SKL 10 Menjelaskan prinsip-prinsip dan aplikasi bioteknologi

Indikator : Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi

 

A.                Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup maupn produk dari makhluk hidup dalam proses  produksi  untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi merupakan ilmu terapan biologi yang dalam praktiknya melibatkan berbagai disiplin ilmu, seperti : mikrobiologi,biokimia,genetika,biologi sel molekul dll.

PRINSIP DASAR BIOTEKNOLOGI

1.                  Mengembangbiakkan mikroba dalam kondisi dan nutrien yang tepat agar memperoleh mikroba dalam jumlah yang besar dalam waktu yang singkat

2.                  Mengembangbiakkan mikroba agar dapat memanen bahan-bahan bernilai tertentu dalam jumlah yang besar

3.                  Mengembangbiakkan mikroba yang telah diubah agar dapat menghasilkan bahan bernilai tinggi

4.                  Mengembangbiakkan sel (bagian dari tanaman/hewan) untuk memperoleh individu baru

5.                  Mengembangbiakkan sel (bagian dari hewan) untuk mendapatkan bahan tertentu dalam jumlah besar

6.                  Mikroba menuraikan/memanfaatkan material bahan tertentu sehingga menjadi bahan yang berguna bagi manusia/tidak menjadi polutan

B.                 Bioteknologi Konvensional

·                     Dilakukan secara tradisional

·                     Menggunakan peralatan sederhana

·                     Proses terjadi pada lingkungan yang kurang sehat

·                     Menggunakan makhluk hidup secara langsung dan belum menggunakan enzim

Contoh aplikasi pangan :

No	Bahan Baku	Mikroorganisme	Hasil
1	Kedelai	Rhizopus oryzae	Tempe
2	Ikan,beras,sayuran	Lactobacillus sp	Izushi
3	Kedelai	Aspergillus wentii	Kecap
4	Kedelai	Aspergillus oryzae	Tauco
5	Ketela/singkong	Sacharomyces cereviceae	Tape/alcohol
6	Alkohol	Acetobacter aceti	Asam cuka
7	Susu	Strepcococcus thermophillus, Lactobacillus bulgaricus	Yogurt
8	Air kelapa	Acetobacter xylinum	Nata de coco
9	Susu	Strepcococcus lactis	Kefir
10	Daging sapi	Pediococcus cereviciceae	Sosis kering
11		Spirulli,Chlorella,Fusarium,Candida utilis	PST
12		Actinomucor elegans	Shofu
13		Aspergillus sojae	Kecap
14	Kedelai	Bakteri Asam Laktat	Tahu

C.                 Bioteknologi Modern

·                     Dilakukan secara modern

·                     Menggunakan peralatan yang sederhana

·                     Proses terjadi pada lingkungan yang steril

1.                  REKAYASA GENETIKA

Rekayasa genetika adalah suatu teknik bioteknologi yang digunakan untuk mentransfer gen dari suatu organisme ke organisme lain untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA Rekombinan.

TEKNIK PLASMID REKAYASA GENETIKA

a.                   DNA Rekombinan

Penyisipan gen/DNA yang diinginkan ke dalam plasmid(DNA melingkar diluar kromosom). Contoh: Pembuatan insulin

DNA Rekombinan adalah DNA yang urutannya telah direkombinasikan agar memiliki sifat- sifat atau fungsi yang kita inginkan sehingga organisme penerimanya mengekspresikan sifat atau melakukan fungsi yang kita inginkan. Dua komponen utama yang terlibat di dalam rekayasa genetika, yaitu plasmid dan enzim.

Adapun teknik pembuatan DNA rekombinan adalah sebagai berikut:

·                     Teknik mengisolasi DNA;

·                     Teknik memotong DNA dengan menggunakan enzim retriksi endonuklease;

·                      Teknik menggabung/ menyambung DNA dengan menggunakan enzim ligase;

·                     Teknik memasukkan DNA kedalam sel hidup (vektor)

·                     Vektor berkembang dengan sisipan DNA yang direkayasa.

Pembuatan Insulin

1.                  Sel  pankreas manusia

2.                  Pemotongan kromosom dengan enzim endonuclease retriksi

3.                  Ekstraksi plasmid dan bakteri

4.                  Pembukaan plasmid dengan enzim retriksi

5.                  Menyambung gen ke dalam cincin plasmid dengan enzim ligase

6.                  Memasukkan plasmid kedalam sel bakteri

7.                  Dibiakkan dan insulin diekstrak

b.                  Teknik Hibridoma= Fusi Protoplasma

Penggabungan dua sel dari organisme berbeda menjadi sel tunggal dalam suatu medan listrik. Contoh : pembuatan antibody monoclonal

Pembuatan Antibodi Monoklonal

1.                  Sel limfa dan sel kanker difusikan sehingga diperoleh hibridoma

2.                  Masing-masing sel hibridoma dikloning dalam medium dan masing-masing akan memproduksi satu macam antibody(antibody monoklonal)

Fusi Protoplasma pada tumbuhan

1.                  Menyiapkan protoplasma

2.                  Mengisolasi protoplasma sel(dmenghilangkan dinding sel)

3.                  Protoplasma diuji viabilitasnya

4.                  Fusi dilakukan dalam medan listrik

5.                  Protoplasma hasil fusi diseleksi dan dibiakkan

c.                   Kloning

Mengembangbiakkan sel somatis dari suatu organisme dengan cara mengambil inti sel somatis tersebut(transfer inti). Contoh: kloning domba dolly

Kloning Domba Dolly

1.                  Inti sel kelenjar mamae dolly muka putih dikeluarkan

2.                  Diberi kejutan lisrik agar membelah sama sampa blastula

3.                  Ditanam dirahim domba dolly hitam

4.                  Lahir dolly muka putih

2.                                    KULTUR JARINGAN

Ø        Penerapan sifat totipotensi (setiap sel dapat tumbuh menjadi individu lengkap)

Ø    Mengambil sedikit jaringan tumbuhan (meristem) dan menumbuhkan dalam medium buatan yang sesuai

Ø        Hasil tanaman banyak dalam waktu singkat

3.                                    INSEMINASI BUATAN = KAWIN SUNTIK

Megawinkan ternak tanpa menghadirkan pejantan

4.                                    BAYI TABUNG

Fertilisasi in vitro(di luar tubuh ibu)

Jika sudah terbentuk embrio ditanam ke dalam Rahim ibu sampai lahir

                                       

SKL 10

Indikator : Menjelaskan contoh aplikasi bioteknologi konvensional/ modern

BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PERTANIAN

a.                                     Tanaman Anti Serangga (dengan transplantasi gen)

Caranya dengan mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens. Kemudian plasmid disisipi delta endotoksin Bacillus Turingiensis dan dimasukkan ke A.tumefaiens. Dan ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan. Tanaman yang dihasilkan akan mampu menghasilkan protein endotoksin sehingga serangga yang memakan tanaman tersebut akan mati akibat keracunan.

b.                  Biofertilizer

Adalah mikroba yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati. Penambahan biofertilizer pada media tanam dapat meningkatkan keuburan tanah sehingga dapat meningkatkan hasil panen.

c.                                     Tanaman yang Bersifat Seragam dan Berjumlah Banyak Hasil Teknik Kultur Jaringan

Menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dalam waktu singkat

d.                                    Tumbuhan Transgenik (TMV)

e.                                     Hewan Transgenik (domba dolly)

f.                                     Hidroponik : bercocoktanam tanpa media tanah

g.                                    Pembastaran : mengawinkan 2 tumbuhan dengan varieties yang berbeda

h.                                    Penambat nitrogen : pemanfaatan Rhizobium sp. untuk menambat nitrogen dalam tanah

i.                                      Teknologi nuklir : untuk mutasi tanaman dan pemberantasan hama tanaman

BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG PERTAMBANGAN

Bakteri Thiobacillus ferooxidans digunakan untuk pemisahan logam tembaga dari bijihnya.( Teknik Biomining)

BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG KESEHATAN

a.                                     Anibiotik

Senyawa sintetik dari mikroorganisme untuk menghambat metabolisme dan pertumbuhan mikroorganisme lain

b.                                    Interferon

Berfungsi sebagai pelindung tubuh terhadap serangan penyakit

c.                                     Antibodi Monoklonal

d.                                    Pembuatan Insulin

e.                                     Pembuatan Vaksin

BIOTEKNOLOGI DALAM BIDANG LINGKUNGAN

a.                                        Penanganan Pencemaran Lingkungan

1)                                                Pseudomonas putida dapat menguraikan minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai

2)                                                Bacillus subtilis dapat memisahkan logam berat yang ada dalam limbah industry

3)                                                Thiobacillus ferooxidans untuk menangani limbah dipertambangan batu bara

4)                                                Mengubah limbah menjadi bahan bakar. Bakteri Metanobacterium omelianskii mampu menghasilkan gas metana

b.                                    Pembuatan Biogas

Biogas adalah gas metana yang bisa menghasilkan energy yang tidak menimbulkan polusi. Dibuat dengan cara memanfaatkan kotoran terna dan sisa-sisa biogas bisa dimanfaatkan sebagai pupuk

SKL 10

Indikator : Menjelaskan dampak aplikasi bioteknologi bagi masyarakat dan lingkungan

1.                  DAMPAK POSITIF

a.                                  Meningkatnya sifat resistensi tanaman terhadap hama

b.                                 Meningkatnya produk dengan kualitas dan kuantitas baik

c.                   Membantu manusia dalam menangani pencemaran lingkungan

·                     Mengolah limbah(banyak mo yang bisa mencerna karbohidrat,protein,lemak,selulosa,plastic dan minyak)

·                                             Cacing tanah bisa mengurangi pencemaran oleh sampah organik

d.                                 Membantu dunia kedokteran dan medis mengatasi penyakit

e.                                  Membantu mengatasi permasalahan pelestarian keanekaragaman hayati

f.                   Dalam pertaniasn, berperan penting dalam berbagai varietas unggul baru dan mengatasi permasalahan keterbatasan lahan

2.                  DAMPAK NEGATIF

a.                   Gangguan keseimbangan ekosistem akibat perubahan dinamika populasi

b.                                 Kerusakan dan tersingkirnya berbagai plasma nutfah alami

c.                                  Muncul penyakit baru yang lebih resisten

d.                                 Munculnya pencemaran biologis akibat organisme transgenic

e.                   Merugikan petani kecildan menimbulkan kesenjangan ekonomi karena bioteknologi yang ada umumnya dimiliki oleh pemilik modal yang meningkatkan produksinya hingga 50%

f.                                  Penggunaan insulin hasil rekayasaa telah meenyebabkan 31 orang meninggal di inggris

g.                                 Munculnya kesenjangan antara Negara/perusahaan yang memanfaatkan bioteknologi dengan yang belum memanfaatkan bioteknologi

Download Softfile