Biologi Campbell Edisi 8 Jilid 2 PDF

Preview

Summary

Edisi lQdelapan Jilid 2 Neil A. Campbell fane B. Reece Berkeley, California Lisa A. Urry Mills College, Oakland, California Michael L. Cain Bowdoin College, Brunswick, Maine Steven A. Wasserman University of California, San Diego Peter V" Minorsky Mercy College, Dobbs Ferry, New york ^l Robert...

Description

Edisi lQdelapan Jilid

2

Neil A. Campbell fane B. Reece Berkeley, California

Lisa A. Urry Mills College, Oakland, California

Michael L. Cain Bowdoin College, Brunswick, Maine

Steven A. Wasserman University of California, San Diego

Peter V" Minorsky Mercy College, Dobbs Ferry, New york

^l

Robert B. |ackson Duke University, Durham, North Caroiina

PENERBIT ERLANGGA H. Baping Raya No. 100

Jl.

Ciracas, Iakarta 13740 http://www.erlangga.co.id (Anggota II(API)

UNDANG-UNDANG REPUBLII( INDONESIA NOMOR 19 TAHUN 2OO2 TENTANG HAK CIPTA PASAL 72

KETENTUAN PIDANA SANI(SI PELANGGARAN

L.

Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau memperbanyak suatu Ciptaan atau memberikan izin untuk itu, dipidana dengan pidana pen;ara paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp1.000.000,00 (satu juta rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak Rp5.000.000.000,00 (lima miliar rupiah).

2.

Barangsiapa dengan sengaja menyerahkan, menyiarkan, memamerkan, mengedarkan, atau menjual kepada umum suatu Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (l), dipidana dengan pidana penjara paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

BIOLOGI

Edisi 8, Jilid . Neil A. Campbell

2

& lane B.

Reece

JuduL AsIi BIOLOGY

Eighth edition Neil A. Campbell & Jane B. Reece Garnbar Sampul Depan: Bunga Magnolia (Chris Fox/Corbis)

Copyright @2008 by Pearson Education Inc. Translation copyright @2oI2 by Penerbit Erlangga. All rights reserved. Authorized translation from English edition published by Pearson Benjamin Cummings. Hak terjemahan dalam bahasa Indonesia padaPenerbit Erlangga berdasarkan perjanjian resmi pada 29 Februari 2008

Alih Domoing

Bahasa:

TJtas

Wulandari, S.Si

Editor:

Wibi Hardani Prinandita Adhika Buku ini dilayout oleh Bagian Produksi Penerbit Erlangga dengan Macintosh Mac Pro (Warnock Pro 10 pt) Dicetak oleh: PT Gelora Aksara Pratama

141312

5432

Dilarang keras mengutip, menjiplak, memfotokopi, atau memperbanyak dalam bentuk apapun, baik sebagian atau keseluruhan isi buku ini, serta memperjualbelikannya tanpa izin tertulis dari Penerbit Erlangga.

OHAI( CIPTA DILINDUNGI OLEH UNDANG-UNDANG

$dE*d

1

Air dan lingkungan yang Cocok bagi Kehidupan

26 27 28 29

Karbon dan Keanekaragaman Molekular Kehidupan Struktur dan Fungsi Molekul Biologis Berukuran

30

L;arir

2 3 4 5

umir i-im,rn

$

Pengantar: Tema-tema dalam llmu Hayati

sequ

Kimia Kehidupan

Konteks Kimiawi Kehidupan

Besar

q"iffift

6 7 B 9 10 11 12

ffiua S€l

Menjelajahi Sel

Struktur dan Fungsi Membran

Filogeni dan Pohon Kehidupan 96 Bakteri dan Archaea 118

Protista 139 Keanekaragaman Tumbuhan Mengolonisasi Daratan 165

l:

Bagaimana Tumbuhan

Keanekaragaman Tumbuhan

ll:

Evolusi Tumbuhan

Berbiji 184 Fungi 2O4 Pengantar Keanekaragaman Hewan 224

lnvertebrata 238 Vertebrata 271

PengantarMetabolisme

Bentuk dan Fungsi Tumbuhan

Respirasi Selular: Memanen Energi Kimia

ux'rir *mam

Fotosintesis

35

Struktur, Pertumbuhan, dan Perkembangan Turnbuhan 315

36

Pemerolehan Sumber Daya dan Transpor pada Tumbuhan Vaskular 344

37 38 39

Tanah dan Nutrisi Tumbuhan 368 Reproduksi Angiosperma dan Bioteknologi 386 ResponsTumbuhan terhadap Sinyal-sinyal lnternal dan Eksternal 4oq

Komunikasi Siklus

Sel

Sel

LlnIt Ti6m

13 14 15 16 17 1B 19 20

31 32 33 34

Sejarah Evolusioner Keanekaragaman Hayati

Cenetika

Meiosis dan Siklus Hidup Seksual Mendel dan Gagasan tentang Gen Dasar Kromosomal Pewarisan-Sifat Dasar Molekular Pewarisan-Sifat

Dari Gen ke Protein Regulasi Ekspresi Gen Virus

Bioteknologi

2"1 Genom dan Evolusinya gifiE{$ 3 L"Jmit ffiru:pmr

Mekanisme Evolusi

22

Penurunan dengan Modifikasi: Pandangan Darwin tentang Kehidupan 4

23 24 25

Evolusi Populasi 22

Asal-usul Spesies 43 Sejarah Kehidupan di Bumi 64

3 unir rr.xj*h

$$E*{$

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 5.1

Prinsip Dasar Bentuk dan Fungsi Hewan

Nutrisi Hewan Sirkulasi dan Pertukaran Gas Sistem lmunitas Osmoregulasi dan Ekskresi

Hormon dan Sistem Endokrin Reproduksi Hewan Perkembangan Hewan

Neuron, Sinapsis, dan Persinyalan Sistem Saraf

Mekanisme Sensorik dan Motorik Perilaku Hewan

&Jrait

52 53 54 55 55

Bentuk dan Fungsi Hewan

ffi*iapen EkOIOgi

Pengantar Ekologi dan Biosfer

Ekologi Populasi Ekologi Komunitas Ekosistem

Konservasi Biologi dan Restorasi Ekologi

lll

Neil.{. Carnpbell

Neil Campbell mengombinasikan sifat investigatif seorang peneliti dengan jiwa seorang guru yang berpengalaman dan penuh perhatian. Ia memperoieh geiar M.A. di bidang

Zoologi dari UCLA dan Ph.D. di bidang Biologi Tumbuhan dari University of California, Riverside, sekaligus menerima Anugrah Alumnus Berprestasi tahun 2001. Neil menerbitkan banyak artikel penelitian tentang tumbuhan gurun dan pesisir dan bagaimana putri-malu (Mimosa) dan polong-polongan lain menggerakkan daun. Neil berpengaiaman mengajar selama 30 tahun di berbagai tempat, termasuk kuliah biologi umum di Cornell

University, Pomona College, dan San Bernardino Valley College, tempat ia menerima Anugrah Profesor Istimewa tahun 1986. Neii adalah peneliti tidak tetap di Departemen

Botani dan llmu-ilmu Tumbuhan di University of California, Riverside. Selain mengarang buku ini, ia turut menulis Biology: Concepts {z Connectiors dan Essential Biology bersama Jane Reece. Neil meninggal dunia tidak lama setelah perencanaan awal edisi revisi ini, namun warisannya berlanjut dalam BIOLOGI Edisi l(edelapan.

Untuk Edisi I(edelapan, Jane Reece dibantu oleh lima rekan penulis, dengan kontribusi yang mencerminkan keahlian mereka sebagai peneliti ilmiah biologi dan sensibilitas mengajar yang mereka peroleh dari pengalaman bertahun-

tahun sebagal pengajar.

X-isa ,4.

Unit 1-3 (Bab 2-21) dan Bab 47 Lisa Urry adalah profesor pada Mills

fane Penulis utama Jane Reece, kolaborator Neil Campbell untuk waktu yang lama, telah berpartisipasi dalam semua edisi

BIOLOGl-pertama sebagai editor dan kontributor, kemudian sebagai pengarang. Pendidikannya meliputi A.B. di bidang Biologi dari Harvard University, M.S. di bidang Mikrobiologi dari Rutgers University, dan Ph.D. di bidang Bakteriologi dari University of California, Berkeley. Sebelum pindah ke California dari AS Timur Laut, ia mengajar biologi di Middlesex County College dan Queensborough Community College. Di UC Berkeley, dan kemudian sebagai peneliti

genetika post-doktoral di Stanford University, penelitian Jane dipusatkan pada rekombinasi genetik bakteri. Selain karyanya di BIOLOGI, ia ikut menulis Biology: Concepts & Connections, Essential Biology, dan The \X/orld of the Cell.

lv

Urry

College

di Oakland, California,

dan

merupakan kontributor utama untuk Edisi I(etujuh BIOLOGI. Setelah diwisuda dari Tufts University dengan gelar ganda di bidang Biologi dan Bahasa Prancis, Lisa menyelesaikan Ph.D. di bidang Biologi Molekular dan Perkembangan di MIT. Setelah jabatan post-doktoral di Harvard Medical School, Tuft University, dan UC Berkeley, Lisa mulai mengajar di Mills College, tempat ia saat ini memegang jabatan Letts-Villard Professorship dan berperan sebagai I(etua Departemen Biologi. Ia telah menerbitkan artikelartikel penelitian tentang berbagai topik, termasuk ekspresi gen seiama perkembangan embrio. Minat penelitiannya

saat

ini

adalah perkembangan bulu babi. Lisa juga

sangat berkomitmen untuk mendorong kesempatan bagi

perempuan dalam pendidikan dan penelitian sains.

&lien:;ael f-"

C*in

Feter \,'. Minorslcv Unit 4 dan 5 (Bab 22*34)

Unit 6 (Bab 35-39) Peter Minorsky merevisi Unit 6 untuk Edisi l(eenam dan I(etujuh

Michael Cain adalah seorang ahli ekologl dan biologi evolusi yang sekarang bekerja di Bowdoin College. Mlchael meralh gelar ganda di bidang

BIOLOGL Ia merupakan profesor di Mercy College, New York, tempat ia mengajar evolusi, ekologi, botani,

Biologi dan Matematika dari Bowdoin

College, dan M.Sc. dari Brown University, serta Ph. D. di bidang Ekologi dan Biologi Evolusi dari Cornell University. Setelah penelitian post-doktoral di bidang ekologi tumbuhan di

University of Connecticut dan genetika molekular di Washington University di St. Louis, Michael mengajar biologi umum, ekologi, dan evolusi di berbagai tempat, termasuk Carleton College, New Mexico State University, dan Rose-Hulman Institute of Technology di Indiana. Michael adalah penulis lusinan makalah ilmiah tentang berbagai topik, antara lain perilaku mencari pakan pada serangga dan tumbuhan, penyebaran biji jarak-jauh, dan

dan pengantar biologi. Ia juga merupakan penulis ilmiah untuk jurnal Plant Physiology. Ia meraih B.A. di bidang Biologi dari Vassar College dan Ph.D. di bidang Fisiologi Tumbuhan dari Cornell University. Setelah penelitian post-doktoral di University of Wisconsin di Madison, Peter mengajar di I(enyon College, Union College, 'Western Connecticut State University, dan Vassar College. Ia adalah seorang ahli elektrofisiologi, yang meneliti tanggapan tumbuhan terhadap cekaman dan kini sedang mengeksplorasi kemungkinan efek geomagnetisme pada pertumbuhan tumbuhan.

spesiasi pada jangkrlk.

Stevcili

A,

Rchert B. lackcon Witssermr;rcl

Unit 7 (Bab 40-46, 48-51) Steve W.asserman adalah profesor di

University of Caiifornia, San Diego. Ia meraih gelar A.B. di bidang Biologi dari

Harvard University dan Ph.D. dalam Ilmu-ilmu Biologi dari MIT. Setelah penempatan post-doktoral sementara

di UC Berkeley, tempat ia meneliti transformasi topologis DNA, Steve memusatkan perhatian pada mekanismemekanisme jalur regulasi. Dengan penelitiannya terhadap lalat buah Drosophila, Steve telah berkontribusi pada bidang embriogenesis, reproduksi, dan kekebalan. Sebagai anggota fakultas University Texas Southwestern Medical Center dan UC San Diego, ia mengajarkan genetika, perkembangan, dan fisiologi kepada mahasiswa sarjana, pascasarjana, dan kedokteran. Ia juga berperan sebagai

mentor peneliti untuk lebih dari selusin kandidat doktor

di tingkat pascasarjana serta sekolah menengah. Steve adalah penerima anugerah sarjana berprestasi dari Markey Charitable Trust dan the dan nyaris 40 calon ilmuwan

David and Lucille Packard Foundation. Ia baru-baru ini menerima Anugerah Pengajar Berprestasi Senat Akademik 2007 sebagai pengajar 51 di UC San Diego.

Unit 8 (Bab s2-56) Rob Jackson adalah profesor biologi

dan pemegang Nicholas Chair of Environmental Sciences di Duke University. Ia mengelola Program Ekologi Duke selama bertahuntahun dan saat ini merupakan Wakil Presiden Bidang Sains untuk the Ecological Society of America. Rob meraih gelar B.S. di bidang Teknik I(imia dari Rice University, juga gelar M.S. di bidang Ekologi dan Statistika serta Ph.D. di bidang Ekologi dari Utah State University. Ia merupakan ilmuwan post-doktoral di Departemen Biologi Stanford University dan Asisten Profesor di University of Texas, Austin. Rob telah menerima berbagai penghargaan, termasuk menerima penghargaan Presidential Early Career Award in Science and Engineering dari the Nationai Science Foundation di Gedung Putih. Ia teiah menerbitkan buku umum mengenai lingkungan, The Earth Remains Forever, dan sebuah buku puisi anak-anak tentang biologi dan hewan berjudul Animal Mischief.Buku anak-anaknya yang kedua,

Not Again, diterbitkan pada 2008.

Tentang Pengarang

ff anyak yang telah berubah di dunia ini sejak edisi BIOLOGI sebelumnya. Dalam rffil.ny"l.saian -bidang ilmu-ilmu biologi, sekuensing genom semakin banyak spesies telah mendorong perkembangan berbagai bidang penelitian, sehingga memberikan wawasan baru, misalnya tentang sejarah evolusi berbagai spesies.

Ada banyak sekali temuan tentang molekul-molekul RNA kecil dan kegunaannya dalam regulasi gen dan, di ujung yang satu lagi dari spektrum ukuran, pengetahuan kita tentang biodiversitas Bumi telah berkembang sehingga mencakup ratusan spesies baru, termasuk nuri, monyet, dan anggrek. Dalam waktu yang sama, biologi semakin menonjol dalam kehidupan kita sehari-hari. Media massa dipenuhi oleh kisah-kisah tentang obat

personal yang menjanjikan, pengobatan baru untuk kanker, kemungkinan menghasilkan bahan bakar hayati dengan bantuan rekayasa genetika, dan penggunaan profi1 genetik untuk memecahkan tindak kejahatan. I(ita juga memperoleh laporan tentang perubahan iklim dan bencana ekologi, galur baru yang resisten terhadap obat dari patogen penyebab tuberkulosis dan infeksi parasitik, serta kelaparan-krisis-krisis dunia di sekeiiling kita yang menghadirkan tantangan-tantangan baru bagi para ahli biologi dan rekan-rekannya dl bidang-bidang sains yang 1ain. Di ranah pribadi, saya dan banyak kolega kehilangan

teman yang sangat mengilhami kami, almarhum Neil Campbell, meskipun komitmen kami dalam kepemimpinan

di bidang pendidikan biologi justru bertumbuh. Dunia kita yang berubah membutuhkan semakin banyak ahli bioiogi dan warga yang melek sains, dan kami berkomitmen untuk berkarya demi tercapainya tujuan tersebut.

Para Rekanan Penulis Baru Edisi I(etujuh BIOLOGI telah digunakan oleh lebih banyak mahasiswa dan pengajar daripada edisi-edisi sebelumnya,

dan hingga saat

ini masih merupakan buku teks kuliah

yang paiing banyak digunakan di bidang sains. I(ehormatan

untuk berbagi ilmu biologi dengan sedemikian banyak mahasiswa tersebut diiringi oleh tanggung jawab untuk

meningkatkan kualitas buku ini agar bisa melayani komunitas biologi dengan semakin baik. Untuk alasan itu, Neil pasti gembira jika melihat Edisi l(edelapan ini mewujudkan tujuan kami yang telah berusia satu dasawarsa, yakni mengembangkan tim penulis. Seiring membanjirnya temuan-temuan di bidang biologi, Neil dan saya menyadari bahwa semakin sulit saja untuk membuat

keputusan yang adil tentang konsep-konsep biologi

vi

mana yang paling penting untuk dikembangkan secara mendalam dalam buku teks dasar ini. I(ami memerlukan tim penulis dengan keahlian langsung di seluruh cabang biologi, dan kami menginginkan rekanan penulis yang telah mengasah nilai-nilai mengajar mereka di ruang kelas.

kami-Lisa Urry, Michael Cain, Steve Wasserman, Peter Minorsky, dan Rob ]acksonmerepresentasikan standar tertinggi dari kecendekiaan ilmiah di berbagai bidang dan komitmen yang mendalam Para rekanan penulis baru

terhadap pengajaran 51. Seperti yang dijabarkan di halaman iii-iv keahlian ilmiah mereka berkisar dari molekul sampai

ekosistem, dan sekolah-sekolah tempat mereka mengajar berkisar dari kolese liberal arts (tempat mahasiswa bisa mengambii mata kuliah apa saja yang mereka mau) kecil sampai universitas besar. Selain itu, Lisa maupun Peter, sebagai kontributor utama untuk edisi-edisi sebelumnya,

telah memiliki pengalaman bekerja dengan buku ini. I(ami berenam telah berkolaborasi dengan sangat akrab, diawali dengan pertemuan perencanaan buku secara umum dan berlanjut dengan pertukaran pertanyaan dan nasihat yang sering kami lakukan sambil menggarap babbab yang menjadi tanggung jawab kami. Untuk setiap bab, sang penulis revisi, editor, dan saya bersama-sama merumuskan rancangan yang terinci. Selanjutnya, peran saya mencakup memberikan komentar pada naskah, naskah awal dan memoles versi terakhir. Bersama-sama, kami telah bekerja keras untuk memperluas keefektifan buku ini demi para mahasiswa dan pengajar masa kini, sambil tetap mempertahankan nilai-nilai intinya.

Nilai lnti Kami Apa nilai-nilai inti dari buku ini? Awalnya adalah menyajikan sains dengan benar, namun kemudian berfokus untuk membantu mahasiswa agar memahami sains. Berikut ini saya menyoroti nilai-nilai yang kami pegang selama ini dan menjabarkan bagaimana nilainilai tersebut dipraktekkan dalam Edisi l(edelapan. Anda dapat melihat contoh dari berbagai fitur buku ini dalam "Untuk Mahasiswa: Bagaimana Menggunakan Buku Ini" (halaman

xv-xv).

Akunasi dan Kebanuan Menyajikan sains dengan benar bukan sekadar memastikan

bahwa fakta-fakta dalam buku ini akurat dan terbaru. Yang sama pentingnya dengan itu adalah memastikan bahwa bab-bab dari buku ini mencerminkan bagaimana para ilmuwan di berbagai cabang ilmu biologi, mulai dari

biologi sei sampai ekologi, kini memandang bidang ilmu

grafik data percobaan. Selain muncul secara teratur dalam

yang mereka tekuni. Misalnya, Bab 21 yang baru membahas

Tinjauan Bab, pertanyaan 'Gambarkan' dapat muncul dalam Uji l(onsep atau keterangan peraga. Terakhir, situs web yang menyertai buku ini menampilkan dua

tentang genom dan evolusinya, dan kini neurobiologi yang tercakup daiam dua bab (Bab 48 dan 49), yang satu berfokus pada tingkat selular sedangkan yang satu lagi pada tingkat sistem organ. Di halaman ix-xi, Anda dapat membaca lebih jauh tentang isi baru dan perbaikan susunan dalam Edisi l(edelapan.

perangkat baru yang menarik untuk mahasiswa. I(eduanya

difokuskan pada topik-topik tersulit dalam biologi: tutorial MasteringBiology serta animasi dan tutorial BioFlix 3-D.

lni dijabarkan di halaman xxvi.

Rangka Kerja Konsep-konsep Kunci

fvolusi dan Tema-tema

Membanjirnya temuan-temuan yang menjadikan biologi saat ini sedemikian menarik juga berpotensi menenggelamkan mahasiswa dalam limpahan informasi. Tujuan pedagogis utama kami adalah membantu mahasiswa membangun rangka kerja untuk mempelajari biologi dengan cara menyusun setiap bab menurut sejumlah 'I(onsep I(uncil biasanya tiga sampai enam. Setiap bab diawali oleh daftar I(onsep I(unci bab tersebut, foto yang membangkitkan pertanyaan yang menggelitik, dan bagian Gambaran Umum yang membahas pertanyaan dan membuka bab itu. Dalam batang tubuh bab, setiap l(onsep I(unci diuraikan menjadi sejumlah bagian utama, dengan penjabaran dan gambar-gambar yang memberikan penuturan yang lebih rinci. Di akhir setiap bagian konsep, pertanyaan Uji l(onsep memungkinkan mahasiswa mengkaji pemahamannya tentang konsep tersebut sebelum berlanjut ke konsep berikutnya. Mahasiswa dihadapkan kembali dengan

Pemersatu Lainnya

I(onsep-konsep I(unci saat mencapai Tinjauan Bab di pengujung bab. Rangkuman I(onsep I(unci menyatakan

kembali konsep-konsep tersebut dan memberikan

Selain penekanan BIOLOGI terhadap konsep-konsep kunci, pendekatan tematil< selalu membedakan buku kami dari ensiklopedi biologi. Seperti edisi-edisi sebelumnya, tema s...