Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, sebagai pencipta dan pemelihara alam semesta, karena rahmat dan hidayahnya penulis dapat menyusun Modul Pegayaan IPA berbasis Problem Guided Inkuiry untuk siswa SMP ini. Ilmu pengetahuan alam merupakan cabang ilmu pengetahuan yang berawal dari fenomena alam. IPA berhubungan dengan cara mencari tahu alam secara sistematis, sehingga belajar IPA bukan hanya belajar tentang kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip- prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Oleh karena itu, dengan hadirnya modul pembelajaran IPA ini diharapkan dapat membantu siswa dalam melakukan penelitian berdasarkan fenomena yang ada. Modul Pengayaan IPA ini disusun merupakan produk KOMBEL Tenaga Pendidik & Kependidikan SMP Negeri 2 Kemiri yang dipersiapkan Pemerintah dalam rangka membekali guru dengan kompetensi profesional yang berorientasi pada implementasi Kurikulum 2013 maupun Kurikulum Merdeka. Materi ajar ini dirancang untuk memperkuat kompetensi guru dari sisi pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh. Materi IPA yang dibahas dalam modul ini adalah “merupakan materi yang ada pada semester duan dan disusun berdasarkan tuntutan Kurikulum 2013 maupun Kurikulum Merdeka dimana peserta didik dilatih untuk belajar menemukan jawaban sendiri atas masalah yang dipertanyakan. Dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak. Penulis mengucapkan terimakasih atas bantuan saran perbaikan yang dapat membantu Menyusun naskah materi ajar ini. Semoga materi ajar ini memenuhi harapan kita semua. Kemiri, Juli 2024 Penulis 2
COVER ................................................................................................................................................. 1 KATA PENGANTAR .......................................................................................................................... 2 DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... 3 BAB 1 Pengenalan Sel .......................................................................................................................... 4 A. Sel dan Mikroskop .................................................................................................................. 4 B. Hewan dan Tumbuhan ............................................................................................................ 6 C. Spesialisasi Sel ....................................................................................................................... 6 BAB 2 Struktur dan Fungsi Tubuh ....................................................................................................... 9 A. Makanan dan Sistem Pencernaan ........................................................................................... 12 B. Sistem Peredaran Darah .......................................................................................................... 12 C. Sistem Pernapasan .................................................................................................................. 13 D. Sistem Ekskresi/Pembuangan ................................................................................................ 14 BAB 3 Usaha dan Pesawat Sederhana .................................................................................................. 15 A. Usaha ...................................................................................................................................... 15 B. Jenis-jenis Pesawat Sederhana ............................................................................................... 15 3
A. Sel dan Mikroskop Mengapa kita harus mempelajari sel? Apa pentingnya sel bagi kehidupan kita? Di dalam bab ini kita akan belajar memahami apa itu sel, serta bagaimana melihat sel melalui mikroskop 1. Apa itu sel? sel merupakan unit atau bagian terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup. Sel begitu kecil dan tidak terlihat oleh mata kita, tetapi hal tersebut tidak menghalangi para ilmuwan untuk meneliti sel. Mereka berusaha menciptakan suatu alat untuk mengamati sel, kemudian melalui proses serta penelitian yang panjang akhirnya terciptalah suatu teori tentang sel. Teori sel tersebut menyatakan bahwa • Seluruh makhluk hidup tersusun atas sel • Sel adalah unit dasar dari struktur dan fungsi makhluk hidup • Seluruh sel berasal dari sel sebelumnya. 2. Penemuan Mikroskop Para ilmuwan yang meneliti tentang sel membutuhkan suatu alat untuk meneliti bagian-bagian sel. Tanpa alat tersebut teori tentang sel tidak akan tercipta, dan tentu saja penelitian tentang tubuh makhluk hidup tidak akan dapat dilakukan. Setelah Robert Hooke, tepatnya tahun 1674, seorang ilmuan asal Belanda bernama Antonie Van Leeuwenhoek juga menciptakan sebuah mikroskop, beliau mengamati sampel dari air danau, kerokan dari gigi dan gusi, serta air dari talang hujan. Leeuwenhoek sangat terkejut melihat berbagai macam bentuk organisme tersebut. Beliau menyebut organisme tersebut animalcula yang artinya binatang yang sangat kecil. Meski pada saat itu, mereka belum memiliki alat alat yang canggih, namun rasa ingin tahu mereka yang tinggi tidak menghalangi mereka untuk menggali lebih dalam tentang sel dan alam sekitar. Penemuan mereka menjadi titik terang bagi ilmuwan lain untuk meneliti sel. Hal tersebut juga berlaku untuk kalian, walaupun dengan alat yang terbatas, tidak menutup kemungkinan kalian dapat menjadi seorang penemu atau peneliti, asalkan kalian memiliki keinginan yang kuat untuk selalu belajar. 3. Mikroskop Cahaya dan Mikroskop Elektron Setelah penemuan mikroskop dari Robert Hooke dan Antonie Van Leeuwenhoek, para ilmuwan berlombalomba untuk menciptakan mikroskop serta mengamati makhluk hidup di sekitar mereka. Segala sesuatu yang hanya dapat diamati di bawah mikroskop disebut mikroskopis, baik itu benda mati ataupun makhluk hidup. Beberapa mikroskop menggunakan cahaya yang merambat melalui lensa untuk menghasilkan suatu bayangan yang diperbesar, mikroskop tersebut dinamakan mikroskop cahaya. Mikroskop cahaya dibagi menjadi dua jenis yaitu mikroskop monokuler dan mikroskop binokuler. Gambar dibawah ini menunjukan mikroskop cahaya monokuler dan mikroskop cahaya binokuler. 4
lensa okuler. Jumlah lensa okuler pada mikroskop monokuler hanya satu, sementara mikroskop binokuler memiliki dua lensa. Selain mikroskop cahaya, beberapa mikroskop menggunakan sinar atau radiasi dari elektron karenanya disebut mikroskop elektron. Kedua mikroskop tersebut memiliki kesamaan yaitu untuk memperbesar suatu objek. Namun tentu saja mikroskop elektron menghasilkan gambar yang detil dan jauh lebih jelas. Mikroskop elekron mampu memperbesar suatu objek menjadi satu juta kali lebih besar, sehingga bagianbagian terkecil dari objek akan nampak dengan jelas, hal tersebut tidak dimiliki oleh mikroskop cahaya. Oleh sebab itu, mikroskop elektron biasanya digunakan di laboratorium medis dan farmasi atau tempat-tempat yang membutuhkan riset lebih dalam. Berikut ini gambar Mikroskop elektron yang digunakan di laboratorium Dua karakteristik yang harus dimiliki oleh suatu mikroskop, baik itu mikroskop cahaya maupun elektron, adalah adalah perbesaran dan resolusi gambar. 4. Bagian-Bagian Mikroskop Cahaya Bagian-bagian dari mikroskop yang perlu kita ketahui saat mengamati suatu objek adalah sebagai berikut : Berikut ini Cara menghitung perbesaran total : 5
1. Struktur Sel Ketika kita mengamati sel di bawah mikroskop, kita akan mendapati bagian-bagian dari sel, yang terdiri dari berbagai macam organ yang berbeda. Bagian- bagian dari sel itu kita sebut organel. Tiap organel memiliki fungsinya masing-masing. Secara umum, struktur sel terdiri dari tiga bagian besar, yaitu a. inti sel b. sitoplasma, dan c. membran sel. Berikut ini bagian-bagian sel atau yang biasa disebut organel: a. Sel membran Sel membran dimiliki oleh sel hewan maupun sel tumbuhan. Sel membran berfungsi untuk mengontrol keluar masuknya bahan-bahan yang dibutuhkan oleh sel. Bahan-bahan yang dibutuhkan berupa partikel makanan, air, oksigen, dan juga sisa-sisa proses metabolisme tubuh. Sel membran juga bertindak sebagai pembatas antara sel dengan lingkungan luar. b. Dinding Sel Dinding sel adalah bagian terluar dari sel tumbuhan yang berfungsi melindungi sel tumbuhan. Dinding sel hanya dimiliki oleh tumbuhan dan beberapa organisme bersel satu. Dinding sel ini bersifat kaku, sehingga membuat tumbuhan tidak bisa bergerak bebas seperti hewan. c. Nukleus Sel tidak memiliki otak, tapi mempunyai sesuatu yang bekerja dan berfungsi seperti otak, dialah inti sel atau biasa disebut nukleus. Nukleus terdapat pada sel tumbuhan maupun pada sel hewan, dan berfungsi untuk mengatur seluruh aktivitas sel. d. Mitokondria Mitokondria yang terdapat dalam sel hewan dan tumbuhan adalah bagian dari sel yang memproduksi energi tersebut melalui proses respirasi sel. Seperti layaknya perusahaan listrik yang menyalurkan energi listrik ke rumah-rumah, begitupun mitokondria. e. Vakuola Sel menyimpan air, makanan, dan sisa-sisa hasil metabolisme di dalam vakuola. Vakuola di dalam sel tumbuhan jauh lebih besar dibandingkan sel hewan karena berfungsi untuk menyimpan hasil fotosintesis. f. Kloroplas Organel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan ini mengandung zat warna hijau daun yang biasa disebut klorofil. Dengan adanya klorofil, maka kloroplas berperan dalam proses fotosintesis yang menghasilkan makanan berupa glukosa. g. Sitoplasma Cairan seperti agar-agar yang menyebar di seluruh bagian sel dan tempat terjadinya reaksi kimia di dalam sel, disebut sitoplasma. Ibarat semangkuk sup; sitoplasma adalah kuah dari sayur sup tersebut. Sitoplasma mengisi ruang-ruang kosong di antara bagian-bagian sel. C. Spesialisasi Sel 1. Uniseluler dan Multiseluler manusia, dan kebanyakan hewan dan tumbuhan tersusun dari banyak sel atau yang biasa disebut multiseluler. Multi berarti banyak dan seluler berarti yang terdiri dari sel. Gabungan-gabungan sel tersebut membentuk suatu formasi. Organisme yang hanya memiliki satu sel disebut organisme uniseluler, yang hanya membutuhkan satu sel saja untuk menjalankan seluruh aktivitas hidupnya. 6
Contoh organisme uniseluler selain bakteri adalah organisme dari kerajaan Protista. Bakteri merupakan organisme bersel satu yang terdapat di mana-mana. Beberapa bakteri dapat berguna untuk kehidupan manusia, tetapi banyak juga yang justru menimbulkan penyakit. Protista biasanya dapat ditemukan di beberapa sampel air sungai. Jika kalian ingat pelajaran kelas tujuh mengenai klasifikasi, di situ dijelaskan bahwa Protista tidak termasuk ke dalam hewan atau tumbuhan, ia memiliki kerajaan tersendiri. Meskipun banyak dari anggota Protista yang dapat menyebarkan penyakit, contohnya sporozoa, tetapi sebagian besar Protista cukup banyak berperan penting dalam proses rantai makanan. Berikut ini gambar Contoh Protista yang merupakan organisme uniseluler b. Multiseluler dan Spesialisasi Dalam organisme multiseluler, sel-sel tampak terlihat berbeda antara satu dengan yang lainnya. Mereka pun memiliki fungsi yang berbeda. Bisa dikatakan sel- sel tersebut mengalami spesialisasi. Seluruh sel di dalam organisme multiseluler memiliki peran kunci yang berbeda-beda, ada yang berfungsi untuk mengambil oksigen, ada yang berfungsi untuk mengantarkan informasi, dan lain sebagainya. Ketika mereka memiliki peran yang berbeda-beda, hal tersebut sangat memberikan manfaat bagi organisme tersebut. 2. Spesialisasi pada Sel Tumbuhan a. Sel akar rambut Proses fotosintesis membutuhkan air yang didapat dari akar tanaman. Spesialisasi sel akar rambut pada tumbuhan, memudahkannya untuk meningkatkan penyerapan air karena area permukaan akar membesar. b. Stomata Stomata berfungsi untuk mengambil gas karbon dioksida dan melepaskan oksigen. Sel penjaga yang berada di sekitar stomata berfungsi untuk membuka dan menutup stomata, sehingga mengurangi banyaknya air yang keluar melalui stomata. 3. Spesialisasi pada Sel Hewan a. Sel darah merah Sel darah merah dewasa berbentuk pipih dikarenakan mereka menghilangkan nukleus untuk menjalankan fungsinya dalam mengikat oksigen. b. Sel saraf Bentuk sel saraf yang panjang berasal dari perpanjangan sitoplasma dengan tujuan untuk menyampaikan informasi dari indera ke otak, dan dari otak ke otot atau kelenjar c. Sel otot 7
nukleus dan mitokondria yang banyak ini memudahkan sel otot untuk memproduksi energi yang dibutuhkan hewan dan manusia dalam melakukan berbagai aktivitas. d. Sel, Jaringan, Organ, dan Sistem Organ Spesialisasi sel menunjukkan bahwa masing-masing sel di dalam tubuh organisme multiseluler beradaptasi untuk menjalankan fungsinya masing-masing. Sel-sel yang memiliki karakter dan fungsi sejenis saling bekerja sama membentuk jaringan. Jaringan Bersama jaringan lain akan membentuk organ. Organ bekerja sama dengan organ lain akan membentuk sistem organ. Kerja sama sistem organ untuk menjalankan fungsi tubuh inilah yang menghasilkan istilah organisme. Berikut adalah contoh-contoh sistem organ di dalam tubuh manusia: ✓ Sistem pencernaan yang memproses makanan yang kita makan sehingga menghasilkan energi untuk tubuh, terdiri dari mulut, kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, rektum, dan anus ✓ Sistem peredaran darah yang berfungsi untuk mengalirkan darah ke seluruh bagian tubuh, terdiri dari jantung, pembuluh darah, dan sel darah ✓ Sistem pernapasan berfungsi untuk mengalirkan oksigen dan membuang karbondioksida melalui peredaran darah, terdiri dari hidung, tenggorokan, paru-paru, dan diafragma. ✓ Sistem gerak, selain berfungsi untuk menggerakkan tubuh, juga berfungsi untuk melindungi organ-organ penting dalam tubuh, terdiri dari otot dan tulang ✓ Sistem eksresi, yang berfungsi untuk membuang sisa-sisa metabolisme tubuh, bisa berupa keringat ataupun urine, terdiri dari ginjal, paru-paru, hati dan kulit. 8
Makhluk Hidup A. Makanan dan Sistem Pencernaan 1. Kamu Adalah Yang Kamu Makan Perhatikan gambar Aneka ragam makanan di bawah ini: Makanan A, yaitu gorengan, seringkali dihidangkan di acara-acara besar yang melibatkan banyak orang seperti pada saat gotong royong atau kerja bakti. Terlalu banyak mengkonsumsi gorengan dapat membahayakan tubuh karena biasanya gorengan dimasak dengan minyak yang sudah berkali-kali dipakai. Jika kalian memilih makanan A, dapat disimpulkan bahwa kalian tidak terlalu peduli dengan kesehatan. Jika kalian memilih makanan B yaitu buah[1]buahan segar, berarti kalian peduli dengan kesehatan, dan tahukah kalian bahwa mengkonsumsi buah[1]buahan dapat membuat kulit menjadi lebih bersih dan segar. Itu semua dikarenakan kandungan zat yang dinamakan karotenoid dan antioksidan di dalamnya. Jika kalian memilih makanan C yaitu mie instan, berarti kalian ingin sesuatu yang cepat dan praktis, dan bisa dibilang kalian belum cukup peduli dengan kesehatan. Hal ini disebabkan karena mie instan cukup sulit dicerna oleh tubuh, kandungan garamnya yang tinggi bisa mengakibatkan penyakit darah tinggi, dan pengawet di dalamnya bisa menimbulkan kanker. Jika kalian memilih makanan D yaitu seporsi gado-gado, berarti kalian sadar dengan kesehatan. Gado-gado sangat baik untuk pencernaan karena mengandung banyak serat, meningkatkan fungsi otak karena banyaknya kandungan fosfor dan besi, mencegah kanker usus, menjaga kesehatan, kulit, serta meningkatkan kekebalan tubuh. Jika kalian memilih makanan E yaitu seporsi nasi Bali yang terdiri dari nasi, sayur, dan lauk, kalian juga sudah sadar dengan kesehatan. Sayur-sayuran yang ada di dalamnya berfungsi untuk menjaga sistem pencernaan tubuh kalian, nasi untuk sumber energi serta lauk-pauk, yaitu telur dan sate lilit sangat baik untuk menyusun dan memperbaiki sel tubuhmu yang rusak. Jika kalian memilih makanan F yaitu burger dan kentang goreng, itu menandakan bahwa kalian orang yang suka dengan hal-hal yang praktis, enak, tapi tidak terlalu peduli dengan kesehatan. Burger banyak mengandung lemak tidak baik yang berpengaruh buruk pada kesehatan kalian jika dimakan terlalu sering. Kandungan gula di dalamnya bisa menyebabkan kalian terkena diabetes. 2. Mengapa Kita Perlu Makan? Di dalam makanan terkandung zat-zat yang sangat dibutuhkan tubuh untuk berkembang dan memperbaiki sel tubuh atau jaringan yang rusak. Di dalam makanan terkandung sumber energi serta sumber penyusun tubuh kita. Ketika makanan diubah menjadi energi, energi yang dilepaskan diukur dalam satuan kalori. Setiap orang membutuhkan asupan kalori yang berbeda setiap harinya sesuai dengan kebutuhan nya. Kebutuhan kalori dipengaruhi oleh usia, jenis kelamin, aktivitas, berat badan, serta kondisi kesehatan seseorang. 3. Apa itu Nutrien Nutrien adalah zat yang terkandung dalam makanan yang berisi energi ataupun bahan mentah yang dibutuhkan oleh tubuh untuk melakukan seluruh proses penting yang menunjang kehidupan. Nutrien dapat dibagi menjadi 6 kategori yaitu: 9
Fleepit Digital © 2021