Biologi Campbell Edisi 8 Jilid 3 PDF

Preview

Summary

Edisi l{edelapan Jitid 3 Neil A. Campbell |ane B. Reece Berkeley, California Lisa A. Urry Mills College, Oakland, California Michael L. Cain Bowdoin College, Brunswick, Maine 'Wasserman Steven A. University of California, San Diego Peter V Minorsky Mercy College, Dobbs Ferry, New York Robert B....

Description

Edisi l{edelapan Jitid

3

Neil A. Campbell |ane B. Reece Berkeley, California

Lisa A. Urry Mills College, Oakland, California

Michael L. Cain Bowdoin College, Brunswick, Maine

'Wasserman Steven A. University of California, San Diego

Peter

V Minorsky

Mercy College, Dobbs Ferry, New York

Robert B. fackson Duke University, Durham, North Carolina

PENERBIT ERI,ANGGA Raya No. 100

ll. H. Baping

Ciracas, Jakarta 13740

http://www.erlangga.co.id (Anggota IKAPI)

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

KETENTUAN PIDANA SANKSI PELANGGARAN

1.

Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau memperbanyak suatu Ciptaan atau memberikan izin untuk itu, dipidana dengan pidana penjara paling singkat (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).

I

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 (1), 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

3

Neil A. Campbell & Jane B.

Reece

Judul AsIi BIOLOGY

Eighth edition

Neil A. Campbell & Jane B.

Reece

Gambar Sampul Depan: Bunga Magnolia (Chris Fox/Corbis)

Copyright @2008 by Pearson Education Inc. Translation copydght @2010 by penerbit Erlangga. A1l rights reserved. Authorized translation from English edition published by Pearson Benjamin Cummings. Hak terjemahan dalam bahasa Indonesia pada Penerbit Erlangga berdasarkan perjaniian resmi pada 29 Februari 2008.

Alih

Bahasa:

Damaing Tyas Wulandai,

S.Si

Editor:

Wibi Hardani Prinandita Adhika Buku ini diset oleh Bagian Produksi Penerbit Erlangga dengan Macintosh Mac Pro (Warnock Pro 10 pt)

:'

Dicetak oleh: PT Gelora Aksara Pratama

141312

32

1

Diiarang keras mengutip, menjiptak, memfotokopi, atau memperbanyak dalam bentuk apapun, baik sebagian atau keseluruhan isi buku ini, serta memperjualbelikannya tanpa izin tertulis dari Penerbit Erlangga. OHAK CIPTA DILINDUNGI OLEH UNDANG-UNDANG

$'fi;d 1

.g

Pengantar: Tema-tema dalam llmu

LJr:[r

Hayati

saru Kimia Kehidupan

2 3 4

Konteks Kimiawi Kehidupan 32 Air dan Kecocokan Lingkungan bagi Kehidupan Karbon dan Keanekaragaman Molekular

5

Kehidupan 63 Struktur dan Fungsi Molekul Biologis Berukuran

Besar

74

Umit ffir"s* S€l

6 7 8 9 0 11

Menjelajahi Sel 'lO2 Struktur dan Fungsi Membran 135

1.2

Siklus

1

Pengantar Metabolisme 153 Respirasi Seluler: Memanen Energi Komunikasi

Sel

Sel

175

Nenek Moyang dengan Modifikasi: Pandangan

Darwinian tentang Kehidupan Evolusi Populasi

Asal Kehidupan

di

Bakteri dan Arkaea Protista Keragaman Tumbuhan

l:

Bagaimana Tumbuhan

30 31 32 33 34

Keragaman Tumbuhan

35 36

ll:

Evolusi Tumbuhan Berbiji

Fungi

Pengantar Keragaman Hewan lnvertebrata Vertebrata

ffinartt

Bentuk dan Fungsi Tumhuhan

Struktur, Pertumbuhan, dan Perkembangan Tumbuhan Akuisisi dan Transpor Nutrien pada Tumbuhan Berpembuluh

Mekanisme Evclusi

Sejarah Kehidupan

Filogeni dan Pohon Kehidupan

37 Nutrisi Tanah dan Tumbuhan 38 Reproduksi dan Bioteknologi Angiospermae 39 Respon Tumbuhan terhadap Sinyal Internal

244

13 Meiosis dan Siklus Hidup Seksual 267 14 Mendel dan Gagasan tentang Gen 2A2 15 Dasar Kromosomal Pewarisan-Sifat 309 16 Dasar Molekular Pewarisan-Sifat 330 17 Dari Gen ke Protein 352 18 Regulasi Ekspresi Gen 380 19 Virus 412 20 Bioteknologi 429 21 Genom dan Evolusinya 461

23 24 25

Sejarah Evolusioner Keanekaragaman Biclogi

Mengoloni Daratan

222

Cenetika

$&5;d ? LJni* ffirnpmt

50

26 27 2B 29

t-$siit

Kimia

Fotosintesis 200

{.}rtit Tlgm

22

un$r Lirm*

1

dan

Eksternal

$*l$d 3 {.n*ir T*j*$t Bentuk dan Fungsi Hewan 40 Prinsip Dasar Bentuk dan Fungsi Hewan 41 Nutrisi Hewan 42 Sirkulasi dan Pertukaran Gas 43 Sistem lmunitas 44 Osmoregulasi dan Ekskresi 45 Hormon dan Sistem Endokrin 46 Reproduksi Hewan 47 Perkembangan Hewan 48 Neuron, Sinapsis, dan Persinyalan 49 Sistem Saraf 50 Mekanisme Sensorik dan Motorik .51 Perilaku Hewan

Bumi

{-inEt

52 53 54 55 56

ffi*!*pmn Ekologi

Pengantar Ekologi dan Biosfer Ekologi Populasi Ekologi Komunitas Ekosistcm

Konservasi Biologi dan Restorasi Ekologi

lll

Neil A. Campbell

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

Zoologi dari UCLA dan Ph.D. di bidang Biologi Tumbuhan dari University of California, Riverslde, sekaligus menerima Anugrah Alumnus Berprestasi tahun 2001. Neil menerbitkan banyak artikel peneiitian tentang

tumbuhan gurun dan pesisir dan bagaimana putri-malu (Mimosa) dan polong-polongan lain menggerakkan daun. Neil berpengalaman 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. Neil adalah peneliti tidak tetap di Departemen

Botani dan Ilmu-ilmu Tumbuhan di University of California, Riverside. Selain mengarang buku ini, ia turut rnenulis Biology: Concepts & Connectiors dan Essential Biology bersama lane Reece. Neil meninggal dunia tidak Iama setelah perencanaan awal edisi revisi ini, namun warisannya berlanjut dalam BIOLOGI, Edisi I(edelapan.

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

tahun sebagai pengajar.

Lisa A. lJrry

fane E. Reece Penulis utama lane 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 darl 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 iane dipusatkan pada rekombinasi genetik bakteri. Selain karyanya di BIOLOGI, ia ikut menuiis Biology: Concepts & Connections, Essential Biology, dan The \Xrorld of the Cell.

lv

1-3

(Bab 2-21) dan Bab 47 Lisa Urry adalah profesor pada Mills Coliege di Oakland, California, dan merupakan kontributor utama untuk Edisi I(etujuh BIOLOGI. Setelah diwisuda dari Tufts University dengan

Unit

gelar ganda

di bidang Biologi dan

Bahasa Prancis, Lisa menyelesaikan bidang Biologi Molekular dan Perkembangan di Ph.D. di jabatan post-doktoral di Harvard Medical MIT. Setelah

School, Tuft University, dan UC Berkeley, Lisa mulai mengajar di Mills College, tempat ia saat ini memegang jabatan Letts-Mllard Professorship dan berperan sebagai I(etua Departemen Biologi. Ia telah menerbitkan artikelartikel penelitian tentang berbagai topik, termasuk ekspresi gen selama perkembangan embrio. Minat penelitiannya

saat

ini

adalah perkembangan bulu babi. Lisa juga

sangat berkomitmen untuk mendorong kesempatan bagi

perempuan dalam pendidikan dan penelitian sains.

Peter V. Minnrsky

Michael L. Cain Unit 4 dan 5 (Bab 22-34) Michaei Cain adalah seorang ahli

Unit 6 (Bab 35-39)

.i:i;r:!i..r::::i:r:,:ii:

ekologi dan biologi evolusi yang

Peter Minorsky merevisi Unit 6 untuk Edisi I(eenam dan l(etujuh

sekarang bekerja di Bowdoin College. Michael meraih gelar ganda di bidang

BIOLOGI.Ia merupakan profesor di Mercy Co11ege, New York, tempat

Biologi dan Matematika dari Bowdoin

ia mengajar evolusi, ekologi, botani,

College, dan M.Sc. dari Brown University, serta Ph. D. di bidang

dan pengantar biologi. Ia juga merupakan penulis ilmiah untuk jurnal Plant Physiology. Ia meraih B.A. di bidang Biologi dari Vassar Coilege dan Ph.D. di bidang Fisiologi Tumbuhan dari Cornell University. Setelah penelitian post-doktoral di University of Wisconsin di

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-Huiman 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 spesiasi pada jangkrik. Steven A. 'Wasserman

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.

Robert B. Jackson

Unit 7 (Bab 40-46, 48-51) Steve 'Wasserman adalah profesor di University of California, San Diego. Ia

Unit 8 (Bab 52-56) Rob Jackson adalah profesor biologi

lalat buah Drosophila, Steve telah berkontribusi pada

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 Ecologicai Society of America. Rob meraih gelar B.S. di bidang Teknik l(imia dari Rice University, juga gelar M"S' di bidang Ekologi dan Statistika serta Ph.D. di bidang

bidang embriogenesis, reproduksi, dan kekebalan. Sebagai anggota fakultas University Texas Southwestern Medical Center dan UC San Diego, ia mengajarkan genetika, perkembangan, dan {isiologi kepada mahasiswa sarjana, pascasarjana, dan kedokteran. Ia juga berperan sebagai mentor peneliti untuk lebih dari selusin kandidat doktor

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 National Science Foundation

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

dan nyaris 40 calon ilmuwan

di tingkat

pascasarjana

serta sekolah menengah. Steve adalah penerima anugerah sarjana berprestasi dari Markey Charitable Trust dan the

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

di Gedung Putih. la telah 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, I'trot Again, diterbitkan pada 2008.

Tentang Pengarang

anyak yang telah berubah di dunia ini sejak ffipenyelesaian edisi BIOLOGI sebelumnya. Dalam I-rfbidnng ilmu-ilmu biologi, sekuensing genom

fr

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, bioiogi 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 profil genetik untuk memecahkan tindak kejahatan. I(ita juga memperoleh laporan tentang perubahan ikiim dan bencana ekologi, galur baru yang resisten terhadap obat dari patogen penyebab tuberkulosis dan infeksi parasitik, serta kelaparan-krisis-krisis dunia di sekelilirrg kita yang menghadirkan tantangan-tantangan baru bagi para ahli bioiogi dan rekan-rekannya di 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 ahii biologi dan warga yang melek sains, dan kami berkomitmen untuk berkarya demi tercapainya tujuan tersebut.

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

dan hingga saat ini masih merupakan buku teks kuliah yang paling 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 komunilas biologi dengan semakin baik. Untuk alasan itu, Nejl 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 dikembar-rgkan 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 S1. Seperti yang dijabarkan di halaman iv-v, keatrlian iimiah mereka berkisar dari molekul sampai ekosistem, dan sekolah-sekolah tempat mereka mengajar

berkisar dari koiese liberal arts (tempat mahasiswa bisa mengambil mata kuliah apa saja yang mereka mau) kecil sampai universitas besar. Seiain itu, Lisa maupun Peter, sebagai kontributor utama untuk edisi-edisi sebeiumnya, 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 naskahnaskah 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 intl dari buku ini? Awalnya adalah menyajikan sains dengan benar, namun kemudian berfokus untuk membantu mahasiswa agar memahami sains. Berikut ini saya menyoroti nilai-ni1ai yang kami pegang selama ini dan menjabarkan bagaimana nilainilai tersebut dipraktekkan dalam Edisi i(edelapan. Anda dapat melihat contoh dari berbagai fitur buku ini dalam "Untuk Mahasiswa: Bagairnana Menggunakan Buku Ini" (halaman xxii-xxvii).

Akurasi dan Kebaruan Menyajikan sains dengan benar bukan sekadar memastikan bahwa fakta-fakta daiam 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 sel 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 I(onsep atau keterangan peraga. Terakhir, situs web yang menyertai buku ini menampilkan dua

tentang genom dan evolusinya, dan kini neurobiologi yang tercakup dalam dua bab (Bab 48 dan 49), yang satu berfokus pada tingkat seluler sedangkan yang satu lagi pada tingkat sistem organ. Di halaman x-xii, Anda

perangkat baru yang menarik untuk mahasiswa. Keduanya difokuskan pada topik-topik tersulit dalam biologi: tutorial

dapat membaca lebih jauh tentang isi baru dan perbaikan susunan dalam Edisi I(edelapan.

MasteringBiology serta animasi dan tutorial BioFlix 3-D. Ini dijabarkan di halaman xxviii.

Rangka Kerja Konsep-konsep Kunc;

fvolusi dan Terna-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 bioiogi dengan cara menyusun setiap bab menurut sejurnlah 'I(onsep l(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. Daiam 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 lnemungkinkan mahasiswa mengkaji pemahamannya tentang konsep tersebut sebelum berlanjut ke konsep berikutnya. Mahasiswa dihadapkan kembali dengan

Pernersatu Lainnya

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

kembali konsep-konsep tersebut dan mem...