Materi SEORANG ILMUAN YANG SEDANG MELAKUKAN PENELITIAN Di masa mendatang manusia dihadapkan pada berbagai masalah, diantaranya bagaimana memenuhi bahan makanan dengan cepat, mengendalikan pencemaran, memproduksi bahan-bahan ramah lingkungan, mengobati penyakit dengan aman, memperoleh energi tanpa pencemaran dan lain sebagainya. Sebagian permasalahan-permasalahan tersebut saat ini sedang diusahakan pemecahannya melalui Bioteknologi. Pengertian Bioteknologi http://e-dukasi.net/file_storage/materi_pokok/MP_319/Image/materi.jpg PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI JAMUR ROTI Bioteknologi dapat diartikan sebagai pemanfaatan prinsip-prinsip ilmiah dan teknologi dengan menggunakan makhluk hidup sebagai alat bantu untuk menghasilkan produk atau jasa guna kepentingan manusia. Bioteknologi bukanlah suatu disiplin ilmu melainkan penerapan ilmu (suatu teknik dalam biologi). Dalam bioteknologi, makhluk hidup digunakan untuk menghasilkan produk atau jasa dengan alasan karena makhluk hidup: 1. Senantiasa berkembangbiak dan dapat dibiakkan (terbaharukan) 2. Mudah diperoleh 3. Sifatnya dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan 4. Dapat menghasilkan berbagai macam produk yang dibutuhkan BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL Pemanfaatan makhluk hidup untuk menghasilkan produk atau jasa sudah banyak dilakukan sejak dulu. Di Indonesia, orang telah lama mengenal proses pembuatan tape, tuak dan tempe dengan menggunakan mikroorganisme KEJU http://e-dukasi.net/file_storage/materi_pokok/MP_319/Image/materi1a.jpg MIKROPROTEIN http://e-dukasi.net/file_storage/materi_pokok/MP_319/Image/materi1b.jpg Penggunaan jasa mikroorganisme untuk menghasilkan produk baru melalui fermentasi (peragian) yang dilakukan secara tradisional atau sederhana dikenal dengan istilah Bioteknologi Tradisional atau Bioteknologi Konvensional. Beberapa produk bioteknologi konvensional disajikan dalam tabel berikut: NO PRODUK BAHAN MENTAH MICRO ORGANISME 1. 2. Produk dari Susu Keju Susu Fermentasi (Yoghurt) Susu Susu kental Streptococcus sp. Lactobacillus sp. 3. 4. Produk dari Limbah Protein Sel Tunggal (PST) Mikoprotein Molase dan garam amonium Sampah Organik Saccharomyces cerevisae Fusarium graminearum 5. 6. 7. 8. 9. 10. Produk dari Tanaman Tempe Kecap Tape Anggur Nata de Coco Roti Kedelai Kedelai Beras ketan atau singkong Buah anggur Air kelapa Tepung beras Rhizopus sp. Aspergillus sp. Rhizopus, Aspergillus Saccharomyces sp. Acetobacter xylinum Saccharomyces cereviceae TEMPE PROTEIN SEL TUNGGAL ROTI BIOTEKNOLOGI MODERN DOMBA DOLLY HASIL KLONING (kiri) DAN INDUKNYA (kanan) Berbeda dengan bioteknologi konvensional, dalam bioteknologi modern terjadi proses pengubahan sifat makhluk hidup sehingga memiliki kemampuan seperti yang diinginkan. Teknik yang digunakan dalam pengubahan sifat makhluk hidup ini antara lain adalah dengan rekayasa genetika. Produk bioteknologi modern diantaranya adalah makhluk hidup transgenik (GEO = genetic engineering organism), yaitu makhluk hidup yang telah diubah sifatnya sehingga memiliki sifat unggul tertentu. Misalnya: domba Dolly, bakteri Escherechia coli dimanfaatkan dalam pembuatan hormon insulin untuk mengobati kencing manis, jagung yang memiliki kadar protein tinggi dan semangka tanpa biji. Manfaat Bioteknologi MANFAAT BIOTEKNOLOGI Secara umum bioteknologi dikembangkan untuk kesejahteraan umat manusia. Meningkatnya populasi manusia dan menipisnya Sumber Daya Alam yang ada membuat manusia mau tidak mau harus menciptakan sesuatu yang baru yang dapat dengan cepat diperoleh dengan meminimalisir dampak negatif yang mungkin timbul. Pemanfaatan Bioteknologi bagi kehidupan manusia dintaranya digunakan dalam bidang: 1. Pertanian 2. Kesehatan 3. Lingkungan BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL Di bidang pertanian, bioteknologi diantaranya berperan dalam: 1. Pembentukan tumbuhan tahan hama 2. Pembuatan tumbuhan yang mampu menambat nitrogen 3. Mengendalikan serangga perusak tanaman budidaya 4. Pembiakan tanaman unggul tahan hama 5. Mengatasi produksi bibit yang sama dalam jangka waktu singkat 6. Mengatasi terbatasnya lahan pertanian MANFAAT BIOTEKNOLOGI DI BIDANG KESEHATAN JAMUR Penicillium notatum HORMON INSULIN Dalam bidang kesehatan, baik bioteknologi konvensional maupun bioteknologi modern memiliki peranan yang sangat besar. Melalui bioteknologi, berbagai produk obat-obatan, vaksin, antibodi dan hormon ditemukan, misalnya penicilin dan hormon insulin. Beberapa penyakit menurun atau kelainan genetik dapat disembuhkan dengan cara menyisipkan gen yang kurang pada penderita, cara ini dikenal dengan istilah terapi gen. MANFAAT BIOTEKNOLOGI DI BIDANG LINGKUNGAN JAMUR Penicillium notatum HORMON INSULIN HORMON INSULIN Pencemaran lingkungan merupakan salah satu isu global yang marak dibicarakan saat ini. Tingginya tingkat pencemaran akan berdampak serius terhadap kelangsungan hidup umat manusia. Di bidang lingkungan, bioteknologi diantaranya berperan dalam: 1. Menghasilkan energi berupa bahan bakar yang ramah lingkungan, misalnya etanol dan biogas (gas metana) 2. Pengolahan berbagai macam limbah, misalnya limbah industri, limbah plastik dan pencemaran air yang disebabkan oleh minyak melalui bioremediasi Dampak Penerapan dan Penanggulangan DAMPAK PENERAPAN DAN PENANGGULANGAN UJI COBA OBAT MATA PADA KERA DEMONSTRASI PENYAYANG BINATANG Pada awalnya bioteknologi diharapkan dapat membantu memecahkan berbagai persoalan yang dihadapi oleh umat manusia, seperti kekurangan pangan, penyakit, hambatan-hambatan dalam melakukan aktivitas manusia seperti pertambangan dan lain sebagainya. Banyak masalah-masalah umat manusia dapat diatasi melalui bioteknologi, namun perlu disadari bahwa dampaknya juga tidak sedikit. Dampak penerapan bioteknologi terdapat pada berbagai aspek kehidupan, yaitu di bidang: 1. Sosial Ekonomi 2. Etika/Moral 3. Kesehatan 4. Lingkungan Hidup DAMPAK PENERAPAN BIOTEKNOLOGI BIDANG SOSIAL EKONOMI Dampak sosial ekonomi yang terjadi antara lain: 1. Hak paten hasil rekayasa, swastanisasi dan konsentrasi bioteknologi pada kelompok tertentu membuat petani tradisional tidak dapat mengadakan bibit sendiri dan para peneliti harus mendapatkan ijin terlebih dahulu sebelum melakukan penelitian menggunakan bibit-bibit hasil rekayasa tersebut. 2. Merugikan petani kecil dan menimbulkan kesenjangan ekonomi karena produk bioteknologi yang pada umumnya dimiliki oleh pemilik modal dapat meningkatkan produksi hingga 50 %. 3. Produk bioteknologi hasil modifikasi genetika suatu organisme dapat menyingkirkan plasma nutfah, yaitu suatu jenis makhluk hidup yang masih memiliki sifat asli. DAMPAK PENERAPAN BIOTEKNOLOGI BIDANG ETIKA / MORAL Ananda Chakrabarty, orang pertama yang memiliki hak paten atas organisme transgenik Contoh penerapan bioteknologi yang bertentangan dengan etika dan moral diantaranya adalah: 1. Menyisipkan gen makhluk hidup kepada makhluk hidup lain yang tidak berkerabat dianggap sebagai pelanggaran terhadap hukum alam dan sulit diterima masyarakat 2. Penyisipan gen babi ke dalam buah semangka dapat membawa konsekuensi bagi penganut agama tertentu. 3. Pemberian hak paten atas organisme transgenik bertentangan dengan banyak nilai-nilai budaya yang menghargai nilai intrinsik makhluk hidup karena pemberian hak paten pada organisme hasil rekayasa menyebabkan pemberian hak pribadi atas organisme yang bisa disalahgunakan. 4. Kloning manusia saat ini masih dipertentangkan dan dianggap merusak nilai etika dan moral karena merusak embrio/janin manusia untuk alasan apapun dianggap tidak manusiawi DAMPAK PENERAPAN BIOTEKNOLOGI BIDANG KESEHATAN VIRUS KORONA Produk rekayasa bidang kesehatan telah menimbulkan masalah yang serius. Contohnya adalah: 1. Penggunaan insulin hasil rekayasa telah menyebabkan 31 orang meninggal di Inggris. 2. Tomat Flavr Savr hasil rekayasa diketahui mengandung gen yang resisten terhadap antibiotik. 3. Susu sapi yang disuntik hormon BGH (bovine growth hormone) atau hormon pertumbuhan sapi, disinyalir mengandung bahan kimia baru yang punya potensi berbahaya bagi kesehatan manusia.. 4. Jagung yang direkayasa sebagai pakan unggas menjadikan unggas tersebut mengandung genetic modified organism (GMO) yang dikhawatirkan membahayakan manusia. 5. Ada dugaan bahwa SARS yang menghebohkan dunia, diduga disebabkan oleh rekayasa genetika virus Corona. DAMPAK PENERAPAN BIOTEKNOLOGI BIDANG LINGKUNGAN HIDUP KUCING YANG MENGALAMI MUTASI Penerapan bioteknologi di bidang lingkungan hidup dapat mengakibatkan: 1. Pencemaran biologi, karena apabila makhluk hidup transgenik lepas ke alam bebas dan kawin dengan makhluk normal dapat menghasilkan keturunan yang mutan. 2. Penyalahgunaan hak pribadi, karena dengan rekayasa genetika perubahan genotip tidak dirancang secara alami sesuai dengan kebutuhan, melainkan menurut kebutuhan pelaku bioteknologi itu sendiri. Hal ini dapat menimbulkan peluang bahaya bagi kelestarian lingkungan hidup. PENANGGULANGAN DAMPAK NEGATIF PENERAPAN BIOTEKNOLOGI Ilmuwan sedang bekerja di laboratorium menggunakan mikroskop elektron Berbagai upaya dilakukan untuk menanggulangi dampak negatif penggunaan bioteknologi, misalnya perizinan dan pengawasan yang sangat ketat dari pihak terkait kepada para peneliti yang ingin melakukan penelitian-penelitian. Namun segala sesuatu akan kembali kepada individu masing-masing. Nilai-nilai kemanusiaan, etika, moral, religius dan kesadaran yang tinggi untuk menjaga dan mencintai lingkungan hidup yang nyaman dan asri merupakan kunci utama dari penanggulangan dampak negatif penerapan bioteknologi. Penggunaan hak dan kewajiban secara arif dan bijaksana sangatlah diperlukan untuk meminimalisir dampak negatif yang mungkin timbul. Membuat Produk Sederhana MEMBUAT PRODUK BIOTEKNOLOGI SEDERHANA Masyarakat Indonesia telah lama menerapkan bioteknologi dalam kehidupan sehari-hari. Berbagai macam makanan dan minuman yang kita konsumsi sehari-hari memanfaatkan mikroorganisme dalam pembuatannya. Berikut ini akan dibahas tentang cara pembuatan beberapa produk bioteknologi sederhana yang dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya: 1. Tempe 2. Tape 3. Yoghurt 4. Nata de Coco 5. Hidroponik CARA PEMBUATAN TEMPE * Siapkan ½ Kg kacang kedelai, rendam di dalam air, bersihkan kemudian rebus hingga matang lalu dinginkan * Remas-remas kedelai dalam air sehingga semua kulit terkelupas. Cuci dengan air bersih dan tiriskan * Tebarkan kedelai diatas tampah, kemudian taburkan ragi tempe secara merata * Bungkus kedelai yang sudah diberi ragi tersebut dengan menggunakan daun pisang atau plastik dan bentuklah sesuai keinginan * Simpan kedelai ditempat yang hangat dan lembab selama 2 – 3 hari hingga terlihat jamur tempe yang berbentuk benang-benang putih. Jamur ini merekatkan biji kedelai satu dengan biji kedelai yang lain Rendam Kedelai Rebus Kedelai Remas-remas Kedelai Tuang Ragi Tempe Bungkus tempe yang belum jadi Simpan tempe Tempe yang sudah jadi CARA PEMBUATAN TAPE Di berbagai daerah di Indonesia, tape merupakan salah satu makanan khas daerah yang sengaja dihidangkan terutama pada perayaan hari-hari besar tertentu. Bahan dasar pembuatan tape adalah bahan-bahan makanan yang mengandung karbohidrat, misalnya: ketela pohon/singkong dan beras ketan. Selain bahan dasar tersebut diperlukan pula ragi tape dan air. Alat yang diperlukan diantaranya: kompor/tungku, alat untuk menanak dan tempat atau kotak yang bisa ditutup. * Kupas dan cuci bersih bahan yang akan kita olah menjadi tape, misalnya singkong atau beras ketan * Rebus singkong atau beras ketan seperti menanak nasi hingga masak, lalu dinginkan * Tempatkan singkong atau beras ketan pada tempat atau kotak yang bisa ditutup * Sediakan ragi tape, ½ butir untuk ½ Kg bahan, haluskan kemudian taburkan di atas bahan secara merata * Tutup rapat wadah agar udara tidak masuk karena ragi tape hidup secara anaerobik (tidak membutuhkan udara) * Simpan ditempat terlindung selama 2 hari Kupas Singkong Rebus Singkong Menata SIngkong Tuang Ragi Meyimpan Singkong Tape Singkong yang sudah jadi CARA PEMBUATAN SUSU FERMENTASI (YOGHURT) Susu fermentasi sering pula disebut susu asam. Susu yang diasamkan lebih disukai, baik kerena rasa maupun manfaatnya bagi kesehatan. Susu asam diyakini dapat mengendalikan flora normal usus. * Kupas dan cuci bersih bahan yang akan kita olah menjadi tape, misalnya singkong atau beras ketan * Rebus singkong atau beras ketan seperti menanak nasi hingga masak, lalu dinginkan * Tempatkan singkong atau beras ketan pada tempat atau kotak yang bisa ditutup * Sediakan ragi tape, ½ butir untuk ½ Kg bahan, haluskan kemudian taburkan di atas bahan secara merata * Tutup rapat wadah agar udara tidak masuk karena ragi tape hidup secara anaerobik (tidak membutuhkan udara) * Simpan ditempat terlindung selama 2 hari http://e-dukasi.net/file_storage/materi_pokok/MP_319/Image/materi4o.jpg Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat susu fermentasi adalah: 1. Satu botol yoghurt 2. Air susu sapi segar, satu liter 3. Panci untuk merebus susu 4. Alat pengaduk 5. Kompor/tungku 6. Tempat/kotak tertutup CARA PEMBUATAN NATA DE COCO Salah satu bahan makanan yang dijadikan campuran minuman segar adalah nata de coco. Cara membuat nata de coco adalah: * Saring air kelapa, tambahkan gula pasir, ragi roti dan asam cuka keras * Buat ekstrak kecambah, caranya: cuci kecambah kacang hijau, masukkan ke dalam wadah yang telah diberi air, rebus hingga mendidih, dinginkan selama tiga menit. Hancurkan kecambah menggunakan sendok, saring dan ambil airnya * Campurkan ekstrak kacang hijau dengan larutan air kelapa, kemudian rebus hingga mendidih, dinginkan selama 15 menit * Siapkan wadah atau tempat, cuci dan bilas dengan air panas agar steril * Masukan larutan air kelapa panas ke dalam wadah, tutup rapat, biarkan hingga hangat-hangat kuku * Ketika larutan kelapa masih hangat-hangat kuku (±400C), masukkan biakan murni dari Acetobacter xylinum. Tutup jangan terlalu rapat * Simpan ditempat yang tidak terkena cahaya matahari secara langsung * Beberapa hari kemudian muncul lapisan tipis berwarna putih dipermukaan air kelapa, semakin hari akan semakin tebal, itulah nata de coco. Tunggu selama 15 hari untuk siap diambil http://e-dukasi.net/file_storage/materi_pokok/MP_319/Image/materi4n.jpg Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat nata de coco adalah: 1. 1000 ml air kelapa 2. Biakan murni dari Acetobacter xylinum 3. 100 gr gula pasir 4. 0,25 gr ragi roti 5. 25 ml asam cuka keras 6. 100 gr kecambah kacang hijau 7. 250 ml air 8. Saringan 9. Sendok 10. Wadah untuk merebus 11. Kompor/tungku 12. Wadah tertutup untuk menyimpan CARA BERTANAM SECARA HIDROPONIK Hidroponik merupakan teknik bertanam tanpa menggunakan medium tanah. Tanah dapat diganti dengan media air, pasir, arang, batu-batuan, sabut kelapa atau benda padat berpori lainnya yang telah diperkaya dengan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman seperti: udara, air dan unsur mineral. Cara menanam dengan teknik hidroponik adalah: * Siapkan alat dan bahan yang diperlukan, pastikan semua alat dalam keadaan bersih * Masukkan potongan busa ke dalam pot, kemudian letakkan karet busa selebar lubang pot sebagai penutup. Belah bagian tengah karet busa dengan pisau untuk memasukkan akar tanaman * Cabut benih tanaman tomat atau lainnya yang masih muda tanpa merusak akarnya. Cuci akarnya hingga bersih * Masukkan akar tanaman dan pangkal batang sedemikian rupa sehingga tanaman dapat berdiri tegak di atas karet busa * Sediakan medium yang terdiri dari air dan pupuk organik dengan perbandingan sesuai petunjuk yang ada pada label/kemasan * Siram tanaman dengan medium tersebut secara berkala, simpan tanaman di tempat terlindung. Jika tanaman telah hidup, pindahkan ke tempat yang lebih terang, siram tanaman setiap hari sesuai petumjuk

Pembudidayaan tanaman dengan metode hidroponik didekatnya terdapat beberapa peralatannya Alat & Bahan: 1. Pot Plastik 2. Benih tanaman tomat 3. Keret Busa 4. Pupuk Organik 5. Air 6. Sprayer 7. Pisau/Cutter Keuntungan yang diperoleh dengan metode hidroponik antara lain: Tanaman terbebas hari hama dan penyakit yang berasal dari tanah, pertumbuhan tanaman lebih cepat, tidak tergantung pada tempat, resiko kerusakan tanaman akibat banjir, kekurangan air dan erosi kecil.