IPA DASAR PERKEMBANGAN TEKNOLOGI

IPA dan Teknologi tidak dapat dipisahkan

- IPA berkembang karena teknologi.

- Teknologi berkembang karena IPA

Teknik : alat perlengkapan dan metode membuat sesuatu

Teknologi: suatu cara untuk teknik memproduksi/memproses/ membuat sesuatu yang lebih mengembangkan ketrampilan manusia.

Dari konsep atau prinsip ilmu murni dapat dikembangkan dalam ilmu terapan, sebaliknya teknologi atau ilmu terapan memberikan sumbangan dari penemuan-penemuannya kepada prinsip atau hukum-hukum baru dan seterusnya.

Tingkatan teknologi berdasarkan penerapannya:

1. Teknologi tinggi (hi-tech)

Jenis teknologi mutakhir yang dikembangkan dari hasil penerapan ilmu pengetahuan terbaru. Contoh: komputer, laser, bioteknologi, satelit komunikasi. Ciri-ciri: padat modal, fasilitas riset dan pengembangan, biaya perawatan tinggi, keterampilan tinggi, masyarakat penggunanya ilmiah.

2. Teknologi madya

Teknologi yang dikembangkan dan didukung masyarakat yang lebih sederhana dengan biaya dan kegunaan yang paling menguntungkan. Ciri-ciri: modal tidak terlalu besar, tidak memerlukan pengetahuan yang baru.

3. Teknologi tepat guna

Teknologi madya dengan tingkatan yang lebih sederhana. Ciri-ciri: modal kecil, peralatan s1. ederhana, padat karya. Dilakukan umumnya oleh negara berkembang

Perkembangan teknologi saat ini sangat pesat, baik dalam jumlah, kedalaman maupun pemanfaatannya.

Perlu dipilih bidang teknologi yang sangat mempengaruhi kehidupan saat ini, yaitu bioteknologi dan teknologi informasi.

Bahkan dinyatakan bahwa selama tiga dekade terakhir telah terjadi revolusi besar-besaran dalam bidang informasi dan life science (terutama bidang bioteknologi molekuler).

A. BIOTEKNOLOGIPemanfaatan biologi terapan yang digabungkan dengan teknologi modern, sehingga tercipta ilmu baru yang disebut Bioteknologi (Biomasa depan)

Definisi Bioteknologi:-Kegiatan yang menitikberatkan pada pemanfaatan aktifitas biologi dalam lingkup teknologi proses dan produksi secara besar-besaran yang dikaitkan dengan produksi masal atau-Pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan kerekayasaan terhadap jasad, sistem atau proses biologi untuk memproduksi benda hidup, benda mati atau jasa bagi kehidupan manusia.

-Disiplin Ilmu terkait : Biosains (biokimia, mikrobiologi, genetika dan biologi molekuler) dan Teknologi (rekayasa proses dan teknik kimia).

Penelitian dan aplikasi Bioteknologi:

Berkembang sangat pesat

Cakupannya sangat luas, meliputi bidang : kedokteran, pertanian, industri, energi, pangan dan beberapa bidang lainnya

Meningkatkan segi ilmiah, teknologi dan ekonomi,

Mempengaruhi implikasi sosial, politik dan etika, secara lebih luas

Ruang lingkup Bioteknologi

Bioteknologi modern melakukan manipulasi makhluk hidup untuk menghasilkan barang yang diinginkan. Contoh : pembuatan hormon, vaksin dan antibiotik.

Bioteknologi tradisional penekanan pada cara seleksi bahan, mikroba yang digunakan, dan modifikasi lingkungan untuk memperoleh produk optimal. Contoh : pembuatan tempe, tape, roti, pengomposan sampah.

Proses bioteknologi umumnya mencakup produksi sel atau biomassa dan transformasi kimia.

Transformasi kimia dapat dibagi menjadi :a.  Pembentukan produk akhir atau

biosintesis senyawa kompleks dari senyawa sederhana (reaksi Anabolik) Contoh : pembuatan enzim, antiobiotika, asam

organik, steroidb.  Penguraian senyawa kompleks menjadi

senyawa lebih sederhana (reaksi Katabolik) Contoh : penguraian glukosa menjadi alkohol,

degradasi limbah, destruksi tumpahan minyak.

Sejarah Perkembangan Bioteknologi

Sejarah perkembangan bioteknologi dimulai sejak digunakannya mikroorganisme untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia.

Sejak 6000 SM orang Samaria dan Babilonia sudah memimum bir, telah diketemukan proses produksi minuman beralkohol dengan cara fermentasi.

Orang Mesir telah membuat roti sejak 4000 SM.Pembuatan beberapa makanan di Eropa maupun di

Asia seperti keju, yoghurt, kecap, tempe, pewarna makanan, serta pembuatan tape.

Antony van Leeuwenhoek (1680), dan Louis Pasteur (1876), membuktikan peran organisme hidup dalam proses fermentasi

Tahun 1928 Alexander Fleming menemukan penisilin

Tahun 1944 Ostwald Avery menemukan DNA sebagai pembawa informasi genetika

Tahun 1953 J. Watson & F. Crick menemukan struktur helix ganda DNA

Tahun 1956, A. Kornberg berhasil mensintesis DNA

Sejarah Perkembangan Bioteknologi

Sejarah Perkembangan Bioteknologi

Tahun 1971 Paul Gerg membuat DNA Rekombinan secara in vitro

Tahun 1973 Percobaan rekayasa genetika pertama yang berhasil

Sintesis antibiotik, antibodi, insulin, interferon, beberapa bahan industri dan pertanian

Human Genom Research untuk kesehatanTahun 1997, Wilmut dkk. Berhasil

mengkloning domba DollyApril 2002, Antinori (Italia), mengumumkan

bayi hasil kloning

JENIS -JENIS BIOTEKNOLOGI

1. Bioteknologi KedokteranPenggunaan sinar-X dalam radiologi, untuk mengambil foto paru-paru, jantung dll.Sinar laser digunakan dalam operasi alat-alat dalam tubuh manusia.Sinar radioaktif digunakan untuk membunuh hama penyakit pada alat-alat keperluan kedokteran.Pencangkokan alat-alat dalam tubuh manusiaMenghasilkan vaksin

2. Bioteknologi Farmasi

Pembuatan zat sintetis Melalui biologi molekuler dan rekayasa genetik

tubuh dipacu untuk memproduks obat-obatan sendiri.

Penggunaan kultur jaringan untuk menghasilkan senyawa-senyawa tertentu.

3. Bioteknologi Pertanian

Penggunaan hormon pertumbuhanKultur jaringan, silang somatik untuk

memperbaiki sifat tumbuhan, menciptakan sifat unggul

Rekayasa genetik tumbuhan

4. Bioteknologi Peternakan

Rekayasa genetik terhadap hewan ternak yang dapat dilakukan dengan 2 tahap:

untuk memproduksi obat dan vaksin serta hormon pertumbuhan

Menciptakan ternak bibit unggul yaitu hewan yang dapat tumbuh lebih cepat meskipun makannya sedikit.

Biomolekul sebagai dasar dari Bioteknologi Bioteknologi memanfaatkan kemampuan dasar

organisme hidup, maka perlu tahu prinsip dasar biomolekul, yaitu molekul yang terlibat dan mengontrol reaksi biologis.

Ciri organisme hidup adalah mengorganisasi biomolekul untuk saling berinteraksi dan melakukan proses reaksi biokimia, berupa reaksi metabolisme pembentukan senyawa (anabolisme) atau penguraian (katabolisme).

Biomolekul utama yang sangat berkaitan dengan bioteknologi adalah protein dan DNA.

Evolusi memberikan kemampuan mikroorganisme dimanfaatkan untuk proses bioteknologi. Mikroba yang banyak digunakan adalah bakteri, ganggang dan kapang (fungi).

Rekayasa Genetika dan Gen ClonningRekayasa genetika adalah teknik untuk menghasilkan

molekul DNA yang berisi gen baru atau kombinasi gen-gen baru yang diinginkan atau berupa manipulasi organisme. Organisme hasil rekayasa tersebut disebut sebagai GMO (Genetically Modified Organism) atau LMO (Living Modified Organism).

Pengklonan gen (Gen Clonning) merupakan tindakan isolasi dan pemurnian gen spesifik dari genom besar dan kompleks kemudian memindahkan atau menyisipkannya ke genom kecil dan sederhana, selanjutnya diperbanyak (replikasi) DNA rekombinannya pada sel inang.

Pengembangan ini memungkinkan penyedian bahan kimia penting yang secara alamiah diproduksi dalam jumlah kecil (lama) akan dimungkinkan diproduksi dalam jumlah yang memadai dan cepat. Komponen penting dalam pengklonan gen adalah wahana yang membawa gen masuk ke tuan rumah dan bertanggung jawab atas replikasinya.

Clonning ReproduksiArti kloning dalam bioteknologi modern ialah

menggandaan fragment DNA, sel jazad renik, plasmid atau penggandaan sel/jaringan (termasuk jaringan manusia). Dengan demikian kloning juga berarti cara penggandaan individu secara aseksual.

Pengklonan gen yang paling banyak menarik perhatian adalah dalam bidang reproduksi binatang tingkat tinggi,

Domba Dolly pada tahun 1997 oleh Wilmut dan kawan-kawan.

Pengklonan reproduksi pada manusia pertama kali diumumkan pada sekitar bulan april 2002 oleh dr. Severino Antinori (Italia).. Secara umum proses kloning reproduksi pada manusia adalah seperti pada Gambar berikut.

Skema Cloning Manusia

Aplikasi Bioteknologi pada Berbagai Bidang

Manfaat Langsung : * Industri Kimia dan Farmasi* Kesehatan* Pertanian, peternakan, perkebunan* Lingkungan dan Energi

Manfaat Tidak Langsung : Human Genom Research (HGR) pemetaan gen manusia untuk silsilah (keturunan) dan sifat penyakit yang dibawanya.* Dengan teknik ini orang berupaya memahami rincian fisiologi dan penyakit manusia pada tingkat molekuler dan aspek genetis penyakit, seperi pada thalasemia, kanker dan AIDS. *Ilmu ini juga membuka jalan untuk menemukan metode baru dalam mendiagnosa dan barangkali juga kelak, untuk mengobati penyakit genetis.

Bioteknolgi: Keamanan, Dampak, Regulasi dan Etika

Bekerja dengan mikroorganisme perlu adanya rasa aman baik pada saat penelitian maupun terhadap produk yang dihasilkan terutama yang diperuntukkan untuk pangan dan kesehatan manusia

Dampak dari perkembangan bioteknologi utama adalah pada bidang ekonomi dan sosial.* Diagnose dan pengobatan* Efisiensi produksi , pengurangan tenaga kerja* Kultur jaringan, pertanian unggul* Produk transgenik

Pengembangan senjata biologiRiset pada manusiaPerlu Regulasi dan Bioetika

TEKNOLOGI INFORMASI

Perkembangan Komputer dan Teknologi Informasi

Herman Hollerith (1890) disebut Bapak Komputer modern berkat penemuannya berupa mesin “punched card”.Komputer pertama MARK I (1944) dibuat oleh Howard Aiken (Harvard University) yang bekerjasama dengan International Busines Machines (IBM)1945 dibuat komputer elektronik pertama oleh J. Presper dan J.W. Mauchly (Univ. of Pensylvania) dengan nama ENIAC (Electronic Numeric Integer and Calculator), 500 operasi per detik80-an komputer CRAY-1 mampu melakukan 800 juta operasi per detik.

Generasi Komputer

dikelompokkan berdasarkan komponen yang digunakan, sekaligus menunjukkan efisiensi (kecepatan) kerja

Generasi I, 1945-1958, menggunakan vacum tube Generasi II, 1958-1966, menggunakan transistorGenerasi III, 1966-1972, menggunakan Solid Logic Technology dan Monolithic Integrated Circuit, ukurannya lebih kecilGenerasi IV, 1972-1978, menggunakan IC kemampuan lebih baik dan ukuran lebih kecil.Generasi V, periode 1982-sekarang, perkembangan microprocessor yang lebih canggih.

Penggunaan Komputer dan Sistem Informasi

a.  Sebagai alat komunikasi : Internet Phone (VoIP), Teleconference, E-mail, SMS via Internet, fax, telecopy, teleprinting.

b.  Sebagai tools antara lain pada kegiatan penelitian, design, pengembangan, simulasi, pengambilan data, analisis data, inteligensi buatan (IA), word processor

c.  Education dan Reference, contoh: Multimedia Encyclopedia, Computer bases Training (CBT), Entertainment dan Edutainment, Distance Learning

d.  Sebagai hiburan, antara lain : Computer Game, multimedia

TEKNOLOGI NANO

Nurio Taniguchi (1974), Teknologi masa depan.

Contoh aplikasi :

Energi- Hollow fiber membran - H2 fuel catalyst - H2 sensor - Biodiesel katalis

Katalis - Hidroformilasi - Oksidasi selektif - Alkilasi selektif

Lingkungan - Katalis DeNOx- Photokatalisis - Waste water obsorbent - CxHy sensor

Farmasi - Drug Delivery system - Immobilisasi biokatalis

Nano material

TEKNOLOGI KEARIFAN LOKAL

Perkembangan teknologi yang disesuaikan dengan kepentingan atau kelebihan daerah

Daerah kepulauan yang memanfatkan potensi laut sebagai sumber pendapatan daerah, maka perlu diangkat pembahasan IPTEK yang berkaitan dengan kelautan seperti perikanan (penangkapan, pembudidayaan, divesifikasi hasil), kemungkinan pemanfaatan potensi sumber laut lain, pemanfaatan penginderaan jauh (remote sensing) untuk mengetahui pergerakan ikan, dan lainnya.

Beberapa teknologi kearifan lokal yang bisa diambil sebagai topik pembahasan antara lain adalah IPTEK yang berkaitan dengan bidang :* Perikanan* Pertanian/Perkebunan

* Pertambangan* Kehutanan* Petrokimia

* Agroindustri* Teknologi tepat guna

TEKNOLOGI KEARIFAN LOKAL

Peranan IPA dan teknologi bagi kelangsungan hidup manusia

Sehubungan dengan menipisnya SDA konvensional/ unrenewable maka perlu dilakukan usaha mencari SDA baru atau memanfaatkan SDA nonkonvensional/renewable secara maksimal.

A. Energi1. Energi matahari - Pemanasan secara langsung: pengeringan, pembuatan garam, tungku matahari - Konversi Surya Thermis Elektris (KTSE): air dipanaskan, panas yang dihasilkan dikonversikan menjadi energi listrik - Photovoltaik/solar cells, pemanfaatan sumber energi matahari menjadi energi listrik

2. Energi panas bumi/geothermal Energi yang berasal dari inti bumi, dimana

inti bumi terdiri dari berbagai jenis logam dan batuan yang berbentuk cair. Terdiri dari mata air panas, uap panas, geyser (semburan air panas), sumber belerang

3. Energi angin Pengubahan energi angin menjadi energi

listrik yaitu dengan menggunakan baling-baling atau rotor bersayap

4. Energi Air Air terjun digunakan untuk menggerakkan

generator yang dapat menghasilkan energi listrik

5. Energi pasang surut Energi yang berasal dari tenaga yang ditimbulkan oleh

gaya tarik antara bumi dan bulan. Adanya gaya tarik menarik tersebut menyebabkan bagian bumi yang berhadapan dengan bulan akan tertarik (air laut menjadi pasang) sedangkan bagian lain tidak (air laut surut)

6. Energi Biogas Biogas: gas yang dihasilkan dari sisa-sisa makhluk

terutama sampah pertanian yang diuraikan oleh mikroba melalui proses penguraian.

Gas yang dihasilkan terutama adalah metana (CH4).

Gas lain seperti CO2, CO dan H2S harus dihilangkan terlebih dahulu.

7. Energi Biomassa Biomassa: segala jasad makhluk hidup (sampah organik

sisa dari pertanian) yang digunakan untuk menghasilkan energi bila dibakar

2. Mesin Industri dan transportasi menggunakan berbagai mesin. Mesin

dibedakan berdasarkan pemakaian bahan bakar atau energi.a. Mesin premium Terdiri atas silinder, piston dan roda penerus. Premium yang

tercampur dengan udara (O2) terpercik oleh loncatan listrik menimbulkan pembakaran. Premium berubah menjadi gas, menimbulkan tekanan yang besar, yang mendorong piston dan menggerakkan roda penerus yang akan menimbulkan gerakan pada komponen yang lain.

b. Mesin diesel, prinsipnya sama dengan mesin premium namun bahan bakarnya solar.

c. Mesin Uap Pada mesin ini terjadi pemanasan air menjadi uap yang jika

jumlah molekulnya semakin banyak (semakin rapat) akan menimbulkan tekanan yang selanjutnya t diubah menjadi gerak.

d. Mesin Jet Prinsipnya: bahan bakar dan udara yang mengandung O2

diinjeksikan ke dalam tabung pembakar yang akan menghasilkan gas disertai suhu yang tinggi. Pengembangan gas akan mendorong pesawat terbang ke depan.

3. Komunikasi Berkomunikasi merupakan salah satu kebutuhan manusia.

Ilmu alamiah dengan teknologinya telah menyumbangkan media cetak, telegrafi, telepon, radio dan televisi.

a. Percetakan Sebagai alat yang menghasilkan media komunikasi antar

manusia. Telah digunakan sejak awal abad ke -15 yaitu sebagai alat penghasil komunikasi massa seperti koran.

b. Telegraf Digunakan sejak pertengahan abad ke -18 pada pertengahan

abad ke -19 telah menjangkau daratan Eropa dan Amerika Utara.

c. Telepon Ditemukan oleh Bell pada tahun 1876, setelah penemuan

telegraf.d. Radio, ditemukan oleh Marchoni (1896)e. Bioskop atau gambar hidupf. Televisig. Satelit Komunikasi

Dampak Ilmu Alamiah dan Teknologi

Dampak ilmu alamiah dan teknologi terhadap kebutuhan pokok:

1.Sandang Pakaian dari kulit kayu serat sintetis sperti

poliester. Dampak: serat poliester merupakan polimer

yang sulit diuraikan/dihancurkan oleh bakteri pengurai secara alami, sehingga harus diciptakan polimer yang dapat diuraikan oleh bakteri pengurai secara alami.

2. Pangan - Terciptanya bibit unggul

- Mekanisasi pertanian - Penggunaan hormon pertumbuhan - Dampak penggunaan racun pemberantas

hama tumbuhan

3. Papan Rumah tinggal dari gua dan pohon

berkembang menjadi rumah tembok sampai ke gedung-gedung tinggi. Dampak negatif diakibatkan oleh penebangan hutan: erosi, pendangkalan sungai, matinya sumber air, kemerosotan kesuburan tanah dan banjir.

Dampak Ilmu Alamiah dan TeknologiDampak ilmu alamiah dan teknologi terhadap sumber daya alam:

1. Minyak Bumi Penggunaan minyak bumi yang semakin meningkat

akan menyebabkan berkurangnya cadangan minyak bumi sehingga harus dicari alternatif penggantinya.

Dampak negatif meningkatnya penggunaan minyak bumi: hasil pembakaran minyak bumi mengasilkan gas CO, gas yang mengandung Pb dan Hg sebagai sumber pencemar udara.

Tumpahan minyak bumiyang dapat merusak tanah dan perairan.

2. Zat radioaktif Kebocoran dari reaktor nuklir dapat meyebabkan

pencemaran lingkungan

Teknologi Nuklir

- Kebocoran teaktor (chernobyl)

- Bom atom (Hiroshima dan Nagasaki) Penyalahgunaan SDA

- Terkait keserakahan manusia Transportasi, komunikasi, informasi Kesehatan

- Keseimbangan : manusia, penyebab penyakit, lingkungan

DAMPAK NEGATIF KEMAJUAN IPTEK