Docstoc

Bahan Ajar Biologi SMA : Bioteknologi

Document Sample
Bahan Ajar Biologi SMA : Bioteknologi Powered By Docstoc
					Standar Kompetensi : 5. Memahami prinsip-prinsip dasar bioteknologi serta Implikasinya
                       pada salingtemas
Kompetensi Dasar   : 5.1.Menjelaskan arti, prinsip dasar dan jenis-jenis bioteknologi
  Materi              :

A. PENGERTIAN dan PRINSIP DASAR BIOTEKNOLOGI
        Dalam kehidupan sehari-hari tanpa disadari, kita telah banyak mendengar atau
bahkan memanfaatkan produk-produk bioteknologi. Baik yang berkaitan dengan makanan
/ minuman ( seperti : tempe, bir, keju, kecap, yoghurt ) , kesehatan ( seperti : penisilin,
amoxylin, vaksin,hormone insulin ), pertanian ( tanaman trans genik, kultur jaringan,
tembakau bebas virus ), peternakan ( seperti : domba dolly ), transportasi ( seperti biofuel
) bahkan sampai masalah sampah ( seperti : plastic biodegradable ). Namun, mungkin kita
masih bertanya-tanya , apa sih bioteknologi itu ? Bagaimana bioteknologi itu ?
        Bioteknologi merupakan ilmu terapan biologi yang dalam praktiknya melibatkan
berbagai disiplin ilmu , seperti : Mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel molekul dan
lain sebagainya. Secara klasik atau konvensional, bioteknologi dapat didefinisikan sebagai
teknologi yang memanfaatkan organisme atau bagian-bagiannya untuk mendapatkan
barang dan jasa dalam skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sedangkan
dalam perkembangan lebih lanjut, bioteknologi dapat juga didefinisikan sebagai teknologi
pemanfaatan organisme atau bagian-bagiannya yang telah direkayasa secara in vitro untuk
menghasilkan produk dan jasa pada skala industri untuk memenuhi kebutuhan manusia.
        Dari kedua definisi tersebut dapat kita fahamkan bahwa dalam prosesnya,
bioteknologi melibatkan beberapa unsure , yaitu adanya: Bahan mentah, agen hayati (
organisme atau bagian-bagiannya ), pendayagunaan secara teknologis dan industrial ,
dan produk / jasa yang diperoleh. Perhatikan bagan berikut ini.

                                          Proses
   Bahan                                teknologis                            Produk /
   mentah                                  Dan                                  jasa
                                        industrial



                                       Agen hayati
                                         ( mikroba/
                                        molekul/ sel/
                                          jaringan )

Dari bagan tersebut, dengan jelas dapat kita lihat bahwa suatu produk / jasa dapat
dikategorikan sebagai produk bioteknologi bila produk / jasa tersebut dihasilkan melalui
proses teknologis ( baik konvensional maupun modern ) yang melibatkan agen hayati di
dalam proses produksinya. Perhatikan contoh berikut :
Contoh 1 :
biji kedelai direbus menjadi kedelai rebus
Contoh 2 :
biji kedelai direbus, setelah dingin diberikan ragi tempe kemudian dibungkus lalu disimpan.
Setelah 2 – 3 hari menjadi tempe

        Dari kedua contoh tersebut, mana yang merupakan produk bioteknologi ? Contoh 2
merupakan produk bioteknologi karena dalam prosesnya menggunakan agen hayati, yaitu
ragi tempe. Ragi tempe mengandung spora jamur Rhizopus sp. Aktivitas kehidupan jamur
ini secara biologis menjadikan butiran-butiran kedelai rebus terangkai menjadi suatu


---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..
produk yang bernama tempe. Sedangkan contoh 1 bukan merupakan produk bioteknologi,
karena dalam prosesnya sama sekali tidak memanfaatkan agen hayati ( meski teknologi
perebusan yang digunakan modern sekalipun ).
        Bioteknologi dalam perkembangannya, memang tidak pernah terlepas dari sifat
rasa ingin tahu dan rasa tidak puas manusia. Adapun tujuan utama pengembangan
bioteknologi adalah untuk meningkatkan / memberi nilai tambah bahan mentah dengan
memanfaatkan organisme atau bagian-bagiannya. Dengan memanfaatkan jamur Rhizopus,
biji kedelai mempunyai nilai tambah. Misalnya : dari sisi ekonomi harga tempe lebih mahal
daripada harga kedelai rebus, dari sisi nutrisi tempe lebih tinggi kandungan/nilai gizinya
daripada kedelai rebus dll.

COBALAH, Anda pasti bisa !
Berdasarkan uraian di atas. Coba anda tuliskan kembali dalam kertas anda :
   •   Apa pengertian bioteknologi ?
   •   Apa yang menjadi prinsip dasar bioteknologi ?



B. JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGI
        Bagi manusia, bioteknologi sebenarnya bukan barang yang baru. Dalam
kenyataannya bioteknologi sudah ada sejak zaman sebelum masehi. Misalnya orang
Samaria dan Babilonia telah mengenal minuman bir sejak 6000 tahun sebelum masehi.
Orang Mesir telah membuat adonan kue asam ( menggunakan bakteri asam ) sejak tahun
400 SM ( Sebelum Masehi ). Kemampuan mikroorganisme melakukan fermentasi (
“peragian” ) pertamakali ditemukan oleh Louis Pasteur ( 1857 – 1876 ). Fermentasi yang
dilakukan oleh mikroorganisme tertentu menjadi prinsip dasar pengembangan bioteknologi
tradisional atau konvensional, dengan produk-produk berupa : tempe, bir , tape, kecap,
keju, susu asam, roti dan lain-lain.
        Perkembangan lebih lanjut di masa kini, bioteknologi sudah memanfaatkan
organisme atau bagian-bagiannya yang telah direkayasa secara in vitro sesuai dengan
keinginan manusia. Adanya rekayasa secara in vitro yang dilakukan manusia terhadap
agen-agen hayati menjadi prinsip utama bioteknologi modern. Misalnya melalui teknik
rekayasa genetic manusia dapat “ memaksa” mikroorganisme tertentu untuk memproduksi
hormone insulin dalam skala industri. Melalui teknik kultur jaringan, manusia dapat
memperoleh bibit tanaman yang seragam dalam jumlah besar dengan waktu yang singkat.
        Berdasarkan fakta-fakta di atas, pada dasarnya bioteknologi dapat dibedakan
menjadi dua jenis , yaitu : bioteknologi konvensional / tradisional dan bioteknologi modern.

  Kegiatan Siswa :

KEGIATAN 51.1. ARTI DAN PRINSIP BIOTEKNOLOGI

TUJUAN           :
  - Menjelaskan pengertian bioteknologi
  - mengetahui prinsip-prinsip dasar bioteknologi

ALAT dan BAHAN : - skema proses pembuatan tape singkong dan singkong rebus
                 - singkong rebus dan tape singkong ( secukupnya )

LANGKAH KEGIATAN :
  1. buatlah kelompok dalam kelas anda ( satu kelompok terdiri atas 4 – 5 orang )
  2. Bersama-sama dengan teman dalam kelompok, amatilah singkong rebus dan tape
     singkong yang telah anda siapkan ! Bagaimana kualitas raza keduanya ?
  3. Amati pula skema proses pembuatan singkong rebus dan tape singkong berikut ini !
     Apa persamaan dan perbedaan antara Kedua proses tersebut ?
  4. Sajikan hasil pengamatan kelompok anda dalam bentuk table !!

---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..
   Skema A.Proses pembuatan                        Skema B.Proses pembuatan tape
        singkong rebus                                       singkong

          Singkong mentah                                    Singkong mentah


                                                        Dikupas kulitnya, lalu dicuci
  Dikupas kulitnya, lalu dicuci

                                                                  Direbus
                                                                 setelah   dingin
                 Direbus
                                                              Diberi ragi tape

           Singkong rebus
                                                        Didiamkan di tempat tertutup

                                                                Setelah    2 – 3 hari


                                                              Tape singkong


Catatan : - ragi tape berisi spora jamur Saccharomyces cerevisiae
          - bila ada anda dapat mengamati sigkong rebus dan tape singkong

Diskusikan dengan teman-teman Anda !
   1. Menurut anda, skema mana yang menggambarkan proses bioteknologi ? Jelaskan !
   2. Berikan contoh lain yang merupakan proses bioteknologi !
   3. Apa arti bioteknologi ?
   4. Apa yang menjadi prinsip dasar proses bioteknologi ?

===================================
KEGIATAN 51.2. JENIS-JENIS BIOTEKNOLOGI

TUJUAN           :
  - Menyebutkan macam-macam jenis bioteknologi
  - Mengetahui perbedaan jenis-jenis bioteknologi

LANGKAH KEGIATAN :
   1. Buatlah kelompok dalam kelas anda ( satu kelompok terdiri atas 4 – 5 orang )
   2. Bersama-sama dengan teman dalam kelompok, bacalah informasi berikut ini !

           A. Proses pembuatan Tempe
        Tempe merupakan salah satu produk bioteknologi yang sudah dikenal sejak jaman
        dahulu. Proses pembuatan tempe sangat mudah, menggunakan bahan dan peralatan
        sederhana. Perhatikan tahapan proses pembuatan tempe berikut :


Kacang kedelai                          Kacang                                  Pemberian ragi
 dicuci bersih, lalu                    kedelai                                tempe ( ragi tempe :
direndam dalam air                                                            spora jamur tempe dari
   dingin selama                    Dikupas kulitnya,                           jenis Rhizopus sp )
       1 hari                         lalu direbus




---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..
                                         TEMPE                                  Dibungkus/disimpa
                                                                                 n ditempat tertutup

                       Bagan 51.1.Tahap-tahap pembuatan tempe kedelai

          B. Proses Pembuatan Insulin
       Bioteknologi produksi Insulin ini dilakukan dengan memanfaatkan jasa
       Escherichia coli melalui suatu teknologi yang disebut dengan rekayasa genetic
       menggunakan peralatan modern.Adapun tahap-tahap rekayasa genetic dalam
       pembuatan insulin adalah sebagai berikut :

Identifikasi
 gen insulin
  manusia

                  Penyisipan             Injeksi            Membiakkkan               Menginduksi
                 gen insulin ke         plasmid               E.coli yang               E.coli yg
                      dalam           rekombinan             mengandung                mengandung
                    plasmid                                                             plasmid
                                       ke dalam sel            plasmid              rekombinan untuk
                   ( terbentuk
                    Plasmid
                                          E.coli             rekombinan              memproduksi
                rekombinan )                                                            insulin
    Isolasi
 plasmid dari
   sel E.coli
                                                                            Mengisolasi dan
                                       HORMON                               memurnikan
                                       INSULIN                              hormone insulin

                 Bagan 51.2.Tahap-tahap rekayasa genetic dalam produksi Hormon Insulin




   3. Berdasarkan bacaan di atas diskusikan persoalan/pertanyaan berikut !

     a. Pembuatan tempe dan hormone insulin menerapkan bioteknologi dalam
        prosesnya. Namun keduanya mempunyai perbedaan dalam hal prinsip dan konsep
        yang mendasarinya. Coba bandingkanlah kedua proses tersebut dalam hal-hal
        berikut :
        ( sajikan dalam bentuk table )
           1. Agen biologi yang digunakan
           2. Pendayagunaan secara teknologi dan industrial dalam hal-hal berikut :
                     i. cara kerjanya : sederhana / rumit
                    ii. lama waktu pelaksanaan : singkat / lama
                  iii. alat yang digunakan : sederhana / rumit
                   iv. bahan utama yang digunakan : tingkat molekul / sel / jaringan /
                        organ / organisme
                    v. teknik yang dilakukan : fermentasi / rekayasa genetic
                   vi. biaya produksi
                  vii. orang yang melakukan
           3. Produk / jasa yang dihasilkan : secara alamiah / ada campur tangan manusia

     b. Dari kedua proses bioteknologi tersebut ( pembuatan tempe dan pembuatan
        insulin ) manakah yang merupakan contoh bioteknologi konvensional dan mana
        yang bioteknologi modern ? jelaskan jawaban anda !


---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..
  EVALUASI

A. Pilihlah jawaban yang paling tepat !

 1. Pemanfaatan bakteri untuk mendapatkan insulin secara teknologi bagi kehidupan
    manusia dapat dilakukan dengan cara :
    a. Bioteknologi modern
    b. Bioteknologi Konvensional
    c. Bioteknologi Tradisional
    d. Bioteknologi kuno
    e. Bioteknologi

 2. Pernyataan berikut termasuk bioteknologi, kecuali :
    a. Pemanfaatan Bakteri untuk produk antibiotic
    b. Pemanfaatan Jamur untuk produk tempe
    c. Pemanfaatan Jamur untuk produk tape
    d. Pemanfaatan Teknik mencangkok tanaman
    e. Pemanfaatan Bakteri untuk pengolahan limbah RT

 3. Penerapan bioteknologi akan mungkin berhasil bila dilakukan integrasi dari berbagai
    ilmu, seperti :
    a. Biologi molekuler-kimia-ekonomi
    b. Biologi molekuler-kimia-mikrobiologi
     c. Sejarah-kimia-mikrobiologi
    d. Mikrobiologi-genetika-matematika
     e. Fisika-geografi-kimia nuklir

 4. Produk makanan berikut ini yang bukan merupakan hasil bioteknologi konvensional
    adalah :
    a. Tempe
    b. Tahu
    c. Susu asam
    d. Keju
    e. Kecap

 5. Produk berikut ini yang merupakan hasil bioteknologi modern adalah :
    a. Asam nitrat
    b. Hormon insulin
    c. Yoghurt
    d. Nata de Coco
    e. Mentega

 6. Zat kimia produk dari mikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan
    mikroorganisme lain, disebut :
    a. Antibiotic
    b. Antitoksin
    c. Antihistamin
    d. Antibody
    e. Antikoagulan

 7. Dalam bioteknologi, Bacteri anaerob sering dimanfaatkan manusia untuk memproduksi
    makanan tertentu karena :
    a. Bersifat pathogen pada ulat hama tanaman
    b. Dapat melakukan fermentasi terhadap bahan makanan
    c. Parasit pada ulat hama tanaman
    d. Dapat melakukan fotosintesis untuk menghasilkan makanan
    e. Bersifat anaerob fotosintetik

---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..
12. Bahan kimia tertentu yang dapat bertindak sebagai alat yang dapat mengenali dan
    memotong gen pada tempat-tempat tertentu disepanjang molekul DNA ialah :
    a. Enzim ligase
    b. Enzim lipase
    c. Enzim protease
    d. Enzim sakarase
    e. Enzim endonuklease

13. Ikatan benang DNA kecil yang terdapat di luar kromosom dalam sel bacteri yang dapat
    dimanfaatkan sebagai vector dalam teknologi rekayasa genetika adalah :
    a. Kromosom
    b. Gen
    c. Plasmid
    d. Sentrosom
    e. Plasma

14. Interferon yang merupakan senyawa yang mampu mengobati berbagai macam penyakit
    kanker dapat diproduksi secara rekayasa genetic melalui :
    a. Teknik cloning
    b. Teknik hibridoma
    c. Kultur jaringan
    d. Teknologi plasmid
    e. Transplantasi gen

15. Ciri yang dimiliki Spirulina sebagai salah satu sumber makanan baru adalah :
    a. Masa reproduksi singkat dan berkadar protein tinggi
    b. Pemanfaatan cahaya minimal dan berlemak tinggi
    c. Adaptif terhadap lingkungan ekstrem
    d. Mampu mendaur ulang limbah dan menghasilkan energi dlm jml besar
    e. Kandungan asam nukleatnya tinggi

16. Perhatikan table hubungan antara      produk makanan-bahan mentah-mikroorganisme
    berikut ini :
      No   Produk         Bahan           mikroba
           Makanan
      1    Krim asam      Susu            Streptococcus lactis
      2    Sosis kering   Kedelai         Rhizopus oligosporus
      3    Keju swiss     Susu            Lactobacillus
      4    Miso           Daging sapi     Lactobacillus lactis
      5    Sayur asam     Sawi hijau      Asetobacter xylinum
     Hubungan yang benar adalah :
     a. 1 dan 2
     b. 1 dan 3
     c. 2 dan 5
     d. 3 dan 4
     e. 4 dan 5

17. Salah satu cara pemanfaatan bioteknologi dalam bidang kedokteran adalah menyisipkan:
    a. DNA bacteri ke dalam pancreas manusia
    b. Kromosom bacteri ke dalam DNA manusia
    c. Gen manusia ke dalam plasmid bacteri
    d. Gen virus ke dalam gen bacteri
    e. DNA virus kedalam DNA manusia

18. Bioteknologi mikroorganisme Methanobacterium omelianskii bermanfaat dalam proses :
    a. Pemecahan mineral sulfide menjadi ion sulfat
    b. Memisahkan logam tembaga dari batuan

---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..
      c. Menguraikan limbah menjadi zat yang berguna
      d. Menguraikan limbah menjadi bahan bakar gas
      e. Menjadikan tanaman mampu mengikat Nitrogen

19. Proses bioteknologi merupakan teknologi dalam pertambangan yang memanfaatkan jasa
    mikroorganisme :
    a. Bacillus thuringiensis
    b. Thiobacillus ferrooksidans
    c. Pseudomonas
    d. Candida utilis
    e. Penicillium camembert

20. Berikut ini adalah tahapan-tahapan dalan rekayasa genetic :
       1. injeksi plasmid rekombinan ke dalam sel bacteri
       2. penyisipan gen insulin ke dalam plasmid
       3. pembiakan bacteri yang mengandung plasmid rekombinan
       4. penyediaan plasmid bacteri
       5. pemotongan gen penghasil insulin dari kromosom
    urutan tahap rekayasa genetic pembuatan hormone insulin adalah :
    a. 1 2 3 4 5
    b. 2 4 5 3 1
    c. 4 2 3 1 5
    d. 5 3 1 2 4
    e. 5 4 2 1 3

B. Jawablah dengan baik dan benar !

1.   Apa definisi dari bioteknologi secara umum ?

2. Sebutkan prinsip-prinsip pengembangan Bioteknologi !

3.   Apa perbedaan antara bioteknologi modern dengan bioteknologi konvensional ?

4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan plasmid ?

5.   Berikan 10 contoh produk bioteknologi dan jelaskan proses bioteknologi yang berperan
     di dalamnya !




---bahanAjarBiologiSMAkelas12ipasemesterganjil……………………..

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:1744
posted:3/30/2012
language:Indonesian
pages:7
Description: bahan ajar bioteknologi untuk sma kelas XII IPA