Rangkuman Biologi Kelas 11 dari Sel sampai Tumbuh Kembang Makhluk Hidup

SISWA sekolah menengah atas kelas 11 atau XI akan mempelajari pelajaran Biologi secara khusus. Ada sejumlah bab dan pembahasan dalam pelajaran Biologi yang mesti dipahami siswa SMA kelas 11. Biologi merupakan satu ilmu dalam ilmu pengetahuan alam.

Mau tahu rangkumannya? Berikut garis besar pelajaran Biologi kelas 11.

Bab 1. Menjelajah Sel

A. Pengamatan Struktur Sel

1. Sejarah Penemuan Sel

Baca juga : Rangkuman Bab 9 IPA tentang Tanah untuk Kelas IX

o Robert Hooke (1665): Mengamati potongan gabus dengan mikroskop sederhana, menemukan “ruangan kecil” yang ia sebut cellulae (sel).

o Anton van Leeuwenhoek: Melihat makhluk renik (protozoa, bakteri) dengan mikroskop buatannya.

o Schleiden & Schwann (1838-1839): Mengemukakan teori sel, bahwa semua makhluk hidup tersusun atas sel.

Baca juga : Teknologi Perkembangbiakan Hewan dan Rangkuman Bab 2 IPA Kelas IX

o Rudolf Virchow (1855): Menambahkan, “Omnis cellula e cellula” → setiap sel berasal dari sel 
sebelumnya.

2. Alat untuk Mengamati Sel

o Mikroskop cahaya: Membesarkan hingga ±1000 kali, cocok untuk melihat sel hidup.

o Mikroskop elektron (TEM/SEM): Resolusi lebih tinggi, mampu melihat struktur organel secara detail.

3. Sel Prokariotik vs Eukariotik

o Prokariotik: Tidak memiliki inti sejati (contoh: bakteri, cyanobacteria).

o Eukariotik: Memiliki inti sejati dengan membran inti (contoh: hewan, tumbuhan, protista).

B. Keterkaitan antara Struktur dan Fungsi Sel

Sel adalah unit struktural dan fungsional kehidupan. Setiap bagian sel (organel) memiliki fungsi khusus, tetapi bekerja sama untuk menjaga kehidupan.

1. Membran Plasma

o Struktur: Lapisan fosfolipid bilayer.

o Fungsi: Mengatur keluar-masuknya zat (transport aktif/pasif), komunikasi antarsel, pelindung.

2. Sitoplasma

o Cairan tempat organel berada.

o Fungsi: Medium reaksi metabolisme.

3. Organel Inti (Nukleus)

o Fungsi: Mengatur aktivitas sel, menyimpan DNA, mengontrol sintesis protein.

4. Mitokondria

Fungsi: Respirasi sel → menghasilkan energi (ATP).

5. Ribosom

o Fungsi: Tempat sintesis protein.

6. Retikulum endoplasma (RE) kasar dan halus

o RE Kasar: Produksi protein.

o RE Halus: Sintesis lipid, detoksifikasi.

7. Aparatus Golgi

o Fungsi: Modifikasi, penyimpanan, pengemasan protein/lipid.

8. Lisosom (sel hewan)

o Fungsi: Pencernaan intraseluler, penghancuran organel rusak.

9. Kloroplas (sel tumbuhan)

o Fungsi: Fotosintesis.

10. Dinding Sel (tumbuhan, jamur, bakteri)

o Fungsi: Memberikan bentuk dan perlindungan.

11. Vakuola

o Pada tumbuhan: besar, menyimpan air, pigmen, cadangan makanan.

o Pada hewan: kecil, sementara.

C. Komposisi Sel

Sel tersusun atas unsur kimia dan senyawa kimia:

1. Unsur Kimia Penyusun Sel

o C (karbon), H (hidrogen), O (oksigen), N (nitrogen) → ±96% berat sel.

o Unsur lain: P (fosfor), S (sulfur), Na, K, Ca, Mg, Cl.

2. Senyawa Kimia dalam Sel

o Air (±70%) → pelarut, medium reaksi, menjaga suhu.

o Protein → enzim, struktur, transportasi.

o Karbohidrat → sumber energi, penyusun dinding sel.

o Lipid → cadangan energi, penyusun membran.

o Asam nukleat (DNA & RNA) → menyimpan dan menyalurkan informasi genetik.

Bab 2. Pergerakan Zat melalui Membran Sel

A. Transpor Pasif

Transpor pasif adalah perpindahan zat melewati membran sel tanpa memerlukan energi (ATP), karena bergerak mengikuti gradien konsentrasi (dari konsentrasi tinggi ke rendah).

1. Difusi

• Perpindahan molekul kecil (O₂, CO₂) langsung melalui membran lipid bilayer.

• Contoh: masuknya oksigen ke dalam sel darah merah.

2. Osmosis

• Difusi air melalui membran semipermeabel.

• Air bergerak dari larutan hipotonik (encer) → hipertonik (pekat).

• Contoh: sel tumbuhan mengembang (turgid) di larutan hipotonik.

3. Difusi Terfasilitasi

• Perpindahan molekul dengan bantuan protein kanal atau protein pembawa.

• Tidak butuh energi, tapi lebih selektif dibanding difusi biasa.

• Contoh: transport glukosa ke dalam sel dengan protein GLUT.

B. Transpor Aktif

Transpor aktif adalah perpindahan zat melawan gradien konsentrasi (dari rendah → tinggi) sehingga memerlukan energi berupa ATP.

1. Pompa Ion

• Menggunakan protein transpor khusus untuk memompa ion keluar/masuk sel.

• Contoh: Pompa natrium-kalium (Na⁺/K⁺ pump):

o Mengeluarkan 3 ion Na⁺ dari sel.

o Memasukkan 2 ion K⁺ ke dalam sel.

o Penting untuk impuls saraf & menjaga potensial membran.

2. Endositosis

• Memasukkan zat ke dalam sel dengan cara membran membentuk vesikel.

• Jenis:

o Fagositosis: memakan partikel padat (contoh: sel darah putih memakan bakteri).

o Pinositosis: meminum cairan atau partikel terlarut.

3. Eksositosis

• Pengeluaran zat dari dalam sel dengan cara vesikel bergabung dengan membran plasma.

• Contoh: pelepasan hormon insulin dari sel pankreas.

Bab 3. Proses Pengaturan pada Tumbuhan

A. Jaringan, Organ, dan Sistem Organ pada Tumbuhan

1. Jaringan Tumbuhan

o Jaringan Meristem → jaringan embrional, aktif membelah, terdapat di ujung akar dan batang.

o Jaringan Dewasa → hasil diferensiasi meristem:

 Epidermis (pelindung),

 Parenkim (penyimpan cadangan makanan),

 Kolenkim & Sklerenkim (penguat),

 Xilem (angkut air & mineral),

 Floem (angkut hasil fotosintesis).

2. Organ Tumbuhan

o Akar → menyerap air/mineral, menyokong.

o Batang → transportasi zat, menyokong daun.

o Daun → fotosintesis, transpirasi.

o Bunga → reproduksi generatif.

o Buah & Biji → hasil reproduksi.

3. Sistem Organ

o Sistem transportasi (xilem & floem).

o Sistem fotosintesis (daun).

o Sistem reproduksi (bunga, buah, biji).

B. Transpor pada Tumbuhan

1. Transpor Air dan Mineral

o Mekanisme: masuk lewat akar → epidermis akar → korteks → endodermis → xilem.

o Gaya pendorong:

 Osmosis,

 Tekanan akar,

 Kapilaritas,

 Tarikan transpirasi (paling dominan).

2. Transpor Hasil Fotosintesis (Floem)

o Disebut translokasi, yaitu pergerakan sukrosa & zat organik dari daun ke seluruh tubuh.

o Teori tekanan turgor: hasil fotosintesis dipompa masuk ke floem, ditransportasikan ke jaringan yang membutuhkan.

C. Reproduksi pada Tumbuhan

1. Reproduksi Vegetatif (aseksual)

o Alami: tunas, rizoma, stolon, umbi, geragih.

o Buatan: cangkok, stek, okulasi, kultur jaringan.

2. Reproduksi Generatif (seksual)

o Melalui bunga → menghasilkan biji.

o Proses:

 Penyerbukan (pollen ke kepala putik).

 Pembuahan ganda (satu sperma + sel telur → zigot, satu sperma + inti kandung lembaga → endosperma).

 Terbentuk biji & buah.

D. Iritabilitas pada Tumbuhan (Respons terhadap Rangsangan)

1. Gerak Tumbuhan

o Gerak Endonom → gerak alami dari dalam sel, misalnya sitoplasma beredar.

o Gerak Higroskopis → karena perubahan kadar air (misalnya pecahnya polong kering).

o Gerak Esionom (karena rangsangan luar):

 Tropisme (arah gerak tergantung arah rangsangan):

 Fototropisme → tumbuh ke arah cahaya,

 Geotropisme → akar ke bawah,

 Hidrotropisme → ke sumber air.

 Nasti (gerak tidak tergantung arah rangsangan):

 Niktinasti → daun menutup saat malam,

 Seismonasti → daun putri malu menutup saat disentuh.

2. Hormon Tumbuhan

o Auksin → memacu pertumbuhan (fototropisme).

o Giberelin → mempercepat pertumbuhan, perkecambahan.

o Sitokinin → pembelahan sel, menunda penuaan daun.

o Etilen → mempercepat pematangan buah.

o Asam Absisat (ABA) → menghambat pertumbuhan, menutup stomata saat stres air.

Bab 4. Transpor dan Pertukaran Zat pada Manusia

A. Struktur Tubuh untuk Pertukaran dan Transpor Zat (hlm. 95)

1. Sistem transportasi utama dalam tubuh manusia adalah sistem peredaran darah. Komponen utamanya:

o Jantung: organ pemompa darah. Terdiri dari 4 ruang (atrium kanan-kiri, ventrikel kanan-kiri).

o Pembuluh darah terdiri atas:

 Arteri → membawa darah dari jantung.

 Vena → membawa darah kembali ke jantung.

 Kapiler → tempat pertukaran zat (O₂, CO₂, nutrisi) dengan sel tubuh:

o Darah: cairan pengangkut zat. Komposisi:

 Plasma darah (55%) → mengangkut air, nutrisi, hormon, antibodi.

 Sel darah merah (eritrosit) → mengangkut oksigen (Hb).

 Sel darah putih (leukosit) → pertahanan tubuh.

 Trombosit → pembekuan darah.

2. Sistem pernapasan juga berperan dalam pertukaran zat, terutama pertukaran O₂ dan CO₂ di alveolus paru-paru.

3. Sistem pencernaan menyediakan nutrisi hasil pemecahan makanan (glukosa, asam amino, asam lemak) untuk diedarkan lewat darah.

B. Proses Pertukaran dan Transpor Zat (hlm. 110)

1. Pertukaran Gas (Respirasi Eksternal dan Internal):

o Terjadi di alveolus paru-paru:

 Oksigen (O₂) berdifusi dari alveolus → darah.

 Karbon dioksida (CO₂) berdifusi dari darah → alveolus.

o Dalam jaringan tubuh (respirasi internal):

 O₂ dilepas dari hemoglobin ke sel tubuh.

 CO₂ hasil metabolisme sel masuk ke darah.

2. Pengangkutan Oksigen dan Karbon Dioksida:

o O₂ diangkut terutama terikat pada hemoglobin (HbO₂).

o CO₂ diangkut dalam 3 bentuk:

 Terlarut dalam plasma (7%).

 Terikat hemoglobin (23%).

 Sebagai ion bikarbonat HCO₃⁻ (70%).

3. Pengangkutan Nutrisi:

o Hasil pencernaan (glukosa, asam amino, vitamin, dll.) masuk ke pembuluh darah di usus halus → vena porta hepatica → hati → diedarkan ke seluruh tubuh.

4. Pengangkutan Zat Sisa:

o Ginjal menyaring urea, garam, dan air berlebih dari darah → urine.

o Paru-paru mengeluarkan CO₂ dan uap air.

o Kulit mengeluarkan keringat.

C. Kelainan pada Pertukaran dan Transpor Zat

1. Gangguan pada sistem peredaran darah:

o Anemia: kekurangan eritrosit/hemoglobin.

o Leukemia: produksi sel darah putih berlebihan dan abnormal.

o Hipertensi: tekanan darah tinggi.

o Aterosklerosis: penyumbatan pembuluh darah karena penumpukan lemak.

o Stroke/serangan jantung: akibat sumbatan atau pecahnya pembuluh darah di otak/jantung.

2. Gangguan pada sistem pernapasan:

o Asma: penyempitan saluran pernapasan.

o Bronkitis: peradangan bronkus.

o Emfisema: rusaknya alveolus sehingga pertukaran O₂ terganggu.

3. Gangguan ginjal:

o Gagal ginjal: tidak mampu menyaring darah.

o Batu ginjal: endapan kalsium/garam dalam ginjal.

Ringkasan Bab 4

• Sistem transpor manusia = jantung, pembuluh darah, darah.

• Pertukaran zat terjadi di alveolus (paru-paru) dan kapiler jaringan.

• O₂ diangkut Hb, CO₂ diangkut sebagai bikarbonat, nutrisi lewat plasma.

• Kelainan bisa terjadi di darah (anemia, leukemia), pernapasan (asma, bronkitis), maupun ekskresi (gagal ginjal).

Bab 5. Sistem Pertahanan Tubuh terhadap Penyakit

A. Sistem Pertahanan Eksternal dan Internal

Tubuh manusia memiliki sistem pertahanan (imunitas) untuk melindungi diri dari patogen (virus, bakteri, jamur, parasit). Pertahanan tubuh dibagi menjadi dua garis pertahanan utama:

1. Pertahanan Eksternal (Nonspesifik, Garis Pertama)

o Berfungsi sebagai penghalang fisik dan kimia agar patogen tidak masuk.

o Contoh:

 Kulit → penghalang mekanik.

 Lendir dan silia di saluran pernapasan → menjebak kotoran/patogen.

 Air mata & air liur → mengandung enzim lisozim yang membunuh bakteri.

 Asam lambung (HCl) → membunuh mikroba yang masuk bersama makanan.

 pH kulit asam & flora normal (mikroba baik) → menghambat pertumbuhan bakteri patogen.

2. Pertahanan Internal (Nonspesifik & Spesifik, Garis Kedua & Ketiga)

o Jika patogen berhasil menembus kulit/lendir, tubuh punya mekanisme lanjutan:

 Respons nonspesifik (bawaan/innate immunity): fagositosis oleh sel darah putih, peradangan, demam, interferon.

 Respons spesifik (adaptif/acquired immunity): melibatkan limfosit B (membentuk antibodi) dan limfosit T (membunuh sel terinfeksi).

B. Komponen Sistem Pertahanan Tubuh

Sistem kekebalan tubuh terdiri dari sel, jaringan, dan organ khusus:

1. Organ dan jaringan imun:

o Sumsum tulang → tempat produksi semua sel darah (eritrosit, leukosit, trombosit).

o Timus → pematangan sel T.

o Limpa → menyaring darah dari patogen.

o Kelenjar getah bening → tempat aktivasi sel imun.

o Jaringan limfoid lain (tonsil, plak Peyer di usus).

2. Sel imun (leukosit/sel darah putih):

o Neutrofil → fagosit utama yang melawan bakteri.

o Makrofag → “pemakan besar”, fagosit yang membersihkan patogen & sel mati.

o Sel NK (Natural Killer) → membunuh sel abnormal (misalnya kanker).

o Limfosit B → menghasilkan antibodi.

o Limfosit T →

 T-helper (CD4⁺) → mengatur respons imun.

 T-cytotoxic (CD8⁺) → membunuh sel terinfeksi virus.

 T-regulator → mencegah respons imun berlebihan.

3. Molekul pertahanan:

o Antibodi (imunoglobulin) → protein Y yang mengikat antigen.

o Komplemen → protein plasma yang membantu menghancurkan patogen.

o Sitokin (contoh: interferon) → sinyal kimia antar sel imun.

C. Imunitas Tubuh dan Kelainannya

1. Jenis Imunitas:

o Imunitas Bawaan (Innate) → sejak lahir, tidak spesifik, respons cepat. Contoh: fagositosis, peradangan.

o Imunitas Didapat (Adaptive) → berkembang setelah kontak dengan antigen, spesifik, memiliki memori.

Dibagi menjadi:

 Humoral → oleh antibodi (limfosit B).

 Seluler → oleh sel T.

2. Berdasarkan cara mendapatkannya:

o Alami:

 Aktif → setelah terinfeksi patogen (misalnya sembuh dari cacar air).

 Pasif → antibodi dari ibu ke bayi lewat plasenta/ASI.

o Buatan:

 Aktif → vaksinasi.

 Pasif → suntikan antibodi (serum, imunisasi pasif).

3. Kelainan pada sistem imun:

o Alergi → respon imun berlebihan terhadap zat nonberbahaya (debu, serbuk bunga).

o Autoimun → sistem imun menyerang jaringan tubuh sendiri (contoh: lupus, rheumatoid arthritis).

o Imunodefisiensi → sistem imun lemah/tidak berfungsi (contoh: HIV/AIDS menyerang sel T-helper).

o Penolakan organ transplantasi → tubuh menolak organ asing karena dianggap antigen.

Bab 6. Mobilitas pada Manusia

A. Struktur dan Fungsi pada Sistem Saraf

Sistem saraf adalah sistem pengendali utama tubuh manusia, bertugas menerima, mengolah, dan merespons rangsangan.

1. Struktur Sistem Saraf

• Sel saraf (neuron): unit dasar sistem saraf, terdiri atas:

o Dendrit → menerima rangsangan.

o Badan sel → pusat metabolisme.

o Akson → menghantarkan impuls ke sel lain.

• Sistem saraf pusat (SSP): otak dan sumsum tulang belakang → pusat kendali.

• Sistem saraf tepi: saraf sensorik, motorik, dan campuran → menghubungkan tubuh dengan SSP.

• Sistem saraf otonom: simpatis dan parasimpatis → mengatur kerja organ dalam (denyut jantung, pencernaan).

2. Fungsi Sistem Saraf

• Menerima rangsangan (sensorik).

• Mengolah informasi (integrasi).

• Memberikan respons (motorik).

• Membantu koordinasi dengan sistem hormon.

B. Struktur, Fungsi, dan Kelainan pada Sistem Gerak

Sistem gerak memungkinkan manusia bergerak aktif, menopang tubuh, dan melindungi organ vital.

1. Struktur Sistem Gerak

• Rangka (tulang).

Fungsi: penopang, pelindung organ, tempat melekat otot, pembentuk sel darah (sum-sum merah), penyimpan mineral (Ca & P).

• Otot.

Otot rangka (lurik) → gerakan sadar.

Otot polos → gerakan tidak sadar (pencernaan).

Otot jantung → kontraksi otomatis.

• Sendi.

Sinovial (bebas, misalnya sendi lutut).

Amfiartrosis (sedikit gerak, misalnya ruas tulang belakang).

Sinartrosis (tidak gerak, misalnya tulang tengkorak).

2. Fungsi Sistem Gerak

• Menghasilkan gerakan.
• Menjaga postur tubuh.
• Menghasilkan panas tubuh (kontraksi otot).

3. Kelainan dan Gangguan

• Kelainan tulang: skoliosis (membengkok ke samping), kifosis (membungkuk ke belakang), lordosis (membengkok ke depan), osteoporosis (tulang rapuh).

• Kelainan sendi: dislokasi (pergeseran), artritis (radang sendi).

• Kelainan otot: kram, tetanus (otot kaku), distrofi otot.

C. Fenomena dan Keterkaitan Sistem Saraf dengan Sistem Gerak Manusia

Sistem saraf dan sistem gerak bekerja bersama agar manusia dapat bergerak secara terkoordinasi.

1. Mekanisme

•    Otak → mengirim perintah melalui saraf motorik.
•    Otot → menerima impuls, berkontraksi, menarik tulang, menghasilkan gerakan.
•    Reseptor sensorik → memberikan umpan balik (misalnya rasa sakit, tekanan, keseimbangan).

2. Contoh Fenomena

•    Refleks: gerakan otomatis tanpa perintah sadar, misalnya menarik tangan saat menyentuh benda panas.
•    Gerak sadar: dikendalikan oleh otak sadar, misalnya berjalan, menulis.
•    Koordinasi halus: melibatkan otak kecil (cerebellum), misalnya menari, memainkan alat musik.

3. Keterkaitan

• Sistem saraf pusat bertindak sebagai pengendali → otot dan rangka bertindak sebagai pelaksana.

• Gangguan pada salah satu sistem (misalnya kerusakan saraf motorik) dapat menyebabkan kelumpuhan walaupun otot dan tulang masih sehat.

Bab 7 Hormon dalam Reproduksi Manusia

A. Keterkaitan Struktur dan Fungsi Kelenjar Endokrin dan Peran Hormon dalam Reproduksi

1. Kelenjar endokrin = penghasil hormon yang berperan dalam reproduksi:

o Hipotalamus → menghasilkan GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone) yang merangsang hipofisis.

o Hipofisis anterior → menghasilkan FSH (Follicle Stimulating Hormone) & LH (Luteinizing Hormone).

o Testis → menghasilkan testosteron (spermatogenesis, ciri seksual sekunder pria).

o Ovarium → menghasilkan estrogen (perkembangan folikel, menstruasi, ciri seksual sekunder wanita) dan progesteron (menjaga dinding rahim).

o Kelenjar lain yang mendukung: prolaktin (ASI), oksitosin (kontraksi rahim saat melahirkan).

Intinya, kerja sistem hormon ini saling terintegrasi untuk mengatur siklus menstruasi, produksi gamet, dan kehamilan.

B. Keterkaitan Struktur Organ pada Sistem Reproduksi

1. Reproduksi pria:

o Testis (produksi sperma & testosteron).

o Saluran reproduksi (epididimis, vas deferens, uretra).

o Kelenjar tambahan (vesikula seminalis, prostat, kelenjar Cowper) → menghasilkan cairan semen.

o Penis → organ kopulasi.

2. Reproduksi wanita:

o Ovarium (menghasilkan ovum & hormon).

o Tuba fallopi (tempat fertilisasi).

o Uterus (tempat perkembangan embrio).

o Vagina (saluran lahir & kopulasi).

Hubungan hormon + organ ini membentuk siklus menstruasi (28 hari rata-rata) yang terdiri dari fase menstruasi, proliferasi, ovulasi, dan sekresi.

Bab 8. Tumbuh Kembang Makhluk Hidup

A. Fenomena Pertumbuhan dan Perkembangan

1. Pertumbuhan → perubahan kuantitatif, irreversibel (tidak bisa balik), misalnya bertambah tinggi, berat, ukuran sel.

o Bisa diukur (tinggi, berat, volume, jumlah sel).

2. Perkembangan → perubahan kualitatif menuju kedewasaan fungsi, misalnya pubertas, kemampuan reproduksi.

3. Ciri pertumbuhan: irreversibel, dapat diukur, berlangsung sepanjang waktu tertentu.

4. Ciri perkembangan: menuju kematangan, tidak bisa diukur secara fisik, tapi terlihat pada fungsi organ & perilaku.

B. Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Makhluk Hidup

1. Faktor internal:

o Genetik (DNA sebagai cetak biru).

o Hormon (auksin, giberelin, sitokinin pada tumbuhan; GH, tiroksin, insulin pada manusia).

2. Faktor eksternal:

o Lingkungan (suhu, cahaya, air, nutrisi, oksigen).

o Interaksi sosial (terutama pada manusia & hewan sosial).

Pertumbuhan & perkembangan = hasil interaksi genetik + lingkungan. (I-2)