Indikator 39

Aplikasi Bioteknologi Konvensional dan Modern

A. Bioteknologi dalam Bidang Pangan

1)    Tempe

      a.     Bahan dasar : kedelai

      b.     Proses : fermentasi nonalkoholik

     c.     Mikroorganisme : Rhizopus Oligosporus (pemecah protein/protease), Rhizopus orizae (sintesis             enzim pemecah pati/amylase)

2)    Tapai Ketan

      a.     Bahan dasar : ketan

      b.     Proses : fermentasi alkoholik

      c.     Mikroorganisme : Mucor clamydosporus, Saccaromyces cerevisiae

3)    Yoghurt / Keju

      a.     Bahan dasar : Susu

      b.     Proses : fermentasi

      c.     Mikroorganisme : Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophillus

4)    Minuman Berarkohol

      a.     Contoh : anggur, sake, wine

      b.     Proses : fermentasi

      c.     Mikroorganisme

      i.     Jamur Aspergillus : pati jadi glukosa

      ii.     Jamur Saccharomyces : glukosa jadi etanol

      iii.     Bakteri Acetobacter : etanol jadi asam cuka

      iv.     Bakteri Methanobakterium : mengubah asam cuka menjadi metanol

B. Bioteknologi dalam Bidang Pertanian

1)    Tanaman anti serangga

      a.     Proses : transplantasi gen

      b.     Cara : mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens lalu plasmid disisipi                 dengan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis, kemudian dimasukkan kembali ke A.                     tumefaciens. Plasmid akan memasukan gen delta endotoksin ke kromosom sel tumbuhan

2)    Biofertilizer

      Mikroba yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati

3)    Tanaman yang Bersifat Seragam dan Berjumlah Banyak Hasil Teknik Kultur Jaringan

      a.     Bersifat totipotensi: kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu utuh.

      b.     Menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak

C. Bioteknologi dalam Bidang Pertambangan

     Bakteri Thiobacillus Ferrooxidans : untuk pemisahan logam tembaga dari bijihnya.

D. Bioteknologi dalam Bidang Kesehatan

1)    Antibiotik

      a.     Dihasilkan oleh mikroorganisme (terutama bakteri dan jamur)

      b.     Menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri dan mikroorganisme lain.

2)    Interferon

      a.     Dihasilkan tubuh sebagai respons terhadap infeksi virus.

      b.     Fungsi: Pelindung tubuh terhadap serangan penyakit.

      c.     Diproduksi melalui rekayasa genetika

3)    Antibodi Monoklonal

      a.     Dibuat menggunakan sel tumor dan sel limpa mamalia.

   b.     Sel tumor: mampu memperbanyak diri tanpa henti, sel limpa: sebagai antigen yang menghasilkan antibodi.

      c.     Sel hibridoma (penggabungan sel tumor dan sel limpa) bersifat kontinyu

4)    Pembuatan Insulin

      a.     Pembuatan: Gen manusia penghasil insulin diisolasi kromosom, plasmid dari bakteri                            dikeluarkan dari bakteri, gen penghasil insulin disisipkan pada plasmid bakteri, plasmid yang              telah mengandung gen insulin manusia lalu dikultur bersama-sama sel bakteri Escherichia                  Coli sehingga mengandung plasmid rekombinan, gen penghasil insulin tersebut dapat                           mengarahkan sel E. coli untuk menghasilkan insulin.

       b.     Fungsi: membantu mengatasi penyakit diabetes

5)    Pembuatan Vaksin

      a.     Pembuatan: mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan, gen            tersebut disisipkan plasmid yang dilemahkan, Mikrobia tersebut akan membentuk antigen murni.

       b.     Fungsi: sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi untuk melawan antigen.

E. Bioteknologi dalam Bidang Lingkungan

1)    Penanganan Pencemaran Lingkungan

      Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan:

      a.     Pseudomonas Putida: menguraikan minyak bumi

      b.     Bacillus Subtilis: memisahkan logam berat dalam limbah industry

      c.     Thiobacillus Ferrooxidans: menangani limbah di pertambangan batu bara, dengan teknik                    disulfurisasi batu bara.

2)   Pembuatan Biogas

     a.     Berasal dari hasil fermentasi senyawa organik (limbah dapur, kotoran hewan, sisa-sisa                          pertanian.

     b.     Pemanfaatan: memproduksi biogas melalui proses fermentasi mikroorganisme tertentu dalam              keadaan aerob.

Latihan Soal

1.     Contoh aplikasi bioteknologi dalam bidang industry pangan adalah pembuatan…

A.   Keju dan bahan dasar susu

B.    Baso dengan bahan daging

C.    Tahu dengan bahan dasar kacang tanah

D.   Agar-agar dengan bahan dasar alga merah

E.    Sirop dengan bahan dasar gula tebu

Jawaban: A

Pembahasan: Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Salah satu aplikasi bioteknologi konvensional adalah pembuatan keju dengan bahan dasar susu melalui proses fermentasi oleh Lactobacillus bulgaricus. Sementara itu, bioteknologi modern banyak diterapkan dalam bidang kesehatan, misalnya dalam pembuatan antibodi monoclonal, vaksin, dan  insulin. Adapaun pembuatan baso dengan bahan daging, dan tahu dengan bahan dasar kacang tanah, agar-agar dengan bahan dasar alga merah, dan siro dengan bahan dasar gula tebu bukanlah penerapan bioteknologi.

2.     Prinsip dasar pemanfaatan bioteknologi adalah meningkatkan kualitas barang dan jasa. Bioteknologi konvensional dilakukan dengan proses…

A.   Rekayasa genetika

B.    Fermentasi

C.    Perbanyakan embrio

D.   Kultur jaringan

E.    Pemanfaatan teknologi terapan

Jawaban: B

Pembahasan: Salah satu prinspin dasar bioteknologi konvensional adalah memanfaatkan mikroorganisme secara utuh serta proses biokimia dan proses genetik terjadi secara alami, misalnya dengan fermentasi. Sementara itu, rekayasa genetika, perbanyakan embrio, kultur jaringan, dan pemanfaatan teknologi terapan merupakan prinsip-prinsip yang telah menggunakan teknologi tinggi yang diterapkan pada bioteknologi modern.

3.     Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.

1)    Pembuatan nata de coco dengan memanfaatkan bakteri Actobacter xylinum

2)    Pembuatan alkohol dengan memanfaatkan bakteri Saccharomyces sp

3)    Aplikasi bioteknologi untuk meningkatkan hasil pertanian hingga 30 persen

4)    Pembuatan tempe dengan memanfaatkan jamur Rhizopus oryzae

5)    Pembuatan hormone somatotropin dengan memanfaatkan bakteri E. coli

Aplikasi bioteknologi yang menerapkan teknik bioteknologi konvensional ditunjukkan oleh nomor…

A.   1, 2 dan 4

B.    1, 2 dan 5

C.    2, 3 dan 4

D.   2, 4 dan 5

E.    3, 4 dan 5

Jawaban: A

Pembahasan: Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi dengan menggunakan teknik dan peralatan sederhana serta memanfaatkan mikroorganisme dengan proses biokimia dengan menggunakan manipulasi pada kondisi lingkungan dan media tumbuhnya saja. Aplikasi yang merupakan penerapan bioteknologi konvensional adalah pembuatan nata de coco, tempe, dan alkohol dengan memanfaatkan mikroorganisme. Sementara itu, usaha untuk meningkatkan presentase hasil pertanian dan pembuatan hormone somatotropin merupakan aplikasi bioteknologi modern.

4.     Perhatikan produk-produk hasil dari bioteknologi berikut!

1.     Nata de coco

2.     Biopestisida

3.     Tanaman transgenic

4.     Hormon pertumbuhan

5.     Vaksin

6.     Keju

Aplikasi bioteknologi modern diterapkan dalam pembuatan produk yang ditunjukkan oleh nomor…

A.   1, 2 dan 3

B.    1, 2 dan 6

C.    2, 4 dan 6

D.   3, 4 dan 5

E.    3, 5 dan 6

Jawaban: A

Pembahasan: Bioteknologi modern diterapkan dengan melibatkan manipulasi pada susunan gennya. Aplikasi bioteknologi modern dapat ditemui pada pembuatan tanaman transgenik, produksi hormon pertumbuhan, dan produksi vaksin. Sementara itu, pembuatan nata de coco dan keju menggunakan aplikasi bioteknologi konvensional.

5.     Jenis makanan yang dihasilkan melalui fermentasi kacang kedelai oleh jamur Aspergillus oryzae adalah…

A.   Roti

B.    Kecap

C.    Tahu

D.   Tempe

E.    Yoghurt

Jawaban: B.

Pembahasan: Fermentasi merupakan proses bioteknologi konvensional memanfaatkan mikroorganisme untuk menghasilkan produk tertentu. Contohnya kacang kedelai dengan fermentasi oleh jamur Aspergillus oryzae akan menghasilkan kecap. Sementara itu, pembuatan roti memanfaatkan Saccharomyces cereviceae, tempe memanfaatkan Rhyzopus oryzae, dan yoghurt memanfaatkan Lactobacillus bulgaricus.

6.     Suatu perkebunan membutuhkan tanaman yang memiliki kemampuan atau daya tahan terhadap serangan hama dan penyakit. Bioteknologi yang dapat dilakukan untuk memenuhi kebutuhan tersebut adalah dengan membuat…

A.   Cloning transfer inti

B.    Tanaman transgenic

C.    Kultur jaringan

D.   Cloning embrio

E.    Hibridoma

Jawaban: B

Pembahasan: Pembuatan tanaman transgenik merupakan penerapan teknik DNA rekombinan dengan menyisipkan gen antihama ke dalam kromosom tanaman tersebut sehingga akan diperoleh tanaman yang tahan terhadap serangan hama dan penyakit. Cloning transfer inti dan hibridoma merupakan teknik penggabungan dua sel jaringan yang sama dengan suatu medan listrik. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tumbuhan secara vegetative dengan memanfaatkan sifat totipotensi sel tumbuhan. Cloning embrio merupakan teknik untuk menghasilkan keturunan yang memiliki sifat sama persis dengan induknya.

7.     Kegiatan penambangan tembaga dan emas mempunyai potensi untuk mencemari lingkungan karena menghasilkan limbah logam berat beracun yang digunakan untuk memisahkan kedua logam dari bijihnya. Peran bioteknologi yang tepat untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan teknik biometalurgi yang memanfaatkan mikroba…

A.    Methanobacterium

B.    Thiobacillus ferrooxidan

C.    Bacillus thuringensis

D.   Clostridium butyrium

E.    Streptococcus thermophillus

Jawaban: B

Pembahasan: Aplikasi bioteknologi yang dapat digunakan untuk mengurangi pencemaran limbah beracun pada pemisahan logam dari bijihnya adalah dengan menggunakan bakteri Thiobacillus ferrooxidan pada pemisahan logam tersebut. Methanobacterium digunakan untuk produksi metan dari CO₂ dan H₂ atau dari asam format. Bacillus thuringensis dimanfaatkan sebagai insektisida biologi. Streptococcus thermophillus dimanfaatkan untuk pembuatan keju dan yoghurt.

8.     Berikut ini merupakan pasangan yang tepat antara mikroorganisme dan perannya adalah…

	Mikroorganisme	Peran
A	Saccharomyces cereviceae	Yoghurt
B	Aspergillus wentii	Oncom
C	Rhyzopus oryzae	Kecap
D	Lactobacillus casei	Probiotik
E	Neurospora sitophila	Tempe

Jawaban: D

Pembahasan: Salah satu pemanfaatan bioteknologi konvensional adalah untuk pembuatan bahan pangan dengan menggunakan mikroorganisme. Beberapa contohnya adalah memanfaatkan Lactobacillus case untuk pembuatan probiotik. Saccharomyces cereviceae untuk pembuatan roti, alkohol, dan tape, Aspergillus wentii untuk pembuatan kecap, Rhyzopus oryzae untuk pembuatan tempe, dan Neurospora sitophila untuk pembuatan oncom.

9.     Pada proses bioteknologi konvensional, bahan baku susu yang difermentasi dapat menghasilkan macam0macam produk, antara lain yoghurt, keju, dan mentega lunak. Kelompok mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk membuat yoghurt dan keju adalah…

	Mikroorganisme yang berperan
	Yoghurt	Keju
A	Jamur	Jamur
B	Bakteri	Bakteri
C	Bakteri	Jamur
D	Jamur	Bakteri
E	Jamur	Kapang

Jawaban: B

Pembahasan: Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi dengan memanfaatkan mikroorganisme untuk memperoleh suatu produk. Salah satu teknik dalam bioteknologi konvensional adalah dengan fermentasi. Dengan teknik fermentasi susu dapat diubah menjadi yoghurt dan keju dengan memanfaatkan bakteri, yaitu bakteri Lactobacillus caseii.

10. Bioteknologi dapat diterapkan untuk mengubah dan meningkatkan nilai tambah pangan serta pembuatan sumber pangan baru dengan bantuan mikroba. Table berikut ini menunjukkan hubungan antara jenis mikroba dan produk bioteknologi yang dihasilkan. Manakah hubungan yang tepat?

	Jenis mikroba	Produk makanan/ minuman
A	Acetobacter xylinum	Keju lunak
B	Candida utilis	Tempe
C	Rhizopus oligosporus	Protein sel tunggal
D	Lactobacillus bulgaricus	Yoghurt
E	Penicillium camemberti	Nata de coco

Jawaban: D

Pembahasan: Mikroorganisme dapat digunakan untuk meningkatkan nilai tambah pangan serta menemukan sumber pangan baru. Beberapa mikroorganisme yang dapat dimanfaatkan antara Lactobacillus bulgaricus untuk pembuatan yoghurt, Acetobacter xylinum untuk pembuatan nata de coco, Candida utilis untuk pembuatan protein sel tunggal, Rhizopus oligosporus untuk pembuatan tauco, dan Penicillium camemberti untuk meningkatkan kualitas keju.

11. Bakteri Acetobacter xylinum banyak digunakan dalam proses bioteknologi. Manakah pernyataan yang tepat tentang bakteri tersebut?

A.   Menghasilkan asam susu seperti yoghurt

B.    Menghasilkan tauco yang digunakan sebagai penyedap

C.    Digunakan untuk pembuatan minuman anggur atau bir

D.   Membantu proses pembuatan nata de coco

E.    Digunakan untuk menghasilkan protein tunggal

Jawaban: D

Pembahasan: Bakteri Acetobacter xylinum banyak digunakan dalam proses bioteknologi konvensional untuk mengubah air kelapa menjadi nata de coco. Candida utilis untuk pembuatan protein sel tunggal, Lactobacillus bulgaricus untuk pembuatan yoghurt, Aspergillus oryzae untuk pembuatan tauco, Saccharomyces cerevisiae untuk pembuatan tape atau bir.

12. Dalam bidang kedokteran, untuk memeroleh antibodi dalam jumlah yang besar dapat dilakukan dengan cara…

A.   Terapi genetic

B.    Transplantasi gen

C.    Totipotensi jaringan

D.   Teknologi hibridoma

E.    Kloning

Jawaban: D

Pembahasan: Terapi genetik yaitu terapi dengan memperbaiki gen yang mengalami kerusakan atau bertanggungjawab terhadap penyakit tertentu. Transplantasi gen yaitu menyisipkan gen yang memiliki kemampuan seperti yang diharapkan. Totipotensi jaringan yaitu kemampuan jaringan untuk tumbuh menjadi organisme baru. Kloning yaitu perkembangbiakan secara aseksual dengan menggunakan sel somatic dari suatu organisme. Teknologi hibridoma dilakukan dengan menggabungkan dua sel yang berbeda untuk mendapatkan materi yang dikehendaki misalnya hormone atau antibodi, misalnya menggabungkan sel penghasil antibodi dengan sel kanker.

13. Saat ini, bioteknologi modern merupakan salah satu cabang biologi yang berkembang pesat, khususnya pada bidang kesehatan. Salah satu contoh aplikasi dari bioteknologi modern adalah pemanfaatan teknik cloning untuk menghasilkan bakteri penghasil hormon insulin. Komponen-komponen utama yang dibutuhkan untuk teknik kloning adalah…

A.   Media kultur, enzim ligase, enzim restriksi, DNA inang

B.    Enzim ligase, enzim restriksi, sel inang, plasmid

C.    Enzim ligase, enzim restriksi, sel inang, media kultur

D.   Enzim restriksi, sel inang, plasmid, enzim transcriptase

E.    Enzim transkriptase, plasmid, enzim ligase

Jawaban: B

Pembahasan: Komponen-komponen utama yang dibutuhkan pada teknik kloning: sel inang = sel inang yang akan dimasuki plasmid. Enzim restriksi = berfungsi untuk memotong DNA pada daerah tertentu. Enzim ini diperlukan agar suatu gen dapat disisipkan kedalam plasmid. Enzim ligase = berfungsi untuk meligasi. Plasmid = merupakan DNA non kromosom yang dapat disisipi dengan suatu gen kemudian dimasukkan ke dalam sel inang.

14. Berikut ini adalah teknik yang berkembang karena adanya bioteknologi:

1)    Fertilisasi in vitro

2)    Teknik kultur jaringan

3)    Teknologi hibridoma

4)    Bioremediasi

5)    Teknologi transgenic

Aplikasi bioteknologi yang digunakan di bidang kedokteran adalah

A.   1 dan 2

B.    1 dan 3

C.    2 dan 3

D.   3 dan 4

E.    4 dan 5

Jawaban: B

Pembahasan: Aplikasi bioteknologi dalam bidang kedokteran adalah fertilisasi in vitro dan teknologi hibridoma.

15. Dewasa ini, karena perilaku manusia yang kurang bertanggungjawab mengakibatkan beberapa tanaman tertentu semakin sedikit jumlahnya bahkan dikategorikan langka. Teknik bioteknologi yang dapat digunakan untuk melestarikan tanaman langka adalah…

A.   DNA rekombinan

B.    Fusi protoplasma

C.    Kloning

D.   Fertilisasi in vitro

E.    Kultur jaringan

Jawaban: E

Pembahasan: Teknik bioteknologi yang dapat diterapkan untuk perbanyakan dan melestarikan tanaman langka adalah dengan kultur jaringan. Kultur jaringan merupakan teknik yang memanfaatkan sifat totipotensi sel tumbuhan sehingga dengan sifat tersebut tumbuhan dapat dikembangbiakkan dengan bagian0bagian tumbuhan dengan potongan yang sedikit untuk mendapatkan banyak individu baru.