E-MODUL PEMBELAJARAN BIOLOGI UMUM

A. Pendahuluan
Reproduksi merupakan sebuah proses penting bagi berlangsungnya proses

kehidupan. Hal ini merupakan sebuah konsekuensi logis, karena reproduksi adalah satu-
satunya cara untuk menjaga kelestarian makhluk hidup. Sebagai sebuah sistem,
reproduksi menggambarkan sebuah tahapan yang kompleks mulai dari tingkat seluler
hingga ke tingkat organisme (Susetyarini, dkk, 2020).

Reproduksi pada hewan vertebrata pada umumnya sama, tetapi karena tempat hidup,
perkembangan anatomi, dan cara hidup yang berbeda menyebabkan adanya perbedaan
pada proses fertilisasi. Misalnya hewan akuatik pada umumnya melakukan fertilisasi di
luar tubuh (fertilisasi eksternal), sedangkan hewan darat melakukan fertilisasi di dalam
tubuh (fertilisasi internal). Bagi hewan yang melakukan fertilisasi internal dilengkapi
dengan adanya organ kopulatori, yaitu suatu organ yang berfungsi menyalurkan sperma
dari organisme jantan ke betina.
B. Reproduksi Hewan
1. Protozoa

Protozoa, misalnya amoeba dapat berkembangbiak dengan membelah diri secara
mitosis. Pada Paramecium caudatum, selain bereproduksi dengan cara membelah diri, juga
dapat melakukan konyugasi.

Gambar 10.1 Mekanisme konyugasi pada Paramecium
(Sumber: http://www.google.com)

382

2. Hydra

Hydra berkembangbiak secara vegetative

melalui pembentukan tunas.

Perkembangbiakan secara generatif

berlangsung melalui peleburan antara sel

spermatozoa dan sel telur

Gambar 10.2 Reproduksi pada Hydra
(Sumber: http://www.google.com)

3. Cacing Tanah

Pada cacing tanah, dua ekor cacing saling berdempetan dengan arah kepala dan ekor
berlawanan dan selanjutnya mengadakan pertukaran sperma. Cacing pertama
memindahkan spermatozoanya ke dalam kantung spermatozoid cacing kedua, dan
sebaliknya cacing kedua memasukkan spermatozoanya ke dalam kantung spermatozoid
cacing pertama, selanjutnya kedua cacing memisahkan diri. Pada daerah klitelium masing-
masing cacing menghasilkan mukus atau lendir. Lendir tersebut bergerak kedepan dan
melewati kantung telur. Sel telur ke luar dan terbawa oleh lendir. Pada saat lendir
melewati kantung spermatozoid, sel spermatozoid ke luar dan bertemu dengan sel telur
dan pada akhirnya berlangsung pembuahan di dalam lendir.

Cacing tanah merupakan contoh hewan yang bersifat hermaprodit, dimana alat-
alat kelamin jantan dan alat kelamin betina dapat dijumpai dalam satu individu. Sekalipun
dalam satu individu dapat dijumpai dua jenis alat kelamin, namun pada umumnya untuk
menghasilkan keturunan secara generatif, masih dibutuhkan dua individu. Hal ini dapat
dijelaskan dengan beberapa kemungkinan (i) tidak adanya hubungan struktural yang
memungkinkan sel sperma membuahi sel telur dalam satu individu (ii) Waktu pematangan
sel gamet (sperma atau telur) tidak bersamaan, sehingga tidak memungkinkan untuk
berlangsungnya pembuahan.

4. Ikan

Pada ikan yang masih mudah sukar membedakan antara jantan dan betina baik secara
morfologis maupun secara anatomis. Kelenjar kelamin hewan jantan dan hewan betina
waktu muda mempunyai struktur yang sama dan disebut gonad. Baru setelah dewasa dapat
dibedakan. Pada ikan jantan dewasa, gonad tampak berwarna putih susu dengan permukaan
yang licin, berisi sel-sel kelamin jantan atau spermatozoa. Saluran pelepasan sel kelamin

383

pada jantan disebut vas deferens yang bertemu dan bersatu dengan saluran kencing atau
ureter membentuk saluran urogenital. Kelenjar kelamin pada ikan betina dewasa tampak
berwarna kuning dengan permukaan yang kasar dan berbintik-bintik berisi sel telur atau
ovum. Saluran pelepasannya disebut saluran telur atau oviduct yang juga bertemu dan
bersatu membentuk saluran urogenital.

5. Katak
Alat perkembangbiakan pada katak jantan terdiri atas (i) sepasang gonad (testis),

(ii) saluran reproduksi berupa vasa efferensia, dan saluran urospermatika. Yang
bermuara pada kloaka, dan (iii) kelenjar-kelenjar tambahan. Testis berwarna putih ke
kuning-kuningan, berfungsi untuk menghasilkan spermatozoa serta hormon-hormon
reproduksi. Testis dihubungkan dengan selaput tipis ke ginjal yang disebut mesorkium.
Bila selaput jaringan ikat yang transparan ini direntangkan akan tampak pembuluh-
pembuluh halus yang berwarna putih yang disebut pembuluh efferensia. Pembuluh
eferensia bersama dengan pembuluh halus yang menyalurkan air seni dari ginjal bermuara
pada saluran urospermatika. Saluran urospermatika bermuara pada kloaka.

Alat perkembangbiakan katak betina terdiri atas (i) sepasang gonad (ovarium), (ii)
saluran reproduksi berupa ostium tuba, saluran telur (oviduct), kantung telur sementara
atau ”uterus”, dan (iii) kelenjar-kelenjar tambahan. Ovarium menghasilkan telur atau
ovum. Telur yang telah masak akan dikeluarkan dari ovarium dan masuk ke dalam rongga
perut. Dengan bantuan otot-otot rongga perut dan silia yang mengelilingi ostium tuba,
telur masuk ke dalam oviduct. Dalam saluran ini telur akan dilapisi olehselaput lendir dan
kemudian disimpan di dalam kantung telur sementara sebelum di keluarkan ke luar tubuh
untuk dibuahi. Pada musim hujan, katak biasanya mengadakan perkawinan. Katak jantan
dapat menempel berhari-hari di punggung betinanya, mencengkram kulit dada betina
dengan ibu jarinya yang kasar. Sewaktu telur dikeluarkan katak betina, maka katak jantan
ini menyemprotkan spermanya. Pasangan katak kemudian berpisah.

6. Reptil
Kadal merupakan contoh reptil yang umum dijumpai. Alat perkembangbiakan pada

kadal jantan terdiri atas (i) sepasang gonad (testis), (ii) saluran reproduksi berupa saluran
eferen, epididimis, saluran deferen dan sepasang hemipenis dan (iii) kelenjar- kelenjar
tambahan. Testis berbentuk bulat telur. Testis yang disebelah kanan letaknya lebih tinggi
dari pada testis kiri. Saluran eferen bermuara pada epididimis yang keluar dari bagian
bawah testis. Saluran epididimis berhubungan dengan vas deveren. Vas deferen bermuara
pada hemipenis sebagai organ penyalur sperma ke tubuh hewan

384

betina. Untuk melihat hemipenis, tekanlah pangkal ekor kadal jantan yang mati lemas,
maka hemipenis akan mencuat ke luar.

Alat perkembangbiakan pada kadal betina terdiri atas (i) sepasang gonad (ovarium),
(ii) saluran reproduksi berupa sepasang ostium tuba, oviduct dan uterus. Dan
(iii) kelenjar-kelenjar tambahan. Ovarium sebelah kanan letaknya lebih tinggi daripada
ovarium sebelah kiri. Ostium tuba berperan menangkap sel telur yang dilepaskan oleh
ovarium pada saat terjadinya ovulasi. Pembuahan sel telur oleh spermatozoa berlangsung
di dalam oviduct. Jadi pembuahan pada kadal berlangsung di dalam tubuh induknya.

7. Unggas
Telur pada unggas memiliki ukuran yang sangat besar dibandingkan telur pada

mamalia. Hal ini disebabkan karena pada unggas, perkembangan embrionya berlangsung di
luar tubuh induknya. Oleh sebab itu sebelum telur dikeluarkan (dioviposisikan), terlebih
dahulu dilengkapi dengan cadangan makanan. Cadangan makanan ini kelak akan digunakan
oleh embrio untuk melangsungkan pertumbuhan dan perkembangannya di luar tubuh induk.

Alat-alat perkembangbiakan pada unggas jantan terdiri atas (i) sepasang gonad
(testis) yang berbentuk oval, (ii) Saluran reproduksi berupa pembuluh-pembuluh eferensia
yang menyalurkan sperma dari testis ke saluran deferen. Vas deferen letaknya berimpit
dengan saluran kantung kemih, dan keduanya bermuara pada kloaka dan kelenjar-kelenjar
reproduksi tambahan. Alat perkembangbiakan pada unggas betina, terdiri atas (i) gonad
(ovarium), (ii) saluran reproduksi yaitu oviduct (tuba fallopii) dan uterus yang hanya
terdapat di sebelah kiri saja, sedangkan bagian kanan tidak berkembang, dan (iii) kelenjar-
kelenjar tambahan. Fertilisasi pada unggas berlangsung di dalam tubuh induknya. Tidak
semua telur yang dioviposisikan (ditelurkan) sudah dibuahi, misalnya telur ayam ras atau
ayam buras tanpa pejantan. Telur yang sudah dibuahi bilamana dibuka, maka akan tampak
adanya cakram embrio.

Pada ayam, lama pengeraman biasanya 19-21 hari. Pada waktu tersebut, biasanya
anak ayam di dalam telur telah berkembang sempurna, dan makanan cadangan sudah habis,
cangkang menjadi rapuh dan pecah. Pecahnya cangkang telur dimulai pada daerah bagian
kepala anak ayam. Paruh anak ayam membantu dalam proses penetasan.

385

PIKIRKAN!!!

Hydra merupakan klasifikasi yang tergolong kedalam filum
Coelenterata, bentuk tubuhnya yaitu polip berbentuk tabung dengan salah satu
ujung tubuhnya melekat pada substrat dan ujung lainnya bebas. Mengapa
demikin? Mengapa ujung dari hydra tidak semua melekat pada ujung tubuhnya?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang teori sel, hal yang saya
belum mengerti adalah:

C. Metamorfosis
Pada berbagai hewan perkembangannya dikelompokkan menjadi dua, yaitu

perkembangan langsung dan perkembangan tidak langsung. Perkembangan langsung adalah
perkembangan dimana individu baru yang dilahirkan atau ditetaskan secara anatomis,
morfologis dan fungsional memiliki kesamaan dengan induknya. Perkembangan secara tidak
langsung adalah perkembangan dimana individu baru yang ditetaskan secara morfologis,
anatomis dan fungsional berbeda dengan induknya. Hewan yang perkembangannya tidak
langsung masih membutuhkan suatu proses agar ia sama dengan induknya. Proses tersebut
dikenal dengan nama metamorfosis. Metamorfosis adalah proses perubahan yang terjadi
pada tahap perkembangan pasca tetas dari bentuk larva

386

menuju bentuk dewasanya. Perubahan-perubahan tersebut meliputi perubahan morfologi,
fisiologi dan ekologi, baik secara berangsur-angsur maupun secara mendadak.

Dalam perkembangan pasca tetas, sejumlah kelompok hewan sebelum mencapai
keadaan dewasanya, biasanya berada dalam satu atau lebih stadium larva. Berbagai
penanaman bentuk-bentuk larva yang umum dikenal adalah kecebong pada katak, belatung
pada lalat, tempayak pada kumbang serta ulat pada kupu-kupu. Selain itu dikenal jenis-
jenis larva misalnya plutus pada bulu babi, bipinnaria pada bintang laut, trochosfer pada
annelida dan moluska, planula pada coelenterata dan amfiblastula.

Biasanya bentuk-bentuk larva terspesialisasi untuk berbagai fungsi misalnya fungsi
pertumbuhan dan penyebaran. Larva pluteus landak laut dapat menjelajah melalui arus
laut, sedangkan dewasanya menempuh kehidupan yang tidak berpindah tempat. Larva ulat
kupu-kupu terspesialisasi untuk makan, sedangkan bentuk dewasanya terspesialisasi untuk
terbang dan bereproduksi, dan kadang-kadang tanpa bagian-bagian mulut yang diperlukan
untuk makan. Jadi pengelompokan fungsi antara bentuk larva dan dewasanya umumnya
mempunyai perbedaan yang luar biasa.

Pada serangga dikenal ada tiga pola perkembangan utama yaitu ametabola,
hemimetabola dan holometabola.

1. Ametabola
Serangga ametabola mengalami perkembangan secara langsung dan dalam

kehidupannya tidak ada stadium larva. Jadi tidak mengalami metamorfosis misalnya
Papirius fuscus dan Sminthurus hortensis. Serangga-serangga ametabola merupakan
serangga primitif dan biasanya tanpa sayap.

2. Hemimetabola
Beberapa jenis serangga bersayap seperti belalang, dalam perkembangannya

mengalami perubahan secara bertahap atau metamorfosis bertahap. Metamorfosis secara
bertahap ini disebut hemimetabola. Pada kelompok ini organ-organ dewasa dibentuk
secara kontinue. Jadi pada saat menetas, individu baru telah memiliki rudimen sayap,
organ-organ genital dan struktur-struktur dewasa yang lain, hanya ukurnannya tidak
sebanding dengan bentuk tubuh hewan dewasanya. Dengan terjaadinya pengelupasan kulit,
struktur serangga semakin mirip dengan organisme dewasanya, sayap menjadi sempurna
dan kematangan seksual tercapai pada pergantian kulit yang terakhir. Pada serangga yang
mengalami metamorfosis secara bertahap, larvanya disebut ninfa atau niad, apabila fase
belum dewasanya berlangsung dalam air.

387

3. Holometabola

Pada serangga holometabola seperti lalat,
kumbang dan kupu-kupu, perubahan-perubahan
yang terjadi berlangsung secara dramatis dan
tiba-tiba antara stadium larva dengan stadium
dewasanya. Bentuk-bentuk larvanya dikenal
dengan nama seperti tempayak, ulat, belatung dan
sebagainya. Larva-larva tersebut mengalami
serangkaian pergantian kulit hingga menjadi besar.
Insekta yang baru menetas dilapisi oleh

Gambar 10.3 Metamorfosis sempurna atau holometabola. kutikula yang keras.

(Sumber:https://www.google.co.id/search?q=gambar+metamorfosis+semp Insekta harus
urna&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjt6If9n8
PWAhXBNo8KHW5IDBQQ_AUICigB&biw=975&bih=420#i melepaskan kutikula
mgdii=MwkkaQUY1_zEhM:&imgrc=0DioqJ9yXi24zM:)
lamanya dan kemudian

menggantinya dengan

kutikula yang baru

yang lebih besar, sehingga perkembangan post embrio insekta ini terdiri atas

serangkaian pergantian kulit.

Jumlah pergantian kulit sebelum menjadi dewasa adalah khas untuk setiap jenis

species. Namun demikian berbagai faktor-faktor lingkungan dapat memperpanjang atau

memperpendek jumlah tersebut. Tahap-tahap diantara pergantian kulit tersebut disebut

instar, dengan ciri khas adalah terjadinya pertumbuhan larva. Setelah tahap instar yang

terakhir, larva mengalami pergantian kulit untuk menjadi pupa, yaitu sautu stadium

metamorfosis tanpa makan, sehingga energinya harus diperoleh dari makanan yang telah

dicerna oleh larva. Pembentukan pupa dapat berupa pengelupasan metamorfosis

(metamorfosis molt) sambil membentuk kutikula pupa yang khusus seperti pada kupu-kupu,

atau pupa tetap terbungkus di dalam kulit larva lama dan menjadi puparium.

Didalam pupa terjadi perubahan juvenil menjadi dewasa. Perubahan-erubahan

tersebur mencakup perubahan total dari hampir semua jaringan larva dan pembentukan

tubuh dewasa yang sama sekali baru. Organ-organ yang baru berkembang dari sel-sel

khusus yang belum terdifferensiasi dan khas untuk setiap organ, yaitu histoblast dan

keping-keping imaginal. Hewan dewasa kemudian muncul dari kulit pupa yang mengeras

atau dari puparium dan merupakan organisme yang baru yang berbeda dengan bentuk

larvanya. Pada beberapa species, imago tidak pernah makan, mereka hanya berkembang

biak kemudian mati. Jadi mereka seolah-olah hanya sebagai mesin reproduksi saja. Pada

species lain tetap melangsungkan periode makan dan dapat mempunyai masa reproduksi

388

berminggu-minggu atau berbulan-bulan tanpa mengalami pergantian kulit lagi hingga
mati.

PIKIRKAN!!!

Metamorfosis pada serangga dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu
ametabola, hemimetabola, dan holometabolan. Hemimetabola merupakan
kelompok serangga yang mengalami metamorfosis tidak sempurna, sedangkan
holometabolan merupakan kelompok serangga yang mengalami metamorfosis
sempurna. Bagaiman dengan ametabola? Apakah termasuk kedalam kelompok
serangga yang bermetamorfosis sempurna atau tidak?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang teori reproduksi hewan, hal yang saya
belum mengerti adalah:

389

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS II
Metamorfosis sempurna pada kupu-kupu
a. Alat dan bahan:

1. Rang kawat/rang biasa
2. Gelas aqua
3. Kayu/papan
4. Ulat
5. Daun segar
6. Air
b. Prosedur kerja
1. Membuat kendang yang terbuat dari rang kawat/rang biasa
2. Mengambil ulat dari pohon yang disertai dengan setangkai daun
3. Memasukkan daun kedalam gelas aqua yang berisi air agar daun tetap

segar
4. Mengamati metamorfosis ulat tersebut setiap hari untuk mengikuti

perkembangan metamofosis kupu-kupu

390

RUANG RANGKUMAN

391

RUANG PETA KONSEP

Setelah anda membaca reproduksi hewan, buatlah peta konsep.
Caranya, daftarkanlah kata-kata atau konsep penting. Selanjutnya
hubungkan konsep yang satu dengan yang lain dengan menggunkan preposisi.

392

REVIEW
PENGETAHUAN

Bagian ini berfugsi untuk mereview pengetahuan anda setelah mempelajari
buku mahasiswa dirumah. Anda di minta untuk menjawab pertayaan-pertayaan
berdasarkan hasil bacaan Anda. Review pengetahuan mengharapkan jawaban yang
akan menjadi dasar bagi anda untuk berpikir pada tingkat yang lebih kompleks.
1. Sebutkan ciri-ciri Protista
2. Jelaskan proses perkembangbiakan hydra
3. Sebutkan alat perkembangbiakan katak
4. Gambarkan skema metamorphosis sempurna kupu-kupu
5. Mengapa belalang dikategorikan kedalam metamorfosis tidak sempurna?

393

RUANG ISTILAH
PENTING

_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_

394

EVALUASI

Pilihan Ganda
Berilah tanda (X) pada jawaban yang benar!

1. Protozoa dapat berkembangbiak secara…
a. Amitosis
b. Mitosis
c. Miosis
d. Hermaprodit
e. Pembelahan reduksi

2. Sepasang alat kelamin reptile jantan untuk memasukkan sperma ke alat kelamin
betina yaitu…
a. Hemipenis
b. Penis
c. Testis
d. Kloaka
e. Vasdeferens

3. Contoh hewan hermaprodit adalah…
a. Ayam
b. Katak
c. Reptil
d. Cacing
e. Burung

4. Hydra berkembangbiak melalui…
a. Pembentukan tunas
b. Fertilisasi
c. Generative
d. Mitosis
e. Miosis

395

5. Berikut ini hewan yang mengalami tahapan jentik pada siklus hidupnya yaitu…
a. Lalat
b. Katak
c. Kupu-kupu
d. Nyamuk
e. Ngengat

6. Hewan yang tidak mengalami siklus metamorfosis yaitu…
a. Kupu-kupu
b. Kecoa
c. Cacing
d. Nyamuk
e. Belalang

7. Kelenjar kelamin ikan jantan dan betina ketika muda mempunyai struktur yang
sama disebut dengan…
a. Spermatozoa
b. Epididimis
c. Saluran urogenital
d. Gonad
e. Vas deferens

8. 1. Telur
2. Imago
3. Pupa
4. Larva
Urutan yang benar pada metamorfosis kupu-kupu adalah…
a. 1-3-4-2
b. 1-4-3-2
c. 2-3-4-1
d. 4-3-2-1
e. 3-2-1-4

9. Manakah dibawah ini yang merupakan metamorfosis sempurna, kecuali…
a. Ngengat, katak dan lebah
b. Lebah, kecoak dan capung
c. Belalang, kecoak dan capung

396

d. Kupu-kupu, lalat, dan nyamuk
e. Kupu-kupu, nyamuk dan katak
10. Daur hidup Kupu-kupu mengalami tahap kepompong. Hewan yang memiliki daur
hidup seperti kupu-kupu yaitu…
a. Kecoak
b. Nyamuk
c. Belalang
d. Semut
e. Cacing

397

Jawablah teka-teki silang dibawah ini dengan mengisi kolom dan baris
yang telah disediakan!

Menurun:
1. Contoh serangga hewan holometabolan
3. Serangga primitif dan tanpa sayap
4. Perubahan yang meliputi perubahan morfologi, fisiologis dan ekologi pada hewan
6. Perkembangan vegetatif melalui tunas

Mendatar: 519
2. Bereproduksi dengan cara membelah diri atau konyugasi
5. Hewan hermaprodit
7. Tahap pergantian kulit pada setiap spesies

398

BAB 11

SISTEM
REPRODUKSI
TUMBUHAN

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan dapat:
1. Mengidentifikasi alat-alat reproduksi pada tumbuhan
2. Mengkomunikasikan cara pembentukan sel kelamin pada tumbuhan

PETUNJUK KERJA

1. a. Perhatikan petunjuk modul!
b. Bacalah modul pembelajaran Anda dengan
cermat, garis bawahi semua kata-kata atau
ide penting!

2. Kerja semua tugas yang ada di modul seperti:
▪ Pikirkan
▪ Saya Belum Mengerti
▪ Bio Laboratorium
▪ Ruang Rangkuman
▪ Ruang Peta Konsep
▪ Ruang Istilah Penting
▪ Review Pengetahuan
▪ Evaluasi
▪ Teka Teki Silang

399

A. PENDAHULUAN

Tumbuhan berkembangbiak secara vegetatif dan secara generatif. Perkembang
biakan secara vegetatif biasanya dilakukan oleh organ-organ nutritivum atau organ- organ
vegetatif seperti akar, batang dan daun. Perkembangbiakan secara generatif dilakukan
oleh organ-organ reproduksi yaitu bunga. Pada bunga terdapat alat reproduksi jantan
berupa benang sari yang menopang kepala sari dan alat reproduksi betina berupa putik.
Kepala sari menghasilkan serbuk sari dan putik menghasilkan sel telur.

Setelah terjadi penyerbukan, serbuk inti sperma dapat membuahi sel telur.
Terjadilah fertilisasi yang menghasilkan embrio. Pada tumbuhan biji tertutup berlangsung
pembuahan ganda, sebab selain sel sperma mmbuahi sel telur, sel sperma yang lainnya
membuahi inti kandung lembaga sekunder dan menghasilkan endosperma. Perkembang
biakan secara vegetatis ada yang berlangsung secara alami misalnya dengan umbi batang,
tunas adeventif, umbi lapis, rhizoma, geragih dan sebagainya. Sedangkan secara vegetatif
buatan misalnya mencangkok, dan merunduk.

B. PERKEMBANGBIAKAN SECARA GENERATIF

Alat perkembangbiakan utama pada tumbuhan biji adalah bunga. Tumbuhan biji
tertutup telah memiliki bunga yang sesungguhnya. Bunga merupakan penjelmaan suatu
tunas (batang dan daun) yang bentuk, warna dan susunannya disesuaikan dengan
kepentingan tumbuhan, sehingga pada bunga tersebut dapat berlangsung penyerbukan dan
pembuahan.

1. Bunga
Pada umumnya bunga terdiri atas bagian tangkai bunga, dasar bunga, hiasan bunga

(kelopak dan mahkota), dan alat-alat kelamin (benang sari dan putik). Bagian-bagian
utama suatu bunga ditunjukkan pada Gambar 1.
Mahkota bunga terdiri atas daun-daun
mahkota yang tersusun mengelilingi alat-alat
perkembangbiakan (putik benangsari). Mahkota
pada bunga sangat mudah dikenali, karena pada
umumnya memiliki warna yang menarik serta bau
yang khas pada setiap jenis tumbuhan. Warna
dan bau pada bunga mempunyai arti penting
dalam proses perkembangbiakan

Gambar 11.1 Bunga dan bagian-bagiannya (Sumber: https://www.google.co.id/)

400

karena dapat menarik serangga sehingga proses persarian dapat berlangsung.
Kelopak bunga terdiri atas daun-daun kelopak yang tersusun mengelilingi daun

mahkota. Umumnya berwarna hijau. Pada saat bunga belum mekar, kelopak berperan
melindungi bunga.

Alat kelamin bunga terdiri atas putik dan benang sari. Putik terdiri atas kepala putik,
tangkai putik dan bakal buah. Di dalam bakal buah terdapat bakal biji. Di dalam bakal biji
terdapat inti telur. Benangsari terdiri atas kepala sari, dan tangkai sari. Kepala sari
memiliki ruang-ruang yang disebut kotak sari. Kotak sari berisi serbuk sari. Bila sudah
sampai waktunya, kotak sari pecah dan serbuk sarinya keluar.

Berdasarkan kelengkapannya (tangkai bunga dan dasar bunga tidak diperhitungkan),
bunga digolongkan menjadi dua yaitu bunga lengkap atau sempurna dan bunga tidak
lengkap atau bunga tidak sempurna. Bunga lengkap terdiri atas kelopak, mahkota, benang
sari dan putik. Bila salah satu bagian dari hiasan bunga atau alat kelaminnya tidak ada
maka bunga tersebut dinamakan bunga tidak lengkap. Bunga tidak lengkap dapat berupa
bunga telanjang (tidak mempunyai hiasan bunga), dan bunga berkelamin tunggal jika
hanya terdapat benang sari saja atau putik saja. Bunga berkelamin tunggal dapat berupa
bunga jantan (hanya memiliki benang sari) atau bunga betina (hanya memiliki putik). Bila
benang sari dan putik terdapat dalam satu bunga, maka bungan tersebut dinamakan bunga
banci. Tumbuhan yang mempunyai bungan jantan dan betina pada satu individu disebut
berumah satu, sedangkan bila tumbuhan tersebut hanya memiliki salah satu dari alat
kelamin, maka disebut berumah dua. Sedangkan jika pada satu tumbuhan terdapat bunga
jantan, bunga betina dan bunga banci, maka tumbuhan tersebut poligami.

2. Pembentukan Sel Kelamin
a. Pembentukan Mikrospora

Kepala sari (anther) ditopang oleh benang sari atau filamen. Kepala sari terdiri atas
4 kamar yang memamanjang dan berlekatan yang disebut kantung sari (pollen sacs). Pada
awal perkembangan anther, setiap kantung sari mengandung massa sel-sel yang aktif
membelah yang disebut mikrosporosit (sel induk mikrospora). Setiap mikrosporosit
membelah secara miosis membentuk 4 mikrospora haploid. Inti dari setiap mikrospora
membelah secara mitosis membentuk dua serbuk sari yang mengandung inti tabung (inti
vegetatif) dan sel-sel generatif.

401

Gambar 11.2 Perkembangan serbuk sari dari mikrosporofit
(Sumber: http://www.google.com )

b. Pembentukan Makrospora
Pembelahan miosis dari megasporosit menghasilkan 4 megaspora, 3 diantaranya

berdegenerasi dan satu tetap sebagai megaspore dengan satu inti dan sitoplasma.
Megaspora berkembang menjadi kantung embrio yang matang. Inti megaspore membelah
secara mitosis menghasilkan dua inti kantung embrio. Masing-masing inti kembali
membelah secara mitosis menghasilkan 4 inti kantung embrio. Kemudian masing-masing
keempat inti membelah secara mitosis menghasilkan 8 inti kantung embrio. Ke delapan inti
kantung embrio tersebut bermigrasi dan mengorganisasi diri. 3 inti bermigrasi dekat
mikrofil, 2 menjadi sel sinergid dan 1 menjadi sel telur. 3 inti bermigrasi ke daerah yang
berlawanan dengan mikrofil dan menjadi sel-sel antipoda dan dua tetap di tengah dan
menjadi inti kandung lembaga sekunder atau inti polar.

402

Gambar 11.3 Pembentukan sel telur pada tumbuhan
(Sumber: http://www.google.com )

c. Penyerbukan
Jatuhnya serbuk sari di atas kepala putik dinamakan penyerbukan atau persarian.

Penyerbukan dapat berlangsung dengan perantaraan angin (anemogami), perantaraan
hewan (zoogami), dan perantaraan manusia.

Pada tumbuhan yang penyerbukannya berlangsung dengan perantaraan angin
biasanya mahkotanya kecil atau tidak ada, serbuk sari kecil, banyak, ringan, kering dan
kadang-kadang bersayap sehingga mudah diterbangkan oleh angin. Tangkai putik besar
dan menonjol keluar sehingga mudah dijatuhi serbuk sari. Contoh tumbuhan yang
penyerbukannya diperantarai angin adalah padi, jagung, dan sebagainya.

Penyerbukan pada berbagai jenis tumbuhan dapat juga berlangsung dengan
perantaraan hewan. Hewan-hewan yang biasanya terlibat dalam proses penyerbukan
disebut hewan pollinator misalnya kupu-kupu, kelelawar, lebah madu dan sebagainya.
Tumbuhan yang penyerbukannya berlangsung dengan perantaraan hewan biasanya memiliki
mahkota yang besar dan menarik, memiliki bau yang khas, menghasilkan nektar dan serbuk
sarinya mudah menempel pada kepala putik. Tumbuhan yang penyerbukannya berlangsung

403

dengan perantaraan hewan antara lain pepaya, kacang tanah, cangkang panjang, bunga
mawar, dan sebagainya.

Penyerbukan yang berlangsung dengan perantaraan manusia misalnya tumbuhan
vanili. Putik pada tumbuhan vanili letaknya tersembunyi sehingga sulit dicapai oleh serbuk
sari. Agar produktivitasnya dapat ditingkatkan, maka penyerbukannya perlu dibantu oleh
manusia.

Tidak mutlak bahwa serbuk sari dari suatu tumbuhan harus menyerbuki putiknya
sendiri, tetapi memungkinkan untuk diserbuki oleh serbuk sari tumbuhan lain yang masih
sejenis. Berdasarkan asal dari serbuk sari yang menyerbukinya, maka penyerbukan
dibedakan atas empat jenis yaitu penyerbukan sendiri, penyerbukan tetangga,
penyerbukan silang dan penyerbukan bastar.

Penyerbukan sendiri adalah penyerbukan dimana serbuk sari pada suatu bunga
jatuh di atas kepala putik bunga yang sama Jadi bunga tersebut merupakan bunga
sempurna misalnya bunga kapas dan kacang tanah. Penyerbukan tetangga adalah
penyerbukan dimana asal serbuk sari dari bunga lain namun masih dalam satu pohon
misalnya tanaman jagung. Penyerbukan silang adalah penyerbukan dimana serbuk sari
berasal dari suatu bunga kemudian jatuh diatas kepala putik bunga yang lain pada tanaman
yang berbeda misalnya tanaman salak. Penyerbukan bastar adalah penyerbukan dimana
serbuk sari dari suatu bunga jatuh di atas kepala putik bunga lain yang varietasnya
berbeda. Cara ini banyak digunakan oleh ahli pemulia tanaman dalam upaya mencari bibit-
bibit unggul.

d. Fertilisasi (Pembuahan)

Setelah terjadi persarian, maka serbuk sari di atas kepala putik berkecambah
membentuk tabung sari atau tabung pollen. Tabung sari tumbuh ke arah dalam dan
biasanya menembus kantung embrio melalui mikrofil. Inti tabung (inti vegetatif) biasanya
terletak pada bagian ujung tabung sari., sementara itu sel generatif membelah menjadi
dua menghasilkan 2 sel sperma. Pada saat memasuki kantung embrio, inti vegetatif
berdegenerasi. Sementara itu kedua sel-sel sperma memasuki kantung embrio. Satu sel
sperma membuahi sel telur dan menghasilkan embrio dengan kualitas diploid. Sperma yang
lain membuahi inti kandung lembaga sekunder atau inti polar dan membentuk endosperem
primer dengan kualitas triploid. Peristiwa ini lazim dikenal dengan nama pembuahan ganda
(double fertilization). Sel-sel antipoda dan sinergid berdegenerasi, walaupun kadang-
kadang berkembang bersama biji di dalam buah.

Bilamana pembuahan berhasil, maka zygot segera mengalami pembelahan secara
mitosis dan membentuk embrio, sedangkan inti endosperem primer juga segera mengalami
pembelahan dengan cepat. Endosperem kelak berperan sebagai sumber makanan bagi
embrio, khususnya selama stadium perkecambahan.

404

Berbeda dengan tumbuhan biji tertutup yang mengalami pembuahan ganda, Pada
tumbuhan biji terbuka proses pembuahannya hanya satu yaitu inti sperma membuahi sel
telur. Pembuahan ini dinamakan pembuahan tunggal.

Gambar 11.4 Proses Pembuahan ganda pada tumbuhan biji tertutup
(Sumber: http://www.google.com )

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelompok Anda!
Tanaman pepaya (Carica papaya) memiliki 3 jenis bunga yaitu bunga
jantan, bunga betina serta bunga banci. Proses reproduksi pada tanaman pepaya
melalui tahapan penyerbukan. Jelaskan mengapa terdapat bunga banci pada
tanaman pepaya?
405

SAYA BELUM MENGERTI!!!

Setelah mambaca tentang teori reproduksi tumbuhan, hal yang saya
belum mengerti adalah:

C. PERKEMBANGBIAKAN SECARA VEGETATIF ALAMI
Perkembangbiakan secara vegetatif pada tumbuhan dikelompokkan menjadi dua

yaitu perkembangbiakan secara vegetatif alami dan perkembangbiakan secara vegetatif
buatan. Perkembangbiakan secara vegetatif alami adalah perkembangbiakan vegetatif
tanpa keterlibatan manusia dan terjadi menurut sifat pembawaan tumbuhan itu sendiri.
Contohnya adalah perkembangbiakan melalui rimpang misalnya lengkuas, umbi batang
misalnya kentang (Solanum tuberosum L) dan ketela rambat (Ipomoea batatas Poir), umbi
lapis pada Amaryllidaceae dan Liliaceae misalnya pada bawang merah (Allium cepa L),
bakung (Hymenocallis littoralis Salisb) dan sebagainya. Perkembangbiakan secara
vegetatif buatan adalah perkembangbiakan vegetatif dimana manusia terlibat di
dalamnya. Misalnya mencangkok, menempel, merunduk, menyambung, stek dan sebagainya.
a. Umbi batang

Umbi batang merupakan penjelmaan dari batang, umumnya tidak mempunyai sisa-
sisa daun atau penjelmaannya. Oleh sebab itu seringkali tampak licin, buku-buku batang
atau ruasnya tidak jelas. Namun demikian masih terlihat adanya kuncup-kuncup yang dapat
membentuk tunas jika waktunya telah tiba, dan menghasilkan tumbuhan baru. Umbi batang
berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan terutama dalam bentuk amilum.

406

b. Umbi akar

Umbi akar adalah umbi yang merupakan penjelmaan dari akar baik akar tunggang
maupun akar serabut. Contoh umbi yang merupakan penjelmaan dari akar tunggang adalah
lobak (Raphanus stivus), dan bangkuwang (Pachyrrhizus erosus Urb). Contoh umbi yang
merupakan penjelmaan dari akar serabut adalah ubi kayu (Manihot utilissima Pohl) dan
dahlia (Dahlia variabilis Desf). Umbi akar tidak dapat digunakan sebagai alat
perkembangbiakan.

c. Umbi Lapis

Dinamakan umbi lapis karena susunannya berlapis-lapis. Terdiri atas daun-daun yang
telah menjadi tebal, lunak, dan berdaging. Umbi lapis terdiri atas subang atau cakram yang
merupakan batang yang sesungguhnya, Sisik-sisik yaitu bagian yang merupakan penjelmaan
daun, dan kuncup-kuncup. Contoh umbi lapis adalah umbi lapis bawang merah (Allium cepa
L), dan lilia (Lilium candidum L).
d. Rhizoma (Rimpang)

Rimpang adalah batang beserta daunnya yang terdapat di dalam tanah, bercabang-
cabang dan tumbuh mendatar dan dari ujungnya dapat tumbuh tunas yang muncul di atas
tanah dan dapat membentuk satu tumbuhan baru. Rimpang selain sebagai alat
perkembangbiakan juga sebagai tempat menyimpan makanan cadangan misalnya tasbih
(Canna edulis Kerr).

Rimpang memiliki ciri-ciri sebagai berikut (i) beruas-ruas, dan berbuku-buku (ii)
berdaun, tetapi daunnya telah menjelma menjadi sisik-sisik, (iii) mempunyai kuncup-
kuncup, (iv) tumbuhnya tidak ke pusat bumi bahkan kadang muncul ke permukaan tanah.
e. Geragih (stolon)

Geragih merupakan batang yang tumbuh menjalar di atas atau dibawah permukaan
tanah. Berbuku-buku dan beruas-ruas, pada setiap buku terdapat mata tunas yang dapat
tumbuh menjadi tumbuhan baru misalnya pada rumput.
f. Tunas Adventif

Tunas-tunas adventif adalah tunas yang tumbuh pada bagian tubuh tumbuhan yang
biasanya tidak bertunas, misalnya tunas daun cocor bebek, tunas akar cemara dan sukun,
kersen dan sebagainya.

407

g. Tunas Ketiak
Beberapa jenis tumbuhan dapat dikembangbiakkan dari tunas ketiak misalnya

pisang, tebu, bambu dan sebagainya.

PIKIRKAN!!
Diskusikan bersa!ma teman kelas Anda!

Mencangkok dilakukan pada tanaman dikotil dengan cara membuang sebagian
kulit dan kabium secara melingkar pada cabang. Kemudian daerah lukanya dibalut
oleh tanah atau media lain dan diikat serta dibiarkan sampai tumbuh akar.
Bagaimana dengan tanaman monokotil? Apakah pencangkokan tanaman dapat
dilakukan pada tanaman monokotil?

SAYA BELUM MENGERTI!!!

Setelah mambaca tentang reproduksi tumbuhan, hal yang saya belum
mengerti adalah:

408

D. PERKEMBANGBIAKAN VEGETATIF BUATAN
Upaya manusia untuk mendapatkan tanaman dengan kualitas yang lebih bagus selalu

dilakukan. Berbagai cara telah ditempuh misalnya melalui pemuliaan tanaman atau melalui
perkembangbiakan tumbuhan secara vegetatif buatan
a. Mencangkok

Mencangkok merupakan salah satu cara perkembang biakan tumbuhan secara
vegetatif buatan dengan cara menumbuhkan akar baru pada cabang-cabang tumbuhan di
luar tempat yang biasanya ditumbuhi akar. Untuk itu keterlibatan manusia sangat
dibutuhkan. Bila perakaran telah terbentuk, cabang tersebut dapat dipotong dan ditanam
sebagai satu individu baru. Berbagai tanaman perkebunan diperbanyak dengan cara
mencangkok, misalnya mangga, jeruk, kedondong dan sebagainya.

Hal yang sangat penting dilakukan pada saat mencangkok adalah pemilihan tanaman
yang produktif dan berkualitas, dan cabang yang sehat. Selain itu pada saat membuka kulit
luar, kambium yang berupa lendir harus betul-betul dihilangkan. Proses mencangkok
ditunjukkan pada Gambar 11.5.

Gambar 11.5 Proses mencangkok tanaman
(Sumber: http://www.google.com )

b. Merunduk
Perbanyakan tanaman dengan cara merunduk biasanya dilakukan pada tanaman yang

memiliki cabang atau ranting yang panjang dan mudah dibengkokkan. Contoh tumbuhan
yang sering dikembangbiakkan dengan cara merunduk antara lain apel, bunga kertas dan
alamanda. Proses perkembangbiakan dengan cara merunduk ditunjukkan pada gambar di
bawah ini.

409

Gambar 11.6 Cara merunduk
(Sumber: http://www.google.com )

c. Menyetek
Berbagai jenis tanaman dapat dikembangbiakkan dengan cara membuat stek, dapat

berupa stek batang, stek akar dan stek daun. Stek batang misalnya pada tebu, ketela
pohon, ketela rambat, sirih, dan sebagainya. Stek daun misalnya cocor bebek. Stek akar
misalnya sukun.
d. Okulasi

Merupakan cara perbanyakan tanaman dengan cara menempelkan tunas muda pada
batang atau ranting tanaman induk yang jenisnya sama. Cara ini dilakukan untuk
mendapatkan tanaman dengan menggabungkan beberapa sifat varietas tanaman sehingga
tanaman menjadi lebih baik. Cara melakukan okulasi ditunjukkan pada Gambar 11.7.

410

Gambar 11.7 Cara melakukan okulasi
(Sumber: http://www.google.com )

e. Menyambung
Menyambung adalah menggabungkan batang dengan ranting tanaman dari varietas

yang berbeda agar kelak didapatkan tanaman baru dengan kualitas yang lebih baik. Batang
bawah dipilih dari tanaman yang memiliki sifat-sifat yang baik misalnya perakarannya kuat,
demikian pula dengan batang atas misalnya buahnya manis dan banyak. Agar sambungan
dapat berhasil dengan baik, maka dipilih batang bawah yang masih mudah dan diameternya
kurang lebih sama dengan diameter batang atas. Cara melakukan penyambungan
ditunjukkan pada Gambar 11.8.

534

Gambar 11.8 Cara melakukan penyambungan
(Sumber: http://www.google.com)

(
S

411

u
m
b

Dewasa ini telah dikembangkan cara menyambung tanaman dimana masing-masing
tanaman yang akan disambung masih memiliki perakarannya masing-masing. Cara ini
dinamakan penyusuan.

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS I
Perkembangbiakan Vegetative Buatan
a. Alat dan bahan:

1. Pisau
2. Tali rapiah
3. Plastic gula
4. Bunsen
5. Korek api
6. Bunga Adenium
b. Langkah kerja
1. Siapkan 2 tanaman Adenium yang akan dicangkok
2. Pilih tanaman Adenium yang sudah dewasa
3. Potong bagian atas tanaman Adenium 1 menggunakan pisau yang

telah dipanasi diatas Bunsen
4. Potong bagian atas tanaman Adenium 2 kemudian bagian yang telah

dipotong disambungkan dengan potongan tanaman Adenium 1
5. Gunakan plastic wrap untuk mengeratkan sambungan kedua tanaman

tersebut kemudian mengikat plastic wrap ketanaman Adenium
6. Bungkus dengan plastic gula
7. Ikat menggunakan tali rapiah
8. Sirami dengan air
9. Pindahkan ketempat yang teduh

412

RUANG RANGKUMAN

413

RUANG PETA KONSEP

Setelah Anda membaca reproduksi tumbuhan, buatlah peta konsep!
Caranya, daftarkanlah kata-kata atau konsep penting. Selanjutnya
hubungkan konsep yang satu dengan yang lain dengan menggunkan preposisi.

414

RUANG ISTILAH
PENTING

_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_

415

REVIEW
PENGETAHUAN

Bagian ini berfugsi untuk mereview pengetahuan Anda setelah mempelajari
modul pembelajaran di rumah. Anda diminta untuk menjawab pertanyaan-
pertanyaan berdasarkan hasil bacaan Anda. Review pengetahuan mengharapkan
jawaban yang akan menjadi dasar bagi Anda untuk berpikir pada tingkat yang lebih
kompleks.
1. Gambar dan jelaskan bagian-bagian bunga!
2. Jelaskan proses pembentukan sel telur dan sel sperma pada tumbuhan biji

tertutup!
3. Jelaskan macam-macam penyerbukan!
4. Apa yang dimaksud dengan pembuahan ganda ?
5. Menurut kalian apa keuntungan perkembangbiakan secara vegetatif buatan ?

416

EVALUASI

Pilihan Ganda
Berilah tanda (x) pada jawaban yang benar!

1. Tumbuhan bereproduksi tanpa melibatkan sel kelamin jantan dan betina disebut ….
A. Fertilisasi
B. Pembuahan
C. Aseksual
D. biseksual
E. Seksual

2. Tumbuhan yang mempunyai bunga jantan dan individu pada satu individu disebut ….
A. Poligami
B. Berumah dua
C. Berumah satu
D. Bunga berkelamin tunggal
E. Semua benar

3. Penyerbukan serbuk sari pada suatu bunga diatas kepala putik bunga yang sama
disebut ….
A. Penyerbukan silang
B. Penyerbukan sendiri
C. Penyerbukan campuran
D. Penyerbukan bastar
E. Penyerbukan tetangga

4. Tumbuhan yang dapat dikembangbiakkan dengan cara merunduk yaitu….
A. Apel, bunga kertas, dan allamanda
B. Apel, bunga matahari, dan allamanda
C. Allamanda, tapak darah dan bunga mawar
D. Bunga kertas, kembang sepatu dan bunga mawar
E. Keladi totol, adenium, dan tapak darah

417

5. Gambar disamping menggunakan tehnik vegetative buatan melalui cara ….
A. Mencangkok
B. Menyetek
C. Merunduk
D. Menyambung
E. Okulasi

6. Proses bertemunya sel kelamin jantan dan sel kelamin betina pada tumbuhan
dinamakan….
A. Pembentukan makrospora
B. Penyerbukan
C. Diferensiasi
D. Fertilisasi
E. Pembentukan mikrospora

7. Entomogami adalah…
A. Penyerbukan yang membutuhkan serangga
B. Penyerbukan yang membutuhkan manusia
C. Penyerbukan yang dilakukan sendiri oleh tumbuhan
D. Penyerbukan yang membutuhkan manusia dan serangga
E. Penyerbukan yang membutuhkan angina

8. Dibawah ini merupakan perkembangbiakan vegetative buatan, kecuali…
A. Mencangkok
B. Rimpang
C. Menyetek
D. Menempel
E. Okulasi

9. Proses menempelkan tunas dari suatu tanaman ke tanaman yang lain dinamakan…
A. Stek
B. Kopulasi
C. Mencangkok
D. Okulasi
E. Enten

418

10. Batang beruas yang tumbuh menjalar didalam tanah yang dapat menumbuhkan
tunas individu baru disebut…
A. Stolon
B. Umbi lapis
C. Rhizome
D. Umbi akar
E. Spora

419

Jawablah teka-teki silang di bawah ini dengan mengisi kolom dan baris
yang telah disediakan!

Menurun: 543
1. Perkembangan yang melibatkan manusia
2. Batang yang tumbuh menjalar diatas maupun dibawah permukaan tanah
3. Batang sesungguhnya dari umbi lapis
Mendatar
2. Contoh perkembangbiakan vegetatif alami
4. Perkembangbiakan tanpa keterlibatan manusia
5. Tanaman perkembangbiakan merunduk
6. Contoh tanaman cangkok
7. Fertilisasi
8. Hewan yang terlibat dalam proses penyerbukan
9. Penyerbukan dengan perantaraan angin

420

BAB 12
BIOTEKNOLOGI

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari unit ini, mahasiswa diharapkan dapat :
1. Menjelaskan pengertian bioteknologi
2. Membedakan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern
3. Menguraikan ruang lingkup bioteknologi
4. Mendeskripsikan rekayasa genetik
5. Menuliskan produk-produk bioteknologi
6. Menuliskan aplikasi praktis teknologi DNA

PETUNJUK KERJA

1. a. Perhatikan petunjuk modul!
b. Bacalah modul pembelajaran Anda dengan cermat,
garis bawahi semua kata-kata atau ide penting!

2. Kerja semua tugas yang ada di modul seperti:
▪ Info Penting
▪ Pikirkan!
▪ Saya Belum Mengerti
▪ Ruang Rangkuman
▪ Ruang Peta Konsep
▪ Ruang Istilah Penting
▪ Reviw Pengetahuan
▪ Teka Teki Silang
▪ Bio Laboratorium

421

A. PENDAHULUAN

Bioteknologi telah menjadi bagian dari perkembangan ummat manusia sejak
zaman dahulu. Praktik-praktik bioteknologi telah lama dimanfaatkan untuk mengahsilkan
produk untuk meningkatkan kesejahteraan ummat manusia. Praktik-praktik tersebut
mencakup penggunaan mikroorganisme dalam membuat berbagai produk olahan pangan
beralkohol seperti bir, rum dan wine (minuman anggur). Tidak sebatas itu penggunaan
mikroorganisme seperti khamir (jamur) juga telah lama diterapkan seperti pada
pembuatan tempe yang telah sejak lama dikenal khususnya di Indonesia.

Bioteknologi mencakup proses-proses biologis oleh organisme yang dimanfaatkan
oleh dan untuk kepentingan manusia. Cakupan bioteknologi sangat luas, mulai dari
proses yang sangat tradisional hingga proses-proses biologis yang canggih dan sangat
kompleks, dari produk minuman beralkohol hinggga rekayasa genetik. Perkembangan
bioteknologi khususnya dalam bidang rekayasa genetik terus mengalami perkembangan
yang pesat dan telah banyak meningkatkan kesejahteraan manusia. Banyak produk-
produk bioteknologi hasil rekayasa genetika yang sangat membantu kesejahteraan
manusia contohnya adanya beras dengan kandungan beta karoten dikenal sebagai golden
rice (Gambar 12.1) yang membantu pemenuhan vitamin A dan mengatasi musibah kurang
gizi di Afrika, tanaman transgenik yng tahan hama, hingga pengobatan penyakit
berbahaya seperti kanker.

Gambar 12.1 Golden Rice. Beras dengan kandungan beta karoten
(Sumber: https://en.wikipedia.org)

Bioteknologi telah diaplikasikan diberbagai aspek kehidupan masyarakat, mulai
dari pertaniana, kedokteran, industri makanan, pengolahan limbah dan lain-lain.
Bioteknologi masih terus berkembang dengan ditunjang oleh berbagai dsiplin ilmu lain
yang relevan seperti biologi molecular, genetika, mikrobiologi, bologi sel dan ilmu-ilmu
lain. Dengan demikian bioteknologi merupakan ilmu terapan proses biologi.

422

B. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Definisi atau batasan bioteknologi hingga saat ini masih sangat bervariasi pada
tiap-tiap negara, hal tersebut mereka sesuaikan dengan lingkungan kegiatan yang
dikaitkan dengan kepentingan dan tujuan yang ingin dicapai. Berikut ini dikemukakan
beberapa batasan bioteknologi antara lain:

1. Menurut Organisasi Untuk Kerjasama dan Pengembangan Ekonomi (OECD=
Organisation for Economic Cooperation and Development), Bioteknologi merupa-
kan penerapan prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen biologi
untuk menyediakan barang dan jasa.

2. Menurut Soedigdo (1989), Bioteknologi adalah teknologi yang menerapkan
prinsip-prinsip sains dan teknologi dalam pemrosesan barang dan dalam
pemberian pela-yanan yang baik untuk masyarakat dengan menggunakan zat
biologik.

3. Menurut Perhimpunan Kimia Murni dan Terapan (IUPAC= International Union of
Pure and Applied Chemistry), Bioteknologi adalah penerapan biokimia, biologi,
mikrobiologi, dan rekayasa kimia dalam proses industri, pembuatan produk (ter-
masuk proses dalam pelayanan kesehatan, energi, pertanian) dan pada lingkungan.

4. Menurut para ahli Australia, Bioteknologi adalah penyusunan, pengoptimiman, dan
peningkatan proses biokimia dan seluler untuk produksi senyawa yang
bermanfaat dalam industri dan penerapan segala sesuatu yang berkait dengan
senyawa itu.

5. Menurut para ahli Belanda, Bioteknologi adalah ilmu tentang proses biologi
terapan yang merupakan ilmu tentang proses produksi berdasarkan kegiatan
mik-roorganisme dan kompoenen aktifnya dan proses produksi yang melibatkan
penggunaan sel dan jaringan organisme yang lebih tinggi.

6. Menurut OTA-US Congress (Office of Technology Assessment of US Congress,
1982), Bioteknologi adalah teknik pendayagunaan organisme untuk membuat atau
memodifikasi suatu produk dan meningkatkan/ memperbaiki sifat tanaman atau
he-wan atau mengembangkan mikroorganisme untuk penggunaan khusus.

7. Menurut EFB (European Federation of Biotecnology, 1983), Bioteknologi adalah
penggunaan terpadu bikimia, mikro- biologi, dan ilmu-ilmu keteknikan dengan
bantuan mikroba, bagian-bagian mikroba atau sel dan jaringan organisme yang le-
bih tinggi dalam penerapannya secara teknologis dan industri.

Apapun batasan yang diberikan oleh para pakar, yang jelas dalam proses
bioteknologi terkandung tiga hal pokok yaitu (i) Agen biologis, (ii) Pendayagunaan secara
teknologis dan industrial, dan (iv) Produk dan jasa yang diperoleh. Agen biologi adalah
adalah katalisator-katalisator biologi dengan kisaran yang luas, terutama ditekankan
pada mikroorganisme, sel hewan maupun tumbuhan, termasuk enzim.

423

Barang dan jasa meliputi produk industri yang berupa pangan, minuman, obat-
obatan, berbagai senyawa biokimia peniadaan pengaruh logam dalam mengolah limbah
industri dan rumah tangga. Berbagai produk dan jasa yang diperoleh melalui
pendayagunaan enzim dan sel (mikroba, tanaman dan hewan).

Sebagai ilmu terapan, bioteknologi ditunjang oleh beberapa disiplin ilmu antara
lain mikrobiologi, biokimia, genetika, rekayasa biokimia dan kimia. Meskipundemikian
tidak berarti semua disiplin ilmu pendukung tersebut harus dikuasaisepenuhnya, namun
dapat dimulai dengan satu disiplin ilmu yang kemudian dimantapkan melalui latihandan
pendidikan khusus untuk memperoleh keterampilan praktis dan kemampuan kerjasama
secara terpadu.

Gambar 12.2 menunjukkan berbagai disiplin ilmu yang menunjang perkembangan
bioteknologi. Disiplin ilmu utama seperti mikrobiologi, biologi molecular dan rekayasa
genetika, dan ilmu kimia memilki pengaruh yang sangat besar dalam mengembangkan
ilmu bioteknologi. Hingga saat ini bioteknologi terus mengalami perkembangan yang
pesat seiring dengan riset dan teknologi yang semakin maju, hal ini disorong upaya
manusia untuk memudahkan berbagai aktivitas dan meningkatkan kesejahteraan hidup
manusia. Serta berbagai keterbatasan yang terus mengancam seiring bertambahnya
jumlah manusia.

Gambar 12.2 Keterkaitan pengembangan bioteknologi dengan berbagai disiplin ilmu
(Sumber: https://sainsbiologi.com)

424

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!

1. Jelaskan mengapa batasan bioteknologi antara suatu negara atau suatu
organisasi profesional dapat berbeda satu dengan yang lainnya !

2. Menurut Anda perlukah batasan bioteknologi diseragamkan?
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang pengertian bioteknologi , tanyakan hal – hal yang
belum Anda mengerti kepada teman atau dosen Anda!
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________

C. RUANG LINGKUP KAJIAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi memiliki ruang lingkup yang sangat luas dan kompleks yang terkait
dengan sektor barang dan jasa. Bioteknologi yang terkait dengan barang dan jasa dari
sektor industri meliputi:

1. Senyawa-senyawa kimia organik (etanol, aseton, butanol, asam organik, enzim,
wangi-wangian, polimer-polimer ter- utama polisakarida dan sebagainya.

2. Bahan obat (antibiotika, vaksin, antibodi untuk diagnosis dan terapi, enzim untuk
diagnosis, penghambatan enzim, hormon, interferon dan vitamin).

3. Bahan bakar (Bio gas dan biomassa)

425

4. Bahan pangan, meliputi minuman (beralkohol, teh, dan kopi), produk hewani (susu,
keju, ikan, daging), jamur, pati, sirup glukosa dan fruktosa, modifikasi protein
fung-sional, ragi roti dan pektin), bahan pangan tambahan (antioksidan, pewarna,
penye-dap rasa dan bau, dan pemantap) serta bahan penawar racun.

5. Bahan untuk berbagai kegiatan pertanian (pakan, vaksin hewan, proses
pengawetan pakan dan pembuatan kompos, pestisida, Rhizobium, dan inokulum
lain untuk penambatan nitrogen, inokulum mikoriza, kultur sel dan kultur jaringan
untuk pengembangan vegetatif, produksi embrio, dan penyempurnaan sifat-sifat
genetis.

6. Bahan untuk pelayanan industri (penjernihan air, pengolahan limbah, sarana
analisis dan sebagainya

(a) (b)

Gambar 12.3 (a) Contoh produk bioteknologi berupa senyawa kimia organic, (b) bahan obat
(Sumber: http://www.paisagrowseeds.com dan http://hisfarma.com)

Menurut Crueger dan Annaliese (1982), ruang lingkup bioteknologi yang meli-
batkan aktivitas mikroba meliputi:

1. Produksi biomassa mikroba
2. Produksi metabolit primer dan sekunder
3. Biokonversi
4. Produksi subtansi-subtansi non mikroba melalui organisme hasil rekayasa genetik.

Seperti dikemukakan sebelumnya bahwa bioteknologi merupakan penerapan
prinsip-prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan untuk menyediakan barang dan jasa.
Menurut Crueger dan Anneliese, produk bioteknologi dapat dibagi menjadi dua yaitu (i)
senyawa kimia yang dibuat oleh mikroorganisme hasil rekayasa genetik, dan (ii)
mikroorganisme hasil rekayasa genetik. senyawa-senyawa yang merupakan produk
bioteknologi dapat dibedakan menjadi:

1. Senyawa yang belum pernah ditemukan sebelumnya
2. Senyawa langkah yang jarang tersedia secara luas dalam jumlah besar.
426

3. Senyawa yang sekarang diproduksi dengan harga yang lebih murah
Berdasarkan pengertian bioteknologi yang telah dikemukakan sebelumnya, maka kegiatan
atau sektor industri/jasa yang dapat dimasuki oleh bioteknologi sangat banyak jenis dan
ragamnya, seperti kedokteran, pertanian, farmasi, agroindustri,kimia, energi dan
lingkungan (Tabel 12.1), Sedangkan kaitan sektor aktivitas bioindustri dengan nilai
produk yang dihasilkan dan tingkat teknologi yang digunakan ditunjukkan pada Tabel
12.2.

Tabel 12.1 Sektor aktivitas bioindustri dan produk-produk dan jasa utamanya

Kedokteran Agroindustri Pertanian Kimia Energi Lingkungan

• Antibiotika • Minuman • Biopestisid • Etanol • Etanol • Penanganan

• Vaksin beralkohol a • Asetaldehida • Aseton air

• Vitamin • Produk dari • Pakan • Aseton • Butanol • Pendayaguna

• Steroid susu ternak • Butanol • Metana an limbah

• Hormon • Bahan cita • Silase • Butadien • Hidroge dan residu

• Alkaloid rasa • Kompos dan • As. Organik n organik

• Antibodi • Produk dari pupuk • Enzim • Biomass • Akumulasi

• Interferon serealia • Bakteri • Biopolimer a dan

• Inhibitor • Protein sel penambat • Gliserol pengambilan

• Pereaksi tunggal N • Parfum metal

untuk • As. Amino • Kultur • Defosfatisas

diagnosis • As. jaringan i dan

enzim. Organik tanaman denitrifikasi

• Enzim • Produksi • Detoksifikasi

• Nukleotida embrio

• Polisakarid

• Antioksida

n

• Zat

pemanis

• Zat warna

• Zat

penstabil

Aroma

427

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!

Ada dua golongan produk bioteknologi yaitu senyawa kimia yang dibuat oleh
mikroorganisme dan mikroorganisme hasil rekayasa genetik. Jelaskan makna
ungkapan ini!
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang ruang lingkup bioteknologi, tanyakan hal – hal
yang belum Anda mengerti kepada teman atau dosen Anda!
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________

D. BIOTEKNOLOGI MODERN DAN TRADISIONAL

Pemanfaatan kegiatan mikrobial atau bioteknologi bukanlah hal yang baru dalam
aktivitas kewiraswastaan. Sejarah perkembangan dapat kembali dilacak pada pembuatan
roti, alkohol dan cuka sejak 5000 sebelum Masehi. Disamping itu masih dapat dijumpai
jenis pangan lain hasil fermentasi mikroba seperti tempe, oncom, kecap, yoghurt dan

428

sebagainya. Kegiatan-kegiatan tersebut digolongkan sebagai bioteknologi tradisional.
Sedangkan bioteknologi yang dikembangkan dengan memanfaatkan antara lain teknik
DNA rekombinan dinamakan bioteknologi moderen.

1. Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional merupakan bioteknologi yang sederhana dengan
memanfaatkan kemampuan alamiah dasar mikroba dan hanya melakukan manipulasi
terhadap media tumbuh atau proses tumbuh mikroba, tanpa adanya rekayasa gentik.
Bioteknologi konvensional telah dikenal sejak lama, yaitu dengan penerapan mikroba
dalam proses fermentasi untuk bahan pangan seperti tempe, minuman anggur dan
alcohol. Proses yang terjadi dalam bioteknologi konvensional masih sangat sederhana dan
dalam skala kecil.

Bioteknologi konvensional meggunakan jasa mikroorganisme yang utuh dan
kemampuan alami dari mikroorganisme tersebut. Pengetahuan akan bioteknologi
konvensional telah diwariskan sejak zaman dahulu. Bioteknologi telah dimanfaatkan
sejak ribuan tahun yang lalu, disegala bidangumumnya produk dari bioteknologi
konvensional masih berupa produk sederhana yang relative murah.

Bioteknologi konvensional tidak hanya sebatas pemanfaatan dalam pangan, namun
berbagai produk bioteknologi juga diterapkan diberbagai bidang pertanian, peternakan,
kesehatan dan pengobatan. Bioteknologi konvensional umumnya banyak diterapkan pada
sektor pangan, bahkan hingga sekarang industri pangan banyak yang masih
memanfaatkan untuk skala besar, seperti industri minuman alcohol, minuman anggur dan
lain-lain. Hasil dari bioteknologi konvensonal tidak terlepas dari agen biologis yang
menjadi sentral dalam memainkan perannya yang biasanya berupa fermentasi untuk
menggasilkan etanol, atau asam. Contoh bioteknologi konvensional dalam sektor pangan.

Gambar 12.4 Contoh produk bioteknologi konvensional
(Sumber: http://www.gemaperta.com dan http://nationalgeographic.co.id)

429