Modul Ajar Biologi Kelas X Materi Inovasi Teknologi Biologi (Pertemuan 1 dan 2)

 

MODUL AJAR

IDENTITAS DAN INFORMASI UMUM

Penyusun	:	Kurnia Romadani
Instansi	:
Tahun	:	2022
Jenjang Sekolah	:	SMA
Mata Pelajaran	:	Biologi
Fase/ Kelas	:	E/ X
Domain/ Elemen	:	Pemahaman Biologi : Mencakup materi keanekaragaman hayati dan peranannya, virus dan peranannya, perubahan lingkungan, ekosistem, bioteknologi, biologi sel, sistem organ pada manusia, evolusi, genetika, pertumbuhan dan perkembangan, serta inovasi teknologi biologi. Keterampian Proses : Keterampilan saintifik yang mencakup (1) mengamati, (2) mempertanyakan dan memprediksi, (3) merencanakan dan melakukan penyelidikan, (4) memproses dan menganalisis data dan informasi, (5) mengevaluasi dan merefleksi dan (6) mengomunikasikan hasil.
Capaian Pembelajaran	:	Pada akhir fase E, peserta didik memiliki kemampuan menciptakan solusi atas permasalahan-permasalahan berdasarkan isu lokal, nasional atau global terkait pemahaman keanekaragaman makhluk hidup dan peranannya, virus dan peranannya, inovasi teknologi biologi, komponen ekosistem dan interaksi antar komponen serta perubahan lingkungan.
Pengetahuan dan Keterampilan Prasyarat	:	Peserta didik telah mempelajari keanekaragaman makhluk hidup dan peranannya serta virus dan peranannya
Alokasi Waktu	:	4 JP (4 x45”)
Profil Pelajar Pancasila	:	·         Mandiri dalam menunjukkan prakarsa pengembangan diri . ·         Berpikir kritis dalam memproses informasi dan mengkaitkannya. ·         Kreatif dalam menghasilkan gagasan yang orisinil.
Target Peserta Didik	:	·         Regular/ Tipikal
Moda Pembelajaran	:	·         Tatap Muka
Model Pembelajaran yang Digunakan	:	Discovery Learning
Metode Pembelajaran	:	Diskusi, Presentasi, dan Studi Literatur
Sarana dan Prasarana	:	LCD, Proyektor, Papan Tulis, Laptop, Gawai
Daftar Pustaka	:	·         Herlina, dkk. 2009. Bioteknologi, Biologi SMA Kelas XII. Buku Sekolah Elektronik : Departemen Pendidikan Nasional. ·         Irnaningtyas. 2015. Biologi untuk SMA/MA Kelas XII Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Jakarta : Erlangga.

GAMBARAN UMUM MODUL

RASIONALISASI

Modul ini disusun untuk mengoptimalisasi hasil belajar peserta didik pada mata pelajaran biologi pada materi inovasi teknologi biologi, sehingga peserta didik mampu 1). Menganalisis pengertian inovasi teknologi biologi, bioteknologi konvensional dan modern, serta bioteknologi kondisi non steril dan steril. 2). Membuat produk makanan atau minuman berbasis teknologi. 3). Menjelaskan mikroorganisme penghasil protein, zat-zat organik, enzim, vitamin, penghasil obat, penghasil energi, pembasmi hama tanaman (Biopestisida), peternakan, pengolahan limbah (Bioremediasi), bioplastik, dan pertambangan. 4). Menganalisis prinsip kultur jaringan dan tahapan kloning embrio dan kloning transfer inti pada hewan, teknologi hibridoma, prinsip rekombinasi DNA, teknologi plasmid, dan organisme transgenik dengan menggunakan table. 5). Menganalisis dampak negatif penerapan bioteknologi.

URUTAN MATERI PEMBELAJARAN

1.      Pengertian inovasi teknologi biologi, bioteknologi konvensional dan modern, serta bioteknologi kondisi nonsteril dan steril. 2.      Produk makanan atau minuman berbasis bioteknologi. 3.      Mikroorganisme penghasil protein, zat-zat organic, enzim, vitamin, penghasil obat, penghasil energy, pembasmi hama tanaman (biopestisida), peternakan, pengolahan limbah (bioremidiasi), bioplastik, dan pertambangan. 4.      Prinsip kultur jaringan, tahapan kloning embrio dan cloning transfer inti pada hewan, teknologi hibridoma, prinsip rekombinasi DNA, teknologi plasmid, dan organisme transgenik. 5.      Dampak negatif penerapan bioteknologi.

RENCANA ASESMEN

Asesmen Formatif                                   : Presentasi kelompok Asesmen Sumatif                                    : Tes tulis Asesmen Sikap Profil Pelajar Pancasila : Observasi

 

LANGKAH PEMBELAJARAN

LANGKAH-LANGKAH PEMBELAJARAN
TOPIK	Inovasi Teknologi Biologi
ALUR TUJUAN PEMBELAJARAN	1.      Setelah membaca literature melalui gawai atau laptop (C), peserta didik(A) mampu menyebutkan (B) minimal 2 kata kunci untuk menjelaskan pengertian bioteknologi dengan tepat (D). (C1/ Lots) 2.      Setelah melakukan diskusi kelompok (C), peserta didik (A) mampu menganalisis (B) minimal 3 perbedaan bioteknologi konvensional dan biologi modern dengan tepat (D).(C4/ Hots) 3.      Setelah membaca literatur melalui gawai atau laptop (C), peserta didik (A) mampu menyebutkan (B) minimal 2 contoh produk bioteknologi kondisi nonsteril dan steril dengan tepat (D). (C1/ Lots) 4.      Setelah melakukan diskusi kelompok (C), peserta didik (A) mampu menyebutkan (B) minimal 2 mikroorganisme penghasil protein dengan tepat (D). (C1/Lots) 5.      Setelah membaca literatur melalui  gawai atau laptop (C), peserta didik (A) mampu menyebutkan (B) minimal 3 mikroorganisme penghasil senyawa-senyawa kimia (zat-zat organic, enzim, dan vitamin) dengan tepat (D). (C1/Lots) 6.      Setelah menulis rangkuman (C), peserta didik (A) mampu menjelaskan (B) minimal 3 peranan mikroorganisme penghasil obat dengan tepat (D). (C2/Lots) 7.      Setelah menulis rangkuman (C), peserta didik (A) mampu menjelaskan (B) minimal 2 mikroorganisme penghasil energi tepat (D). (C2/Lots) 8.      Setelah membaca literatur melalui gawai atau laptop (C), peserta didik (A) mampu menjelaskan (B) minimal 2 peranan mikroorganisme pembasmi hama tanaman (biopestisida) dengan tepat (D). (C2/Lots) 9.      Setelah membaca literatur melalui gawai atau laptop (C), peserta didik (A) mampu menjelaskan (B) minimal 1 pemanfaatan mikroorganisme dibidang peternakan (biopestisida) dengan tepat (D). (C2/Lots) 10.  Setelah menulis rangkuman (C), peserta didik (A) mampu menjelaskan (B) minimal 2 peranan mikroorganisme pengolah limbah (bioremediasi) dengan tepat (D). (C2/Lots) 11.  Setelah membaca literatur melalui gawai atau laptop (C), peserta didik (A) mampu menyebutkan (B) 2 mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan bioplastik dengan tepat (D). (C1/Lots) 12.  Setelah membaca literatur melalui gawai atau laptop (C), peserta didik (A) mampu menjelaskan (B) minimal 1 mikroorganisme yang berperan dibidang pertambangan dengan tepat (D). (C2/Lots)
PERTANYAAN PEMANTIK	1.      Apakah kalian pernah makanan tapai, yoghurt, keju, dan tempe ? kira-kira bagaimana cara membuatnya? Dan apakah kalian tahu bahwa produk tersebut adalah hasil olahan teknologi biologi? 2.      Kemarin kita sudah mempelajari mengenai bioteknologi. Kira-kira organisme seperti apa yang dimanfaatkan untuk menghasilkan produk bioteknologi ?
PROFIL PELAJAR PANCASILA	Mandiri dalam menunjukkan prakarsa pengembangan diri . Berpikir kritis dalam memproses informasi dan mengkaitkannya. Kreatif dalam menghasilkan gagasan yang orisinil.

 

URUTAN KEGIATAN PEMBELAJARAN
Pertemuan 1 Persiapan kegiatan pembelajaran 1.      Guru melakukan asesmen diagnostik dalam bentuk kuis sebelum pembelajaran. 2.      Guru menyiapkan bahan tayang PPT materi Inovasi Teknologi Biologi.
Tahap	Kegiatan	Muatan Inovatif (TPACK,Profil Pancasila, dan 4C)	Estimasi Waktu
Pendahuluan	1.      Guru membuka kegiatan pembelajaran dengan mengucapkan salam.	Beriman, bertakwa kepada Tuhan YME dan berakhlak mulia, PK	10 menit
	2.      Guru meminta perwakilan peserta didik memimpin doa.	Beriman, bertakwa kepada Tuhan YME dan berakhlak mulia, PK
	3.      Guru menanyakan kabar peserta didik dan mengecek kehadiran peserta didik.	PK
	4.      Guru memberikan apersepsi tentang inovasi teknologi berbasis biologi (Apakah kalian pernah makanan tapai, yoghurt, keju, dan tempe ? kira-kira bagaimana cara membuatnya? Dan apakah kalian tahu bahwa produk tersebut adalah hasil olahan teknologi biologi?) yang gambarnya ditayangkan pada priyektor.	communication, critical thinking, TPACK
	5.      Guru menampilkan video pembuatan tempe secara tradisional dan meberikan pertanyaan pada peserta didik mengenai proses pembuatan tempe	TPACK
	6.      Guru menyampaikan tujuan pembelajaran dan sarana atau logistik yang dibutuhkan (laptop, dll). Guru memotivasi peserta didik untuk terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah nyata mengenai bioteknologi.	Communication, critical thinking, TPACK
Inti	Sintaks 1. Simulation		5 menit         10 menit                       15 menit               10 menit
	7.      Guru meminta siswa mengamati produk bioteknologi berupa tempe, keju, kultur jaringan, dan domba dolly yang ditayangkan melalui proyektor.	Communication, TPACK
	Sintaks 2. Problem statement
	Guru meminta peserta didik melakukan identifikasi masalah berdasarkan pengamatan produk bioteknologi.	Mandiri, communication, critical thinking, PK
	Guru menentukan rumusan masalah utama : pengertian bioteknologi, perbedaan bioteknologi konvensional dan biologi modern, menjelaskan produk bioteknologi kondisi nonsteril dan steril. Guru membimbing peserta didik menyusun hipotesis.	Communication, PCK
	Sintaks 3. Data collection
	Guru membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok untuk diskusi pemecahan masalah di LKPD. 12.  Guru membimbing peserta didik mengumpulkan data melalui studi literatur dari artikel di internet untuk menjawab permasalahan	Communication, collaboration PCK
	Sintaks 4. Data processing
	13.  Guru memberikan bantuan terbatas, apabila ada peserta didik/kelompok yang mengalami kesulitan. 14.  Guru meminta siswa menuliskan hasil diskusi kelompok berdasarkan pengamatan dan studi literatur pada lembar LKPD.	Communication, collaboration, PCK
	Sintaks 5. Verification		10 menit                       10 menit
	15.  Guru menunjuk perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusi yang telah dilakukan.	Kreatif, communication, PK
	16.  Kelompok lain diminta untuk menanggapi dan memberikan argumen tentang apa yang dipresentasikan.	Communication, critical thinking, collaboration, PK
	17.  Guru meminta peserta didik untuk saling melakukan apresiasi terhadap kelompok yang telah mempresentasikan hasil diskusi.	Communication, critical thinking, collaboration, PK
	Sintaks 6. Generalization
	18.  Guru memberikan penguatan apabila ada jawaban peserta didik yang kurang sesuai dan bertanya secara lisan untuk mengecek pemahaman peserta didik dan memberikan umpan balik pembelajaran. Guru meminta peserta didik memberikan kesimpulan hasil pengamatan dan diskusi.	Communication, PCK
Penutup	20.  Guru bersama peserta didik melakukan refleksi mengenai pembelajaran yang telah dilakukan, yaitu memahami pengertian bioteknologi, bioteknologi konvensional dan modern, serta bioteknologi kondisi non steril dan steril.	Communication, collaboration, PCK	20 menit
	21.  Guru mengkonfirmasi materi yang akan dibahas pada pertemuan berikutnya.	Communication, PCK
Pertemuan 2
Tahap	Kegiatan	Muatan Inovatif (TPACK,Profil Pancasila, dan 4C)	Estimasi Waktu
Pendahuluan	1.      Guru membuka kegiatan pembelajaran dengan mengucapkan salam.	Beriman, bertakwa kepada Tuhan YME dan berakhlak mulia, PK	10 menit
	2.      Guru meminta perwakilan peserta didik memimpin doa.	Beriman, bertakwa kepada Tuhan YME dan berakhlak mulia, PK
	3.      Guru menanyakan kabar peserta didik dan mengecek kehadiran peserta didik.	PK
	4.      Guru memberikan apersepsi tentang inovasi teknologi berbasis biologi (Kemarin kita sudah mempelajari mengenai bioteknologi. Kira-kira organisme seperti apa yang dimanfaatkan untuk menghasilkan produk bioteknologi ?)	communication, critical thinking, PACK
	5.      Guru menyampaikan tujuan pembelajaran dan sarana atau logistik yang dibutuhkan (laptop, dll). Guru memotivasi peserta didik untuk terlibat dalam aktivitas pemecahan masalah nyata mengenai bioteknologi.	Communication, critical thinking, TPACK
Inti	Sintaks 1. Simulation		5 menit
	6.      Guru meminta siswa mengamati produk penggunaan mikroorganisme bioteknlogi di berbagai bidang yang ditayangkan melalui proyektor.	Communication, TPACK
	7.      Peserta didik diminta menyebutkan organisme dan perannya dalam bioteknologi makanan, kesehatan, pertanian, energi, dll.	Collaboration, communication, critical thinking, PCK
	Sintaks 2. Problem ststement		10 menit                       15 menit               10 menit
	Guru meminta peserta didik melakukan identifikasi masalah berdasarkan pengamatan produk penggunaan mikroorganisme bioteknologi.	Mandiri, communication, critical thinking, PK
	Guru menentukan rumusan masalah utama : pengertian bioteknologi, perbedaan bioteknologi konvensional dan biologi modern, menjelaskan produk bioteknologi kondisi nonsteril dan steril. Guru membimbing peserta didik menyusun hipotesis.	Communication, PCK
	Sintaks 3. Data collection
	Guru membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok untuk diskusi pemecahan masalah di LKPD. 12.  Guru membimbing peserta didik mengumpulkan data melalui studi literatur dari artikel di internet untuk menjawab permasalahan	Communication, collaboration PCK
	Sintaks 4. Data processing
	13.  Guru memberikan bantuan terbatas, apabila ada peserta didik/kelompok yang mengalami kesulitan. 14.  Guru meminta siswa menuliskan hasil diskusi kelompok berdasarkan pengamatan dan studi literatur pada lembar LKPD.	Communication, collaboration, PCK
	Sintaks 5. Verification		10 menit
	15.  Guru menunjuk perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusi yang telah dilakukan.	Kreatif, communication, PK
	16.  Kelompok lain diminta untuk menanggapi dan memberikan argumen tentang apa yang dipresentasikan.	Communication, critical thinking, collaboration, PK
	17.  Guru meminta peserta didik untuk saling melakukan apresiasi terhadap kelompok yang telah mempresentasikan hasil diskusi.	Communication, critical thinking, collaboration, PK
	Sintaks 6. Generalization		10 menit
	18.  Guru memberikan penguatan apabila ada jawaban peserta didik yang kurang sesuai dan bertanya secara lisan untuk mengecek pemahaman peserta didik dan memberikan umpan balik pembelajaran. Guru meminta peserta didik memberikan kesimpulan hasil pengamatan dan diskusi.	Communication, PCK
Penutup	20.  Guru bersama peserta didik melakukan refleksi mengenai pembelajaran yang telah dilakukan, yaitu memahami materi pelajaran penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi.	Communication, collaboration, PCK	20 menit
	21.  Guru mengkonfirmasi materi yang akan dibahas pada pertemuan berikutnya.	Communication, PCK
REFLEKSI GURU
Apakah pembelajaran dapat berlangsung sesuai rencana? Apakah peserta didik yang mengalami hambatan, dapat teridentifikasi dan terfasilitasi dengan baik?
REFLEKSI UNTUK PESERTA DIDIK
Apakah peserta didik merasa senang dengan kegiatan pembelajaran hari ini? Apakah peserta didik memahami materi yang disampaikan oleh guru?
GLOSARIUM
Antibodi monoklonal adalah antibodi yang mengenali dan melawan satu jenis antigen tertentu. Antibodi multiklonal adalah antibodi yang dibentuk oleh berbagai klon sel limfosit. Bakteri minus es adalah bakteri hasil rekayasa genetika (misalnya keturunan Pseudomonas syringae) yang tidak akan membentuk kristal es meskipun kondisi suhu -4 oC. Bioteknologi adalah ilmu yang menerapkan prinsip ilmiah dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan mentah organik maupun anorganik dengan bantuan makhluk hidup seperti mikroorganisme, sel hewan dan tumbuhan untuk meningkatkan potensi makhluk hidup, menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia. DNA ligase adalah enzim yang berfungsi untuk menyambung suatu potongan DNA dengan potongan DNA dari mikroorganisme lainnya. Endonuklease restriksi adalah enzim yang berfungsi sebagai gunting molekuler untuk memotong molekul DNA. Hibridoma adalah penyatuan (fusi) dua sel yang berasal dari organisme yang sama atau dari organisme yang berbeda. Mikroprotein adalah bahan makanan berprotein tinggi yang berasal dari jamur, misalnya Fusarium venenatum untuk membuat kue dan pengganti daging. Planlet adalah sel-sel kalus yang berdiferensiasi membentuk akar, batang, daun, dan tumbuh menjadi tanaman lengkap berukuran kecil. Plasma nutfah adalah bahan dari tumbuhan, hewan, atau mikroorganisme yang mempunyai fungsi dan kemampuan mewariskan sifat. Plasmid adalah rangkaian DNA nonkromosom yang berbentuk sirkuler. Rekayasa genetika adalah suatu usaha memanipulasi sifat makhluk hidup untuk menghasilkan makhluk hidup dengan sifat baru yang diinginkan. Teknologi plasmid adalah usaha manipulasi sifat genetik dengan cara mengubah susunan DNA dengan memanfaatkan plasmid bakteri. Terapi gen adalah usaha perbaikan kelainan genetik dengan memperbaiki susunan basa nitrogen pada rantaian DNA dalam gen. Transplantasi inti adalah memindahkan inti dari sel donor ke sel yang lain agar diperoleh individu dengan sifat yang sama dengan inti sel donor.

 

 

LAMPIRAN LKPD

LKPD Pertemuan 1 Identitas anggota kelompok : 1.                                                 2.                                                 3.                                                 4.                                                 5. dst. -Tujuan Pembelajaran : 1). Mengetahui pengertian inovasi teknologi biologi. 2). Menganalisis bioteknologi konvensional dan modern. 2). Menganalisis penerapan bioteknologi. -Materi : Inovasi teknologi Biologi -Isilah jawaban pada kolom jawaban di bawah ini dengan tepat ! Kegiatan : 1.      Jelaskan pengertian bioteknologi, bioteknologi konvensional dan modern, serta bioteknologi kondisi non steril dan steril ! a.       Pengertian bioteknologi :     b.      Bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern No Pembeda Bioteknologi Konvensional Bioteknologi Modern 1 Mulai Ada     2 Cara Pemanfaatan     3 Peralatan dan Teknologi yang digunakan     4 Proses dan Hasil     5 contoh           c.       Bioteknologi kondisi non steril dan steril           2.      Carilah informasi mengenai proses pembuatan produk olahan di bawah ini sesuai dengan informasi yang kalian peroleh!   Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 5 Tempe Tape Yoghurt Oncom Nata de coco   a.       Bahan baku b.       Penggunaan mikroorganisme bioteknologi. c.        Manfaat produk.

 

 

 

 

 

LKPD Pertemuan 2   Identitas anggota kelompok : 1.                                                 2.                                                 3.                                                 4. dst. Tujuan Pembelajaran : Menjelaskan mikroorganisme bioteknologi di berbagai bidang. Materi : Inovasi teknologi Biologi Kegiatan : 1.      Carilah informasi mengenai mikroorganisme bioteknologi yang dimanfaatkan dalam berbagai bidang dan tuliskan pada kolom di bawah ini ! (minimal 2)   Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 5   Makanan dan minuman Penghasil protein (PST), dan Obat Penghasil zat organic, enzim, dan vitamin penghasil enegi, biopestisida, dan bioplastik bidang peternakan dan pertambangan Macam macam produk dan bahan dasar mikroba atau agen yang berperan dalam pembuatannya.

LAMPIRAN ASESMEN

A.    Penilaian Kognitif

a.       Kisi-kisi soal

No	Indikator pencapaian	Dimensi Pengetahuan	Dimensi Proses/ Nomor Soal
10.11	Peserta didik mampu menganalisis pengertian inovasi teknologi biologi, biologi konvensional dan modern, serta biologi kondisi non steril dan steril		C1	C2	C3	C4	C5	C6
		Faktual	1
		Konseptual		2	3
		Proses
		Metakognitif
10.13	peserta didik mampu menjelaskan mikroorganisme bioteknologi di berbagai bidang	Faktual
		Konseptual				4,5
		Proses
		Metakognitif

 

b.      Soal

1.      Perhatikan ciri-ciri bioteknologi berikut !

1) Perbaikan genetik tidak terarah.

2) Hasil tidak dapat diperkirakan

3) Memerlukan waktu relative lama

4) Pengaruh jangka panjang belum diketahui

5).Memerlukan teknologi canggih

Ciri bioteknologi konvensional ditunjukkan oleh angka….

A. 1), 2), dan 3)

B. 1), 3), dan 5)

C. 2), 3), dan 4)

D. 2), 4), dan 5)

E. 3),4), dan 5)

2.      Kloning merupakan salah satu teknik dalam bioteknologi modern yang dapat dilakukan dengan cara ….

A. menggabungkan dua sel yang berasal dari jaringan yang berbeda dalam suatu medan listrik.

B. menyisipkan gen asing ke organisme sehingga diperoleh sifat yang tidak sama dengan induknya.

C. menumbuhkan jaringan atau sel tumbuhan dalam suatu media buatan secara septik.

D. memasukkan inti sel donor ke sel telur yang telah dihilangkan inti selnya.

E. membiakkan sel telur dan sel sperma secara in vitro di laboratorium.

3. Dalam teknik kultur jaringan, bagian tumbuhan yang ditumbuhkan dalam media

kultur dinamakan….

A. Kalus

B. Eksplan

C. Planlet

D. Jaringan

E. Subkultur

4. Teknologi DNA rekombinan dimanfaatkan dalam dunia kesehatan untuk memproduksi vaksin. Prinsip pembuatan vaksin dengan teknologi ini adalah..

A. mengisolasi gen pengkode senyawa antigen dari mikrob inangnya untuk dilemahkan dan meghasilkan antigen murni.

B. mensterilkan gen pengkode senyawa antigen pada sel mikrob untuk disisipi dengan plasmid pengode vaksin.

C. memotong gen pengode senyawa antigen pada mikrob untuk digabungkan dengan sel tubuh.

D. menyimpan sel inti tubuh dengan sel pengode seyawa pathogen pada plasmid mikroba.

E. menyuntikkan mikrob pathogen yang sudah dilemahkan ke tubuh sehat agar terbentuk antibodi.

5. Streptomisin merupakan salah satu jenis antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri Streptomyces griseus. Antibiotic tersebut dimanfaatkan manusia untuk….

A. menghambat pertumbuhan mikroorganisme pathogen

B. meningkatkan kekebalan tubuh

C. melarutkan darah beku

 D. mengurangi rasa sakit

E. menurunkan demam

c.       Kunci jawaban

No	Kunci Jawaban
1	A
2	D
3	B
4	C
5	E

 

Skor =

Keterangan Bobot Skor:

·         Jika jawaban benar skor 1

·         Jika jawaban salah skor 0

·         Jumlah skor total 20

 

B.     Penilaian Keterampilan

a.       Rubrik penilaian keterampilan presentasi

No	Aspek	No. Indikator	Indikator	Bobot
1	Tampil/ Performance	1	Mampu menunjukkan sikap percaya diri	1
		2	Mampu menunjukkan penyampaian intonasi yang jelas	1
		3	Menggunakan pakaian rapid an sopan	1
2	materi/ Konten	1	Materi Lengkap	1
		2	Materi yang disampaikan runtut	1
		3	Materi yang disampaikan dapat menjawab pertanyaan yang ada	1
3	Penyajian Presentasi	1	Keterbacaan jelas	1
		2	Slide presentasi berdesain menarik	1
		3	Slide presentasi terdapat gambar atau video pendukung	1
Jika indikator terpenuhi maka nilainya 1 Jika indikator tidak terpenuhi nilainya 0 Skor = jumlah indikator yang terpenuhi. Skor minimal= 0 Skor Maksimal = 9   Nilai Kriteria Penilaian Nilai Predikat Keterangan 75-100 A Berkembang Sangat Baik 50-74 B Berkembang Sesuai Harapan 26-46 C Mulai Berkembang 0-25 D Belum Berkembang

 

 

 

 

 

 

b.      Lembar observasi penilaian keterampilan presentasi

 

No	Nama
		Indikator			Indikator			Indikator
		1	2	3	1	2	3	1	2	3
1
2
3
dst

 

C.     Lembar Pengamatan Ketercapaian Profil Pancasila

a.       Rubrik penilaian sikap ketika diskusi

No	Aspek	No. Indikator	Indikator	Bobot
1	Mandiri	1	Mampu menunjukkan sikap percaya diri	1
		2	Mampu menunjukkan sikap tanggung jawab terhadap kelompok	1
		3	Mampu menunjukkan sikap menghargai waktu	1
2	Berpikir kritis	1	Mampu menunjukkan sikap berani  berpendapat	1
		2	Mampu menunjukkan sikap aktif dalam pembelajaran	1
		3	Mampu menunjukkan sikap berpendapat logis	1
3	Kreatif	1	Mampu menunjukkan pemikiran/ hasil karya baru	1
		2	Mampu menunjukkan pemikiran/ hasil karya orisinil	1
		3	Mampu menunjukkan pemikiran/ hasil karya yang menarik	1
Jika indikator terpenuhi maka nilainya 1 Jika indikator tidak terpenuhi nilainya 0 Skor = jumlah indikator yang terpenuhi. Skor minimal= 0 Skor Maksimal = 9   Nilai Kriteria Penilaian Nilai Predikat Keterangan 75-100 A Berkembang Sangat Baik 50-74 B Berkembang Sesuai Harapan 26-46 C Mulai Berkembang 0-25 D Belum Berkembang

 

b.      Lembar observasi

No	Nama	Mandiri			Bernalar Kritis			Kreatif
		Indikator			Indikator			Indikator
		1	2	3	1	2	3	1	2	3
1
2
3
dst

 

LAMPIRAN PENGAYAAN DAN REMEDIAL

A.    Rencana Pengayaan

1.      Peserta didik mencari informasi melalui artikel media online atau offline terkait dengan pembuatan produk makanan dengan pemanfaatan bioteknologi.

2.      Peserta didik menuliskan informasi penting yang didapatkan dari hasil analisis artikel tersebut

B.     Rencana Remedial

1.      Peserta didik meresum materi yang telah dipelajari.

 

LAMPIRAN BAHAN BACAAN

A. Arti dan Prinsip Dasar Bioteknologi

Penerapan bioteknologi sebenarnya telah dilakukan sejak zaman prasejarah, antara lain untuk menghasilkan minuman beralkohol dan mengawetkan daging. Dari minuman beralkohol, anggur mungkin merupakan produk bioteknologi tertua, kemudian disusul bir selanjutnya roti.

1. Konsep-Konsep yang Mendasari Bioteknologi

Bioteknologi dapat didefinisikan sebagai proses-proses biologi oleh organisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan manusia. Sebenarnya pengertian bioteknologi sangat luas. Tiap-tiap negara mempunyai definisi masing-masing. Definisi yang seragam sebenarnya penting agar terdapat pandangan yang sama dalam mendiskusikan masalah bioteknologi baik dalam lingkup nasional maupun internasional. Batasan umum yang diusulkan bagi negara anggota organisasi untuk kerja sama dan pengembangan ekonomi (OECD = Organization for Economic Coorporation and Development) adalah bahwa: “Bioteknologi merupakan penerapan prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi, untuk menyediakan barang dan jasa”.

Definisi ini (Bull dkk, 1982) dengan asas ilmiah dan rekayasa yang dikaitkan dengan disiplin ilmu yang luas, tetapi ditekankan pada mikrobiologi, biokimia, genetika, rekayasa biokimia, dan kimia. Meskipun demikian, ahli bioteknologi tidak harus mampu menguasai sepenuhnya semua disiplin ilmu pendukung bioteknologi, tetapi dia dapat memulai dengan satu disiplin ilmu yang kemudian dimantapkan melalui pelatihan dan pendidikan khusus untuk memperoleh keterampilan praktis dan kemampuan kerja sama secara terpadu.

Agen biologi yang dimaksud dalam definisi di atas adalah katalisator-katalisator biologi dengan kisaran yang luas, tetapi terutama ditekankan pada mikroorganisme berenzim, sel hewan, dan sel tumbuhan. Mikroorganisme yang dimaksud biasanya bakteri, jamur, kapang, dan ragi. Bahan dalam definisi ini meliputi semua bahan baik yang organik maupun anorganik. Pengertian barang dan jasa meliputi produk industri yang berupa pangan, minuman, obat, senyawa biokimia, dan peniadaan pengaruh logam dalam mengolah limbah industri maupun rumah tangga.

2. Sifat Multidisipliner Bioteknologi

Bioteknologi merupakan ilmu yang benar-benar multidisiplin, melibatkan keahlian, pengetahuan dasar, dan kerja sama antara berbagai cabang ilmu. Cabang-cabang ilmu tersebut, antara lain biologi umum, kimia, mikrobiologi, biofisika, genetika, biologi sel, biokimia, elektronika, komputer, ekonomi, dan akuntansi.

B. Bioteknologi Konvensional dan Modern

Para ahli antropologi sependapat bahwa bioteknologi telah dilakukan sejak zaman prasejarah. Bioteknologi yang masih bersifat konvensional ini dilakukan dengan cara yang sederhana, dengan alat-alat yang sederhana pula. Kira-kira 6000 tahun sebelum Masehi, penduduk Babylonia telah mengetahui bahwa Khamir (ragi) mampu menghasilkan bir. Kemudian sekitar 4000 tahun sebelum Masehi, penduduk Mesir telah membuat adonan roti yang mengembang menggunakan khamir.

Pada abad ke-14 penyulingan alkohol sebagai hasil proses fermentasi biji-bijian telah dipraktikkan di Cina dan Timur Tengah. Masih banyak lagi praktik-praktik fermentasi yang sudah dilakukan manusia jauh sebelum mikroskop ditemukan (abad ke-17), antara lain pembuatan susu asam (yoghurt), cuka, kefir, keju, dan kecap.

Selain praktik-praktik bioteknologi konvensional di atas, penyilangan konvensional pun sudah dilakukan oleh para petani dengan tujuan menghasilkan tanaman yang lebih besar, kuat, dan tahan penyakit. Biologi konvensional adalah praktik-praktik bioteknologi yang belum dikembangkan secara komersial dan umumnya membutuhkan waktu yang lama.

Awal bioteknologi modern mungkin sangat dekat hubungannya dengan ditemukannya teknik produksi antibiotik Penisilin pada tahun1940-an (setelah Perang Dunia II). Penemuan tersebut kemudian diikuti dengan peningkatan penelitian mikroorganisme lain yang dapat menghasilkan antibiotik dan zat-zat lain, seperti vitamin, steroid, enzim, dan asam amino.

Kemajuan-kemajuan yang dicapai di bidang teknologi fermentasi telah memungkinkan manusia untuk mendapatkan berbagai produk yang tidak dapat atau sulit diperoleh melalui proses kimia. Teknologi fermentasi yang memanfaatkan kemampuan mikroba telah membuka lembaran baru dalam usaha manusia untuk mengubah bahan-bahan mentah yang murah bahkan tidak berharga menjadi produk-produk yang bernilai ekonomi tinggi dan berguna bagi kesejahteraan umat manusia.

Produk-produk seperti antibiotik, vitamin, dan asam amino yang sangat berguna di bidang pengobatan dan kesehatan serta berbagai senyawa organik telah memacu perkembangan industri farmasi dan industri kimia. Penelitian di bidang fermentasi makanan telah mengungkapkan bahwa melalui proses fermentasi, bahan makanan akan mengalami perubahan-perubahan fisik dan kimia yang menguntungkan, seperti aroma, flavor, tekstur, daya cerna, dan daya tahan simpan.

Perkembangan yang pesat di bidang biologi molekuler dan biologi seluler dalam beberapa dasawarsa terakhir sepenuhnya menjadi dasar ilmiah utama untuk perkembangan bioteknologi mutakhir. Teknologi enzim dan rekayasa genetika mengantarkan bioteknologi ke suatu bioteknologi dimensi baru yang berkembang dengan sangat pesat menuju bioteknologi modern.

Perbedaan utama antara cara pemuliaan tradisional dan bioteknologi modern bukan terletak pada tujuan akhir, tetapi terletak pada kecepatan, ketepatan, keterandalan, dan cakupannya.

C. Kultur Jaringan dan Rekayasa Genetika

Perkembangan bioteknologi modern telah ditempuh dengan banyak cara, tetapi kita akan mengenal beberapa saja, yaitu kultur jaringan dan rekayasa genetika.

1. Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan sebuah teknologi reproduksi vegetatif yang sangat populer dan sudah meluas penggunaannya. Pada teknik ini sebagian kecil dari jaringan tumbuhan dikultur dalam suatu medium yang mengandung zat-zat kimia sebagai bahan makanan untuk pertumbuhan. Zat-zat kimia tersebut, misalnya sukrosa, mineral, hormon, vitamin, dan santan kelapa. Jaringan tersebut akan tumbuh menjadi kalus (gumpalan jaringan yang belum berbentuk). Kalus tersebut membelah (tumbuh) dan terbentuklah tunas, akhirnya menjadi satu tanaman yang utuh (lengkap). Hal ini dapat dimengerti karena setiap sel mempunyai sifat totipoten, artinya setiap sel mempunyai informasi/kemampuan untuk membantu seluruh bagian tubuh. Tanaman yang sudah lengkap tersebut (mempunyai akar, batang, dan daun), setelah cukup kuat dapat dipindahkan ke tanah biasa. Semua jaringan bisa dikultur, tetapi biasanya diambil dari jaringan yang masih aktif, seperti ujung batang, daun, dan ujung akar. Satu lembar daun, misalnya dapat dipotong-potong menjadi puluhan potong. Setiap potongan daun tersebut dikultur (lihat kembali pelajaran SMP kelas IX). Dengan cara ini, satu jenis tanaman dapat dengan cepat diperbanyak.

Unilever, misalnya, sebuah perusahaan gabungan antara Inggris-Belanda telah berhasil memproduksi bibit kelapa sawit hasil kultur jaringan. Perusahaan tersebut menghasilkan lebih dari satu juta anakan kelapa sawit setiap tahunnya untuk ditanam di perkebunan-perkebunannya di berbagai negara berkembang. Dengan kultur diperkirakan waktu di antara penanaman dan pemanenan dapat meningkat 30 kali lebih cepat dengan hasil berlipat-lipat.

2. Rekayasa Genetika

Kamu tentu pernah mendengar “domba Dolly” bukan? Itulah nama seekor domba yang dihasilkan dari sebuah proses rekayasa genetika. Rekayasa genetika adalah upaya para ahli biologi dalam mengutak-atik atau memanipulasi gen secara langsung untuk tujuan praktis. Penggunaan teknik rekayasa genetik telah meliputi ratusan produk yang bermanfaat. Teknologi ini juga telah mengungkap pemahaman mendalam mengenai genom manusia sehingga masalah-masalah penting (khususnya penyakit) dapat diatasi.

Bagaimana prosedur atau langkah-langkah rekayasa genetika ini? Contoh yang paling klasik adalah pembuatan hormon insulin manusia. Mula-mula sel pankreas manusia diambil. Sel tersebut kemudian dianalisis sampai ditemukan gen (DNA) yang menentukan pembentukan insulin. DNA tersebut kemudian dipotong, dan disambungkan dengan kromosom kecil dari bakteri (lingkaran kecil DNA bakteri ini disebut plasmid). Plasmid tersebut kemudian dimasukkan lagi ke dalam sel bakteri dan bakteri itu dikultur. Bakteri yang dikultur akan segera memproduksi insulin. Insulin dapat dipisahkan dengan teknik biokimia dan siap digunakan untuk menyuntik penderita diabetes (kencing manis). 

Peristiwa penyambungan potongan DNA pada DNA lain seperti yang telah diuraikan pada contoh di atas disebut pengklonan gen (gen cloning). Hasilnya adalah perpaduan dua molekul DNA dari dua sumber yang berbeda, dan disebut DNA rekombinan. Pengklonan gen tersebut dimungkinkan oleh penemuan enzim-enzim yang dapat memotong DNA atau menyambung DNA pada lokasi-lokasi tertentu. Enzim restriksi berfungsi untuk memotong, sedangkan enzim DNA ligase berfungsi untuk menyambung.

Langkah awal adalah pengisolasian plasmid dari bakteri dan DNA berisi gen yang diinginkan , misalnya penghasil hormon. Potongan gen tersebut kemudian diselipkan ke dalam plasmid. Kemudian plasmid disuntikkan lagi ke sel bakterinya. Selanjutnya sel bakteri itu dikultur dan membentuk klon sel. Dalam contoh sebelah kiri gen yang berasal dari satu organisme lain digunakan untuk memberi organisme lain suatu kemampuan metabolik baru (tahan terhadap hama), sedangkan gambar sebelah kanan produk protein yang bermanfaat dipanen dalam jumlah besar dari kultur bakteri.

D. Produk-Produk Bioteknologi

Pernahkah kehidupan kita sehari-hari terlepas dari produk bioteknologi? Mungkin hampir tidak pernah, karena kita sering mengonsumsi tempe, tape, kecap, keju, mentega dan lain-lain. Pendek kata perkembangan bioteknologi telah memberikan manfaat di berbagai bidang dalam kehidupan manusia. Beberapa contoh manfaat bioteknologi tersebut dapat dipelajari pada Tabel 5.1 di bawah ini.

1. Bidang Industri Kimia

Pelarut organik yang biasa dihasilkan melalui proses fermentasi, antara lain etanol, aseton, butanol dan isopropanol. Etanol diperoleh dengan cara fermentasi gula oleh khamir (ragi) dalam keadaan anaerobik. Bahan baku gula yang murah biasanya digunakan tetes (molase) yaitu ampas tebu.

Aseton dan butanol biasanya menggunakan bahan baku pati dalam keadaan anaerobik pada suhu 30°C–32°C selama 40 – 80 jam. Mikroba yang berperan contohnya Clostridium acetobutylinum. Butanol banyak digunakan dalam pembuatan Plastik dan minyak rem.

Asam-asam organik penting hasil fermentasi contohnya adalah asam asetat, asam laktat, asam sitrat, dan glukonat. Asam asetat (asam cuka) berasal dari fermentasi etanol secara aerobik oleh bakteri Acetobacter aceti. Asam laktat merupakan bahan yang rasa dan baunya sedap dan mempunyai daya pengawet. Asam ini digunakan sebagai penyedap minuman ringan, pengharum, sari buah, selai dan sirup, juga dalam pengalengan buah dan ikan. Bahan yang difermentasi biasanya gula, dengan bantuan Lactobacillus Sp. Asam sitrat juga diperoleh dari fermentasi gula, dengan bantuan Aspergillus niger atau Aspergillus wentii. Asam sitrat banyak digunakan dalam pembuatan minuman, selai, manisan, dan sirup.

2. Bidang Farmasi dan Kesehatan

Tidak perlu diragukan lagi, bahwa kemajuan bioteknologi dapat meningkatkan upaya pemeliharaan kesehatan masyarakat. Penerapan industri biologi dalam bidang kesehatan mengalami kemajuan yang mengagumkan. Berbagai aspek biologi telah dijadikan dasar pembuatan rancangan-rancangan untuk memerangi penyakit seperti produksi berbagai obat, antibiotik, vaksin, hormon, enzim, dan antibodi.

a. Antibiotik

Antibiotik adalah senyawa kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Senyawa ini mampu membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain.

Antibiotik digolongkan menjadi empat kelas utama, yaitu penisilin, tetrasiklin, sefalosporin, dan eritromisin. Penisilin dapat menghentikan infeksi oleh bakteri-bakteri yang umumnya sangat berbahaya. Sefalosporin adalah senyawa lain yang dapat membunuh bakteri yang resisten (tahan) terhadap penisilin. Sefalosporin, misalnya digunakan untuk melawan Staphylococcus (bakteri penyebab pneumonia).

Streptomisin bekerja dengan mencegah pembentukan protein pada bakteri. Antibiotik yang dihasilkan oleh jamur Streptomyces griseus ini ditemukan oleh Selman Waksman (1944). Streptomisin digunakan untuk mengobati tuberculosis (TBC).

Antibiotik-antibiotik di atas dapat mengakibatkan sifat resistensi (tahan) sehingga mendorong para ahli untuk melakukan pencarian antibiotik baru. Rekayasa genetik dapat digunakan untuk menciptakan antibiotik yang termodifikasi. Sebuah teknik yang dikenal sebagai “Fusi Sel” memberi harapan besar untuk mendapatkan antibiotik dalam jumlah besar bahkan yang lebih baik.

b. Antibodi

Tubuh manusia dan hewan terus-menerus menghadapi serangan virus, bakteri, jamur, dan senyawa kimia yang terdapat dalam lingkungan. Untuk mengatasi serangan tersebut, tubuh membutuhkan golongan protein yang disebut antibodi. Antibodi tersebut dibentuk oleh sel khusus bernama limfosit B yang terdapat dalam limpa, darah, dan kelenjar limfe. Antibodi bersifat mengenali substansi asing (disebut antigen) dan menyerangnya atau menghancurkannya. Bagaimana jika tubuh diserang antigen secara berlebihan, sementara tubuh mempunyai kemampuan yang terbatas dalam menghasilkan antibodi?

Suatu teknik pembentukan antibodi telah dikembangkan berkat kemajuan bioteknologi. Para pakar bioteknologi telah dapat mengembangkan produksi antibodi secara besar-besaran. Sebuah antibodi yang disebut antibodi monoklonal telah mampu mengatasi berbagai penyakit pada manusia, mulai dari penyakit kanker dan kegagalan ginjal sampai dengan penyakit infeksi oleh virus atau bakteri. Antibodi monoklonal juga meningkatkan keberhasilan pencangkokan organ.

Antibodi monoklonal adalah kelompok antibodi yang identik dengan bentuk lekuk yang sama sehingga hanya mengenali antigen yang sama.

George Kohler dan Cesar Milstein, berhasil menemukan cara membuat antibodi monoklonal pada penyakit kanker, penemuan ini memberikan harapan besar dalam pengobatan kanker. Dengan menggabungkan kemampuan sel B dalam membuat antibodi dan sifat sel kanker yang dapat dikatakan terus-menerus hidup pada lingkungan luar, dapat diproduksi sejumlah antibodi monoklonal. Cara ini dilakukan dengan memfusikan sel B dengan sel kanker sehingga dihasilkan sel hibrid (Teknologi hibridoma) yang memiliki sifat kedua sel tersebut, yaitu sel yang dapat membuat antibodi dan hidup dalam jangka waktu yang lama.

Produksi sel hibridoma yang membuat antibodi monoklonal mengenali dan melekat pada molekul antigen. Tikus diinjeksi dengan campuran bahan yang mengandung sejumlah kecil antigen. Beberapa hari setelah injeksi itu limpa tikus dipindahkan dan sel-sel B-nya, beberapa di antaranya akan membuat antibodi mengenali antigen, dibiarkan berfusi dengan sel myeloma kanker untuk menghasilkan hibridoma. Klon hibridoma dipisahkan satu dengan lainnya dan diuji untuk melihat mana yang menghasilkan antibodi monoklonal.

c. Vaksin

Pada tahun 1067 lebih dari sepuluh juta penduduk dunia terserang penyakit cacar, dan penyakit ini bersifat endemik bagi lebih dari 30 negara. Sekarang penyakit ini telah dapat diatasi sejak program vaksinasi masal WHO dilakukan.Vaksinasi juga telah dilakukan untuk memerangi penyakit rabies, dipteri, tetanus, batuk kering, radang sum-sum tulang belakang, radang paru-paru, radang selaput otak, TBC, polio, hepatitis, dan lain-lain. Meskipun demikian, penyakit akibat infeksi virus masih banyak melanda masyarakat, hal ini disebabkan oleh belum tersedianya vaksin yang efektif dan harganya murah.

Metode baku pembuatan vaksin adalah membiakkan mikroba patogen (misalnya virus) dalam binatang yang cocok atau membiakkan sel dalam laboratorium. Virus kemudian dikumpulkan, dimatikan atau dilemahkan sebelum diinjeksikan ke dalam tubuh manusia. Tubuh kemudian membuat antibodi untuk menyerang mereka. Cara ini memerlukan waktu, tetapi yang merupakan masalah utama sebenarnya adalah sering kali tidak ditemukannya metode konvensional untuk membiakkan virus dalam jumlah banyak. Untuk mengatasi hal ini vaksin telah dibuat dengan rekayasa genetika dengan teknik “Kloning”.

d. Interferon

Sejarah interferon dimulai pada tahun 1957, ketika Alick Isaacs dan Jean Lindenmann meneliti tanggapan tubuh terhadap infeksi virus. Mereka menemukan bahwa suatu substansi yang disekresikan oleh sel yang terserang dapat membantu sel lain untuk menentang virus penyerang. Senyawa tersebut dinamakan interferon. Interferon digunakan untuk mengobati penyakit oleh virus dan beberapa penyakit kanker.

Sampai tahun 1980, sumber interferon dunia berasal dari laboratorium Karl Cantell di Helsinki, di sini sel darah putih dari donor darah dalam jumlah banyak, kemudian sengaja diinfeksi dengan virus untuk menghasilkan interferon. Jumlah interferon yang dibuat sangat kecil dan sangat sukar dipisahkan dari bahan lain yang terdapat dalam darah. Darah dari 90.000 donor hanya dapat menghasilkan 1 gram interferon, yang harganya dapat mencapai 50 juta (per gram).

Hal yang sangat menggembirakan Charles Weissman (Swiss, 1980) bersama kerabat kerjanya mengumumkan telah berhasil mengklonkan gen pengendali pembuatan satu tipe interferon manusia dengan menyisipkannya ke dalam bakteri, lalu sel bakteri tersebut segera membuat interferon. Kini interferon telah dapat diproduksi secara besar-besaran dan digunakan untuk mengobati berbagai infeksi virus (herpes, hepatitis, rabies) dan kanker.

INFO BIOLOGI

 

Pluripotensi

 

Kemajuan bioteknologi senantiasa ditunjukkan pada berbagai tujuan. Di tengah perdebatan etika, ilmuwan di seluruh dunia berlomba mendapatkan teknik tercepat untuk pengobatan medis.

Kemampuan sel induk embrio berkembang menjadi beragam tipe sel – disebut pluripotensi – telah membuka cakrawala baru di bidang kedokteran.

Tubuh orang dewasa memiliki sejumlah kecil sel induk dalam banyak jaringan dan organ – di mana mereka bersembunyi hingga tergerak oleh penyakit atau cedera. Tak seperti sel induk embrio, sel induk dari orang dewasa belum terbukti mampu menjadi beragam macam sel. Sel induk dewasa di dalam otak misalnya, dapat menjadi sel saraf atau sel glia – keduanya sel saraf – tetapi tak menjadi sel tulang

Begitu pula sel induk dari darah tali pusar bayi yang baru lahir menghasilkan sel darah saja. Namun baru-baru ini, jaringan tali pusar terbukti mengandung sel mesansin yang dapat menghasilkan tulang dan tulang rawan.

Dengan teknik ini diharapkan berbagai tipe jaringan bahkan organ tubuh manusia dapat dikloning (dibuat) untuk keperluan pencangkokan organ. Sel induk embrio tersebut disimpan di lemari pembeku di laboratorium hingga diperlukan.

 

Sumber: National Geographic, 2006

 

3. Bidang Energi

Energi mutlak diperlukan manusia sebagai bahan dasar melakukan berbagai aktivitas. Sumber energi terbesar di dunia saat ini adalah bahan bakar fosil. Sementara bahan bakar fosil ini semakin hari semakin berkurang. Mau tidak mau manusia harus berpikir keras untuk mencari bahan bakar alternatif. Di antara berbagai alternatif penggunaan energi, biomassa merupakan suatu pilihan yang banyak mendapat perhatian.

Biomassa merupakan sumber energi kimia yang selalu dapat diperbarui. Bahan ini dapat dibakar atau dengan mudah diubah menjadi bahan bakar cair atau gas (metan, alkohol atau hidrogen) oleh mikroorganisme. Biomassa mempunyai pengertian produksi bahan bakar mutu tinggi dan senyawa kimia tertentu dari hasil budi daya tanaman dengan sengaja atau limbah biologi seperti yang dihasilkan dalam pertanian dan kehutanan atau limbah pengolahan pangan.

Di Brasil (1975), alkohol digunakan sebagai bahan bakar pengganti minyak bumi. Kendaraan bermotor menggunakan alkohol yang dicampur dengan bensin menjadi gasohol. Alkohol tersebut diperoleh dari fermentasi tebu. Di Amerika, gasohol merupakan campuran 10% alkohol dan 90% bensin, bahan pembuatan alkoholnya adalah jagung. Kebanyakan fermentasi etanol skala komersial dilakukan oleh khamir (Saccharomycess sp). Bahan yang digunakan bisa glukosa, fruktosa dan maltosa.

Bahan bakar lain adalah metan. Metan berasal dari penguraian bahan organik oleh bakteri anaerobik. Bahan organik yang dimaksud dapat berupa limbah ternak, limbah panenan, atau limbah manusia. 

4. Bidang Makanan dan Minuman

Kisaran hasil pangan yang pembuatannya melibatkan mikroorganisme adalah sangat lebar, dari produk yang difermentasikan secara konvensional seperti tempe, oncom, kecap, mentega, keju, roti, yoghurt anggur, bir, tape, terasi, nata de coco, sampai yang modern seperti protein sel tunggal (PST) dan mikroprotein. Protein sel tunggal (“Single Cell Protein”) adalah sel mikroorganisme yang dikeringkan seperti ganggang, jamur, bakteri, ragi, dan kapang.

Cita rasa dan aroma sangat penting agar makanan/minuman menjadi lebih enak dan menarik. Saat ini cita rasa dan aroma tidak hanya mengandalkan sumber dari bahan alami, tetapi sudah dapat disintesis di laboratorium.

5. Bidang Pertanian dan Peternakan

Bertambahnya penduduk dari waktu ke waktu tentu saja menuntut tersedianya bahan pangan yang lebih banyak. Dalam beberapa dasawarsa terakhir, produksi hasil pertanian telah meningkat melebihi kebutuhan. Hal ini mendorong manusia untuk selalu meningkatkan teknologi pangan. Bioteknologi mempunyai potensi besar untuk meningkatkan produksi tanaman yang lebih tinggi, tahan terhadap herbisida tertentu, tahan terhadap penyakit, mengurangi kebutuhan terhadap pupuk, dan lain-lain.

a. Pemuliaan Tanaman

Penyilangan konvensional oleh para petani dilakukan dengan tujuan menghasilkan tanaman yang menjadi besar, kuat, dan lebih tahan penyakit. Selama puluhan tahun bahkan ratusan tahun lalu para petani dan para pemulia tanaman telah berhasil memuiliakan tanaman padi, jagung, dan tebu, sehingga tanaman tersebut memiliki kualitas panen yang baik.

Pemuliaan tradisional telah banyak membantu meningkatkan produksi pertanian dalam kurun waktu 50 tahun terakhir. Data FAO tahun 1992 menunjukkan adanya peningkatan hasil biji-bijian dari rata-rata 1,1 ton per hektar pada tahun 1950 menjadi 2,8 ton per hektar pada tahun 1992. Namun, karena jumlah penduduk masih jauh lebih besar dibandingkan jumlah produksi pangan, peningkatan hasil pangan melalui proses pemuliaan ini masih terus dikembangkan.

Pada tahun 2030 diperkirakan penduduk dunia mencapai 8 miliar atau meningkat 2 miliar dari populasi sekarang. Di Indonesia sendiri diperkirakan pada tahun 2010 penduduk mencapai 245,71 juta atau bertambah sebesar 33,78 juta jiwa dari sekarang. Pada saat itu kebutuhan beras diperkirakan 36,42 juta ton, padahal produksi hanya 29,42 juta ton, sehingga defisit produksi mencapai 6,72 juta ton (Suryana A., 2002).

Akibat dari pembangunan yang sangat pesat di berbagai bidang dalam beberapa tahun terakhir ini lambat laun lahan produktif semakin banyak terkonversi menjadi lahan nonpertanian. Pada tahun 1950 lahan yang dapat dimanfaatkan untuk aktivitas per orang sekitar 0,24 hektar, tetapi lahan tersebut hampir separuhnya (0,12 hektar) pada tahun 1993 dan diperkirakan hanya akan tinggal 0,08 hektar pada tahun 2030 (Suranto, 1999).

Dari data di atas Indonesia diperkirakan akan mengalami krisis pangan yang dapat mengganggu ketahanan pangan nasional. Untuk mencukupi kebutuhan pangan penduduk yang populasinya terus bertambah dengan pesat ini, diperlukan lahan yang luas, sementara lahannya semakin berkurang. Oleh karena itu, diperlukan terobosan-terobosan di bidang teknologi pertanian untuk meningkatkan produktivitas pertanian.

Seperti diyakini para pakar rekayasa genetika merupakan salah satu teknologi pertanian yang berpeluang dapat meningkatkan produktivitas pertanian. Pada pemuliaan tradisional diperlukan sedikitnya lima generasi penyilangan balik untuk menghilangkan gen-gen yang tidak dikehendaki sehingga pemuliaan tradisional memerlukan waktu yang lama.

Dengan kemajuan ilmu genetika molekuler pada tahun 1970-an, dimungkinkan usaha mencari gen yang diduga bertanggung jawab terhadap karakter unggul satu tanaman. Saat ini secara umum ada dua cara untuk mencari gen tanaman itu, yakni isolasi gen dalam skala kecil dengan menargetkan satu gen saja (strategi ini disebut map-based cloning) dan dalam skala besar dengan menggunakan proyek genom, yaitu dengan membaca (dalam istilah khususnya menyekuen) semua urutan DNA suatu organisme untuk mendapatkan semua gen yang ada.

Pada tahun 1920 istilah genom telah lahir, dipakai untuk menunjukkan keseluruhan kode genetika pada kromosom yang ada pada suatu organisme. Baru pada tahun 1944 diketahui bahwa materi dari kode genetik itu adalah DNA yang ada pada setiap organisme. Sekarang ini istilah genom telah begitu dikenal luas oleh masyarakat. Keunggulan rekayasa genetika adalah mampu memindahkan materi genetika dari sumber yang sangat beragam dengan ketepatan tinggi dan terkontrol dalam waktu yang lebih singkat. Usaha yang dilakukan untuk menanggulangi krisis pangan di Indonesia dengan pendekatan biologi molekuler, antara lain dengan merakit tanaman yang resisten terhadap serangan hama dan penyakit, toleran terhadap cekaman lingkungan serta bergizi tinggi.

b. Transgenik

Rekayasa genetika dalam bidang tanaman dilakukan dengan mentransfer gen asing ke dalam tanaman. Hasil rekayasa genetika pada tanaman seperti ini disebut tanaman transgenik. Pernahkah kamu berpikir bahwa sepotong jagung dan sebuah tomat dapat menyembuhkan penyakit? Atau hanya dengan memakan pisang kita dapat melindungi diri dari hepatitis?

Prodi gene Inc. of College station, Texas menjadi perusahaan pertama yang berhasil memodifikasi tanaman untuk menghasilkan protein tertentu yang berfungsi sebagai obat. Protein tersebut adalah trypsin, insulin, dan obat penting lainnya yang akan dimasukkan ke dalam jagung. Mereka juga mengujinya pada kentang, tomat dan wortel untuk menghasilkan vaksin hepatitis B. Para peneliti juga memodifikasi tomat, bayam, dan melon untuk menghasilkan vaksin rabies.

Kedelai transgenik muncul menjadi obat untuk herpes. Sebuah tim ilmuwan dari Purdue University dan Departemen Pertanian AS (USDA) telah mengembangkan tomat yang tiga setengah kali lebih banyak mengandung lycopene dan antioksidan untuk melawan kanker. Kemajuan ini sangat penting dan dalam kenyataan jumlah tanaman transgenik yang diproduksi setiap tahun semakin meningkat. Hingga tahun 1988 yang asalnya hanya ada 23 tanaman transgenik, meningkat menjadi 30 pada tahun 1989 dan lebih dari 40 pada tahun 1990.

Pencangkokan (kloning) adalah transplantasi/transfer gen ke gen lainnya, misalnya gen pankreas babi ditransplantasikan ke bakteri E. Coli sehingga dihasilkan insulin dalam jumlah besar. Sebaliknya gen bakteri yang menghasilkan toksin pembunuh hama ditransplantasikan ke tanaman jagung, maka akan diperoleh jagung transgenik yang tahan hama tanaman. Gen dari sel kelenjar susu domba ditransplansikan ke sel telurnya sendiri yang kemudian ditumbuhkembangkan di dalam kandungan induknya sehingga lahirlah Domba Dolly. Demikian pula gen tomat ditransplantasikan ke ikan transgenik sehingga ikan menjadi tahan lama dan tidak cepat busuk dalam penyimpanan.

Vektor DNA yang digunakan untuk memindahkan gen ke dalam tumbuhan, misalnya plasmid dari bakteri Agrobakterium tumefaciens.

Tanaman membutuhkan unsur N yang cukup. Kemampuan tanaman untuk memperoleh nitrogen sangat penting. Rhizobium merupakan penambat nitrogen yang sangat populer dan banyak ditemukan pada akar kacang-kacangan. Telah lama diketahui bahwa enzim utama yang berperan menambat nitrogen tersebut adalah nitrogenase. Ternyata lebih dari selusin gen yang terlibat dalam menghasilkan enzim tersebut. Gen tersebut dinamakan gen nif (Nitrogen fixation). Rekayasa genetik telah berhasil untuk mentransfer gen nif dari bakteri penambat nitrogen ke dalam Eschecilia coli sehingga bakteri E Coli kemudian mampu menambat nitrogen. Bakteri ini kemudian dapat dijadikan inokulan untuk diberikan pada tanaman budi daya.

 

c. Transplantasi nukleus pada hewan

Pada tahun 1997 seorang peneliti Skotlandia, Ian Wilmut dan rekan-rekannya menguasai pokok pemberitaan di berbagai media bahwa mereka telah mengklon seekor domba dewasa dengan mentrasplantasi nukleus dari sel puting susu kambing ke dalam suatu sel telur domba lain yang tidak di buahi. Hasilnya adalah domba “Dolly” yang DNA-nya sungguh-sungguh identik dengan domba pendonor nukleus.

1.    Sel kelenjar susu diambil dari kambing seekor domba dan ditumbuhkan di dalam kultur dengan nutrisi rendah. Kondisi nutrisi rendah (setengah kelaparan) ini menahan siklus sel tetap berada pada G₀ dan tampaknya membiarkan sel untuk berdediferensiasi.

2.    Sementara itu sel telur diambil dari domba lain dan nukleusnya dipindahkan.

3.    Sel kelenjar susu dalam fase G₀ berfusi dengan sel telur yang tak bernukleus dengan cara memberikan getaran arus listrik ke kedua sel tersebut, yang juga merangsan agar mulai melakukan pembelahan.

4.    Setelah ditumbuhkan dalam kultur selama 6 hari.

5.    Embrio ditanam pada uterus domba ketiga, yang mirip seperti pendonor sel telur.

6.    Hasilnya setelah kehamilan berupa anak domba (Dolly) yang identik dalam penampakan dan susunan kromosomnya dengan domba yang mendonorkan sel kelenjar susu. (Namun, gen Dolly tidak identik secara keseluruhan dengan domba pendonor sel kelenjar susu karena DNA mitokondria Dolly berasal dari pendonor sel telur). Dolly ini merupakan kasus pertama yang laporannya disebarluaskan tentang mamalia yang “diklon” menggunakan nukleus dari suatu sel terdiferensiasi. Fotograf pada Gambar 5.7 memperlihatkan Dolly ketika sudah menjadi seekor domba dewasa.

 

INFO BIOLOGI

 

Bayi Tabung

 

Teknologi mutakhir lain dalam bidang reproduksi adalah pembuatan bayi tabung. Sudah tidak asing lagi bukan? Apakah sebenarnya bayi tabung? Apakah bayi yang dibuat di dalam tabung? Ternyata bukan.

Istilah bayi tabung sebetulnya digunakan karena proses pembuahan tidak terjadi sebagaimana “lazimnya”, yaitu di dalam tubuh ibu, melainkan terjadi di luar tubuh. Pembuahan tersebut tepatnya terjadi di dalam sebuah tabung yang telah dipersiapkan sedemikian rupa di laboratorium. Dengan kata lain, bertemunya sperma dan sel telur tidak terjadi secara alamiah, tetapi dengan campur tangan ahli (dokter). Tabung tersebut dibuat sedemikian rupa, baik suhu dan situasinya, hingga menyerupai pembuahan di dalam rahim. Prosedur ini disebut “fertilisasi in vitro”.

Mula-mula dengan alat bantu khusus, sel telur wanita yang baru saja mengalami ovulasi, diambil. Proses selanjutnya adalah melakukan pembuatan dengan spermatozoa yang sudah disiapkan untuk kemudian diimasukkan ke dalam tabung yang suasananya sama persis dengan rahim. Setelah terjadi pembuahan, hasil pembuahan tersebut dipelihara kurang lebih 3 hari di dalam tabung (diinkubasi). Kemudian dimasukkan ke dalam rahim sang ibu hingga melahirkan.

Di Indonesia, sejak lahirnya bayi tabung pertama yang lahir di Makmal Terpadu Imunoendrokrinologi FKUI dan RSAB Harapan Kita pada tahun 1988 program ini segera banyak diminati oleh pasangan suami istri yang sudah rindu mendapatkan keturunan. Banyak faktor yang menyebabkan tidak terjadi kehamilan antara lain: ada infeksi dan penyumbatan pada saluran reproduksi, gangguan kontraksi uterus, tidak terjadi ovulasi, kelainan letak uterus maupun bentuk uterus.

Adapun kelemahan-kelemahan pria yang tidak mampu membuat kehamilan, antara lain: impotensi, kualitas sperma dan jumlah sperma kurang, serta adanya infeksi pada saluran reproduksi. Tonggak sejarah bayi tabung sebenarnya adalah sejak dilahirkannya, Louis Brown di Inggris pada tahun 1978. Sepuluh tahun kemudian tepatnya tanggal 2 Mei 1988 lahir Nugroho Karyanto di RSAB Harapan Kita Jakarta.

 

Sumber: Majalah Ayah Bunda, 2005

 

d. Proyek Genom

Tanaman menyediakan materi untuk kebutuhan industri seperti minyak, tekstil, bahan bakar dan obat-obatan. Nenek moyang kita dahulu meningkatkan kualitas tanaman dengan menyeleksi tanaman berdasarkan sifat dan karakter yang diinginkan melalui proses persilangan yang panjang. Sifat unggul dari satu tanaman liar digabungkan ke tanaman lain sehingga terbentuk tanaman baru dengan beberapa karakter yang lebih bagus. Proses panjang ini telah memungkinkan lahirnya revolusi hijau, dalam hal ini produk pertanian teroptimalkan sampai menyamai pertambahan jumlah penduduk dunia. Meskipun demikian, ledakan penduduk dunia terutama di negara-negara berkembang yang diikuti oleh berkurangnya lahan-lahan pertanian untuk pemukiman menyebabkan pertanian tidak seimbang lagi. Dengan demikian, usaha persilangan yang memakan waktu lama dengan sendirinya tidak mampu meningkatkan hasil produksi untuk mencukupi kebutuhan pangan pada masa mendatang. Untuk itu diperlukan satu teknologi baru guna meningkatkan produksi pangan secara lebih cepat.

Salah satu penemuan spektakuler telah dikembangkan, kita kenal dengan istilah Proyek Genom (“Genom Project”). Strategi ini ditopang dengan majunya perkembangan teknologi marker DNA, pemetaan genetika dan perpustakaan genom (genome library), teknologi sekuen DNA secara otomatis, serta analisis komputer (computerized analysis). Selain itu juga teknik kultur jaringan untuk mentransfer gen-gen yang ditemukan. Dengan demikian, bisa dikatakan ada dua tahap revolusi pertanian, yang pertama dicapai dengan persilangan tanaman secara tradisional yang memakan waktu dan yang kedua adalah melalui aplikasi ilmu genetika molekuler.

Proyek genom adalah proyek menyekuen urutan DNA setiap kromosom dari ujung ke ujung. Proyek genom pada tanaman sangat menjanjikan untuk mendapatkan informasi terlengkap tentang seluruh sifat biologis tanaman. Informasi ini akan membantu kita memahami bagaimana gen-gen menyebabkan tanaman mampu melaksanakan segala aktivitasnya sebagai makhluk hidup.

Inilah target umum proyek genom tanaman. Adapun target khususnya adalah untuk mengisolasi gen-gen yang memberikan sifat unggul, seperti sifat tahan penyakit, sifat toleran pada tanah bergaram, dan sifat alami lainnya, di antaranya gen yang mengatur pembentukan minyak biji-bijian atau waktu berbunga yang semuanya berdampak pada hasil panen. Usaha ini nantinya akan memungkinkan rekayasa genetika untuk menghasilkan tanaman baru yang lebih berkualitas.

Besarnya proyek genom serta teknologi yang mendukung untuk penyelesaiannya melahirkan genomika sebagai ilmu baru. Genomika diartikan sebagai usaha mendalami struktur dan fungsi gen dalam skala besar. Genomika dibagi dalam dua bagian, yaitu structural genomics (genomika struktur) dan functional genomics (genomika fungsi). Berikut ini beberapa contoh mikroba yang telah selesai pembacaan genomnya dan prospek yang diharapkan saat ini dan masa yang akan datang.

1)    Pengubahan Zat Pati

Clostridium acetobutylicum adalah bakteri yang dapat mengubah zat pati menjadi pelarut organik aseton dan butanol yang sangat bermanfaat untuk industri.

2)    Tahan Radioaktif

Deinococcus radioduran adalah mikroba yang dapat bertahan di lingkungan radioaktif berdosis tinggi yang membunuh hampir semua makhluk hidup lain. Bakteri ini dapat bertahan hidup pada tingkat radiasi 1,7 juta rad yang membuat E. Coli, kecoa, dan manusia tak mungkin bertahan hidup.

Informasi genom bakteri ini sangat potensial untuk proses “bioremediasi” seperti pembersihan lingkungan dari limbah radioaktif, logam berat atau senyawa kimia organik. Saat ini para peneliti di Amerika Serikat sedang mengekplorasi kapabilitas bakteri D. radioduran dengan menambah gen dari organisme lain. Tambahan gen ini mengodekan protein yang bisa mengubah logam berat menjadi biomassa yang lebih netral dan menguraikan zat organik berbahaya, seperti toluena. Diharapkan pula dengan mempelajari genom mikroba, manusia dapat lebih memahami proses terjadinya sel kanker sekaligus menemukan obat dan cara pengobatan kanker tersebut sebab bakteri ini sanggup memperbaiki DNA-nya sendiri yang rusak karena pengaruh radiasi.

3)    Penghasil Gas Metan

Arkeo Methanococcus jannaschii adalah mikroba yang dapat menghasilkan gas metan. Mikroba ini ditemukan di lingkungan berasap hidrothermal, tanpa cahaya, tanpa oksigen, tanpa sumber zat karbon.

Sifat yang sangat tidak biasa yang dimiliki oleh mikroba ini membawa pada kesimpulan bahwa makhluk hidup tidak hanya “prokariot” dan “eukariot”, tetapi ada kelompok baru yang berbeda dengan prokariot dan eukariot. Para ilmuwan mengelompokkan mikroba ini ke dalam kelompok baru yaitu Archeae (Arkeo). Dengan berhasilnya pembacaan genom mikroba ini diharapkan masalah mengenai bahan bakar dapat dipecahkan.

Aplikasi dahsyat dan kemajuan sains yang dijanjikan oleh proyek ini memang di depan mata. Proyek genom mikroba ini sampai saat ini memang hanya milik negara-negara maju yang bermodal besar. Namun, mudah-mudahan masa depan yang cerah ini bukan hanya milik negara-negara bermodal besar. Indonesia tak kalah kaya dengan mikroba yang potensial untuk kehidupan masa depan

4)    Menstabilkan Jumlah Karbon Dioksida di Atmosfer

Mikroba lain seperti Nitrosomonas europaea, Prochlorococcus marinu, Rhodopseudomonas palustris adalah organisme yang menjadikan karbon dioksida sebagai satu-satunya sumber nutrisi zat karbonnya. Mikroba-mikroba ini diduga mempunyai peranan penting dalam perubahan iklim. Dengan demikian, informasi yang didapat dari genom mikroba-mikroba ini mampu berperan mengatasi pemanasan global dengan menstabilkan jumlah CO₂ di atmosfer.

Pada tahun 1998 Arabidhopsis thaliana dikukuhkan menjadi tanaman pertama yang disekuen genomnya oleh konsorsium internasional dari Jepang, Eropa dan Amerika. Arabidhopsis merupakan model yang cocok bagi kelompok tanaman berbji belah yang termasuk di dalamnya tomat, kentang, tembakau, dan sayur-sayuran. Di antara kelebihan model ini adalah ukuran genomnya yang kecil. Tanaman diploid yang terdiri atas 5 set kromosom mudah ditanam karena kecil dan cepat menghasilkan biji untuk regenerasi, latar belakang genetika memadai, serta mudahnya proses transformasi.

Padi memiliki nilai ekonomi tinggi karena menjadi makanan pokok lebih dari setengah jumlah penduduk di planet ini. Padi merupakan tanaman berbiji tunggal, diploid dengan 12 kromosom, dan mempunyai ukuran genom yang lumayan kecil, yaitu 450 juta base. Latar belakang genetika padi sangat kuat dengan adanya peta genetika yang terlengkap di antara tanaman lain, yaitu adanya lebih dari 2.000 molecular marker DNA yang terbagi merata sepanjang kromosomnya serta proses transformasinya padi yang sudah berkembang. Secara evolusi, padi mempunyai hubungan sangat erat dengan tanaman pangan yang masuk dalam jenis rumput-rumputan. Berdasarkan studi perbandingan, ternyata pada konservasi gene collinearity (persamaan urutan gen) dalam kromosom antara padi dan anggota keluarga rerumputan, seperti barley, oats (keduanya adalah jenis gandum), jagung, dan gandum.

Untuk itu, dengan menyekuen genom padi, semua gen dari tanaman berbiji tunggal yang notabene adalah bahan pokok hidup manusia sedunia bisa diketahui. Pada tahun 1998, dalam pertemuan Internasional Society of Plant Molecular Biologist (ISPMB) di Singapura, padi dari jenis nipponbare disetujui sebagai tanaman model kedua untuk proyek genom setelah Arabidhopsis oleh konsorsium internasional yang beranggotakan Jepang, Cina, Korea, Amerika, dan Uni Eropa.

Selain pada tumbuhan proyek genom juga dilakukan pada manusia. Hanya dalam tempo tiga belas tahun, lebih cepat dua tahun dari target tahun 2005 para ilmuwan dunia yang bergabung dalam The Human Genom Project mengumumkan keberhasilan mereka memetakan genom manusia. Karena genom adalah suatu cetak biru informasi genetik yang menentukan sifat setiap makhluk hidup, maka pemetaan ini bakal menjadi kunci pembuka babak baru dalam memahami penyakit dan bagaimana mengobatinya.

Informasi genetika setiap makhluk hidup disandi dalam bentuk pita molekul asam deoksiribonukleat yang dikenal sebagai DNA. Dengan pengumuman di atas, berarti proyek genom manusia telah berhasil memetakan tiga miliar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dalam tubuh manusia. Dengan demikian, setiap individu memiliki kurang lebih 100.000 gen untuk diturunkan. Varian-varian dari gen inilah yang kemudian menentukan tinggi badan, warna mata, sidik jari, golongan darah, maupun kerentanan terhadap penyakit.

Lembaga pertama “The Human Genom Project“ membangun peta susunannya dari DNA yang diambil dari 24 individu anonim dari berbagai grup ras dan etnisitas. Dari situlah dipahami adanya perbedaan rata-rata tiga juta antara satu orang dan orang lainnya. Proyek riset genom memang masih akan berlanjut dengan upaya mencari mutasi gen-gen penyebab kanker yang mematikan maupun gen yang terlibat dalam pemunculan diabetes, leukemia, bahkan juga eksim yang suka muncul pada usia kanak-kanak.

Seperti yang diberitakan Reuters, para peneliti di Amerika Serikat, Prancis, Jerman, Jepang, dan Cina mengungkapkan, mereka sebenarnya juga berminat menguak misteri protein yang menyusun jaringan dan mengatur fungsi metabolisme tubuh. Namun, kode genetikanya ternyata lebih kompleks dari yang dibayangkan. Memang harus diakui, masih perlu jalan panjang untuk mengaplikasikan hasil pemetaan genom manusia ini. Pekerjaan memetakan genom manusia tentulah pantas dipandang sebagai ikhtiar ilmiah yang mengagumkan.

6. Bidang Lingkungan Hidup dan Pengolahan Limbah

Limbah rumah tangga, pertanian, dan aktivitas industri telah banyak mengubah lingkungan kita, membuat pencemaran yang sangat merusak dan membahayakan ekosistem. Limbah tersebut dapat berupa senyawa kimia cair (asam, basa) dan senyawa kimia padat (logam-logam berat), tumpahan minyak, pestisida, pupuk, dan lain-lain.

Bioteknologi yang berperan penting dalam pemeliharaan lingkungan ditujukan pada proses mengatur dan membuat produk buangan tersebut menjadi aman untuk dibuang ke lingkungan. Banyak bakteri dapat mengekstraksi logam-logam berat, seperti tembaga, timbal, nikel, dan besi.

Kelompok bakteri yang diduga bersifat aktif dalam proses pengolahan air limbah dikenal sebagai zoogles, meskipun sejumlah organisme lain juga ikut terlibat, seperti ganggang biru, ganggang hijau, cacing tanah, dan serangga. Saat ini banyak pabrik yang mengelola limbah cairnya dengan pengaktifan lumpur (lumpur aktif). Sejumlah mikroorganisme yang terlibat dalam lumpur aktif ini adalah Achromobacter, Flavobacterium, Pseudomonas, moraxella, Thiobacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter dan Ferrobacillus sp.

E.   Dampak Bioteknologi terhadap Sains, Lingkungan, Teknologi, dan Masyarakat

Kita telah membicarakan contoh-contoh, peranan, dan manfaat bioteknologi dalam kehidupan manusia. Tidakkah kita bertanya, “Adakah dampak negatif dari perkembangan bioteknologi yang demikian pesatnya? Kalau kita rajin membaca informasi serta peka terhadap isu-isu mengenai kemajuan bioteknologi, tentu kita tahu bahwa banyak “Pro dan Kontra” di antara berbagai kalangan, baik kalangan penelitian mahasiswa, maupun masyarakat. Berikut ini kita akan membahas beberapa pendapat tersebut.

1. Transgenik

Seperti yang telah dikemukakan pada bagian sebelumnya, bahwa produk transgenik yang dikenal juga dengan istilah GMO = Genetics Manipulation Organism merupakan produk bioteknologi yang spektakuler. Dengan transgenik (gen suatu species disisipi dengan gen tertentu) memungkinkan terbentuknya suatu jenis hewan atau tumbuhan yang mempunyai sifat-sifat unggul, seperti lebih besar, lebih kuat, tahan lama, dan kandungan gizi tinggi.

Pertanyaannya sekarang adalah “Seberapa aman produk teknologi reproduksi tersebut?” Sejauh ini terdapat sejumlah pernyataan aman dari lembaga resmi internasional, seperti WHO dan FAO. (Masih ingat kepanjangan WHO dan FAO?). Masyarakat AS sejak tahun 1996 telah mengonsumsi kedelai transgenik dan tidak ada laporan dampak negatif yang timbul. Masyarakat Eropa yang awalnya menentang produk transgenik kini sudah mulai menerima. Hal ini ditandai dengan adanya pernyataan dari Komisi Pusat Masyarakat Eropa di Brussel pada bulan Oktober 2001.

Akan tetapi, ada juga yang berpendapat bahwa terdapat beberapa kemungkinan risiko mengonsumsi makanan transgenik ini, seperti keracunan, risiko kanker, dan alergi makanan. Hal ini disebabkan antara lain produk transgenik tersebut bersifat “kebal antibiotik”, dan mengundang “residu pestisida”. Beberapa produk transgenik yang sudah dilepas di pasaran negara-negara maju, sepanjang penelitian ilmiah dengan teknologi dan pengamatan yang ada sekarang, tidak ada masalah dalam hal keamanan terhadap lingkungan ataupun tubuh manusia. Demikian kesimpulan Departemen Kesehatan Inggris dalam laporannya tahun 1999.

Sejak 20 tahun lalu, teknologi ini dimanfaatkan hingga kini karena belum ada laporan ilmiah yang memaparkan efek negatif produk rekayasa genetika yang telah dievaluasi sesuai standar Jepang adalah aman. Ini kesimpulan Departemen Pertanian dan Kehutanan Jepang tahun lalu. Di Indonesia sendiri, meskipun mengundang banyak protes dari banyak pihak, pengembangan kapas transgenik telah ditanam di tujuh kabupaten Sulawesi Selatan. Namun, penelitian yang dilakukan oleh dua mahasiswa Pascasarjana Program Studi Bioteknologi IPB (Institut Pertanian Bogor), Marhamah Nadir dan Reza Indriadi membuktikan bahwa kapas transgenik di Indonesia ternyata mengontaminasi kapas non-transgenik di sekitarnya. Penelitian tersebut dilakukan selama setahun (September 2001–Agustus 2002).

Adanya kontaminasi (pencemaran genetik) dapat menyebabkan antara lain kebalnya hama (sehingga dapat memicu ledakan hama), mengganggu kesehatan bahkan tanaman transgenik tersebut menjadi gulma. Gulma adalah tanaman liar yang mengganggu tanaman budi daya. Jadi, sebenarnya mengelola tanaman transgenik itu tidak gampang, karena itu, perlu pengkajian yang benar, peraturan dan pengawalan yang ketat pula.

Dengan tetap berprinsip pada pendekatan kehati-hatian (preecautionary approach) bahwa OHM (organisme hidup hasil modifikasi) yang secara nyata dapat memberi manfaat bagi manusia, tetapi tetap perlu waspada untuk mencegah hal-hal yang dapat merugikan bagi kesehatan manusia, pelestarian lingkungan, dan keanekaragaman hayati, maka Indonesia bersama dengan 133 perwakilan pemerintah, LSM, organisasi industri, dan masyarakat ilmiah, telah menyepakati suatu kesepakatan internasional mengenai pengaturan tata cara gerakan lintas batas negara (termasuk penanganan dan pemanfaatan) OHM, atau yang terkenal dengan Cartagena Biosafety Protocol, pada tanggal 29 Februari 2000, di Mountreal, Kanada.

Cartagena Biosafety Protocol (cartagena Protocol) adalah kesepakatan antara berbagai pihak yang mengatur tata cara gerakan lintas batas negara secara sengaja (termasuk penanganan dan pemanfaatan) suatu organisme hidup yang dihasilkan bioteknologi modern dari suatu negara ke negara lain oleh seseorang atau badan. Tujuan dibuatnya Cartagena Biosafety Protocol adalah untuk memberikan kontribusi dalam memastikan tingkat proteksi yang memadai dalam hal transfer, penanganan, dan penggunaan yang aman dari organisme hidup hasil bioteknologi modern. Hal itu untuk menjaga adanya kemungkinan pengaruh yang merugikan kelestarian dan pemanfaatan yang berkelanjutan pada keanekaragaman hayati, dengan mempertimbangkan risiko terhadap kesehatan manusia, dan khususnya berfokus pada pergerakan lintas batas. Sebenarnya sebelum tanaman transgenik disetujui untuk dikomersialisasi, tanaman tersebut telah diuji melalui proses evaluasi makanan bioteknologi.

Kelompok konsiderasi dari badan internasional dunia Food and Agriculture Organization (FAO) memberikan beberapa rekomendasi mengenai bioteknologi dan keamanan pangan, yaitu:

a.   Peraturan mengenai keamanan pangan yang komprehensif dan diterapkan dengan baik merupakan hal penting untuk melindungi kesehatan konsumen. Semua negara harus dapat menempatkan peraturan tersebut seimbang dengan perkembangan teknologi.

b.    Penilaian kesamaan untuk produk rekayasa genetika hendaknya berdasarkan konsep substansi ekuivalen.

c.    Pemindahan gen dari pangan yang menyebabkan alergi hendaknya dihindari kecuali telah terbukti bahwa gen yang dipindahkan tidak menunjukkan alergi.

d.    Pemindahan gen dari bahan pangan yang mengandung alergen ke organisme lain tidak boleh dikomersialkan.

e.    Senyawa alergen pangan dan sifat alergen yang menetapkan immuno genicity dianjurkan untuk diidentifikasi.

f.     FAO akan mengadakan lokakarya untuk membahas dan memutuskan bilamana ada beberapa gen marka ketahanan antibiotika yang harus dihindarkan dari tanaman pangan komersial.

g.    Perlu ada pangkalan data (data base) tentang pangan dari tanaman, mikroorganisme pangan, dan pakan.

h.    Validasi metode sangat diperlukan.

i.   Negara berkembang harus dibantu dalam pendidikan dan pelatihan tentang keamanan pangan dan komponen pangan yang ditimbulkan oleh modifikasi genetik.

j.    Perlu ditingkatkan riset pengembangan metode untuk meningkatkan kemampuan dalam melakukan penilaian keamanan pangan untuk produk rekayasa genetik.

Di Indonesia sendiri dalam rangka pengaturan keamanan hayati dan keamanan pangan suatu produk pertanian hasil rekayasa genetik seperti tanaman transgenik telah dikeluarkan keputusan bersama Menteri Pertanian, Menteri Kehutanan dan Perkebunan, Menteri Kesehatan dan Menteri Negara Pangan dan Holtikultura tentang Keamanan Hayati dan Keamanan Pangan Produk Pertanian Hasil Rekayasa Genetik Tanaman No.998.l/Kpts/OT.210/9/99; 790.a/Kptrs-IX/1999; 1145A/MENKES/SKB/IX/199; 015A /Nmneg PHOR/09/1999. Keputusan ini dimaksudkan untuk mengatur dan mengawasi keamanan hayati dan keamanan pangan pemanfaatan produk pertanian hasil rekayasa genetika agar tidak merugikan, mengganggu dan membahayakan kesehatan manusia, keanegaragaman hayati, dan lingkungan. Tanggapan masyarakat dalam menyikapi produk bioteknologi beraneka ragam sesuai dengan informasi yang didapatnya. Umumnya mengambil sikap anti dan tidak menerima, tetapi sebaliknya ada yang menerima dan ada juga yang menerima tetapi dengan kehati-hatian.

2. Bayi Tabung

Bagi pasangan suami istri yang tak kunjung dikaruniai anak, program bayi tabung ini tentu sangat membantu. Terlebih di masyarakat masih tertanam kuat bahwa perkawinan tanpa anak dikatakan tidak sempurna. Tidak jarang berbagai masalah akan muncul karena alasan yang satu itu, tetapi tidak jarang masyarakat yang berpendapat tidak setuju dengan program bayi tabung ini. Hal tersebut dapat dimengerti sebab dikhawatirkan sel telur maupun sel sperma tidak berasal dari pasangan suami istrinya yang sebenarnya, melainkan sperma dari donor. Dari segi agama tentu hal ini tidak dibenarkan.

Walaupun dirasakan manfaatnya, program ini masih menimbulkan perdebatan. Perdebatan ini terfokus pada segi agama, etika, legalitas dan sosial, baik menyangkut prosedur maupun produk yang dihasilkan. Sebagian kelompok agamawan menolak “fertilitas in vitro” pada manusia karena dianggap mempermainkan Tuhan sebagai sang pencipta. Hal ini dapat dimengerti sebab dikhawatirkan sel telur maupun sperma tidak berasal dari pasangan suami istri yang sebenarnya. Sperma bisa saja dari donor (bank sperma). Dari segi agama tentu hal ini tidak dapat dibenarkan karena individu baru tersebut dapat kehilangan nasabnya (keutuhan keturunannya).

Di Indonesia sendiri sebenarnya program bayi tabung ini diatur berdasarkan undang-undang, yaitu UU No. 23/1992, tentang kesehatan. Undang-undang ini menjelaskan pelaksanaan program bayi tabung harus dilakukan sesuai dengan norma hukum, agama, kesusilaan, dan kesopanan. UU ini juga mengatur bahwa dalam pelaksanaan program bayi tabung di Indonesia tidak diizinkan menggunakan rahim milik wanita yang bukan istrinya.

Selain Undang-undang di atas, program bayi tabung di Indonesia, saat ini juga mengacu pada peraturan Menteri Kesehatan RI No.73/Menteri Kes/Per/11/1999 tentang Penyelenggaraan Pelayanan Teknologi Reproduksi Buatan. Peraturan ini mengatur penyelenggaraan teknologi reproduksi buatan hanya dapat dilakukan di Rumah Sakit Umum Pemerintah Kelas A, B dan Rumah Sakit Umum Swasta kelas utama. Penyelenggaraan penelitian dan pengembangan teknologi reproduksi buatan hanya dapat dilakukan oleh Rumah Sakit Umum yang menyelenggarakan teknologi reproduksi buatan. Rumah Sakit yang diberi izin penyelenggaraan dan pelayanan, penelitian dan pengembangan adalah RSUP Cipto Mangunkusumo, RSAB Harapan Kita, RSUD Dr.Soetomo Surabaya. Dalam pasal 4 disebutkan pelayanan teknologi reproduksi buatan hanya dapat diberikan kepada pasangan suami istri yang terikat perkawinan yang sah dan sebagai upaya akhir untuk memperoleh keturunan.

3. Kloning

Kloning sebenarnya penting untuk menghasilkan organisme unggul baik pada tumbuhan maupun hewan. Di bidang pengobatan, klon hewan dipakai sebagai media membuat obat yang sangat langka dan mahal harganya, seperti yang dilakukan oleh Ian Wilmut yang menghasilkan Dolly, domba kloning pertama yang lahir pada tanggal 5 Juli 2003 di Skotlandia. Ian Wilmut berhasil membuat klon domba dengan sel donor dari kelenjar susu domba jenis “findorset” yang berumur 6 tahun. Findorset sebagai donor berbulu putih, sedangkan telurnya diambil dari domba betina jenis blacface, yang mukanya berbulu hitam, hasilnya Dolly yang berbulu putih bersih.

Setelah Dolly, sebenarnya secara teknik, klon manusia juga dapat dilakukan. Kloning dilakukan dengan cara mengeluarkan inti telur betina dan menggantinya dengan inti dari orang dewasa. Kalau berhasil, telur hasil rekayasa yang mulai berkembang tersebut ditanam di dalam rahim seorang perempuan. Nantinya telur tersebut akan tumbuh menjadi duplikat orang dewasa yang menyumbangkan intinya itu.

Secara medis infertilitas ketidaksuburan digolongkan sebagai penyakit. Salah satu cara yang sudah lazim ditempuh adalah teknik invitro (bayi tabung). Namun demikian, invitro tidak dapat menolong semua pasangan infertil, misalnya bagi seorang ibu yang tidak dapat menghasilkan sel telur, dan pria yang tidak dapat menghasilkan sperma.

Dalam hal ini, teknik kloning merupakan hal yang “revolusioner” sebagai pengobatan infertilitas karena penderita tidak perlu menghasilkan sperma atau telur. Mereka hanya memerlukan sejumlah sel dari manapun diambilnya. Pengklonan juga dapat dilakukan terhadap anggota badan untuk mengganti jaringan sel yang rusak di dalam tubuh.

Bagaimana tanggapan masyarakat mengenai hal ini? Ternyata masih merupakan kontroversi. Berbagai usulan melarang kloning manusia. Banyak kalangan menganggap bahwa “pengklonan manusia secara utuh tidak boleh dilakukan sebab anggapan sebagai intervensi karya ilahi dan tidak bermoral.”

 

4. Dampak Bioteknologi pada Petani Dunia Ketiga

Negara dunia ketiga adalah negara-negara berkembang yang umumnya terletak di belahan bumi bagian selatan. Semula sumber daya alam, seperti cokelat, vanili, kina, minyak sawit, tembakau, dan gula dihasilkan secara tradisional oleh negara-negara berkembang. Umumnya negara-negara berkembang ini bertindak sebagai pemasok negara-negara maju. Kini dengan kemajuan bioteknologi beberapa sumber daya alam di atas diproduksi di dalam pabrik-pabrik industri.

a. Penggantian Gula

Gula tadinya dihasilkan oleh negara-negara di Selatan. Kini gula bit telah dihasilkan oleh negara-negara Utara, terutama Eropa. Masyarakat Ekonomi Eropa (MEE) beralih dari pengimpor menjadi pengekspor gula pada pertengahan dasawarsa 70-an. Kelebihan produksi gula di pasar dunia telah mengakibatkan turunnya harga. Dengan bioteknologi, hasil panen tebu dapat ditingkatkan menjadi tiga kali lipat, yang tampaknya menguntungkan negara berkembang, tetapi sebetulnya justru menekan lebih jauh harga gula di pasar dunia. Apalagi zat pemanis sudah dapat diekstraksi dari tanaman tertentu, atau lebih jauh lagi seluruhnya telah dapat dibuat di pabrik dengan menggunakan teknik enzim.

Menurut sebuah studi yang dilakukan di Amerika Serikat, sekarang gula disaingi oleh lebih dari 30 perusahaan. Sampai sekarang telah lebih dari 30 karyawan minuman ringan di Amerika Serikat (Coca Cola,Pepsi Cola, 7-up, Sunkist) mengganti penggunaan gula dengan HFCS (High Fructose Corn Syrup) yang dibuat dari jagung.

Lebih jauh lagi zat pemanis telah dapat dibuat dengan bioteknologi di dalam pabrik dan tidak membutuhkan lahan sama sekali. Aspartam misalnya, yang rasanya 200 kali lebih manis dari gula telah diproduksi; Aefulsame-k, 130 kali lebih manis daripada gula, dan Thaumatin 250 kali lebih manis daripada gula.

b. Penggantian Cokelat

Cokelat merupakan komoditi pertanian kedua bagi kawasan tropika dengan nilai ekspor tahunan kira-kira US$ 2,6 miliar. Sekitar separuh dari produksi cokelat dunia dihasilkan oleh petani-petani kecil di negara-negara Afrika yang miskin.

Sekarang beberapa perusahaan di negara industri sedang menggantikan cokelat ini sepenuhnya. Ajinomoto, sebuah perusahaan makanan Jepang telah berusaha memodifikasi minyak nabati yang murah (misalnya minyak sawit) sehingga dapat diolah menjadi mentega cokelat. Bersamaan dengan itu perusahaan cokelat terkemuka seperti Hersey dan Nestle, menyelenggarakan riset untuk menghasilkan cokelat melalui teknik kultur sel di pabrik-pabrik mereka. Setiap sel yang dibiakkan di pabrik akan menghasilkan cokelat yang serupa dengan cokelat yang ditanam di perkebunan.

c. Penggantian Vanili

Beberapa perusahaan bioteknologi Amerika Serikat telah menyelidiki cara bagaimana pembuatan vanili di pabrik-pabrik industri. Selama ini vanili dihasilkan oleh negara-negara berkembang, seperti Madagaskar, Reunion, Komoro, dan Indonesia. Dengan demikian, sebenarnya kemajuan bioteknologi menyebabkan peran negara berkembang yang miskin sebagai penghasil bahan baku telah diperkecil.

d. Paten dalam Bioteknologi

Kemajuan-kemajuan dalam bidang bioteknologi menyebabkan semakin meningkatnya nilai sumber daya genetika dan saran-saran pengolahannya. Tekanan-tekanan ditujukan untuk menjadikan perlindungan hak cipta atas varietas-varietas baru sehingga varietas-varietas baru tersebut dapat dimasukkan ke dalam sistem paten industri yang umum, dan penguasaan monopolinya dapat mempunyai jangkauan lebih jauh. Kini kalangan industri sedang giat mendapatkan paten-paten produk atas gen dan bibit. Pemegang paten dapat menguasai semua varietas, gen miliknya dipadukan, dan juga dapat melarang orang lain untuk tidak menggunakan gen tersebut. Bagaimana dampak sistem paten ini terhadap negara-negara sedang berkembang? Pada kenyataannya paten menjadi alat untuk memuaskan dan menguasai pasar. Jadi, sebaiknya negara-negara sedang berkembang bersikap “menolak sistem paten”.