Biologi Modul · j_Bab 10 BIOTEKNOLOGI

Apon Purnamasari,S.Pd.,M.Pd

22/08/2021 09:58:01

SMA 12 K-13

Daftar Isi

a_Bab 1 PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN b_Bab 2 METABOLISME c_Bab 3 MATERI GENETIK d_Bab 4 PEMBELAHAN SEL e_Bab 5 PEWARISAN SIFAT MAKHLUK HIDUP f_Bab 6 POLA HEREDITAS PADA MAKHLUK HIDUP g_Bab 7 HEREDITAS MANUSIA h_Bab 8 MUTASI PADA MAHLUK HIDUP i_Bab 9 EVOLUSI j_Bab 10 BIOTEKNOLOGI

Halaman

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

BIOTEK

NOLOGI

BIOLOGI KELAS XII

PENYUSUN

Drs. MUNAWIR

SMA NEGERI 8 BEKASI

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

DAFTAR ISI

PENYUSUN

................................

........................

DAFTAR ISI

................................

.......................

GLOSARIUM

................................

.....................

PETA KONSEP

................................

.................

PENDAHULU

................................

.............

Identitas Modul

................................

............

Kompetensi Dasar

................................

.......

Deskripsi Singkat M

ateri

................................

.............................

Petunjuk Penggunaan Modul

................................

......................

Materi Pembelajaran

................................

...

KEGIATA

N PEMBELAJARAN 1

................................

................

rinsip

prinsip

ioteknologi

................................

..................

Tujuan Pembelajaran

................................

Uraian Materi

................................

...............

Rangkuman

................................

................

Latihan Soal

................................

................

Penilaian Dir

................................

..............

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2

................................

.............

Penerapan Bioteknologi

................................

..........................

Tujuan Pembe

lajaran

................................

Uraian Materi

................................

..............

Rangkuman

................................

.................

Latihan Soal

................................

................

Penilaian Diri

................................

.............

EVALUASI

................................

.......................

DAFTAR PUSTAKA

................................

.....

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

GLOSARIUM

Bioteknologi

proses yang melibatkan berbagai agen biologi berupa mikroba

Eksplan

potongan

atau

bagian

tubuh

tumbuhan

yang

akan

dikembangkan dalam kultur jaringan

Fusi protoplasma

penggabungan dua sel dari jaringan yang sama atau du

a sel

dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik

Hibridoma

sel

sel hasil fusi dua sel dari organisme yang sama atau ber

beda

Kalus

Implantasi : penempelan, penanaman, pelekatan embrio pada

dinding uterus

Klonin

sekumpulan sel hasil per

kembangan dari eksplan yang belum

mengalami diferensiasi

upaya mengembangbiakkan hewan atau tumbuhan secara

tidak kawin dan menghasilkan keturunan yang identik secara

genetik

Kultur jaringan

proses perbanyakan tumbuhan secara vegetative dengan

perba

nyakan sel tubuh pada media kultur yang steril dan

terkontrol

Plantlet

tanaman kecil

Rekayasa

gentika

usaha mengubah atau memanipulasi bahan atau materi

genetik organisme secara in vitro

Rekombinan

teknik mengubah susunan DNA suatu organisme denga

n cara

menyisipkan gen asing ke organisme tersebut sehingga

diperoleh sifat baru yang tidak dimiliki sebelumnya

Transplantasi

gen

proses mentransfer gen ke gen lainnya

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

PETA KONSEP

Perkembangan dan aplikasi

bioteknologi trasdisio

nal dan

modern

Biologi Sel

Genetika

Teknologi plasmid

Transplantasi nukleus

Teknologi hibridoma

Rekayasa genetika

Bioteknologi dengan kultur

jaringan dan rekayasa genetika

Sebagai pembasmi hama tanaman

Mengatasi pencemaran

Penggunaan

mikroorganisme

dalam bioteknologi

Pemisah logam dan bijinya

Dalam bidang pangan

Aplikasi bioteknologi modern

Kloning

Produksi insulin

Aplikasi bioteknologi tradisional

Pembuatan tempe

Hidroponik

Ilmu

ilmu yang digunakan

dalam biotekn

ologi

Mikrobiologi

Biokimia

Pengertian bioteknologi

Bioteknologi

Kultur jaringan

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

PENDAHULUAN

Identitas Modul

Mata Pel

ajaran

BIOLOGI

Kelas

XII

Alokasi Waktu

8 JP

Judul Modul

BIOTEK

NOLOGI

Kompetensi Dasar

Menganalisis prinsip

prinsip Bioteknologi dan penerapannya sebagai

upaya peningkatan kesejahteraan manusia

Menyajikan laporan ha

sil percobaan penerapan prinsip

prinsip

ioteknologi konvensional berdasarkan

scientific

method

Deskripsi

Singkat Materi

Bioteknologi merupakan salah satu teknik yang dapat digunakan manusia untuk

mendapatkan barang dan jasa dalam skala industri unt

uk memenuhi kebutuhan

manusia dengan menggunakan atau memanfaatkan organisme atau bagian

bagiannya.

Kalian pasti bertanya bagaimana proses atau teknologi yang

memanfaatkan organisme dalam menciptakan barang dan jasa secara teknologi.

Modul ini akan

memba

ntu untuk mempelajari bioteknologi yang dapat dilakukan

baik secara konvensional maupun secara modern. Modul ini juga sangat membantu

dalam mempelajari materi bioteknologi karena modul ini dilengkapi dengan gambar

gambar tentang proses bioteknologi, latiha

n soal dan kunci jawaban. Sehingga kalian

dapat dengan mudah mempelajari materi ini.

Untuk menjelaskan konsep tentang bioteknologi maka modul ini akan membahas

tentang bioteknologi yang dilakukan secara konvensional dan bioteknologi yang

dilakukan secara m

odern beserta contoh

contoh hasil bioteknologinya.

Untuk menyelesaikan pembelajaran pada modul ini, anda akan melalui dua kegiatan

pembelajaran yaitu pembelajaran 1 dan pembelajaran 2.

Petunjuk Penggunaan Modul

Agar modul dapat digunakan secara maksi

mal maka kalian diharapkan melakukan

langkah

langkah sebagai berikut :

Pelajari dan pahami peta materi yang disajikan dalam setiap modul

Pelajari dan pahami tujuan yang tercantum dalamsetiap kegiatan pembelajaran

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Pelajari uaraian materi secara sistemat

is dan mendalam dalam setiap kegiatan

pembelajaran.

Lakukan uji kompetensi di setiap akhir kegiatan pembelajaran untuk menguasai

tingkat penguasaan materi.

Diskusikan dengan guru atau teman jika mengalami kesulitan dalam

pemahaman materi. Lanjutkan pada

modul berikutnya jika sudah mencapai

ketuntasan yang diharapkan.

Materi Pembelajaran

Modul ini terbagi menjadi

kegiatan pembelajaran

dan

di dalam

nya

terdapat uraian

materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.

Materi pokok yang dibahas da

lam modul ini terdiri dari:

Pertama

Prinsip prinsip Biotek

nologi

Kedua

Penerapan Biotek

nologi.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

rinsip

ioteknologi

Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan

mam

pu:

Menjelaskan prinsip

prinsip bioteknologi

Membedakan

bioteknologi tradisional dan modern.

Menganalisis penerapan bioteknologi di berbagai bidang.

Menjelaskan manfaat dan dampak bioteknologi bagi manusia.

Uraian Materi

engertian

dan Prinsip Dasar Biot

eknologi

Bioteknologi berasal dari kata Bio (hidup) dan Teknos (teknologi) yang berarti

ilmu yang menerapkan prinsip

prinsip biologi.

Secara klasik atau konvensional,

bioteknologi berarti sebagai teknologi yang memanfaatkan organisme atau bagian

bagiannya

untuk mendapatkan bara

ng dan jasa dalam skala industri

untuk

memenuhi kebutuhan manusia.

Sementara itu, dalam perkembangan lebih lanjut bioteknologi dapat diratikan

sebagai pemanfaatan prinsip

prinsip dan ker

ekayasaan terhadap organism

stem, atau pr

oses biologi untuk meningkatkan potensi organisme maupun

menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia.

Jenis

jenis bioteknologi

Menurut perkembangannya, secara umum bioteknologi dibagi menjadi dua jenis:

Bioteknologi Konvensional (sederha

na)

Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang memanfaatkan organisme

secara langsung untuk menghasilkan produk barang dan jasa yang bermanfaat

bagi manusia

Bioteknologi ini masih sangat sederhana atau tradisional, karena

teknik dan peralatan yan

g digunakan masih sederhana.

Pada bioteknologi

konvensional

menggunakan mikroorganisme, pro

ses biokimia, dan proses

genetik

alami.

Manipulasi yang biasa dilakukan hanya pada media tumbuh

(substrat) dan kondisi lingkungan belum sa

mpai pada tahap rekayasa ge

netik

kalaupu

ada rekayasa genetik

masih merupakan rekayasa genetik

yang

sederhana dan perubahan genetik

yang dihasilkan tidak tepat sasa

an.

Kelebihan dan kekurangan bioteknologi konv

ensional adalah sebagai berikut;

Kelebihan :

Biaya produksi murah

eknologi menggunakan peralatan sederhana

Pengaruh jangka panjang sudah dikatahui

Kelemahan :

Perbaikan genetik

tidak terarah

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Memerlukan waktu relatif lama

Belum ada pengkajian prinsip

prinsip ilmiah

Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya

Tid

ak dapat mengatasi mengatasi ketidaksesuai

genetic.

Reproduksi dalam skala kecil

Proses rela

tif

belum steril

Kualitas hasil belum terjamin

Bioteknologi konvensional dimanfaatkan dalam beberapa bidang:

Bidang Makanan

Dalam bidang makanan Proses

yang dibantu mikroorganisme, misalnya

dengan fermentasi, hasilnya antara lain : yoghurt , keju , tempe, roti, kecap,

,cuka, dan sebagainya.

Yogurt

Yogurt merupakan minuman hasil fermentasi susu yang menggunakan

bakteri

Streptococcus thermophillus

atau

ctobacillus bulgaricus

. Bakteri

ini akan mengubah laktosa pada susu menjadi asam laktat. Efek lain dari

proses fermentasi adalah pecahnya protein pada susu yang menyebabkan

susu menjadi kental. Hasil akhirnya susu akan terasa asam dan kental.

Proses pengur

aian ini disebut fermentasi asam laktat dan hasil akhirnya

dinamakan.

Gambar

Yogurt

www.uniwiwied.com

Keju

Keju merupakan bahan makanan yang dihasilkan dengan memisahkan

zat

zat padat pada susu melalui pr

oses pengentalan atau koagulasi.

Proses pengentalan ini dilakukan dengan bantuan bakteri

Lactobacillus

bulgaricus

dan

Streptococcus

thermophillus

Bakteri

ini

akan

menghasilkan enzim renin, sehingga protein pada susu akan menggumpal

dan membagi susu menjad

i cair dan padatan (dadih).

Selanjutnya enzim renin akan mengubah gula laktosa dalam susu menjadi

asam dan protein yang ada pada dadih. Dadih inilah yang akan diproses

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

lebih lanjut melalui proses pematangan dan pengemasan sehingga

terbentuk olahan makan

an yang dikenal dengan keju.

Gambar

Keju

http://www.sehat.com

Roti

Pembuatan roti juga memanfaatkan peristiwa fermentasi yang dibantu

oleh

yeast

atau khamir. Yeast merupakan sejenis jamur yang ditambah

pada adona

n tepung dan akan menimbulkan proses fermentasi. Proses ini

akan menghasilkan gas karbondioksida dan alkohol.

Gas karbondioksida berperan dalam mengembangkan roti, sedangkan

alkohol akan

mempengaruhi

aroma dan memberi rasa pada roti. Adonan

akan tampak l

ebih mengembang dan membesar pada saat adonan

dimasukkan ke oven, karena gas akan mengembang pada suhu tinggi.

Gambar

Roti

Sumber:

http://www.dinimon.com

Keca

Kecap merupakan salah satu produk hasil bioteknologi yang terbuat dari

kacang kedelai.

edelai akan difermentasi dengan menggunakan jamur

Aspergillus wentii

Kemudian

dikeringkan dan direndam di dalam larutan

garam. Pembuatan kecap dilakukan melalui pros

es perendaman kedelai

dengan larutan garam, sehingga pembuatan kecap dinamakan fermentasi

garam. Jamur

Aspergillus wentii

akan merombak protein menjadi asam

asam amino, komponen rasa, asam, dan aroma khas.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Gambar

Kecap

mber:

http://www.tokomesin.co

Tempe

Tempe adalah makanan tradisional khas Indonesia yang sering

dikonsumsi menjadi salah satu makanan favorit.

Proses pembuatan

tempe

menggunakan teknik fermentasi. Fermentasi dilakukan dengan

menumbuhkan jam

Rhizopus oryzae

dan

Rhizopus oligosporus

pada biji

kedelai.

amur akan menghasilkan benang

benang yang disebut dengan

hifa. Benang

benang itu mengakibatkan biji

bijian kedelai saling terikat

dan membentuk struktur yang kompak.

Gambar 5

Tempe

www.tasti

indonesian

food.com

Cuka

Bahan dasar pada proses pembuatan cuka adalah etanol yang dihasilkan

oleh fermentasi anaerob oleh ragi.

Bakteri yang digunakan

, seperti

Acetobacter

dan

Gluconobacter

. Bakteri

akan mengoksi

dasi

etanol

menjadi asam asetat.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Gambar 6

Cuka

www.tasti

indonesian

food.com

Bidang Pertanian

Di bidang pertanian, bioteknologi memberi andil dalam usaha pemenuhan

kebutuhan makanan. Bioteknologi konvensional dalam bidang pe

rtanian

diantaranya adalah:

Kultur Jaringan

kultur jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan makhluk hidup

menjadi indi

vidu baru yang mempunyai sifat sama seperti induknya.

ultur jaringan tumbuhan dilakukan berdasarkan teori sel

yang

dikemukakan

oleh

Scleiden dan Schwann, yaitu sel tumbuhan mempunyai

kemampuan totipotensi. Totipotensi adal

ah kemampuan setiap sel

tumbuhan (dari bagian mana saja sel tersebut diambil) yang jika

diletakkan dalam lingkungan yang sesuai, akan tumbuh m

enjadi

tumbuhan

yang

sempurna.

Kultur jaringan

akan

lebih

besar

keberhasilannya apabila menggunakan jaringan mer

istem.

Pembastaran

Pembastaran atau persilangan merupakan perkawinan ant

ara dua

individu tanaman yang

sejenis tetapi

berbeda varietas

Pembastaran

merupakan cara yang sederhana, murah, dan paling mudah untuk

menghasilkan tanaman pangan varietas unggul. Contoh, padi varietas X

yang memiliki produksi gabah ting

gi dan tidak cepat rebah dikawinkan

dengan padi varietas Y yang memiliki sifat tahan hama dan umur panen

pendek. Dari perkawinan ini, dapat dihasilkan padi varietas baru yang

memiliki sifat perpaduan dari keduanya, yaitu produksi gabah tinggi,

tahan hama,

tidak cepat rebah, dan umur panen pendek.

Hidroponik

Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan tanah

sebagai media tanamnya. Termasuk juga bercocok tanam di dalam pot

atau wadah lainnya yang menggunakan air atau bahan yang bersifat

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

porus,

seperti pecahan genting, pasir kali, batu, kerikil, spons, sabut

kelapa, arang kayu, dan sebagainya.

Bidang Industri

Dib

idang industri

isalnya

teknik bioremediasi, yaitu suatu proses

pengelolaan limbah yang mengandung zat

zat yang berbahaya (logam berat)

menjadi limb

ah yang kurang berbahaya. Bioremediasi

melibatkan mikroba

tertentu, diantaranya

Xanthomonas

campestris

dan

Pseudomonas foetida

Caranya dengan melepaskan langsung bakteri tersebut ke limbah pabrik

yang tercemar.

Bidang Pengobatan

i bidang pengobatan, misalnya

antibiotik penisilin

yang digunakan untuk

pengobatan, diisolasi dari bakteri dan jamur, dan vaksin yang merupakan

mikroorganisme yang toksinnya telah dimatikan bermanfaat untuk

meningkatkan imunitas

Bidang Peternakan

i bidang peternakan, misalnya pada domba

ankon

yang merupakan domba

berkaki pendek dan bengkok, sebagai hasil mutasi alami dan sapi

Jersey

yang

diseleksi oleh manusia agar menghasilkan susu dengan kandungan

krim

lebih banyak.

Bioteknologi Modern

Kelebihan dan kekurangan bioteknologi modern antara lain :

Kelebihan :

Hasil dapat diperhitungkan

Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian geneti

Perbaikan genetic dapat dilakukan secara terarah

Menghasilkan

individu yang memiliki sifat baru (tidak sama) dengan sifat

alaminya

Kelemahan :

Biaya produksi relative mahal

Menjadikan jenis tanaman mono

kultur

Menyebabkan degradasi gen jenis lo

al.

Memerlukan teknologi canggih

Pengaruh jangka panjang belum dik

etahui

Bioteknologi modern mempunyai peranan penting dalam bidang kedokteran

sehingga semakin menonjol setelah adanya penelitian dan penerapan ilmiah.

Bioteknologi modern dibidang kedokteran hampir sama dengan di bioteknologi

konvensional tetapi hasilnya

jauh lebih banyak dan lebih terjamin

menggunakan bioteknologi modern karena dibantu oleh alat

alat canggih

lainnya misalnya pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika, dan

hormon.

Ilmu

ilmu pendukung

dalam bioteknologi diantaranya adalah mikrobio

logi,

biokimia, genetika, biologi

sel, teknik kimia, dan enzimologi. Saat ini,

aplikasi

bioteknologi tidak hanya pada mikroorganisme saja,

namun pada tumbuhan

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

dan hewan.

Terdapat 4 prinsip dasar

bioteknologi, yaitu: Penggunaan agen

biologi

menggunakan met

ode tertentu

dihasilkannya suatu produk turunan,

dan melibatkan banyak disiplin ilmu.

Bioteknologi modern sangat erat dengan rekayasa gentika, karena manipulasi

yang dilakukan bukan hanya pada kondisi lingkungan dan media tumbuh

melainkan juga dilakukan

pada susunan gen dalam kromosom makhluk

hidup.

Namun tidak semua penerapan bioteknologi modern menggunakan

teknik rekayasa genetika, misalnya seperti kultur jaringan dan kloning. Kultur

jaringan dan kloning dikatakan sebagai bioteknologi modern karena ala

t yang

digunakan dalam prosesnya merupakan peralatan yang canggih.

Rekayasa

genetik bertujuan untuk menghasilkan organisme transgenik yakni organisme

yang susunan gen dalam kromosomnya telah dirubah sehingga mempunyai

sifat yang menguntungkan sesuai dengan

yang dikehendaki. Sehingga dapat

dikatakan bahwa hasil dari rekayasa genetic lebih terarah dan dapat

diramalkan sebelumnya.

Bioteknologi modern dalam produksi pangan dilakukan dengan menerapkan

teknik rekayasa genetik. Rekayasa genetik adalah kegiatan ma

nipulasi gen

untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA baru. Manipulasi

materi genetik dilakukan dengan cara menambah atau menghilangkan gen

tertentu. Salah satu produk hasil rekayasa genetik adalah dengan membuat

organisme transgenik.

Tanaman Transgenik

Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah mengalami perubahan

susunan informasi genetik dalam tubuhnya. Tanaman

ini merupakan suatu

alternatif agar tanaman tahan terhadap hama sehingga hasil panen da

pat

melimpah. Bahkan, tanaman juga dapat direkayasa agar mampu membunuh

hama yang menyerang tumbuhan tersebut.

Gambar

Contoh

contoh tanaman transgenik

www.slideplayer.biz.tr

Untuk membuat suatu tanaman transgenik,

dilakukan beberapa tahapan

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

pertama

tama dilakukan identifikasi atau pencarian gen yang akan

menghasilkan sifat tertentu (sifat yang

diinginkan).

Gen yang diinginkan dapat diambil dari tanaman lain, hewan, cendawan,

atau bakteri.

Pada tahapan kloning gen, DNA asing akan dimasukkan ke dalam vektor

kloning (agen pembawa DNA), contohnya plasmid (DNA yang digunakan

untuk transfer gen).

Kemudian, vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakteri sehi

ngga

DNA dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri

tersebut.

Apabila gen yang diinginkan telah diperbanyak dalam jumlah yang

cukup maka akan dilakukan transfer gen asing tersebut ke dalam sel

tumbuhan yang berasal dari bagian tertentu, sala

h satunya adalah

bagian daun.

Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu

metode senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai

bakteri

Agrobacterium tumefaciens

, dan elektroporasi (metode transfer

DNA dengan bantuan listrik).

Beberapa tanaman transgenik telah diaplikasikan untuk menghasilkan tiga

macam sifat unggul, yaitu tahan hama, tahan herbisida, dan buah yang

dihasilkan tidak mudah busuk.

Hewan Transgenik

Selain tumbuhan transgenik, juga ada hewan

hewan transgenik. Pada

awalnya hewan transgenik merupakan bahan penelitian para ilmuwan untuk

menemukan jenis penyakit yang menyerang hewan tertentu dan cara

penanggulangannya. Perkembangan selanjutnya, penerapan teknologi

rekayasa genetik pada hewan bertujuan untuk menghasilka

n hewan ternak

yang memproduksi susu dan daging yang berkualitas, ikan yang cepat besar

dan mengandung vitamin tertentu, dan sebagainya.

Gambar 8

Contoh

contoh hewan transgenik

www.guruipa.com

Teknik yang dugunakan dalam bioteknologi modern

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Pada bi

oteknologi konvensional prosesnya melibatkan reaksi fermentasi dalam

menghasilkan suatu produk, lain halnya dengan bioteknologi modern sudah

melibatkan teknik rekayasa genetika yaitu dengan menggunakan teknik DNA

rekombinan yaitu teknik mengubah susunan

A suatu organisme dengan

menyisipkan gen asing ke organisme tersebut sehingga diperoleh sifat baru yang

tidak dimiliki sebelumnya.

Teknik ini digunakan untuk menghasilkan organisme

transgenik.

Proses DNA rekombinan meliputi :

Isolasi DNA

Dilakukan untuk

menyeleksi DNA yang dikehendaki.

Langkah

lang

kah proses isolasi DNA,

berikut:

Isolasi jaringan

Langkah pertama mengisolasi jaringan yang akan digunakan

Pelisisan dinding sel dan membrane sel

Melisiskan dindi

ng dan membrane sel dengan

penggerusan (homogena

si),

sentrifugasi dengan kecepatan lebih dari 1000 rpm atau dengan

menggunakan larutan pelisis sel atau buffer ekstraksi. Inti sel harus

dilisiskan, karena substansi gen yang diinginkan ada didalamnya.

Larutan

pelisis sel ini bertujuan untuk melisiskan sel

yang tidak mengandung DNA

agar sel yang mengandung inti sel dapat diisolasi atau dipisahkan dari

komponen

komponen sel lainnya yang tidak berfungsi

Pengekstrasian dalam larutan

Supernatan yang terbentuk dibuang dan kemudian dilakukan ekstraksi di

dalam la

rutan, hal tersebut bertujuan agar di dapat ekstrak

Purifikasi

Pada tahap ini dilakukan pembersihan hasil ekstrak dan zat

zat lainnya.

Pada larutan diberikan RNAse dan diinkubasi selama 10 menit pada suhu

650C, hal ini bertujuan agar mengoptimalkan kerja e

nzim. Penambahan

RNAse berguna untuk menyingkirkan kontaminasi RNA sehingga DNA dapat

diisolasi secara utuh

Presipitasi

Bertujuan untuk mengendapkan protein histon, sehingga untai DNA tidak

lagi menggulung dan berikatan dengan protein histon sehingga DNA

dapat

terlihat. Tahap ini dilakukan dengan cara meneteskan larutan presipitasi dan

kemudian di vortex sehingga larutan homogen.

Protein presipitasi terdiri dari asam asetat yang jika berikatan dengan

protein mengakibatkan terbentuknya senyawa baru dengan

kelarutan lebih

rendah, sehingga menyebabkan protein mengendap. Larutan kemudian di

sentriugasi untuk memisahkan substansi berdasarkan berat jenis molekul,

substansi yang lebih berat akan berada di dasar, yang lebih ringan akan

terletak di atas.

Berikut i

ni gambar dari teknik isolasi DNA.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Gambar

. Tehnik Isolasi DNA

www.

biofilimu.wordpress.com

Transplantasi Gen atau DNA

Transplantasi gen dilakukan dengan cara menyambung gen yang telah diisolasi

ke dalam DNA plasmid ve

tor menggunakan enzim ligase.

nzim ligase mampu

menyambung ujung

ujung nukleotida dan

asil penyambungan ini disebut DNA

rekombinan yang mengandung DNA asli ve

tor dan DNA asing yang diinginkan.

Berikut ini gambar tentang proses transplantasi gen.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Gambar

10.

proses transplantasi

gen

www.

biologigonz.blogspot.com

Memasukkan DNA Rekombinan ke dalam sel hidup

DNA rekombinan dimasukkan ke vector sel bakteri ataupun virus melalui

pemanasan dalam larutan NaCl atau melalui elektroporasi. Sel bakteri atau

virus tersebut melakukan replika

si dengan cara membelah diri sehingga

diperoleh DNA rekombinan dalam jumlah banyak.

Berikut ini gambar dari

proses rekombinasi gen.

Gambar

Tahapan Tehnologi DNA Rekombinan

www.slideplayer.info

Selain teknik rekayasa genetika yang digunakan dalam biot

eknologi modern, ada

juga teknik

teknik lain yang dapat men

hasilkan produk unggul, yaitu :

Kultur jaringan

Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif buatan

yang didasarkan pada sifat totipotensi tumbuhan.

Prinsip kultur jaring

an adalah menumbuhkan jaringan maupun sel tumbuhan

dalam suatu media buatan secara aseptik.

Secara

teori

dikatakan bahwa setiap

sel tumbuhan mempunyai kemampuan untuk tumbuh menjadi indifidu baru

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

apabila ditempatkan pada lingkungan yang sesuai. Sifa

t individu baru yang

dihasilkan sama persis dengan sifat induknya.

Bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media kultur disebut eksplan, dan

media yang biasa digunakan adalah media agar

agar yang diberi tambahan

unsur

hara dan vitamin serta hormone pertum

buhan.

Aspek bioteknologi yang penting pada tanaman adalah

kultur jaringan tumbuhan

Kultur jaringan tumbuhan merupakan

dengan Kultur

salah satu teknik kloning

tumbuhan. Suatu klon tumbuhan

Jaringan dan

merupakan populasi tumbuhan

yang diproduksi seca

aseksual dari satu nenek moyang.

Rekayasa Genetika

Kultur jaringan tumbuhan (mikropropagasi) adalah bentuk perbanyakan

(propagasi) tumbuhan secara vegetatif dengan memanipulasi jaringan somatik

(jaringan tubuh) tumbuhan di dalam kultur aseptik (bebas

kuman) dengan

lingkungan terkontrol.

Kultur jaringan tumbuhan utuh dapat dihasilkan dari bagian atau potongan akar,

batang, atau daun yang disebut

eksplan

yang masih hidup.

Eksplan dapat membentuk tumbuhan yang utuh (

planlet

) karena adanya sifat

totipoten

si. Totipotensi pada tumbuhan merupakan kemampuan sel tumbuhan

untuk berkembang menjadi tumbuhan yang utuh. Pada tumbuhan, semua bagian

sel

sel mudanya yang masih aktif, misalnya ujung akar, ujung batang, dan

meristem sekunder (kambium) merupakan sel yang

totipoten.

Potongan jaringan tumbuhan yang terdiri atas sejumlah kecil sel

sel pada

medium kultur yang sesuai dan dibiarkan tumbuh menjadi massa sel yang belum

terdiferensiasi disebut sebagai kalus. Medium kultur membutuhkan gula,

garamgaram anorganik, ni

trogen organik, dan unsur

unsur mikro. Di dalam

medium ditambahkan juga hormon pertumbuhan untuk tumbuh, yaitu auksin

dan sitokinin. Komposisi yang tepat dari medium kultur tergantung pada spesies

tumbuhan yang akan di klon.

Rangkaian tahap kultur jaringa

n sebagai berikut :

Sterilisasi eksplan dengan cara merendam eksplan dalam bahan kimia

(sterilan) selama beberapa menit, lalu cuci dengan air steril.

Penanaman eksplan pada media kultur pada medium

agar yang telah dibuat.

Meletakkan botol yang berisi eksp

lan dalam ruangan yang suhu dan

penyinaran terkontrol hingga terbentuk kalus.

Subkultur dilakukan beberapa kali sampai kalus tumbuh menjadi plantlet.

Plantlet dikeluarkan dari botol dan akarnya dibersihkan dengan air bersih

Plantlet ditanam kedalam pot

t kecil dan diletakkan ditempt yang tidsk

tertera

saat sudah kembali un ta bawah.

Apabila plantlet sudah tumbuh

kuat tanaman bias dipindahkan ke media

tanah atau lahan pertanian yang terkena sinar matahari

Keunggulan

keunggulan teknik kultur jaringa

n sebagai berikut :

1. Tidak memerlukan lahan luas untuk memproduksi banyak bibit tanaman

2. Menghasilkan bibit tanaman yang sifatnya identik dengan sifat induknya

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

3. Menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan dalam waktu singkat.

Berikut ini gam

bar contoh proses kultur jaringan

Gambar 12

Tehnik Kultur Jaringan

Sumber

pustekom

.kemdikbud

.go.id

Kloning

Kloning atau tranpalantasi atau pencangkokan nukleus digunakan untuk

menghasilkan individu

yang secara genetik dengan induknya. P

roses kloning

dilakukan dengan cara memasukkan inti sel donor ke sel telur yang

telah

dihilangkan inti selnya.

Selanjutnya, sel telur tersebut diberi kejutan listrik atau

zat kimia untuk memacu pembelahan sel. Ketika klon embrio telah mencapai

tahap yang s

esuai, embrio dimasukkan ke rahim hewan betina lainnya yang

sejenis. Hewan tersebut selanjutnya akan mengandung embrio yang ditanam dan

melahirkan anak hasil kloning.

Berikut ini contoh gambar proses kloning pada hewan

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Gambar 13

Proses Kloning Pada H

ewan

Sumber : https://www.slideshare.net

Teknik Bayi Tabung

Teknik bayi tabung bertujuan untuk membantu pasangan suami istri yang sulit

memperoleh keturunan. Hal ini dikarenakan berbagai faktor yang mungkin

dialami oleh pasangan suami dan istri tersebut

sehingga mengakibatkan

pembuahan tidak dapat terjadi, misalnya, tersumbatnya saluran telur.

Pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar tubuh induk betina (fertilisasi in

vitro). Sel telur yang telah dibuahi akan membentuk embrio. Selanjutnya embrio

ditana

m (diimplantasi) pada rahim seorang wanita yang diambil sel telurnya.

Embrio tersebut tumbuh menjadi anak yang siap dilahirkan. Berikut gambar

contoh proses teknik bayi tabung.

Gambar 14.

Proses Tehnik Bayi Tabung

Sumber :

https://nakita.grid.id

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Fusi Protoplasma

Fusi protoplasma disebut juga teknologi hibridoma yaitu teknik penggabugan

dua sel yang berasal dari jaringan berbeda sehingga menghasilkan sel hibrid yang

memiliki sifat kedua sel tersebut. Penggabungan s

el terjadi dalam suatu medan

listrik. Teknik ini digunakan untuk menghasilkan organisme transgenik. Teknik

fusi ptoplasma sebagai berikut :

Menyiapkan protoplasma dari tumbuhan

Menghilangkan dinding sel tumbuhan dan mengisolasi protoplasmanya

Menguji via

bilitias (aktivitas hidup) protoplasma yang diperoleh

Melakukan fusi protoplasma dalam suatu medan listrik

Menyeleksi hasil fusi protoplasma

Membiakkan hasil fusi protoplasma yang dikehendaki

Fusi protoplasma pada sel hewan atau manusia ddimanfaatkan

untuk

menghasilkan hibridoma (sel hibrid). Misalnya hasil fusi antara sel pembentuk

antibodi (sel limfosit B) dengan sel meloma (sel kanker).

Sel hibridoma yang

dihasilkan dapat membelah secara tidak terbatas seperti sel kanker, tetapi juga

menghasilkan s

el antibodi seperti limfosit B. Setiap sel hibridoma menghasilkan

antibodi yang sifatnya khas sehingga hibridoma yang dihasilkan harus diseleksi

terlebih dahuluuntuk selanjutnya digunakan. Berikut ini contoh gambar fusi

protoplasma.

Mikroorganisme sebagai

Pembasmi Hama Tanaman

Banyak bakteri yang hidup sebagai parasit pada jenis organisme saja dan tidak

mengganggu atau merugikan organisme jenis lainnya. Sifat mikroorganisme

semacam ini dapat dimanfaatkan dalam Bioteknologi pembasmian hama atau

dikenal deng

biological control

. Contohnya, adalah bakteri hasil rekayasa yang

disebut

bakteri minumes

, merupakan keturunan dari

Pseudomonas

. Bakteri ini

dapat melawan pembentukan es selama musim dingin. Contoh lain adalah

penggunan bakteri

Bacillus thuringensis

yan

g patogen terhadap ulat hama

tanaman. Pengembangan bakteri memberikan banyak keuntungan. Pembasmian

ulat hama dengan menggunakan

Bacillus thuringensis

ternyata tidak

menimbulkan dampak negatif kepada lingkungan serta tidak meninggalkan

residu.

Cara

lain

engatasi

hama

tanaman

adalah

dengan

menghambat

perkembangbiakan hewan hama. Caranya adalah menyemprotkan

feromon

insekta

pada lahan pertanian.

Feromon

adalah substansi yang dikeluarkan hewan

dan menyebabkan

Peran Mikroorganisme dalam Mengatasi Pencemaran

Salah satu dampak dari peledakan jumlah penduduk dan perkembangan

teknologi adalah pencemaran terhadap lingkungan. Sebenarnya, pada batas

batas tertentu lingkungan sekitar kita masih mampu membersihkan dirinya dari

segala macam zat pencemar. Namun, kalau j

umlahnya sudah melebihi

kemampuan lingkungan, maka untuk mengatasinya memerlukan keterlibatan

manusia.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan ini, para pakar telah mencoba

merekayasa mikroba untuk mendapatkan strain mikroba yang membantu

mengatasi

pencemaran, khususnya pencemaran limbah beracun. Apabila

konsentrasinya berada di atas ambang batas, maka akan mengancam

kelangsungan organisme yang lain.

Yang

dikembangkan saat

ini

antara

lain,

penanganan

limbah

oleh

mikroorganisme yang mampu menghasilka

n gas hidrogen. Mikroba tersebut

adalah

Clostridium butyrium

. Dalam hal ini, bakteri akan mencerna dan

menguraikan gula serta menghasilkan gas hidrogen. Gas ini dapat digunakan

sebagai bahan bakar yang tidak menimbulkan polusi.

Mikroorganisme sebagai Pem

isah Logam dari Bijihnya

Selama ribuan tahun, penyulingan minyak atau mineral dan memisahkan

tembaga dari bijih yang berkualitas rendah dengan proses

leaching

atau

meluluhkan. Pada 1957, berhasil dikembangkan teknik pemisahan tembaga dari

bijinya dengan me

nggunakan jasa bakteri.

Bakteri yang dapat memisahkan tembaga dari bijihnya adalah

Thiobacillus

ferooxidans

yang berasal dari hasil oksidasi senyawa anorganik khususnya

senyawa besi dan belerang. Bakteri ini termasuk jenis bakteri

khemolitotrop

atau

bakte

ri pemakan batuan. Bakteri

khemolitotrop

tumbuh subur pada lingkungan

yang miskin senyawa organik, karena mampu mengekstrak karbon langsung dari

di atmosfer.

Proses pemisahan tembaga dari bijihnya berlangsung sebagai berikut

Bakteri

Thiobacillus fero

oxidans

mengoksidasi senyawa besi belerang (besi

sulfida) di sekelilingnya. Proses ini membebaskan sejumlah energi yang

digunakan untuk membentuk senyawa yang diperlukannya. Selain energi,

proses oksidasi tersebut juga menghasilkan senyawa asam sulfat dan

besi

sulfat yang dapat menyerang batuan di sekitarnya serta melepaskan logam

tembaga dari bijihnya. Jadi, aktivitas

Thiobacillus ferooxidans

akan mengubah

tembaga sulfida yang tidak larut dalam air menjadi tembaga sulfat yang larut

dalam air.

Pada saat air

mengalir melalui bebatuan, senyawa tembaga sulfat (CuSO

)

akan ikut terbawa dan lambat laun terkumpul pada kolam berwarna biru

cemerlang.

Proses pemisahan logam dari bijihnya secara besar

besaran dapat dijelaskan

sebagai berikut.

Bakteri ini secara alam

i terdapat di dalam larutan peluluh. Penambang

tembaga akan menggerus batu pengikat logam atau tembaga dan akan

menyimpannya ke dalam lubang tempat buangan. Kemudian, mereka

menuangkan larutan asam sulfat ke tempat buangan tersebut. Saat larutan

peluruh me

ngalir melalui dasar tempat buangan, larutan peluluh akan

mengandung tembaga sulfat. Selanjutnya, penambang akan menambah logam

besi ke dalam larutan peluluh. Tembaga sulfat akan bereaksi dengan besi

membentuk besi sulfat yang mampu memisahkan logam tembag

a dari bijinya.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

CuSO

+ 2Fe

+ H

→ 2FeSO

+ Cu

+ 2H

Secara umum,

Thiobacillus ferooxidans

membebaskan tembaga dari bijih

tembaga dengan cara bereaksi dengan besi dan belerang yang melekat pada

batuan sehingga batuan mengandung senyawa besi dan belera

ng, misalnya

FeS

. Saat larutan peluluh mengalir melalui batu pengikat bijih, bakteri

mengoksidasi ion Fe

dan mengubahnya menjadi Fe

Unsur belerang yang terdapat dalam senyawa FeS

dapat bergabung dengan

ion H

dan molekul O

membentuk asam sulfat (H

) . Bijih yang

mengandung tembaga dan belerang, misalnya CuS, ion Fe

akan mengoksidasi

ion Cu

menjadi tembaga divalen atau Cu

. Selanjutnya, bergabung dengan

ion sulfat (SO

) yang diberikan oleh asam sulfat untuk membentuk CuSO

Dengan cara ters

ebut, bakteri tersebut mampu menghasilkan tembaga kelas

tinggi. Selain itu, bakteri pencuci, seperti

Thiobacillus

juga dapat digunakan

untuk memperoleh logam berkualitas tinggi, seperti emas, galiu, mangan,

kadmium, nikel, dan uranium.

Rekayasa Genetika

Keberhasilan

Watson

dan

Crick

menemukan model DNA, dan pemecahan masalah

sandi genetik oleh

Nirenberg

dan

Mather

membuka jalan bagi penelitian

penelitian selanjutnya di bidang rekayasa genetika. Sandi

sandi genetik pada gen

( DNA) ini digunakan untuk penen

tuan urutan asam

asam amino pembentuk

protein (enzim). Pengetahuan ini memungkinkan manipulasi sifat makhluk hidup

atau manipulasi genetik untuk menghasilkan makhluk hidup dengan sifat yang

diinginkan. Manipulasi atau perakitan materi genetik dengan mengga

bungkan

dua DNA dari sumber yang berbeda akan menghasilkan DNA rekombinan.

Penggunaan DNA dalam rekayasa genetika untuk menggabungkan sifat makhluk

hidup, karena DNA mengatur sifat

sifat makhluk hidup yang dapat diturunkan

dan struktur DNA dari makhluk hi

dup apapun adalah sama.

Ada beberapa cara untuk mendapatkan DNA rekombinan melalui rekayasa

genetika, di antaranya adalah teknologi plasmid, fusi sel (teknologi hibridoma),

dan transplantansi inti.

Teknologi Plasmid

Molekul DNA berbentuk sirkuler yang te

rdapat dalam sel bakteri atau ragi

disebut

plasmid

. Plasmid merupakan molekul DNA nonkromosom yang dapat

berpindah dari bakteri satu ke bakteri yang lain dan mempunyai sifat pada

keturunan bakteri sama dengan induknya.

Selain itu, plasmid juga dapat mempe

rbanyak diri melalui proses replikasi

sehingga dapat terjadi pengklonan DNA yang menghasilkan plasmid dalam

jumlah banyak. Karena sifat

sifat plasmid yang menguntungkan, maka plasmid

digunakan sebagai vektor atau pembawa gen untuk memasukkan gen ke dalam

el target.

Contoh aplikasi penggunaan teknologi plasmid yang telah dikembangkan

manusia adalah produksi insulin secara besarbesaran. Insulin dibuat di dalam

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

tubuh manusia dengan dikontrol oleh gen insulin. Insulin ini kemudian diambil

dari pulau langerhan

s tubuh manusia, lalu disambungkan ke dalam plasmid

bakteri. Untuk menghubungkan gen insulin dengan plasmid diperlukan

rekombinasi genetik. Dalam rekombinasi DNA dilakukan pemotongan dan

penyambungan DNA.

Proses pemotongan dan penyambungan tersebut menggu

nakan enzim pemotong

dan penyambung. Enzim pemotong dikenal sebagai enzim restriksi atau enzim

penggunting yang bernama

restriksi endonuklease

. Enzim pemotong ini

jumlahnya banyak dan setiap enzim hanya dapat memotong urutan basa tertentu

pada DNA. Hasil p

emotongannya berupa sepenggal DNA berujung runcing yang

komplemen. Selanjutnya, DNA manusia yang diinginkan disambungkan ke bagian

benang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim ligase DNA yang

mengkatalis ikatan fosfodiester antara dua rantai DNA.

Potongan DNA antara gen manusia dengan benang plasmid ini bisa menyambung

karena endonuklease yang digunakan untuk memotong DNA manusia dan

benang plasmid tersebut sama jenisnya. Sehingga, dihasilkan ujung

ujung yang

sama strukturnya.

Gen manusia dan plas

mid yang telah menyatu membentuk lingkaran plasmid ini

disebut

kimera

( DNA rekombinan ). Kimera tersebut kemudian dimasukkan ke

dalam sel target

E. coli

. Bakteri ini akan hidup normal dan memiliki tambahan

yang sesuai dengan sifat gen yang disisipkan. Bak

teri

E. coli

kemudian di kultur

untuk dikembangbiakkan. Bakteri tersebut kemudian mampu menghasilkan

hormon insulin manusia.

Hormon insulin ini akhirnya dapat dipanen untuk digunakan oleh orang yang

membutuhkannya. Keuntungan dari insulin hasil rekayasa g

enetik ini adalah

insulin tersebut

penyatuan dua sel dari jaringan atau spesies yang sama atau

berbeda sehingga dihasilkan sel tunggal yang mengandung gen

gen dari kedua

sel yang berbeda tersebut. Sel tunggal ini dinamakan

hibridoma

yang mempunyai

sifat

sifat kedua sel.

Contoh penggunaan teknologi hibridoma adalah produksi antibodi dalam skala

besar. Antibodi adalah protein yang dihasilkan oleh sel limfosit B atau sel T yang

bertugas melawan setiap benda asing (anti gen) yang masuk kedalam tubuh. Anti

di tertentu akan melawan antigen tertentu pula.

Dalam proses fusi sel, sel B

atau sel T dijadikan sebagai sel sumber gen yang memiliki sifat yang diinginkan,

yaitu mampu memproduksi anti bodi. Sedangkan, sel wadah atau sel target

digunakan sel mieloma atau

sel kanker yang mampu membelah diri dengan cepat

dan tidak membahayakan manusia.

Kemudian, sel B atau sel T difusikan dengan

sel mieloma. Untuk mempercepat fusi sel, digunakan fusi gen (zat yang

mempercepat terjadinya fusi). Contoh fusi gen adalah CSCl

polietilenglikol

(PEG), virus, dan NaNO

. Hasil fusi antara sel limfosit B dengan sel mieloma

menghasilkan hibridoma yang memiliki gen penghasil antibodi seperti induknya

(sel B) dan dapat membelah dengan cepat seperti sel mieloma.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Manfaat teknologi hibr

idoma yang lain, misalnya dalam pemetaan genom

manusia dan menyilangkan spesies secara genetik dalam sel eukariotik.

Gambar.16

Proses pembuatan insulin dengan teknologi plasmid

http://lensapejalan.blogspot.com/

Transplantasi Inti (nukleus)

Transplan

tasi inti (nukleus) ialah pemindahan inti dari sel satu ke sel yang lain.

Sehingga diperoleh individu baru yang mempunyai sifat sesuai dengan inti yang

diterima.

Transplantasi nukleus contohnya pada sel domba. Nukleus dari sel

sel ambing

domba yang diploid

dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti sehingga terbentuk

ovum berinti diploid dari ambing domba. Kemudian ovum melakukan

pembelahan mitosis berulangkali menghasilkan

morula

, kemudian

blastula

. Lalu

blastula diklonkan menjadi banyak sel dan inti dari setiap

sel diambil untuk

dimasukkan ke dalam ovum tak berinti yang berbeda sehingga terbentuk ovum

diploid dalam jumlah banyak. Masing

masing ovum dikultur secara

in vitro

dan

akhirnya setiap ovum menjadi individu baru yang memiliki sifat dan jenis

kelamin yang s

ama.

E. coli

dipilih sebagai sel target karena

E. coli

mudah diperoleh dan dipelihara,

tidak mengandung gen yang membahayakan dan dapat membelah diri setiap 20

menit sekali.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Rangkuman

Bioteknologi berasal dari istilah Latin, yaitu

Bio

(hidup),

tekno

(teknologi =

penerapan), dan

logos

(ilmu). Artinya, ilmu yang

mempelajari penerapan prinsip

prinsip biologi

Bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa

yang bertujuan untuk meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagi

an dari

organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan barang dan jasa.

Terdapat 4 prinsip dasar

bioteknologi, yaitu: Penggunaan agen biologi

menggunakan metode tertentu

bioteknologi merupakan upaya

upaya yang dapat

dilakukan oleh manusia

untuk memperoleh produk

produk yang dapat

bermanfaat dalam kehidupan

Ilmu

ilmu pendukung

dalam bioteknologi

diantaranya adalah mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi

sel, teknik kimia, dan

enzimologi. Saat ini,

aplikasi bioteknologi tidak hanya pada mi

kroorganisme saja,

namun pada tumbuhan dan hewan.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Latihan Soal

Kerjakan semua soal di bawah ini di kertas, kemudian cocokan dengan

jawaban atau

pembahasan di lembar berikutnya

Soal Uraian

Tuliskan pengertian

iote

knologi!

Tuliskan kelebihan bioteknologi konvensional!

Tuliskan kel

ebihan bioteknologi modern !

Jelaskan kele

mahan

iotehnologi

odern !

Tuliskan

manfaat biote

nologi

radisional !

Soal Pilihan Ganda

Perhatikan ciri

ciri bioteknologi berikut !

Perbaikan geneti

tidak terarah.

Hasil tidak dapat diperkirakan

Memerlukan waktu relative lama

Pengaruh jangka panjan

g belum diketahui

Memerlukan teknologi canggih

Ciri bioteknologi konvensional ditunjukkan oleh angka

....

1), 2), dan 3)

1), 3), dan 5)

2), 3), dan 4)

2), 4), dan 5)

3),4), dan 5)

Kloning merupakan salah satu teknik dalam bioteknologi modern yang dapat

dila

kukan dengan cara

....

menggabungkan dua sel yang berasal dari jaringan yang berbeda dalam suatu

medan listrik

menyisipkan gen asing ke organisme sehingga diperoleh sifat yang tidak sama

dengan induknya.

menumbuhkan jaringan atau sel tumbuhan dalam suatu me

dia buatan secara

septi

memasukkan inti sel donor ke sel telur yang telah dihilangkan inti selnya

membiakkan sel telur dan sel sperma secara in vitro di laboratorium.

Dalam teknik kultur jaringan, bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media

kultur d

inamakan

....

Kalus

Eksplan

Planlet

Jaringan

Subkultur

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Teknologi DNA rekombinan dimanfaatkan dalam dunia kesehatan untuk

memproduksi vaksin. Prinsip pembuatan vaksin dengan teknologi ini adalah..

mengisolasi gen pengkode senyawa antigen dari mikrob inangnya

untuk

dilemahkan dan meghasilkan antigen murni

mensterilkan gen pengkode senyawa antigen pada sel mikrob untuk disisipi

dengan plasmid pengode vaksin

memotong gen pengode senyawa antigen pada mikrob untuk digabungkan

dengan sel tubuh

menyimpan sel inti

tubuh dengan sel pengode seyawa pathogen pada plasmid

mikrob

menyuntikkan mikrob pathogen yang sudah dilemahkan ke tubuh sehat agar

terbentuk

antibodi.

Pada teknik perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan, perkembangan

tanaman yang dilalui secara be

rurutan adalah

....

Kalus

plantlet

eksplan

Eksplan

plantlet

kalus

Eksplan

kalus

plantlet

Plantlet

kalus

eksplan

Plantlet

eksplan

kalus

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Kunci jawaban latihan soal Essay

Kunci Jawaban

Skor

ioteknologi berarti sebagai teknologi yang memanfaatkan

rganisme atau bagian

bagiannya untuk mendapatkan barang dan

jasa dalam skala industry untuk memenuhi kebutuhan manusia.

Biaya produksi murah

Teknologi menggunakan peralatan sederhana

Pengaruh jangka panjang sudah dikatahui

Hasil dapat d

iperhitungkan

Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian

genetic.

Perbaikan genetic dapat dilakukan secara terarah

Menghasilkan individu yang memiliki sifat baru (tidak sama)

dengan sifat alaminya

Biaya produksi relative mahal

Menjadikan jenis

tanaman mono

ultur.

Menyebabkan degradasi gen jenis lo

al.

Memerlukan teknologi canggih

Pengaruh jangka panjang belum diketahui

Meningkatkan kandungan protein pada makanan.

Memiliki nilai ekonomi yang lebih tinggi.

Meningkatkan hasil pertanian

tanpa menghilangkan gen

aslinya.

Biaya yang dikeluarkan relatip murah

Kunci jawaban

dan pembahasan soal pilihan ganda

Kunci

jawaban

Rubrik

Skor

Perbaikan genetic tidak terarah

Memerlukan waktu relatif lama

Belum ada pengkajian prinsip

prin

sip ilmiah

Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya

Tidak dapat mengatasi mengatasi ketidaksesuain

genetic

Reproduksi dalam skala kecil

Proses relative belum steril

Kualitas hasil belum terjamin

Proses kloning dilakukan dengan cara memasukkan

inti

sel donor ke sel telur yang

telah dihilangkan inti selnya.

Selanjutnya, sel telur tersebut diberi kejutan listrik atau

zat kimia untuk memacu pembelahan sel. Ketika klon

embrio telah mencapai tahap yang sesuai, embrio

dimasukkan ke rahim hewan betina

lainnya yang

sejenis. Hewan tersebut selanjutnya akan mengandung

embrio yang ditanam dan

melahirkan anak hasil

kloning.

Sterilisasi eksplan dengan cara merendam eksplan

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

dalam bahan kimia (sterilan) selama beberapa

menit, lalu cuci dengan air ster

il.

Penanaman eksplan pada media kultur pada

medium

agar yang telah dibuat.

Meletakkan botol yang berisi eksplan dalam

ruangan yang suhu dan penyinaran terkontrol

hingga terbentuk kalus.

Subkultur dilakukan beberapa kali sampai kalus

tumbuh menjadi plantl

et.

Plantlet dikeluarkan dari botol dan akarnya

dibersihkan dengan air bersih

Plantlet ditanam kedalam pot

pot kecil dan

diletakkan ditempt yang tidsk tertera

saat sudah

kembali un ta bawah.

Apabila plantlet sudah tumbuh

kuat tanaman bias

dipindahkan ke

media tanah atau lahan pertanian

yang terkena sinar matahari

Teknik

teknik tersebut meliputi:

Teknik untuk

mengisolasi DNA.

Teknik untuk memotong DNA.

Teknik untuk menggabung atau menyambung DNA.

Teknik untuk memasukkan DNA ke dalam sel hi

dup.

Pada teknik perbanyakan tanaman melalui kultur

jaringan, perkembangan tanaman yang dilalui secara

berurutan

Kalus

plantlet

eksplan

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban yang terdapat di bagian akhir modul

ini. Hitunglah jawaban yan

g benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk

mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar 1.

Nilai =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎

ℎ

𝑆𝑘𝑜𝑟

𝑃𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒

ℎ

𝑎𝑛

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎

ℎ

𝑆𝑘𝑜𝑟

𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚

x 100 %

Konversi tingkat penguasaan:

100%

= baik sekali

89% = baik

79% = cukup

< 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan dengan

Kegiatan Belajar 2. Bagus! Jika masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi materi

Kegiatan Belajar 1, terutam

a bagian yang belum dikuasai.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Penilaian Diri

Jawablah pertanyaan

pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggungjawab!

No.

Pertanyaan

Jawaban

Apakah Anda telah mengetahui pengertian dan prinsip

dasar bioteknologi?

Tidak

Apakah

Anda

telah

meng

identifikasi

jenis

bioteknologi?

Tidak

Apakah Anda telah mengetahui berdasarkan jenis

produk dan

jasa teknik yang digunakan dalam

bioteknologi modern?

Tidak

Apakah Anda telah mengidentifikasi penerapan

bioteknologi diberbagai bidang?

Tidak

Apakah Anda telah mengetahui dampak penerapan

bioteknologi bagi kehidupan?

Tidak

Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama

pada bagian yang masih "Tidak".

Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanju

tkan ke pembelajaran

berikutnya.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

KEGI

ATAN PEMBELAJARAN 2

Penerapan Bioteknologi

Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran

ini diharapkan

mampu:

Memberi

contoh

contoh penerapan bioteknologi di

berbagai bidang

engidentfikasi dampak penerapan bioteknologi

Uraian Materi

Penerapan

bioteknologi

Saat ini b

ioteknologi

sudah dikembangkan di berbagai bidang dengan tujuan untuk

menghasilkan produk

barnag dan jasa

yang

memberikan manfaat bagi manusai.

Bidang p

angan

Dalam bidang pangan, bioteknologi konvensional telah banyak menghasilkan

roduk yang sudah sering dikonsumsi oleh manusia, diantaranya tempe, kecap,

tapai, roti, yoghurt, keju, mentega, minuman beralkohol, sayuran fermentasi

(acar), nata de coco.

Bioteknologi modern dalam pangan misalnya berupa PST

(protein sel tunggal) dan mikr

oprotein.

Protein Sel Tunggal (PST)

PST adalah suatu istilah untuk menyebut protein yang berasal dari

organismeuniseluler dan multiseluler yang strukturnya sederhana. PST

dapat dibuat dari

bakteri,

alga maupun jamur.

Mikroorganisme penghasil PST mempunyai

beberapa keunggulan sebagai

berikut:

Mempunyai kemampuan berkembang biak relatif cepat

Mempunyai

kandungan

protein

lebih

tinggi

dari

protein

hewan/tumbuhan

Dapat menggunakan substrat limbah sebagai media kultur

Mikroba yang dapat digunakan untuk membu

at PST adalah

Saccharomiyces

cerevisiae

dan

Candida utilis

. Protein yang dihasilkan kedua mikrob ini

mengandung asam nukleat tinggi sehingga tidak cocok bagi manusia. PST

yang dihasilkan dari kedua mikrob hanya digunakan sebagai suplemen

makanan ternak. Mi

krob

lainnya yang digunakan adalah

Spirulina

dan

Chlorella.

Mikoprotein

Mikoprotein merupakan bahan makanan sumber protein yang berasal dari

miselium jamur.

Bidang pertanian dan peternakan

Bidang pertanian

Padi transgenik

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Contoh : padi rojolele transgen

ik yang mampu mengekspresikan laktoferin

dan tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin. Cara mendapatkan

tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin yaitu dengan memasukkan

gen tahan dingin dari hewan yang hidup di tempat dingin ke dalam

kromosom tan

aman padi.

Tembakau resisten terhadap virus

Contoh : tanaman tembakau yang tahan terhadap penyakit TMV. Untuk

mendapatkannya dilakukan dengan cara menggabungkan plasmid T dengan

gen yang tahan terhadap penyakit TMV dan dimasukkan ke kromosom

tembakau. Kro

mosom tersebut diperbanyak melalui teknik kultur jaringan.

Bunga antilayu

Contoh: bunga anyelir transgenik yang mampu bertahan segar selama 3

minggu, sementara itu, anyelir normal hanya mampu bertahan selama 3 hari.

Buah tanpa busuk

Contoh : Buah yang teta

p segar dalam waktu yang lama. Untuk

mendapatkannya dilakukan dengan cara menghambat kerja dari gen

penghasil etilen

Tanaman kapas antiserangga

Tanaman kapas ini diperoleh dengan memasukkan gen delta endotoksin

Bacillus thuringiensis ke tanaman kapas mela

lui teknik DNA rekombinan.

Tanaman tersebut akan memproduksi protein delta endotoksin yang akan

berekasi dengan enzim yang diproduksi lambung serangga, sehingga enzim

ttersebut akan berubah menjadi racun. Jika serangga memakan tanaman

tersebut maka akan me

ngalami keracunan hingga mati.

Pembuatan pupuk organi

Contoh : pupuk superfosfat yang dibuat melalui teknologi Bio

menggunakan mikoorganisme pelarut fosfat.

Bidang peternakan

Sapi perah dengan hormon

manusia

ontoh: sapi Herman

Sapi Herman merupaka

n contoh teknologi DNA rekombinan. Teknik ini

dilakukan dengan menyisipkan gen laktiferin dari manusia yang akan

memproduksi HLF (Hunan laktiferin)kepada sapi perah. Dengan penyisipan

akan dihasilkan sapi yang mengandung laktiferin

Bovin Somatotrop

Teknol

ogi ini dilakukan dengan menyisipkan gen somatotropn sapi pada

plasmid Escherichia coli untuk menghasilkan BST, BST yang ditambahkan pada

makanan ternak sehingga dapat meningkatkan produksi daging dan susu

ternak.

Bidang Kedokteran

Antibiotik

Pembuatan an

tibiotik termasuk penerapan bioteknologi konvensional.

Antibiotik adalah senyawa yang dihasilkan oleh mikroorganisme u

ntuk

menghambat pertumbuhan mik

oorganism

lain. Mikroorganisme yang

dimanfaatkan mengha

silkan antibiotik antara lain :

Jamur

Cephalosporiu

m sp

, penghasil antibiotik sefa

losporin untuk

membunuh bakteri

yang kebal terhadap penicillin.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

akteri

Streptomyces griseus

, menghasilkan antibioti

streptomisin untuk

membunuh

bakteri yang kebal terhadap

antibiotik

penisilin dan

sefalosporin.

Jamur

Penici

llium notatum

dan

Penicillium chrysogenum

menghasilkan

antibiotic penisilin untuk melawan infeksi yang disebabkan oleh bakteri

Staphylococcus.

Insulin

Merupakan hormon yang diproduksi kelenjar pancreas dan berfungsi

mengatur kadar gula dalam darah. Berikut

ini gambar dari langkah

langkah pembuatan

insulin.

Gambar 17. Langkah Pembuatan Insulin

Sumber : https://www.nafiun.com

Vaksin

transgeni

Vaksin adalah siapan antigen yang dimasukkan ke tu

buh untuk memicu

terbentuknya si

stem kekebalan tubuh. Pembuat

an vaksin dilakukan

melalui teknik DNA rekombinan dengan mengisolasi gen yang mengode

senyawa penyebab penyakit (antigen) dari mikro yang bersangkutan.

Berikut ini gambar skema pembuatan vaksin transgenik.

Antibodi Monoklonal

Pembuatan antibody monokonal

menggunakan prinsip fusi protoplasma,

yaitu dengan cara menggabungkan dua sel dari jaringan yang sama atau

dua sel dari organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Fusi

tersebut menghasilkan sel

sel yang dapat menghasilkan antibodi

sekaligus memperba

nyak diri secara terus â€“menerus seperti sel kanker

yang dinamakan antibodi monoklonal. Berikut ini gambar proses

pembuatan antibodi monoklonal melalui rekayasa genetika.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Gambar 19

. Fusi Protoplasma

Sumber :

https://id.quora.com/

Interferon

Interfer

on adalah protein yang dibentuk secara alami oleh sel

sel system

imun, misalnya sel darah putih dan fibroblast. Secara komersial

interferon diproduksi dengan menggunakan teknologi DNA rekombinan.

Interferon dikatakan juga sebagai senyawa protein yang mampu

memacu

pertahanan tubuh manusia untuk melawan kuman penyakit, seperti virus,

bakteri, kanker, dan senyawa asing lainnya.

Bidang Lingkungan

Aplikasi bioteknologi di bidang lingkungan digunakan untuk menangani

pencemaran lingkungan. Misalnya pada proses p

emurnian logam, bahan tambang

pada umumnya masih terikat dengan bijihnya (kotoran), untuk itu dibutuhkan

bahan kimia untuk memurnikannya. Bahan

bahan kimia tersebut

banyak yang

dibuang sebagai limbah. Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan

menggunakan

bakteri

Thiobacillus

ferrooxidans.

Bakteri

ini

mampu

mengoksidasi belerang yang mengikat logam sehingga pencemaran lingkungan

akibat limbah penambangan dapat dikurangi.

Bioteknologi juga diterapkan untuk mengatasi pencemaran akibat tumpahan

minyak di laut

. Tumpahan minyak tersebut dapat diatasi dengan memanfaatkan

bakteri Pseudomonas putida. Bakteri tersebut mampu menguraikan ikatan

hidrokarbon pada minyak bumi.

Dampak Penerapan Bioteknologi bagi Kehidupan

Dampak di bidang lingkungan

Dampak Positif

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Ditemu

kannya tumbuhan transgenic yang tahan terhadap serangga,

sehingga dapat mengurangi penggunaan pestisida

Mengatasi

pencemaran

limbah

dengan

enggunakan

bakteri

Thiobacillus

ferrooxidans yang dapat memisahkan logam dari bijinya

Dampak Negatif

Menimbulkan k

erusakan pada ekosistem

Tanaman kapas anti serangga dapat membunuh ha

ma dan organisme

bukan target

seperti kupu

kupu dan lebah yang menghisap necta

tanaman tersebut. Akibatnya

banyak jenis serangga yang mati sehingga

merusak eko

sistem, selain itu juga

atinya serangga dalam jumlah besar

dapat mengganggu kelangsungan hidup

organisme pemakan serangga.

Hilangnya plasma nutfah

Dengan dibudidayakan organisme transgenic dapat membuat organisme

local semakin tersingkir sehingga dapat menimbulkan hilangnya pl

asma

nutfah local (alami). Oleh karena itu pembudidayaan tanaman transgeni

dapat mengakibatkan punahnya makhluk hidup dalam suatu ekosistem

Dampak di Bidang Sosial

Ekonomi

Dampak positif

erjadinya persaingan untuk mencari tanaman

atau hewan varieta

s baru

melalui rekayasa genetika yang terjadi dikalangan industry.

Dampak Negatif

esenjangan ekonomi dan sosial pada masyarakat karena produk dari

petani dan peternak tradisional mulai tersisih.

Dampak terhadap kesehatan

Dampak Positif

danya penemuan pr

oduk

produk obat maupun

hormone hasi rekayasa genetika

sehingga produk tersebut lebih murah,

Dampak negatif

enggunaan produk kesehatan hasil rekayasa genetika

dapat mengakibatkan timbulnya alergi, bahkan beberapa produk

transgenik dapat mengakibatkan ses

eorang menjadi resisten terhadap

beberapa jenis

antibiotic

Etika Moral

Penerapan teknologi kloning yang dikhawatirkan akan diterapkan pada

manusia dianggap merendahkan martabat manusia. Kloning pada manusia

sangat ditentang karena tidak sesuai denga etika

moral dan melangar aturan

agama.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Rangkuman

Dalam bidang pangan, bioteknologi konvensional telah banyak menghasilkan

produk yang sudah sering dikonsumsi oleh manusia, diantaranya tempe, kecap,

tapai, roti, yoghurt, keju, mentega, minuman beralkohol

, sayuran fermentasi (acar)

nata de coco.

Bioteknologi modern dalam pangan misalnya berupa PST (protein sel

tunggal) dan mikroprotein.

Pembuatan antibody monokonal menggunakan prinsip fusi protoplasma, yaitu

dengan cara menggabungkan dua sel dari jaringan

yang sama atau dua sel dari

organisme yang berbeda dalam suatu medan listrik. Fusi tersebut menghasilkan

sel

sel yang dapat menghasilkan antibodi sekaligus memperbanyak diri secara

terus â€“menerus seperti sel kanker yang dinamakan antibodi monoklonal.

rikut ini gambar proses pembuatan antibodi monoklonal melalui rekayasa

genetika.

Aplikasi bioteknologi di bidang lingkungan digunakan untuk menangani

pencemaran lingkungan. Misalnya pada proses pemurnian logam, bahan tambang

pada umumnya masih terikat deng

an bijihnya (kotoran), untuk itu dibutuhkan

bahan kimia untuk memurnikannya. Bahan

bahan kimia tersebut

banyak yang

dibuang sebagai limbah. Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan

menggunakan bakteri Thiobacillus ferrooxidans. Bakteri ini mampu mengoks

idasi

belerang yang mengikat logam sehingga pencemaran lingkungan akibat limbah

penambangan dapat dikurangi.

Bioteknologi juga diterapkan untuk mengatasi pencemaran akibat tumpahan

minyak di laut. Tumpahan minyak tersebut dapat diatasi dengan memanfaatkan

bakteri Pseudomonas putida. Bakteri tersebut mampu menguraikan ikatan

hidrokarbon pada minyak bumi.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Latihan Soal

Kerjakan semua soal di bawah ini di kertas, kemudian cocokan dengan

jawaban atau

pembahasan di lembar berikutnya

Soal Uraian

Tul

iskan penerapan Bioteknologi bidang pangan!

Tuliskan keunggulan Mikroorganisme penghasil PST!

Tuliskan penerapan Bioteknologi bidang pertanian

Tuliskan dampak Biotehnologi bagi Plasma nutfah!

Tuliskan dampak Biotehnologi bagi Lingkungan

Soal

Pilihan Gan

Kloning merupakan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan individu yang

secara genetik identik dengan induknya. Teknologi ini apabila diterapkan pada

berbagai jenis hewan dalam jangka waktu panjang dapat menyebabkan dampak

negatif yaitu

....

akan terja

di isolasi reproduksi antar spesies

menghasilkan individu berumur pendek

akan terjadi kepunahan secara missal

menurunkan jumlah anggota populasi

menurunkan keanekaragaman hayati

Streptomisin merupakan salah satu jenis antibiotik yang dihasilkan oleh bakte

Streptomyces griseus. Antibiotic tersebut dimanfaatkan manusia untuk

....

menghambat pertumbuhan mikroorganisme pathogen

meningkatkan kekebalan tubuh

melarutkan darah beku

mengurangi rasa sakit

menurunkan demam

Bunga anyelir transgenik tahan terhadap kel

ayuan karena

....

telah disisipi gen yang mengode poduksi etilen

telah direkayasa agar tidak menghasilkan sitokinin

telah disisipi gen laktoferin sehingga tidak mudah busuk

telah disisipi gen yang kurang sensitive terhadap etilen

disilangkan dengan anyelir

transgenic yang mampu bertahan segar dalam

waktu lama

Bioteknologi tidak selalu aman bagi lingkungan. Tanaman transgenic

dikhawatirkan menimbulkan ancaman terhadap lingkungan berupa

....

tanah menjadi tandus akibat pemakaian pupuk kimia

timbulnya wabah penya

kit baru yang sulit diobati

bakteri dan jamur pembusuk meningkat jumlahnya

membutuhkan banyak pestisida untuk membunuh hama

terjadinya pencemaran gen apabila menyerbuki tanaman sejenis

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Bakteri

Pseudomonas putida

mampu mendegradasi tumpahan minyak bumi di

laut

dengan cara

....

memutus ikatan karbon

memutus ikatan aldehid

memfermentasi minyak bumi menjadi polyester

mereaksikan asam sulfat dengan minyak bumi

mendegradasi minyak bumi menjadi gas metana

Cocokkanlah jawaban Anda dengan Kunci Jawaban yang terdapat

di bagian akhir

modul ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk

mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Kegiatan Belajar

Nilai =

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎

ℎ

𝑆𝑘𝑜𝑟

𝑃𝑒𝑟𝑜𝑙𝑒

ℎ

𝑎𝑛

𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎

ℎ

𝑆𝑘𝑜𝑟

𝑀𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚

x 100 %

Konversi tingkat penguasaan:

100% = baik sekali

89% = baik

79% = cukup

< 70% = kurang

Apabila mencapai tingkat penguasaan 80% atau lebih, Anda dapat meneruskan

dengan Kegiatan Belajar

pada modul selanjutnya.

Jika masih di baw

ah 80%, Anda

harus mengulangi materi Kegiatan Belajar

, terutama bagian yang belum dikuasai.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Kunci jawaban soal uraian

Kunci Jawaban

Skor

Dalam bidang pangan

, bioteknologi konvensional telah banyak

menghasilkan produk yang sudah sering dikonsumsi oleh manusia,

diantaranya tempe, kecap, tapai, roti, yoghurt, keju, mentega,

minuman beralkohol, sayuran fermentasi (acar) , nata de coco

Mempunyai kemampuan b

erkembang biak relatif cepat,

Mempunyai kandungan protein lebih tinggi dari protein

hewan/tumbuhan, Dapat menggunakan substrat limbah sebagai

media kultur.

Tananman padi trnsgeni, kapas trangenik, produksi bungan

tanpa layu, tembakau resisten terhad

ap viru, buah

jarang busuk.

Tanaman kapas ini diperoleh dengan memasukkan gen delta

endotoksin Bacillus thuringiensis ke tanaman kapas melalui

teknik DNA rekombinan. Tanaman tersebut akan memproduksi

protein delta endotoksin yang akan berekasi dengan enzim

yang

diproduksi lambung serangga, sehingga enzim ttersebut akan

berubah menjadi racun. Jika serangga memakan tanaman

tersebut maka akan mengalami keracunan hingga mati

Menjadikan tanaman bersifat monokultur, serangga yang

berfungsi untuk penyerbuka

n akan mati, degradasi tanaman

yang bersifat lokal

Aplikasi bioteknologi di bidang lingkungan digunakan untuk

menangani pencemaran lingkungan. Misalnya pada proses

pemurnian logam, bahan tambang pada umumnya masih terikat

dengan bijihnya (kotoran),

untuk itu dibutuhkan bahan kimia

untuk memurnikannya. Bahan

bahan kimia tersebut

banyak

yang dibuang sebagai limbah. Permasalahan tersebut dapat

diatasi dengan menggunakan bakteri Thiobacillus ferrooxidans.

Bakteri ini mampu mengoksidasi belerang yang me

ngikat logam

sehingga pencemaran lingkungan akibat limbah penambangan

dapat dikurangi.

Kunci jawaban dan pembahasan soal pilihan ganda

Kunci

Jawaban

Skor

Berkurangnya keaneka ragaman suatu spesies, karena

individu yang dihasilkan da

ri proses pengkloningan sama

persis dengan DNA maupun sifat dan fisik induknya.

Individu hasil kloning sel

selnya diperoleh dari induknya.

Ini berarti umur sel

sel hasil kloning pun sama dengan

umur sel

sel induknya. Oleh karena itu, individu hasil

kloning

pun akan memiliki umur sama dengan induknya.

Streptomycin

adalah

obat

golongan

antibiotik

aminoglikosida

yang

berfungsi

untuk

mengatasi sejumlah infeksi bakteri, salah satunya

uberkulosis. Obat ini bekerja dengan membunuh atau

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

mencegah pertumbuhan bakteri penyebab infeksi

Bunga anyelir hasil dari tranformasi genetika akan

menyebabkan bunga memproduksi etiles sihingga bunga

tahan terhadap kelayuan lebih lama.

ampak negatif tanaman rekayasa genetika bagi

lingkungan yang sangat merusak yakni hilangnya

keanekaragaman hayati. Ini dapat terjadi salah satunya

melalui polusi gen. Tanaman transgenik dikhawatirkan

dapat mengancam pertumbuhan varietas asli tanaman

dengan

menyebarkan serbuk sarinya sehingga terjadi

persilangan atau pertukaran gen dengan tanaman asli

yang mengakibatkan tanaman berubah menjadi tanaman

transgenik seluruhnya atau dengan kata lain terjadi

penularan

sifat

ermutasinya

pada

tanaman

non

transgenik

Kemampuan

bakteri

Pseudomonas

sp.

dalam

mendegradasi hidrokarbon dan dalam menghasilkan

biosurfaktan

menunjukkan

bahwa

isolat

bakteri

Pseudomonas sp berpotensi untuk digunakan dalam

upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran

hidrokarbon.

Penilaian Diri

Jawablah pertanyaan

pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggungjawab!

No.

Pertanyaan

Jawaban

Apakah Anda telah mengetahui contoh

contoh penerapan

bioteknologi bidang Pangan?

Tidak

Apakah Anda telah mengetahui contoh

contoh

penerapan

bioteknologi bidang pertanian?

Tidak

Apakah Anda telah mengetahui contoh

contoh penerapan

bioteknologi bidang peternakan?

Tidak

Apakah Anda telah mengetahui contoh

contoh penerapan

bioteknologi bidang Kedokteran?

Tidak

Apakah

Anda telah mengetahui dampak Penerapan

Bioteknologi bagi Kehidupan?

Tidak

Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada

bagian yang masih "Tidak".

Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran

berikutnya.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

VALUASI

Jawablah pertanyaan berikuti ini dengan tepat !

Berbagai contoh produk bioteknologi.

Minuman beralkohol

Domba kloning

Hormon interferon

Tape ketan

Antibodi monoklonal

Produk bioteknologi modern adalah .....

1, 2 dan 3

1, 3 dan 4

2, 3

dan 4

2, 3 dan 5

3, 4 dan 5

Penerapan Bioteknologi untuk mendapatkan varietas

varietas unggul akan menjurus

pada....

menurunkan kualitas lingkungan

menurunkan kualitas produk pertanian

meningkatnya keanekaragaman ekologi

meningkatnya keanekaragaman genetik

meningkatnya jenis hama tanaman

Mikroorganisme yang efektif untuk pembuatan sel tunggal adalah ....

Spirulina

dan

Fusarium

Bakteri dan jamur

Spirulina

dan

Chlorella

Penicillium

dan

Saccharomyces

Chlorella

dan

Penicillium

Dalam pembuatan yoghurt, susu kent

al, ditanami mikroba sejenis

Streptococcus

Thermophillus

. Tujuannya adalah ....

menurunkan lemak dan asam

menurunkan suhu dan asam

meningkatkan cita rasa

meningkatkan keasaman

menurunkan kadar asam

Tahap

tahap teknologi plasmid untuk memproduksi insulin a

dalah ....

pemotongan plasmid

→

gen insulin

→

bakteri

gen insulin dipotong

→

cangkok ke bakteri

→

plasmid

pemotongan gen insulin

→

plasmid

→

bakteri

bakteri dipotong

→

gen insulin

→

plasmid

gen insulin

→

bakteri

→

plasmid

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

Hibridoma sering digunakan untuk me

mperoleh antibodi. Sel hibridoma merupakan

peleburan dari ....

virus dan bakteri

kanker dan limfosit

bakteri dan sel limfosit

bakteri dan kanker

virus dan sel limfosit

Penolakan masyarakat terhadap penanaman kapas transgenik di Sulawesi, karena

menimbulkan

kekhawatiran pada ekosistem yakni ......

Kapas transgenik tidak ekonomis

Teknik pembentukan kapas transgenik menggunakan virus

Kapas transgenik diduga membawa penyakit menular berbahaya

Pergeseran biodiversitas tanaman kapas asli secara besar

besaran

Kapa

s transgenik sulit dirawat oleh petani stempat

Proses pembentukan organism baru, yang secara alamiah tidak mungkin terjadi di

alam dapat diperoleh dengan cara teknik rekayasa genetika. Teknik rekayasa

genetika didukung/ ditunjang oleh adanya hal

hal beri

kut,

kecuali

....

Ditemukan enzim endonuklease restriksi

Adanya sel yang mampu berfusi

Adanya teknik fermentasi

Ditemukan enzim ligase

Ditemukannya plasmid

Bioteknologi dapat diterapkan untuk mengubah dan meningkatkan nilai tambah

pangan, serta pembuatan su

mber pangan baru dengan bantuan mikroba. Hubungan

yang benar antara mikroba dengan produk yang dihasilkan adalah ......

Jenis Mikroba

Produk Makanan/

Minuman

Acetobacter xylinum

Candida utilis

Rhizopus oligosporus

Lactobacillus bulgaricus

Pen

illium camemberti

Keju lunak

Tempe

Protein sel tunggal (PST)

Yoghurt

Nata de coco

10.

Pemanfaatan aplikasi bioteknologi untuk pemenuhan kebutuhan pangan sudah mulai

beralih ke pemanfaatan PST (Protein Sel Tunggal) karena memiliki kelebihan kecuali

...

ilai ekonomi tinggi

sumber energinya cukup banyak

kadar protein tinggi ± 80%

media pembiakannya selulosa, methanol atau minyak bumi

semua orang bisa melakukannya

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

11.

Bioteknologi di bawah adalah ...

A. Hibridoma

B. Kloning

C. Tr

ansplantasi gen

D. Kultur jaringan

E. Transplantasi nucleus

12.

Berikut ini beberapa bahan makanan yang difermentasikan oleh mikroorganisme

dengan produk

produknya :

Hubungan yang benar antara bahan mentah dengan mikroorganisme dan produknya

adalah ...

A. 1 dan 2

B. 1 dan 4

C. 2 dan 3

D. 3 dan 4

E. 3 dan 5

13.

Perhatikan pernyataan ini !

Kultur jaringan dapat meningkatkan produksi suatu tanaman.

Rekayasa genetika dapat meningkatkan kualitas dari tanaman pangan.

Cara konvensional peningkatan m

utu pengadaan pangan umumnya lebih mudah

diterima masyarakat dari produk bioteknologi.

Produk biotektologi dikhawatirkan menjadi bahan polutan biologi.

Yang menunjukkan kekurangan dari bioteknologi adalah ....

A. 1 dan 2

B. 1 dan 3

C. 1 dan 4

D. 2 d

an 3

E. 3 dan 4

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

14.

Berikut ini pernyataan tentang pengelolaan limbah dengan menggunakan

mikroorganisme.

Untuk memberantas hama dapat digunakan pestisida biologi

Pestisida biologi berupakan mikroorganisme

pestisida biologi berfungsi mengganti b

ahan kimia pembasmi insekta hama

Untuk mempercepat r

produksi hama dapat digunakan feromon insekta

Feromon insekta merangsang insekta untuk melakukan perkawinan

Pernyat

aan di atas yang benar adalah ...

A. 1

–

B. 1

–

C. 2

–

D. 2

–

15.

Berikut ini merupakan peranan bakteri dalam

pemisahan logam :

Thiobacillus ferooxidans

tumbuh pada li

ngkungan yang mengandung zat org

anik

Thiobacillus ferooxidans

adalah salah satu spesies kemolitotrop (bakteri pemakan

batuan)

Bakteri Khemo

otrop memperoleh energi dari oksidasi zat organik

Para penambang mineral melakukan pembiakan murni terhadap Thiobacillus

ferooxidans untuk pemisahan logam murni

Pernyataan di atas, yang benar ditunjukkan oleh nomor ...

A. 1 dan 2

B. 1 dan 3

C. 1 dan

D. 2 dan 3

E. 2 dan 4

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

KUNCI

JAWABAN

Nomor

soal

Kunci jawaban

Nomor

soal

Kunci jawaban

Nomor

soal

Kunci jawaban

11.

12.

13.

14.

10.

15.

Modul biologi Kelas . XII KD 3.10

@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jend

ral PAUD, DIKDAS dan DIKMEN

DAFTAR PUSTAKA

Aryil

ina, Diah. Dkk, 2007.

Biologi SMA dan MA untuk Kelas XII

, Jakarta, Erlangga

Kusumawati, Rohana. 2010 Biologi Untuk SMA/MA. Klaten: Intan Pariwara

Pariwara. Mulyati,

R. 2008.

Bioteknologi di Sekitar Kita

. Klaten: Intan Pariwara.

Pratiwi, Bakti. 2018.

Biologi SMA/MA

. Bandung: YMARA WIDYA

Irmaningtyas. 2014.

Biologi untuk SMA/MA Kelas XI

Kelompok peminatan Matematika dan

Imu Alam

. Jakarta: Erlangga

Safitri, Ririn. 2016.

Buku Guru Biologi Untuk SMA/MA

Kelas XII. Surakarta:

Mediatama