Produksi Pangan. 7 Modul Bioteknologi dan. Kompetensi Dasar :

(1)

Modul IPA SMP Kelas IX Semester 2

1 Kompetensi Dasar :

1.7 Memahami konsep bioteknologi dan perannya dalam kehidupan manusia 4.7 Membuat salah satu produk bioteknologi konvensional (misalnya tempe, tape,

kecap, yoghurt, atau produk lainnya )

Tujuan Pembelajaran :

Setelah pembelajaran ini diharapkan peserta didik dapat : 1. Menjelaskan prinsip dasar bioteknologi.

2. Menjelaskan perbedaan prinsip dasar pengembangan bioteknologi konvensional dan modern.

3. Mengidentifkasi penerapan bioteknologi konvesional dalam memenuhi kebutuhan pangan di kehidupan sehari-hari.

4. Mengidentifkasi sumber-sumber agen bioteknologi dan produk yang dihasilkan.

5. Mengidentifkasi penerapan bioteknologi modern dalam memenuhi kebutuhan pangan di kehidupan sehari-hari.

6. Menjelaskan prinsip rekayasa genetik dan hasilnya produk.

7. Menjelaskan keuntungan dan kerugian dari penerapan bioteknologi dalam bidang pangan

A. Bioteknologi dan Manfaatnya dalam Produksi Pangan 1. Pengertian Bioteknologi

Bioteknologi adalah penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, ilmu rekayasa, serta ilmu lainnya dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan makhluk hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan barang dan jasa, sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan manusia.

7 Modul Bioteknologi dan

Produksi Pangan

(2)

2 2. Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk dan jasa, misalnya jamur dan bakteri menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan proses tertentu sehingga diperoleh produk yang diinginkan.

Contoh bioteknologi konvensional

Bahan makanan Bahan baku Mikroorganisme

1) keju 2) yoghurt 3) mentega 4) asam sitrat 5) nata de coco 6) MSG

7) kecap 8) tempe 9) tauco

10) oncom merah 11) oncom putih 12) tempe bongkrek 13) tape

14) anggur / wine 15) brandy 16) wisky 17) asam cuka

dadih susu susu lemak susu sellulosa

glukosa (tetes gula) air kelapa

glukosa tebu kedelai kedelai kedelai

bungkil kacang tanah bungkil kacang tanah bungkil kelapa ketela pohon, ketan sari buah anggur sari buah anggur biji arley

bahan gula alkohol

Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus lactis

Streptococcus thermophillus Lactobacillus bulgaricus Streptococcus lactis Trichoderma Viride Asperdillud niger Acetobacter xylinum

Corynebacterium glutamicum Aspergillus oryzae

Aspergillus soyae Rhizopus oryzae Aspergillus oryzae Neurospora crassa Rhizopus sp

Rhizopus nodous

Saccharomyuces cereviseae Zygosaccharomuces sp Kloechera apiulata

Metschnikowaia pulcherima Schizosacharomyces

Acetobacter curvim A. shuetzen achili A. Orleanense

3. Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern dalam produksi pangan dilakukan dengan

menerapkan teknik rekayasa genetik. Rekayasa genetik adalah kegiatan manipulasi

gen untuk mendapatkan produk baru dengan cara membuat DNA baru. Manipulasi

materi genetik dilakukan dengan cara menambah atau menghilangkan gen tertentu.

(3)

3 Salah satu produk hasil rekayasa genetik adalah dengan membuat organisme transgenik.

Teknik rekayasa genetika dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu

1) penyiapan fragmen DNA yang akan disisipkan pada DNA tanaman tertentu;

2) penyiapan vektor (perantara), baik plasmid atau menggunakan virus;

3) potongan DNA yang akan disisipkan tersebut digabung (rekombinasi) dengan vektor;

4) DNA gabungan akandisisipkan pada sel-sel tanaman;

5) tanaman akan tumbuh menjadi tanaman dengan sifat baru, sesuai dengan DNA yang disisipkan.

Contoh produk bioteknologi modern :

1. Mikroorganisme penghasil antibiotik dan vaksin

Anti biotik / vaksin Mikroorganisme 1. Stepptomisin

2. Aeromisin

3. Kloromisin / kloramfenikol 4. Teramisin

5. Neomisin 6. Penisilin

7. Vaksin Hepatitis B

Streptomyces griseus Streptomyces aerfaciens Striptomyces venezuelae Stripfomycesrinosus Striptomycesfradiae Penicillium notatum Penicillium chrysogenum Escherichia coli

2. Mikrooraanisme dimanfaatkan untuk membasmi hama

a. Bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) rnenghasi6kan protein kristai bersifat racun (racun Bt).

Dapat membunuh larva serangga berbagai go[ongan lepidotera dan beberapa larva coleopteran. Cara penggunaan dengan disemprotkan racun Bt pada tanaman budidaya atau dengan transplantasi gen pada tanaman budidaya.

b. Bakteri minus Es (bakteri hasil rekayasa)

Keturunan dari Pseudomonas

(4)

4 Bakteri ini melawan pembentukan es permukaan tumbuhan selama kondisi dingin.

Bakteri ini melawan pembentukan es disemprotkan pada tanaman budidaya.

Pemakaian : bakteri minum es disemprotkan pada tanaman budidaya.

c. Virus Bacoliovirus sp, dapat menyebabkan kematian serangga yang terinfeksi.

Cara penggunaannya dengan menyemprotkan Baculiovirus pada tanarnarv budidaya.

3. Menyelesaikan masalah pencernaan dengan memanfaatkan mikroorganisme a. Pengolahan limbah air

Prinsip pengolahan limbah air dengan fasilitas dan proses secara umum sebagai berikut :

1) saluran-saluran pengumpul limbah 2) rumah pompa dan pemisah limbah

3) tangki penempatan primer, limbah diendapkan

4) digeser : sludge kasar (endapan limbah) dalam digester diuraikan oleh bakteri menjadi gas bio dan sludge kering.

5) Proses Aerob

Cairan dari tangki penempatan primer ke alat penyemprotan.

Di dalam alat ini berbegai mikroorganisme (bakteri, jamur, protista) memcah bahan organic menjadi mineral, gas air dengan memerlukan banyak oksigen.

6) Tangki pe.nempatan kedua

 Padatan ringan dan bakteri mati ditampung

 Air bersih dialirkan ke sungai, laut

 Bila air bersih ini digunakan sebagai air minum, air disaring dengan pasir halus dan arang aktif, lalu ditambahkan klorin.

4. Pemisahan logam dari bijinya dengan mikrooganisme bijih fogam tembaga (CuFeS

2

)

3

. Bakteri pemakan batuan (kemolitotrof) : Thiohacillus ferooksi dans.

Proses pemisahan logam dari bijihnya :

a. Kolam oksidasi : larutan FeSO

4

oleh Thiobacillus dioksidasi menjadi Fe

2

(SO

4

)

3

b. Bijih disiram / disemprot dengan larutan Fe2(S04)3 bijih logam menjadi larutan CuSO

4

dan Fe2(SO

4

)

3

menjadi FeSO

4

.

c. Larutan CuSO

4

+ Fe (besi batangan) menjadi Cu (endapaan) dan larutan FeSO

4

(5)

5 d. Endapan Cu dibuat menjadi batangan logam Cu larutan FeSO

4

yang terbentuk dimasukkan kembali ke kolarn oksidasi.

5. Kultur jaringan

Kultur jaringan adalah kegiatan mebudidayakan suatu jarinyan tanaman menjadi tanarnan kecil yang memiiiki sifat sama dengan tanaman asalnya.

6. Rekayasa genetika / ADN rekombinan

Rekyasa genetika adalah teknik biologi untuk inenata ulang gen-gen, menyingkirkan, emnambahkan ata meritransfer gen clad satu organisi

^-

ne ke organisme atau ke lokasi lain, untuk memperoleh galur baru yang labih baik dari sifat aslinya.

Alur mekansme iekayasa genetika : a. penyiapan ADN

b. penyiapan wahana (vektor) c. kloring / pengernbangbiakan d. produksi / panen

7. Rekayasa genetika pada Tumbuhan / Transgenik Turribuhan

a. Transgenik untuk memperoleh tumbuhan dapat menambat nitrogen dari udara bebas. Gen penarribat Nitrogen udara bebas dad Mobiurn dipindahkan / ditransplantasikan ke bakteri lain.

Kemudian baheri ini diinfeksikan pada turribuhan yang bukan jenis polongan, misalnya : jagung, padi gandum.

b. Transgenik untuk memperoleh tumbuhan ternbakau resistan terhadap penyakit rnuzaik.

1) Gen untuk selubung Tobakau Muzaik Virus (TMV) diisolasi dari virus 2) Mengambil dan membuka plasmid bakteri Agrobacteriun'i Tumefaciens.

3) Gen disambungkan pada plasmid

4) Plasmid disisipkan ke sel bakteri Agrobacterium

5) Gen TMV dipindahkan ke kromosom tumbuhan dengan mencampur bakteri mengandung gen TMV dengan sel-sel tumbuhan.

6) Sel-sel tumbuhan mengandung gen TMV ditanarn dalam medium kultur

jaringan.

(6)

6 7) Tumbuhan yang terbentuk kebal terhadap virus mozaik

8. Bioteknoiogi Kedokteran

a. Pembuatan antibodi monoklonal dan poliklonal

Antibodi monoklonal antibodi yang merespon terhadap satu macam antigen.

Pembuatan antibodi monoklonal toknologi hibridoma.

Urutan pembuatan antibodi monoklonal :

1) Sel limfa dan sel kanker (myeloma cell) difuskan sehinga diperoleh sel hibridoma

2) Masing-masing sel hibridoma dikembangbiakkan (kloning) dalam medium 3) Masing-masing sel hibrida akan memproduksi satu macam antibodi

Urutan pembuatan antibodi poliklonal :

1) Beberapa macam antigen dalam sel bakteri diinjeksikan ke dalarn tubuh tikus.

2) Sel limfa akan memperoleh antibodi sebanyak macam antigen 3) Setiap antigen memperoleh satu macam antibody

Produk Kesehatan dan Manfaatnya

Penyakit Menurun dan Gen Terapinya

(7)

7 B. Dampak Penerapan dan Pengembangan Bioteknologi

Produk bioteknologi memberikan banyak manfaat bagi manusia. Makanan dan minuman yang dibuat melalui proses fermentasi ternyata menghasilkan bahan makanan yang lebih mudah dicerna oleh tubuh. Melalui rekayasa genetika mampu

diciptakan bibit unggul yang akan memberikan produk bermutu tinggi, misalnya tahan terhadap hama, mengendalikan serangga perusak tanaman, dan lain-lain.

Selain membawa manfaat ternyata bioteknologi dapat merugikan manusia, misalnya:

(1) produk bioteknologi hasil rekayasa genetika dapat menyingkirkan plasma nutfah, yaitu jenis makhluk hidup yang masih memiliki sifat asli;

(2) produk makanan beralkohol menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan bila dikonsumsi.

A. Berilah tanda silang (x) pada huruf a, b, c,. d atau e pada jawaban yang paling tepat!

1. Dampak yang ditimbulkan oleh kemajuan ilmu dan teknologi terhadap sumber daya alam adalah ...

a. terjadinya perubahan sikap sosial b. timbulnya pengangguran tenaga kerja

pasar

c. Vahan pertanian berkurang

d. menurunnya sumber plasma nutfah 2. Penerapan bioteknologi untuk

mendapatkan varietas-varietas unggul akan menjurus pada ...

a. menurunkan kualitas lingkungan b. meningkatkan jenis hama tanaman c. meningkatnya keanekaagaman

genetik

d. menurunkan kualitas produk pertanian

3. Metode pengawetan makanan dapat dipakai untuk bahan makanan yang telah dikemas adalah ...

a. pendinginan c. iradiasi b. pemanasan d. pengasapan

4. Buah-buahan dalam kaleng, minuman kaleng dan susu kental manis, termasuk makanan yang telah di awetkan. Cara pengawetannya adalah ...

a. pemanisan c. sterilisasi b. pendinginan d. pasteurisasi

5. Tujuan tindakan dilakukannya radiasi

terhadap orang yang baru saja dioperasi

kanker adalah ...

(8)

8 a. menyambung pembuluh darah yang putus

b. memacu kembali peremajaan jaringan-jaringan

c. mematikan mikroba penyebab terjadinya infeksi

d. mengurangi rasa sakit akibat operasi 6. Pemanfaatan bakteri untuk mendapatkan

insulin secara teknologi bagi kehidupan manusia dilakukan dengan cara ...

a. fermentasi

b. rekayasa genetika c. mutasi dan hibridasi d. kultur jaringan

7. Berikut ini pernyataaan tentang pengelolaan limbah dengan menggunakan mikroorganisme:

1) untuk memberantas hama dapat digunakana pestisida biologi

2) pestisida biologi berupa mikroorganisme organisme

3) pestisida biologi berfungsi mengganti bahan kimia pembasmi insekta hama 4) untuk mempercepat reproduksi hama

dapat digunakan feromon insekta 5) feromon uniuk merangsang insekta

untuk melakukan perkawinan Pernyataan di atas yang benar adalah ...

a. 1-2 c. 1 -2-4 b. 1-2-3 d. 1-2-3-4

8. Di pasar saat ini banyak dijual buah- buahan seperti anggur, semangka, tomat jambu yang tidak berbiji. Keadaan tersebut sebenarnya merupakan hasil dari rekayasa manusia dengan cara ...

a. cangkokan c. okulasi b. hibridasi d. radiasi

9. Rekayasa genetika dapat dilakukan dengan :

1) Perkawinan silang

2) Kultur virus untuk produksi interferon

3) Radiasi buatan 4) Kultur jaringan

5) Pembiakan sel dengan kolkisin Rekayasan genetik yang dapat diterapkan untuk memperoleh bibit unggul tanaman adalah ...

a. 1 dan 2 c. 1 dan 4 b. 1 dan 3 d 2 dan 4

10. Tujuan dari rekayasa genetik adalah untuk ...

a. memanfaatkan bakteri dan virus untuk mengganti gen tertentu dengan gen lain

b. meningkatkan sumber daya hayati untuk pangan

c. memanfaatkan mated genetik (gen) DNA untuk keperluan kesejahteraan manusia

d. membuka peluang untuk membuat perubahan dalam produksi obatobatan 11. Pemuliaan tanaman untuk mendapatkan insulin bibit unggul dengan cara memindahkan gen tertentu dari suatu spqcies lain dengan perantara mikroorganisme dikenal dengan ...

a. mutasi buatan c. transplantasi b. radiasi induksi d. kultur jaringan 12. Hubungan yang benar antara jenis

makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang melakukannya yaitu ...

Jenis makanan

Mokrooranisme yang melakukan a. tauco

b. brem bali c. mentga d. nata de

coco

Aspergillus soyae Saecharomyces cereviceae Sterptococcus Thermophillus Acetobacter xylinum 13. Pengaruh rekayasa genetik terhadap

sumber daya protein hewani adalah ...

a. meningkatkan daya tahan hewan terhadap virus .

b. meningkatkan populasi hewan c. menurunkan variasi hewan

d. meningkatkan biaya pemeliharaan 14. Salah satu cara pemanfaatan bioteknologi

dalam bidang kedokteran adalah menyambungkan ...

a. menurunkan kualitas produk pertanian

b. meningkatnya jenis hama tanaman

(9)

9 c. meningkatnya keanekaragaman genetik

d. menurunkan kualitas lingkungan 15. Berikut ini merupakan kelebihan

pengawetan makanan dengan menggunakan radiasi, kecuali ...

a. tidak membusuk selamanya

b. tidak menimbulkan populasi lingkungan

c. kesegaran bahan pangan tidak berubah

d. meningkatkan mutu bahan makanan 16. Berikut ini merupakan peranan bakteri

dalam pemisaha logam :

1) Thiobacillus ferroxidans tumbuh pada lingkungan yang mengandung zat organik

2) Thiobacillus ferrooxidans adalah salah satu species kemolitotrop memperoleh energi dari oksidasi zat organik

3) Bakteri Khemolitotrop memperoleh energi dari oksida`si zat organik 4) Para penarrbang mineral melakuan

pembiakan murni terhadap Thiobcilius ferroxidans untuk pemisahan logam murni

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

a. 1 dan 2 c. 2 dan 3 b. 1 dan 3 d. 2 dan 4

17. Pengembangan rekayasa genentik yang tidak terkendali bisa menimbulkan ....

a. produk yang lebih murah b. pemborosan

c. melimpahnya produk ynag tidak bisa dimanfaatkan

d. penurunan kualitas produk yang dihasilkan

18. Salah satu hasil rekayasa genetika di bidang !aertanian yang merupakan sumber daya hayati adalah ....

a. mangga golek c. durian lampung b. salak manis d. kelapa hibrida 19. Rekayasa genetik prinsipnya adalah ...

a. fertilisasi eksternal b. perkawinan sendiri c. perkawinan silang

d. fertilisasi internal

20. Teknologi bayi tabung pada dasarnya memanfaatkan bagian organisme yaitu ....

a. alat tubuh c. organ tubuh b. jaringan d. sel

21. Contoh produk dari bioteknologi di bawah ini yang benar adalah ....

a. pembuatan tempe

b. pembuatan minuman segar c. pembuatan agar-agar d. pemanfaatan bahan pangan

22. Pagian tumbuhan yang digunakan untuk kultur jaringan adalah bagian yang masih rnuuda dan mudah tumbuh sebab ....

a. pada bagian tersebut banyak diketemukan jaringan skelenkim b. pada bagian tersebut banyak

diketemukan jaringan meristem c. pada bagian tersebut banyak

diketemukan jaringan epidermis d. pada bagian tersebut banyak

diketemukan jaringan kolenkim 23. Teori totipotensi diungkapkan oleh ...

a. Fleming c. Aristoteles

b. Edward Jener d. Scleiden & Schwan 24. Produk dari hasil bioteknologi

bermanfaat s.intuk membentuk kekebalan tubuh tertera di bawah ini, kecuali ...

a. virus , toksin c. antibodi, toksin b. vaksin, antibodi d. antibodi, virus 25. Jamur yang dimanfaatkan dalam