan. [43] [44] [45] Sebuah kekuatan utama dari definisi ini adalah bahwa ia membedakan kehidupan dengan proses evolusi daripada komposisi kimianya. [46]

Yang lain mengambil sudut pandang sistemik yang tidak selalu bergantung pada kimia molekuler. Salah satu definisi sistemik dari kehidupan adalah bahwa makhluk hidup mengatur dirinya sendiri dan autopoietic (memproduksi sendiri). Variasi dari definisi ini termasuk definisi Stuart Kauffman sebagai agen otonom atau sistem multi-agen yang mampu mereproduksi dirinya sendiri, dan menyelesaikan setidaknya satu siklus kerja termodinamika. [47] Definisi ini diperluas dengan munculnya fungsi baru dari waktu ke waktu. [48]

Virus

Apakah virus harus dianggap hidup atau tidak masih kontroversial. Mereka paling sering dianggap hanya sebagai replikator pengkodean gen daripada bentuk kehidupan. [49] Mereka telah digambarkan sebagai "organisme di ujung kehidupan" [50] karena mereka memiliki gen, berevolusi melalui seleksi alam, [51] [52] dan bereplikasi dengan membuat banyak salinan dari diri mereka sendiri melalui perakitan sendiri. Namun, virus tidak melakukan metabolisme dan mereka membutuhkan sel inang untuk membuat produk baru. Perakitan diri virus dalam sel inang memiliki implikasi untuk mempelajari asal usul kehidupan, karena dapat mendukung hipotesis bahwa kehidupan dapat dimulai sebagai molekul organik yang dapat merakit sendiri. [53] [54] [55]

Biofisika

Untuk mencerminkan fenomena minimum yang diperlukan, definisi biologis lain dari kehidupan telah diusulkan, [56] dengan banyak di antaranya didasarkan pada sistem kimia. Ahli biofisika telah berkomentar bahwa makhluk hidup berfungsi pada entropi negatif. [57] [58] Dengan kata lain, proses hidup dapat dilihat sebagai penundaan difusi spontan atau dispersi energi internal molekul biologis menuju keadaan mikro yang lebih potensial. [16] Secara lebih rinci, menurut fisikawan seperti John Bernal, Erwin Schrödinger, Eugene Wigner, dan John Avery, kehidupan adalah anggota kelas fenomena yang sistem terbuka atau kontinu yang mampu menurunkan entropi internalnya dengan mengorbankan zat atau energi bebas yang diambil dari lingkungan dan selanjutnya dibuang dalam bentuk terdegradasi. [59] [60] Munculnya dan meningkatnya popularitas biomimetik atau biomimikri (desain dan produksi bahan, struktur, dan sistem yang dimodelkan pada entitas dan proses biologis) kemungkinan akan mendefinisikan kembali batas antara kehidupan alami dan buatan. [61]

Teori sistem kehidupan

Sistem kehidupan adalah makhluk hidup yang mengatur dirinya sendiri secara terbuka yang berinteraksi dengan lingkungannya. Sistem ini dipelihara oleh arus informasi, energi, dan materi.

Budisa, Kubyshkin dan Schmidt mendefinisikan kehidupan seluler sebagai unit organisasi yang bertumpu pada empat pilar/pilar: (i) energi, (ii) metabolisme, (iii) informasi, dan (iv) bentuk. Sistem ini mampu mengatur dan mengontrol metabolisme dan suplai energi serta mengandung setidaknya satu subsistem yang berfungsi sebagai pembawa informasi (informasi genetik). Sel sebagai unit mandiri adalah bagian dari populasi yang berbeda yang terlibat dalam proses terbuka searah dan ireversibel yang dikenal sebagai evolusi. [62]

Beberapa ilmuwan telah mengusulkan dalam beberapa dekade terakhir bahwa teori sistem kehidupan umum diperlukan untuk menjelaskan sifat kehidupan. [63] Teori umum semacam itu akan muncul dari ilmu ekologi dan biologi dan berusaha memetakan prinsip-prinsip umum tentang bagaimana semua sistem kehidupan bekerja. Alih-alih memeriksa fenomena dengan mencoba untuk memecah hal-hal menjadi komponen, teori sistem kehidupan umum mengeksplorasi fenomena dalam hal pola dinamis dari hubungan organisme dengan lingkungannya. [64]

Hipotesis Gaia

Gagasan bahwa Bumi itu hidup ditemukan dalam filsafat dan agama, tetapi diskusi ilmiah pertama tentangnya dilakukan oleh ilmuwan Skotlandia James Hutton. Pada 1785, ia menyatakan bahwa Bumi adalah superorganisme dan studi yang tepat adalah fisiologi. Hutton dianggap sebagai bapak geologi, tetapi gagasannya tentang Bumi yang hidup dilupakan dalam reduksionisme yang intens pada abad ke-19. [65] : 10 Hipotesis Gaia, diusulkan pada tahun 1960 oleh ilmuwan James Lovelock, [66] [67] menunjukkan bahwa kehidupan di Bumi berfungsi sebagai organisme tunggal yang mendefinisikan dan memelihara kondisi lingkungan yang diperlukan untuk kelangsungan hidupnya. [65] Hipotesis ini menjadi salah satu dasar ilmu sistem Bumi modern.

Non-fraksinasi

Robert Rosen mengabdikan sebagian besar karirnya, dari tahun 1958 [68] dan seterusnya, untuk mengembangkan teori kehidupan yang komprehensif sebagai sistem kompleks yang mengatur diri sendiri, "tertutup untuk penyebab yang efisien" [69] Dia mendefinisikan komponen sistem sebagai "satu unit pengorganisasian bagian dengan fungsi, yaitu hubungan yang pasti antara bagian dan keseluruhan." Dia mengidentifikasi "tidak dapat dipecahnya komponen-komponen dalam suatu organisme" sebagai perbedaan mendasar antara sistem kehidupan dan "mesin biologis". Dia merangkum pandangannya dalam bukunya Hidup itu sendiri. [70] Ide serupa dapat ditemukan di buku Sistem Kehidupan [71] oleh James Grier Miller.

Kehidupan sebagai milik ekosistem

Pandangan sistem tentang kehidupan memperlakukan fluks lingkungan dan fluks biologis bersama-sama sebagai "pengaruh timbal balik," [72] dan hubungan timbal balik dengan lingkungan bisa dibilang sama pentingnya untuk memahami kehidupan seperti halnya untuk memahami ekosistem. Seperti yang dijelaskan Harold J. Morowitz (1992), kehidupan adalah milik sistem ekologi daripada organisme atau spesies tunggal. [73] Dia berpendapat bahwa definisi ekosistem kehidupan lebih disukai daripada definisi biokimia atau fisik. Robert Ulanowicz (2009) menyoroti mutualisme sebagai kunci untuk memahami perilaku kehidupan dan ekosistem yang sistemik dan menghasilkan keteraturan. [74]

Biologi sistem kompleks

Biologi sistem kompleks (CSB) adalah bidang ilmu yang mempelajari munculnya kompleksitas pada organisme fungsional dari sudut pandang teori sistem dinamis. [75] Yang terakhir ini juga sering disebut biologi sistem dan bertujuan untuk memahami aspek kehidupan yang paling mendasar. Pendekatan yang terkait erat dengan CSB dan biologi sistem yang disebut biologi relasional terutama berkaitan dengan pemahaman proses kehidupan dalam hal hubungan yang paling penting, dan kategori hubungan semacam itu di antara komponen fungsional penting organisme untuk organisme multiseluler, ini telah didefinisikan sebagai "kategorisasi biologi", atau representasi model organisme sebagai teori kategori hubungan biologis, serta topologi aljabar dari organisasi fungsional organisme hidup dalam hal jaringan dinamis dan kompleks dari proses metabolisme, genetik, dan epigenetik serta jalur pensinyalan. [76] [77] Pendekatan alternatif tetapi terkait erat berfokus pada saling ketergantungan kendala, di mana kendala dapat berupa molekuler, seperti enzim, atau makroskopik, seperti geometri tulang atau sistem vaskular. [78]

Dinamika Darwin

Juga telah dikemukakan bahwa evolusi keteraturan dalam sistem kehidupan dan sistem fisik tertentu mematuhi prinsip dasar umum yang disebut dinamika Darwin. [79] [80] Dinamika Darwin dirumuskan dengan terlebih dahulu mempertimbangkan bagaimana tatanan makroskopik dihasilkan dalam sistem non-biologis sederhana yang jauh dari kesetimbangan termodinamika, dan kemudian memperluas pertimbangan ke pendek, molekul RNA yang mereplikasi. Proses pembuatan pesanan yang mendasari disimpulkan pada dasarnya serupa untuk kedua jenis sistem. [79]

Teori operator

Definisi sistemik lain yang disebut teori operator mengusulkan bahwa "kehidupan adalah istilah umum untuk keberadaan penutupan khas yang ditemukan pada organisme penutupan khas adalah membran dan set autokatalitik dalam sel" [81] dan bahwa suatu organisme adalah sistem apa pun dengan sebuah organisasi yang sesuai dengan jenis operator yang setidaknya serumit sel. [82] [83] [84] [85] Kehidupan juga dapat dimodelkan sebagai jaringan umpan balik negatif inferior dari mekanisme regulasi yang disubordinasikan ke umpan balik positif superior yang dibentuk oleh potensi ekspansi dan reproduksi. [86]

Materialisme

Beberapa teori kehidupan paling awal adalah materialis, yang berpendapat bahwa semua yang ada adalah materi, dan bahwa kehidupan hanyalah bentuk kompleks atau susunan materi. Empedocles (430 SM) berpendapat bahwa segala sesuatu di alam semesta terdiri dari kombinasi empat "elemen" abadi atau "akar semua": bumi, air, udara, dan api. Semua perubahan dijelaskan oleh pengaturan dan penataan ulang keempat elemen ini. Berbagai bentuk kehidupan disebabkan oleh campuran unsur-unsur yang tepat. [87]

Democritus (460 SM) berpendapat bahwa ciri esensial kehidupan adalah memiliki jiwa (jiwa). Seperti penulis kuno lainnya, dia mencoba menjelaskan apa yang membuat sesuatu menjadi hidup hal. Penjelasannya adalah bahwa atom yang berapi-api membuat jiwa dengan cara yang persis sama dengan atom dan kekosongan menjelaskan hal lain. Dia menguraikan api karena hubungan nyata antara kehidupan dan panas, dan karena api bergerak. [88]

Dunia Plato tentang Bentuk yang abadi dan tidak berubah, yang secara tidak sempurna diwakili dalam materi oleh seorang Pengrajin ilahi, sangat kontras dengan berbagai Weltanschauungen mekanistik, di mana atomisme, setidaknya pada abad keempat, paling menonjol. Perdebatan ini bertahan di seluruh dunia kuno. Mekanisme atomistik mendapat tembakan di lengan dari Epicurus. sedangkan Stoa mengadopsi teleologi ilahi. Pilihannya tampaknya sederhana: menunjukkan bagaimana dunia yang terstruktur dan teratur dapat muncul dari proses yang tidak terarah, atau menyuntikkan kecerdasan ke dalam sistem. [89]

Materialisme mekanistik yang berasal dari Yunani kuno dihidupkan kembali dan direvisi oleh filsuf Prancis René Descartes (1596-1650), yang menyatakan bahwa hewan dan manusia adalah kumpulan bagian-bagian yang bersama-sama berfungsi sebagai mesin. Ide ini dikembangkan lebih lanjut oleh Julien Offray de La Mettrie (1709-1750) dalam bukunya Mesin L'Homme. [90]

Pada abad ke-19, kemajuan dalam teori sel dalam ilmu biologi mendorong pandangan ini. Teori evolusi Charles Darwin (1859) adalah penjelasan mekanistik untuk asal usul spesies melalui seleksi alam. [91]

Pada awal abad ke-20 Stéphane Leduc (1853–1939) mempromosikan gagasan bahwa proses biologis dapat dipahami dalam istilah fisika dan kimia, dan bahwa pertumbuhannya menyerupai kristal anorganik yang direndam dalam larutan natrium silikat. Ide-idenya, dituangkan dalam bukunya Sintetis la biologi [92] secara luas diberhentikan selama masa hidupnya, tetapi telah menimbulkan kebangkitan minat dalam karya Russell, Barge dan rekan. [93]

Hilomorfisme

Hylomorphism adalah teori yang pertama kali diungkapkan oleh filsuf Yunani Aristoteles (322 SM). Penerapan hylomorphism pada biologi penting bagi Aristoteles, dan biologi secara luas tercakup dalam tulisan-tulisannya yang masih ada. Dalam pandangan ini, segala sesuatu di alam semesta material memiliki materi dan bentuk, dan bentuk makhluk hidup adalah jiwanya (Yunani jiwa, Latin animasi). Ada tiga jenis jiwa: the jiwa vegetatif tanaman, yang menyebabkan mereka tumbuh dan membusuk dan memberi makan diri mereka sendiri, tetapi tidak menyebabkan gerakan dan sensasi jiwa binatang, yang menyebabkan hewan bergerak dan merasakan dan jiwa rasional, yang merupakan sumber kesadaran dan penalaran, yang (diyakini Aristoteles) hanya ditemukan pada manusia. [94] Setiap jiwa yang lebih tinggi memiliki semua atribut yang lebih rendah. Aristoteles percaya bahwa sementara materi bisa eksis tanpa bentuk, bentuk tidak bisa eksis tanpa materi, dan karena itu jiwa tidak bisa eksis tanpa tubuh. [95]

Catatan ini konsisten dengan penjelasan teleologis tentang kehidupan, yang menjelaskan fenomena dalam kaitannya dengan tujuan atau keterarahan tujuan. Jadi, putihnya bulu beruang kutub dijelaskan oleh tujuan kamuflasenya. Arah kausalitas (dari masa depan ke masa lalu) bertentangan dengan bukti ilmiah untuk seleksi alam, yang menjelaskan konsekuensi dalam kaitannya dengan penyebab sebelumnya. Fitur biologis dijelaskan bukan dengan melihat hasil optimal di masa depan, tetapi dengan melihat sejarah evolusi masa lalu suatu spesies, yang mengarah pada seleksi alam fitur tersebut. [96]

Generasi spontan

Generasi spontan adalah keyakinan bahwa organisme hidup dapat terbentuk tanpa keturunan dari organisme yang sama. Biasanya, idenya adalah bahwa bentuk-bentuk tertentu seperti kutu dapat muncul dari benda mati seperti debu atau yang dianggap sebagai generasi tikus dan serangga musiman dari lumpur atau sampah. [97]

Teori generasi spontan diusulkan oleh Aristoteles, [98] yang menyusun dan memperluas karya para filsuf alam sebelumnya dan berbagai penjelasan kuno tentang penampilan organisme yang dipegangnya selama dua milenium. Itu secara tegas dihilangkan oleh eksperimen Louis Pasteur pada tahun 1859, yang memperluas penyelidikan pendahulunya seperti Francesco Redi. [99] [100] Penyangkalan terhadap gagasan tradisional tentang generasi spontan tidak lagi kontroversial di kalangan ahli biologi. [101] [102] [103]

Vitalisme

Vitalisme adalah keyakinan bahwa prinsip hidup adalah non-materi. Ini berasal dari Georg Ernst Stahl (abad ke-17), dan tetap populer hingga pertengahan abad ke-19. Ini menarik bagi para filsuf seperti Henri Bergson, Friedrich Nietzsche, dan Wilhelm Dilthey, [104] ahli anatomi seperti Xavier Bichat, dan ahli kimia seperti Justus von Liebig. [105] Vitalisme mencakup gagasan bahwa ada perbedaan mendasar antara bahan organik dan anorganik, dan keyakinan bahwa bahan organik hanya dapat diperoleh dari makhluk hidup. Ini dibantah pada tahun 1828, ketika Friedrich Wöhler menyiapkan urea dari bahan anorganik. [106] Sintesis Wöhler ini dianggap sebagai titik awal kimia organik modern. Ini penting secara historis karena untuk pertama kalinya senyawa organik diproduksi dalam reaksi anorganik. [105]

Selama tahun 1850-an, Hermann von Helmholtz, diantisipasi oleh Julius Robert von Mayer, menunjukkan bahwa tidak ada energi yang hilang dalam gerakan otot, menunjukkan bahwa tidak ada "kekuatan vital" yang diperlukan untuk menggerakkan otot. [107] Hasil ini menyebabkan ditinggalkannya minat ilmiah dalam teori vitalistik, terutama setelah demonstrasi Buchner bahwa fermentasi alkohol dapat terjadi pada ekstrak ragi bebas sel.[108] Meskipun demikian, kepercayaan masih ada dalam teori pseudoscientific seperti homeopati, yang menafsirkan penyakit dan penyakit yang disebabkan oleh gangguan dalam kekuatan vital hipotetis atau kekuatan hidup. [109]

Usia Bumi sekitar 4,54 miliar tahun. [110] [111] [112] Bukti menunjukkan bahwa kehidupan di Bumi telah ada setidaknya selama 3,5 miliar tahun, [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121 ] dengan jejak fisik tertua kehidupan sejak 3,7 miliar tahun [122] [123] [124] namun, beberapa teori, seperti teori Pengeboman Berat Akhir, menunjukkan bahwa kehidupan di Bumi mungkin telah dimulai lebih awal, sedini 4,1 -4,4 miliar tahun yang lalu, [113] [114] [115] [116] [117] dan kimia yang mengarah pada kehidupan mungkin telah dimulai tak lama setelah Big Bang, 13,8 miliar tahun yang lalu, selama zaman ketika alam semesta baru berusia 10 tahun. -17 juta tahun. [125] [126] [127]

Lebih dari 99% dari semua spesies bentuk kehidupan, berjumlah lebih dari lima miliar spesies, [128] yang pernah hidup di Bumi diperkirakan telah punah. [129] [130]

Meskipun jumlah spesies bentuk kehidupan yang dikatalogkan di Bumi adalah antara 1,2 juta dan 2 juta, [131] [132] jumlah total spesies di planet ini tidak pasti. Perkiraan berkisar dari 8 juta hingga 100 juta, [131] [132] dengan kisaran yang lebih sempit antara 10 dan 14 juta, [131] tetapi mungkin mencapai 1 triliun (dengan hanya seperseribu dari satu persen spesies dijelaskan) menurut penelitian yang direalisasikan pada Mei 2016. [133] [134] Jumlah total pasangan basa DNA terkait di Bumi diperkirakan 5,0 x 10 37 dan beratnya 50 miliar ton. [135] Sebagai perbandingan, massa total biosfer diperkirakan mencapai 4 TtC (triliun ton karbon). [136] Pada bulan Juli 2016, para ilmuwan melaporkan mengidentifikasi satu set 355 gen dari Leluhur Umum Universal Terakhir (LUCA) dari semua organisme yang hidup di Bumi. [137]

Semua bentuk kehidupan yang diketahui memiliki mekanisme molekuler mendasar, yang mencerminkan keturunan yang sama berdasarkan pengamatan ini, hipotesis tentang asal usul kehidupan mencoba menemukan mekanisme yang menjelaskan pembentukan nenek moyang bersama yang universal, dari molekul organik sederhana melalui kehidupan pra-seluler hingga sel proto dan metabolisme. Model telah dibagi menjadi kategori "gen-first" dan "metabolism-first", tetapi tren baru-baru ini adalah munculnya model hibrida yang menggabungkan kedua kategori. [138]

Tidak ada konsensus ilmiah saat ini tentang bagaimana kehidupan berasal. Namun, model ilmiah yang paling diterima dibangun di atas percobaan Miller-Urey dan karya Sidney Fox, yang menunjukkan bahwa kondisi di Bumi primitif menyukai reaksi kimia yang mensintesis asam amino dan senyawa organik lainnya dari prekursor anorganik, [139] dan fosfolipid terbentuk secara spontan. lipid bilayer, struktur dasar membran sel.

Organisme hidup mensintesis protein, yang merupakan polimer asam amino menggunakan instruksi yang dikodekan oleh asam deoksiribonukleat (DNA). Sintesis protein memerlukan polimer perantara asam ribonukleat (RNA). Satu kemungkinan bagaimana kehidupan dimulai adalah bahwa gen berasal lebih dulu, diikuti oleh protein [140] alternatifnya adalah bahwa protein datang lebih dulu dan kemudian gen. [141]

Namun, karena gen dan protein sama-sama dibutuhkan untuk menghasilkan yang lain, masalah mempertimbangkan mana yang lebih dulu seperti ayam atau telur. Sebagian besar ilmuwan telah mengadopsi hipotesis bahwa karena ini, tidak mungkin gen dan protein muncul secara independen. [142]

Oleh karena itu, kemungkinan, yang pertama kali dikemukakan oleh Francis Crick, [143] adalah bahwa kehidupan pertama didasarkan pada RNA, [142] yang memiliki sifat penyimpanan informasi seperti DNA dan sifat katalitik dari beberapa protein. Ini disebut hipotesis dunia RNA, dan didukung oleh pengamatan bahwa banyak komponen sel yang paling penting (yang berkembang paling lambat) sebagian besar atau seluruhnya terdiri dari RNA. Juga, banyak kofaktor kritis (ATP, Asetil-KoA, NADH, dll.) adalah nukleotida atau zat yang jelas terkait dengannya. Sifat katalitik RNA belum ditunjukkan ketika hipotesis pertama kali diajukan, [144] tetapi dikonfirmasi oleh Thomas Cech pada tahun 1986. [145]

Satu masalah dengan hipotesis dunia RNA adalah bahwa sintesis RNA dari prekursor anorganik sederhana lebih sulit daripada molekul organik lainnya. Salah satu alasannya adalah bahwa prekursor RNA sangat stabil dan bereaksi satu sama lain dengan sangat lambat dalam kondisi sekitar, dan juga telah diusulkan bahwa organisme hidup terdiri dari molekul lain sebelum RNA. [146] Namun, sintesis sukses molekul RNA tertentu di bawah kondisi yang ada sebelum kehidupan di Bumi telah dicapai dengan menambahkan prekursor alternatif dalam urutan tertentu dengan prekursor fosfat hadir di seluruh reaksi. [147] Studi ini membuat hipotesis dunia RNA lebih masuk akal. [148]

Temuan geologis pada tahun 2013 menunjukkan bahwa spesies fosfor reaktif (seperti fosfit) berlimpah di lautan sebelum 3,5 Ga, dan bahwa Schreibersite mudah bereaksi dengan gliserol berair untuk menghasilkan fosfit dan gliserol 3-fosfat. [149] Dihipotesiskan bahwa meteorit yang mengandung Schreibersite dari Pengeboman Berat Akhir dapat memberikan fosfor tereduksi awal, yang dapat bereaksi dengan molekul organik prebiotik untuk membentuk biomolekul terfosforilasi, seperti RNA. [149]

Pada tahun 2009, percobaan menunjukkan evolusi Darwin dari sistem dua komponen enzim RNA (ribozim) in vitro. [150] Pekerjaan itu dilakukan di laboratorium Gerald Joyce, yang menyatakan "Ini adalah contoh pertama, di luar biologi, adaptasi evolusioner dalam sistem genetika molekuler." [151]

Senyawa prebiotik mungkin berasal dari luar bumi. Temuan NASA pada tahun 2011, berdasarkan studi dengan meteorit yang ditemukan di Bumi, menunjukkan komponen DNA dan RNA (adenin, guanin dan molekul organik terkait) dapat terbentuk di luar angkasa. [152] [153] [154] [155]

Pada bulan Maret 2015, ilmuwan NASA melaporkan bahwa, untuk pertama kalinya, senyawa organik DNA dan RNA kompleks kehidupan, termasuk urasil, sitosin, dan timin, telah terbentuk di laboratorium dalam kondisi luar angkasa, menggunakan bahan kimia awal, seperti pirimidin, ditemukan dalam meteorit. Pirimidin, seperti hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH), bahan kimia paling kaya karbon yang ditemukan di alam semesta, mungkin telah terbentuk di raksasa merah atau di awan debu dan gas antarbintang, menurut para ilmuwan. [156]

Menurut hipotesis panspermia, kehidupan mikroskopis—didistribusikan oleh meteoroid, asteroid, dan benda-benda kecil Tata Surya lainnya—mungkin ada di seluruh alam semesta. [157] [158]

Keragaman kehidupan di Bumi adalah hasil dari interaksi dinamis antara peluang genetik, kemampuan metabolisme, tantangan lingkungan, [159] dan simbiosis. [160] [161] [162] Untuk sebagian besar keberadaannya, lingkungan layak huni Bumi telah didominasi oleh mikroorganisme dan mengalami metabolisme dan evolusi mereka. Sebagai konsekuensi dari aktivitas mikroba ini, lingkungan fisik-kimiawi di Bumi telah berubah dalam skala waktu geologis, sehingga mempengaruhi jalur evolusi kehidupan selanjutnya. [159] Misalnya, pelepasan molekul oksigen oleh cyanobacteria sebagai produk sampingan dari fotosintesis menyebabkan perubahan global di lingkungan Bumi. Karena oksigen merupakan racun bagi sebagian besar kehidupan di Bumi pada saat itu, hal ini menimbulkan tantangan evolusioner baru, dan pada akhirnya menghasilkan pembentukan spesies hewan dan tumbuhan utama Bumi. Interaksi antara organisme dan lingkungannya ini merupakan ciri yang melekat pada sistem kehidupan. [159]

Lingkungan

Biosfer adalah jumlah global dari semua ekosistem. Ini juga dapat disebut sebagai zona kehidupan di Bumi, sistem tertutup (terlepas dari radiasi matahari dan kosmik dan panas dari bagian dalam Bumi), dan sebagian besar mengatur diri sendiri. [163] Menurut definisi biofisiologis yang paling umum, biosfer adalah sistem ekologi global yang mengintegrasikan semua makhluk hidup dan hubungan mereka, termasuk interaksi mereka dengan unsur-unsur litosfer, geosfer, hidrosfer, dan atmosfer.

Bentuk kehidupan hidup di setiap bagian biosfer Bumi, termasuk tanah, mata air panas, di dalam bebatuan setidaknya 19 km (12 mil) di bawah tanah, bagian terdalam dari lautan, dan setidaknya 64 km (40 mil) tinggi di atmosfer. . [164] [165] [166] Di bawah kondisi pengujian tertentu, bentuk kehidupan telah diamati berkembang pesat di ruang angkasa yang nyaris tanpa bobot [167] [168] dan bertahan hidup di ruang hampa luar angkasa. [169] [170] Bentuk kehidupan tampak berkembang di Palung Mariana, tempat terdalam di lautan Bumi. [171] [172] Peneliti lain melaporkan studi terkait bahwa bentuk kehidupan berkembang di dalam batuan hingga 580 m (1.900 kaki 0,36 mi) di bawah dasar laut di bawah 2.590 m (8,500 kaki 1,61 mi) lautan lepas pantai barat laut Amerika Serikat , [171] [173] serta 2.400 m (7.900 kaki 1,5 mi) di bawah dasar laut Jepang. [174] Pada bulan Agustus 2014, para ilmuwan mengkonfirmasi keberadaan bentuk kehidupan yang hidup 800 m (2.600 kaki 0,50 mil) di bawah es Antartika. [175] [176] Menurut seorang peneliti, "Anda dapat menemukan mikroba di mana-mana—mereka sangat mudah beradaptasi dengan kondisi, dan bertahan hidup di mana pun mereka berada." [171]

Biosfer diperkirakan telah berevolusi, dimulai dengan proses biopoesis (kehidupan yang tercipta secara alami dari materi tak hidup, seperti senyawa organik sederhana) atau biogenesis (kehidupan yang tercipta dari materi hidup), setidaknya sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu. [177] [178] Bukti paling awal kehidupan di Bumi termasuk grafit biogenik yang ditemukan di batuan metasedimen berusia 3,7 miliar tahun dari Western Greenland [122] dan fosil tikar mikroba yang ditemukan di batu pasir berusia 3,48 miliar tahun dari Australia Barat. [123] [124] Baru-baru ini, pada tahun 2015, "sisa-sisa kehidupan biotik" ditemukan di bebatuan berusia 4,1 miliar tahun di Australia Barat. [114] [115] Pada tahun 2017, diduga mikroorganisme fosil (atau mikrofosil) diumumkan telah ditemukan di endapan lubang hidrotermal di Sabuk Nuvvuagittuq Quebec, Kanada yang berumur 4,28 miliar tahun, catatan kehidupan tertua di bumi , menunjukkan "kemunculan kehidupan yang hampir seketika" setelah pembentukan lautan 4,4 miliar tahun yang lalu, dan tidak lama setelah pembentukan Bumi 4,54 miliar tahun yang lalu. [1] [2] [3] [4] Menurut ahli biologi Stephen Blair Hedges, "Jika kehidupan muncul relatif cepat di Bumi . maka itu bisa menjadi umum di alam semesta." [114]

Secara umum, biosfer adalah sistem yang tertutup dan mengatur diri sendiri yang mengandung ekosistem. Ini termasuk biosfer buatan seperti Biosfer 2 dan BIOS-3, dan kemungkinan yang ada di planet atau bulan lain. [179]

Rentang toleransi

Komponen inert suatu ekosistem adalah faktor fisik dan kimia yang diperlukan untuk kehidupan—energi (sinar matahari atau energi kimia), air, panas, atmosfer, gravitasi, nutrisi, dan perlindungan radiasi matahari ultraviolet. [180] Di sebagian besar ekosistem, kondisinya bervariasi di siang hari dan dari satu musim ke musim berikutnya. Untuk hidup di sebagian besar ekosistem, organisme harus mampu bertahan dalam berbagai kondisi, yang disebut "rentang toleransi". [181] Di luar itu adalah "zona stres fisiologis", di mana kelangsungan hidup dan reproduksi dimungkinkan tetapi tidak optimal. Di luar zona ini adalah "zona intoleransi," di mana kelangsungan hidup dan reproduksi organisme itu tidak mungkin atau tidak mungkin. Organisme yang memiliki kisaran toleransi yang luas lebih tersebar luas daripada organisme dengan kisaran toleransi yang sempit. [181]

Ekstrofil

Untuk bertahan hidup, mikroorganisme yang dipilih dapat mengambil bentuk yang memungkinkan mereka untuk menahan pembekuan, pengeringan lengkap, kelaparan, paparan radiasi tingkat tinggi, dan tantangan fisik atau kimia lainnya. Mikroorganisme ini dapat bertahan hidup dalam kondisi seperti itu selama berminggu-minggu, berbulan-bulan, bertahun-tahun, atau bahkan berabad-abad. [159] Extremophiles adalah bentuk kehidupan mikroba yang berkembang di luar rentang di mana kehidupan biasanya ditemukan. [182] Mereka unggul dalam mengeksploitasi sumber energi yang tidak biasa. Sementara semua organisme terdiri dari molekul yang hampir identik, evolusi telah memungkinkan mikroba tersebut untuk mengatasi berbagai kondisi fisik dan kimia ini. Karakterisasi struktur dan keragaman metabolisme komunitas mikroba di lingkungan ekstrem seperti itu sedang berlangsung. [183]

Bentuk kehidupan mikroba berkembang bahkan di Palung Mariana, tempat terdalam di lautan Bumi. [171] [172] Mikroba juga tumbuh subur di dalam bebatuan hingga ketinggian 1.900 kaki (580 m) di bawah dasar laut di bawah lautan seluas 8.500 kaki (2.600 m). [171] [173] Ekspedisi International Ocean Discovery Program menemukan kehidupan uniseluler dalam sedimen 120°C yang berada 1,2 km di bawah dasar laut di zona subduksi Palung Nankai. [184]

Investigasi keuletan dan keserbagunaan kehidupan di Bumi, [182] serta pemahaman tentang sistem molekuler yang digunakan beberapa organisme untuk bertahan hidup dalam kondisi ekstrem seperti itu, penting untuk pencarian kehidupan di luar Bumi. [159] Misalnya, lumut dapat bertahan selama sebulan di lingkungan Mars yang disimulasikan. [185] [186]

Unsur kimia

Semua bentuk kehidupan memerlukan unsur-unsur kimia inti tertentu yang diperlukan untuk fungsi biokimia. Ini termasuk karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan belerang—unsur makronutrien untuk semua organisme [187]—sering diwakili oleh akronim CHNOPS. Bersama-sama ini membentuk asam nukleat, protein dan lipid, sebagian besar materi hidup. Lima dari enam elemen ini terdiri dari komponen kimia DNA, kecuali belerang. Yang terakhir adalah komponen asam amino sistein dan metionin. Unsur yang paling melimpah secara biologis adalah karbon, yang memiliki sifat yang diinginkan untuk membentuk ikatan kovalen ganda yang stabil. Hal ini memungkinkan molekul berbasis karbon (organik) untuk membentuk berbagai macam susunan kimia. [188] Jenis biokimia hipotetis alternatif telah diusulkan yang menghilangkan satu atau lebih elemen ini, menukar elemen dengan yang tidak ada dalam daftar, atau mengubah kiralitas yang diperlukan atau sifat kimia lainnya. [189] [190]

Asam deoksiribonukleat adalah molekul yang membawa sebagian besar instruksi genetik yang digunakan dalam pertumbuhan, perkembangan, fungsi dan reproduksi semua organisme hidup yang dikenal dan banyak virus. DNA dan RNA adalah asam nukleat bersama protein dan karbohidrat kompleks, mereka adalah salah satu dari tiga jenis makromolekul utama yang penting untuk semua bentuk kehidupan yang diketahui. Sebagian besar molekul DNA terdiri dari dua untai biopolimer yang melingkar satu sama lain untuk membentuk heliks ganda. Kedua untai DNA dikenal sebagai polinukleotida karena mereka terdiri dari unit yang lebih sederhana yang disebut nukleotida. [191] Setiap nukleotida terdiri dari nukleobase yang mengandung nitrogen—baik sitosin (C), guanin (G), adenin (A), atau timin (T)—serta gula yang disebut deoksiribosa dan gugus fosfat. Nukleotida bergabung satu sama lain dalam rantai oleh ikatan kovalen antara gula satu nukleotida dan fosfat berikutnya, menghasilkan tulang punggung gula-fosfat bergantian. Menurut aturan pasangan basa (A dengan T, dan C dengan G), ikatan hidrogen mengikat basa nitrogen dari dua untai polinukleotida yang terpisah untuk membuat DNA untai ganda. Jumlah total pasangan basa DNA terkait di Bumi diperkirakan 5,0 x 10 37 , dan beratnya 50 miliar ton. [135] Sebagai perbandingan, massa total biosfer diperkirakan mencapai 4 TtC (triliun ton karbon). [136]

DNA menyimpan informasi biologis. Tulang punggung DNA tahan terhadap pembelahan, dan kedua untai dari struktur untai ganda menyimpan informasi biologis yang sama. Informasi biologis direplikasi sebagai dua untai dipisahkan. Sebagian besar DNA (lebih dari 98% untuk manusia) adalah non-coding, artinya bagian ini tidak berfungsi sebagai pola untuk urutan protein.

Kedua untai DNA berjalan dalam arah yang berlawanan satu sama lain dan karena itu anti-paralel. Terlampir pada setiap gula adalah salah satu dari empat jenis nukleobasa (secara informal, pangkalan). Urutan keempat nukleobasa di sepanjang tulang punggung inilah yang mengkodekan informasi biologis. Di bawah kode genetik, untaian RNA diterjemahkan untuk menentukan urutan asam amino dalam protein. Untaian RNA ini awalnya dibuat menggunakan untaian DNA sebagai cetakan dalam proses yang disebut transkripsi.

Di dalam sel, DNA disusun menjadi struktur panjang yang disebut kromosom. Selama pembelahan sel, kromosom-kromosom ini diduplikasi dalam proses replikasi DNA, memberikan setiap sel set kromosom yang lengkap. Organisme eukariotik (hewan, tumbuhan, jamur, dan protista) menyimpan sebagian besar DNA mereka di dalam inti sel dan sebagian DNA mereka di organel, seperti mitokondria atau kloroplas. [192] Sebaliknya, prokariota (bakteri dan archaea) menyimpan DNA mereka hanya di sitoplasma. Di dalam kromosom, protein kromatin seperti histon kompak dan mengatur DNA. Struktur kompak ini memandu interaksi antara DNA dan protein lain, membantu mengontrol bagian DNA mana yang ditranskripsi.

DNA pertama kali diisolasi oleh Friedrich Miescher pada tahun 1869. [193] Struktur molekulnya diidentifikasi oleh James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953, yang upaya pembuatan modelnya dipandu oleh data difraksi sinar-X yang diperoleh oleh Rosalind Franklin. [194]

Jaman dahulu

Upaya pertama yang diketahui untuk mengklasifikasikan organisme dilakukan oleh filsuf Yunani Aristoteles (384–322 SM), yang mengklasifikasikan semua organisme hidup yang dikenal pada waktu itu sebagai tumbuhan atau hewan, terutama berdasarkan kemampuan mereka untuk bergerak. Dia juga membedakan hewan dengan darah dari hewan tanpa darah (atau setidaknya tanpa darah merah), yang dapat dibandingkan dengan konsep vertebrata dan invertebrata masing-masing, dan membagi hewan berdarah menjadi lima kelompok: hewan berkaki empat vivipar (mamalia), hewan berkaki empat yang bertelur ( reptil dan amfibi), burung, ikan, dan paus. Hewan tak berdarah juga dibagi menjadi lima kelompok: cephalopoda, krustasea, serangga (termasuk laba-laba, kalajengking, dan lipan, selain apa yang kita definisikan sebagai serangga saat ini), hewan bercangkang (seperti kebanyakan moluska dan echinodermata), dan " zoophytes” (binatang yang menyerupai tumbuhan). Meskipun karya Aristoteles dalam zoologi bukannya tanpa kesalahan, itu adalah sintesis biologis termegah saat itu dan tetap menjadi otoritas tertinggi selama berabad-abad setelah kematiannya. [195]

Linnaean

Eksplorasi benua Amerika mengungkapkan sejumlah besar tumbuhan dan hewan baru yang membutuhkan deskripsi dan klasifikasi. Pada bagian akhir abad ke-16 dan awal abad ke-17, studi yang cermat terhadap hewan dimulai dan secara bertahap diperluas hingga membentuk kumpulan pengetahuan yang cukup untuk dijadikan sebagai dasar anatomi untuk klasifikasi.

Pada akhir 1740-an, Carl Linnaeus memperkenalkan sistem tata nama binomial untuk klasifikasi spesies. Linnaeus berusaha memperbaiki komposisi dan mengurangi panjang nama-nama dengan banyak kata yang sebelumnya digunakan dengan menghapus retorika yang tidak perlu, memperkenalkan istilah deskriptif baru dan mendefinisikan maknanya secara tepat. [196] Klasifikasi Linnaean memiliki delapan tingkatan: domain, kingdom, filum, kelas, ordo, famili, genus, dan spesies.

Jamur awalnya diperlakukan sebagai tanaman. Untuk waktu yang singkat Linnaeus telah mengklasifikasikan mereka dalam takson Vermes di Animalia, tetapi kemudian menempatkan mereka kembali di Plantae. Copeland mengklasifikasikan Fungi dalam Protoctista-nya, sehingga sebagian menghindari masalah tetapi mengakui status khusus mereka. [197] Masalahnya akhirnya diselesaikan oleh Whittaker, ketika dia memberi mereka kerajaan mereka sendiri dalam sistem lima kerajaannya. Sejarah evolusi menunjukkan bahwa jamur lebih erat hubungannya dengan hewan daripada tumbuhan. [198]

Sebagai penemuan baru memungkinkan studi rinci sel dan mikroorganisme, kelompok baru kehidupan terungkap, dan bidang biologi sel dan mikrobiologi diciptakan. Organisme baru ini awalnya digambarkan secara terpisah dalam protozoa sebagai hewan dan protophyta/thallophyta sebagai tumbuhan, tetapi disatukan oleh Haeckel di kerajaan Protista kemudian, prokariota dipecah di kerajaan Monera, yang akhirnya akan dibagi menjadi dua kelompok terpisah, yang Bakteri dan Archaea. Hal ini menyebabkan sistem enam kerajaan dan akhirnya ke sistem tiga domain saat ini, yang didasarkan pada hubungan evolusioner. [199] Namun, klasifikasi eukariota, terutama protista, masih kontroversial. [200]

Ketika mikrobiologi, biologi molekuler dan virologi berkembang, agen reproduksi non-seluler ditemukan, seperti virus dan viroid. Apakah ini dianggap hidup telah menjadi bahan perdebatan virus kekurangan karakteristik kehidupan seperti membran sel, metabolisme dan kemampuan untuk tumbuh atau merespon lingkungan mereka. Virus masih dapat diklasifikasikan ke dalam "spesies" berdasarkan biologi dan genetikanya, tetapi banyak aspek dari klasifikasi semacam itu tetap kontroversial. [201]

Pada Mei 2016, para ilmuwan melaporkan bahwa 1 triliun spesies diperkirakan ada di Bumi saat ini dengan hanya seperseribu dari satu persen yang dijelaskan. [133]

Sistem Linnaean asli telah dimodifikasi dari waktu ke waktu sebagai berikut:

Linnaeus
1735 [202]
Haeckel
1866 [203]
obrolan
1925 [204]
Copeland
1938 [205]
Whittaker
1969 [206]
Woese dkk.
1990 [199]
Cavalier-Smith
1998 [207]
Cavalier-Smith
2015 [208]
2 kerajaan 3 kerajaan 2 kerajaan 4 kerajaan 5 kerajaan 3 domain 2 kerajaan, 6 kerajaan 2 kerajaan, 7 kerajaan
(tidak dirawat) Protista Prokariota monera monera Bakteri Bakteri Bakteri
Archaea Archaea
Eukariota Protoctista Protista Eucarya Protozoa Protozoa
kromista kromista
sayuran Plantae Plantae Plantae Plantae Plantae
jamur jamur jamur
Hewan Hewan Hewan Hewan Hewan Hewan

Kladistik

Pada tahun 1960-an cladistics muncul: sebuah sistem yang mengatur taksa berdasarkan clades dalam pohon evolusi atau filogenetik. [209]

Sel adalah unit dasar struktur dalam setiap makhluk hidup, dan semua sel muncul dari sel yang sudah ada sebelumnya melalui pembelahan. Teori sel dirumuskan oleh Henri Dutrochet, Theodor Schwann, Rudolf Virchow dan lainnya selama awal abad kesembilan belas, dan kemudian diterima secara luas. [210] Aktivitas suatu organisme tergantung pada aktivitas total sel-selnya, dengan aliran energi yang terjadi di dalam dan di antara mereka. Sel mengandung informasi herediter yang dibawa ke depan sebagai kode genetik selama pembelahan sel. [211]

Ada dua jenis utama sel. Prokariota tidak memiliki nukleus dan organel terikat membran lainnya, meskipun mereka memiliki DNA melingkar dan ribosom. Bakteri dan Archaea adalah dua domain prokariota. Jenis sel utama lainnya adalah eukariota, yang memiliki inti berbeda yang terikat oleh membran inti dan organel yang terikat membran, termasuk mitokondria, kloroplas, lisosom, retikulum endoplasma kasar dan halus, dan vakuola. Selain itu, mereka memiliki kromosom terorganisir yang menyimpan materi genetik. Semua spesies organisme kompleks besar adalah eukariota, termasuk hewan, tumbuhan dan jamur, meskipun sebagian besar spesies eukariota adalah mikroorganisme protista. [212] Model konvensional adalah bahwa eukariota berevolusi dari prokariota, dengan organel utama eukariota terbentuk melalui endosimbiosis antara bakteri dan sel eukariotik nenek moyang. (213]

Mekanisme molekuler biologi sel didasarkan pada protein. Sebagian besar disintesis oleh ribosom melalui proses yang dikatalisis enzim yang disebut biosintesis protein. Urutan asam amino dirakit dan bergabung bersama berdasarkan ekspresi gen asam nukleat sel. [214] Dalam sel eukariotik, protein ini kemudian dapat diangkut dan diproses melalui aparatus Golgi dalam persiapan untuk pengiriman ke tujuan mereka. [215]

Sel berkembang biak melalui proses pembelahan sel dimana sel induk membelah menjadi dua atau lebih sel anak. Untuk prokariota, pembelahan sel terjadi melalui proses pembelahan di mana DNA direplikasi, kemudian kedua salinan tersebut menempel pada bagian membran sel. Pada eukariota, proses mitosis yang lebih kompleks diikuti. Namun, hasil akhirnya adalah sama, salinan sel yang dihasilkan identik satu sama lain dan dengan sel asli (kecuali untuk mutasi), dan keduanya mampu membelah lebih lanjut setelah periode interfase. [216]

Organisme multiseluler mungkin pertama kali berevolusi melalui pembentukan koloni sel yang identik. Sel-sel ini dapat membentuk organisme kelompok melalui adhesi sel. Anggota individu koloni mampu bertahan hidup sendiri, sedangkan anggota organisme multiseluler sejati telah mengembangkan spesialisasi, membuat mereka bergantung pada sisa organisme untuk bertahan hidup. Organisme tersebut terbentuk secara klonal atau dari sel germinal tunggal yang mampu membentuk berbagai sel khusus yang membentuk organisme dewasa. Spesialisasi ini memungkinkan organisme multiseluler untuk mengeksploitasi sumber daya lebih efisien daripada sel tunggal. [217] Pada bulan Januari 2016, para ilmuwan melaporkan bahwa, sekitar 800 juta tahun yang lalu, perubahan genetik kecil dalam satu molekul, yang disebut GK-PID, mungkin memungkinkan organisme berpindah dari organisme sel tunggal ke salah satu dari banyak sel. [218]

Sel telah mengembangkan metode untuk memahami dan menanggapi lingkungan mikro mereka, sehingga meningkatkan kemampuan beradaptasi mereka. Pensinyalan sel mengoordinasikan aktivitas seluler, dan karenanya mengatur fungsi dasar organisme multiseluler. Pensinyalan antar sel dapat terjadi melalui kontak sel langsung menggunakan pensinyalan juxtacrine, atau secara tidak langsung melalui pertukaran agen seperti pada sistem endokrin. Pada organisme yang lebih kompleks, koordinasi aktivitas dapat terjadi melalui sistem saraf khusus. [219]

Meskipun kehidupan dikonfirmasi hanya di Bumi, banyak yang berpikir bahwa kehidupan di luar bumi tidak hanya masuk akal, tetapi mungkin atau tak terhindarkan. [220] [221] Planet dan bulan lain di Tata Surya dan sistem planet lain sedang diperiksa untuk bukti pernah mendukung kehidupan sederhana, dan proyek-proyek seperti SETI mencoba mendeteksi transmisi radio dari kemungkinan peradaban asing. Lokasi lain dalam Tata Surya yang mungkin menampung kehidupan mikroba termasuk di bawah permukaan Mars, atmosfer atas Venus, [222] dan lautan di bawah permukaan di beberapa bulan di planet raksasa. [223] [224] Di luar Tata Surya, wilayah di sekitar bintang deret utama lain yang dapat mendukung kehidupan mirip Bumi di planet mirip Bumi dikenal sebagai zona layak huni. Jari-jari dalam dan luar zona ini bervariasi dengan luminositas bintang, seperti halnya interval waktu di mana zona bertahan. Bintang yang lebih masif dari Matahari memiliki zona layak huni yang lebih besar, tetapi tetap berada di "urutan utama" evolusi bintang seperti Matahari untuk interval waktu yang lebih pendek. Katai merah kecil memiliki masalah sebaliknya, dengan zona layak huni yang lebih kecil yang tunduk pada tingkat aktivitas magnetik yang lebih tinggi dan efek penguncian pasang surut dari orbit dekat. Oleh karena itu, bintang-bintang dalam rentang massa menengah seperti Matahari mungkin memiliki kemungkinan lebih besar untuk berkembangnya kehidupan seperti Bumi. [225] Lokasi bintang di dalam galaksi juga dapat mempengaruhi kemungkinan terbentuknya kehidupan. Bintang-bintang di wilayah dengan kelimpahan lebih besar dari unsur-unsur berat yang dapat membentuk planet, dalam kombinasi dengan tingkat kejadian supernova yang berpotensi merusak habitat yang rendah, diperkirakan memiliki kemungkinan lebih tinggi untuk menampung planet-planet dengan kehidupan yang kompleks. [226] Variabel persamaan Drake digunakan untuk membahas kondisi dalam sistem planet di mana peradaban paling mungkin ada. [227] Penggunaan persamaan untuk memprediksi jumlah kehidupan di luar bumi, bagaimanapun, sulit karena banyak variabel yang tidak diketahui, persamaan berfungsi sebagai cermin dari apa yang sudah dipikirkan penggunanya. Akibatnya, jumlah peradaban di galaksi dapat diperkirakan serendah 9,1 x 10 13 , menunjukkan nilai minimum 1, atau setinggi 15,6 juta (0,156 x 10 9 ) untuk perhitungan, lihat persamaan Drake.

Kehidupan buatan adalah simulasi dari setiap aspek kehidupan, seperti melalui komputer, robotika, atau biokimia. [228] Studi tentang kehidupan buatan meniru biologi tradisional dengan menciptakan kembali beberapa aspek fenomena biologis. Para ilmuwan mempelajari logika sistem kehidupan dengan menciptakan lingkungan buatan—berusaha memahami pemrosesan informasi kompleks yang mendefinisikan sistem semacam itu. Sementara kehidupan, menurut definisi, hidup, kehidupan buatan umumnya disebut sebagai data yang terbatas pada lingkungan dan keberadaan digital.

Biologi sintetik adalah bidang baru bioteknologi yang menggabungkan sains dan rekayasa biologi. Tujuan bersama adalah desain dan konstruksi fungsi dan sistem biologis baru yang tidak ditemukan di alam. Biologi sintetik mencakup redefinisi luas dan perluasan bioteknologi, dengan tujuan akhir untuk dapat merancang dan membangun sistem biologi rekayasa yang memproses informasi, memanipulasi bahan kimia, membuat bahan dan struktur, menghasilkan energi, menyediakan makanan, dan memelihara serta meningkatkan kesehatan manusia dan lingkungan. [229]

Kematian adalah penghentian permanen dari semua fungsi vital atau proses kehidupan dalam suatu organisme atau sel. [230] [231] Ini dapat terjadi sebagai akibat dari kecelakaan, kondisi medis, interaksi biologis, malnutrisi, keracunan, penuaan, atau bunuh diri. Setelah kematian, sisa-sisa organisme masuk kembali ke siklus biogeokimia. Organisme dapat dikonsumsi oleh predator atau pemulung dan sisa bahan organik kemudian dapat diuraikan lebih lanjut oleh detritivora, organisme yang mendaur ulang detritus, mengembalikannya ke lingkungan untuk digunakan kembali dalam rantai makanan.

Salah satu tantangan dalam mendefinisikan kematian adalah membedakannya dari kehidupan. Kematian tampaknya merujuk pada saat kehidupan berakhir, atau ketika keadaan yang mengikuti kehidupan dimulai. [231] Namun, menentukan kapan kematian telah terjadi sulit, karena penghentian fungsi kehidupan seringkali tidak simultan di seluruh sistem organ. [232] Oleh karena itu, tekad semacam itu membutuhkan penggambaran garis konseptual antara hidup dan mati. Namun, ini bermasalah, karena ada sedikit konsensus tentang bagaimana mendefinisikan kehidupan. Sifat kematian selama ribuan tahun telah menjadi perhatian utama tradisi agama dunia dan penyelidikan filosofis. Banyak agama mempertahankan kepercayaan baik pada jenis kehidupan setelah kematian atau reinkarnasi jiwa, atau kebangkitan tubuh di kemudian hari.

Kepunahan

Kepunahan adalah proses di mana sekelompok taksa atau spesies mati, mengurangi keanekaragaman hayati. [233] Momen kepunahan umumnya dianggap sebagai kematian individu terakhir dari spesies tersebut. Karena jangkauan potensial suatu spesies mungkin sangat besar, penentuan momen ini sulit dilakukan, dan biasanya dilakukan secara retrospektif setelah periode ketidakhadiran yang nyata. Spesies menjadi punah ketika mereka tidak lagi mampu bertahan hidup di habitat yang berubah atau melawan kompetisi superior. Dalam sejarah Bumi, lebih dari 99% dari semua spesies yang pernah hidup telah punah [234] [128] [129] [130] namun, kepunahan massal mungkin telah mempercepat evolusi dengan memberikan peluang bagi kelompok organisme baru untuk melakukan diversifikasi. [235]

Fosil

Fosil adalah sisa-sisa atau jejak hewan, tumbuhan, dan organisme lain yang diawetkan dari masa lalu yang jauh. Keseluruhan fosil, baik yang ditemukan maupun yang belum ditemukan, serta penempatannya pada formasi batuan dan lapisan sedimen (strata) yang mengandung fosil dikenal sebagai catatan fosil. Spesimen yang diawetkan disebut fosil jika lebih tua dari tanggal sewenang-wenang 10.000 tahun yang lalu. [236] Oleh karena itu, usia fosil berkisar dari yang termuda pada awal Zaman Holosen hingga yang tertua dari Eon Archaean, hingga 3,4 miliar tahun. [237] [238]


Interaksi biologi sintetik dengan teknik kimia

Tabel 1 mencakup kontribusi pendekatan siklus desain rekayasa untuk pengembangan biologi sintetik. Penggunaan suku cadang standar untuk membangun unit/sirkuit fungsional dalam Teknik Elektronika adalah analogi umum untuk SB di mana suku cadang standar adalah elemen biokimia dasar yang membangun modul untuk mengatur, misalnya, perilaku gen dan fungsi protein (Purnick dan Weiss, 2009). . Demikian pula, insinyur kimia berpengalaman dalam mengambil konsep dari kimia dan biokimia


Bank Tes untuk Biologi Edisi 13 Pembuat

1 Pandangan Hidup
Unit 1 Sel
2 Kimia Dasar
3 Kimia Molekul Organik
4 Struktur dan Fungsi Sel
5 Struktur dan Fungsi Membran
6 Metabolisme: Energi dan Enzim
7 Fotosintesis
8 Respirasi Seluler
Unit 2 Dasar Genetik Kehidupan
9 Siklus Sel dan Reproduksi Sel
10 Meiosis dan Reproduksi Seksual
11 Pola Warisan Mendel
12 Biologi Molekuler Gen
13 Regulasi Aktivitas Gen
14 Bioteknologi dan Genomik
Evolusi Unit 3
15 Darwin dan Evolusi
16 Bagaimana Populasi Berkembang
17 Spesiasi dan Makroevolusi
18 Asal dan Sejarah Kehidupan
19 Taksonomi, Sistematika, dan Filogeni
Unit 4 Mikrobiologi dan Evolusi
20 Virus, Bakteri, dan Archaea
21 Evolusi dan Keanekaragaman Protista
22 Evolusi dan Keanekaragaman Jamur
Unit 5 Evolusi dan Biologi Tumbuhan
23 Evolusi dan Keanekaragaman Tumbuhan
24 Tumbuhan Berbunga: Struktur dan Organisasi
25 Tanaman Berbunga: Nutrisi dan Transportasi
26 Tanaman Berbunga: Kontrol Respons Pertumbuhan
27 Tanaman Berbunga: Reproduksi
Unit 6 Evolusi dan Keanekaragaman Hewan
28 Evolusi Invertebrata
29 Evolusi Vertebrata
30 Evolusi Manusia
Unit 7 Perbandingan Biologi Hewan
31 Organisasi Hewan dan Homeostasis
32 Sirkulasi dan Sistem Kardiovaskular
33 Sistem Limfatik dan Kekebalan Tubuh
34 Sistem Pencernaan dan Nutrisi
35 Sistem Pernapasan
36 Sistem Regulasi dan Ekskresi Cairan Tubuh
37 Neuron dan Sistem Saraf
38 Organ Indera
39 Sistem Penggerak dan Pendukung
40 Hormon dan Sistem Endokrin
41 Sistem Reproduksi
42 Perkembangan Hewan
Unit 8 Perilaku dan Ekologi
43 Ekologi Perilaku
44 Ekologi Populasi
45 Ekologi Komunitas dan Ekosistem
46 Ekosistem Utama Biosfer
47 Konservasi Keanekaragaman Hayati


Tinggalkan komentar Batalkan balasan

Dalam pertanyaan pertama Anda tidak menempatkan di sini bahwa sel pertama kali ditemukan oleh ilmuwan yang hidup atau tidak hidup

GOOOOOD… sebenarnya, saya merasa lebih nyaman ketika saya menguji diri sendiri…… terima kasih banyak…. Saya benar-benar berterima kasih kepada Anda.

Jawaban dari pertanyaan pertama. adalah Leeuwenhoek. Itu disebutkan dalam N.C.E.R.T. halaman-125 Bab-8.

Anda benar tapi acc 2 ncert anton ven menemukan sel hidup bukan sel pertama, sebenarnya sel pertama yang ditemukan adalah sel mati oleh robert hook.

Shruti ranote benar, Tuan Raman

Bang masuk kelas 8 ntar disana kamu akan lihat itu
Robert hook – menemukan sel pertama yang merupakan sel gabus mati
Leeuwenhoek – menemukan sel hidup pertama, bukan sel

sel hidup pertama kali ditemukan oleh Leeuwenhoek. Dan sel mati ditemukan oleh Robert hook

tidak, kamu salah itu hanya robert hooke
di halaman pertama bio bab 1

Robert Hooke pertama kali menemukan sel tetapi Anton von Leeuwenhoek pertama kali menemukan sel hidup.

dia menemukan sel hidup pertama…….tetapi Robert Hooke telah menemukan sel mati sebelumnya di kulit pohon

itu adalah sel hidup bukan hanya sel…

Bro dia menemukan sel hidup dan di sini jawabannya diberikan robert hooke yang menemukan sel tidak hidup mereka tidak menyebutkan di sini bahwa hidup atau tidak hidup

A.V.Leeuwenhoek pertama kali mengamati sel lapisan tetapi dalam kasus menemukan sel pf itu harus Robert Brown meskipun sel gabus mati

tidak. ia menemukan protozoa. sel ditemukan oleh Robert Hooke

Anton Von Leeuwenhoek adalah orang pertama yang melihat dan mendeskripsikan sel hidup. Jelas tertulis di NCERT.

Sebenarnya dia menemukan sel hidup di kolam tapi sel pertama ditemukan oleh robert hooke di gabus.

Sebenarnya ketika muncul pertanyaan siapa yang menemukan “sel” itu selalu Robert Hooke sampai dan kecuali spesifik
Misalnya- Siapa yang menemukan sel dalam organisme hidup- Leeuwenhoek

di Q13. Pilihan 1 hanya profase dan tidak ada lagi yang disebutkan. itu mungkin berarti profase meiosis juga.


3.1.6 ATP

Peluang untuk pengembangan keterampilan

Sebuah molekul tunggal adenosin trifosfat (ATP) adalah turunan nukleotida dan dibentuk dari molekul ribosa, molekul adenin dan tiga gugus fosfat.

Hidrolisis ATP menjadi adenosin difosfat (ADP) dan gugus fosfat anorganik (PSaya) dikatalisis oleh enzim ATP hidrolase.

  • Hidrolisis ATP dapat digabungkan dengan reaksi yang membutuhkan energi di dalam sel.
  • Fosfat anorganik yang dilepaskan selama hidrolisis ATP dapat digunakan untuk memfosforilasi senyawa lain, seringkali membuatnya lebih reaktif.

ATP disintesis ulang oleh kondensasi ADP dan PSaya. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ATP sintase selama fotosintesis, atau selama respirasi.


Sejarah Satuan Massa Atom

John Dalton pertama kali menyarankan cara untuk mengekspresikan massa atom relatif pada tahun 1803. Dia mengusulkan penggunaan hidrogen-1 (protium). Wilhelm Ostwald menyarankan bahwa massa atom relatif akan lebih baik jika dinyatakan dalam 1/16 massa oksigen. Ketika keberadaan isotop ditemukan pada tahun 1912 dan oksigen isotop pada tahun 1929, definisi berdasarkan oksigen menjadi membingungkan. Beberapa ilmuwan menggunakan AMU berdasarkan kelimpahan alami oksigen, sementara yang lain menggunakan AMU berdasarkan isotop oksigen-16. Jadi, pada tahun 1961 keputusan dibuat untuk menggunakan karbon-12 sebagai dasar unit (untuk menghindari kebingungan dengan unit yang ditentukan oksigen).Satuan baru diberi simbol u untuk menggantikan amu, ditambah beberapa ilmuwan menyebut satuan baru itu sebagai Dalton. Namun, u dan Da tidak diadopsi secara universal. Banyak ilmuwan terus menggunakan amu, hanya menyadari bahwa amu sekarang didasarkan pada karbon daripada oksigen. Saat ini, nilai yang dinyatakan dalam u, AMU, amu, dan Da semuanya menggambarkan ukuran yang sama persis.


Biologi

Tujuan pendidikan sains adalah untuk mengembangkan literasi sains, membantu peserta didik: untuk tertarik, dan memahami, dunia di sekitar mereka untuk terlibat dalam wacana tentang aspek ilmiah dan teknologi yang mendasari isu-isu global dan lokal untuk memahami sifat sains yang dapat diuji dan dapat diperebutkan. , dan mempertanyakan klaim yang dibuat oleh orang lain tentang hal-hal ilmiah untuk dapat mengidentifikasi pertanyaan, menarik kesimpulan berbasis bukti dan mendiskusikan validitasnya dan untuk membentuk pendapat, yang beralasan dan diinformasikan, tentang lingkungan, tentang kesehatan dan kesejahteraan mereka sendiri , dan tentang peran dan dampak ilmu pengetahuan terhadap masyarakat. Biologi adalah studi tentang keanekaragaman kehidupan yang menakjubkan karena telah berevolusi dan ketika berinteraksi dan berfungsi. Penyelidikan sistem biologis dan interaksinya, dari tingkat molekuler hingga proses seluler hingga dinamika ekosistem, telah mengarah pada pengetahuan dan pemahaman biologis yang memungkinkan kita untuk mengeksplorasi dan menjelaskan pengamatan sehari-hari, menemukan solusi untuk masalah biologis, dan memahami proses kesinambungan dan berubah seiring waktu.

Alasan

Pengetahuan dan pemahaman sains, literasi sains, dan metode ilmiah diperlukan bagi peserta didik untuk mengembangkan keterampilan menyelesaikan pertanyaan tentang dunia alami dan buatan mereka.

Tujuan pendidikan sains adalah untuk mengembangkan literasi sains, membantu peserta didik: untuk tertarik, dan memahami, dunia di sekitar mereka untuk terlibat dalam wacana tentang aspek ilmiah dan teknologi yang mendasari isu-isu global dan lokal untuk memahami sifat sains yang dapat diuji dan dapat diperebutkan. , dan mempertanyakan klaim yang dibuat oleh orang lain tentang hal-hal ilmiah untuk dapat mengidentifikasi pertanyaan, menarik kesimpulan berbasis bukti dan mendiskusikan validitasnya dan untuk membentuk pendapat, yang beralasan dan diinformasikan, tentang lingkungan, tentang kesehatan dan kesejahteraan mereka sendiri , dan tentang peran dan dampak ilmu pengetahuan terhadap masyarakat.

Biologi adalah studi tentang keanekaragaman kehidupan yang menakjubkan karena telah berevolusi dan ketika berinteraksi dan berfungsi. Penyelidikan sistem biologis dan interaksinya, dari tingkat molekuler hingga proses seluler hingga dinamika ekosistem, telah mengarah pada pengetahuan dan pemahaman biologis yang memungkinkan kita untuk mengeksplorasi dan menjelaskan pengamatan sehari-hari, menemukan solusi untuk masalah biologis, dan memahami proses kesinambungan dan keberlanjutan biologis. berubah seiring waktu.

Biologi bertujuan untuk mengembangkan peserta didik&rsquo:

  • rasa ingin tahu dan rasa ingin tahu tentang kehidupan dan rasa hormat terhadap semua makhluk hidup dan lingkungan
  • pemahaman tentang bagaimana sistem biologis berinteraksi dan saling terkait aliran materi dan energi melalui dan antara sistem ini dan proses di mana mereka bertahan dan berubah
  • pemahaman tentang konsep, teori, dan model biologis utama yang terkait dengan sistem biologis di semua skala, mulai dari proses subseluler hingga dinamika ekosistem
  • apresiasi tentang bagaimana para ilmuwan menggunakan biologi dalam berbagai aplikasi, dan bagaimana pengetahuan biologi memengaruhi masyarakat dalam konteks lokal, regional, dan global
  • kemampuan untuk merencanakan dan melaksanakan kerja lapangan, laboratorium dan penyelidikan penelitian lainnya termasuk pengumpulan dan analisis data kualitatif dan kuantitatif dan interpretasi bukti
  • kemampuan untuk menggunakan argumen yang masuk akal dan berbasis bukti secara kreatif dan analitis ketika mengevaluasi klaim dan menerapkan pengetahuan biologis
  • kemampuan untuk mengomunikasikan pemahaman biologis, temuan, argumen, dan kesimpulan menggunakan representasi, mode, dan genre yang sesuai.

Hasil pembelajaran

Setelah berhasil menyelesaikan kursus ini, peserta didik akan dapat:

  • merencanakan kegiatan dan memantau dan mengevaluasi kemajuan diatur untuk menyelesaikan kegiatan dan memenuhi tenggat waktu berkontribusi pada penyelesaian kegiatan kelompok dalam konteks biologi
  • menerapkan teknik ilmiah dan keterampilan praktis menggunakan peralatan secara aman dan kompeten untuk mengumpulkan data yang berkaitan dengan biologi
  • menggunakan penyelidikan ilmiah untuk mengembangkan, melakukan, menafsirkan, dan mengevaluasi eksperimen yang berkaitan dengan biologi
  • mengumpulkan dan merekam data primer dan sekunder dari berbagai sumber yang relevan
  • menerapkan keterampilan penelitian yang membedakan dan mematuhi prinsip-prinsip integritas akademik
  • berkomunikasi, memprediksi dan menjelaskan fenomena biologis, menggunakan representasi kualitatif dan kuantitatif dalam mode dan genre yang sesuai, dan mengikuti konvensi dan terminologi yang diterima
  • membuat hubungan antara pengetahuan biologi dan pertimbangan etika, politik, budaya, sosial, ekonomi dan ilmiah dalam konteks yang berbeda
  • menerapkan konsep biologis untuk menggambarkan proses di semua tingkat organisasi biologis: dasar kimia sel kehidupan organisme dan kelangsungan organisme dan kelangsungan hidup perubahan
  • menafsirkan informasi dan menerapkan konsep dan proses biologis untuk mendiskusikan masalah dan membuat prediksi yang masuk akal
  • menginterpretasikan data untuk menarik kesimpulan yang valid.

Mengakses

Jalur

Kursus ini dirancang untuk pelajar yang tertarik, dan ingin tahu tentang, ilmu tentang dunia kehidupan. Penyelesaian Life Sciences Level 2 yang berhasil akan memberikan persiapan yang berguna untuk studi Biologi.

Studi Biologi akan memberikan landasan bagi peserta didik untuk secara kritis mempertimbangkan dan membuat keputusan tentang masalah biologis kontemporer dalam kehidupan sehari-hari mereka.

Ini dapat dipelajari sebagai bagian dari jalur menuju studi tersier dan karir di berbagai bidang seperti pertanian, botani, zoologi, ilmu kelautan, bioteknologi, ilmu kesehatan, farmasi, kedokteran, keperawatan atau ilmu kedokteran hewan. Ini juga cocok untuk pelajar yang ingin mempelajari sains sebagai bagian dari pendidikan umum.

Persyaratan Sumber Daya

Ukuran Dan Kompleksitas Kursus

Kursus ini memiliki tingkat kompleksitas 3.

Di Level 3, pelajar diharapkan untuk memperoleh kombinasi pengetahuan dan keterampilan teoretis dan/atau teknis dan faktual dan menggunakan penilaian ketika memvariasikan prosedur untuk menangani aspek-aspek yang tidak biasa atau tidak terduga yang mungkin muncul. Beberapa keterampilan dalam mengorganisir diri dan orang lain diharapkan. Level 3 adalah standar yang cocok untuk mempersiapkan peserta didik untuk studi lebih lanjut di tingkat tersier. Kompetensi VET pada tingkat ini seringkali merupakan karakteristik dari Sertifikat AQF III.

Kursus ini memiliki nilai ukuran 15.

Persyaratan Kursus

Semua bidang konten Biologi adalah wajib, namun, urutan pengiriman tidak ditentukan.

Kursus ini memiliki waktu desain 150 jam. A minimal 45 jam akan digunakan untuk kegiatan praktis, yang merupakan bagian integral dari kursus, dan akan digunakan sebagai sarana pengajaran dan konsolidasi isi kursus serta sarana penilaian.

Studi kasus dapat digunakan untuk melibatkan peserta didik dan mengintegrasikan konten dari berbagai bagian kursus.

Konten Kursus

Untuk bidang konten Biologi , tiga (3) untaian yang saling terkait &ndash Keterampilan Penyelidikan Sains Ilmu sebagai Usaha Manusia dan Pemahaman Sains &ndash membangun pembelajaran siswa&rsquo di F-10 Kurikulum Australia: Sains. Dalam praktik sains, ketiga untaian tersebut terintegrasi erat: karya ilmuwan mencerminkan sifat dan perkembangan sains yang dibangun di sekitar penyelidikan ilmiah dan berusaha untuk menanggapi dan memengaruhi masyarakat. Ketiga untaian ini akan diintegrasikan ke dalam semua bidang studi dalam mata kuliah ini.

Peserta didik akan mengembangkan pemahaman tentang metode ilmiah dan juga biologi sebagai upaya manusia, selama kursus.

Pemahaman sains akan dikembangkan melalui studi empat (4) bagian:

  • Dasar kimiawi kehidupan (Kriteria 5)
  • Sel (Kriteria 6)
  • Organisme (Kriteria 7)
  • Kontinuitas organisme dan kelangsungan hidup perubahan (Kriteria 8).

Setiap bagian akan dipelajari dengan mengacu pada konsep dan proses mendasar yang relevan dari berikut ini:

  • struktur mencerminkan fungsi
  • masukan/keluaran bahan
  • masukan/keluaran energi
  • menjaga keseimbangan
  • DNA: kode kehidupan
  • mengelola tantangan.

Semua bagian kursus akan dinilai berdasarkan Kriteria 1, 2, 3 dan 4.

Struktur isi kursus dirangkum dalam tabel di bawah ini:

Untaian Menyeluruh

Keterampilan Inkuiri Sains, Sains sebagai Usaha Manusia, Pemahaman Sains

  • Mengidentifikasi, meneliti, dan menyusun pertanyaan untuk penyelidikan, mengajukan hipotesis, dan memprediksi kemungkinan hasil
  • Eksperimen desain, termasuk prosedur yang harus diikuti, bahan yang diperlukan, dan jenis serta jumlah data primer dan/atau sekunder yang akan dikumpulkan, mengamati penilaian risiko, dan mempertimbangkan etika penelitian, termasuk etika hewan.
  • Secara aman, kompeten dan metodis mengumpulkan data yang valid dan dapat diandalkan dari penyelidikan praktis
  • Mewakili data dengan cara yang bermakna dan berguna, mengorganisasikan dan menganalisis data untuk mengidentifikasi tren, pola, dan hubungan, secara kualitatif, menggambarkan sumber kesalahan pengukuran, dan ketidakpastian serta keterbatasan dalam data, serta memilih, mensintesis, dan menggunakan bukti untuk membuat dan membenarkan kesimpulan.
  • Memilih, membangun, dan menggunakan representasi yang tepat untuk mengomunikasikan pemahaman konseptual, memecahkan masalah, dan membuat prediksi
  • Menafsirkan berbagai sumber ilmiah, misalnya, penelitian dan laporan media, dan mengevaluasi proses, klaim, dan kesimpulan dengan mempertimbangkan kualitas bukti yang tersedia dan menggunakan penalaran untuk membangun argumen ilmiah
  • Berkomunikasi dengan audiens tertentu untuk tujuan tertentu menggunakan bahasa, tata nama, genre, dan mode yang sesuai, termasuk laporan ilmiah.

ILMU SEBAGAI USAHA MANUSIA

  • Pengetahuan ilmiah dapat memungkinkan para ilmuwan untuk memberikan penjelasan yang valid dan membuat prediksi yang andal
  • TIK dan teknologi lainnya telah secara dramatis meningkatkan ukuran, akurasi, dan cakupan geografis dan temporal dari kumpulan data yang digunakan para ilmuwan untuk bekerja
  • Model dan teori diperebutkan dan disempurnakan atau diganti ketika bukti baru menantang mereka, atau ketika model atau teori baru memiliki kekuatan penjelas yang lebih besar
  • Penerimaan pengetahuan ilmiah dapat dipengaruhi oleh konteks sosial, ekonomi dan budaya di mana ia dianggap
  • Orang dapat menggunakan pengetahuan ilmiah untuk menginformasikan pemantauan, penilaian, dan evaluasi risiko
  • Penggunaan pengetahuan ilmiah mungkin memiliki konsekuensi yang bermanfaat dan/atau berbahaya dan/atau tidak diinginkan
  • Ilmu pengetahuan dapat dibatasi kemampuannya untuk memberikan jawaban definitif atas debat publik mungkin tidak tersedia cukup data yang dapat diandalkan, atau interpretasi data mungkin terbuka untuk dipertanyakan
  • Pengetahuan ilmiah dapat digunakan untuk mengembangkan dan mengevaluasi proyeksi dampak ekonomi, sosial dan lingkungan dan untuk merancang tindakan untuk keberlanjutan.

Desain eksperimental (Kriteria 2)

  • Ajukan hipotesis yang dapat diuji yang mengidentifikasi dengan jelas variabel independen dan dependen
  • Rancang eksperimen terkontrol:
    • Jelaskan persyaratan untuk hanya satu variabel independen dan pentingnya mengendalikan semua variabel lainnya (variabel tetap)
    • Jelaskan perlunya perlakuan kontrol untuk perbandingan
    • Jelaskan perlunya ukuran sampel yang sesuai dan ulangan serta batasan jika hal ini tidak memungkinkan
    • Jelaskan kendala ekonomi, etika dan lingkungan pada desain.
    • Pilih analisis dan representasi data yang sesuai (grafik/tabel)
    • Jelaskan pola/tren dalam hasil
    • Berikan interpretasi/penjelasan yang masuk akal dari hasil
    • Berikan kesimpulan ringkasan apakah hasil mendukung atau meniadakan hipotesis
    • Mengidentifikasi kekuatan dan kelemahan desain eksperimental
    • Identifikasi keterbatasan dan sumber kesalahan yang mungkin terjadi dalam penelitian
    • Sarankan kemungkinan perbaikan pada metode ini
    • Sarankan eksperimen lebih lanjut/alternatif.

    Aplikasi dan dampak ilmu biologi dalam masyarakat (Kriteria 4)

    • Pengetahuan biologis dapat memungkinkan para ilmuwan untuk menawarkan penjelasan yang valid dan membuat prediksi yang dapat diandalkan. Pengetahuan ini, dan pemahaman masyarakat, relevan dengan masalah biologis dan menginformasikan pengambilan keputusan
    • Nilai-nilai orang (etika, politik, budaya, sosial, ekonomi, ilmiah) penting dalam pengambilan keputusan
    • Kelompok penekan/pemangku kepentingan memengaruhi pengambilan keputusan tentang masalah biologis
    • Penggunaan pengetahuan ilmiah mungkin memiliki konsekuensi yang bermanfaat dan/atau berbahaya dan/atau tidak diinginkan
    • Isu-isu terkini menunjukkan kompleksitas dan ketegangan (etika, politik, budaya, sosial, ekonomi, ilmiah) seputar pengambilan keputusan tentang isu-isu biologis.

    Dasar kimia kehidupan (Kriteria 5)

    Sel melakukan berbagai fungsi yang membutuhkan nutrisi untuk dapat memproduksi bahan untuk pertumbuhan, pemeliharaan dan perbaikan. Respirasi dan fotosintesis sangat penting untuk produksi energi hewan dan tumbuhan. Sel memerlukan masukan bentuk energi yang sesuai, termasuk energi cahaya atau energi kimia dalam molekul kompleks, dan materi, termasuk gas, nutrisi sederhana, ion, dan pembuangan limbah, untuk bertahan hidup. Aktivitas sel membutuhkan berbagai molekul biologis untuk aktivitas metabolisme. Enzim adalah katalis yang membantu dalam banyak reaksi.

    STRUKTUR MENCANTUMKAN FUNGSI

    Enzim memiliki struktur dan fungsi tertentu yang dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor.

    • Struktur dan fungsi enzim
    • Peran dan karakteristik enzim
    • Faktor-faktor yang mempengaruhi laju aksi enzim
      • suhu
      • pH
      • konsentrasi substrat
      • konsentrasi enzim
      • model kecocokan yang diinduksi
      • inhibitor kompetitif dan non-kompetitif.

      Organisme membutuhkan bahan baku berupa nutrisi organik dan anorganik. Semua organisme membutuhkan karbohidrat, protein, lipid dan asam nukleat.

      • Sifat dasar dan fungsi senyawa biologis
      • Perbedaan senyawa organik dan anorganik
      • Karbohidrat : monosakarida, disakarida dan polisakarida
      • Lipid: trigliserida saja
      • Protein: polimer asam amino
      • vitamin
      • Mineral dan air.

      (Detail struktur kimia tidak diperlukan.)

      Energi digunakan oleh semua sel untuk melakukan &ldquowork&rdquo. Semua aktivitas organisme adalah hasil metabolismenya. Energi digunakan untuk membangun molekul baru dan memecah molekul lama dan akibatnya semua aktivitas sel menggunakan energi kimia.

      • Tangkap pelepasan dan transfer energi
      • Fotosintesis adalah proses biokimia yang terjadi di kloroplas sel tumbuhan menggunakan energi cahaya untuk mensintesis senyawa organik keseluruhan proses dapat diwakili oleh reaksi kimia yang seimbang:
        • reaktan awal dan produk akhir (reaksi biokimia individu tidak diperlukan)
        • faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis termasuk: suhu, konsentrasi karbon dioksida, intensitas cahaya dan kualitas cahaya
        • reaktan awal dan produk akhir termasuk pelepasan energi untuk respirasi aerob dan respirasi anaerob
        • respirasi anaerobik pada bakteri, ragi dan tanaman (menghasilkan alkohol)
        • respirasi anaerobik pada hewan (menghasilkan asam laktat)
        • tempat respirasi anaerobik dan aerob
        • ATP sebagai mata uang energi
        • karbohidrat dan lipid sebagai molekul penyimpan energi.

        (Reaksi biokimia individu tidak diperlukan.)

        Semua organisme hidup mengandung materi genetik asam deoksiribonukleat (DNA).

        • Struktur dan peran DNA
        • Struktur dan replikasi DNA (rincian enzim tidak diperlukan)
        • Sintesis protein: pemahaman dasar tentang transkripsi dan translasi (rincian enzim yang terlibat tidak diperlukan)
        • Mutasi gen (atau titik) sebagai sumber variasi genetik.

        Sel (Kriteria 6)

        Sel adalah unit fungsional dasar dari semua organisme hidup, strukturnya bervariasi sesuai dengan fungsinya. Mereka mengandung DNA yang merupakan molekul untai ganda heliks yang terjadi terikat pada protein dalam kromosom dalam nukleus, dan sebagai DNA sirkular tak terikat dalam sitosol prokariota dan di mitokondria dan kloroplas sel eukariotik.

        STRUKTUR MENCANTUMKAN FUNGSI

        • Struktur mencerminkan fungsi dalam sel dan organel sel
        • Perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan
        • Dalam sel eukariotik, organel khusus memfasilitasi proses biokimia fotosintesis, respirasi seluler, sintesis molekul kompleks, dan pembuangan produk dan limbah seluler.
        • Identifikasi dan fungsi organel:
          • nukleus, nukleolus, membran inti
          • mitokondria
          • kloroplas
          • Aparatus Golgi
          • ribosom
          • retikulum endoplasma (kasar dan halus)
          • vakuola, lisosom, vesikel
          • sentriol
          • membran sel, dinding sel, termasuk model mosaik cair
          • vakuola kontraktil
          • silia, flagel.

          Pergerakan material melintasi membran terjadi melalui difusi, osmosis, transpor aktif dan/atau endositosis.

          • Sel membutuhkan bahan dan membuang limbah
          • Proses pasif: difusi, difusi terfasilitasi dan osmosis
          • Proses aktif: transpor aktif, eksositosis dan endositosis
          • Signifikansi rasio luas permukaan terhadap volume.
          • Menjaga keseimbangan dalam sel
          • Zat disimpan dalam keseimbangan dalam sel & ndash garam, air
          • Mekanisme vakuola kontraktil sebagai contoh menjaga keseimbangan pada beberapa organisme bersel tunggal.
          • Pembelahan sel
          • Signifikansi mitosis dan meiosis dalam reproduksi aseksual dan seksual sebagai sumber variasi genetik (rincian proses tidak diperlukan).

          organisme (Kriteria 7)

          STRUKTUR MENCANTUMKAN FUNGSI DAN MATERIAL INPUT / OUTPUT

          • Struktur mencerminkan fungsi dalam organisme & contoh-contoh yang akan dipelajari dalam konteks masukan, pemecahan, transfer dan keluaran materi pada organisme terpilih
          • Prinsip-prinsip yang terlibat dalam proses berikut pada vertebrata dan tumbuhan (dikotil saja), dengan mengacu pada hubungan antara struktur dan fungsi:
            • Pencernaan dan penyerapan
              • kebutuhan pencernaan pada herbivora, karnivora dan omnivora
              • pencernaan fisik dan kimia (termasuk berbagai diet)
              • karakteristik pertukaran gas yang efisien (permukaan pada hewan dan tumbuhan)
              • darah sebagai media transportasi
              • jantung sebagai pompa (tidak termasuk sirkulasi janin)
              • arteri, vena, dan struktur kapiler
              • transportasi air dan makanan pada tumbuhan (dikotil saja)
              • transpirasi (termasuk mekanisme) dan translokasi (bukan mekanisme)
              • limbah nitrogen sebagai produk yang diproduksi di hati dari kelebihan asam amino (amonia, urea dan asam urat)
              • ultrafiltrasi dan reabsorpsi di ginjal.
              • Adaptasi tumbuhan dan hewan (termasuk struktural, fisiologis dan perilaku) terhadap variasi lingkungan dalam:
                • suhu
                • ketersediaan air (osmoregulasi).

                Homeostasis melibatkan model stimulus-respons di mana perubahan kondisi lingkungan eksternal atau internal terdeteksi dan respons yang sesuai terjadi melalui umpan balik negatif pada vertebrata, reseptor dan efektor dihubungkan melalui pusat kendali oleh jalur saraf dan/atau hormonal.

                • Mekanisme umpan balik dasar pada vertebrata (homeostasis)
                • Konsep mekanisme umpan balik negatif dalam regulasi:
                  • suhu
                  • gula darah
                  • keseimbangan air.

                  Kontinuitas organisme dan kelangsungan hidup perubahan (Kriteria 8)

                  • Reproduksi aseksual dan seksual: genetika
                  • Arti reproduksi seksual dan aseksual
                  • Variasi genotipe keturunan muncul sebagai akibat dari proses meiosis dan fertilisasi, serta akibat mutasi. Persilangan monohibrid, termasuk dominasi tidak lengkap dan ko-dominasi, alel ganda (hanya untuk darah ABO).
                  • Frekuensi genotipe dan fenotipe keturunan dapat diprediksi menggunakan model probabilitas, termasuk kotak Punnett, dan dengan mempertimbangkan pola pewarisan, termasuk efek dari alel dominan, autosomal dan terpaut jenis kelamin dan alel ganda (hanya untuk darah ABO)
                  • Hubungan seks
                  • Silsilah.
                  • Konsep spesies dan sistem binomial nomenklatur
                  • Spesiasi termasuk mekanisme isolasi
                  • Teori evolusi Darwin melalui seleksi alam
                  • Konsep kumpulan gen, pergeseran genetik, aliran gen, dan perubahan frekuensi gen/alel.
                  • Fungsi dalam kaitannya dengan pertahanan terhadap penyakit
                  • Kelenjar getah bening, pembuluh getah bening, getah bening, limpa, timus, usus buntu dan amandel.

                  Organisme penyebab penyakit

                  • Perbedaan antara penyakit menular dan tidak menular: Penyakit menular berbeda dari penyakit lain (misalnya, penyakit genetik dan gaya hidup) karena disebabkan oleh invasi patogen dan dapat ditularkan dari satu inang ke inang lainnya
                  • Kondisi di mana suatu organisme digambarkan sebagai patogen
                  • Perbedaan antara patogen berikut prion, virus, bakteri, jamur, protista dan parasit
                  • Penularan penyakit: Patogen memiliki adaptasi yang memfasilitasi masuknya mereka ke dalam sel dan jaringan dan penularannya antar pejamu Transmisi terjadi dengan berbagai cara. mekanisme termasuk melalui kontak langsung, kontak dengan cairan tubuh, dan melalui makanan, air atau vektor spesifik penyakit yang terkontaminasi.

                  Garis pertahanan di dalam tubuh

                  Imunitas adalah kemampuan tubuh manusia untuk melawan hampir semua jenis organisme dan racun yang cenderung merusak jaringan atau organ.

                  Respon imun non-spesifik (bawaan)

                  • Hambatan untuk mencegah masuknya patogen ke manusia:
                    • Struktural
                      • kulit, membran mukosa, silia
                      • pH
                      • Kompetisi dari organisme non-patogen.
                      • Mekanisme pertahanan tubuh: Ketika patogen memasuki inang, hal itu menyebabkan perubahan fisik atau kimia (misalnya, pengenalan bahan kimia asing melalui permukaan patogen, atau produksi racun) dalam sel atau jaringan, perubahan ini merangsang kekebalan inang. tanggapan.
                      • 2 nd Line of defense mechanism:
                        • Pelepasan histamin inflamasi & ndash, peningkatan aliran darah dan permeabilitas pembuluh darah
                        • Sel fagosit dan sel fagosit dan sel NK
                        • Fisiologis & demam ndash
                        • Sitokin & ndash kimia, protein pelengkap.

                        Respon imun spesifik (adaptif)

                        Pada manusia, respon adaptif terhadap antigen spesifik termasuk produksi imunitas humoral melalui produksi antibodi oleh limfosit B, dan penyediaan imunitas yang diperantarai sel oleh limfosit T dalam kedua kasus tersebut, sel memori diproduksi yang mengkonfirmasi imunitas jangka panjang terhadap spesifik. antigen.

                        • Respon humor:
                          • Produksi dan fungsi antibodi
                          • Protein pelengkap.
                          • Sel T sitotoksik, sel T pembantu, sel T supresor
                          • Fagosit yang diaktifkan
                          • Sel penyaji antigen & ndash makrofag, sel dendritik, sel B
                          • Penolakan cangkok.

                          Kekebalan pasif atau aktif

                          Pada manusia, kekebalan mungkin pasif (misalnya, antibodi yang diperoleh melalui plasenta atau melalui antibodi atau injeksi serum limfosit T) atau aktif (misalnya, diperoleh melalui tindakan sistem kekebalan sebagai akibat dari paparan alami terhadap patogen atau melalui sistem kekebalan tubuh). penggunaan vaksin).

                          • Perbedaan imunitas pasif dan aktif
                          • Imunisasi
                          • Respon primer dan sekunder terhadap antigen.

                          Penilaian

                          Penilaian berbasis kriteria adalah bentuk penilaian hasil yang mengidentifikasi sejauh mana pencapaian peserta didik pada titik akhir studi yang sesuai. Meskipun penilaian &ndash sebagai bagian dari program pembelajaran &ndash berlangsung terus menerus, sebagian besar bersifat formatif, dan dilakukan untuk membantu peserta didik mengidentifikasi apa yang perlu mereka lakukan untuk mencapai manfaat maksimal dari studi kursus mereka. Oleh karena itu, penilaian untuk pelaporan sumatif ke TASC akan fokus pada apa yang dipahami oleh guru dan pelajar untuk mencerminkan pencapaian titik akhir.

                          Standar pencapaian yang dicapai setiap pelajar pada setiap kriteria dicatat sebagai peringkat &lsquoA&rsquo, &lsquoB&rsquo, atau &lsquoC&rsquo, sesuai dengan hasil yang ditentukan di bagian standar kursus.

                          Notasi &lsquot&rsquo harus digunakan saat pelajar menunjukkan pencapaian apa pun terhadap kriteria yang kurang dari standar yang ditentukan untuk peringkat &lsquoC&rsquo.

                          Notasi &lsquoz&rsquo digunakan jika pelajar tidak memberikan bukti pencapaian sama sekali.

                          Penyedia yang menawarkan kursus ini harus berpartisipasi dalam proses penjaminan mutu yang ditentukan oleh TASC untuk memastikan validitas penyedia dan komparabilitas standar di semua penghargaan. Untuk mempelajari lebih lanjut, lihat proses penjaminan mutu dan informasi penilaian TASC.

                          Penilaian internal dari semua kriteria akan dilakukan oleh penyedia. Penyedia akan melaporkan peringkat pelajar untuk setiap kriteria ke TASC.

                          TASC akan mengawasi penilaian eksternal dari kriteria yang ditentukan yang akan ditandai dengan tanda bintang (*). Peringkat yang diperoleh dari penilaian eksternal akan digunakan sebagai tambahan penilaian internal dari penyedia untuk menentukan penghargaan akhir.

                          Proses Jaminan Kualitas

                          Proses berikut akan difasilitasi oleh TASC untuk memastikan adanya:

                          • kesesuaian antara standar pencapaian yang ditentukan dalam kursus dan keterampilan dan pengetahuan yang ditunjukkan oleh peserta didik
                          • kepercayaan masyarakat terhadap integritas dan arti kualifikasi.

                          Proses &ndash TASC memberikan umpan balik kepada penyedia kursus tentang perbedaan sistematis apa pun dalam hubungan penilaian internal dan eksternal mereka dan, jika sesuai, mencari bukti lebih lanjut melalui audit dan memerlukan tindakan korektif di masa mendatang.

                          Persyaratan Penilaian Eksternal

                          Penilaian eksternal untuk kursus ini akan terdiri dari:

                          Untuk informasi lebih lanjut, lihat spesifikasi dan pedoman penilaian eksternal terkini untuk kursus ini yang tersedia di Dokumen Pendukung di bawah ini.

                          Kriteria

                          Penilaian untuk Biologi Level 3 akan didasarkan pada sejauh mana pelajar dapat:

                          1. menerapkan keterampilan pribadi untuk merencanakan, mengatur, dan menyelesaikan kegiatan
                          2. mengembangkan, menafsirkan, dan mengevaluasi eksperimen biologis*
                          3. mengumpulkan, merekam, memproses, dan mengomunikasikan informasi
                          4. membahas penerapan dan dampak biologi dalam masyarakat
                          5. mendeskripsikan dan menerapkan konsep dan proses kimia dasar kehidupan*
                          6. mendeskripsikan dan menerapkan konsep dan proses yang melibatkan sel*
                          7. menggambarkan dan menerapkan konsep dan proses dalam organisme *
                          8. menggambarkan dan menerapkan konsep dan proses yang berkaitan dengan kelangsungan organisme dan kelangsungan hidup perubahan*

                          * = menunjukkan kriteria yang dinilai secara internal dan eksternal

                          Standar

                          Kriteria 1: menerapkan keterampilan pribadi untuk merencanakan, mengatur, dan menyelesaikan kegiatan

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          memilih dan menggunakan teknik dan peralatan dengan aman, kompeten, dan metodis, menerapkannya pada konteks yang tidak dikenal memilih dan menggunakan teknik dan peralatan dengan aman, kompeten, dan metodis menggunakan teknik dan peralatan yang sudah dikenal dengan aman dan kompeten
                          mengikuti instruksi secara akurat dan metodis, beradaptasi dengan keadaan baru mengikuti instruksi secara akurat dan metodis untuk menyelesaikan kegiatan mengikuti instruksi secara akurat untuk menyelesaikan aktivitas
                          memantau dan secara kritis mengevaluasi kemajuan menuju pencapaian tujuan dan jadwal, dan merencanakan tindakan masa depan yang realistis memantau dan mengevaluasi kemajuan menuju pencapaian tujuan dan jadwal, dan merencanakan/menegosiasikan tindakan masa depan yang realistis memantau kemajuan dalam mencapai tujuan dan jadwal serta merencanakan/menegosiasikan tindakan di masa depan
                          memenuhi jadwal yang direncanakan dan menangani semua aspek aktivitas dengan tingkat akurasi yang tinggi memenuhi jadwal yang direncanakan dan menangani semua aspek kegiatan memenuhi jadwal yang direncanakan dan menangani sebagian besar aspek kegiatan
                          melakukan dan memantau kontribusi sendiri, dan membimbing orang lain dalam kontribusi mereka untuk berhasil menyelesaikan kegiatan kelompok. melakukan tugas-tugas dan memantau kontribusi sendiri untuk berhasil menyelesaikan kegiatan kelompok. melakukan tugas-tugas untuk berkontribusi pada keberhasilan penyelesaian kegiatan kelompok.

                          Kriteria 2: mengembangkan, menafsirkan, dan mengevaluasi eksperimen biologis

                          Kriteria ini dinilai secara internal dan eksternal.

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          mengungkapkan hipotesis untuk menjelaskan pengamatan, sebagai pernyataan yang tepat dan dapat diuji yang dapat didukung atau disangkal oleh eksperimen mengungkapkan hipotesis untuk menjelaskan pengamatan, sebagai pernyataan yang tepat dan dapat diuji mengungkapkan hipotesis untuk menjelaskan pengamatan, memenuhi sebagian besar kriteria hipotesis yang dapat diuji
                          merancang eksperimen yang terkendali, aman dan etis, mengidentifikasi semua variabel dan termasuk semua elemen desain eksperimen yang diterima, untuk mengumpulkan data yang valid dan andal secara efisien merancang eksperimen yang terkendali, aman dan etis, mengidentifikasi variabel utama, untuk mengumpulkan data yang valid dan andal merancang eksperimen terkontrol, mengidentifikasi variabel utama dan mempertimbangkan keamanan dan etika, untuk mengumpulkan data yang valid
                          menganalisis secara kritis, menafsirkan dan menjelaskan data untuk menarik kesimpulan yang valid yang berhubungan dengan hipotesis menganalisis, menafsirkan, dan menjelaskan data untuk menarik kesimpulan yang valid terkait dengan hipotesis berdasarkan data, memberikan beberapa penjelasan dan menarik kesimpulan yang berhubungan dengan hipotesis yang memiliki validitas tertentu
                          membahas keterbatasan signifikan dan sumber kesalahan dalam desain eksperimental, dengan mengacu pada bukti mengidentifikasi keterbatasan yang signifikan dan sumber kesalahan dalam desain eksperimental mengidentifikasi beberapa keterbatasan dan sumber kesalahan dalam desain eksperimental
                          kritis menganalisis desain eksperimental dan memberikan kritik dan diskusi berbasis bukti tentang perbaikan dan alternatif yang valid. mengevaluasi desain eksperimental dan menjelaskan sejumlah kemungkinan perbaikan yang valid. mengidentifikasi peningkatan yang valid dalam desain eksperimental.

                          Kriteria 3: mengumpulkan, mencatat, memproses, dan mengomunikasikan informasi

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          menggunakan berbagai sumber yang relevan untuk mengumpulkan informasi dan secara kritis mengevaluasi keandalannya menggunakan berbagai sumber yang relevan untuk mengumpulkan informasi dan mengevaluasi keandalannya menggunakan berbagai sumber relevan yang berbeda untuk mengumpulkan informasi
                          mengumpulkan berbagai data eksperimen kualitatif dan kuantitatif yang relevan dan akurat, dan mencatatnya secara metodis dalam format yang memungkinkan analisis mengumpulkan data eksperimen kualitatif dan kuantitatif yang relevan dan akurat dan mencatatnya dalam format yang memungkinkan analisis mengumpulkan dan mencatat data eksperimen kualitatif dan kuantitatif yang relevan, dengan tingkat akurasi tertentu
                          secara akurat mengikuti konvensi dan terminologi kompleks yang diterima dalam tanggapan tertulis secara akurat mengikuti konvensi dan terminologi yang diterima dalam tanggapan tertulis mengikuti konvensi dan terminologi yang diterima untuk mencapai kejelasan dalam tanggapan tertulis
                          mengidentifikasi dengan jelas informasi, gambar, ide, dan kata-kata orang lain yang digunakan dalam pekerjaan pelajar mengidentifikasi dengan jelas informasi, gambar, ide, dan kata-kata orang lain yang digunakan dalam pekerjaan pelajar membedakan informasi, gambar, ide, dan kata-kata orang lain dari pelajar itu sendiri
                          dengan jelas mengidentifikasi sumber informasi, gambar, ide, dan kata-kata yang bukan milik pelajar. Konvensi dan metodologi referensi diikuti dengan tingkat akurasi yang tinggi. dengan jelas mengidentifikasi sumber informasi, gambar, ide, dan kata-kata yang bukan milik pelajar. Konvensi dan metodologi referensi diikuti dengan benar. mengidentifikasi sumber informasi, gambar, ide, dan kata-kata yang bukan milik pelajar. Konvensi dan metodologi referensi umumnya diikuti dengan benar.
                          membuat daftar referensi/bibliografi yang sesuai dan terstruktur dengan baik membuat daftar referensi/bibliografi yang sesuai dan terstruktur membuat daftar referensi/bibliografi yang sesuai
                          memilih dan menggunakan format ilmiah yang sesuai untuk komunikasi informasi yang efektif dan akurat untuk khalayak dan tujuan tertentu. menggunakan format ilmiah yang sesuai untuk komunikasi informasi yang jelas dan akurat untuk khalayak dan tujuan tertentu. menggunakan format ilmiah yang sesuai untuk komunikasi informasi.

                          Kriteria 4: mendiskusikan penerapan dan dampak biologi dalam masyarakat

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          menjelaskan relevansi latar belakang sains yang diidentifikasi dengan suatu masalah menggambarkan latar belakang sains yang relevan dengan suatu masalah mengidentifikasi latar belakang sains yang relevan dengan suatu masalah
                          mengevaluasi aspek dan menjelaskan komponen penting dari suatu masalah untuk menyajikan diskusi yang terperinci dan berimbang dengan mengacu pada bukti mengevaluasi aspek dan menggambarkan komponen dari suatu masalah untuk menyajikan diskusi yang seimbang mengidentifikasi komponen kunci dari suatu masalah dan menyajikan diskusi
                          mengevaluasi secara kritis ketegangan dan hubungan antara semua pengaruh relevan yang signifikan (etika, politik, budaya, sosial, ekonomi, ilmiah) dalam berbagai konteks membahas hubungan antara suatu masalah dan sebagian besar pengaruh yang relevan (etika, politik, budaya, sosial, ekonomi, ilmiah) dalam berbagai konteks menguraikan hubungan antara suatu masalah dan beberapa pengaruh yang relevan (etika, politik, budaya, sosial, ekonomi, ilmiah) di lebih dari satu konteks
                          menganalisis dan mengevaluasi untuk menyajikan argumen kompleks yang terkait dengan manfaat penggunaan pengetahuan ilmiah, dan konsekuensi yang berbahaya atau tidak diinginkan membahas manfaat dari penggunaan pengetahuan ilmiah, dan segala konsekuensi yang berbahaya atau tidak diinginkan menjelaskan manfaat dari penggunaan pengetahuan ilmiah, dan konsekuensi yang berbahaya atau tidak diinginkan
                          berpendapat kesimpulan beralasan, menghubungkannya dengan bukti yang relevan, dan menilai dampak relatif dari pengaruh pada pengambilan keputusan mereka. berpendapat kesimpulan beralasan, menghubungkannya dengan bukti yang relevan. menyajikan kesimpulan yang beralasan, menggunakan beberapa bukti yang relevan.

                          Kriteria 5: menggambarkan dan menerapkan konsep dan proses kimia dasar kehidupan

                          Kriteria ini dinilai secara internal dan eksternal.

                          Terkait dengan studi tentang dasar kimia kehidupan, pembelajar:

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          menjelaskan konsep dan proses dengan benar menggambarkan konsep dan proses dengan benar mengidentifikasi dengan benar konsep dan proses dasar
                          menerapkan konsep dan proses untuk menjelaskan dasar kimia kehidupan, menganalisis dan menafsirkan masalah yang kompleks, dan membuat prediksi yang masuk akal dan masuk akal dalam konteks yang akrab dan tidak dikenal menerapkan konsep dan proses untuk menjelaskan dasar kimia kehidupan, menganalisis dan menafsirkan masalah, dan membuat prediksi yang masuk akal dalam konteks yang akrab dan beberapa yang tidak dikenal menerapkan konsep dan proses dasar untuk menggambarkan dasar kimiawi kehidupan, menafsirkan masalah, dan membuat prediksi yang masuk akal dalam konteks yang sudah dikenal.
                          membenarkan pemilihan data sebagai bukti, menganalisis secara kritis dan menafsirkan bukti dengan mengacu pada konsep, dan menarik kesimpulan berbasis bukti yang mengidentifikasi batasan apa pun. memilih data yang sesuai sebagai bukti, menganalisis dan menafsirkan bukti dengan mengacu pada konsep, dan menarik kesimpulan yang valid berdasarkan data. menggunakan data untuk menunjukkan hubungan dengan konsep dasar, dan menyajikan kesimpulan sederhana yang valid berdasarkan data.

                          Kriteria 6: mendeskripsikan dan menerapkan konsep dan proses yang melibatkan sel

                          Kriteria ini dinilai secara internal dan eksternal.

                          Terkait dengan studi sel, pembelajar:

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          menjelaskan konsep dan proses dengan benar menggambarkan konsep dan proses dengan benar mengidentifikasi dengan benar konsep dan proses dasar
                          menerapkan konsep dan proses untuk menjelaskan sel, menganalisis dan menafsirkan masalah yang kompleks, dan membuat prediksi yang masuk akal dan masuk akal dalam konteks yang akrab dan tidak dikenal menerapkan konsep dan proses untuk menjelaskan sel, menganalisis dan menafsirkan masalah, dan membuat prediksi yang masuk akal dalam konteks yang akrab dan beberapa konteks yang tidak dikenal menerapkan konsep dan proses dasar untuk menggambarkan sel, menafsirkan masalah, dan membuat prediksi yang masuk akal dalam konteks yang sudah dikenal
                          membenarkan pemilihan data sebagai bukti, menganalisis secara kritis dan menafsirkan bukti dengan mengacu pada konsep, dan menarik kesimpulan berbasis bukti yang mengidentifikasi batasan apa pun. memilih data yang sesuai sebagai bukti, menganalisis dan menafsirkan bukti dengan mengacu pada konsep, dan menarik kesimpulan yang valid berdasarkan data. menggunakan data untuk menunjukkan hubungan dengan konsep dasar, dan menyajikan kesimpulan sederhana yang valid berdasarkan data.

                          Kriteria 7: menggambarkan dan menerapkan konsep dan proses dalam organisme

                          Kriteria ini dinilai secara internal dan eksternal.

                          Terkait dengan studi organisme, pembelajar:

                          Peringkat A Peringkat B Peringkat C
                          menjelaskan konsep dan proses dengan benar menggambarkan konsep dan proses dengan benar mengidentifikasi dengan benar konsep dan proses dasar
                          menerapkan konsep dan proses untuk menjelaskan organisme, menganalisis dan menafsirkan masalah yang kompleks, dan membuat prediksi yang masuk akal dan masuk akal dalam konteks yang akrab dan tidak dikenal menerapkan konsep dan proses untuk menjelaskan organisme, menganalisis dan menafsirkan masalah, dan membuat prediksi yang masuk akal dalam konteks yang akrab dan beberapa konteks yang tidak dikenal. menerapkan konsep dasar untuk menggambarkan organisme, menafsirkan masalah, dan membuat prediksi yang masuk akal dalam konteks yang sudah dikenal
                          membenarkan pemilihan data sebagai bukti, menganalisis secara kritis dan menafsirkan bukti dengan mengacu pada konsep, dan menarik kesimpulan berbasis bukti yang mengidentifikasi batasan apa pun. memilih data yang sesuai sebagai bukti, menganalisis dan menafsirkan bukti dengan mengacu pada konsep, dan menarik kesimpulan yang valid berdasarkan data. menggunakan data untuk menunjukkan hubungan dengan konsep dasar, dan menyajikan kesimpulan sederhana yang valid berdasarkan data.

                          Kriteria 8: menggambarkan dan menerapkan konsep dan proses yang berkaitan dengan kelangsungan organisme dan kelangsungan hidup perubahan

                          Kriteria ini dinilai secara internal dan eksternal.

                          Terkait dengan studi kesinambungan organisme dan kelangsungan hidup perubahan, pembelajar:


                          Tonton videonya: Կենդանի նյութի քիմիական կազմը Քիմիական տարրեր ԿԵՆՍԱՔԻՄԻԱ (Oktober 2022).