E-MODUL BIOTEKNOLOGI Disusun Oleh: sITI nURLIANA MOHA
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas nikmat, hidayah dan karunianya sehingga saya dapat menyusun E-modul berbasis PjBL materi Bioteknologi untuk peserta didik SMA. E-modul tentang bioteknologi ini diharapkan dapat dijadikan sumber belajar pendukung oleh peserta didik untuk mencapai kompetensi yang telah ditentukan, dan dapat melengkapi koleksi bukubuku sekolah elektronik yang telah diterbitkan Departemen Pendidikan Nasional dan didistribusikan melalui website pembelajaran lainnya. E-modul ini disusun sebagai penunjang rangkaian buku Biologi untuk SMA/MA. Saya ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan dan penerbitan E-modul ini. Saya sangat mengharapkan kritik dan saran semua pihak demi penyempurnaan Emodul ini. Demikian, semoga E-modul ini bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi peserta didik SMA Negeri 3 Gorontalo Utara untuk mata pelajaran Biologi. KATA PENGANTAR Gorontalo, 2022 Penyususn Penulis E-modul Bioteknologi
E-modul Bioteknologi PENYUSUN..................................................................................................................................... 2 DAFTAR ISI......................................................................................................................................3 GLOSARIUM...................................................................................................................................4 PETA KONSEP.............................................................................................................................. 5 PENDAHULUAN.......................................................................................................................... 6 A. Identitas Modul..................................................................................................................... 6 B. Kompetensi Dasar............................................................................................................... 6 C. Deskripsi Singkat Materi................................................................................................... 6 D. Petunjuk Penggunaan Modul....................................................................................... 6 E. Materi Pembelajaran......................................................................................................... 7 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1............................................................................................. 8 PENGERTIAN INOVASI TEKNOLOGI BIOLOGI, BIOTEKNOLOGI KONVENSIONAL DAN MODERN....................................................................................... 8 A. Tujuan Pembelajaran........................................................................................................ 8 B. Uraian Materi.......................................................................................................................... 8 C. Rangkuman............................................................................................................................ 12 D. Penugasan Mandiri............................................................................................................ 12 E.Latihan Soal............................................................................................................................. 12 F.Penilaian Diri........................................................................................................................... 14 EVALUASI..................................................................................................................................... 21 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2...........................................................................................22 PEMBUATAN PRODUK MAKANAN DAN MINUMAN BERBASIS BIOTEKNOLOGI.......................................................................................................................... A. Tujuan Pembelajaran........................................................................................................ B. Penugasan Mandiri............................................................................................................ C. Latihan Soal........................................................................................................................... D.Penilaian Diri.......................................................................................................................... EVALUASI..................................................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................................. DAFTAR ISI
PETA KONSEP
A. IDENTITAS MODUL Mata Pelajaran : Biologi Kelas : X Elemen Topik : Pemahaman Biologi/Inovasi Teknologi Biologi Alokasi waktu : 45 Menit X 12 Jam Pelajaran Pertemuan : 1-2 Profil Pancasila : Bernalar Kritis, Mandiri dan Kreatif B. CAPAIAN PEMBELAJARAN Elemen : Pemahaman Biologi Capaian Pembelajar : 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 antarkomponen serta perubahan lingkungan C. DESKRIPSI SINGKAT MATERI Bioteknologi merupakan penggunaan makhluk hidup terutama sel dan bakteri untuk produksi berbagai produk yang bermanfaat bagi manusia. ini adalah berbagai kombinasi dari berbagai teknologi, diterapkan bersama pada sel hidup, termasuk tidak hanya biologi, tetapi juga mata pelajaran seperti fisika, kimia, dan teknik. Aplikasinya berkisar dari pertanian (peternakan, sistem tanam, ilmu tanah, dan konservasi tanah, fisiologi tanaman, teknologi perbenihan dan manajemen tanaman), obat-obatan, nutrisi, pelestarian lingkungan , biologi sel, menjadikannya salah satu bidang yang paling cepat berkembang. bioteknologi adalah modifikasi struktur genetik pada hewan dan tumbuhan untuk memperbaikinya dengan cara yang diinginkan untuk mendapatkan produk yang bermanfaat. E-modul Bioteknologi PENDAHULUAN
Modul elektronik ini disusun sebagai media pembelajaran yang praktis dan manarik bagi peserta didik, memuat berbagai kegiatan pembelajaran yang akan memfasilitasi peserta didik untuk menjelajahi berbagai berbagai hal dalam bioteknologi, baik secara konsep maupun implementasi bioteknologi tersebut yang bermanfaat bagi masyarakat. Penggunaan modul elektronik ini setara dengan dua kali pertemuan atau 4 jam pelajaran dimana untuk pertemuan pertama peserta didik akan mempelajari materi bioteknologi meliputi pengertian bioteknologi, perbedaan bioteknologi konvensional dan modern. kemudian akan dilakukan diskusi kelompok melalui lembar kerja peserta didik untuk mengtahui pemahaman mereka terhadap materi. kemudian untuk pertemuan kedua, peserta didik akan diarahkan untuk merencanakan proyek rancangan produk bioteknologi. Melalui penggunaan modul elektronik ini, diharapkan peserta didik mampu mencapai tujuan pembelajaran yang ada serta mampu memberdayakan kreativitas peserta didik melalui kegiatan proyek yang disediakan. E-modul Bioteknologi
membaca doa sebelum memulai kegiatan belajar mengajar pastikan semua alat dan bahan untuk proses pembelajaran telah siap termasuk jaringan internet baik pada laptop maupun smartphone membuka file E-modul melalui tautan yang diberikan gunakan berbagai pilihan tombol yang tersedia pada halaman website untuk melanjutkan proses pembelajaran Isiah absen terlebih dahulu sebelum kegiatan pembelajaran dimulai Bacalah dengan cermat tujuan pembelajaran dan kegiatan yang diberikan dalam rangka membentuk kompetensi yang akan dicapai melalui E-modul bacalah dengan cermat setiap penjelasan uraian materi pada setiap kegiatan pembelajaran yang disajikan diskusikan dengan teman kalian terkait apa yang telah saudara cermati untuk mendapatkan pemahaman yang baik tentang tujuan pembelajaran dankompetensi yang ingin dicapai dalam E-modul. jika masi kurang jelas mengenai materi pembelajaran bisa ditanyakan pada guru mata pelajaran masing-masing. bacalah dengan cermat setiap petunjuk dalam menyelesaikan latihan soal pada setiap kegiatan perhatikan dan akseslah tautan link yang tersedia dalam setiap kegiatan seperti tautan untuk mengisi absensi, tautan untuk menonton video, tautan pengetahuan umum, tautan grup diskusi, sampai dengan pengumpulan tugas kegiatan yang ada dalam Emodul bacalah dengan cermat fitur-fitur yang tersedia dalam E-modul, kerjakan tugas dan jawablah latihan soal untuk mengukur kemampuan kalian. bacalah petunjuk penggunaan E-modul ini, untuk mempermudah saudara dalam proses kegiatan belajar mengajar. Langkah yang perlu saudara lakukan antara lain : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. PETUNJUK PENGGUNAAN E-modul Bioteknologi
Bioteknologi berasal dari kata Bios ( hidup ), teknos ( penerapan), dan logos (ilmu). Pengertian bioteknologi menurut OECD (Organization for Economic Coopertation and Development ) adalah penerapan prinsip ilmiah dan kerekayasan untuk pengolahan bahan dengan bantuan agen biologis untuk menyediakan barang dan jasa. Pengertian lebih lengkap bioteknologi adalah ilmu yang menerapkan prinsip ilmiah dan kerekayasaan untuk penanganan dan pengolahan bahan mentah, baik organik maupun anoganik dengan bantuan makhluk hidup, seperti mikroorganisme, sel hewan, dan tumbuhan untuk meningkatkan potensi makhluk hidup serta menghasilkan produk dan jasa bagi kepentingan hidup manusia (Irnaningsy & Sylva Sagita, 2021). Ilmu-ilmu yang digunakan untuk mendukung bioteknologi , antara lain mikrobiologi, biokimia, biologi molekul, genetika, enzimologi, ilmu pangan, rekayasa teknologi pangan, dan rekayasa biokimia. Hasil bioteknologi dapat berupa makhluk hidup lain, produk, dan jasa. Makhluk hidup hasil bioteknologi, misalnya hewan ternak dan tumbuhan budi daya yang bersifat unggul. Produl dapat berupa makanan, minuman, obat-obatan, senyawa biokimia, dan bahan bakar. Sementara itu, hasil bioteknologi, berupa jasa, misalnya pengelohan limbah, pemisahan logam, dan pemberantas hama (Irnaningsy & Sylva Sagita, 2021). KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 A. TUJUAN PEMBELAJARAN Peserta didik dapat menganalaisis pengertian inovasi teknologi biologi, bioteknologi konvensional dan modern, serta bioteknologi kondisi nonsteril dan steril. 1. B. URAIAN MATERI 1.Pengertian Bioteknologi E-modul Bioteknologi
E-modul Bioteknologi Silahkan untuk mengisi absen terlebih dahulu
Penggunaan mikroorganisme untuk memproduksi makanan dan minuman sudah cukup lama dilakukan oleh manusia. Sejak tahun 6000 SM, masyarakat Babilonia sudah menggunakan ragi untuk membuat bir. Tahun 4000 SM, masyarakat mesir telah menemukan bahwa ragi dapat mengembangkan adonan roti. Di Jepang, orang dapat membuat nato dan sake, sedangkan di Tiongkok orang dapat membuat sufu dan kecap. Sementara itu, masyarakat indonesia telah lama menggunakan ragi untuk membuat tapai, tempe, oncom, brem, dan cuka. Pada zaman dahulu, bioteknologi dilakukan dengan cara yang sangat sederhana di industri rumah tangga dengan jumlah produk yang sangat terbatas. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Dalam produksi pangan misalnya, para ahli meneliti berbagai jenis sel ragi, kemudian dipilih jenis yang paling sesuai serta diteliti cara pertumbuhan dan perkembangbiakannya. Dengan demikian, proses pengolahan makanan atau minuman dapat dikembangkan lebih modern di pabrik-pabrik yang menggunakan teknologi maju sehingga dapat dihasilkan produk yang lebih berkualitas serta dalam jumlah yang lebih banyak dan bervariasi. Contohnya, susu dapat diolah menjadi keju, mentega, krim asam, kefir, teate, dan yoghurt. Penerapan bioteknologi dalam segala hubungan semakin meningkat sejak ditemukannya struktur dan fungsi DNA. Penemuan tersebut memberikan dampak yang besar bagi perkembangan bioteknologi. Penerapan metode-metode baru, seperti rekayasa genetik, juga mendukung terciptanya produk-produk baru yang lebih mutakhir (Irnaningsy & Sylva Sagita, 2021). 2. Bioteknologi Konvensional dan Modern E-modul Bioteknologi Gambar 1 Bioteknologi Konvensional dan Modern (Sumber: www.canva.com)
Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme, proses biokimia, dan proses genetik alami untuk memproduksi alkohol, asam asetat, gula atau bahan makanan, mikroorganisme dapat mengubah bahan pangan. ciri khas yang tampak pada bioteknologi konvensional, yaitu adanya penggunaan makhluk hidup secara langsung. Bioteknologi ini menggunakan organisme atau mikroba untuk menghasilkan satu senyawa kimia atau produk dengan aktivitas mikroba.. pemanfaatan bioteknologi konvensional adalah jamur Rhizopus oryzae untuk membuat tempe, bakteri Lactobacillus sp. untuk membuat tahu, jamur Saccharomyces sp. Rhizopus sp., dan bakteri laktat untuk membuat tapai, jamur Neurospora crassa untuk membuat oncom, Aspergillus wenti untuk membuat kecap, bakteri Acetobacter xylinum untuk membuat nata de coco, Lactobacillus bulgaricus untuk membuat keju dan Amilomyces rouxii untuk membuat brem. a. Bioteknologi Konvensional E-modul Bioteknologi Gambar 2 Bioteknologi Konvensional (Sumber: www.canva.com) Bioteknologi Konvensioanl Contohnya tempe, kecap, keju, yoghurt, nata de coco
Kelebihan produk bioteknologi konvensional adalah tempe dan kecap dapat dikonsumsi secara aman karena telah diteliti secara ilmiah dan proses pembuatannya telah memperlihatkan kebersihan dan lebih higenis, namun ada juga produk bioteknologi yang tidak memperhatikan kebersihan yang masih membahayakan manusia, selain itu kelebihan lain dari bioteknologi konvensional meliputi: a. Biaya produk lebih murah b. Teknologi menggunakan peralatan sederhana c. Pengaruh jangka panjang sudah diketahui. Kelebihan Bioteknologi Konvesional kelemahan bioteknologi konvensional salah satunya contoh tempebongkrak dalam pembuatannya tidak memenuhi standar kesehatan yangmenyebabkan kasus keracunan dan mamakan konrban manusia, dimana tempebongkrek berasal dari bahan kimia yang timbul akibat pertemuan antara bahandan peralatan dari logam selama proses pembuatanya , pencemaran oleh jeniskapang lain yang menghasilakan beberapa jenis racun mematikan diantarannyapatulin, sitrinin, dan okhratoksin, dan tercemar oleh bakteri Pseudomonascocovenenans. Kelemahannya lainnya adalah: a. Perbaikan genetika tidak terarah b. Memerlukan waktu relatif lama c. Belum ada pengkajian prisip-prinsip ilmiah d. Hasil tidak dapat diperkirakan sebelummnya e. Hanya diproduksi dalam skala kecil f. Prosesnya relatif belum steril sehingga kualitas hasilnya belum terjamin Kelemahan Bioteknologi Konvensional E-modul Bioteknologi
Apakah Kalian Pernah melihat proses pembuatan tempe? mari simak video pembuatan salah satu produk bioteknologi konvensional (pembuatan tempe) dibawah ini E-modul Bioteknologi
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli teknologi mulai mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian dan berupaya menghasilkan produk secara efektif dan efisien. Bioteknologi tidak hanya di manfaatkan dalam industri makanan, tetapi telah mencakup berbagai bidang seperti rekayasa genetika, penanganan polusi, penciptaan sumber energi dan lainnya. dengan adanya penelitian serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka bioteknologi makin besar manfaatnya untuk masa yang akan datang. rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain. teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronos yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker maupun AIDS. Bioteknologi modern adalam bioteknologi yang memanfaatkan biologi molekuler dan sel untuk menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia. pemanfaatan bioteknologi modern adalah a) bidang kesehatan meliputi: ( hormon sintesis, vaksin, antibiotik, antibodi monoklonal), b) bidang pertanian meliputi (tanaman hidroponik dan kultur jaringan), c) bidang peternakan meliputi: ( tehnik rekayasa genetik transgenik), d) bidang perikanan meliputi: (rekayasa genetik penyisipan gen anti beku kedalam tubuh ikan b. Bioteknologi Modern Bioteknologi Modern Contohnya antibiotik, vaksin, kloning, fusi protoplama, kultur jaringan Gambar 3 Bioteknologi Modern (Sumber: www.canva.com)
Kelebihan produk bioteknologi modern misalnya interferon dan antibodi monoklokai, dimana interferon dapat digunakan untuk menolong beberapa penyakit yang terinfeksi virus , sedangkan antibodi monoklonal dapat digunakan untuk mendiagnosis dan sekaligus mengobati kanker. kelebihan lainnya yaitu: a. Hasil dapat diperhitungkan b. Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetik c. Perbaikan sifat genetik dapat dilakukan secara terarah d. Dapat menghasilakn organisme yang sifat barunya tidak ada pada sifat alaminya. Kelebihan Bioteknologi Modern Kelemahan Bioteknologi Modern Kelemahan bioteknologi modern, contohnya dibidang pertanian dimana, penggunaan insektisida dan pemupukan yang berlebihan dapat membahayakan lingkungan, karena pupuk yang berlebihan akan terbawa air, dan apabila air yang mengandung pupuk tersebut mengalir ke aarh danau atau rawa maka akan terjadi eutrofikasi, misalnya over population eceng gondok yang akibatnya hewab-hewan diperairan akan mengalami pendangkalan. kekurangan bioteknologi modern lainnya meliputi: a. Biaya produksi relatif lebih mahal b. Memerlukan Teknologi yang canggih c. Masih menjadi perdebatan terkait etikamora yang berlaku
Jika dibandingkan antara bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern, terdapat beberapa perbedaan pokok yaitu bioteknologi konvensional sudah ada sejak awal peradaban sedangkan biorteknologi modern berkembang sejak ditemukannya struktur dan fungsi DNA. Cara pemanfaatannya bioteknologi konvensional menggunakan hasil produksi oleh mikroorganisme, berupa senyawa kimia atau bahan pangan tertentu yang bermanfaat bagi manusia, sedangkan bioteknologi modern menggunakan mikroorganisme, makroorganisme, atau bagiaannya untuk memperbaiki dan meningkatkan kinerja genetik organisme yang dapat dimanfaatkan oleh manusia. Peralatan dan teknologi yang digunakan untuk bioteknologi konvensional menggunakan peralatan dan metode yang sederhana, bioteknologi modern menggunakan peralatan modern dengan berbagai teknologi, misalnya menggunakan mesin isolasi, teknologi hibridoma, kloning dan rekayasa genetika. Bioteknologi konvensional untuk proses dan hasilnya kurang steril, hasilnya sedikit dan belum terjamin, sedangkan untuk bioteknologi modern hasilnya steril, mampu memproduksi banyak dalam waktu yang cepat dan kualitas terstandarisasi. Kemudian contoh hasil dari bioteknologi konvensional berupa tempe, tapai, roti, toghurt, keju, dan nata de coco, sedangkan untuk bioteknologi modern yaitu Kulrut jaringan, organisme transgenik, hewan hasil kloning, dan insulin buatan, (Irnaningsy & Sylva Sagita, 2021). a. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern E-modul Bioteknologi
untuk lebih jelas mari kita simak video berikut mengenai bioteknologi konvensional dan modern
RANGKUMAN
PENUGASAN MANDIRI
LATIHAN SOAL
PENILAIAN DIRI
EVALUASI
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 A. TUJUAN PEMBELAJARAN Peserta didik dapa membuat produk makanan/minuman berbasis bioteknologi. 1.
DAFTAR PUSTAKA