IX KELAS SMP/SEDERAJAT Bioteknologi e-Module IPA Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains pada Pembuatan Berbagai Varian Makanan Fermentasi Singkong LutfanyLatifatur Rachman Ir.Ekosari Roektiningroem, M.P. Dr. Asri Widowati,S. Pd.Si., M.Pd.
Puji Syukur kehadirat Allah Swt, karena atas limpahan rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan modul elektronik Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) untuk siswa kelas 9 ini. E-module ini disusun berbasis pendekatan STEM yang diintegrasikan dengan etnosains pada pembuatan makanan fermentasi dari bahan dasar singkong untuk membelajarkan IPA pada materi bioteknologi. Setiap permulaan kegiatan belajar disediakan lembar kerja sesuai sintaks model pembelajaran tertentu yang diharapkan dapat mengasah keterampilan berpikir kritis yang merupakan salah satu aspek keterampilan berpikir tingkat tinggi sehingga peserta didik dapat menghadapi tantangan abad 21. Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan emodule ini. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan dan kesempurnaan e-module. Kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu proses penyelesaian e-module ini. Semoga e-module ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya bagi guru dan peserta didik kelas 9. e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gunungkidul, Maret 2023 Lutfany Latifatur R Kata Pengantar i
Kata Pengantar i Daftar Isi ii Pendahuluan 1 Petunjuk Penggunaan 2 Peta Konsep 3 Analisis STEM 4 Kegiatan Belajar 1 5 A. Pengertian Bioteknologi 17 B. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern 10 Kegiatan Belajar 2 10 DAFTAR ISI C. Penerapan Bioteknologi di Berbagai Bidang 13 Kegiatan Belajar 3 D. Dampak Penerapan Bioteknologi Rangkuman Evaluasi Glosarium 26 31 33 36 27 ii e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Daftar Pustaka 37
Pendahuluan 01 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata. Mencoba, mengolah, dan menyaji dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori. 1. 2. 3.7 Menerapkan konsep bioteknologi dan perannya dalam kehidupan manusia 4.7 Membuat salah satu produk bioteknologi konvensional yang ada di lingkungan sekitar 3.7.1. Menelaah prinsip dasar bioteknologi 3.7.2.Menganalisis perbedaan perbedaan prinsip dasar bioteknologi konvensional dan modern 3.7.3.Menganalisis penerapan bioteknologi dan dampaknya bagi kehidupan 3.7.4.Membuat produk bioteknologi konvensional dalam bidang pangan Kompetensi Inti Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi
Petunjuk Penggunaan Modul 02 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Baca e-module ini secara berurutan dari awal sampai akhir. Baca dan pahami tujuan yang terdapat pada emodule ini. Baca uraian materi pada e-module secara runtut dan cermat. Apabila ada materi yang belum dipahami, Anda dapat membaca ulang. Apabila kamu menemukan kesulitan dalam mempelajari e-module ini, diskusikan dengan teman-teman atau dengan guru saat pembelajaran tatap muka. Baca dan pelajari sumber-sumber lain yang relevan untuk memperluas wawasan. Ikuti kegiatan belajar dengan sungguh-sungguh untuk memperkuat pemahaman tentang materi bioteknologi Kerjakan tes formatif pada e-module ini jika sudah yakin paham dengan materi dan dapat menyelesaikan permasalahan pada kegiatan belajar. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Peta Konsep 03 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Bioteknologi Penerapan Bioteknologi M elip uti Jenis Bioteknologi Bioteknologi Konvensional Bioteknologi Modern Bidang Pangan Peuyeum Tape Singkong Gatot Keju Roti C o nto h Bidang Kesehatan Bidang Lingkungan Bidang Pertanian Bidang Peternakan Antibiotik Insulin Sintetis Vaksin Bioremediasi Fitoremediasi Tanaman Tahan Hama Ternak Tahan Penyakit C o nto h C o nto h C o nto h C o nto h
Analisis STEM e-Module Bioteknologi 04 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains STEM S T E M Bioteknologi konvensional, Bioteknologi modern Takaran/jumlah bahan pembuatan produk bioteknologi, perhitungan biaya produksi, perhitungan harga jual apabila produk dipasarkan Proses pembuatan produk bioteknologi Alat-alat yang digunakan untuk menunjang proses pembuatan produk bioteknologi Aspek STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematic) pada Materi Bioteknologi
Kegiatan Belajar 1 Bioteknologi Konvensional dan Modern Menelaah prinsip dasar bioteknologi Menganalisis perbedaan perbedaan prinsip dasar pengembangan bioteknologi konvensional dan modern Setelah melakukan kegiatan belajar 1, peserta didik diharapkan dapat: 1. 2. 05 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Ayo Selidiki ! Stimulation Data Collection Jika terdapat singkong mentah dan singkong yang telah diolah menjadi tape, manakah yang akan kamu pilih untuk dimakan? Tentu saja kamu akan memilih tape, kan? Bagaimana mengolah singkong agar menjadi tape? Proses pengolahan singkong menjadi tape merupakan hasil dari penerapan bioteknologi. Apa itu bioteknologi akan kamu pelajari pada bab ini. Sebelum itu, ikutilah kegiatan penyelidikan untuk mencermati bioteknologi secara sederhana! e-Module Bioteknologi 06 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Buatlah kelompok terdiri dari 4-5 orang Pindailah kode yang ditunjuk tangan untuk mengerjakan lembar kerja ini Ikutilah petunjuk yang ada 1. 2. 3. Problem Statement Buatlah rumusan masalah terkait gambar di atas! Amati gambar di bawah ini! Sebutkan nama produk dari gambar-gambar berikut dan selidiki bahan dasar beserta agen hayati yang berperan dalam proses pembuatannya lalu tuliskan pada tabel! Kalian bisa mencari literatur/referensi dari internet!
No Nama Produk Bahan Dasar Agen Hayati e-Module Bioteknologi 07 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
N o Nama Produk Teknik Perubahan sifat organisme Teknologi Jenis Bioteknologi Ferme ntasi Rekaya sa Genekt ik Ada Tidak Canggi h Sederh ana Konven sional Modern e-Module Bioteknologi 08 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Data Processing Selidiki jenis bioteknologi dari pembuatan produk-produk di atas melalui identifikasi teknik pembuatan, ada tidaknya perubahan sifat organisme, dan teknologi yang digunakan! Agar lebih mudah, kalian dapat mengisi tabel berikut dengan mengisi nama produk lalu memberikan tanda centang pada kolom yang sesuai! Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1.Apa yang dimaksud dengan bioteknologi?
e-Module Bioteknologi 09 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Generalization Verification 2.Dari produk-produk yang telah kalian selidiki, manakah yang termasuk bioteknologi konvensional? Mengapa? 3.Dari produk-produk yang telah kalian selidiki, manakah yang termasuk bioteknologi modern? Mengapa? 4.Jelaskan perbedaan bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern! Presentasikan hasil kerja kalian di depan kelas! Simpulkan apa yang kalian dapatkan setelah mengikuti kegiatan ini!
e-Module Bioteknologi 10 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Bioteknologi berasal dari kata “Bio” dan“teknologi”, dan secara bebas Bioteknologi dapat didefinisikan sebagai penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia dan rekayasa dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan jasad hidup dan komponen-komponennya untuk menghasilkan suatu produk. Secara umum bioteknologi adalah aplikasi dari organisme biologis, sistem dan proses dalam industri suatu produk untuk kepentingan manusia. Bioteknologi sebenarnya sudah dikerjakan manusia sejak ratusan tahun yang lalu, karena manusia telah bertahun-tahun lamanya menggunakan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur ragi untuk membuat makanan seperti tempe, roti, anggur, keju, dan yoghurt. Namun istilah bioteknologi baru berkembang setelah Pasteur menemukan proses fermentasi dalam pembuatan anggur. Kini, bioteknologi telah berkembang pesat. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai teknologi misalnya rekayasa genetika, kultur jaringan, rekombinasi DNA dan kloning. Bioteknologi ini lebih dikenal sebagai bioteknologi modern, karena di dalamnya terdapat perekayaan proses, termasuk rekayasa genetika. Sementara itu bioteknologi sebelumnya mengacu kepada bioteknologi konvensional (tradisional), dimana manusia hanya menggunakan proses yang terjadi dalam organisme, tanpa melakukan manipulasi, seperti dalam pembuatan tape atau tempe. Perbedaan yang mendasar antara bioteknologi konvensional dengan bioteknologi modern dapat kamu pelajari pada bagian berikut ini. A. Pengertian Bioteknologi B. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern Setelah kamu melakukan kegiatan, tentu kamu sudah tahu apa yang dimaksud dengan bioteknologi. Kamu bisa membaca uraian berikut ini untuk memperkaya pengetahuanmu! 1. Bioteknologi Konvensional Bioteknologi ini disebut juga bioteknologi tradisional karena perkembangan bioteknologi ini telah ada sejak ribuan tahun silam. Pada masa itu, manusia belum menyadari bahwa proses yang mereka lakukan merupakan proses bioteknologi. Bioteknologi yang dilakukan manusia saat itu umumnya menggunakan proses sederhana dan telah dilakukan secara turun temurun. Penggunaan bioteknologi konvensional digunakan untuk meningkatkan nilai gizi dan cita rasa suatu bahan pangan dengan mengandalkan jasa mikroba untuk menghasilkan produk yang dibutuhka
Karakteristik Bioteknologi Konvensional Modern Teknik yang digunakan Fermentasi DNA Rekombinan Keterlibatan manusia Tidak mengubah sifat organisme Mengubah sifat organisme Teknologi Sederhana Rumit, canggih Contoh Tape, keju, tempe Insulin buatan, hewan hasil kloning 11 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains proses fermentasi. Di dalam pemanfaatan mikroba ini, manusia tidak melakukan manipulasi atau rekayasa proses. Manusia hanya menciptakan kondisi dan bahan makanan yang cocok bagi mikroba untuk berkembang secara optimal. Biotekologi konvensional hanya dapat menghasilkan barang atau produk dengan hasil yang lebih sedikit menggunakan peralatan sederhana dan tidak dapat mengatasi masalah yang berkaitan dengan kesesuaian genetik. 2. Bioteknologi Modern Bioteknologi modern telah menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi bahkan hingga tingkat molekuler. Produk yang dihasilkan dapat lebih baik apabila dibandingkan dengan produk yang dihasilkan dari proses bioteknologi sederhana. Teknik yang sedang berkembang pesat pada bidang bioteknologi modern adalah teknik rekayasa genetik terhadap suatu organisme secara terarah sehingga diperoleh hasil yang sesuai dengan keinginan. Bioteknologi modern berperan sebagai salah satu cara untuk memproduksi suatu bahan pangan dalam jumlah besar, memperbaiki nilai gizinya menggunakan rekayasa genetika. Bioteknologi modern dibuat menggunakan peralatan modern, canggih dan mahal. Berikut ini tabel perbedaan mendasar dari bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. Tabel 1. Perbedaan Bioteknologi Konvensional dan Modern
Kegiatan Belajar 2 Penerapan Bioteknologi dalam Kehidupan Menganalisis penerapan bioteknologi dan dampaknya bagi kehidupan Membuat produk bioteknologi konvensional dalam bidang pangan Setelah melakukan kegiatan belajar 2, peserta didik diharapkan dapat: 1. 2. 12 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Essential Question Gambar 2.1. Singkong Sumber: canva Ayo Lakukan ! 13 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat. Penerapan bioteknologi dalam pemenuhan kebutuhan manusia di berbagai bidang juga semakin beragam. Menurutmu, apa saja bidang yang memanfaatkan bioteknologi? Pada bagian ini kamu akan mempelajarinya. Sebelum itu, Ikutilah kegiatan berikut terlebih dahulu. Menurut data dari https://databoks.katadata.co.id/, Indonesia menempati peringkat kelima sebagai produsen singkong terbesar di dunia. Sentra produksi singkong tersebar di 13 provinsi di Indonesia, dengan lima provinsi penghasil singkong terbesar yaitu Lampung, Jawa Tengah, Jawa Timur, Jawa Barat, dan DI Yogyakarta. Tanaman singkong memiliki banyak manfaat dari daun hingga umbi, namun pada tahun 2022, harga jual singkong mengalami penurunan dari Rp750,- menjadi Rp650,-. Penurunan ini menyebabkan pendapatan petani singkong menurun. Oleh karena itu, dibutuhkan upaya untuk meningkatkan harga jual singkong, salah satunya adalah dengan mengolah singkong menjadi produk dengan nilai jual yang lebih tinggi daripada singkong mentah. Buatlah kelompok terdiri dari 4-5 orang Pindailah kode yang ditunjuk tangan untuk mengerjakan lembar kerja ini Ikutilah petunjuk yang ada 1. 2. 3. Cermati wacana berikut ini!
Design a Plan for the Project Berdasarkan wacana di atas, buatlah rumusan masalah! Carilah informasi tentang kandungan gizi singkong! Carilah informasi terkait produk olahan singkong dengan bantuan mikroorganisme! Pilihlah salah satu produk olahan singkong lalu carilah informasi terkait prosedur pembuatan produk tersebut! Konsultasikanlah apa yang telah kalian dapat kepada guru! Tentukan waku untuk mempersiapkan alat dan bahan pembuatan, proses pembuatan, serta pembuatan laporan dari produk yang kalian buat! Create a Schedule e-Module Bioteknologi 14 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Monitor the Students and the Progress of the Project 15 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Lakukan proses pembuatan produk berdasarkan alat, bahan, dan prosedur yang telah dikonsultasikan, sertakan bukti berupa foto atau video! Carilah informasi peranan bioteknologi terhadap pembuatan produkmu kemudian tambahkan ke dalam laporanmu! Carilah informasi peranan bioteknologi dalam kehidupan seharihari kemudian tambahkan ke dalam laporanmu! Presentasikan laporan pembuatan produkmu! Access the Outcome Buatlah laporan kegiatan pembuatan produk olahan singkong yang telah kalian lakukan! Evaluate the Experience
a. Tape singkong Tape singkong dibuat dengan memanfaatkan mikroorganisme yang ada dalam ragi tape. Diantara mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan tape adalah bakteri khamir Saccharomyces cerevisiae, bakteri Acetobacter aceti, dan jamur Aspergillus. Selain dari bahan dasar singkong, tape juga dapat dibuat daari bahan lain yang mengandung karbohidrat misalnya beras ketan, sukun, dan lain-lain. Gambar 2.1. Tapai Singkong Sumber: canva e-Module Bioteknologi 16 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Kamu telah melakukan kegiatan pembuatan produk bioteknologi konvensional yang merupakan salah satu penerapan bioteknologi di bidang pangan. Dapatkah kamu menyebutkan penerapan bioteknologi di bidang yang lainnya? Cermatilah uraian materi berikut ini! C. Penerapan Bioteknologi di Berbagai Bidang Kehidupan 1. Bidang Pangan Bioteknologi memiliki peran penting dalam bidang pangan untuk meningkatkan nilai tambah suatu bahan pangan, seperti yang telah kamu lakukan yaitu membuat produk makanan dari bahan dasar singkong melalui proses fermentasi seperti tape singkong, gatot, dan peyeum. Selain itu, bioteknologi juga memungkinkan pembuatan berbagai produk makanan lainnya seperti kecap, yoghurt, keju, yang akan diuraikan sebagai berikut. Tahukah kamu, makanan tradisional ini populer di seluruh Jawa dan dikenal di seluruh tempat, lho. Tidak diketahui sejak kapan makanan ini dibuat oleh masyarakat. Namun, sekurang-kurangnya pada abad ke-19 penjual makanan ini sudah diceritakan dalam buku-buku bacaan anak-anak yang dicetak oleh percetakan Belanda yang memiliki usaha di Indonesia. Makanan ini memiliki manfaat kesehatan dalam kontribusinya menyediakan bakteri probiotik yang dapat menghambat bakteri patogen, memberikan efek hipokolesterolemik, meningkatkan sistem imun, mengatasi diare, dan sintesis mikronutrien seperti vitamin. Info Etnosains
Tahukah kamu, peuyeum merupakan makanan tradisional daerah Bandung,, lho. Awal mula proses pengawetan singkong menjadi peuyeum berasal dari inisiatif masyarakat di Kecamatan Cimenyan, Kabupaten Bandung, Jawa Barat. untuk dijadikan makanan pengganti nasi pada masa krisis pangan era perang ketika para penjajah menyita seluruh padi yang dimiliki oleh masyarakat. Saat ini, peuyeum menjadi oleh-oleh khas Bandung yang banyak diminati oleh masyarakat, terutama pada masa libur panjang seperti lebaran dan tahun baru. Info Etnosains e-Module Bioteknologi 17 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains b. Peuyeum Peuyeum dibuat dari bahan dasar singkong yang difermentasi dengan ragi. Bentuk dan rasanya mirip dengan tape singkong. Perbedaan peuyeum dan tape singkong adalah teksturnya. Peuyeum cenderung bersifat kering sedangkan tape singkong sedikit basah yang disebabkan karena perbedaan cara pembuatannya. Penyimpanan khas peuyeum adalah dengan cara digantung sehingga di pasaran sering menjumpai peuyeum dijual/dijajakan dengan cara digantung. Gambar 2.2. Peuyeum Sumber: canva c. Gatot Gatot dibuat dari bahan dasar singkong melalui proses pembiaran dan pemeraman singkong selama beberapa hari sebelum pengukusan. Proses pengeraman tersebut merupakan proses fermentasi spontan yang melibatkan beberapa mikroba jenis jamur. Pada awal fase fermentasi, Rhizopus oryzae mendominasi kultur mikroba, sedangkan pada fase fermentasi berikutnya, L. theobromae mengambil alih peran sebagai mikroba yang dominan. Dominasi jamur tersebut memberikan keuntungan dalam menghambat berbagai jenis mikroba lain. Jamur L. theobromae ini juga memproduksi enzim glukoamilase yang membuat tekstur gatot menjadi kenyal. Enzim glukoamilase menyebabkan hidrolisis pati menjadi fraksi pati terdegradasi, salah satunya adalah dekstrin yang bersifat hidrokoloid.
Gatot adalah makanan khas dan ikon kuliner dari Gunungkidul dan daerah pantai selatan Jawa yang berasal dari singkong, kacang-kacangan, dan jagung karena tanahnya kurang subur. Gatot muncul secara tidak sengaja dari pembuatan gaplek yang tidak sempurna pada musim hujan, dan diolah dengan cara mencacah dan mengukus. Proses pembuatan gatot terbaik dilakukan pada musim hujan dengan teknik menjemur dan membiarkan terguyur hujan. Gatot menjadi populer sebagai oleh-oleh khas Gunungkidul dan kudapan, namun pamornya meredup dengan urbanisasi dan pergeseran budaya makan. Saat ini, beberapa orang masih menyukai gatot dan tiwul sebagai makanan pokok. Info Etnosains d. Growol Growol dibuat dari bahan dasar singkong melalui proses perendaman dalam air selama 4-6 hari sebelum proses penumbukan dan pengukusan. Proses perendaman tersebut merupakan proses fermentasi spontan yang melibatkan beberapa mikroba. Pada awal fase fermentasi, tumbuh beberapa jenis mikroba yaitu Coryneform, Streptococcus, Bacillus, dan Acetobacter kemudian pada akhir fermentasi tumbuh mikroba jenis Lactobacillus dan yeast. Proses fermentasi ini membuat tekstur singkong menjadi lunak dan menurunkan kadar sianida pada singkong hingga 90 - 100%. e-Module Bioteknologi 18 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gambar 2.3. Gatot Sumber: canva Growol merupakan makanan khas daerah Kulon Progo, Purworejo, dan sekitar Yogyakarta. Dahulu, masyarakat biasa mengonsumsi makanan growol saat sarapan atau makan siang sebagai pengganti nasi dan sering dikonsumsi bersama tempe benguk. Growol juga dapat disajikan dengan parutan kelapa dan taburan garam. Kini, growol sudah jarang ditemui tetapi masih ada beberapa yang memproduksi growol secara tradisional. Sebagian masyarakat masih mencari makanan ini sebagai menu diet khusus bagi pasien diabetes melitus karena memiliki indeks glikemik yang rendah. Info Etnosains
d. Keju Keju adalah salah satu produk bioteknologi yang dihasilkan dari penggumpalan protein susu melalui fermentasi dengan bantuan mikroorganisme. Biasanya susu dibuat masam dengan menambahkan bakteri asam laktat seperti Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, dan Lactobacillus bulgaricus kemudian ditambahkan rennet (enzim pencernaan dalam lambung hewan penghasil susu) sehingga terbentuk koagulasi susu. Bagian dari susu yang mengalami proses koagulasi akan membentuk substansi padat seperti gel yang disebut curd dan sejumlah besar air serta beberapa zat terlarut akan terpisah dari curd yang disebut whey. Whey ini diproses lebih lanjut melalui proses pematangan dan pengemasan sehingga menjadi makanan yang dikenal dengan nama keju. Masih ingatkah kalian mengenai perubahan materi? Dapatkah kalian mengidentifikasi perubahan apakah yang terjadi pada setiap proses pembuatan makanan fermentasi singkong yang telah diuraikan? Scan kode di samping dan uraikan jawaban kalian! Ayo Mengingat! e-Module Bioteknologi 19 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gambar 2.5. Keju Sumber: canva Gambar 2.4. Growol Sumber: kulinerasik.com
e. Roti Roti adalah makanan yang terkenal di seluruh dunia, terbuat dari bahan dasar utama yaitu tepung terigu dan air. Selain itu, banyak bahan lain yang ditambahkan ke dalam adonan roti sehingga membuat roti sangat beragam dalam hal jenis, bentuk, ukuran, dan tekstur. Proses pembuatan roti dan donat melibatkan fermentasi yang dibantu oleh Saccharomyces cerevisiae. Fermentasi ini menghasilkan gas karbon dioksida dan alkohol, di mana gas karbon dioksida membuat adonan roti mengembang dan membentuk rongga dalam roti ketika dimasukkan ke dalam oven. Alkohol memberikan aroma khas pada adonan roti. Proses fermentasi ini membuat tekstur roti menjadi lebih menarik, lebih ringan, dan lebih mudah dikonsumsi. e-Module Bioteknologi 20 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gambar 2.6. Berbagai jenis roti Sumber: canva f. Minuman Beralkohol Bioteknologi digunakan dalam pembuatan minuman beralkohol seperti bir dan wine. Bir dibuat dari biji serealia sedangkan wine dibuat dari ekstrak buah anggur. Proses pembuatan minuman beralkohol melibatkan fermentasi yang dilakukan oleh jenis Saccharomyces yang berbeda dan bahan baku yang berbeda. Setiap jenis Saccharomyces dan bahan baku menghasilkan aroma dan rasa yang khas pada jenis minuman beralkohol yang berbeda. Lama proses fermentasi juga mempengaruhi jumlah alkohol yang dihasilkan. Semakin lama proses fermentasi, semakin tinggi kandungan alkohol dalam minuman. Gambar 2.7. Fermentasi Wine Sumber: canva
2. Insulin Sintetis Melalui bioteknologi, ilmuwan telah dapat memproduksi hormon insulin sintetis seperti hormon insulin yang dihasilkan oleh pankreas manusia yang digunakan untuk mengatasi penyakit diabetes melitus tipe 1. Untuk memproduksi hormon insulin, DNA yang mengandung informasi genetik untuk insulin diambil dari sel pankreas. Kemudian, DNA tersebut digabungkan dengan vektor, seperti plasmid, yang digunakan sebagai perantara. Potongan DNA yang mengandung gen tertentu dicampur dengan vektor untuk menghasilkan plasmid yang mengandung DNA pengkode hormon insulin. Plasmid yang mengandung DNA pengkode hormon insulin dimasukkan ke dalam sel bakteri E. coli, sehingga bakteri ini dapat menghasilkan hormon insulin dengan menggunakan DNA tersebut. Setelah itu, hormon insulin yang diproduksi kemudian dimurnikan dan dikemas sehingga siap untuk digunakan pada pasien. 21 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains 2. Bidang Kesehatan Bioteknologi banyak diaplikasikan dalam bidang kesehatan atau bidang medis, misalnya pembuatan antibiotik, insulin sintetis, dan vaksin. 1. Antibiotik Antibiotik adalah senyawa yang mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain, terutama bakteri. Penisilin, salah satu jenis antibiotik, dihasilkan oleh jamur Penicillium notatum dan Penicillium chrysogenum. Berbagai jenis antibiotik lain telah ditemukan oleh para ilmuwan dari berbagai jenis mikroorganisme melalui kemajuan ilmu pengetahuan. Mikroorganisme Antibiotik Penicillium notatum dan Penicillium chrysogenum Penisilin Streptomyces griseus Streptomycin Streptomyces fradiae Neomycin Streptomyces aureofaciens Tetracycline Bacillus licheniformis Bacitracin Tabel 2.1. Berbagai Antibiotik dari Mikroorganisme
3. Vaksin Vaksin adalah sebuah produk bioteknologi yang memiliki peran penting dalam mencegah penyakit. Vaksin bekerja dengan merangsang sistem kekebalan tubuh untuk melawan infeksi penyakit tanpa harus terlebih dahulu terkena penyakit yang disebabkan oleh mikroba pathogen. Sistem imun akan secara alami meningkatkan pertahanan tubuh seseorang ketika menghadapi serangan penyakit. Namun, jika kondisi tubuh seseorang menurun, sistem pertahanan tubuhnya pun akan menurun, sehingga akhirnya penyakit bisa benar-benar mengganggu kesehatan. Agar hal tersebut tidak terjadi, diperlukan pemberian vaksin yang mengandung mikroba atau virus yang sudah dilemahkan atau dimatikan. Prinsip kerja dari vaksin adalah dengan merangsang sistem kekebalan tubuh atau sistem imun untuk meningkatkan pertahanannya dengan cara memproduksi protein antibodi untuk melawan serangan mikroba patogen. Simak video dengan memindai kode berikut untuk menambah pengetahuanmu tentang pembuatan vaksin! 22 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gambar 2.8. Rekombinasi Gen Pengode Insulin pada Bakteri E.Coli Sumber: Campbell. at al (2008) Gambar 2.9. Pembuatan Vaksin Sumber: Youtube
23 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains 3. Bidang Lingkungan Dalam rangka mengatasi permasalahan pencemaran lingkungan, para ahli memanfaatkan bioteknologi misalnya penggunaan bakteri dari keluarga Pseudomonas untuk membersihkan tumpahan minyak di lautan. Keluarga bakteri Pseudomonas mampu memecah molekul minyak menjadi karbon dioksida (CO2) dan menggunakan minyak sebagai sumber energi, tetapi proses ini membutuhkan waktu yang lama. Oleh karena itu, ahli menambahkan nutrisi tambahan seperti senyawa kalium fosfat dan urea ke dalam formula agar proses tersebut dapat dipercepat. Teknik ini disebut bioremediasi, yaitu pemanfaatan bakteri untuk memecahkan polutan dan mengurangi pencemaran lingkungan, terutama di laut dan perairan seperti kolam atau danau. Selain bakteri, ada teknik lain yang disebut fitoremediasi yang menggunakan tanaman seperti eceng gondok dan bunga matahari untuk mengatasi pencemaran lingkungan. Simak video tentang bakteri pelahap minyak berikut ini! Gambar 2.10. Bakteri Pelahap Minyak Sumber: Youtube 3. Bidang Pertanian Bidang pertanian mengaplikasikan bioteknologi dengan menerapkan teknik rekayasa genetika. Teknik ini melibatkan manipulasi susunan gen organisme agar dapat menghasilkan organisme dengan sifat baru. misalnyai agar dapat bertahan dari serangan hama atau bahkan membunuh hama tersebut, sehingga meningkatkan hasil produksi. Selain itu, tanaman juga dapat dirancang untuk tahan terhadap herbisida dan insektisida. Manipulasi susunan gen bisa dilakukan dengan cara menambahkan gen dari organisme lain ke dalam organisme yang diinginkan atau menghapus gen tertentu dalam organisme tersebut. Tanaman yang telah mengalami manipulasi susunan gen disebut sebagai tanaman transgenik. Sejauh ini, telah dikembangkan banyak jenis tanaman transgenik, seperti jagung, padi, kedelai, tomat, dan pepaya. Cara membuat tanaman transgenik dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Selain pada bidang pertanian, bioteknologi dengan rekayasa genetika juga diterapkan di bidang peternakan. Pada awalnya, hewan transgenik digunakan sebagai objek penelitian untuk mengidentifikasi jenis penyakit pada hewan tertentu dan cara penanganannya. Namun, saat ini, para ilmuwan telah menggunakan teknik rekayasa genetika untuk tujuan lain dalam bidang peternakan, seperti meningkatkan produksi susu. Untuk meningkatkan produksi susu, hormon bovine somatotropin (bST) diproduksi dan disuntikkan pada sapi perah, atau sapi perah transgenik diproduksi untuk memproduksi lebih banyak bST. Dengan cara ini, produksi susu dapat meningkat sebesar 8,3-21,8%. Selain peningkatan produksi, susu yang dihasilkan juga dapat dimodifikasi sehingga lebih kaya protein dan rendah lemak. Rekayasa genetika juga dapat dilakukan pada hewan ternak untuk membuatnya tahan terhadap penyakit, seperti pengembangan sapi transgenik yang tahan terhadap mastitis, yaitu penyakit pembengkakan pada kelenjar susu yang disebabkan oleh infeksi bakteri Staphylococcus aureus. Untuk mencapai hal ini, gen pengode enzim lysostaphin diambil dari bakteri Staphylococcus simulans dan dimasukkan ke sapi transgenik. Selain rekayasa genetika, terdapat juga teknik kloning. berbeda dengan transgenik yang mengacu pada pengambilan gen dari satu organisme dan dimasukkan ke dalam organisme lain untuk menghasilkan sifat baru, kloning ini mengacu pada pembuatan salinan identik dari organisme atau sel yang sudah ada. e-Module Bioteknologi 24 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gambar 2.11. Teknik Rekayasa Genetika pada Tanaman dengan Bantuan Bakteri Agrobacterium tumefaciens Sumber: Campbell. at al (2008) 4. Bidang Peternakan
Selain contoh-contoh yang telah diuraikan, masih banyak lho penerapan bioteknologi baik di bidang yang telah disebutkan maupun di bidang lainnya. Dapatkah kamu menemukan contohnya? Diskusikan bersama temanmu lalu scan kode berikut untuk menguraikannya! 25 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Gambar 2.12. Teknik Kloning Domba Dolly Sumber: Youtube Simak video dengan memindai kode berikut ini untuk mengetahui contoh proses teknik kloning! Ayo Menemukan!
Kegiatan Belajar 3 Dampak Penerapan Bioteknologi Menyelidiki dampak penerapan bioteknologi bagi kehidupan Setelah melakukan kegiatan belajar 3, peserta didik diharapkan dapat: 1. e-Module Bioteknologi 26 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Tarik perhatian pembaca Anda dengan menyoroti salah satu poin utama. Student Orientation to the Problem Organize Student Pada kegiatan sebelumnya, kamu telah mengetahui berbagai manfaat bioteknologi dalam kehidupan manusia, di antaranya dalam bidang pangan, pertanian, peternakan, kesehatan, lingkungan, dan forensik. Hingga saat ini ilmuwan terus melakukan penelitian untuk menghasilkan suatu produk baru, sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan manusia. Akan tetapi, selain memberikan berbagai keuntungan, penerapan bioteknologi juga memiliki dampak negatif, lho. Simak materi dan ikuti kegiatan agar kamu dapat mengetahuinya! e-Module Bioteknologi 27 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains D. Dampak Penerapan Bioteknologi 1. Dampak Positif a. Bidang Lingkungan Bioteknologi dapat digunakan untuk perbaikan lingkugan misalnya dalam hal mengurangi pencemaran dengan adanya teknik pengolahan limbah dan dengan memanipulasi mikroorganisme. Dampak positif bioteknologi terhadap lingkungan hidup terlihat dari beberapa mikroorganisme yang dimanfaatkan sebagai penghasil energi, pencerna limbah, pemisah logam dari bijinya dan kompos. Cobalah kerjakan lembar kerja berikut ini agar kamu dapat menyelidiki salah satu dampak positif bioteknologi terhadap lingkungan! Ayo Selidiki ! Buatlah kelompok terdiri dari 4-5 orang Pindailah kode yang ditunjuk tangan untuk mengerjakan lembar kerja ini Ikutilah petunjuk yang ada 1. 2. 3. Amati video melalui link berikut ini! http://bitly.ws/CicB Identifikasilah permasalahan-permasalahan yang ada!
e-Module Bioteknologi 28 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Agar tidak terjadi lagi pencemaran lingkungan karena penggunan pestisida, solusi apa yang dapat dilakukan? Kembangkan sebanyak mungkin ide solusi dengan menerapkan ilmu bioteknologi. Tuliskan peran bioteknologi dalam mengatasi permasalahan yang kalian temukan! Individual and Group Research Guide Develop and Present the Work Analyze and Evaluate the Problem Solving Process Dari beberapa ide solusi yang telah kalian peroleh, pilihlah satu ide terbaik dan sertakan alasan mengapa memilih ide tersebut!
e-Module Bioteknologi 29 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains b. Bidang Kesehatan Dampak positif bioteknologi di bidang kesehatan terlihat dari kemampuan teknologi bayi tabung untuk membantu pasangan suami istri yang kesulitan memiliki anak. Selain itu, penggunaan rekayasa genetika pada bakteri juga telah menghasilkan insulin buatan yang berguna bagi penderita diabetes. Kemajuan di bidang medis juga terlihat pada penemuan obat-obatan dan vaksin baru yang menggunakan virus yang sudah dinonaktifkan. Bioteknologi juga digunakan untuk pembuatan antibodi monoklonal, vaksin, terapi gen, dan antibiotik. Penambahan DNA asing pada bakteri merupakan prospek yang menjanjikan untuk memproduksi hormon atau obat-obatan dalam dunia kedokteran, seperti insulin, hormon pertumbuhan, dan zat antivirus interferon. c. Bidang Sosial Ekonomi Bioteknologi memiliki dampak positif pada bidang sosial dan ekonomi dengan memberikan solusi untuk mengatasi masalah sosial manusia. Dampak positif ini bersamaan dengan dampak pada bidang lain, seperti pertanian, kesehatan, dan lingkungan. Melalui inovasi bioteknologi, terdapat banyak lapangan kerja yang tersedia, yang pada akhirnya dapat meningkatkan kesejahteraan ekonomi. Selain itu, bioteknologi juga mampu memperbaiki lingkungan, sehingga membantu menciptakan iklim sosial yang tenang dan memupuk sikap peduli pada sesama. 2. Dampak Negatif a. Bidang Lingkungan Penerapan bioteknologi dapat mengakibatkan dampak negatif pada lingkungan, misalnya produksi tempe atau kecap dalam jumlah besar dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Limbah cair dan kulit kedelai dari proses pembuatan tempe jika dibiarkan tergenang dalam waktu lama dapat mengubah lingkungan menjadi tidak sehat. Selain itu, pelepasan makhluk transgenik ke alam liar dapat mencemari lingkungan dan berbahaya. Tanaman transgenik dapat menjadi gulma, memungkinkan masuknya gen dari gulma dan virus, yang dapat memperburuk kondisi dan membahayakan organisme lainnya. Penggunaan bioteknologi juga dapat memicu hilangnya keanekaragaman plasma nutfah, yaitu koleksi sumber daya genetik dari berbagai jenis tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Monokultur dan praktik budidaya hewan dan tumbuhan unggul dapat menyebabkan hilangnya plasma nutfah yang penting tersebut.
e-Module Bioteknologi 30 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains b. Bidang Kesehatan Banyak masyarakat yang khawatir bahwa pengembangan tanaman dan hewan transgenik berbahaya bagi kesehatan manusia. Hal ini disebabkan di dalam organisme transgenik terdapat kombinasi gen baru, yang mungkin menyebabkan reaksi alergi pada orang yang sensitif. Studi menunjukkan bahwa tanaman kedelai transgenik yang mengandung gen dari kacang Brazil dapat menyebabkan reaksi alergi pada orang yang sensitif terhadap kacang Brazil. Selain itu, produk bioteknologi seperti alkohol dapat disalahgunakan untuk membuat minuman beralkohol yang dapat berdampak buruk bagi kesehatan. c. Bidang Sosial Ekonomi Produk-produk bioteknologi juga berdampak pada aspek ekonomi dan sosial. Seseorang dengan modal dapat mengembangkan pertanian transgenik untuk meningkatkan produksi dengan kualitas yang lebih baik. Namun, ini dapat mengancam keberlangsungan petani tradisional yang tidak dapat bersaing dalam pasar. Jika terjadi terus menerus, kesenjangan ekonomi dapat semakin membesar. Selain itu, jika negara maju memasarkan produk organisme transgenik dalam perdagangan internasional, negara berkembang akan kesulitan bersaing dan mungkin mengalami penurunan pendapatan. Akibatnya, negara berkembang dapat menjadi tergantung pada produk negara maju.
Tarik perhatian pembaca Anda dengan menyoroti salah satu poin utama. Rangkuman 1. Bioteknologi merupakan penerapan prinsip-prinsip biologi, biokimia, ilmu rekayasa, serta ilmu lainnya dalam pengolahan bahan dengan memanfaatkan makhluk hidup dan komponen- komponennya untuk menghasilkan produk sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan manusia. 2. Bioteknologi dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern. 3. Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk dan jasa, misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme tubuh sehingga diperoleh produk yang diinginkan. 4. Bioteknologi modern dalam produksi pangan dilakukan dengan menerapkan teknik rekayasa genetika. Rekayasa genetika adalah kegiatan manipulasi gen untuk mendapatkan produk baru dengan cara memanipulasi materi genetik, baik dengan cara menambah atau menghilangkan gen tertentu. 5. Contoh produk bioteknologi konvensional adalah tapai, tempe, yoghurt, keju, dan kecap. Contoh produk bioteknologi modern adalah organisme transgenik. 6. Bioteknologi banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang di antaranya dalam bidang pangan, pertanian, peternakan, kesehatan, lingkungan, dan forensik. 7. Aplikasi bioteknologi dalam bidang pangan yaitu dihasilkannya produk makanan dan minuman melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroba seperti pada pembuatan tape, kecap, yoghurt, dll. 31 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Tarik perhatian pembaca Anda dengan menyoroti salah satu poin utama. 8. Aplikasi bioteknologi di bidang pertanian yaitu diciptakannya bibit unggul yang akan memberikan produk bermutu tinggi, misalnya tahan terhadap hama atau mampu menambah nilai gizi, seperti dikembangkannya golden rice yang mengandung vitamin A. 9. Aplikasi bioteknologi dalam bidang peternakan yaitu peningkatan produksi susu dilakukan dengan cara memproduksi hormon bovine somatotropin (bST), pengembangan hewan ternak sehingga tahan terhadap penyakit, dan memiliki pertumbuhan yang cepat. 10. Aplikasi bioteknologi dalam bidang kesehatan misalnya dihasilkannya antibiotik, vaksin, hormon insulin sintetis, dan antibodi monoklonal. 11. Bioteknologi juga banyak digunakan dalam bidang lingkungan, misalnya melalui bioremediasi, yaitu pemanfaatan bakteri untuk mendegradasi atau menguraikan polutan yang mencemari lingkungan. 12. Selain membawa manfaat ternyata bioteknologi dapat merugikan manusia, misalnya: a. Produk bioteknologi hasil rekayasa genetika dapat menyingkirkan plasma nutfah, yaitu jenis makhluk hidup yang masih memiliki sifat asli; b. Produk makanan beralkohol menimbulkan dampak buruk bagi kesehatan bila dikonsumsi. 32 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Evaluasi 1.Peserta didik kelas IX C melakukan percobaan pembuatan tape singkong dengan langkah-langkah sebagai berikut. 1)Mengupas singkong dan mencuci hingga bersih 2)Mengukus singkong hingga matang dan menunggu hingga dingin 3)Memasukkan singkong ke dalam wadah yang telah diberi alas daun pisang 4)Melumuri singkong dengan ragi 5)Menutup singkong yang dengan daun pisang di atasnya 6)Menutup wadah dengan rapat dan tunggu hingga 2 hari. Setelah 2 hari, mereka membuka wadah tersebut. Ternyata tape singkong milik kelompok 3 belum lunak dan tidak tercium bau alkohol. Sedangkan tape singkong milik kelompok lain lunak dan tercium bau alkohol. Setelah diselidiki ternyata wadah kelompok 3 tidak menggunakan penutup daun pisang serta wadah yang digunakan tidak tertutup dengan rapat. Pernyataan yang menjelaskan penyebab gagalnya tape singkong milik kelompok 3 adalah…. a.Wadah yang kurang rapat menyebabkan masuknya bakteri yang mematikan ragi sehingga tidak terjadi proses fermentasi pada singkong b.Wadah yang kurang rapat menyebabkan suhu udara dalam wadah tidak stabil sehingga proses fermentasi tape singkong terganggu c.Ragi tidak bekerja dengan baik karena tape singkong tidak ditutup daun pisang sehingga tidak terjadi d.Ragi yang berperan dalam proses fermentasi tidak dapat berkembang biak dengan baik karena ada oksigen yang masuk Kerjakan evaluasi berikut ini dengan memilih salah satu jawaban yang tepat! 33 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains
Nomor yang menunjukkan perbedaan bioteknologi konvensional dan modern dengan benar adalah. . . . a. 1 dan 2 b. 2 dan 3 c. 1 dan 4 d. 3 dan 4 2. Perhatikan tabel berikut ini! a No Bioteknologi Konvensional Bioteknologi Modern 1 Menggunakan peralatan yang mudah diperoleh Menggunakan peralatan yang sederhana 2 Menggunakan makhluk hidup secara langsung Melibatkan rekayasa genetika 3 Tidak mengubah sifat organisme yang digunakan Mengubah sifat organisme yang digunakan 4 Rumit dan memerlukan ketelitian tinggi Sederhana dan mudah dilakukan 32 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Dari beberapa langkah di atas, yang termasuk produk bioteknologi adalah . . . . 3. Berikut ini beberapa daftar makanan olahan singkong. a. 1, 2, 5 b. 1, 3, 4 c. 1, 5, 8 d. 2, 6, 7 1) Tape 2) Getuk 3) Lemet 4) Combro 5) Peuyeum 6) Gatot 7) Klepon singkong 8) Growol 4. Proses peningkatan mutu pangan dapat dilakukan dengan menerapkan bioteknologi konvensional. Bioteknologi konvensional yang dapat dilakukan untuk meningkatkan mutu pangan dari bahan dasar singkong adalah . . . .
a. Acetobakter xylinum untuk gula menjadi alkohol b. Lactobacillus lactis untuk mengubah amilum menjadi gula c. Saccharomyces cerviseae untuk mengubah amilum menjadi gula d. Aspergilus wentii untuk mengubah amilum menjadi alkohol 5. Berikut ini langkah-langkah pembuatan gatot. Dari beberapa langkah di atas, yang melibatkan proses bioteknologi adalah. . . . a. Pengupasan singkong karena menggunakan teknologi berupa pisau untuk memotongnya b. Pencampuran gaplek dengan parutan kelapa karena menggunakan teknologi berupa spatula atau centong c. Penjemuran gaplek karena terjadi fermentasi spontan yang melibatkan mikroba d. Pengukusan gaplek karena terjadi perubahan susunan molekul pada gaplek 1) Pengupasan singkong 2) Pemotongan singkong menjadi kecil-kecil 3) Penjemuran singkong 4) Perendaman singkong kering (gaplek) 5) Pencampuran gaplek dengan garam 5) Pengukusan singkong 6) Pencampuran gaplek dengan parutan kelapa 33 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains 6. Hewan transgenik pada awalnya digunakan oleh para ilmuwan sebagai bahan penelitian untuk menemukan jenis penyakit yang menyerang hewan tertentu dan cara mengatasinya. Kini para ilmuwan menggunakan teknik rekayasa genetika untuk berbagai keperluan dalam bidang peternakan, salah satunya meningkatkan produksi susu. Cara untuk meningkatkan produksi susu menggunakan teknik rekayasa genetika adalah dengan cara . . . . a. Memproduksi hormon bovine somatotropin (bST) b. Menyuntikkan hormon bovine somatotropin (bST) pada sapi perah c. Menambahkan mikroorganisme pada susu d. Menggunakan gen pengode enzim lysostaphin
e-Module Bioteknologi 34 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains 7. Dalam tubuh manusia, hormon insulin diproduksi oleh pankreas untuk menurunkan kadar gula darah dengan mengubah glukosa menjadi glikogen. Bapak Roni kekurangan insulin sehingga dokter menyatakan Bapak Roni terkena penyakit diabetes melitus. Untuk menolong Bapak Roni, dapat dilakukan suntik insulin yang diperoleh dari penerapan bioteknologi dengan melakukan. . . . a.kloning Escherichia coli setelah gennya diradiasi menjadi genpembentuk insulin b. pembiakan Escherichia coli pada medium ekstrak pankreas manusia c. penyisipan gen manusia pembentuk insulin pada plasmid ke dalam bakteri Escherichia coli d. fermentasi oleh bakteri Escherichia coli terhadap ekstrak pankreas tikus 8. Ketika keluarga besar Rima berkumpul untuk hajatan, Ibu Rima membuatkan hidangan tape singkong. Setelah acara selesai, tapai singkong tersebut masih tersisa beberapa buah. 3 hari kemudian, Rima mencoba memakan tape tersebut, namun ternyata rasanya sudah pahit. Rasa pahit pada tapai singkong disebabkan oleh terbentuknya . . . .a. Alkohol oleh jamur Saccharomyces b. Asam cuka oleh bakteri Acetobacter sp. c. Metana oleh bakteri Metanobacterium sp. d. Jamur oleh jamur Aspergillus flavus 9. Kemajuan bioteknologi mampu mengubah peradaban dunia sehingga mensejahterakan kehidupan manusia. Selain berdampak positif, seiring perkembangannya pemanfaatan bioteknologi juga berdampak negatif terhadap kualitas lingkungan di mana manusia hidup di dalamnya. Salah satu dampak negatifnya adalah tersebut adalah . . . . a.Adanya penggunaan bakteri Thiobacillus ferrooksidans untuk pengolahan tembaga b.Munculnya tanaman transgenik yang tahan terhadap hama c.Meningkatnya keanekaragaman hayati dalam lingkungan d.Menurunnya keanekaragaman hayati dalam lingkungan
35 e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains 10. Tanaman transgenik umumnya memiliki sifat-sifat unggul, tetapi ternyata tanaman tersebut dapat merusak ekosistem, misalnya penanaman tanaman transgenik yang tahan hama dapat menyebabkan. . . . a. Tanaman di sekitarnya yang berbeda jenis tumbuh kerdil karena tanaman transgenik banyak menyerap unsur hara b. Hewan yang mengonsumsi tanaman transgenik menjadi mandul karena terkontaminasi gen asing c. Hama menjadi kekal dalam kurun waktu yang lama sehingga perlu menggunakan pestisida dosis tinggi d. Tubuh tanaman transgenik tidak dapat diuraikan oleh bakteri sehingga menjadi limbah pertanian
Glosarium e-Module Bioteknologi 36 Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains Antibiotik : segolongan molekul, baik alami maupun sintetik, yang mempunyai efek menekan atau menghentikan suatu proses biokimia pada organisme, khususnya dalam proses infeksi oleh bakteri. Antibodi : protein berukuran besar berbentuk huruf Y yang digunakan oleh sistem imun untuk mengidentifikasi dan menetralkan benda asing seperti bakteri dan virus patogen. Enzim : biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis dalam suatu reaksi kimia organik. Fermentasi : fermentasi dalam pemrosesan bahan pangan adalah pengubahan karbohidrat menjadi alkohol dan karbon dioksida atau asam amino organik menggunakan ragi, bakteri, fungi atau kombinasi dari ketiganya di bawah kondisi Mikroorganisme : organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Hormon : pembawa pesan kimiawi antar sel atau antar kelompok sel. Hormon Insulin : sebuah hormon polipeptida yang mengatur metabolisme karbohidrat. Selain merupakan "efektor" utama dalam homeostasis karbohidrat, hormon ini juga ambil bagian dalam metabolisme lemak dan protein - hormon ini bersifat anabolik yang artinya meningkatkan penggunaan protein. Metabolisme : seluruh reaksi biokimia yang bertujuan untuk mempertahankan kehidupan yang terjadi di dalam suatu organisme. Rekayasa Genetika : manipulasi langsung gen suatu organisme menggunakan bioteknologi.
Daftar Pustaka Harmayani, Eni dkk. 2017. Makanan Tradisional Indonesia Seri 1. Yogyakarta: UGM Press. Mulyati, Reni. 2018. Bioteknologi di Sekitar Kita. Klaten: Intan Pariwara. Reffiane, Fine dkk. 2021. Penerapan Model Hybrid Learning Berpendekatan Etno-STEM 2. Pekalongan: Nasya Expanding Management. Wardani, Agustin K dkk. 2017. Pengantar Bioteknologi. Malang: UB Press. Zubaidah, Siti dkk. 2018. Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas IX Semester 2. Jakarta: Kemendikbud. e-Module Bioteknologi Berbasis STEM Terintegrasi Etnosains 37