1. Konsep Dasar
Biologi adalah ilmu tentang hidup dan kehidupan organisme dari masa lampau sampai prediksi masa depan, baik dalam hal struktur, fungsi, taksonomi, pertumbuhan dan perkembangannya. Dewasa ini biologi telah banyak mengalami revolusi keilmuan melampaui revolusi fisika dan kimia yang lebih dahulu mendominasi khazanah ilmu pengetahuan. Implikasi dari revolusi biologi telah menjangkau ke hampir semua cabangcabang ilmu biologi, seperti halnya genetika, fisiologi, anatomi, taksonomi, dan bidangbidang lain yang sederajat. National Science Foundation (1995) sejak lama telah memberikan peringatan terhadap tantangan besar bagi ilmu biologi saat memasuki abad ke-21 yaitu untuk memahami sistem biologis dalam semua kompleksitasnya sambil menjaga dan memanfaatkan sistem biologi secara berkelanjutan.Menurut Minarno (2012) sejak awal abad ke-21, Biologi telah mengalami perkembangan yang pesat. Fokus kajian biologi telah mengalami perubahan yang signifikan, bukan hanya terbatas pada tingkat organisme atau sel, melainkan lebih dalam lagi ke tingkat molekuler, sehingga dikenal dengan biologi molekuler. Perkembangan biologi molekuler dahulu diawali dengan penemuan struktur kimia DNA oleh Watson dan Crick. Produk-produk perkembangan biologi molekuler ini selanjutnya merupakan basis untuk perkembangan biologi modern. Memang Biologi menempatkan sel sebagai satuan dasar kehidupan, kemudian gen sebagai satuan dasar pewarisan sifat, dan evolusi sebagai mekanisme yang mendorong terciptanya spesies baru. Dalam mempelajari Biologi, pendekatan yang baik untuk memahami keilmuan di dalamnya adalah dengan memahami genetika sebagai struktur dasar biologi, karena genetika merupakan ilmu dasar dalam membangunan ilmu-ilmu cabang biologi. Theodosins Dobzhansky menyatakan “Nothing in biology makes sense except in the light of evolution. It is even more certain that nothing in biology is understandable except in the light of genetics. Genetics is the core biological science; it provides the framework within which the diversity of life and its processess can be comprehended as an intellectual whole” (Ayala, et al, 1984).
Biologi sebagai bagian dari ilmu pengetahuan alam (sains) mempelajari materi dan energi yang berhubungan dengan makhluk hidup dan proses-proses kehidupan. Pengetahuan pada manusia,sejak zaman purba sampai sekarang,diperoleh melalui berbagai cara, misalnya melalui pengalaman sendiri atau orang lain, melalui prasangka, mitos, intuisi,ataukah hasil trial and error. Pengetahuan yang didapatkan dengan cara-cara tersebut termasuk pada golongan pengetahuan yang non-ilmiah atau bukan pengetahuan ilmiah. Bagaimanakah pengetahuan yang ilmiah atau yang disebut ilmu pengetahuan itu?. Jawaban singkatnya adalah sebagai berikut : Pengetahuan dapat dikatakan ilmiah bila memenuhi empat syarat yaitu Objektif,metodik, sistematik dan berlaku umum.
a. Objektif artinya pengetahuan itu sesuai dengan objeknya, kesesuaian itu dapat dibuktikan dengan penginderaan atas dasar empiris (pengalaman).
b. Metodik artinya pengetahuan itu diperoleh dengan menggunakan cara-cara tertentu yang teratur dan terkontrol.
c. Sistematis artinya pengetahuan ilmiah itu tersusun dalam suatu sistem, tidak berdiri sendiri; satu dengan yang lain saling berkaitan, saling menjelaskan, sehingga seluruhnya merupakan satu kesatuan yang utuh.
d. universal artinya pengetahuan ilmiah itu tidak hanya berlaku atau dapat diamati oleh seorang atau oleh beberapa orang saja, tetapi semua orang dengan cara eksperimentasi yang sama akan memperoleh hasil yang sama atau konsisten.
Salah satu syarat ilmu pengetahuan seperti tersebut diatas ialah bahwa materi pengetahuan itu harus diperoleh melalui metode ilmiah. Ini berarti bahwa cara memperoleh pengetahuan itu menentukan apakah pengetahuan itu termasuk ilmiah atau tidak. Metode ilmiah harus menjamin akan menghasilkan pengetahuan yang ilmiah, yaitu bercirikan objektivitas, konsisten dan sistematis.
2. Ciri Makhluk Hidup
Jika memperhatikan sebuah batu (makhluk tak hidup), tampak rumit dengan bermacam-macam mineral yang berserakan di dalamnya. Namun demikian, organisasi ini sendiri merupakan kesederhanaan, apabila dibandingkan dengan organisasi-organisasi tubuh makhluk hidup yang manapun. Jika kita memeriksa setiap bagian kecil dari tubuh seekor anjing dengan mikroskop, maka kita akan menemukan bahwa bagian-bagian itu terdiri atas sel-sel. Satuan-satuan ini, yang umumnya terlampau kecil untuk dilihat dengan mata tanpa alat, tersusun menjadi jaringan yang pada gilirannya membentuk organ yang mudah dilihat seperti jantung dan lambung. Beberapa organ, umpamanya lambung dan usus, bekerja sama membentuk suatu sistem. Dengan demikian pola organisasi kehidupan mulai dari tingkatan paling rendah ke tingkatan yang paling tinggi secara berurutan adalah atom – molekul - sel – jaringan – organ – sistem organ- individu (organisme)- populasi – komunitas – ekosistem – biosfer.
3. Metabolisme
Metabolisme meliputi 2 macam proses yaitu anabolisme atau pembentukan, seperti terjadi pada peristiwa fotosintesis yang membentuk bahan organik dari bahan anorgnaik.
4. Perkembangbiakan
pembiakan pada makhluk hidup adalah duplikasi terkendali sendiri pada struktur yang khas baginya. Hal ini terjadi apabila makhluk hidup tersebut mengambil bahan lebih banyak dari pada yang kembali kepadanya dan mengatur bahan-bahan itu menjadi strukturnya sendiri. Kita menamakannya pertumbuhan. Kadang-kadang pembiakan melibatkan juga produksi, kopi makhluk hidup tersebut yang dapat hidup secara sendiri-sendiri. Semua makhluk hidup pada suatu saat akan mati dan kalaupun jenisnya akan bertahan hidup, mereka harus menghasilkan turunannya sebelum mati.
5. Evolusi
Apabila makhluk hidup memperbanyak diri, polanya dikopi dengan kecermatan luar biasa. Ciri-ciri khusus akan muncul kembali dari generasi ke generasi dalam satu garis keluarga, karena informasi yang disandikan di dalam gengen yang diteruskan kepada setiap generasi berikutnya. Perubahan evolusioner itu mungkin terjadi di dalam garis menurun acapkali adaptif; artinya perubahan-perubahan itu memungkinkan keturunannya hidup dalam lingkungan yang lebih efisien dibandingkan dengan moyangnya.
Evolusi melibatkan tidak saja keturunan, tetapi juga melibatkan proliferasi macam-macam organisme sebagaimana kelompok tunggal organisme menghasilkan 2 atau lebih keturunan yang khas. Jumlah jenis organisme yang kini hidup di muka bumi ini jauh lebih besar daripada jumlah yang ada selama satu billiun tahun yang pertama adanya kehidupan di bumi ini.
6. Sel
Sitology adalah cabang ilmu Biologi yang kajiannya mengenai sel. Konsel sel pertama kali dikemukakan oleh ilmuan Inggris Robert Hook pada tahun 1665, setelah mengamati irisan gabus botol dengan menggunakan mikroskop sederhana. Selanjutnya konsep tentang sel mengalami perkembangan, seperti yang dikemukakan oleh Mathias Schleiden pada sel tumbuhan dan temuan Theodor Schwan pada sel hewan, yang selanjutnya dikenal dengan teori sel. Teori mereka menyatakan bahwa setiap makhluk hidup terdiri atas satu atau lebih sel, Sel merupakan unit struktural dan fungsional semua makhluk hidup, semua kehidupan berasal dari sel-sel sebelumnya melalui pembelahan, dan sel mangandung material genetik yang akan diturunkan kepada generasinya. Eksporasi terhadap sel semakin berkembang, saat ini kita mengenal istilah sel prokariot dan sel eukariotik. Sel prokariotik adalah sel tanpa membran inti, tidak memiliki organel yang berrmembran, dan sebagian besar sel prokariot mempunyai dinding sel. Bakteri termasuk jenis sel prokariotik. Sel eukariot adalah sel yang memiliki membran inti dan sejumlah organel dengan fungsi yang spesifik. Diantara organel yang dimiliki adalah inti sel, retikulum endoplasma,badan Golgi, lisosom, mikrobodi,mitokondria, dan kloroplas. Sel penyusun tubuh hewan dan tubuh tumbuhan termasuk jenis sel eukariotik. Sel juga melakukan beberapa fungsi, diantaranya sintesis makromolekul, pergerakan,sekresi, dan ekskresi.
ORGANISASI KEHIDUPAN
1. MOLEKUL atau GEN
Contoh: molekul-molekul protein, fosfolipid, kolesterol, karbohidrat, air dan ion-ion lain merupakan komponen penyusun membran sel. Struktur dan fungsi molekul menyusun komponen-komponen pembentuk sel.Atom - atom berikatan membentuk molekul
2. SEL
Contoh : Sel saraf Makhluk hidup multiseluler seperti tumbuhan dan hewan, disusun oleh bermacam-macam sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang berbeda.Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil. Makhluk hidup uniseluler, seperti protozoa, bakteri, dan alga, melangsungkan metabolismenya di dalam sebuah sel.
3. JARINGAN
Contoh: organ kulit terbentuk oleh beberapa jaringan yang berbeda seperti jar. Epitel, jar. Otot, jar. Darah dan jar. Saraf. Keseluruhan jaringan tersebut bekerja sama menjalankan fungsinya seperti melindungi tubuh.
4. ORGAN
Organ adalah kumpulan dari beberapa jaringan yang berbeda dan menjalankan fungsi yang sama. Contohnya, sistem peredaran darah manusia, yang terdiri dari jantung dan pembuluh darah, berfungsi untuk mengedarkan darah keseluruh tubuh. Kumpulan dari beberapa organ yang saling bekerjasama untuk melakukan fungsi tertentu
5. SISTEM ORGAN
Adanya berbagai sistem organ yang fungsinya berbeda membuat suatu individu dapat melakukan hidupnya dengan baik.
6. INDIVIDU
Individu merupakan organisme tunggal yang tersusun oleh kumpulan sistem organ
7. POPULASI
Dalam populasi terjadi interaksi atau hubungan antar speciesnya, hubungan tersebut bertujuan untuk menjalankan fungsi hidupnya seperti : melakukan perkawinan, berkembang biak, perlindungan. Terbentuk oleh kumpulan individu atau species yang sejenis yang menempati suatu habitat (tempat hidup suatu MH) dan dalam waktu tertentu
8. KOMUNITAS
Komunitas terestrial : terdapat di padang rumput, padang pasir, kebun raya, halaman rumah, kebun, sawah.Komunitas aquatik : terdapat di laut, danau, sungai, parit, kolam.Secara garis besar komunitas dapat dibedakan menjadi 2 yaitu aquatik dan terestrial.Di bentuk oleh berbagai jenis (species) makhluk hidup yang saling berinteraksi dan menempati lingkungan dalam waktu yang sama.
9. EKOSISTEM
Contoh ekosistem: ekosistem air kolam, ekosistem danau, ekosistem sawah dll. Karena adanya interaksi antar komponen ekosistem maka terjadi aliran/siklus materi dan energi melalui peristiwa makan dan dimakan yang membentuk sebuah rantai makanan dan jaring-jaring makanan. Dibentuk oleh beberapa macam populasi yang berinteraksi dengan lingkungan tempat mereka hidup, atau interaksi (hubungan timbal balik) antara komponen biotik dengan komponen Abiotik (lingkungan).
10. BIOMA
Contoh: bioma padang rumput, hutan hujan tropis, hutan gugur, Bioma savana bioma taiga, bioma tundra dll.Merupakan satuan daerah daratan yang luas yang dibentuk oleh ekosistem dalam skala besar yang terjadi karena adanya interaksi Bioma gurun iklim dengan keaneragaman makhluk hidup yang khas (yang dominan).