Keanekaragaman Hayati, Bakteri, dan Ekosistem — Materi Biologi SMA

Beranda › Learning Hub › Biologi SMA › Keanekaragaman dan ekosistem

Indonesia adalah salah satu negara dengan keanekaragaman hayati tertinggi di dunia — dari komodo dan anoa sampai rafflesia dan ribuan jenis bakteri tanah yang tidak terlihat. Halaman ini mengulang materi kelas X yang tetap muncul di TKA: cara makhluk hidup dikelompokkan, peranan bakteri, dan bagaimana energi mengalir dalam ekosistem.

📋Posisi dalam kurikulum

Materi ini dipelajari di kelas X dalam IPA (Fase E), sebelum Biologi menjadi mata pelajaran pilihan di Fase F. Panduan Biologi Fase F mengandaikan murid sudah menguasainya, dan soal TKA Biologi tentang klasifikasi, bakteri, serta ekosistem bertumpu pada materi ini. Halaman ini merangkumnya sebagai prasyarat.

🎯Yang perlu kamu kuasai

Menjelaskan tingkat keanekaragaman hayati (gen, jenis, ekosistem) dan ancamannya.
Memakai tingkatan takson, tata nama ganda, dan kunci determinasi.
Menjelaskan struktur sel bakteri, pewarnaan Gram, dan resistensi antibiotik.
Menganalisis rantai dan jaring-jaring makanan, tingkat trofik, serta piramida ekologi.
Memprediksi dampak hilangnya atau masuknya suatu populasi pada ekosistem.

📚Materi

1. Keanekaragaman hayati

Tingkat gen: variasi dalam satu spesies (warna bunga mawar, varietas padi, ras ayam).
Tingkat jenis: variasi antarspesies dalam satu genus atau famili (harimau, kucing, singa).
Tingkat ekosistem: variasi tipe ekosistem (hutan hujan, mangrove, terumbu karang, padang rumput).

Garis Wallace dan Weber membagi fauna Indonesia menjadi tipe Asiatis (barat), peralihan (Sulawesi dan Nusa Tenggara), dan Australis (timur). Spesies endemik hanya ditemukan di satu wilayah — komodo, anoa, jalak bali, cendrawasih. Penyebab penurunan populasi: hilangnya habitat (alih fungsi hutan), perburuan dan perdagangan liar, pencemaran, perubahan iklim, dan spesies invasif yang tidak punya pemangsa alami, misalnya ikan sapu-sapu dan eceng gondok yang menguasai perairan. Upaya pelestarian: in situ (taman nasional, cagar alam) dan ex situ (kebun raya, penangkaran, bank biji).

2. Klasifikasi makhluk hidup

Urutan takson: kingdom – filum/divisi – kelas – ordo – famili – genus – spesies. Makin rendah takson yang sama-sama dimiliki, makin dekat kekerabatannya. Tata nama ganda (binomial nomenklatur): nama genus diawali huruf kapital, penunjuk spesies huruf kecil, ditulis miring — Oryza sativa. Dua organisme dengan genus sama (misalnya Panthera tigris dan Panthera leo) lebih dekat daripada dua organisme yang hanya satu famili.

Kunci determinasi dikotomis memuat pasangan ciri yang berlawanan (1a/1b). Kita memilih pernyataan yang cocok lalu mengikuti nomor berikutnya sampai bertemu nama takson.

3. Bakteri

Bakteri adalah sel prokariotik: tanpa membran inti (DNA berada di nukleoid), tanpa organel bermembran, memiliki ribosom kecil, dinding sel peptidoglikan, sering memiliki plasmid, flagel, dan pili. Berkembang biak dengan pembelahan biner.

Gram positif: peptidoglikan tebal, mempertahankan zat warna kristal violet → ungu. Umumnya lebih peka terhadap penisilin.
Gram negatif: peptidoglikan tipis dilapisi membran luar → merah muda (safranin). Membran luar menghambat sebagian antibiotik.
Resistensi antibiotik: pemakaian antibiotik yang tidak tuntas atau tidak perlu membunuh bakteri yang peka, sementara bakteri yang secara kebetulan resisten bertahan dan berkembang biak — contoh seleksi alam.
Peranan menguntungkan: Rhizobium pada bintil akar kacang-kacangan menambat N₂ menjadi senyawa nitrogen yang dapat dipakai tumbuhan; Lactobacillus pada yoghurt; Acetobacter pada nata de coco; pengurai di tanah.
Merugikan: penyebab tifus, TBC, kolera, dan pembusukan makanan.

4. Ekosistem dan aliran energi

Ekosistem terdiri atas komponen biotik (produsen, konsumen, pengurai) dan abiotik (cahaya, air, suhu, tanah). Energi masuk dari cahaya matahari melalui fotosintesis, lalu mengalir satu arah melalui tingkat trofik; materi (C, N, air) didaur ulang oleh pengurai.

Piramida energi empat tingkat: produsen 10.000 kJ di dasar, konsumen I 1.000 kJ, konsumen II 100 kJ, konsumen III 10 kJ di puncak. Hanya sekitar 10 persen energi diteruskan ke tingkat berikutnya. — Piramida energi: hanya sekitar 10% energi diteruskan ke tingkat trofik berikutnya.

Dalam jaring-jaring makanan, satu organisme dapat menempati lebih dari satu tingkat trofik. Jika satu populasi hilang, mangsanya cenderung meledak dan pemangsanya menurun atau beralih ke mangsa lain; organisme yang memakan sumber yang sama berkompetisi. Interaksi lain: predasi, simbiosis mutualisme, komensalisme, dan parasitisme.

✏️Contoh soal

Dalam sawah terdapat jaring-jaring makanan: padi → tikus → ular; padi → belalang → katak → ular; belalang → burung pemakan serangga. Petani memburu ular secara besar-besaran. Apa yang terjadi pada populasi padi, tikus, dan katak?

Ular adalah pemangsa tikus dan katak. Tanpa ular, populasi tikus dan katak meningkat. Tikus memakan padi, sehingga populasi padi menurun — terjadi ledakan hama tikus. Bertambahnya katak menekan belalang, tetapi dampak tikus terhadap padi lebih langsung.

Periksa. Ikuti panah: panah menunjuk ke pemakan. Hilangnya pemangsa puncak menaikkan mangsa langsungnya.

Jebakan. Menyimpulkan “padi naik karena ular tidak ada”. Ular tidak memakan padi; yang penting adalah efek berantai lewat tikus.

📝Latihan

Kerjakan di kertas, lalu buka jawabannya.

1. Variasi warna kulit buah mangga manalagi, golek, dan arumanis merupakan keanekaragaman tingkat apa?

Tingkat gen (varietas dalam satu spesies Mangifera indica).

2. Felis catus, Felis silvestris, dan Panthera pardus. Mana yang kekerabatannya paling dekat?

Felis catus dan Felis silvestris, karena satu genus.

3. Mengapa bakteri Gram negatif tampak merah muda setelah pewarnaan Gram?

Lapisan peptidoglikannya tipis sehingga kristal violet luntur oleh alkohol; sel lalu menyerap pewarna safranin yang merah muda.

4. Mengapa tanaman kacang tanah tidak terlalu memerlukan pupuk nitrogen?

Bintil akarnya berisi Rhizobium yang menambat nitrogen bebas dari udara menjadi senyawa nitrogen yang dapat diserap tanaman.

5. Produsen menyimpan 20.000 kJ energi. Berapa kira-kira energi yang sampai ke konsumen tingkat II?

10% × 10% × 20.000 = 200 kJ.

6. Ikan sapu-sapu yang dilepas ke sungai dapat menurunkan populasi ikan lokal. Jelaskan mengapa.

Sebagai spesies invasif, ia tidak memiliki pemangsa alami, berkembang biak cepat, memakan telur dan bersaing memperebutkan makanan dan tempat dengan ikan lokal, serta merusak tebing sungai.

🎯Latihan TKA untuk topik ini

Soal-soal berikut dari latihan TKA Biologi SMA menguji materi di halaman ini. Kerjakan langsung di halaman soal, lalu buka pembahasannya.

Paket 1 · Soal 1 PGK MCMA — Menjelaskan faktor penyebab penurunan populasi spesies endemik Indonesia.
Paket 1 · Soal 2 PG — Menganalisis dampak spesies invasif terhadap ekosistem perairan.
Paket 1 · Soal 3 PGK Kategori — Menganalisis hubungan struktur dinding sel bakteri dengan hasil pewarnaan Gram dan kepekaan terhadap antibiotik.
Paket 1 · Soal 4 PG — Menjelaskan terjadinya resistensi bakteri akibat penggunaan antibiotik yang tidak tepat.
Paket 1 · Soal 5 PGK MCMA — Menganalisis peran organisme dan dampak perubahan populasi dalam jaring-jaring makanan sawah.
Paket 2 · Soal 1 PG — Menentukan hubungan kekerabatan terdekat berdasarkan tingkatan takson dalam nama ilmiah.
Paket 2 · Soal 2 PGK Kategori — Menggunakan kunci determinasi untuk mengelompokkan tumbuhan.
Paket 2 · Soal 3 PG — Menjelaskan peranan bakteri penambat nitrogen dalam pertanian.
Paket 2 · Soal 4 PGK MCMA — Mengidentifikasi ciri struktur sel bakteri sebagai sel prokariotik.
Paket 2 · Soal 5 PGK Kategori — Menganalisis tingkat trofik, kompetisi dan dampak hilangnya satu populasi dalam jaring-jaring makanan sawah.