Sabtu, 10 Juli 2010

BIOTEKNOLOGI SMP

-->
Pemanfaatan Bioteknologi untuk kehidupan manusia.
Materi :
Bioteknologi
  • Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dalam menggunkan organisme untuk menghasilkan produk dan jasa untuk memenuhi keabutuhan manusia.
Bioteknologi ada 2, yaitu :
  1. Konvensional : Bioteknologi koenvensioanal biasanya menggunakan mikroorganisme (bakteri dan jamur)
  2. Modern : Bioteknologi modern meliputi : rekayasa genetika, hidroponik aeroponik, dan teknologi reproduksi.
Ada beberapa mikroorganisme yang telah dimanfaatkan untuk menghasilkan produk tertentu, yaitu :
  1. Aspergillus oryzae -- untuk membuat  kecap
  2. Aspergillus wenti --untuk membuat taucho
  3. Rhyzopus sp --untuk membuat tempe
  4. Neurospora sp --untuk membuat oncom
  5. Saccharomyces sp --untuk membuat bir
  6. Streptococus lactis --untuk membuat keju
  7. Lactobacillus sp --untuk membuat yogurt
  8. Acetobaster --untuk membuat asam cuka
  9. Pseudomorus sp --untuk membuat Vitamin B12
  10. Penicillium sp --untuk membuat penisilin
Penerapan bioteknologi di bidang pertanian :
  1. Hidroponik : Media tanam yang digunakan genting, passir, kerikil dllyang disiram dengan larutan berisi nutrient yang diperlukan tanaman.
  2. Aeroponik : Tanaman dibiarkan menngantung dan dijaga kelembabanya.
Penerapan bioteknologi dengan cara rekombinasi gen (rekayasa genetika telah dilakukan, seperti di
bawah ini, yaitu :
  1. Pembuatan insulin : Gen penghasil insulin disambung dengan Eschercia coli sehingga bakteri tersbut dapat menghasilkan insulin
  2. Racun serangga : Penyuntikan Pseudomanas flouroscens ke akar tumbuhan jagung seahingga tumbuhan mampu menghasilkan racun yang mematikan serangga.
Dampak positif peneapan bioteknologi :
  1. mengurangi kekurangan bahan makanan
  2. membantu mengastasi maslah kesehata
  3. menyediakan berbagai senyawa organic, seperti alcohol dll
  4. menyediakan energi (biogas)
  5. memperbaiki lingkungan
  6. mengatasi kesulitan memperoleh keturunan (bayi tabung)
Dampak negative penerapan bioteknologi :
  1. Tidak semua masyarakat menerima bioteknologi
  2. Ada kehawatiran ketrampilan merekayasa gen digunakan untuk kejahatan
Bioteknologi Merupakan ramuan hasil perkembangan beberapa ilmu dasar serta teknik-teknik biologi molekuler mutakhir.
  • Ilmu dasar yang mendukung: Biologi Molekuler, Mikrobiologi, Biokimia,Genetika Molekuler, Matematika
  • Teknik-teknik yg memacu: rekayasa genetika, fusi sel/hibridoma, kultur jaringan
BIOTEKNOLOGI:
  • Pemanfaatan sistem biologi untk mendapatkan produk barang dan jasa yang berguna untuk kese jahteraan manusia.
BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL: (s/d 1970-an)
  • pemanfaatannya hanya peningkatan produksi & kualitas
  • teknologi fermentasi
  • hibridisasi dan seleksi
  • pemuliaan (manipulasi genom)
  • hasilnya masih lambat
BIOTEKNOLOGI MODERN:
  • Merubah kodrat susunan dan macam gen dalam genom/DNA
  • Hasilnya lebih cepat
  • Tahun 1970 ditemukan enzim Endonuklease restriksi yaitu enzim Yang dapat memotong untai DNA ganda sehingga berkembanglah Teknik rekayasa genetika/rekombinasi DNA
Beberapa hal yang menunjang berkembangnya Teknologi Rekayasa Genetika :
  1. Sejak diketahui mekanisme mutasi,baik spontan atau diinduksi dengan mutagen.
  2. Setelah diketahui teknik”Crossing over” Misal, konjugasi sel A dg sel B, sel anakannya mengandung sifat sel A dan B
  3. Setelah ditemukan mekanisme transfer materi genetik, misal: -dari luar kedlam sel (transformasi),dari satu sel ke sel yang lain (konjugasi, transduksi, transposisi)Mekanismenya :dapat dalam satu spesies dapat antar spesies (dr Prokariotik ke Eukariotik atau sebaliknya)
  4. Setelah diketahui metode sekuensing DNA, yang memberikan informasi lengkap tentang pasangan base komplementernya pada DNA.
  5. Setelah ditemukanenzim Endonuklease restriksi yang dapat memotong rantai DNA pada urut-urutan tertentu 
Contoh:
  • Bidang Kedokteran: pembuatan vaksin, insulin, vitamin, enzim, antibiotika, antibodi monoklonal
  • Bidang Pertanian: Pemuliaan tanaman: untuk memperoleh varietas unggul dg cara teknologi rekombinan DNA in-vitro, seperti fusi protoplast.
  • Bidang Peternakan: Pemuliaan ternak
DAFTAR PERTANYAAN.
  1. ( ……... ) Proses penguraian bahan organik oleh mikroorganisme dalam keadaan anaerob (tanpa oksigen).
  2. ( ……... ) Jamur yang digunakan untuk membuat tempe.
  3. ( ……... ) Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat oncom.
  4. ( ……... ) Mikroorganisme untuk membuat nata de coco.
  5. ( ……... ) Bahan baku untuk membuat kecap.
  6. ( ……... ) Susu yang difermentasi hingga rasanya menjadi asam.
  7. ( ……... ) Hasil fermentasi buah anggur menggunakan ragi Saccharomyces cerevisiae.
  8. ( ……... ) Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat alkohol.
  9. ( ……... ) Bahan baku untuk membuat keju dan mentega.
  10. ( ……... ) Bahan baku untuk membuat minuman wine.
  11. ( ……... ) Gas yang dihasilkan mikroorganisme dan menyebabkan adonan roti mengembang.
  12. ( ……... ) Memanaskan susu pada suhu 80-90 oC (tidak sampai mendidih) untuk membunuh mikroorganisme patogen.
  13. ( ……... ) Jamur penghasil antibiotik penicillin.
  14. ( ……... ) Alga bersel satu yang dikembangkan sebagai Protein Sel Tunggal.
  15. ( ……... ) Bakteri yang terdapat dalam bintil akar tumbuhan polong-polongan yang mampu mengikat nitrogen.
  16. ( ……... ) Sistem bercocok tanam dengan media selain tanah.
  17. ( ……... ) Sistem bercocok tanam dengan media udara.
  18. ( ……... ) Teknik budidaya tanaman dengan menggunakan jaringan tanaman yang ditumbuhkan dalam medium nutrisi sehingga menghasilkan jumlah bibit tanaman yang sangat banyak dan memiliki sifat sama dengan induknya.
  19. ( ……... ) Contoh bibit padi unggul yang dihasilkan dari hasil persilangan.
  20. ( ……... ) Contoh bibit padi unggul yang dihasilkan dari teknik radiasi.
  21. ( ……... ) Teknik rekayasa reproduksi pada hewan ternak dengan cara menyuntikkan sperma yang berasal dari pejantan unggul ke dalam uterus hewan betina.
  22. ( ……... ) Teknik rekayasa reproduksi pada hewan secara aseksual dengan cara menumbuhkan jaringan yang diambil dari tubuh induknya sehingga menghasilkan keturunan yang sama persis dengan induknya.
  23. ( ……... ) Teknik rekayasa reproduksi pada manusia yang pembuahannya dilakukan di luar tubuh (in vitro), setelah terbentuk embrio kemudian ditanam ke dalam uterus ibu.
  24. ( ……... ) Organisme yang mendapat pindahan gen dari organisme lain yang bertujuan untuk mendapatkan organisme baru yang memiliki sifat lebih baik.
  25. ( ……... ) Hormon untuk pendertia Diabetes mellitus yang dikembangkan dengan teknik rekayasa genetika.
PILIHAN JAWABAN.
  1. A. Monilia sitophila
  2. B. Saccahromyces cerevisiae
  3. C. Penicillium sp.
  4. D. Rhizopus oryzae
  5. E. Chlorella sp. dan Spirulina sp.
  6. F. Rhizobium sp.
  7. G. Acetobacter xylinum
  8. H. Susu
  9. I. Kedelai
  10. J. Anggur
  11. K. Karbondioksida
  12. L. Alkohol
  13. M. Pasteurisasi
  14. N. Fermentasi
  15. O. Yogurt
  16. P. Padi Cisadane
  17. Q. Padi Atomita I dan II
  18. R. Insulin
  19. S.Inseminasi buatan
  20. T.Kultur jaringan
  21. U.Organisme transgenik
  22. V.Bayi tabung
  23. W.Aeroponik
  24. X.Kloning
  25. Y.Hidroponik

TRY AGAIN LEBIH DALAM


Bioteknologi adalah penggunaan biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa genetika secara terpadu, untuk menghasilkan barang atau lainnya bagi kepentingan manusia.

Biokimia mempelajari struktur kimiawi organisme. Rekayasa genetika adalah aplikasi genetik dengan mentransplantasi gen dari satu organisme ke organisme lain.

A. Ciri utama bioteknologi:

1. Adanya aBen biologi berupa mikroorganisme, tumbuhan atau hewan
2. Adanya pendayagunsan secara teknologi dan industri
3. Produk yang dihasilkan adalah hasil ekstraksi dan pemurnian

B. Perkembangan bioteknologi :

1. Era bioteknologi generasi pertama →bioteknologi sederhana.
Penggunaan mikroba masih secara tradisional, dalam produksi makanan dan tanaman serta pengawetan makanan.
Contoh:
pembuatan tempe, tape, cuka, dan lain-lain.

2. Era bioteknologi generasi kedua.
Proses berlangsung dalam keadaan tidak steril.
Contoh:
a. produksi bahan kimia: aseton, asam sitrat
b. pengolahan air limbah
c. pembuatan kompos

3. Era bioteknologi generasi ketiga.
Proses dalam kondisi steril.
Contoh:
produksi antibiotik dan hormon

4. Era bioteknologi generasi baru → bioteknologi baru.
Contoh:
produksi insulin, interferon, antibodi monoklonal

C. Bioteknologi Dalam Produksi Pangan

1. Makanan Bahan Susu
Prinsipnya adalah memfermentasi susu menghasilkan asam laktat.
a. Keju
Mikroba: Propiabacterium (bakteri asam laktat) yang juga berperan memberi rasa dan tekstur keju.

b. Yoghurt

Mikroba:
1. Lactobacillusbulgaris → pemberi rasa dan aroma
2. Streptococcus thermophilus → menambah keasaman
3. Mentega
Mikroba: Leuconostoc cremoris

2. Makanan Non Susu
1. Roti, asinan, dan alkohol (bir, anggur "wine", rum), oleh ragi
2. Kecap, oleh Aspergillus oryzae
3. Nata de Coco, oleh Acetobacter xilinum
Prinsipnya adalah pemecahan amilum oleh mikroba menghasilkan gula, yang kemudian difermentasi
4. Cuka, oleh Acetobacter aseti
Alkohol difermentasi dalam kondisi aerob

D. Bioteknologi Dalam Industri

1. Asam Sitrat
mikroba : Aspergillus niger
bahan : tetes gula dan sirup
Fs. Asam Sitrat : pemberi citarasa, pengemulsi susu, dan antioksidan. Umumnya asam ini banyak terdapat pada jeruk.

2. Vitamin
- B1 oleh Assbya gossipii
- B12 oleh Propionibacterium dan Pseudomonas

3. Enzim
a. Amilase →digunakan dalam produksi sirup, kanji, glukosa.
Glukosa isomerase : mengubah amilum menjadi fruktosa.
Fruktosa digunakan sebagai pemanis makanan menggantikan sukrosa.
mikroba: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis

b. Protease
- digunakan antara lain dalam produksi roti, bir
- protease proteolitik berfungsi sebagai pelunak daging dan campuran deterjen untuk menghilangkan noda protein
mikroba: Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis

c. Lipase
Antara lain dalam produksi susu dan keju → untak meningkatkan cita rasa.
mikroba: Aspergillus niger, Rhizopus spp

d. Asam Amino
- asam glutamat →bahan utama MSG (Monosodium Glutamat)
- Lisin → asam amino esensial, dibutuhkan dalam jumlah besar oleh ternak.
Keduanya oleh Corynobacterium glutamicum

4. Protein Sel Tunggal
Protein Sel Tunggal (Single Cell Protein = SCP) adalah makanan berkadar protein tinggi, berasal dari mikroorganisme
Contoh:
1. Mikoprotein dari Fusarium, Substrat: tepung gandum dan ketan
2. Spirulina dan Chlorella,

Kelebihan SCP:
1. Kadar protein lebih tinggi dari protein kedelai atau hewan
2. Pertumbuhan cepat

5. Rekayasa Genetika / ADN Rekombian
1. Vektor, berupa plasmid bakteri atau viral ADN virus.
2. Bakteri, berperan dalam perbanyakan plasmid melalui perbanyakan bakteri.
3.  Enzim, terdiri dari enzim RESTRIKSI (pemotong plasmid/ADN) dan enzim Ligase (penyambung ptongan-potongan ADN)

E. Bioteknologi Dalam Kedokteran Dan Produksi Obat

1. Antibodi Monoklonal
adalah antibodi sejenis yang diproduksi oleh sel plasma klon sel-sel b sejenis. Antibodi ini dibuat oleh sel-sel hibridoma (hasil fusi 2 sel berbeda; penghasil sel b Limpa dan sel mieloma) yang dikultur.

Bertindak sebagai antigen yang akan menghasilkan anti bodi adalah limpa. Fungsi antara lain diagnosis penyakit dan kehamilan

2. Terapi Gen
adalah pengobatan penyakit atau kelainan genetik dengan menyisipkan gen normal

3. Antibiotik
Dipelopori oleh Alexander Fleming dengan penemuan penisilin dari Penicillium notatum.
- Penicillium chrysogenum →memperbaiki penisilin yang sudah ada. Dilakukan dengan mutasi secara iradiasi ultra violet dan sinar X.
- Cephalospurium  → penisilin N.
- Cephalosporium →sefalospurin C.
- Streptomyces→ streptomisin, untuk pengobatan TBC

4. Interferon
Adalah antibodi terhadap virus. Secara alami hanya dibuat oleh tubuh manusia. Proses pembentukan di dalam, tubuh memerlukan waktu cukup lama (dibanding kecepatan replikasi virus), karena itu dilakukan rekayasa genetika.

5. Vaksin
Contoh: Vaksin Hepatitis B dan malaria. Secara konvensional pelemahan kuman dilakukan dengan pemanasan atau pemberian bahan kimia.
Dengan bioteknologi dilakukan fusi atau transplantasi gen.


F. Bioteknologi Penambangan / Biohidrometalurgi

Thichacillus ferrooxidan berperan memisahkan logam dari bijihnya atau kotoran sehingga didapat logam berkualitas tinggi. Sebagai contoh pada tembaga (Cu).

                                                                                         Aktivitas
 Reaksi: CuFeS2 + 2 Fe2(SO4)3 + 2 H2O + 3 O2 ———————————> CuSO4 + 5 FeSO4 + 2 H2SO4 + Energi
                                                                    aktivitas
CuSO4 + 2 Fe+ + H2SO4 + Energi ———————————> 2 FeSO4 + Cu2+ + 2 H+

Thiobacillus ferrooxidan bersifat kemolitotrof

 G. Bioteknologi Dalam Menyelesaikan Masalah Pencemaran

1. Pencemaran oleh minyak.
Strain-strain Pseudomorms → mengkonsumsi hidrokarbon. Rekayasa genetik membentuk bakteri super yang
meogandung empat jenis plasmid pembawa gen untuk konsumsi hidrokarbon.

2. Limbah organik dapat diuraikan oleh bakteri aerob atau anaerob.

H. Bioteknologi Dalam Pemberantasan Hama

Dalam membatasi pemakaian pestisida, dilakukan upaya pemberantasan hama secara biologi antara lain penggunaan musuh alami dan menciptakan tanaman resisten hama.

1. Bacillus thuringiensis menghasilkan bioinsektisida yang toksin terhadap larva serangga.
-Transplantasi gen penghasil toksin pada tanaman menghasilkan ..tanaman yang bersifat resisten hama serangga.
- Kristal (racun Bt) diolah menjadi bentuk yang dapat disemprotkan ..ke tanaman. Racun akan merusak saluran pencernaan serangga.

2. Baculovirus sp.
Virus disemprotkan ke tanaman. Bila termakan, serangga akan mati dengan sebelumnya, menyebarkan virus melalui perkawinan.

I. Bioteknologi Dalam Perbanyakan Tanaman / Kultur Jaringan

Sifat TOTIPOTENSIAL tanaman, dapat diterapkan untuk kultur jaringan. Kultur jaringan (sel) adalah mengkultur/membiakkan jaringan (sel) untuk memperoleh individu baru. Penemu F.C. Steward menggunakan jaringan floem akar wortel.

Manfaat/Keuntungan Kultur Jaringan
1. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yau~g singkat
2. Sifat identik dengan induk
3. Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki
4. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

J. Pengembangan Tanaman Kebal Penyakit Dan Mampu Menambat N2 Dari Udara

Tanaman kebal terhadap penyakit, misalnya tembakau kebal terhadap TMV. Pemberian nitrogen dalam bentuk pupuk buatan secara berlebih ternyata berdampak negatif yaitu:
1. Meningkatkan tekanan osmosis air tanah
2. Meningkatkan keasaman tanah akibat lanjut adalah defisiensi Ca, Mg dan K
3. Terjadinya eutrofikasi karena penumpukan NO3 di perairan, jalan keluarnya adalah dilakukan rekayasa genetika.

Tidak ada komentar: