cabang ilmu biologi

Agronomi adalah ilmu dan teknologi dalam memproduksi dan memanfaatkan tumbuhan untuk bahan pangan, bahan bakar, serat, dan aplikasi lingkungan seperti reklamasi. Agronomi merupakan salah satu ilmu terapan yang berbasis biologi tumbuhan yang mempelajari pengaruh dan manipulasi berbagai komponen biotik (hidup) dan abiotik (tidak hidup) terhadap suatu individu atau sekumpulan individu tanaman untuk dimanfaatkan bagi kepentingan manusia. Agronomi mencakup kegiatan di bidang genetika tumbuhan, fisiologi tanaman, meteorologi, dan ilmu tanah dan aplikasi kombinasi ilmu biologi, genetika, kimia, ekonomi, ekologi, topografi, dan kebijakan ekonomi-politik. Pakar agronomi saat ini terlibat dalam berbagai isu terkait produksi bahan pangan secara kuantitas maupun kualitas, mengelola dampak lingkungan aktivitas pertanian, dan penciptaan sumber energi dari tanaman.^[1] Mereka umumnya ahli dalam penerapan rotasi tanaman, irigasi dan drainase, pemuliaan tanaman, fisiologi tanaman, klasifikasi tanah, kesuburan tanah, pengendalian gulma dan hama

Agronomi tidak sama dengan ilmu pertanian.

Botani adalah ilmu tumbuh-tumbuhan, termasuk juga jamur dan alga dengan mikologi dan fikologi berada di dalam cabang ilmu botani. Dengan demikian, dalam botani dipelajari semua disiplin ilmu biologi, seperti genetika, pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, perkembangan, interaksi dengan komponen biotik dan komponen abiotik, serta evolusi yang berhubungan dengan tumbuhan. Istilah botani berasal dari Bahasa Yunani Kuno, βοτάνη (botane), yang berarti rerumputan atau padang penggembalaan.^{[1][2]:134[3]} Saat ini botani mempelajari sekitar 400000 spesies organisme hidup di mana 260 ribu di antaranya adalah tumbuhan berpembuluh dan 248 ribu di antaranya adalah angiosperma.^[4]:7[5]:2 Orang yang menekuni bidang botani disebut sebagai botaniwan atau ahli botani.

Bakteriologi merupakan ilmu yang mempelajari kehidupan dan klasifikasi bakteri. Bakteriologi dapat dikatakan juga sebagai biologi bakteri. Di dalamnya dipelajari struktur anatomi sel bakteri, klasifikasi, cara kerja sel bakteri, interaksi antarsel bakteri, dan juga tanggapan bakteri terhadap perubahan pada lingkungan hidupnya. Bakteriologi merupakan satu bagian penting dalam mikrobiologi.

Bakteri memiliki nilai ekonomi penting dalam kehidupan manusia dan demikian pula bakteriologi. Pengetahuan dalam cabang ilmu ini bermanfaat dalam pengobatan, higiene, ilmu pangan dan gizi, pertanian, dan industri (terutama industri fermentasi).

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.^[1][2] Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter.

Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama. Sebagai contoh:

X + C → XC (1)

Y + XC → XYC (2)

XYC → CZ (3)

CZ → C + Z (4)

Meskipun senyawa katalis dapat berubah pada reaksi awal, pada reaksi akhir molekul katalis akan kembali ke bentuk semula.

Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.

Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racun adalah inihibitor enzim.

Genetika (kata serapan dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani: γέννω, genno yang berarti "melahirkan") adalah cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Secara singkat dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya. Istilah "genetika" diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906.

Dalam kaitannya dengan genetika, DNA memiliki peran/ kontribusi yang amat penting. DNA adalah bahan genetik mendasar yang mengontrol sifat-sifat makhluk hidup, terkeskpresikan dalam bentuk polipeptida, meskipun tidak seluruhnya adalah protein (dapat diekspresikan sebagai RNA yang memiliki reaksi katalitik, seperti SNRPs).

Francis Crick menjelaskan aliran informasi yang dibawa oleh DNA dalam rangkaian The Central Dogma, yang berbunyi Aliran informasi DNA dapat diterukan ke sel-sel maupun individu lainnya dengan replikasi, dapat diekspresikan menjadi suatu sinyal perantara dalam bentuk RNA, yang kemudian dapat ditranslasikan menjadi polipeptida, unit pembangun suatu fenotipe dari organisme yang ada.

Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan:

material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik),

bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan

bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik).

Histologi adalah ilmu yang mempelajari tentang struktur jaringan secara detail menggunakan mikroskop pada sediaan jaringan yang dipotong tipis, salah satu dari cabang-cabang biologi. Histologi dapat juga disebut sebagai ilmu anatomi mikroskopis.

Histologi amat berguna dalam mempelajari fungsi fisiologi sel-sel dalam tubuh, baik manusia, hewan, serta tumbuhan, dan dalam bentuk histopatologi ia berguna dalam penegakan diagnosis penyakit yang melibatkan perubahan fungsi fisiologi dan deformasi organ. Sebagai contoh, di bidang kedokteran, kehadiran tumor memerlukan hasil pemeriksaan contoh (sampel) jaringan. Di bidang pertanian, pemeriksaan kondisi jaringan pengangkut dapat mendukung diagnosis serangan hawar daun tembakau.

Hematologi adalah cabang ilmu kesehatan yang mempelajari darah, organ pembentuk darah, dan penyakitnya. Asal katanya dari bahasa Yunani haima artinya darah.

Klimatologi (berasal dari bahasa Yunani Kuno κλίμα, klima, "tempat, wilayah, zona"; dan -λογία, -logia "ilmu") adalah studi mengenai iklim, secara ilmiah didefinisikan sebagai kondisi cuaca yang dirata-ratakan selama periode waktu yang panjang.^[1] Bidang studi ini dikategorikan sebagai cabang dari sains atmosfer dan subbidang geografi fisik, yang merupakan salah satu dari sains bumi. Klimatologi juga mencakup aspek oseanografi dan biogeokimia. Pengetahuan dasar dari iklim bisa digunakan dalam peramalan cuaca menggunakan metode analogi dalam kasus ENSO, Osilasi Madden-Julian, Osilasi Atlantik Utara, dan sebagainya. Model iklim juga digunakan untuk mempelajari dinamika cuaca dan sistem iklim untuk memproyeksikan iklim di masa depan.

Mikologi merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang jamur (fungi) - banyak orang juga menyebut cendawan.

Kajian dalam mikologi antara lain meliputi taksonomi jamur, fisiologi jamur, bioteknologi jamur, budidaya jamur (mushroom culture). Mikologi sangat besar pengaruhnya terhadap fitopatologi karena banyak penyakit tumbuhan yang disebabkan oleh jamur; sehingga pernah fitopatologi disebut sebagai mikologi terapan (applied mycology).

Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme.^[1] Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea. Virus sering juga dimasukkan walaupun sebenarnya tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup.^[2]

Mikrobiologi dimulai sejak ditemukannya mikroskop dan menjadi bidang yang sangat penting dalam biologi setelah Louis Pasteur dapat menjelaskan proses fermentasi anggur (wine) dan membuat vaksin rabies^[2] Perkembangan biologi yang pesat pada abad ke-19 terutama dialami pada bidang ini dan memberikan landasan bagi terbukanya bidang penting lain: biokimia.

Penerapan mikrobiologi pada masa kini masuk berbagai bidang dan tidak dapat dipisahkan dari cabang lain karena diperlukan juga dalam bidang farmasi, kedokteran, pertanian, ilmu gizi, teknik kimia, bahkan hingga astrobiologi dan arkeologi.^[1]

Biologi sel (juga disebut sitologi, dari bahasa Yunani kytos, "wadah") adalah ilmu yang mempelajari sel, salah satu dari cabang-cabang biologi. Hal yang dipelajari dalam biologi sel mencakup sifat-sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel, pembelahan sel dan fungsi sel (fisiologi), hingga kematian sel. Hal-hal tersebut dipelajari baik pada skala mikroskopik maupun skala molekular, dan sel biologi meneliti baik organisme bersel tunggal seperti bakteri maupun sel-sel terspesialisasi di dalam organisme multisel seperti manusia.

Pengetahuan akan komposisi dan cara kerja sel merupakan hal mendasar bagi semua bidang ilmu biologi. Pengetahuan akan persamaan dan perbedaan di antara berbagai jenis sel merupakan hal penting khususnya bagi bidang biologi sel dan biologi molekular. Persamaan dan perbedaan mendasar tersebut menimbulkan tema pemersatu, yang memungkinkan prinsip-prinsip yang dipelajari dari suatu sel diekstrapolasikan dan digeneralisasikan pada jenis sel lain. Penelitian biologi sel berkaitan erat dengan genetika, biokimia, biologi molekular, dan biologi perkembangan.

Zoologi adalah cabang biologi yang mempelajari struktur, fungsi, perilaku, serta evolusi hewan. Ilmu ini antara lain meliputi anatomi perbandingan, psikologi hewan, biologi molekular, etologi, ekologi perilaku, biologi evolusioner, taksonomi, dan paleontologi. Kajian ilmiah zoologi dimulai sejak sekitar abad ke-16.

Virologi ialah cabang biologi yang mempelajari makhluk suborganisme, terutama virus. Dalam perkembangannya, selain virus ditemukan pula viroid dan prion. Kedua kelompok ini saat ini juga masih menjadi bidang kajian virologi.

Virologi memiliki posisi strategis dalam kehidupan dan banyak dipelajari karena bermanfaat bagi industri farmasi dan pestisida. Virologi juga menjadi perhatian pada bidang kedokteran, kedokteran hewan, peternakan, perikanan dan pertanian karena kerugian yang ditimbulkan virus dapat bernilai besar secara ekonomi.