Makalah Biologi Rekayasa reproduksi dan bioteknologi

of 60/60
2011 Rekayasa Reproduksi dan Bioteknologi SMP NEGERI 1 TAMAN Intan Kumara P. 9A/18 05/12/2011 Jl. Satria No. 1 Ketegan Taman Telp. (031) Disusun Oleh
  • date post

    06-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.672
  • download

    17

Embed Size (px)

description

Makalah Biologi Rekayasa reproduksi dan bioteknologi

Transcript of Makalah Biologi Rekayasa reproduksi dan bioteknologi

2011Rekayasa Reproduksi dan Bioteknologi

Disusun OlehIntan Kumara P. 9A/18 05/12/2011

SMP NEGERI 1 TAMAN SIDOARJOJl. Satria No. 1 Ketegan Taman Telp. (031) 7881538 Kdpos 61257

2

Kata Pengantar

Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu wataala, karena berkat rahmat-Nya saya dapat menyelesaikan makalah biologi yang berjudul Rekayasa Reproduksi dan Bioteknologi untuk memenuhi tugas makalah dari Bu. Maria Yohana. Saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu sehingga makalah ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktunya. Makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini memberikan informasi dan manfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan bagi kita semua.

Taman, 5 November 2011

Penyusun

2

3

DAFTAR ISISAMPUL DEPAN..1 Kata pengantar....2 Daftar Isi.3 BAB I : PENDAHULUAN4 BAB II : PEMBAHASAN.6 A. Pengertian Rekayasa Reproduksi.6 B. Teknik Rekayasa Reproduksi...6 1. Kultur Jaringan7 2. Kloning..10 3. Makhluk Hidup Transgenik..12 4. Hibridisasi.14 5. Inseminasi Buatan.14 6. Bayi Tabung..15 C. Dampak Rekayasa Reproduksi..16 D. Pengertian Bioteknologi.16 E. Produk-produk Bioteknologi dan Cara Pembuatannya.17 1. Pengolahan Makanan dengan teknik Bioteknologi Konvensional.18 2. Penerapan Bioteknologi Modern..24 3. Penerapan Bioteknologi di bidang Kedokteran...30 4. Penerapan Bioteknologi di bidang Pertanian...30 5. Penerapan Bioteknologi di bidang Peternakan35 6. Bioteknologi Bahan Bakar masa depan36 7. Bioteknologi untuk Pengolahan Limbah..38 8. Pengolahan Sekam Padi Menjadi Bahan Bakar Alternatif melalui proses Pirolisis Lambat.40 BAB III : PENUTUP42 1. Kesimpulan42 2. Kata Penutup..43 3. Daftar Pustaka44

3

4

Kompetensi Dasar : Mendeskripsikan penerapan Rekayasa Reproduksi dan Bioteknologi bagi kelangsungan hidup manusia. BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Rekayasa genetika (Ing. genetic engineering) dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didifinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami, dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional. Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja.

B. Permasalahan a. Apakah pengertian dari rekayasa reproduksi? b. Apa sajakah macam teknik rekayasa reproduksi? c. Apa sajakah dampak penerapan rekayasa reproduksi bagi manusia? d. Apa pengertian dari bioteknologi? e. Apa sajakah produk dari Bioteknologi dan bagaimanakah proses pembuatannya? f. Apa sajakah dampak penerapan bioteknologi bagi manusia?

4

5

C. Tujuan Dalam penyusunan makalah biologi ini, tentunya memiliki tujuan yang ingin dicapai. Adapun tujuannya adalah agar dapat: 1. Mengetahui pengertian dari rekayasa reproduksi. 2. Mengetahui tentang berbagai macam teknik rekayasa reproduksi. 3. Mengetahui dampak penerapan rekayasa reproduksi bagi manusia. 4. Mengetahui pengertian dari bioteknologi. 5. Mengetahui tentang berbagai macam produk bioteknologi. 6. Mengetahui dampak penerapan bioteknologi bagi manusia.

D. Ruang Lingkup Meliputi tumbuhan dan hewan serta manusia. Ilmu-ilmu pendukung dalam bioteknologimeliputi mikrobiologi, biokimia, genetika, biologi sel, teknikkimia, dan enzimologi

E. Metode Penelitian Metode penelitian untuk mengumpulkan data-data dalam rangka penulisan karya tulis ini dengan cara sebagai berikut : 1. Metode tertulis, yaitu dengan menggunakan sumber-sumber dari berbagai buku sebagai panduan karya tulis tersebut. Melalui sumber-sumber tersebut penulis berharap agar dapat memperoleh informasi dan data secara jelas walaupun tidak seakurat mungkin.

F. SistematikaAda beberapa cara / sistematika untuk dapat menyusun karya tulis ini yaitu diantaranya: - Menentukan tema yang akan di bahas - Merumuskan masalah yang akan diterangkan dan menyusunnya dengan jelas - Menggunakan kata kata yang mudah di mengerti oleh pembaca

G. KegunaanManfaat dan kegunaan penyusunan karya makalah ini diharapkan bisa: 1. Menumbuhkan minat seseorang untuk mempelajari teknik Rekayasa reproduksi dan bioteknologi. 2. Memberikan motivasi untuk bisa berkreasi dan kreatif 3. Memberikan pengetahuan dan pengalaman tentang Rekayasa reproduksi dan bioteknologi.

5

6

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengertian Rekayasa Reproduksi

Nama lain Rekayasa Reproduksi adalah Rekayasa Genetika. Rekayasa genetika (Ing. genetic engineering) dalam arti paling luas adalah penerapan genetika untuk kepentingan manusia. Dengan pengertian ini kegiatan pemuliaan hewan atau tanaman melalui seleksi dalam populasi dapat dimasukkan. Demikian pula penerapan mutasi buatan tanpa target dapat pula dimasukkan. Walaupun demikian, masyarakat ilmiah sekarang lebih bersepakat dengan batasan yang lebih sempit, yaitu penerapan teknik-teknik biologi molekular untuk mengubah susunan genetik dalam kromosom atau mengubah sistem ekspresi genetik yang diarahkan pada kemanfaatan tertentu. Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didifinisikan sebagai teknik invitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami, dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional. Rekayasa reproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara rekayasa tahapan-tahapan proses reproduksi yang berlangung secara alami.

B. Teknik Rekayasa ReproduksiRekayasa reproduksi tidak hanya dilakukan pada tumbuhan dan hewan, tetapi manusia juga bisa dijadikan objek dalam teknologi. Ada beberapa teknik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain dengan cara kultur jaringan, kloning, hibridisasi, inseminasi buatan, dan bayi tabung.

6

7

1. Kultur jaringan

Pelaksanaan teknik kultur jaringan bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman. Tanaman yang dikultur biasanya adalah bibit unggul. Dengan teknik ini, kita bisa mendapatkan keturunan bibit unggul dalam jumlah yang banyak dan memiliki sifat yang sama dengan induknya. Kultur jaringan memerlukan pengetahuan dasar tentang kimia dan biologi. Pada teknik ini kamu hanya membutuhkan bagian tubuh dari tanaman. Misalnya batang hanya seluas beberapa millimeter persegi saja. Jaringan yang kamu ambil untuk dikultur disebut eksplan. Biasanya, yang dijadikan eksplan adalah jaringan muda yang masih mampu membelah diri. Misalnya ujung batang, ujung daun, dan ujung akar. Kultur jaringan sebenarnya memanfaatkan sifat totipotensi yang dimiliki oleh sel tumbuhan. Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna. Teori totipotensi ini dikemukakan oleh G. Heberlandt tahun 1898.

Gottlieb Haberlandt

F.C Steward

7

8 Dia adalah seorang ahli fisiologi yang berasal dari Jerman. Pada tahun 1969, F.C. Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wartel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan oleh Muer, Hildebrandt, dan Riker.

Cara pengujian ulang teori totipotensi olehF.C Steward

Langkah-langkah dalam proses Kultur Jaringan meliputi : Inisiasi Sterilisasi Multiplikasi Pengakaran Aklimatisasi

Kultur jaringan dapat dilakukan secara sederhana, yaitu:

a. Inisiasi Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan di Kultur Anakan Cuci dengan air mengalir Dikecilkan dengan pisau Dimasukan dalam media b. Mensterilkan eksplan. Caranya adalah direndam dalam alkohol 70% atau kalsium hipoklorit 5% selama beberapa menit.

c. Gunakan botol atau tabung yang sudah disterilkan, isi dengan media. Masukkan potongan jaringan yang sudah disterilkan di atas media dalam botol. Media yang digunakan terdiri atas:

Unsur-unsur atau garam mineral: Unsur makro: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg. Unsur mikro: Zn, Mn, Mo, So.

Asam amino, vitamin, gula, hormon, dengan perbandingan tertentu. Media cair; bahan-bahan di atas dicampur akuades. Media padat; bahan-bahan di atas campur dengan agar-agar.8

9

Media cair dan padat tersebut kemudian disterilkan dengan menggunakan mesin khusus yang disebut dengan autoklaf.

d. Simpan di tempat yang aman pada suhu kamar, tunggu untuk beberapa lama maka akan tumbuh kalus (gumpalan sel baru). Bisa juga selama pemeliharaan dilakukan pengocokan dengan mesin pengocok yang bergoyang 70 kali permenit. Pengocokan dilakukan selama 1,5 - 2 bulan. Tujuan dari pengocokan adalah untuk merangsang sel-sel eksplan supaya giat bekerja dan memperlancar proses persiapan zat dan penyebaran makanan merata, serta menjamin pertukaran udara lebih cepat.

d. Multiplikasi Multiplikasi adalah kegiatan pemotongan dan pemindahan eksplan ke media baru. Kalus yang tumbuh bisa dipotong-potong untuk dipisahkan dan di tanam pada media lain.

e. Pengakaran

Hasil multiplikasi selanjutnya dipindah dalam media pengakaran sehingga terbentuk tanaman yang sempurna (planlet) Media pengakaran adalah MS + 5 ppm NAA + Charcoal 1 g/l . Kalus tersebut akan tumbuh menjadi tanaman muda (plantlet), kemudian pindahkan ke pot. Jika tanaman tersebut sudah kuat, maka bisa dipindahkan ke media tanah atau lahan pertanian.

f. Aklimatisasi Aklimatisasi adalah proses penyesuaian palnlet dari kondisi mikro dalam botol (heterotrof) ke kondisi lingkungan luar (autotrof) g. Pemilihan Kultur Botol kultur dipelihara dalam ruang kultur aseptik (steril) dengan suhu 18-25 C dan intensitas cahaya 3000 10.000 lux selama 16 jam/hari

9

10 Kultur jaringan dapat disimpan dalam suhu rendah sebagai stok atau cadangan. Jika sewaktu-waktu diperlukan, maka jaringan ini dapat diambil dan ditanam. Contoh tanaman yang bisa menjadi objek kultur adalah pisang, mangga, tebu, dan anggrek.

Keuntungan dari kultur jaringan adalah:

Dalam waktu singkat dapat menghasilkan bibit yang diperlukan dalam jumlah banyak.

Sifat tanaman yang dikultur sesuai dengan sifat tanaman induk. Tanaman yang dihasilkan lebih cepat berproduksi. Tidak membutuhkan area tanam yang luas. Tidak perlu menunggu tanaman dewasa, kita sudah dapat membiakkannya.

Kekurangan Pemanfaatan teknik Kuktur Jaringan adalah : Bagi orang tertentu, cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit. Membutuhkan modal investasi awal yang tinggi untuk bangunan (laboratorium khusus), peralatan dan perlengkapan. Diperlukan persiapan SDM yang handal untuk mengerjakan perbanyakan kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yang memuaskan Produk kultur jaringan pada akarnya kurang kokoh

2.Kloning

Kloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama atau identik. Kloning ditemukan pada tahun 1997 oleh Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi seekor domba tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil rekayasa ilmuan Skotlandia tersebut diberi nama Dolly.

10

11

Gambar: Domba Dolly dan Dr. Ian Willmut

Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut adalah sebagai berikut:

Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina, dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.

Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid. Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi. Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur). Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning.

Jadi, domba hasil kloning merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma. Kloning juga bisa dilakukan pada seekor katak. Nukleus yang berasal dari sebuah sel di dalam usus seekor kecebong di trans -plantasikan ke dalam sel telur dari katak jenis lain yang nukleusnya telah dikeluarkan. Kemudian, telur ini akan berkembang menjadi zigot buatan dan akan berkembang lagi menjadi seekor katak dewasa. Kloning akan berhasil apabila nukleus ditransplantasikan ke dalam sel yang akan menghasilkan embrio (sel telur) termasuk sel germa. Sel germa adalah sel yang menumbuhkan telur dari sperma.

11

12

Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian Willmut

3. Makhluk hidup transgenik

Makhluk hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified organisms) yang merupakan hasil rekayasa genetika. Teknik ini mengubah factor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan jalan menyisipkan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang memiliki sifat tertentu sesuai dengan keinginan si pembuat.

Teknologi ini dapat dipelajari dari beberapa aplikasi yang telah dikembangkan oleh manusia, antara lain sebagai berikut:

a. Produksi insulin Caranya adalah dengan menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri. Kemudian dari hasil penyambungan tersebut akan terbentuk bakteri12

13

baru yang mampu menghasilkan hormon insulin manusia. Bakteri ini dipelihara di laboratorium untuk menghasilkan insulin. Insulin yang dihasilkan bisa untuk mengobati penyakit kencing manis.

Membuat Insulin dengan teknik Plasmid

Gen /DNA digunting dengan Enzim Endonuklease Restriksi Gen /DNA disambung dengan Enzim Ligase DNA/gen hormon insulin Inang/host DNA. Gen sumber dari sel Bakteri : Escherricia coli dan Pancreas manusia isolid plasmid dipotong dengan enzim endonuklease isolasi gen sumber oleh enzim endonuklease Plasmid tunggal Single gen/gen gabung dengan enzim ligase terbentuk DNA rekombinan dimasukkan ke sel bakteri sebagai vektor Bakteri menghasilkan hormone insulin

b. Menciptakan bibit unggul

Tanaman hasil rekayasa genetika yang mampu memupuk sendiri Rekayasa genetika untuk memperbaiki tumbuhan supaya menjadi lebih baik, yaitu:

Pencakokan gen pembentuk pestisida pada tumbuhan sehingga mampu menghasilkan pestisida mematikan hama.

Rekayasa tumbuhan yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Teknologi ini mampu membuat tanaman yang bisa memupuk dirinya sendiri.13

14

Rekayasa genetika yang mampu menciptakan tanaman yang mampu memproduksi zat anti koagulan.

4. Hibridisasi

Hibridisasi anggrek Hibridisasi adalah persilangan antara varietas dalam spesies yang sama yang memiliki sifat unggul. Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang memiliki sifat perpaduan dari kedua induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada tumbuhan dan hewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

5. Inseminasi buatanInseminasi buatan adalah pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dengan sperma yang disuntikkan pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi ini tidak membutuhkan hewan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja.

Inseminasi Buatan pada hewan kambing

Inseminasi buatan dilakukan karena bibit pejantan unggul yang hendak dikawinkan dengan bibit betina lokal tidak memiliki waktu masa subur yang bersamaan. Bibit pejantan unggul dikawinkan dengan bibit betina lokal supaya dapat menghasilkan keturunan yang lebih baik.

14

15

Teknologi ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (-80 sampai 20). Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit betina lokal tidak perlu dengan membawa individunya tetapi cukup dengan membawa spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke negara lain.

6. Bayi tabungBayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi inseminasi buatan, hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar sedangkan inseminasi terjadi di dalam tubuh. Kedua-duanya sama-sama merupakan perkembangbiakan generatif.

Gambar: Proses pembuatan bayi tabung

Kita biasanya sering mendengar istilah bayi tabung bagi pasangan yang kesulitan untuk mendapatkan keturunan. Hal ini merupakan jalan pintas bagi mereka untuk segera mendapatkan keturunan. Proses pembuatan bayi tabung adalah sebagai berikut: a. Sel telur yang mengalami ovulasi pada induk atau wanita diambil dengan suatu alat dan disimpan di dalam tabung yang berisi medium seperti kondisi yang ada pada rahim wanita hamil. b. Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah mikroskop dan diamati sehingga terjadi fertilisasi. c. Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke dalam tabung. d. Jika sel telur yang sudah dibuahi, disebut zigot, berkembang dengan baik dan menjadi embrio, maka embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam rahim induknya semula.15

16

C. Dampak Penerapan Rekayasa Reproduksi Rekayasa teknologi tidak semuanya berdampak positif bagi kehidupan manusia maupun bagi makhluk hidup lain dan lingkungan. Teknologi yang diciptakan dengan tujuan untuk memakmurkan umat manusia bisa saja menghancurkan manusia itu sendiri jika tidak diikuti dengan keimanan dan ketaqwaan. Dampak positif rekayasa reproduksi sebagai berikut:

Menciptakan bibit unggul. Meningkatkan gizi masyarakat. Melestarikan plasma nutfah. Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sesuai dengan keinginan manusia. Membantu pasangan yang kesulitan mendapatkan anak dengan jalan pintas yaitu bayi tabung.

Dampak negatif rekayasa reproduksi sebagai berikut:

Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit.

Merugikan petani dan peternak local yang mengandalkan reproduksi secara alami. Dikhawatirkan adanya penyalahgunaan teknologi reproduksi untuk kepentingan pribadi yang merugikan orang lain. Misalnya misi sebuah Negara yang hendak menguasai dunia dengan menciptakan prajurit tangguh dengan teknik pengkloningan.

Mengganggu proses seleksi alam

D. Pengertian Bioteknologi

16

17

Bioteknologi adalah pemanfaatan organisme hidup untuk menghasilkan produk dan jasa yang bermanfaat bagi manusia. Bioteknologi adalah pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah yang menggunakan makhluk hidup untuk menghasilkan produk dan jasa guna kepentingan manusia. E. Produk Produk Bioteknologi dan Cara pembuatannya Bioteknologi ada dua yaitu bioteknologi Konvensional dan bioteknologi Modern.

a) Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk atau jasa, misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu : * adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu * adanya penggunaan enzim

b) Sedangkan Bioteknologi Modern adalah bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika, seperti DNA rekombinan. DNA rekombinan yaitu pemutusan dan penyambungan DNA, dengan cara kultur jaringan, cloning, dan fusi sel.

17

18

PENGOLAHAN BAHAN MAKANAN DENGAN TEKNIK BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL

A. Pengolahan produk susuSusu dapat diolah menjadi bentuk-bentuk baru, seperti yoghurt, keju, dan mentega. 1) Yoghurt

Untuk membuat yoghurt yaitu: a. susu dipasteurisasi terlebih dahulu, b. selanjutnya sebagian besar lemak dibuang. c. Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan yoghurt, yaitu Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophillus. Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dengan jumlah yang seimbang, d. selanjutnya disimpan selama 5 jam pada temperatur 45oC. e. Selama penyimpanan tersebut pH akan turun menjadi 4,0 sebagai akibat dari kegiatan bakteri asam laktat. f. Selanjutnya susu didinginkan dan dapat diberi cita rasa. 2) Keju Dalam pembuatan keju digunakan bakteri asam laktat, yaitu Lactobacillus dan Streptococcus. Bakteri tersebut berfungsi memfermentasikan laktosa dalam susu menjadi asam laktat. Proses pembuatan keju: a. Diawali dengan pemanasan susu dengan suhu 90oC atau dipasteurisasi, b. Kemudian didinginkan sampai 30oC. c. Selanjutnya bakteri asam laktat dicampurkan.18

19

Gambar: Berbagai macam jenis dari keju

d. Akibat dari kegiatan bakteri tersebut pH menurun dan susu terpisah menjadi cairan whey dan dadih padat, e. kemudian ditambahkan enzim renin dari lambung sapi muda untuk mengumpulkan dadih. f. Enzim rennin dewasa ini telah digantikan dengan enzim buatan, yaitu klimosin. g. Dadih yang terbentuk selanjutnya dipanaskan pada temperature 32oC 420oC dan ditambah garam, h. kemudian ditekan untuk membuang air dan disimpan agar matang. i. Adapun whey yang terbentuk diperas lalu digunakan untuk makanan sapi. 3) Mentega Mentega adalah ialah produk makanan susu, dibuat dengan mengaduk krim yang didapat dari susu. Biasanya digunakan sebagai olesan roti dan biskuit, sebagai perantara lemak di beberapa resep roti dan masakan, dan kadang-kadang bahan untuk menggoreng. Pengganti mentega ialah margarin, yang biasanya lebih murah, dan memiliki sedikit lemak dan kolesterol.

Gambar : Mentega

19

20

Pembuatan mentega : a. menggunakan mikroorganisme Streptococcus lactis dan ectonostoceremoris. b. Bakteri-bakteri tersebut membentuk proses pengasaman. c. Selanjutnya, susu diberi cita rasa tertentu dan lemak mentega dipisahkan. Kemudian lemak mentega diaduk untuk menghasilkan mentega yang siap dimakan. B. Produk makanan non susu 1) Kecap Kecap adalah bumbu dapur atau penyedap makanan yang berupa cairan berwarna hitam yang rasanya manis atau asin. Bahan dasar pembuatan kecap umumnya adalah kedelai atau kedelai hitam. Namun adapula kecap yang dibuat dari bahan dasar air kelapa yang umumnya berasa asin. Kecap manis biasanya kental dan terbuat dari kedelai, sementara kecap asin lebih cair dan terbuat dari kedelai dengan komposisi garam yang lebih banyak, atau bahkan ikan laut. Selain berbahan dasar kedelai atau kedelai hitam bahkan air kelapa, kecap juga dapat dibuat dari ampas padat dari pembuatan tahu

Gambar : Kecap Asin

Gambar : Kecap manis

20

21

Pembuatan kecap: a. Jamur, Aspergillus oryzae dibiakkanpada kulit gandum terlebih dahulu. b. Jamur Aspergillus oryzae bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang telah dimasak menghancurkan campuran gandum. c. Setelah proses fermentasi karbohidrat berlangsung cukup lama akhirnya akan dihasilkan produk kecap. 2) Tempe Tempe kadang-kadang dianggap sebagai bahan makananmasyarakat golongan menengah ke bawah, sehingga masyarakat merasa gengsi memasukkan tempe sebgai salah satu menu makanannya. Akan tetapi, setelah diketahui manfaatnya bagi kesehatan, tempe mulai banyak dicari dan digemari masyarakat dalam maupun luar negeri. Jenis tempe sebenarnya sangat beragam, bergantung pada bahan dasarnya, namun yang paling luas penyebarannya adalah tempe kedelai. Tempe mempunyai nilai gizi yang baik. Di samping itu tempe mempunyai beberapa khasiat, seperti dapat mencegah dan mengendalikan diare, mempercepat proses penyembuhan duodenitis, memperlancar pencernaan, dapat menurunkan kadar kolesterol, dapat mengurangi toksisitas, meningkatkan vitalitas, mencegah anemia, menghambat ketuaan, serta mampu menghambat resiko jantung koroner, penyakit gula, dan kanker.

Gambar : Tempe

Gambar: Masakan yang terbuat dari tempe

21

22

Cara membuat tempe: a. Selain diperlukan bahan dasar kedelai juga diperlukan ragi. Ragi merupakan kumpulan spora mikroorganisme, dalam hal ini kapang. b. Dalam proses pembuatan tempe paling sedikit diperlukan empat jenis kapang dari genus Rhizopus, yaitu Rhyzopus oligosporus, Rhyzopus stolonifer, Rhyzopus arrhizus, dan Rhyzopus oryzae. c. Miselium dari kapang tersebut akan mengikat keping-keping biji kedelai dan memfermentasikannya menjadi produk tempe. d. Proses fermentasi tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kimia pada protein, lemak, dan karbohidrat. Perubahan tersebut meningkatkan kadar protein tempe sampai sembilan kali lipat. 3) Tape Tape dibuat dari bahan dasar ketela pohon dengan menggunakan sel-sel ragi. Ragi menghasilkan enzim yang dapat mengubah zat tepung menjadi produk yang berupa gula dan alkohol. Masyarakat kita membuat tape tersebut berdasarkan pengalaman.

Gambar: Tape singkong

Proses pembuatan tape singkong adalah:

1. Pilihlah singkong yang bagus dan rata, kemudian dikupas, dipotong- potong sesuai selera dan dicuci bersih. 2. Kemudian potongan singkong tersebut direbus sampai matang kemudian ditiriskan. 3. Tunggu singkong tersebut sampai dingin, bias juga pakai kipas angin. 4. Sediakan ragi tape yang bias dibeli di took obat makanan, kemudian ditumbuk halus dan diayak pakai ayakan atau saringan. 5. Taburkan ragi halus ke singkong-singkong yang sudah dingin sampai rata. 6. Sediakan tempat untuk menyimpan singkong yang sudah ditaburi ragi tersebut, bias memakai plastic ataupun memakai daun pising atau daun jati.

22

23

7. Peram bungkusan singkong tersebut kurang lebih 3 hari 8. Setelah 3 hari bukalah bungkusan singkong tersebut, dan tape singkong siap dinikmati. Produk-Produk Bioteknologi Konvensional lainnya dapat dilihat di table berikut : No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Mikroorganisme Rhizopus oligosporus Aspergilus oryzae Aspegilus oyae Monillia sitophilia Streptococcus thermophilus Lactobacillus vulgaris Lactobacillus vulgaris Lactobacillus lactis Streptococcus lactis Enzim Protease Protease Protease Protease Laktase Laktase Lipase Lipase Lipase Laktase Bahan Kedelai Kedelai Kedelai Bungkil kacang Susu Susu Susu Susu Susu Kubis Produk Tempe Tauco Kecap Oncom Yoghurt Yoghurt Keju Keju Mentega Asinan

10. Lactobacillum plantarum

Bioteknologi ini mempunyai beberapa manfaat, yaitu: 1. Meningkatkan nilai gizi dari produk-produk makanan dan minuman. 2. Menciptakan sumber makanan baru, misalnya dari air kelapa dapat diciptakan makanan baru yaitu Nata de coco. 3. Dapat membuat makanan yang tahan lama, misalnya asinan. 4. Secara tidak langsung dapat meningkatkan perekonomian rakyat karena bioteknologi sederhana tidak banyak membutuhkan biaya sehingga masyarakat kecil bisa melakukannya dan menjual hasilnya untuk keperluan hidup sehari-hari

23

24

PENERAPAN BIOTEKNOLOGI MODERNSeiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai lagi mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam bioteknologi modern orang berupaya dapat menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Dewasa ini, bioteknologi tidak hanya dimanfaatkan dalam industri makanan tetapi telah mencakup berbagai bidang, seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi, dan sebagainya. Dengan adanya berbagai penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa-masa yang akan datang. Beberapa penerapan bioteknologi modern sebagai berikut : 1. Transplantasi inti Transplantasi inti adalah pemindahan inti dari suatu sel ke sel yang lain agar didapatkan individu baru dengan sifat sesuai dengan inti yang diterimanya. Transplantasi inti pernah dilakukan terhadap sel katak. Inti sel yang dipindahkan adalah inti dari sel-sel usus katak yang bersifat diploid. Inti sel tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti, sehingga terbentuk ovum dengan inti diploid. Setelah diberi inti baru, ovum membelah secara mitosis berkali-kali sehingga terbentuklah morula yang berkembang menjadi blastula. Blastula tersebut selanjutnya dipotong-potong menjadi banyak sel dan diambil intinya. Kemudian inti-inti tersebut dimasukkan ke dalam ovum tanpa inti yang lain. Pada akhirnya terbentuk ovum berinti diploid dalam jumlah banyak. Masing-masing ovum akan berkembang menjadi individu baru dengan sifat dan jenis kelamin yang sama. 2. Fusi sel Adalah peleburan dua sel baik dari spesies yang sama maupun berbeda supaya terbentuk sel bastar atau hibridoma. Fusi sel diawali oleh pelebaran membran dua sel serta diikuti oleh peleburan sitoplasma (plasmogami) dan peleburan inti sel (kariogami). Manfaat fusi sel, antara lain untuk pemetaan kromosom, membuat antibodi monoklonal, dan membentuk spesies baru.

Gambar: Fusi Sel 24

25

Di dalam fusi sel diperlukan adanya: a) sel sumber gen (sumber sifat ideal); b) sel wadah (sel yang mampu membelah cepat); c) fusigen (zat-zat yang mempercepat fusi sel). 3. Teknologi plasmid Plasmid adalah lingkaran DNA kecil yang terdapat di dalam sel bakteri atau ragi di luar kromosomnya.

Gambar: Teknologi Plasmid

Sifat-sifat plasmid, antara lain: a) merupakan molekul DNA yang mengandung gen tertentu; b) dapat beraplikasi diri; c) dapat berpindah ke sel bakteri lain; d) sifat plasmid pada keturunan bakteri sama dengan plasmid induk. Karena sifat-sifat tersebut di atas plasmid digunakan sebagai vektor atau pemindah gen ke dalam sel target. 4. Rekombinasi DNA Rekombinasi DNA adalah proses penggabungan DNA-DNA dari sumber yang berbeda. Tujuannya adalah untuk menyambungkan gen yang ada di dalamnya. Oleh karena itu, rekombinasi DNA disebut juga rekombinasi gen. Rekombinasi DNA dapat dilakukan karena alasan-alasan sebagai berikut: 1) Struktur DNA setiap spesies makhluk hidup sama. 2) DNA dapat disambungkan25

26

Gambar: Rekombinasi DNA Rekombinasi DNA terbagi menjadi:

Alami : pindah silang, transduksi, transformasi Buatan : penyambungan DNA secara in vitro

FAKTOR-FAKTOR DNA REKOMBINAN :

Enzim (pemotong & penyambung) Enzim pemotong dikenal dengan nama enzim restriksi endonukleaseFungsi enzim ini adalah untuk memotong-motong benang DNA yang panjang menjadi pendek agar dapat disambung-sambungkan kembali. Nama lain dari enzim penyambung adalah enzim ligase. Enzim ligase berfungsi menyambung untaian-untaian nukleotida.

Vektor DNA yang akan diklonkan membutuhkan alat transportasi untuk menuju tempat pembiakannya, alat transportasi disebut wahana kloning atau vektor Vektor yang digunakan biasanya berupa plasmid

Agen (sel target) Agen / sel target yang digunakan biasanya berupa mikroba, umunya bakteri. Contohnya E. coli Bakteri yang telah diinfeksi memperbanyak plasmid titipan ketika bereproduksi

26

27

PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG KEDOKTERANDalam bidang kesehatan bioteknologi mampu menciptakan produk obat untuk penyakit. Bioteknologi mempunyai peran penting dalam bidang kedokteran, misalnya dalam pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, antibiotika dan hormon. 1. Pembuatan antibodi monoclonal Antibodi monoklonal adalah antibodi yang diperoleh dari suatu sumber tunggal.

Gambar: membuat antiboti mnonoklonal

Antibodi monoklonal adalah antibodi monospesifik yang dapat mengikat satu epitop saja. Pembuatan sel hibridoma terdiri dari tiga tahap utama yaitu imunisasi, fusi, dan kloning. Imunisasi dapat dilakukan dengan imunisasi konvensional, imunisasi sekali suntik intralimpa, maupun imunisasi in vitro. Fusi sel ini menghasilkan sel hibrid yang mampu menghasilkan antibodi seperti pada sel limpa dan dapat terus menerus dibiakan seperti sel myeloma. Frekuensi terjadinya fusi sel ini relatif rendah sehingga sel induk yang tidak mengalami fusi dihilangkan agar sel hasil fusi dapat tumbuh. Frekuensi fusi sel dapat diperbanyak dengan menggunakan Polietilen glikol (PEG), DMSO, dan penggunaan medan listrik.[2] PEG berfungsi untuk membuka membran sel sehingga mempermudah proses fusi.[2] Sel hibrid kemudian ditumbuhkan pada media pertumbuhan.[2] Penambahan berbagai macam sistem pemberi makan dapat meningkatkan pertumbuhan sel hibridoma. Manfaat antibodi monoklonal, antara lain: a) untuk mendeteksi kandungan hormon korionik gonadotropin dalam urine wanita hamil b) mengikat racun dan menonaktifkannya c) mencegah penolakan tubuh terhadap hasil transplantasi jaringan lain.27

28

2. Pembuatan vaksin Vaksin digunakan untuk mencegah serangan penyakit terhadap tubuh yang berasal dari mikroorganisme. Vaksin didapat dari virus dan bakteri yang telah dilemahkan atau racun yang diambil dari mikroorganisme tersebut.

Gambar: Pembuatan vaksin malaria

3. Pembuatan antibiotika Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organism tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organism lain yang ada di sekitarnya. Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu. Zat antibiotika telah mulai diproduksi secara besar-besaran pada Perang Dunia II oleh para ahli dari Amerika Serikat dan Inggris.

Gambar: Antibiotika

Antibiotika dapat digolongkan berdasarkan sasaran kerja senyawa tersebut dan susunan kimiawinya. Ada enam kelompok antibiotika[1] dilihat dari target atau sasaran kerjanya(nama contoh diberikan menurut ejaan Inggris karena belum semua nama diindonesiakan atau diragukan pengindonesiaannya):

Inhibitor sintesis dinding sel bakteri, mencakup golongan Penicillin, Polypeptide dan Cephalosporin, misalnya ampicillin, penicillin G;

Inhibitor transkripsi dan replikasi, mencakup golongan Quinolone, misalnya rifampicin, actinomycin D, nalidixic acid;28

29

Inhibitor sintesis protein, mencakup banyak jenis antibiotik, terutama dari golongan Macrolida, Aminoglycoside, dan Tetracycline, misalnya gentamycin, chloramphenicol, kanamycin, streptomycin, tetracycline, oxytetracycline;

Inhibitor fungsi membran sel, misalnya ionomycin, valinomycin; Inhibitor fungsi sel lainnya, seperti golongan sulfa atau sulfonamida, misalnya oligomycin, tunicamycin; dan

Antimetabolit, misalnya azaserine.

Pembuatan antibiotika terdiri atas beberapa tahap : a. pertama, mikroorganisme yang menghasilkan antibiotika itu dikembangbiakan. b. Lalu biakan ini dipindahkan kebejana fermentasi yang menyerupai tangki besar. Disini, mikroorganisme dipacu dengan lingkungan yang cocok agar berbiak dengan cepat.

c. Dari cairan biakan itu antibiotika diekstrakdan dimurnikan. Melihat prosesproduksinya yang rumit, tidak mengherankan bila hingga kini, antibiotika yang beredar hanya sekitar 60-an. 4. Pembuatan hormone Dengan rekayasa DNA, dewasa ini telah digunakan mikroorganisme untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.

Produk-produk bioteknologi untuk pengobatan lainnya dapat dilihat di table berikut : No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Nama Produk Inferferon Insulin Vaksin Penicillin Hormon pertumbuhan Beta endorphin Activator plasminogen Inferleukun 2 Antibodi monoklonal Enzim Kegunaan Melawan infeksi, meningkatkan system kekebalan. Mengontrol kadar gula darah (diabetes mellitus). Meningkatkan kekebalan tubuh. Antibiotika, melawan infeksi oleh bakteri atau jamur. Melawan kekerdilan, untuk penyembuhan. Mengurangi rasa sakit. Melarutkan darah beku, mencegah stroke. Mengaktifkan system kekebalan. Menyerang dan membunuh sel tumor atau kanker. Meningkatkan reaksi /biokatalisator baik untuk keperluan manusia maupun indsutri.

29

30

PENERAPAN BIOTEKNOLOGI DI BIDANG PERTANIANManfaat boteknologi di bidang pertanian selain menciptakan bibit unggul, juga dapat diterapkan pada proses penanaman . Ada dua cara penanaman tumbuhan yang merupakan hasil dari pengembangan bioteknologi, yaitu penanaman secara hidroponik dan aeroponik. A. Penanaman secara hidroponik

Hidroponik berasal dari kata bahasa Yunani hydro yang berarti air dan ponos yang berarti bekerja. Jadi, hidroponik artinya pengerjaan air atau bekerja dengan air. Dalam praktiknya hidroponik dilakukan dengan berbagai metode, tergantung media yang digunakan.

Gambar: Tanaman ditanam yang secara hidroponik

p

Gambar: Skema teknik hidroponik

Adapun metode yang digunakan dalam hidroponik, antara lain: i. ii. iii. metode kultur air (menggunakan media air) metode kultur pasir (menggunakan media pasir) dan metode porus (menggunakan media kerikil, pecahan batu bata, dan lain-lain).30

31

Metode yang tergolong berhasil dan mudah diterapkan adalah metode pasir. Pada umumnya orang bertanam dengan menggunakan tanah. Namun, dalam hidroponik tidak lagi digunakan tanah, hanya dibutuhkan air yang ditambah nutrien sebagai sumber makanan bagi tanaman. Apakah cukup dengan air dan nutrien? Bahan dasar yang dibutuhkan tanaman adalah air, mineral, cahaya, dan CO2. Cahayatelah terpenuhi oleh cahaya matahari. Demikian pula CO2 sudah cukup melimpah di udara. Sementara itu kebutuhan air dan mineral dapat diberikan dengan sistem hidroponik, artinya keberadaan tanah sebenarnya bukanlah hal yang utama. Beberapa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik, antara lain : i. ii. iii. iv. v. vi. tanaman dapat dibudidayakan di segala tempat. risiko kerusakan tanaman karena banjir, kurang air, dan erosi tidak ada. tidak perlu lahan yang terlalu luas. pertumbuhan tanaman lebih cepat. bebas dari hama dan hemat biaya perawatan. hasilnya berkualitas dan berkuantitas tinggi.

Untuk melakukan penanaman secara hidroponik, yang perlu kamu lakukan adalah sebagai berikut: 1. Siapkan pot-pot yang akan kamu pakai untuk tempat menanam, atau bak-bak tanaman, lengkapi dengan instalasi cara pengairannya. 2. Siapkan media tanaman (pasir, atau arang sekam) yang sebelumnya telah dilestarikan dengan cara merebus dalam tong untuk mematikan mikroorganisme dan lain-lain. 3. Siapkan nutrisi, setiap tanaman mempunyai kebutuhan nutrisi yang berbeda, namun ada yang bersifat umum, yaitu kebutuhan akan: makronutrien, mikronutrien, vitamin, dan ZPT (zat pengatur tubuh). 4. Masukkan pasir ke dalam pot atau bak tidak sampai penuh, kira-kira dari permukaan. 5. Siram dengan cairan nutrisi, biasanya pada tahap awal 100 ml nutrisi per hari. 6. Buat lubang sesuai dengan ukuran bibit yang akan ditanam. 7. Bersihkan akar bibit tanaman dari tanah, masukkan ke dalam lubang-lubang yang telah dibuat. 8. Penyiraman sebanyak 1 - 1,5 liter dilakukan 5 - 8 kali setiap hari dengan air dan larutan makanan.

Pada hidroponik, pemindahan tanaman dari pot ke polibag tanaman berbeda-beda waktunya sesuai dengan jenis tanaman.

31

32

Coba kamu perhatikan Tabel! No 1. 2. 3. 4. Tomat Melon Paprika Timun Jenis Tanaman Saat Pemindahan 3-4 minggu setelah semi 2 minggu setelah semi 4 minggu setelah semi 2 minggu setelah semi

Jenis tanaman yang telah banyak dihidroponikkan dari golongan tanaman hias antara lain Philodendron, Dracaena, Aglonema, dan Spatyphilum. Golongan sayuran yang dapat

dihidroponikkan, antara lain tomat, paprika, mentimun, selada, sawi, kangkung, dan bayam. Adapun jenis tanaman buah yang dapat dihidroponikkan, antara lain jambu air, melon, kedondong bangkok, dan belimbing.

Gambar: Tomat hidroponik

B. Penanaman secara aeroponik Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan tipe hidroponik (memberdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut.

32

33

Gambar: Penanaman tumbuhan cara Aeroponik

Prinsip penanaman dari aeroponik adalah sebagai berikut: a. Helaian styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. b. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuran ditancapkan pada lubang tanam. c. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. d. Di bawah helaian styrofoam terdapat sprinkler (pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar. C. Pembuatan tumbuhan yang mampu mengikat nitrogen

Nitrogen (N2) merupakan unsur esensial dari protein DNA dan RNA. Pada tumbuhan polong-polongan sering ditemukan nodul pada akarnya. Di dalam nodul tersebut terdapat bakteri Rhizobium yang dapat mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga tumbuhan polong-polongan dapat mencukupi kebutuhan nitrogennya sendiri. Dengan bioteknologi, para peneliti mencoba mengembangkan agar bakteri Rhizobium dapat hidup di dalam akar selain tumbuhan polongpolongan. Di samping, itu juga berupaya meningkatkan kemampuan bakteri dalam mengikat nitrogen dengan teknik rekombinasi gen. Kedua upaya di atas dilakukan untuk mengurangi atau meniadakan penggunaan pupuk nitrogen yang dewasa ini banyak digunakan di lahan pertanian dan menimbulkan efek samping yang merugikan.

D. Pembuatan tumbuhan tahan hama

Pada dasarnya, seperti juga makhluk hidup yang lain, tumbuhan akan menghadapi tekanan dari musuh alaminya, salah satu yang terpenting adalah serangga herbivora. Di bidang pertanian, tanaman mendapatkan tekanan yang luar biasa dari serangga herbivora (lazim kemudian disebut sebagai hama), yang disebabkan oleh beberapa hal, yaitu: 1. Penanaman monokultur dan dalam areal luas 2. Penanaman sepanjang tahun 3. Penanaman tidak serempak 4. Penggunaan varietas yang rentan terhadap hama 5. Penggunaan pestisida secara luas dan tidak bijaksana33

34

Tanaman yang tahan hama dapat dibuat melalui rekayasa genetika dengan rekombinasi gen dan kultur sel. Contohnya, untuk mendapatkan tanaman kentang yang kebal penyakit maka diperlukan gen yang menentukan sifat kebal penyakit. Gen tersebut, kemudian disisipkan pada sel tanaman kentang. Sel tanaman kentang tersebut, kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman kentang yang tahan penyakit. Selanjutnya tanaman kentang tersebut dapat diperbanyak dan disebarluaskan. Bioteknologi mampu menciptakan pemberantas hama secara biologis (Bacillus thuringensis) dan tanaman tahan hama karena di dalam tubuhnya disisipi gen bakteri (tanaman transgenic). Sedangkan dalam bidang pertambangan, bioteknologi modern mampu melakukan pengelolaan biji besi (Thiobacillus ferrooxidans).

Tanaman yang tahan hamaAda dua tipe ketahanan tumbuhan, yaitu ketahanan kimiawi dan mekanik.

Pada dasarnya, terdapat hubungan timbal-balik (ko-evolusi) antara tumbuhan dan serangga herbivora yang mekanismenya cukup kompleks dan rumit. Salah satu mekanisme yang umum dipelajari orang adalah untung-rugiyang dipertimbangkan oleh tumbuhan ketika menjalankan strategi pertahanan. Secara garis besar, hipotesis yang dapat digunakan untuk menerangkan mekanisme tersebut ada beberapa, yaitu: 1. Optimal defense hypothesis 2. Carbon:nutrient balance hypothesis 3. Growth-differentiation balance hypothesis 4. Growth rate hypothesisTumbuhan akan mengembangkan jenis sistem pertahanan kimiawi (menggunakan senyawa metabolit sekunder) yang sangat tergantung pada kondisi di lingkungan tumbuhan tersebut tumbuh. Misalnya, jika tumbuhan hidup pada tanah yang miskin nitrogen, maka senyawa metabolit sekunder berbasis karbon akan lebih banyak disintesis. Demikian pula sebaliknya. Tumbuhan diasumsikan mempunyai sistem pertumbuhan yang ditentukan oleh lingkungan, yang pada akhirnya menentukan kemampuannya bertahan terhadap cekaman lingkungan, termasuk herbivora. Pada beberapa penelitian, tampak bahwa tumbuhan membentuk ketahanan yang sifatnya khas lingkungan, dan tidak didapatkan di lingkungan yang berbeda

34

35

BIOTEKNOLOGI BIDANG PETERNAKANDalam bidang pertanian dan peternakan bioteknologi mampu menciptakan bibit-bibit unggul yang akan memberikan produk bermutu tinggi secara kualitas dan kuantitasnya. Dengan bioteknologi dapat dikembangkan produk-produk peternakan. Produk tersebut, misalnya berupa hormon pertumbuhan yang dapat merangsang pertumbuhan hewan ternak. Dengan rekayasa genetika dapat diciptakan hormon pertumbuhan hewan buatan atau BST (Bovin Somatotropin Hormon). Hormon tersebut direkayasa dari bakteri yang, jika diinfeksikan pada hewan dapat mendorong pertumbuhan dan menaikkan produksi susu sampai 20%.

Gambar: BST (Bovin Somatotropin Hormon)

Gambar: Hormon pertumbuhan

35

36

BIOTEKNOLOGI BAHAN BAKAR MASA DEPANKamu sudah mengetahui bahwa bahan bakar minyak termasuk sumber daya yang tidak bisa diperbarui. Oleh karena itu, suatu saat akan habis. Hal itu merupakan tantangan bagi para ilmuwan untuk menemukan bahan bakar pengganti yang diproduksi melalui bioteknologi. Saat ini telah ditemukan dua jenis bahan bakar yang diproduksi dari fermentasi limbah, yaitu gasbio (metana) dan gasohol (alkohol). Alternatif bahan bakar masa depan untuk menggantikan minyak, antara lain adalah biogas dan gasohol. Biogas dibuat dalam fase anaerob dalam fermentasi limbah kotoran makhluk hidup. Pada fase anaerob akan dihasilkan gas metana yang dibakar dan digunakan untuk bahan bakar. Gasohol adalah sbg bahan altenative bahan bakar minyak. Gasohol dihasilkan dari fermentasi khamir terhadap gula tebu yg melimpah. Proses pembuatan gasohol meliputi 5 tahap:

1. Penanaman tebu 2. Ekstrasi gula dgn memecah dan membilas tebu 3. Pengkristalan sukrosa ,yang menyisakan sirup glukosa yang disebut mollase 4. Fermentase molasse oleh khamir saccaharomyces cerevisiae menjadi alkohol pekat 5.Distilasi(penyulingan) alkohol pekat menjadi etanol murni , memakai sumber tenaga dari bagasse. Di negara Cina, dan India terdapat beberapa kelompok masyarakat yang hidup di desa yang telah menerapkan teknologi fermenter gasbio untuk menghasilkan metana. Bahan baku teknologi fermenter tersebut adalah feses hewan, daun-daunan, kertas, dan lain-lain yang akan diuraikan oleh bakteri dalam fermenter. Sedangkan teknologi gasohol telah dikembangkan oleh negara Brazil sejak harga minyak meningkat sekitar tahun 1970. Gasohol dihasilkan dari fermentasi kapang terhadap gula tebu yang melimpah. Gasohol bersifat murah, dapat diperbarui dan tidak menimbulkan polusi. Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahanbahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sambah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit.36

37

Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah. Kompisisi kandungan Biogas adalah Metana (55-75%); Karbondioksida (25-45%); Nitrogen (0,3%); Hidrogen (1-5%); Hidrogen Sulfida (3%) dan Oksigen (0,5%) Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil. Biogas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam. Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas ruangan dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan.

Gambar: proses pembuatan biogas

37

38

BIOTEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

Kaleng, kertas bekas, dan sisa makanan, sisa aktivitas pertanian atau industri merupakan bahan yang biasanya sudah tak dikehendaki oleh manusia. Bahan-bahan tersebut dinamakan limbah atau sampah. Keberadaan limbah sangat mengancam lingkungan. Oleh karena itu, harus ada upaya untuk menanganinya. Penanganan sampah dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan ditimbun, dibakar, atau didaur ulang. Di antara semua cara tersebut yang paling baik adalah dengan daur ulang. Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis. Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik. Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos. Dalam pembuatan kompos, sangat diperlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan kompos bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob). Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat sebagai pupuk.

38

39

Gambar: Teknologi Pengolah Limbah

Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Dengan bioteknologi, pengolahan limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secara bioteknologi melibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.

39

40

PENGOLAHAN SEKAM PADI MENJADI BAHAN BAKAR ALTERNATIF MELALUI PROSES PIROLISIS LAMBAT Jumlah sekam padi ini sangat melimpah dan sampai sekarang hanya sejumlah kecil saja yang dimanfaatkan untuk pembakaran dan pembuatan batubata. Aktivitas lain pemanfaatan sekam padi adalah untuk membuat arang sekam untuk media tanaman. Bagaimanapun juga aktivitas untuk memproses sekam padi menjadi bahan bakar alternatif melalui proses pirolisis lambat masih sangat terbatas dilakukan di Indonesia. Menurut (Gaur & Reed, 1998) dari analisis ultimate dan analisis proximate pada sekam padi terlihat bahwa sebagian besar sekam padi terdiri dari volatil. Dengan kadar volatil yang tinggi diharapkan dapat diperoleh gas dan cairan dari proses pirolisis dalam jumlah yang banyak. Kadar karbon dan kadar oksigen dalam sekam padi juga hampir

berimbang sekitar 35-38%. Ini menunjukkan bahwa dalam minyak pirolisis nantinya akan mempunyai kadar oksigen dalam jumlah yang banyak. Kandungan belerang dalam sekam padi adalah nol.

Gambar: Alat untuk melakukan proses pirolisis lambat sekam padi

Akibatnya hasil pembakaran dari minyak pirolisis sekam padi akan lebih ramah lingkungan dibandingkan hasil pembakaran batubara. Zat silika yang terdapat dalam sekam padi mencapai 16,98% (Hambali, 2007). Nilai kalor dari sekam padi adalah sekitar 14,8 MJ/kg dan sedikit dibawah nilai kalor kayu (~ 17-20 MJ/kg). Dengan menggunakan pirolisis, bahan bakar padat dapat diolah menjadi gas, cairan dan padatan. Teknologi pirolisis yang sederhana adalah pirolisis lambat. Sifat-sifat minyak pirolisis (bio oil) dari biomasa sangat bergantung pada jenis biomasa dan parameter operasi seperti temperature reaksi dan waktu tinggal biomasa dalam reaktor. Pemanfaatan secara konvensional dari bio oil adalah sebagai bahan bakar untuk kompor minyak skala rumah tangga. Namun demikian, sebelum minyak tersebut dapat digunakan perlu dilakukan penelitian mengenai sifatsifatnya. Diantara sifat-sifat utama dari bahan bakar adalah viskositas, nilai kalor, stabilitas, dan40

41

komposisi bahan penyusunnya. Selain itu, unjuk kerja dari kompor minyak skala rumah tangga dengan menggunakan minyak pirolisis juga perlu diteliti. Walaupun dengan pirolisis cepat dihasilkan cairan yang lebih banyak, tetapi proses ini jauh lebih rumit dan sangat beresiko dibandingkan proses pirolisis lambat. Dengan proses pirolisis lambat hanya dihasilkan cairan sekitar 30%, tetapi 35% gas yang dihasilkan dapat dibakar langsung untuk menyediakan panas yang diperlukan pada proses pirolisis (Suyitno, 2008).

Gambar: Biochar

Dengan mengkombinasikan data eksperimen dan pemodelan, beberapa mekanisme reaksi pirolisis telah dikembangkan oleh beberapa peneliti. Mekanisme utama adalah konversi biomasa menjadi gas, cairan (tar) dan char. Berbeda dengan gas, cairan (tar) adalah gas yang dapat dikondensasi. Peneliti lain mengusulkan reaksi tar sekunder (secondary tar reaction) yang terjadi pada temperatur yang tinggi. Pada proses terakhir ini, tar terdekomposisi menjadi gas dan bentuk lain tar.

41

42

BAB III PENUTUP Kesimpulan Berdasarkan pembahasan di atas, kesimpulan yang saya peroleh adalah bahwa Rekayasareproduksi adalah suatu usaha manusia untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara rekayasa tahapan-tahapan proses reproduksi yang berlangung secara alami.

Bioteknologi Konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk atau jasa, misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan. Ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu : * adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung dan belum tahu * adanya penggunaan enzim

Sedangkan Bioteknologi Modern adalah bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika, seperti DNA rekombinan. DNA rekombinan yaitu pemutusan dan penyambungan DNA, dengan cara kultur jaringan, cloning, dan fusi sel.

Rekayasa Reproduksi dan bioteknologi memiliki banyak keuntungan, namun juga memiliki beberapa kerugian. Diantaranya :

Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit.

Merugikan petani dan peternak local yang mengandalkan reproduksi secara alami. Dikhawatirkan adanya penyalahgunaan teknologi reproduksi untuk kepentingan pribadi yang merugikan orang lain. Misalnya misi sebuah Negara yang hendak menguasai dunia dengan menciptakan prajurit tangguh dengan teknik pengkloningan.

Mengganggu proses seleksi alam

42

43

Kata Penutup

Demikian yang dapat saya paparkan mengenai Rekayasa Reproduksi dan Bioteknologi, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan Rekayasa Reproduksi dan Bioteknologi.

Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di kesempatan kesempatan berikutnya.

Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.

43

44

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Kultur_jaringan http://nicedaysblue.web.id/index.php/my-project/39-science-and-tech/62-kultur-jaringan http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20081029045234AAwuqCD http://ilmuserangga.wordpress.com/2011/03/23/penggunaan-varietas-tanaman-tahan-untukmengatasi-serangan-hama/ http://id.wikipedia.org/wiki/Tanaman_transgenik http://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi http://xteknologi.wordpress.com/2010/07/21/pengolahan-sekam-padi-menjadi-bahan-bakaralternatif-melalui-proses-pirolisis-lambat/ http://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa_genetika http://www.membuatblog.web.id/2010/02/teknik-kultur-jaringan.html http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20111201004245AAOLTgN http://www.uni-graz.at/en/print/uarc1www_haberlandt.jpg http://id.wikipedia.org/wiki/Gottlieb_Haberlandt http://eshaflora.blogspot.com/2010/02/aklimatisasi.html http://www.google.co.id/search?um=1&hl=id&biw=1235&bih=544&tbm=isch&q=tempe&oq=te mpe&aq=f&aqi=g10&gs_upl=4549l5950l0l6556l5l5l0l0l0l0l289l1082l0.2.3l5l0 http://permatailmugroup.files.wordpress.com/2011/06/tape-singkong-enak.jpg http://www.google.co.id/search?um=1&hl=id&safe=off&biw=1235&bih=544&tbm=isch&sa=1& q=cheese&oq=cheese&aq=f&aqi=g10&aql=&gs_sm=e&gs_upl=1821l3187l0l3567l6l6l0l0l0l0l32 5l1488l0.1.4.1l6l0 http://www.lienaaifen.com/kesehatan/yoghurt-makanan-enak-dan-sehat/ http://antokoe.com/tag/tukang-kecap/ http://uanipa2010.blogspot.com/2009/11/bioteknologi-konvensional-dan-modern.html http://calvinsuwito.blogspot.com/2011/04/transplantasi-gen-teknik-plasmid.html http://netsains.com/2011/04/menyambut-tebu-transgenik-tahan-bagian-1/ http://ayobertani.wordpress.com/2009/04/17/teknik-budidaya-sayuran-secara-hidroponik/ http://www.ediskoe.blogspot.com/ http://telingabebal.blogspot.com/2011/09/dampak-bioteknologi.html

44