PJJ di masa pandemi - Bioteknologi

 

BIOTEKNOLOGI

 

 

KOMPETENSI DASAR

3.7 Memahami konsep bioteknologi dan perannya dalam kehidupan manusia

4.7 Membuat salah satu produk bioteknologi konvensional yang ada di lingkungan sekitar

 

INDIKATOR

      Menjelaskan pemanfaatan bioteknologi untuk kehidupan manusia

      Membuat tapai dari beras ketan/singkong

 

CAKUPAN MATERI

Bioteknologi adalah pemanfaatan mikrobia untuk menghasilkan produk dan jasa guna kepentingan hidup manusia.

Bioteknologi dapat dibedakan 2 macam : bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.

 

1.      Bioteknologi Konvensional

Adalah penerapan bioteknologi yang memanfaatkan jasa mikrobia yang berlangsung dapat dilakukan secara konvensional. Beberapa prinsip bioteknologi konvensional berlangsung fermentasi , yaitu jasa mikrobia an aerob menghasilkan alkohol, karbondioksida dan energi. Berikut merupakan contoh produk bioteknologi konvensional di antaranya :

Produk	Mikrobia	Bahan Dasar
Tempe	Rhizopus oryzae	Kedelai
Oncom	Neurospora crassa	Ampas tahu
Kecap	Aspergillus wentii	Kedelai
Tauco	Aspergillus soyae Aspergillus oryzae	Kedelai
Yoghurt	Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophillus	Susu
Margarin	Streptococcus lactis	Susu
Keju	Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophillus	Susu
Minuman beralkohol	Saccaromyces cereviceae	Sari buah (Anggur)
Tapai	Saccaromyces cereviceae	Beras ketan / Singkong
Nata de coco	Acetobacter xylinum	Air kelapa

 

2.      Bioteknologi Modern

Adalah pemanfaatan enzim yang dihasilkan oleh mikrobia untuk menghasilkan produk/jasa yang bermanfaat bagi manusia. Dlam prosesnya bioteknologi modern dapat berlangsung himgga merubah susunan gen (mutasi gen) yang disebut dengna rekayasa genetika. Beberapa produk bioteknologi modern di antaranya :

 

Produk	Manfaat
Interferon	Melawan infeksi , meningkatkan sistem kekebalan
Insulin	Mengontrol kadar gula darah (diabetes mellitus)
Vaksin	Meningkatkan kekebalan tubuh
Antibiotik (contoh :Penicillin , Streptomycin , Amoxcylin)	Pengobatan penyakit akibat infeksi bakteri atau jamur
Antibodi monoklonal	ü  Menyerang dan membunuh sel tumor atau kanker ü  Untuk mendeteksi kandungan hormon kronik gonadotropin dalam urine wanita hamil ü  Mengikat racun dan menonaktifkannya ü  Mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain
Enzim	Meningkatkan reaksi biokatalisator baik untuk keperluan manusia maupun industri
Protein Sel Tunggal (PST)	Sebagai bahan makanan yang dibiakkan dari tumbuhan rendah Chlorella sp , Spirulina sp , Euglena sp

 

Beberapa contoh bentuk bioteknologi di bidang pertanian

Bakteri pengikat nitrogen bebas Rhizobium radicicola yang hidup pada bintil akar kacang tanah menyebabkan kesuburan bagi tanaman tersebut.

Bovin somathropin (BST) hormon yang dimanfaatkan untuk meningkatkan produksi air susu pada ternak.

Pemanfaatan bakteri Escherechia coli untuk pemuliaan tanaman tebu (tebu transgenik) sehingga dihasilkan tanaman tebu yang tahan terhadap kondisi lahan kering.

 

SOAL :

1.       Mikroorganisme yang menghasilkan zat antibiotik adalah….

A.      Lactobacillus bulgaricus

B.      Salmonella typhosa

C.      Ascaris lumbricoides

D.      Pennicilium notatum

2.   Bakteri Escherecia coli transgenik yang telah dikloning dengan gen insulin manusia dapat menghasilkan hormon insulin dalam jumlah yang banyak dan kualitas baik. Manfaat produk bioteknologi ini adalah untuk ….

A.      Mendapatkan antibodi

B.      Pengobatan darah tinggi

C.      Pengobatan kencing manis

D.      Pemisahan logam dan polutan

3.       Bakteri yang berperan dalam pembuatan nata de coco adalah ….

A.      Rhizopus sp

B.      Lactobacillus sp

C.      Acetobacter xylinum

D.      Saccaromyces cereviceae

4.       Mikroba yang dimanfaatkan dalam pembuatan produk kecap adalah ….

A.      Lactobacillus plantarum

B.      Lactobacillus lactis

C.      Aspergillus soyae

D.      Saccaromyces cereviceae

5.       Manfaat produk bioteknologi modern berupa vaksin adalah ….

A.      Memberi daya kekebalan bagi tubuh

B.      Membunuh bakteri patogen saat terjadi infeksi

C.      Menyerang sel kanker yang menyerang jaringan

D.      Meningkatkan produksi hormon tertentu dalam tubuh

6.     Mikrobia yang dimanfaatkan untuk pemuliaan tanaman tebu sehingga menghasilkan tanaman tebu transgenik yang tahan dalam kekeringan adalah ….

A.      Rhizobium radicicola

B.      Rhizopus oryzae

C.      Escherechia coli

D.      Ascaris lumbricoides

7.       Produk bioteknologi yang memanfaatkan jamur Sacharomyces sp adalah …

A.      Kecap dan keju

B.      Tapai dan minuman beralkohol

C.      Yogurt dan mentega

D.      Tauco dan kecap

8.       Produk makan yogurt memanfaatkan mikrobia ….

A.      Aspergillus oryzae

B.      Streptococcus thermophillus

C.      Streptococcus lactis

D.      Acetobacter xylinum

9.       Mikrobia yang dimanfaatkan dalam pembuatan produk keju adalah ….

A.      Lactobacillus plantarum

B.      Lactobacillus lactis

C.      Aspergillus soyae

D.      Sacharomyces cereviceae

10.   Mikrobia yang dimanfaatkan dalam bidang pertanian diantaranya adalah …

A.      Rhizobium radicicola

B.      Rhizopus oryzae

C.      Acetobacter xylinum

D.      Ascaris lumbricoides

 

Membuat salah satu produk bioteknologi konvensional : 

Tapai

Tempe

PJJ di masa pandemi - Kemagnetan

 PENERAPAN ELEKTROMAGNET DALAM KESEHARIAN

 

Elektromagnet atau magnet listrik ; magnet yang terbentuk karena adanya logam yang dililiti kawat kemudian dialiri arus listrik searah / DC.

 

Untuk memperbesar kekuatan magnet yang terbentuk , kita bisa :

1) memperbesar arus listrik nya ,

2) memperbanyak jumlah lilitan kawat pada logam.

 

Contoh alat yang menggunakan prinsip dasar electromagnet ini antara lain :

Mesin pengangkat logam

 

Bel listrik

 

Pesawat telpon kabel

 

Detektor logam

 

 Relay

 

Kunci pintu listrik

 

Pengeras suara / loudspeaker

 

 Dan lain-lain.

 

PJJ dimasa pandemi - KEMAGNETAN

 

CARA MEMBUAT MAGNET

 

Cara membuat magnet ada tiga :

1.      Menggosok bahan magnet (logam) dengan magnet yang kuat tingkat kemagnetannya.

 

Prinsip dasar :

Menggosoknya satu arah. Ujung pertama yang digosok akan menghasilkan kutub magnet yang sejenis dengan kutub magnet yang digosokkan (dalam gambar , ujung logam sebelah kanan pertama digosok kutub magnet Utara , maka di titik itu akan dihasilkan kutub sejenis yaitu kutub Utara. Jika bahan magnet yang digosok terbuat dari besi , akan dihasilkan magnet sementara. Jika bahan magnet yang digosok terbuat dari baja , akan dihasilkan magnet tetap.

 

2.      Dialiri arus listrik searah / DC , magnet yang dihasilkan dinamakan magnet listrik / Elektromagnet. Contoh sumber arus listrik searah adalah batu baterai.

 

Kutub magnet yang dihasilkan bisa diketahui selain dengan mendekatkannya dengan kompas , bisa juga dengan kaidah tangan kanan seperti gambar diatas.

 

 

3.      Dengan cara induksi yaitu mendekatkan magnet dengan bahan magnet.

 

Kutub magnet bahan magnet yang dihasilkan didekat magnet penginduksi adalah kutub magnet yang tidak sejenis. Dalam gambar , A menjadi kutub Utara karena didekatnya ada kutub Selatan. Prinsip : kutub magnet sejenis tolak menolak dan kutub magnet tak sejenis akan tarik menarik.

PJJ di masa pandemi : MATERI PERTEMUAN minggu ke-10

PEWARISAN SIFAT

Materi Genetik

Pewarisan Sifat (Hereditas)

        Pada makhluk hidup yang berkembang biak secara generatif , sifat-sifat dari orang tua (induk) diwariskan melalui sel-sel gamet (sel sperma dan sel telur). Sifat-sifat menurun ini dikendalikan oleh gen yang terkandung di dalam kromosom , yang terletak di dalam inti sel (nukleus).

        Cabang ilmu yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme disebut Genetika. Ilmuwan pertama yang mempelajari tentang proses pewarisan sifat adalah Gregor Johann Mendel (1822 - 1884) yang melakukan penelitian dengan menggunakan tanaman kacang ercis (Pisum sativum).

Tanaman kacang ercis (polong)  dipilih oleh Mendel karena :

1. memiliki bunga sempurna sehingga dapat melakukan penyerbukan sendiri
2. cepat menghasilkan keturunan (daur hidup cepat)
3. mudah dilakukan penyerbukan silang
4. memiliki pasangan sifat beda yang menonjol (misalnya warna biji kuning dan hijau , bentuk biji halus dan keriput).

Hukum Mendel

Ada dua Hukum Mendel yang mempengaruhi pewarisan sifat, Hukum Mendel I dan Hukum Mendel II.

1. Hukum Mendel I disebut juga Prinsip Segregasi. Dalam hukum ini, dinyatakan bahwa gen di induk (parental) terdiri dari sepasang alel dan akan mengalami pemisahan saat pembentukan gamet, sehingga gen di gamet akan berupa satu buah alel.
2. Hukum Mendel II disebut juga dengan Prinsip Asortasi Bebas, atau Independent Assortation Principle. Dalam hukum ini dinyatakan bahwa pada individu yang mempunyai dua atau lebih sifat, maka diturunkannya sifat terjadi secara bebas, tidak bergantung pada sifat yang lain. Dengan kata lain, sifat yang diakibatkan satu gen tidak mempengaruhi sifat yang diakibatkan oleh gen lain.

Genotipe dan Fenotipe

        Gen merupakan bagian sel yang bertanggung jawab terhadap terbentuknya sifat pada suatu individu. Susunan gen yang menentukan sifat suatu individu disebut genotipe , sedangkan sifat yang tampak pada individu disebut fenotipe. Fenotipe merupakan interaksi antara genotipe dan lingkungan.

        Genotipe disimbolkan dengan 2 huruf yang mewakili sifat yang dibawa , masing-masing disebut alel. Pasangan gen yang alelnya sama disebut homozigot, sedangkan jika pasangan alelnya berbeda disebut heterozigot.

        Jika gen pertama mempengaruhi gen pasangannya sehingga sifat yang dibawa gen pertamalah yang muncul pada keturunannya , gen tersebut disebut gen dominan. Jika gen tersebut kalah / tertutupi oleh gen dominan sehingga tidak muncul pada keturunan , disebut gen resesif. Jika gen dominan tidak menutup sepenuhnya sehingga gen resesif turut mempengaruhi fenotipe keturunannya , keadaan ini disebut intermediet.

Tabel Persilangan kelinci berambut hitam dengan berambut putih

	FENOTIPE	GENOTIPE	Keterangan
	Kelinci berambut hitam (dominan) Kelinci berambut putih (resesif)	HH Hh hh	Homozigot Heterozigot Homozigot

Simbol dan Istilah dalam Persilangan

Simbol yang digunakan dalam persilangan :

• P : Parental , istilah untuk induk / orang tua
• P1 : induk pertama ,
• P2 : induk kedua dan seterusnya.
• F : Filial , istilah untuk anak / keturunan
• F1 : keturunan pertama ,
• F2 : keturunan kedua dan seterusnya.

Persilangan dapat dilakukan dengan :

1. Monohibrid (persilangan dengan satu sifat beda)
2. Dihibrid (persilangan dengan dua sifat beda)
3. Trihibrid (persilangan dengan tiga sifat beda)
4. Polihibrid (persilangan dengan lebih dari tiga sifat beda)

Persilangan Monohibrid (Persilangan dengan satu sifat beda)

        Persilangan monohibrid adalah persilangan dengan hanya memperhatikan satu sifat beda , misalnya sifat warna bunga. Contoh : persilangan tanaman berbunga warna ungu dan berbunga warna putih galur murni menghasilkan tanaman berbunga warna ungu.

        Gen warna merah dominan terhadap gen warna putih. Selanjutnya F1 ini dibiarkan melakukan penyerbukan dengan sesamanya , dan ternyata menghasilkan tanaman berbunga warna ungu dan putih.

Monohibrid Dominan Penuh

Perbandingan fenotipe F2  = Ungu : Putih = 3 : 1

Perbandingan genotipe F2 = UU : Uu : uu = 1 : 2 : 1

        Galur murni adalah tanaman yang melakukan penyerbukan sendiri secara terus menerus dan selalu menghasilkan tanaman yang sama dengan induknya.

        Sifat intermediet merupakan sifat gabungan kedua induk karena gen dominan tidak menutup gen resesif secara sempurna. Contohnya hasil persilangan antara tanaman berbunga merah dengan tanaman berbunga putih menghasilkan tanaman berbunga merah muda. Warna merah muda ini menunjukkan sifat intermediet. Pada persilangan , jika genotipe  Mm fenotipenya merah muda maka disebut persilangan Dominan Tidak Penuh / Intermediet.

Monohibrid Dominan Tidak Penuh / Intermediet 

Perbandingan fenotipe F2  = Merah : Merah muda : Putih = 1 : 2 : 1

Perbandingan genotipe F2 = MM : Mm : mm = 1 : 2 : 1

Test cross adalah mengawinkan suatu individu hasil persilangan dengan salah satu induknya yang homozigot resesif. Tujuannya adalah untuk mengetahui apakah genotipe individu yang diuji itu homozigot ataukah heterozigot.

Back cross adalah mengawinkan suatu individu hasil persilangan dengan salah satu induknya , baik induk homozigot dominan maupun homozigot resesif. Tujuannya adalah untuk mengetahui genotipe induk yang belum diketahui.

Persilangan Dihibrid (Persilangan dengan Dua Sifat Beda)

        Persilangan dihibrid adalah persilangan dengan memperhatikan dua sifat beda , misalnya sifat biji bulat dan sifat biji warna kuning. Contohnya tanaman berbiji bulat warna kuning disilangkan dengan tanaman berbiji keriput bewarna hijau , menghasilkan keturunan tanaman berbiji bulat berwarna kuning. Hal ini menunjukkan bahwa sifat biji bulat dan warna kuning dominan terhadap sifat biji keriput dan warna hijau.

Diagram Persilangan Dihibrid Dominan Penuh

Jumlah genotipe dan fenotipe pada F2

PJJ di masa pandemi : Materi Pengayaan Pertemuan VII

 

Perkembangbiakan Berperan Dalam Menjaga Kelangsungan Hidup 

Kelangsungan Hidup Makhluk Hidup Dipengaruhi oleh Adaptasi dan Seleksi Alam

Adaptasi pada Hewan dan Tumbuhan

Adaptasi Morfologi

Adaptasi morfologi adalah penyesuaian bentuk tubuh. Struktur tubuh. atau alat-alat tubuh organisme terhaclap lingkungannya. Kamu dengan mudah dapat mengamati adaptasi morfologi karena perubahan yang terjadi merupakan perubahan bentuk luar. Contoh adaptasi morfologi adalah sebagai berikut.

• Adaptasi Morfologi pada Hewan

Mengapa bentuk paruh burung bermacam-macam?, bentuk paruh burung bermacam-macarn disesuaikan dengan jenis makanannya. Burung paruhnya sesuai untuk makan biji-bijian. Burung kolibri, paruhya sesuai untuk mengisap madu dari bunga. Burung pelikan, paruhnya sesuai untuk menangkap ikan. Burung elang, paruhnya sesuai untuk mengoyak daging mangsanya. Burung pelatuk. paruhnya sesuai untuk memahat batang pohon dan menangkap serangga di dalamnya. Adaptasi morfologi pada burung juga dapat dilihat pada macam-macam bentuk kakinya.

• Adaptasi Morfologi pada Tumbuhan

Berdasarkan tempat hidupnya, tumbuhan dibedakan menjadi sebagai berikut.

1. Xerofit, yaitu tumbuhan yang menyesuaikan diri dengan lingkungan yang kering, contohnya kaktus. Cara adaptasi xerofit. antara lain mempunyai daun berukuran kecil atau bahkan tidak berdaun (mengalami modifikasi menjadi duri), batang dilapisi lapisan lilin yang tebal, dan berakar panjang sehingga berjangkauan sangat luas.
2. Hidrofit. yaitu tumbuhan yang menyesuaikan diri dengan lingkungan berair, contohnya teratai. Cara adaptasi hidrofit, antara lain berdaun lebar dan tipis, serta mempunyai banyak stomata.
3. Higrofit, yaitu tumbuhan yang menyesuaikan diri dengan lingkungan lembap, contohnya tumbuhan paku dan lumut.

Adaptasi Fisiologi

Adaptasi fisiologi adalah penyesuaian fungsi alat-alat tubuh organisme terhadap lingkungannya. Kita tidak mudah mengamati adaptasi fisiologi karena adaptasi fisiologi menyangkut fungsi alat-alat tubuh yang umumnya terletak di bagian dalam tubuh. Contoh adaptasi fisiologi adalah sebagai berikut.

• Adaptasi Fisiologi pada Manusia

1. Jumlah sel darah merah orang yang tinggal di pegunungan lebih banyak jika dibandingkan dengan orang yang tinggal di pantai/dataran rendah.
2. Ukuran jantung para atlet rata-rata lebih besar dari pada ukuran jantung orang kebanyakan.
3. Pada saat udara dingin, orang cenderung lebih banyak mengeluarkan urine (air seni).

• 
  
• Adaptasi Fisiologi pada Hewan

Berdasarkan jenis makanannya, hewan dapat dibedakan menjadi karnivora (pemakan daging). herbivora memakan tumbuhan), serta omnivora (pemakan daging dan turnbuhan). Penyesuaian hewan-hewan tersebut terhadap jenis makanannya. antara lain terdapat pada ukuran (panjang) usus dan enzim pencernaan yang berbeda. Untuk mencerna tumbuhan yang umumnya mempunyai sel-sel berdinding sel keras, rata-rata usus herbivora lebih panjang daripada usus karnivora.

• Adaptasi Fisiologi pada Tumbuhan

1. Tumbuhan yang penyerbukannya dibantu oleh serangga mempunyai bunga yang berbau khas.
2. Tumbuhan tertentu menghasilkan zat khusus yang dapat menghambat pertumbuhan tumbuhan lain atau melindungi diri terhadap herbivor. Misalnya. semak azalea di Jepang menghasilkan bahan kimia beracun sehingga rusa tidak memakan daunnya.

Adaptasi Tingkah Laku

Adaptasi tingkah laku adalah penyesuaian organisme terhadap lingkungan dalam bentuk tingkah laku. Kamu dapat dengan mudah mengamati adaptasi ini. Contoh adaptasi tingkah laku adalah sebagai berikut.

• Adaptasi Tingkah Laku pada Hewan

1. Bunglon melakukan mimikri, yaitu mengubah-ubah warna kulitnya sesuai dengan warna lingkungan/tempat hinggapnya. Dengan mengubah warna kulitnya sesuai dengan lingkungannya, bunglon terlindung dari pemangsanya sekaligus tersamar dari hewan yang akan dimangsanya. Dengan demikian, bunglon dapat terhindar dari bahaya dan sekaligus lebih mudah menangkap mangsanya.
2. Cumi-cumi mengeluarkan tinta/cairan hitam ketika ada bahaya yang mengancamnya. Cumi-cumi juga mampu mengubah-ubah warna kulitnya sesuai dengan warna lingkungannya.
3. Secara berkala, paus muncul di permukaan air untuk menghirup udara dan menyemprotkan air. Paus melakukan tindakan demikian karena alat pernapasannya berupa paru-paru tidak dapat memanfaatkan oksigen yang terlarut di dalam air.
4. Dalam keadaan bahaya, cecak melakukan autotomi, yaitu memutuskan ekornya. Ekor cecak yang terputus tetap dapat bergerak sehingga perhatian pemangsanya beralih pada ekor tersebut dan cecak dapat menyelamatkan diri.

• 
  
• 
  
  
  
• Adaptasi Tingkah Laku pada Tumbuhan

1. Pada saat lingkungan dalam keadaan kering, tumbuhan yang termasuk suku jahe-jahean akan mematikan sebagian tubuhnya yang tumbuh di permukaan tanah.
2. Pada musim kemarau. tumbuhan tropofit, misalnya pohon jati dan randu, menggugurkan daunnya.

 

Seleksi Alam

Seleksi alam adalah proses di alam. Misalnya perubahan lingkungan. Persaingan antarorganisme. dan proses makan dimakan. yang dapat memilih organisme yang dapat bertahan hidup atau tidak dapat bertahan hidup di alam.
Di Kepulauan Galapagos juga terdapat contoh adanya seleksi alam yang lain. Kaktus yang hidup di pulau yang tidak dihuni kura-kura tumbuh rendah dengan duri-duri lunak. Adapun kaktus yang hidup di pulau yang dihuni kura-kura tumbuh seperti pohon dengan batang tebal dan tinggi serta dilindungi oleh duri yang keras dan kaku. Organisme yang berhasil lolos dari seleksi alam akan mampu bertahan hidup. Sebaliknya. organisme yang tidak berhasiI lolos dari seleksi alam akan punah. Contoh organisme yang punah karena seleksi alam adalah dinosaurus. Beberapa teori berusaha menjelaskan punahnya dinosaurus. Salah satunya menyebutkan bahwa dinosaurus punah karena jutaan tahun yang lalu sebuah meteor menabrak bumi. Tabrakan itu menimbulkan ledakan hebat yang mengakibatkan terlepasnya sejumlah besar debu ke atmoster. Debu tersebut menghalangi sinar matahari sehingga tumbuhan hijau tidak dapat melakukan fotosintesis. Akibatnya, banyak tumbuhan mati. Dinosaurus yang herbivora tidak mendapatkan makanan dan mati. Dinosaurus pemakan daging yang tidak mendapat mangsa akhirnya ikut punah juga.