Menanamkan Kompetensi Inti (KI) 1 pada materi Mikrobiologi

PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara kepulauan yang terdiri atas pulau besar dan kecil yang berjumlah sekitar 17.500. Penduduk Indonesia berdasarkan pada Sensus Penduduk tahun 2010 berjumlah lebih dari 238 juta jiwa. Keragaman yang menjadi karakteristik dan keunikan Indonesia adalah antara lain dari segi geografis, potensi sumber daya, ketersediaan sarana dan prasarana, latar belakang dan kondisi sosial budaya, dan berbagai keragaman lainnya yang terdapat di setiap daerah. Keragaman tersebut selanjutnya melahirkan pula tingkatan kebutuhan dan tantangan pengembangan yang berbeda antar daerah dalam rangka meningkatkan mutu dan mencerdaskan kehidupan masyarakat di setiap daerah.
 Hidup di zaman yang serba modern seperti sekarangpun menimbulkan tantangan yang berbeda dengan berpuluh-puluh tahun lalu. Untuk itu dirasa perlu membekali peserta didik dengan keterampilan dan kemampuan yang lebih baik agar dapat bersaing secara global. Begitu pula halnya dengan kurikulum sebagai jantungnya pendidikan perlu dikembangkan dan diimplementasikan secara kontekstual untuk merespon kebutuhan daerah, satuan pendidikan, dan peserta didik. Untuk tujuan inilah pemerintah memperbaiki kurikulum pendidikan di Indonesia dengan kurikulum 2013. Dalam Kurikulum 2013 terdapat empat Kompetensi Inti (KI), salah satunya adalah KI 1 : Menghayati dan mengamalkan  ajaran agama yang dianutnya. Diharapkan semua matapelajaran dapat menanamkan KI 1 pada peserta didik melalui pembelajaran dan materi yang diberikan. Salah satunya melalui pembelajaran Biologi, yang akan saya share berikut adalah : Bagaimana menanamkan KI 1 tersebut melalui materi Mikrobiologi.
  
LANGKAH-LANGKAH YANG DAPAT DILAKUKAN GURU
Kajian dalam Mikrobiologi sangat luas, meliputi Virus, Monera (Archaebacteria dan Eubacteria), Protista dan Fungi .Langkah-langkah menanamkan KI 1 sebagai berikut :

1. melakukan Konflik Kognitif pada siswa. Siswa diberikan beberapa data dan fakta tentang berbagai penyakit AIDS, Genital Warts, Genital Herpes, Chanchroid, Granuloma Inguinalis, Sipilis, dan Gonorrhea misalnya. dari data dan fakta tersebut siswa diminta melakukan kajian pustaka tentang: perilaku penderita sehingga terinfeksi. Siswa akan menemukan bahwa penderita adalah mereka yang memiliki perilaku menyimpang dari norma adat dan norma agama. Nah, saat peserta didik telah menemukan pemahamannya ( dapat terjadi ketika mengajarkan KI 3 dan 4),
2.  guru memberi penguatan sebagai berikut ( misalnya jika pada sekolah Islam atau mayoritas beragama islam), jika peserta didik heterogen , penguatannya pada umumnya dengan tidak mengkaitkan pada salah satu agama :

" Dalam agama Islam, Allah telah menceritakan masalah kaum Nabi Luth. Mereka adalah kaum yang berbuat sewenang-wenang dan berlebihan serta gemar berbuat dosa dan perilaku yang menyimpang. Rasulullah SAW memperkuat kisah yang dituturkan Allah tersebut dengan satu ketentuan bahwa kaum pria dan wanita yang melakukan penyimpangan seksual harus dikenai sanksi keras. Beliau sabdakan hal itu dalam beberapa hadisnya dan melaknat keji tersebut sebanyak tiga kali. Terkait kaum Luth ini, Allah SWT berfirman dalam QS Asy-Syu'ara (26): 160-174. Beberapa penelitian terbaru Masalah Penyimpangan Seksual: Sebuah penelitian ilmiah yang dipublikasikan pada tanggal 15 januari 2008 di salah satu situs  di Amerika serta penelitian modern lainnya menemukan bahwa Kaum pria yang memiliki prilaku menyimpang lebih banyak terkena serangan virus dan bakteri ganas yang dapat menyebabkan kematian. Virus dan bakteri ini dapat melemahkan sistem kekebalan tubuh manusia. Virus dan bakteri yang pada masa lalu hanya berada di Rumah Sakit, ternyata terus menjalar dan meyerang lebih kuat pada zat-zat antibiotik yang terkenal. Bakteri ini menular pada sekelompok orang yang rentan sakit dan menyebar melalui kontak fisik secara langsung. Bakteri MRSA (Methicillin Resistant stephylococcus Aureus) sangat mematikan dan bisa menyebabkan seseorang terkena penyakit radang paru-paru akut dan bernanah, terjadinya penggerogotan dan pengrusakan pada kedua bilik paru-paru. Bakteri ini juga menyebabkan seseorang terkena borok yang besar pada kulitnya. Disini guru dapat menjelaskan virus atau bakteri lain yang dapat menginfeksi seseorang dengan perilaku menyimpang seksual. 
 
3. Menunjukkan Kebenaran Kemukjizatan Nabi SAW
     Tersebarnya penyakit-penyakit sebagai akibat hubungan seks bebas dan hubungan seks menyimpang tidak lain merupakan bukti nyata kebenaran prediksi Nabi SAW ( seperti yang telah disampaikan guru pada awal memberikan penguatan. beritahukan kepada peserta didik kebenaran Qur'an dan Hadis dengan kegiatan analisis data dan fakta).

Dengan demikian, diharapkan akan tumbuh penghayatan dan pengamalan sesuai ajaran agama peserta didik (dalam hal ini agama Islam). Harapannya peserta didik akan memilih jalan tidak melakukan seks bebas dan penyimpangan seksual.Guru yang mengajar dalam kelas yang heterogen dapat memberikan penguatan secara umum, menekankan pada : orang-orang dengan perilaku penyimpangan seksual dan seks bebas lebih besar frekuensinya untuk terkena infeksi.
Waktu dan proses menanamkan KI 1 ini terintegrasi pada saat guru memberikan KD-KI 3 dan KD-KI 4, dengan demikian KD-KI 2 juga akan tercapai.
Masih banyak kekurangan pada tulisan ini, penulis mengharapkan saran dan kritik dari pembaca. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat.

Hubungan Termodinamika dan Kalor dalam Metabolisme

A.    Latar Belakang

Cabai adalah tanaman yang termasuk ke dalam keluarga tanaman Solanaceae. Tanaman yang berbuah pedas ini digunakan secara luas sebagai bumbu masakan diseluruh dunia. Cabai mengandung senyawa kimia yang dinamakan capsaicin (8-methyl-N-vanillyl-6-nonenamide). Selain itu, terkandung juga berbagai senyawa yang mirip dengan capsaicin, yang dinamakan capsaicinoids (Pitojo 2003). Ketika dimakan, senyawa-senyawa capsaicinoids berikatan dengan reseptor nyeri di mulut dan kerongkongan sehingga menyebabkan rasa pedas. Kemudian reseptor ini akan mengirimkan sinyal ke otak yang mengatakan bahwa sesuatu yang pedas telah dimakan. Otak merespon sinyal ini dengan menaikkan denyut jantung, meningkatkan pengeluaran keringat, dan melepaskan hormon endorfin. Jika dikaji lebih mendalam, proses penguraian cabai di dalam tubuh ini merupakan salah satu prinsip Fisika yaitu Termodinamika dan kalor.

B.     Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh konsumsi cabai dalam metabolisme tubuh manusia yang berkaitan dengan prinsip termodinamika dan kalor ?

C.    Tujuan

Menjelaskan pengaruh konsumsi cabai dalam metabolisme tubuh manusia yang berkaitan dengan prinsip termodinamika dan kalor.

D.    Pembahasan

I. Aplikasi Termodinamika dalam Biologi

.Termodinamika adalah kajian mengenai hubungan panas, kerja, dan energi dan secara khusus perubahan panas menjadi kerja. Semua mahluk hidup melakukan pekerjaan. Tumbuh-tumbuhan melakukan pekerjaan ketika mengangkat air dari akar ke cabang-cabangnya, hewan melakukan pekerjaan ketika berenang, merayap, berlari, terbang, dan sebagainya. Kerja juga terjadi ketika pemompaan darah melalui pembuluh darah dalam tubuh dan pada pemompaan ion-ion melewati dinding sel. Semua kerja ini diperoleh dari pengeluaran energi kimia yang disimpan dalam makanan yang dikonsumsi oleh mahluk hidup.

Pengaturan temperatur adalah suatu pengaturan secara kompleks dari suatu proses fisiologi dimana terjadi keseimbangan antara produksi panas dan kehilangan panas, sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan. Organisme homotermal secara umum memiliki temperatur tubuh yang konstan walaupun suhu lingkungan berubah. Hal ini terjadi karena ada interaksi berantai antara pembentukan panas dan kehilangan panas. Kedua proses ini dalam keadaan tertentu aktifitasnya diatur oleh susunan syaraf pusat yang mengatur metablisme, sirkulasi darah, respirasi dan kerja otot-otot skeletal. Kontraksi otot banyak menghasilkan panas, rumusnya dapat ditulis:

K = W/H

Dimana      K = Efisiensi

                  H = Energi total ( dalam kalori) pada waktu kerja

                  W = Usaha dinyatakan dalam KgM

Dengan mengetahui temperatur kulit rata-rata, dapat ditentukan temperatur tubuhnya. Kuantitas temperatur tubuh ini berkaitan dengan panas yang tertampung di dalam tubuh manusia ( heat storage ). Untuk menghitung banyaknya panas yang tertampung dalam tubuh manusia harus menghitung perubahan temperatur tubuh rata-rata dikalikan dengan panas spesifik dan massa tubuh, maka akan diperoleh persamaan:

Heat storage = temperatur change x spesifik heat x massa

II. Pengaruh Konsumsi Cabai dalam Metabolime Tubuh

Makanan mempunyai hubungan dengan aktifitas kelenjar keringat, makanan merupakan salah satu faktor yang sangat berperan sebagai pemicu keluarnya keringat.  Makanan yang masuk ke dalam darah mempengaruhi proses metabolisme sel tubuh. Proses tersebut bisa berlangsung lebih cepat jika makanan yang masuk tergolong merangsang. Misalnya, makanan pedas atau makanan bersuhu tinggi.

Salah satu komponen yang ada dalam cabai dikenal dengan nama capsaicin. Komponen kimiawi tersebut bersifat merangsang atau menstimulasi reseptor saraf pada mulut manusia dan mempengaruhi proses persarafan berikutnya dengan informasi kimiawi bahwa tubuh berada dalam keadaan panas. Hal tersebut selanjutnya akan membuat tubuh seakan berada ditengah panas matahari terik dan pengatur suhu alami tubuh kemudian akan dipicu untuk bereaksi melalui sinyal tubuh untuk mengaktifasi kelenjar keringat. Kulit kemudian akan berkeringat sebagai reaksi lebih lanjut yang juga dikenal sebagai efek diaforetik atau meluruhkan keringat termasuk sisa-sisa metabolisme tubuh.

Salah satu sifat fisik dan kimia dari capsain adalah mudah larut dalam eter, benzen, kloroform dan air panas. Capsaisin (8-metil-N-vanilil-6-nonenamida) sebagai salah satu senyawa kimia yang terkandung di dalam cabai selain dapat memicu keluarnya keringat, senyawa ini juga dapat menyebabkan iritasi pada lidah berupa rasa panas. Inilah apa yang kita sebut sebagai “ rasa “ panas. Skala Scoville adalah skala yang diciptakan sebagai ukuran tingkat kepedasan suatu senyawa yang terkandung dalam makanan yang dikonsumsi.Struktur senyawa capsain itu sendiri :                                     

 (Brown, Christopher, Brent, Eric 1976)

Dilihat dari bentuk senyawanya, walaupun terdapat beberapa gugus yang dapat menimbulkan ikatan hidrogen intermolekular, karena rantai karbon dan adanya gugus benzena yang menjadi dominan dari senyawa ini, senyawa capsaisin tidak mudah larut dalam air, melainkan dalam pelarut non polar. Itulah sebabnya jika merasa pedas, meminum air putih tidak dapat banyak membantu untuk menghilangkan rasa pedas ini. Larutan yang paling tepat untuk melarutkan senyawa ini pada tubuh manusia adalah larutan yang dapat diterima oleh tubuh berupa emulsi asosiatif. Contoh dari zat ini adalah susu, dimana susu mengandung Kasein yang larut dalam air maupun senyawa non polar.

Jika proses metabolisme sel tubuh berlangsung cepat karena mengkonsumsi makanan pedas, suhu tubuh akan meningkat. Sitokin (salah satu protein) pun terpicu muncul. Salah satu bahan yang tergolong sitokin adalah kalikrein (Hendaryono dan Wijayani 1994). Bahan itu berpengaruh terhadap pelebaran pembuluh darah yang menuju kelenjar keringat di kulit.

Pengendalian suhu tubuh pada manusia terletak di hypotalamus (salah satu bagian otak). Bila hypotalamus dirangsang bahan tertentu, termostat di hypotalamus bisa naik atau malah turun. Parasetamol, sitokin dan antiprostaglandin bisa menurunkan set poin di hypotalamus. Akibatnya, tubuh berkeringat dan suhu tubuh turun. Keringat akan dikeluarkan lebih banyak jika seseorang makan pada lingkungan dengan suhu udara serta kelembapan yang tinggi, termasuk mengkonsumsi makanan atau minuman hangat yang suhunya lebih tinggi daripada suhu tubuh. Makanan pedas atau makanan yang mengandung bahan pemacu metabolisme akan membuat tubuh bereaksi, tubuh akan menetralisasi kondisi yang berubah dengan cepat tersebut dengan mengeluarkan keringat, sehingga terjadi keseimbangan antara produksi panas dan kehilangan panas, sehingga suhu tubuh dapat dipertahankan secara konstan.

E.     Kesimpulan

Makanan yang masuk ke dalam darah mempengaruhi proses metabolisme sel tubuh. Proses tersebut bisa berlangsung cepat jika makanan yang masuk tergolong merangsang. Misalnya, makanan pedas atau makanan bersuhu tinggi. Cabai adalah tanaman yang digunakan secara luas sebagai bumbu masakan diseluruh dunia, cabai mengandung senyawa capsaicin yang dapat memicu keluarnya keringat. proses penguraian cabai didalam metabolisme tubuh ini merupakan prinsip ilmu fisika  yaitu Termodinamika dan kalor.

F.     Daftar Pustaka

Anonymus. 2011. Efek negatif sensasi cabai iritasi lidah dengan pola aneh (terhubung berkala) http://www.poltekkes-pontianak.ac.id/~artikel/kuliner/efek-negatif-sensasi-cabai-iritasi-lidah-dengan-pola-aneh?page=0%2C0%2C0

Brown, H. William, Christopher, S. Foote, Brent L. Iverson, Eric V. 1976. Organic Chemistry sixth edition. USA: PreMediaGlobal

Davidovits, P. 2007.Physics in biology and Medicine.UK: Academic Press of Elsevier

Hendaryono, Daisy P. Sriyanti dan Wijayani Ari. 1994. Teknik Kultur Jaringan. Yogyakarta: Konisius

Tarigan, S. dan Wahyu Wiryanta. 2003. Bertanam Cabai Hibrida Secara Intensif. Jakarta: Agro Media Pustaka