Menganalisis hubungan antarkomponen dan aliran energi dalam suatu ekosistem.

http://www.youtube.com/watch?v=Cd1M9xD482s

Suatu ekosistem disusun oleh komponen biotik dan abiotik. Biotik meliputi semua makhluk hidup. Komponen abiotik merupakan keadaan fisik dan kimia di sekitar individu yang merupakan medium dan substrat untuk berlangsungnya kehidupan. Contohnya adalah udara dan air. Komponen-komponen dalam ekosistem, baik komponen biotik maupun abiotik, saling berhubungan/berinteraksi. Bentuk interaksi sebagai berikut.

1. Interaksi Antarkomponen Biotik dan Abiotik

     Interaksi komponen biotik dengan abiotik di antaranya dapat dijumpai pada penggunaan oksigen untuk pernapasan , pemanfaatan cahaya matahari untuk fotosintesis, dan keberadaan cacing yang dapat mempengaruhi kesuburan tanah.

2. Interaksi Antarkomponen Biotik

     Interaksi antar makhluk hidup terjadi untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Macam interaksi antarkomponen biotik sebagai berikut :

a. Predasi adalah hubungan antara pemangsa dengan mangsa. Contohnya adalah rusa dengan singa, dan sebagainya.

b. Kompetisi, interaksi yang terjadi karena persaingan makhluk hidup untuk memperoleh kebutuhan hidup berupa makanan, tempat berlindung, dan pasangan untuk kawin. Contohnya adalah singa dan harimau yang sama-sama hidup di hutan berkompetisi untuk mendapatkan rusa sebagai makanan mereka.

c. Simbiosis, hidup bersama antara dua species yang berbeda. Simbiosis dibedakan menjadi tiga yaitu simbiosis mutualisme, komensalisme, dan parasitisme.

1) Simbiosis mutualisme adalah interaksi antara dua species berbeda yang saling menguntungkan. Contohnya adalah bakteri Rhyzobium yang hidup pada bintil akar kacang-kacangan.

2) Simbiosis komensalisme adalah interaksi antara 2 species berbeda yang salah satu diuntungkan, sedangkan species lain tidak diuntungkan maupun dirugikan. Contohnya adalah Anggrek yang menempel pada pohon.

3) Simbiosis parasitisme adalah interaksi antara 2 species berbeda yang salah satu diuntungkan, sedangkan species lainnya dirugikan. Contohnya adalah Plasmodium dengan manusia.

D. Netral, yaitu hubungan antara individu dari anggota populasi berbeda yang keduanya tidak saling mempengaruhi. Misalnya ayam dan kambing pada suatu halaman berumput.

E. Antibiosis yaitu interaksi antara makhluk hidup, salah satu makhluk hidup mengeluarkan zat antibiotik yang dapat membahayakan makhluk hidup lain. Contohnya adalah interaksi jamur Penicillium dengan mikroorganisme lainnya. 

3. Aliran Energi

     Berdasarkan peranannya, komponen biotik dibedakan menjadi tiga golongan yaitu produsen, konsumen dan pengurai. Produsen merupakan organisme autotrof. Produsen merupakan sumber energy utama bagi organisme lain. Konsumen merupakan organisme heterotrof. Pengurai berfungsi merombak sisa produk organisme atau organisme yang mati. Contoh pengurai yaitu jamur dan bakteri. Antara produsen dan konsumen akan terjadi proses makan dan dimakan yang disebut rantai makanan. Beberapa rantai makanan akan membentuk jaring-jaring makanan. Susunan jaring-jaring makanan lebih kompleks dibandingkan rantai makanan.

     Organisme yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat-tingkat trofik. Tingkatan trofik dalam suatu rantai makanan dapat digambarkan sebagai piramida makanan. Tumbuhan atau produsen menempati tingkat trofi I, konsumen 1 menempati tingkat trofik II, konsumen 2 menempati tingkat trofik III, dan seterusnya.

     Selain dimulai dari produsen, rantai makanan juga dapat dimulai dari detritus. Detritus adalah partikel-partikel organik hasil penguraian organisme yang telah mati dan organisme. Pemakan detritus dan detritivor. Contoh detritivor yaitu cacing, dan rayap. Detritivor dapat membentuk rantai makanan yang disebut rantai makanan detritus.

     Dalam suatu rantai makanan terjadi aliran energi. Herbivora ( konsumen primer ) memperoleh energi dari produsen, sedangkan karnivora memperoleh energi dari konsumen primer. Demikian seterusnya sampai konsumen terakhir. Jadi, dalam hubungan makan dan dimakan terjadi aliran energy dari lingkungan abiotik, ke produsen, lalu ke konsumen dan terakhir kembali ke alam.

 

Dampak aplikasi bioteknologi bagi masyarakat dan lingkungan

Bioteknologi telah menghasilkan produk – produk yang bermanfaat untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Selain itu, bioteknologi juga menimbulkan dampak positif maupun negatif bagi masyarakat dan lingkungan. Dampak dalam bidang sosial ekonomi dan kesehatan.

Salah satu dampak positif dari bioteknologi ini berupa penemuan tumbuhan yang tahan serangga, membuat lingkungan terbebas dari dampak pestisida. Namun, penanaman tanaman transgenik secara massal, dikhawatirkan mengganggu ekosistem. Dampak negatif juga timbul dalam bidang sosial ekonomi seperti, munculnya kecemburuan terhadap penanaman modal besar yang memperoleh tanaman transgenik kualitas unggul, tetapi para petani makin terpuruk karena tidak mendapatkannya. Adapun dampak dalam bidang kesehatan berupa ditemukannya beberapa orang yang alergi terhadap insulin transgenik.

Beberapa dampak negatif dan penanggulangan dari bioteknologi:

  • Alergi : Gen asing yang disisipkan pada organisme yang menjadi makanan manusia dapat menyebabkan alergi terhadap individu tertentu. Dalam pencegahannya, perlu dilakukan pengujian dalam jangka waktu yang lama untuk memastikan ada tidaknya efek negatif terhadap konsumen. Selain itu, produk yang mengandung organisme hasil rekayasa bioteknologi harus diberi label dengan jelas guna memberi informasi kepada konsumen mengenai produk yang akan dikuonsumsi.
  • Hilangnya plasma nutfah : Plasma nutfah atau keanekaragaman makhluk hidup dapat musnah akibat budidaya hewan atau tumbuhan unggul saja. Kepunahan plasma nutfah dapat diatasi dengan melakukan pemeliharaan berbagai jenis hewan dan tumbuhan di suatu situs konservasi tertentu.
  • Rusaknya ekosistem : Gangguan terhadap kondisi normal lingkungan dapat menyebabkan rusaknya ekosistem. Salah satu contohnya seperti tanaman kapas Bt. Selain tanaman tersebut menyebabkan matinya hama ulat yang memakannya, hal ini juga diduga menjadi penyebab larva kupu – kupu lain ikut mati.

Contoh Soal:

  1. Keberhasilan rekayasa genetika menghasilkan tumbuhan unggul dan pengembangan hasilnya terus – menerus telah meningkatkan kekhawatiran banyak kalangan, terutama ahli biologi, karena…(UN 2013/2014)

A. menurunkan populasi plasma nutfah

B. memberikan keunggulan sesaat pada manusia

C. sifat unggul tidak dapat dipertahankan

D. sifat unggul memiliki toleransi yang tinggi terhadap lingkungan

E. gen-gen unggul plasma nutfah menjadi inaktif

Pembahasan : Apabila organisme hasil rekayasa genetika yang bersifat unggul dikembangkan secara massal, makan organisme lokal yang tidak memiliki sifat unggul tidak akan dikembangkan lagi. Sehingga akan tersingkir dan mengakibatkan penurunan plasma nutfah.

2. Dampak negatif yang mungkin ditimbulkan oleh adanya tanaman transgenik pada manusia adalah…(UN 2012/2013)

A. banyak organisme yang mati keracunan

B. timbulnya alergi pada beberapa orang

C. populasi hama meningkat

D. hilangnya plasma nutfah

E. ketergantungan teknologi

Pembahasan : Alergi merupakan respon alamiah yang diberikan oleh sistem imun manusia. Alergi dapat disebabkan tubuh dimasuki oleh gen asing. Tanaman transgenik merupakan tanaman yang disisipkan gen yang memunculkan sifat unggul pada tanaman tersebut, gen tersebut merupakan gen yang berasal dari luar tubuh (gen asing).

3. Tanaman transgenik umumnya memiliki sifat – sifat unggul yang diinginkan, tetapi ternyata tanaman tersebut dapat merusak ekosistem, misalnya penanaman tanaman transgenik tahan hama yang menyebabkan… (UN 2012/2013)

A. tanaman sekitarnya yang berbeda jenis tumbuh kerdil karena tanaan transgenik banyak menyerap unsur hara.

B. hewan yang mengonsumsi tanaman transgenik menjadi mandul karena terkontaminasi gen asing.

C. populasi kupu – kupu yang membantu proses penyerbukan musnah dan produksi tanaman menurun

D. tubuh tanaman transgenik tidak dapat diuraikan oleh bakteri sehingga menjadi limbah pertanian.

E. dalam waktu yang lama hama menjadi kebal sehingga perlu menggunakan pestisida dosis tinggi.

Pembahasan: Tanaman transgenik menimbulkan dampak negatif terhadap ekosistem yaitu populasi kupu – kupu yang membantu proses penyerbukan musnah dan produksi tanaman menurun. Hal ini disebabkan oleh gen asing yang disisipkan dalam tanaman transgenik dapat mematikan hama tanaman. Namun demikian, gen tersebut juga bersifat mematikan bagi serangga lain yang juga memakan bagian tanaman transgenik.

4. Dampak negatif yang mungkin ditimbulkan oleh adanya pemuuliaan tanaman berbiji dengan cara radiasi induksi adalah… (UN 2012/2013)

A. tidak dapat bereproduksi secara vegetatif

B. tidak dapat bereproduksi secara generatif

C. tanaman rentan terkena penyakit

D. pengendalian hama harus lebih terpadu

E.  menggunakan medium khusus untuk penanamannya

Pembahasan : Penyinaran dengan sinar gamma dapat menembus biji hingga lapisan DNA, yang dapat merubah sifat pada keturunannya. Keuntungan radiasi induksi adalah ditemukannya varietas baru dengan sifat unggul seperti semangka tanpa biji. Meskipun demikian, jika sinar gamma mengenai sel vegetatid makan akan menimbulkan kanker. Varietas tanaman berbiji tanpa biji akan mengalami kesulitan untuk mendapatkan keturunan.

5.Pernyataan – pernyataan berikut mengenai dampak negatif dari penerapan bioteknologi.

  1. melehmahnya sistem kekebalan tubuh
  2. berkurangnya keanekaragaman genetik
  3. timbulnya gejala alergi
  4. terganggunya keseimbangan alam

Dampak negatif bioteknologi dalam bidang lingkungan dan kesehatan secara berturut – turut adalah…

A. 1 dan 2

B. 2 dan 1

C. 2 dan 3

D. 3 dan 4

E. 4 dan 1

Pembahasan: Bioteknologi dalam kehidupan selain memberi manfaat juga dapat menimbulkan dampak negatif. Dalam bidang lingkungan misalnya, dapat mengakibatkan berkurangnya keanekaragaman hayati. Sementara itu, dalam bidang kesehatan dapat menimbulkan reaksi alergi serta resistan terhadap antibiotik.

6. Perthatikan dampak negatif bioteknologi berikut!

  1. terjadinya kesenjangan dan kecemburuan dalam masyarakat karena produk – produk dari petani tradisional mulai tersisih.
  2. dapat mengakibatkan alergi pada manusia yang mengonsumsi tanaman transgenik.
  3. dapat menimbulkan ketidakseimbangan ekosistem
  4. para petani tradisional kehilangan mata pencahariannya
  5. menimbulkan ketergantungan manusia terhadap bioteknologi

Setelah ditemukan tanaman transgenik yang bersifat unggul, sebagian besar orang berkeinginan membudidayakan tanaman yang seragam dalam jumlah melimpah. Dampak negatif pada bidang sosial ekonomi yang dapat ditimbulkan bioteknologi tersebut terdapat pada nomor…

A. 1 dan 3

B. 1 dan 4

C. 2 dan 3

D. 3 dan 4

E. 3 dan 5

Pembahasan: Dampak negatif yang ditimbulkan pada bioteknologi tersebut di bidang sosial ekonomi berupa kecemburuan dalam masyarakat, kerna produk – produk dari petani tradisional mulai tersisih sehingga berimbas pada petani tradisional yang kehilangan mata pencahariannya.

7. Tanaman transgenik umumnya memiliki sifat – sifat unggul yang diinginkan, tetapi ternyata tanaman tersebut dapat merusak ekosistem. contohnya budi daya transgenik tahan hama dapat menyebabkan…

A. serangga yang mengonsumsi tanaman transgenik menjadi mandul karena terkontaminasi gen asing sehingga semakin lama akan menjadi punah.

B. tanaman di sekitarnya yang berbeda jenis tumbuh kerdil karena tanaman transgenik banyak menyerap unsur hara

C. populasi kupu – kupu yang membantu proses penyerbukan meningkat karena berkurangnya serangga pesaing.

D. tubuh tanaman transgenik tidak dapat diuraikan oleh bakteri sehingga menjadi limbah pertanian.

E. perlu menggunakan pestisida dosis tinggi yang dapat merusak lingkungan

Pembahasan: tanaman transgenik dapat merusak ekosistem seperti tanaman kapas antiserangga yang dapat menyebabkan serangga yang memakannya menjadi mandul dan semakin lama akan terjadi kepunahan serangga tersebut.

8. Penerapan bioteknologi untuk mendapatkan varietas – varietas unggul akan menjurus pada …

A. Meningkatnya jenis hama tanaman

B. Meningkatnya keanekaragaman genetik

C. Meningkatnya keanekaragaman ekologi

D. Menurunkan kualitas produk pertanian

E. Menurunkan kualitas lingkungan

Pembahasan : Penerapan bioteknologi untuk mendapatkan varietas-varietas unggul akan menjurus pada meningkatnya keanekaragaman genetik.

9. Bioteknologi banyak memberikan keuntungan bagi manusia. Tetapi, perkembangan bioteknologi juga mempunyai dampak negatif. Salah satu dampak negatif bioteknologi di bidang sosial ekonomi masyarakat adalah…

A. Produk bioteknologi dapat menimbulkan resistan hama.

B. Tanah petani rusak akibat pencemaran produk bioteknologi.

C. Petani tradisional merugi karena produk hasil pertaniannya tersingkir.

D. produk bioteknologi belum teruji sehingga risiko kerugian ditanggung petani cukup besar.

E. Produk pertanian bioteknologi belum menghasilkan keuntungan jika tidak ditanam pada lahan yang luas.

Pembahasan: Selain dapat meningkatkan produksi pangan, produk bioteknologi ini semakin diminati konsumen. Dengan demikian, hasil panen petani tradisional semakin tersingkirkan. Hal tersebut menimbulkan kesenjangan sosial dan ekonomi antara petani tradisional dengan petani tanaman hasil bioteknologi.

10. Keberhasilan rekayasa genetika menghasilkan tumbuhan unggul dan pengembangan hasilnya terus – menerus telah meningkatkan kekuatiran banyak kalangan, terutama ahli biologi karena…

A. berkurangnya keanekaragaman hayati

B. memberikan keunggulan yang sesaat pada manusia

C. sifat unggul tidak dapat dipertahankan

D. sifat unggul memiliki toleransi yang tinggi terhadap lingkungan

E. gen – gen unggul plasma nutfah menjadi inaktif

Pembahasan: Dengan menambah, mengurangi, dan menggabungkan DNA dari sumber DNA yang berbeda, susunan DNA asli semakin lama semakin punah. Hal ini menyebabkan semakin menurunnya populasi plasma nutfah atau dengan kara lain, keanekaragaman hayati berkurang

11. Tindakan yang mungkin dilakukan menusia untuk mencegah dampak negatif dari bioteknologi adalah …

A. Menggunakan bibit lokal supaya tanaman lebih adaptif

B. Menggunakan pestisida pekat untuk memberantas hama

C. Untuk menghambat perkembangbiakan hama dilakukan sistem monokultur

D. Meningkatkan produksi dengan melaksanakan pemupukan dengan pupuk buatan

E. Memanfaatkan mikroorganisme transgenik dalam pengelolaan limbah

Pembahasan: Salah satu dampak negatif bioteknologi adalah berkurangnya keanekaragaman hayati. Untuk mengatasi hal tersebut dilakukan penyeimbangan antara penanaman tanaman transgenik dengan tanaman lokal.

12. Berikut ini bahaya dari bioteknologi, kecuali…

A. Digunakan untuk senjata biologis

B. Memunculkan organisme strain jahat

C. Mengganggu keseimbangan lingkungan

D. Menyalahi hukum dan nilai masyarakat

E. Menambah keanekaragam hayati

Pembahasan: Hal hal diatas termasuk bahaya berkembannya bioteknologi, kecuali menambah keanekaragaman hayati

13. Dampak negatif yang ditimbulkan oleh kemajuan ilmu dan teknologi terhadap sumber daya manusia adalah…

A. Timbulnya pengangguran tenaga kerja pasar

B. Menurunnya sumber plasma nutfah

C. Produksi yang berlebihan menyebabkan turunnya harga

D. Terjadinya perubahan sikap sosial

E. Lahan pertanian berkurang, produksi kecil

Pembahasan: Kemajuan ilmu dan teknologi disamping memberikan dampak positif terhadap kelestarian sumber daya alam, juga dapat memberikan dampak negative terutama pada sumber daya alam manusia. Dampak negatif yang dapat dirasakan pada sumber daya manusia adalah terjadinya perubahan sikap sosial.

14. Bioteknologi dapat dilakukan dengan memanfaatkan organisme, baik pada tingkat seluler atau molekul. Misalnya pada kultur jaringan, transgenik, dan kloning. Salah satu teknik yang banyak dikembangkan adalah dengan kultur jaringan. Jik popuilasi tanaman semusim dikembangkan terus – menerus melalui kultur jaringan secara turun – menurun, dampak yang terjadi adalah…

A. sel – sel selalu mengalami perubahan sampai mengalami fase tidak produktif

B. sel – sel semakin tidak adaptif terhadap lingkungan

C. gen – gen resesif termutasi menjadi gen dominan

D. reproduksi menurun karena gen – gen unggul tergeser

E. gen – gen dominan termutasi menjadi gen resesif

Pembahasan: Jika tanaman transgenik ditanam bersama tanaman sejenis nontransgenik, dikhawatirkan akan terjadi pencemaran gen. Pencemaran ini akan terjadi apabila tanaman transgenik menyerbuki tanaman nontransgenik.

15. Bioteknologi selain dapat memberikan keuntungan juga dapat memberikan dampak negatif di berbagai bidang. Misalnya adanya kesenjangan penghasilan antara pemilik hak paten produk bioteknologi dengan konsumen. Hal tersebut merupakan dampak negatif bioteknologi di bidang …

A. industri

B. kesehatan

C. sosial ekonomi

D. etika dan moral

E. lingkungan hidup

Pembahasan: kesenjangan sosial dan ekonomi pada masyarakat dikarenakan produk – produk alami mulai tersisih oleh adanya produk bioteknologi hasil rekayasa genetika. Untuk itu petani harus mengembangkan bibit hasil teknologi untuk dapat terus bersaing.

sumber:

  • Omegawati, Wigata, dkk. Detik-detik Biologi 2014/2015. 2015. Klaten: Intan Pariwara
  • Amalia, Uly,dkk.Paket Superintensif UN SMA IPA 2015.2014.Jakarta.cmedia

Bioteknologi konvensional / modern

Aplikasi Bioteknologi Konvensional dan Modern di Berbagai Bidang ;D

A. Bioteknologi dalam Bidang Pangan
Berikut adalah contoh makanan dari aplikasi bioteknologi yang paling sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari:

1) Tempe
Bahan dasar : kedelai
Proses : fermentasi nonalkoholik
Mikroorganisme yang berperan :
– Rhizopus oligosporus = menyintesis enzim pemecah protein/protease
– Rhizopus oryzae = menyintesis enzim pemecah pati / amilase

2) Tapai Ketan
Bahan dasar : ketan
Proses : fermentasi alkoholik
Mikroorganisme yang berperan :
– Mucor clamydosporus & Endomycopsis fibuligera = membantu memecah pati menjadi gula
– Saccharomyces cerevisiae = mengubah fruktosa dan glukosa menjado alkohol dan CO2

3) Yoghurt atau Keju
Bahan dasar : susu
Proses : fermentasi
Mikroorganisme yang berperan :
– Lactobacillus bulgaricus & Streptoccocus thermophillus = memfermentasi laktosa menjadi asam laktat

4) Minuman Beralkohol
Contoh : anggur, sake, dan wine
Proses : fermentasi
Mikroorganisme yang berperan :
– Jamur Aspergillus = mengubah pati menjadi glukosa
– Jamur Saccharomyces = mengubah glukosa menjadi etanol
– Bakteri Acetobacter = mengubah etanol menjadi asam cuka
– Bakteri Methanobacterium = mengubah asam cuka menjadi metanol

5) Nata de coco
Bahan dasar : Air kelapa
Proses : fermentasi air kelapa
Mikroorganisme yang berperan :
– Acetobacter xylinum = mengubah gula menjadi serat/selulosa

6) Kecap
Bahan dasar : kedelai
Proses : fermentasi kedelai yang dihaluskan
Mikroorganisme yang berperan :
– Arpegillus wentii = mengubah protein menjadi bentuk protein terlarut, peptida, pepton dan asam-asam amino

7) Mentega
Bahan dasar : krim dengan kadar lemak 25%-45% yang diperoleh dari susu sapi
Proses : emulsifikasi, pendinginan dan kristalisasi emulsi, tempering, kneading, pengemasan
Mikroorganisme yang berperan :
– Streptoccocus lactis & Lectonostoceremoris = membantu proses pengasaman

B. Bioteknologi dalam Bidang Pertanian

1) Tanaman Antiserangga
Tanaman yang tahan terhadap serangan hama serangga dapat diperoleh melalui proses transplantasi gen.
Proses transplantasi gen pada tanaman :
– mengisolasi plasmid Ti dari bakteri Agrobacterium tumefaciens.
– plasmid disisipi dengan gen delta endotoksin Bacillus thuringiensis.
– plasmid tersebut dimasukkan kembali pada bacteri Agrobacterium tumefaciens.
– plasmid akan memasukkan gen delta endotoksin ke kromoson sel tumbuhan.
– sel-sel tumbuhan yang mengandung gen tersebut ditumbuhkan dengan metode kultur jaringan.
Hasil : tanaman yang dihasilkan akan mampu memproduksi protein delta endotoksin sehingga serangga yang memakan tanaman tersebut akan mati keracunan.

2) Biofertilizer
Biofertilizer merupakan produk bioteknologi di bidang pertanian. Biofertilizer adalah mikrobia yang dapat digunakan sebagai pupuk hayati.
Berikut adalah beberapa peran dari pemakaian pupuk hayati (biofertilizer) :
– penyediaan dan peningkatan ketersediaan hara
– pengontrol organisme pengganggu tanaman
– pengurai bahan organik dan pembentuk humus
– perombak persenyawaan agrokimia

3) Kultur Jaringan
Teknologi ini memanfaatkan sifat totipotensi, yaitu kemampuan sel untuk berkembang menjadi satu individu utuh. Media yang digunakan untuk tumbuhnya akar adalah air atau pasir dan kerikil. Teknologi ini mampu menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dan waktu singkat.
Berikut adalah beberapa keuntngan dari penggunaan teknik kultur jaringan :
– pengadaan bibit tidak tergantung musim
– dapat diperoleh sifat-sifat yang diinginkan
– kualitas makanan dan gizi lebih baik, perbaikan mikronutrien
– potensi hasil panen yang lebih tinggi
– menciptakan bibit unggul

4) Hidroponik dan Aeroponik
Hidroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tumbuhnya. Untuk memperoleh zat makanan atau unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman,dilarutkan campuran pupuk organik pada air yang digunakan. Adapun keuntungan dari teknik hidroponik ini adalah :
– tumbuhan bebas dari hama dan penyakit
– produksi tanaman lebih tinggi
– tidak membutuhkan lahan luas
– tidak bergantung pada alam
– pengerjaannya mudah dan pemakaian pupuk lebih efisien
Sedangkan teknik aeroponik adalah teknik bercocok tanam tanpa menggunakan media sama sekali. Akar tanaman di letakkan menggantung dalam suatu wadah yang dijaga kelembapannya dari air yang biasanya berasal dari pompa bertekanan sehingga timbul uap air. Zat makanan diperoleh melalui larutan nutrien yang disemprotkan ke bagian akar tanaman. Secara garis besar, teknik aeroponik juga memiliki keuntungan seperti teknik hidroponik, namun pada teknik aeroponik, akar yang menggantung akan lebih banyak menyerap oksigen sehingga meningkatkan metabolisme dan kecepatan pertumbuhan tanaman.

C. Bioteknologi dalam Bidang Pertambangan
Penggunaan bakteri kemolitotrof Thiobacillus ferrooxidans yang digunakan untuk pemisahan logam tembaga dari bijinya.

D. Bioteknologi Bidang Kesehatan

1) Antibiotik
Antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh mikroorganisme terutama bakteri dan jamur yang dapat menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri dan mikroorganisme lain.
Contoh mikroorganisme yang digunakan dalam pembuatan antibiotik :
– Penicillium notatum menghasilkan antibiotik penisilin
– Jamur Cephalosporium menghasilkan antibiotik sefalosporin yang digunakan untuk obat radang paru-paru
– Jamur Streptomyces menghasilkan antibiotik streptomisin yang digunakan sebagai obat TBC

2) Interferon
Interferon adalah zat kimia yang dihasilkan tubuh sebagai respons terhadap infeksi virus. Interferon berfungsi sebagai pelindung tubuh terhadap serangan penyakit. Interferon dapat digunakan melalui rekayasa genetika. Terdapat tiga kelas interferon yaitu, alfa, beta, dan gamma yang memiliki peran masing-masing :
– Interferon-α dihasilkan oleh leukosit dan berperan sebagai molekul anti-viral. Penggunaan interferon-α untuk perawatan penderita hepatitis B dan hepatitis C dapat menginduksi hipotiroidisme atau hipertiroidisme, tiroiditis maupun disfungsi kelenjar tiroid.IFN-α memiliki efek anti-proliferatif dan anti-fibrosis pada sel mesenkimal.
– Interferon-β dihasilkan oleh fibroblas dan dapat bekerja pada hampir semua sel di dalam tubuh manusia.
– Interferon-γ dihasilkan oleh limfosit sel T pembantu dan hanya bekerja pada sel-sel tertentu, seperti makrofag, sel endotelial, fibroblas, sel T sitotoksik, dan limfosit B.

3) Antibodi Monoklonal
Pembuatan antibodi monoklonal menggunakan sel tumor dan sel limpa mamalia. Sel tumor memiliki kemampuan untuk memperbanyak diri tanpa henti, sedangkan sel limpa sebagai antigen yang akan menghasilkan antibodi. Hasil penggabungan kedua sel tersebut dinamakan sel hibridoma. Hibridoma menjadi teknik tersendiri dalam pembuatan sel yang dihasilkan dari fusi (penggabungan) antara sel B limfosit dengan sel kanker (jenis mieloma NS-1). Sifat dari sel hibridoma ini adalah immortal (sel abadi karena mampu bertahan hidup, membelah dan memperbanyak diri dalam jumlah tak terbatas dalam media kultur).

4) Pembuatan Insulin
Pembuatan insulin dilakukan dengan rekayasa genetika. Berikut adalah tahapan pembuatan insulin :
– gen manusia penghasil insulin diisolasi dari kromosom
– plasmid dari bakteri dikeluarkan dari bakteri
– gen penghasil insulin disisipkan pada plasmid bakteri
– plasmid yang telah mengandung gen insulin manusia lalu dikultur bersama-sama sel bakteri Escherichia coli sehingga bakteri tersebut mengandung plasmid rekombinan.
– gen penghasil insulin manusia tersebut dapat mengarahkan sel E.coli untuk menghasilkan insulin.
Hasil : insulin yang dihasilkan dapat digunakan untuk membantu penyakit diabetes melitus.

5) Pembuatan vaksin
Pembuatan vaksin dilakukan dengan rekayasa genetika. Berikut adalah tahapan pembuatan vaksin :
– mengisolasi gen yang mengkode antigen dari mikrobia yang bersangkutan
– gen tersebut disisipkan pada plasmid yang sama, namun sudah dilemahkan
– mikrobia yang telah disisipi gen tersebut akan membentuk antigen murni
Hasil : jika antigen ini disuntikkan pada manusia, sistem kekebalan tubuh akan membentuk antibodi yang berfungsi melawan antigen yang masuk ke tubuh.

E. Bioteknologi dalam Bidang Lingkungan

1) Penanganan Pencemaran Lingkungan
Mikroorganisme untuk mengatasi pencemaran lingkungan antara lain :
– Pseudomonas putida, menguraikan minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai maupun tumpahan minyak di laut.
– Bacillus subtilis, memisahkan logam berat yang ada dalam limbah industri
– Thiobacillus ferrooxidans, menangani limbah di pertambangan batu bara dengan teknik disulfurisasi batu bara.

2) Pembuatan Biogas
Biogas merupakan gas yang berasal dari hasil fermentasi senyawa organik oleh bakteri. Bahan-bahan organik seperti limbah dapur, kotoran hewan, dan sisa-sisa pertanian dapat dimanfaatkan untuk memproduksi biogas melalui proses fermentasi menggunakan mikroorganisme tertentu dalam keadaan anaerob.

LINK VIDEO :

SOAL DAN PEMBAHASAN (;

1) Contoh aplikasi bioteknologi dalam bidang industri pangan adalah pembuatan..
A. keju dengan bahan dasar susu
B. baso dengan bahan daging
C. tahu dengan bahan dasar kacang tanah
D. agar-agar dengan bahan dasar alga merah
E. sirop dengan bahan dasar gula tebu
(Ujian Nasional 2013/2014)
Jawaban : A
Bioteknologi adalah teknologi yang memanfaatkan organisme tertentu untuk meningkatkan kualitas suatu barang dan jasa. Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi modern dan kovensional. Salah satu aplikasi bioteknologi konvensional adalah pembuatan keju dengan bahan dasar susu melalui proses fermentasi oleh Lactobacillus bulgaricus. Sementara itu, bioteknologi modern banyak digunakan dalam bidang kesehatan, seperti pembuatan vaksin, antibodi monoklonal, dan insulin. Sedangkan pembuatan baso, tahu, agar-agar, dan sirop bukanlah penerapan bioteknologi.

2) Salah satu temuan penting di bidang kedokteran adalah pembuatan antibodi monoklonal. Terobosan bioteknologi ini didasarkan pada..
A. teknologi hibridoma
B. teknologi plasmid
C. pencangkokan gen
D. pencangkokan nukleus
E. teknik kultur jaringan
(Ujian Nasional 2013/2014)
Jawaban : A
Antibodi monoklonal merupakan penerapan bioteknologi modern menggunakan prinsip teknologi hibridoma/fusi protoplasma. Hibridoma dilakukan dengan menggabungkan dua sel dari jaringan yang sama atau dua sel dari organisme yang berbeda dalam satu medan listrik. Proses fusi tersebut akan menghasilkan sel yang dapat menghasilkan antibodi. Sementara itu, teknik plasmid dan pencangkokan gen merupakan prinsip dalam proses DNA rekombinan untuk menghasilkan organisme transgenik. Pencangkokan nukleus merupakan prinsip dasar dalam kloning. Adapun kultur jaringan merupakan teknik untuk memperbanyak tanaman secara vegetatif.

3) Berikut ini beberapa aplikasi bioteknologi
1. Fertilisasi in vitro
2. Teknik kultur jaringan
3. Teknologi hibridoma
4. Bioremediasi
5. Teknologi transgenik
Aplikasi biotenologi di bidang lingkungan dan pertanian berturut-turut adalah..
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 3 dan 4
E. 4 dan 5
(Ujian Nasional 2013/2014)
Jawaban : E
Salah satu penerapan bioteknologi di bidang lingkungan adalah bioremediasi. Bioremediasi adalah teknik penanganan masalah pencemaran dengan memanfaatkan mikroorganisme. Sementara itu, penerapan bioteknologi di bidang pertanian dapat dilakukan melalui beberapa teknik, yaitu kultur jaringan, hibridoma, dan teknologi transgenik. Kultur jaringan untuk memperbanyak tanaman secara vegetatif. Hibridoma dam teknik transgenik untuk menghasilkan tanaman transgenik bersifat unggul. Sedangkan fertilisasi in vitro digunakan dalam bidang bayi tabung dalam ilmu kedokteran.

4) Kedelai dapat diolah menjadi berbagai jenis makanan seperti kecap dan tempe dengan menerapkan bioteknologi konvensional yaitu fermentasi. Hal ini menunjukkan bahwa dari bahan yang sama dapat dihasilkan produk bioteknologi yang berbeda karena..
A. jenis mikroba yang berbeda mengeksresikan enzim yang berbeda
B. kecap dan tempe difermentasikan oleh bakteri berbeda
C. perbedaan lama fermentasi menghasilkan jenis produk yang berbeda
D. kecap difermentasikan oleh bakteri, sedangkan tempe difermentasikan oleh jamur
E. tempe tidak memerlukan media steril, sedangkan kecap memerlukan media steril.
Jawaban : A
Bioteknologi konvensional memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri dan jamur untuk membentuk suatu produk. Tempe berasal dari bahan baku kedelai yang difermentasikan oleh jamur Rhizopus oryzae. Sementara itu, kecap berasal dari kedelai yang difermentasikan oleh jamur Aspergillus wentii. Dengan demikian, karena setiap mikroorganisme yang berbeda akan mengekskresikan enzim yang berbeda.

5) Kegiatan berikut ini yang merupakan contoh dari aplikasi bioteknologi modern adalah..
A. proses biokimia
B. pemuliaan tanaman
C. proses respirasi anaerob
D. pembuatan DNA rekombinan
E. pemanfaatan mikroorganisme
Jawaban : D
Salah satu contoh aplikasi bioteknologi modern adalah pembuatan DNA rekombinan. Teknik ini menyisipkan gen asing ke organisme tersebut sehingga diperoleh sifat yang tidak dimiliki sebelumnya. Tujuan dari teknik ini adalah untuk menghasilkan organisme transgenik. Teknik ini memakai 3 proses di dalamnnya, yaitu isolasi DNA, transplantasi gen atau DNA, dan memasukkan DNA ke sel hidup. Sedangkan proses biokimia, pemuliaan tanaman, respirasi anaerob, dan pemanfaatan mikroorganisme adalah contoh dari bioteknologi konvensional.

6. Perhatikan berbagai produk bioteknologi berikut!
1. nata de coco
2. vaksin transgenik
3. tanaman transgenik
4. keju
5. hormon pertumbuhan
Produk bioteknologi yang pembuatannya menerapkan prinsip bioteknologi konvensional terdapat pada nomor..
A. 1 dan 3
B. 1 dan 4
C. 2 dan 3
D. 3 dan 5
E. 4 dan 5
Jawaban ; B
Bioteknologi konvensional merupakan proses menghasilkan produk dengan memanfaatkan mikroorganisme, proses biokimia, dan proses genetik alami. Aplikasi bioteknologi konvensional misalnya dalam pembuatan nata de coco dan keju. Proses pembuatan nata de coco memanfaatkan proses fermentasi Acetobacter xylinum sedangkan pembuatan keju meanfaatkan proses fermentasi menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus. Sementara itu, pembuatan vaksin transgenik, tanaman transgenik, dan hormon pertumbuhan melibatkan proses bioteknologi modern.

7) Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
1. produksi vaksin transgenik menggunakan bakteri patogen
2. produksi insulin menggunakan bakteri Eschericia coli
3. produksi yoghurt menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus
4. produksi metanol menggunakan bakteri Methanobacterium sp.
5. Produksi antibiotik menggunakan bakteri Strepomyces griceus
Contoh dari aplikasi rekayasa genetika pada bioteknologi modern terdapat pada nomor..
A. 1 dan 2
B. 1 dan 4
C. 2 dan 3
D. 2 dan 5
E. 3 dan 5
Jawaban : A
Contoh produk bioteknologi modern dengan prinsip rekayasa genetika adalah produksi vaksin transgenik menggunakan bakteri patogen dan insulin menggunakan bakteri E.coli. Prinsip rekayasan genetika yang digunakan adalah adalah teknik DNA rekombinan. Teknik ini dilakukan dengan melakukan manipulasi gen sehingga dihasilkan organisme yang memiliki sifat baru. Sedangkan pernyataan yang lain merupakan contoh aplikasi bioteknologi konvensional karena tidak dilakukan manipulasi pada susunan gen dalam kromosom bakteri. Akan tetapi, manipulasi hanya dilakukan pada kondisi lingkungan dan media tumbuh dengan menggunakan peralatan sederhana.

8) Berikut yang menunjukkan hubungan yang benar antara bahan mikroorganisme yang berperan dengan produk yang dihasilkan adalah :
A. kedelai dengan Rhizopus sp. menghasilkan kecap
B. singkong dengan Neurospora crassa menghasilkan tapai
C. pati dengan Saccharomyces cerevisiae menghasilkan minuman beralkohol
D. kedelai dengan Aspergillus oryzae menghasilkan tempe
E. susu dengan Lactobacillus casei menghasilkan yoghurt
Jawaban : C
Pernyataan yang sesuau adalah :
Kedelai dengan Aspergillus oryzae menghasilkan kecap
Singkong dengan Saccharomyces cerevisiae menghasilkan tapai
Pati dengan Saccharomyces cerevisiae menghasilkan minuman beralkohol
Kedelai dengan Rhizopus sp menghasilkan tauco
Susu dengan Lactobacillus bulgaricus menghasilkan yoghurt

9) Melalui bioteknologi dapat dihasilkan tanaman yang memiliki sifat unggul misalnya tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin. Aplikasi bioteknologi yang diterapkan adalah..
A. kloning
B. hibridoma
C. kultur jaringan
D. fusi protoplasma
E. DNA rekombinan
Jawaban : E
Bioteknologi dapat dimanfaatkan dalam bidang pertanian untuk menghasilkan tanaman dengan berbagai sifat unggul. Salah satunya adalah tanaman padi yang tahan terhadap cuaca dingin.Tanaman tersebut dapat dihasilkan melalui teknik DNA rekombinan yang dilakukan dengan pengubahan susunan DNA sehingga diperoleh susunan DNA baru yang mampu mengekskresikan sifat yang diinginkan. Kultur jaringan dilakukan dengan menumbuhkan bagian tumbuhan induk yang bersifat unggul sehingga tanaman memiliki sifat sama seperti induknya. Kloning digunakan untuk menhasilkan individu yang secara genetik identik dengan induknya. Hibridoma atau fusi protoplasma adalah penggabungan 2 sel berbeda untuk memperoleh tanaman transgenik.

10) Fusi protoplasma dapat diterapkan dalam berbagai bidang, termasuk bidang kesehatan. Berikut merupakan aplikasi dari fusi protoplasma adalah..
A. vaksin
B. hormon
C. antibiotik
D. protein sel tunggal
E. antibodi monoklonal
Jawaban : E
Teknik fusi protoplasma adalah menggabungkan 2 sel dari 2 jaringan yang sama atau sel dari organisme yang berbeda. Contoh penerapan teknik fusi protoplasma adalah untuk menghasilkan produk bermanfaat dalam bidang kesehatan. Pengembangan sel hibridoma yang diperoleh dengan menggabungkan sel-sel limfosit B dan sel mieloma yang telah dihilangkan dinding selnya dalam suatu medan listrik untuk menghasilkan antibodi monoklonal.

11) Perhatikan produk bioteknologi berikut!
1. PST
2. Tempe
3. Yoghurt
4. Roti
5. Tapai
Produk bioteknologi yang memanfaatkan Saccharomyces cerevisiae terdapat pada nomor..
A. 1,2, dan 4
B. 1,4, dan 5
C. 2,3, dan 4
D. 2,4, dan 5
E. 3,4, dan 5
Jawaban : B
Salah satu manfaat bioteknologi adalah meningkatkan pangan dengan bantuan mikroorganisme. Salah satu mikroorganisme yang berperan dalam bioteknologi dalam upaya peningkatan pangan adalah Saccharomyces cerevisiae yang mampu menghasilkan protein sel tunggal (PST), sebagai pengembangan roti dengan menghasilkan CO2 melalui proses fermentasi glukosa, dan berperan dalam proses pembuatan tapai melalui fermentasi. Yoghurt merupakan produk yang pembuataannya menggunakan bakteri Lactobacillus bulgaricus. Tempe menggunakan mikroorganisme berupa jamur Rhizopus sp.

12) Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
1. Produk kentang dengan kadar pati meningkat 20%
2. Pembuatan alkohol dengan memanfaatkan Saccharomyces sp.
3. Produksi nata de coco dengan memanfaatkan Acetobacter xylinum
4. Produksi padi tahan udara dingin
5. Produksi tempe dengan memanfaatkan jamur Rhizopus oryzae
Bioteknologi modern maupun konvensional dapat dimanfaatkan untuk peningkatan pangan. Aplikasi bioteknologi konvensional dalam peningkatan mutu pangan terdapat pada..
A. 1,2, dan 3
B. 1,3, dan 5
C. 2,3, dan 4
D. 2,3, dan 5
E. 3,4, dan 5
Jawaban : D
Upaya peningkatan pangan dapat dilakukan dengan bioteknologi konvensional maupun bioteknologi modern. Upaya peningkatan pangan dengan bioteknologi konvensional dapat dilakukan dengan bantuan mikroorganisme dalam prosesnya. Misalnya, pembuatan alkohol dengan memanfaatkan Saccharomyces sp. , produksi nata de coco dengan memanfaatkan Acetobacter xylinum, produksi tempe dengan jamur Rhizopus oryzae. Sementara itu, produk kentang dengan kadar pati meningkat 20% dan produksi padi tahan udara dingin merupakan upaya peningkatan pangan dengan bioteknologi modern.

13) Salah satu aplikasi bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme dalam bidang penanganan pencemaran yang tepat ditunjukkan oleh pernyataan nomor..
I. Thiobacillus ferrooxidans menguraikan hidrokarbon pada minyak bumi
II. Vorticella sp. menguraikan limbah organik
III. Methanobacterium sp. menguraikan logam dari bijih logam
IV. Pseudomonas putida menguraikan limbah organik
V. Thiobacillus ferrooxidans menguraikan tumpahan minyak di laut

A. I
B. II
C. III
D. IV
E. Semua jawaban benar
Jawaban : B
Dalam bidang lingkungan, bioteknologi memiliki peran penting dalam mengatasi masalah pencemaran. Penanganan masalah pencemaran lingkungan dapat dilakukan dengan memanfaatkan mikroorganisme sebagai berikut.
– Pseudomonas putida untuk menguraikan hidrokarbon pada minyak bumi, misalnya untuk menguraikan tumpahan minyak di laut.
– Thiobacillus ferrooxidans untuk menguraikan logam dari bijih logam.
– Methanobacterium sp dan Vorticella sp. untuk menguraikan limbah organik.

14) Hubungan yang tepat antara bahan, mikroorganisme, dan produk dalam upaya peningkatan bahan pangan adalah..
1. susu dengan Streptoccocus sp. menghasilkan yoghurt
2. kedelai dengan Aspergillus sp. menghasilkan tempe
3. kedelai dengan Rhizopus sp. menghasilkan kecap
4. singkong dengan Saccharomyces sp. menghasilkan tapai
5. susu dengan Lactobacillus sp. menghasilkan mentega

A. 1 dan 2
B. 1 dan 4
C. 2 dan 3
D. 3 dan 4
E. 3 dan 5
Jawaban : B
Aplikasi bioteknologi konvensional untuk peningkatan bidang pangan dengan memanfaatkan mikroorganisme sebagai berikut :
– susu dengan Streptoccocus sp menghasilkan yoghurt
– kedelai dengan Rhizopus sp menghasilkan tempe
– kedelai dengan Aspergillus sp menghasilkan kecap
– singkong dengan Saccharomyces sp. menghasilkan tapai
– susu dengan Lactobacillus sp. menghasilkan mentega

15) Jenis makanan yang dihasilkan melalui proses fermentasi kacang kedelai oleh jamur Aspergillus wentii adalah..
A. roti
B. kecap
C. tahu
D. tempe
E. yoghurt
Jawaban : B
Salah satu contoh bioteknologi konvensional adalah pemanfaatan jamur Arpergillus wentii untuk fermentasi kedelai menghasilkan kecap.

Source :
http://green.kompasiana.com/penghijauan/2012/06/19/acetobacter-xylinum-menjawab-permasalahan-lingkungan-dengan-sudut-pandangnya-465624.html

http://www.academia.edu/8906928/Pembuatan_kecap_Biotek

http://www.academia.edu/7941271/TUGAS_PENGANTAR_INDUSTRI_KELAPA_SAWIT_PROSES_PEMBUATAN_MARGARIN
http://www.academia.edu/5210852/Bioteknologi_untuk

Prinsip dasar bioteknologi

Bioteknologi

Louis Pasteur adalah orang yang pertama kali menggunakan metode fermentasi sehingga disebut sebagai Bapak Bioteknologi. Istilah bioteknologi baru populer pada abad ke-20

Bioteknologi berasal dari istilah bio (hidup) ,teknos(teknologi atau penerapan)dan logos (ilmu)jadi,bioteknologi dapat diartikan sebagai ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip biologi.

secara lengkap,bioteknologi adalah pemamfaatan prinsip-prinsip ilmiah (sistem dan proses biologis)atau dengan menggunakan makluk hidup untuk menghasilkn produk dan jasa bagi kepentingan manusia.

Perkembangan bioteknologi sangat pesat,hal ini karena disesuaikan dengan peningkatan kebutuhan hidup yang juga makin kompleks.

perkembangan ini terjadi karena banyaknya cabang-cabang ilmu yang mendukungnya .

 

Jenis-Jenis Bioteknologi

Ada 2 jenis bioteknologi, yakni bioteknologi konvensional (sederhana) dan bioteknologi modern. Bioteknologi konvensional menerapkan biologi, biokimia, atau rekayasa masih dalam tingkat yang terbatas. Bioteknologi konvensional menggunakan jasad hidup secara utuh.

Beberapa ciri atau sifat dari bioteknologi konvensional, antara lain: masih menerapkan teknik-teknik biologi, bioteknologi, dan rekayasa genetika yang terbatas, masih menggunakan mikroorganisme seadanya, belum mengembangkan teknik sampai tingkatan molekuler yang terarah, belum sepenuhnya steril (bebas dari mikrobia yang tidak diinginkan), jumlah produknya relatif sedikit, serta kualitasnya belum terjamin.

Fermentasi merupakan salah satu contoh dari penerapan bioteknologi konvensional dan telah digunakan dalam menghasilkan produk, baik dalam skala kecil maupun industri besar (misalnya: tauco, kecap, minuman anggur, dan sake).

Sedangkan Bioteknologi modern telah menggunakan teknik rekayasa tingkat tinggi dan terarah sehingga hasilnya dapat dikendalikan dengan baik. Teknik yang sering digunakan adalah dengan melakukan manipulasi genetik pada suatu jasad hidup secara terarah sehingga diperoleh hasil sesuai dengan yang diinginkan.

Teknik yang digunakan dalam bioteknologi modern adalah teknik manipulasi bahan genetik (DNA) secara in vitro, yaitu proses biologi yang berlangsung di luar sel atau organisme, misalnya dalam tabung percobaan. Oleh karena itu, bioteknologi modern juga dikenal dengan rekayasa genetika, yaitu proses yang ditujukan untuk menghasilkan organism transgenik. Organisme transgenik adalah organisme yang urutan informasi genetik dalam kromosomnya telah diubah sehingga mempunyai sifat menguntungkan yang dikehendaki.  Beberapa prinsip dasar dalam rekayasa genetika, yaitu :

  1. DNA Rekombinan

Perubahan susunan DNA diperoleh melalui teknik DNA rekombinan, yang melibatkan bakteri atau virus sebagai vektor (perantara). Proses DNA rekombinan melalui 3 tahapan, yaitu 1) mengisolasi DNA, 2) memotong dan menyambung DNA (transplantasi gen/DNA), dan 3) memasukkan DNA ke dalam sel hidup.

  1. Fusi Protoplasma

Fusi protoplasma adalah penggabungan dua sel dari jaringan yang sama (organisme berbeda) dalam suatu medan listrik. Fusi protoplasma pada tumbuhan melalui tahap-tahap, 1)  menyiapkan protoplasma dari sel-sel yang masih muda karena dinding sel tipis serta protoplasma yang banyak dan utuh, 2) mengisolasi protoplasma sel dengan cara menghilangkan dinding selnya dengan menggunakan enzim kemudian dilakukan penyaringan dan sentrifugasi berkali-kali, 3) Protoplasma yang didapat kemudian diuji viabilitasnya (aktivitas hidupnya) dengan cara melihat aktivitas organel, misalnya melihat aktivitas fotosintesisnya.

  1. Kultur Jaringan

Teori yang melandasi teknik kultur jaringan ini adalah teori Totipotensi, yaitu kemampuan untuk tumbuh menjadi individu baru bila ditempatkan pada lingkungan yang sesuai. Tahap-tahap kultur jaringan dalam membentuk embrio dari sel somatik serupa pada tahap perkembangan zigot menjadi embrio. Perkembangan tersebut dimulai dari sel → globular → bentuk jantung → bentuk torpedo → bentuk kotiledon → bentuk plantlet (tumbuhan muda).

berikut ini beberapa cabang pendukung bioteknologi :

1.Mikrobiologi

Mikrobiologi merupakan cabanh biologi yang mempelajari tentang mikroba atau jasad renik.pengetahuan ini dapat membuka kemampuan dalam memahami sifat , struktur, dan peranan beberapa mikroba , seperti virus, bakteri,dan cyanophyta.

2.Biokimia

Biokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari makluk hidup dari aspek kimianya , artinya, gejala hidup merupakan gejala kimia dan proses hidup diselenggarakan atas dasar reaksi dan peristiwa kimia.dengan demikian,makluk hidup dianggap sebagai bahab kimia yang dapat dipadukan dan direkayasa.


3.Biologi sel

Memahami tentang sifat dan struktur sel sangat mendukung aplikasi bioteknologi.pengetahuan tersebut dapat digunakan dalam perbanyakan makluk hidup yang mendukung proses bioteknologi.


4.Genetika

Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat-sifat makluk hidup dari ke generasi ke generasi , pemahaman mengenai bentuk dan karekteristik materi pewarisan sifat,yaitu gen atau DNA akan membantu kemajuan teknologi.

5.Fisika

Pengetahuan tentang benda-benda mati atau alat-alat yang dapat digunakan dalam penerapan bioteknologi juga akan membantu perkembangan bioteknologi.

Bioteknologi bukan merupakan ilmu merni,tetapi sebuah ilmu terapan yang dalam prosesnya terdapat beberapa komponene-komponen yang terlibat, adapun komponen-komponen tersebut ,antara lain:

  • Bahan yang di proses sebagai bahan masukan(input)
  • Makluk hidup yang menyelenggarakan proses
  • Prinsip-prinsip ilmiah yang mendasari semua proses, Hasil yang berupa produk barang dan jasa sebagai keluaran(output)

Berikut video tentang bioteknologi

Contoh Soal

  1. Ciri utama era bioteknologi generasi pertama yaitu…

A.rekayasa genetika telah digunakan di bidang kedokteran dan farmasi

B.mikroba sudah dimulai digunakan

C.antibody monoclonal sudah mulai diproduksi

D.maslah-maslah lingkungan banyak ditangani secara biologis dengan penggunaan mikroba

E.mikroba lebih berfokus untuk digunakan dalam pengawetan atau pembuatan makanan dan minuman

2.Bioteknologi kultur jaringan akan berhasil bila memenuhi persyaratan di bawah, kecuali…

A.pemilihan eksplan yang baik

B.penggunaan medium yang cocok

C.dilakukan dalam keadaan aseptic

D.eksplan ditepatkan pada suhu tinggi secara intesif

E.pengaturan suhu lingkunagan yang baik

3.bioteknologi berikut menggunakan jasad renik sebagai bahan daasar, manakah bioteknologi yang menggunakan dasar tersebut..

A.bioteknologi konvensional

B.bioteknologi modern

C.bioteknologi

D.aotoknelogi

E.kultur jaringan

4.Perhatikan komponen-komponen yang digunakan dalm rekayasa genetika dibawah ini:

1.Kromoson

2.Sel tumbuhan

3.enzim

4.virus

5.sel bakteri

Tiga komponen utama yang diperlukan untuk melakukan bioteknologi tanaman transgenic adalah nomor

A.1,4,5

B.1,3,5

C.1,3,4

D.2,3,5

E.2,3,4

5. Antibodi monoklonal dihasilkan oleh sel-sel hibridoma yang dapat membelah diri secara terus-menerus. Kemampuan memblah diri diperoleh dari..

A. sel-sel mieloma yang digabung dengan sel-sel pernghasil antibodi

B.Sel-sel pengahsil andtibodi

C.Pemberian nutrisi pada sel tersebut

D. mitokondira

E. pelakuan secara kimia agar sel-sel dapat membelah

6. Hibridoma sering digunakan untuk memperoleh antibodi. Sel hibridoma merupakan peleburan dari…

a. sel bakteri dengan sel kanker

b. sel bakteri dengan sel limfosit

c. sel kanker dengan sel limfosit

d. sel kanker dengan sel telur

e. sel telur dengan sel tubuh

7.. kloning masih merpukan kontroversi antara bencana dan keberhasilan dalam bidang bioteknologi. Kloning pada domba merupakan rekayasa genetika yang dilakukan pada tingkat…

a. sel

b.jaringan

c.organ

d. sistem organ

e. organisme

8. berikut adalah tahapan dalam bioteknologi plasmid

1.replikasi

2.pembuatan wahan

3. isolasi gen asing

4.produksi

5.ekstrasi cincin plasmid

6. pemasukan plasmid kedalam sel bakteri

urutan yang sesuai adalah

a. 1-2-3-4-5-6

b.2-5-3-6-4-1

c.3-5-4-2-1-6

d.3-5-2-6-1-4

e.4-5-6-1-2-3

9. Rekayasa genetika terhadap hewan bertujuan untuk..

a. mempercepat produktivitas hewan

b.mengurangi keanekaragaman

c. memperbaiki kualitas induk hewan

d. mempercepat pertumbuhan

e. mendapat ternak unggul

10. pemanfaatn sifat totipotensi dalam proses kultur jaringan pada tumbuhan adalah untuk memperoleh..

a. anakan seragam dalam jumlah besar dan cepat

banakn yang sifatnya lebih dari induknya

c. bibit unggul

d. bibit unggul yang bergizi

e. anakan yang diperlukan untuk hibridasi

11.salah satu pemanfaatn bioteknologi adalah pembuatan hormon insulin dengan cara..

a. menyisipkan gen bakteri ke dalam DNA pankres manusia

b. menyisipkan gen pankreas manusia ke dalam palsmid bakteri

c. menyambungkan DNA manusia dan DNA bakteri

d. menyambungkan kromosom manusia dengan bakteri

e. transplatasi pankreas

12. Hewantumbuhan yang menerima perlakuan rekayasa genetika disebut..

a.transplan

b.eksplan

c.klon

d.transgenik

e.kalus

13. insulin dapat dihasilkan oleh sel bakteri melalui proses bioteknologi rekayasa genetika, yaitu..

a. peleburan into sell pankreas dungeon bakteri

b. pemindahan gen bakteri kedalam sel pankreas

d. penyambungan DNA sel pankreas dengan bakteri

e. peleburan sel pankreas dengan sel abkteri

14. Bahan alami yang membantu tubuh untuk memerangi infeksi virus sekarang telah dapat diperbanyak secara bioteknologi. Zat tersebut adalah…

a.insulin

b.antibiotika

c.interferon

d.sefalosporia c

e.riboflavin

15. Contoh dari biotechnology modern adalah

a. rekayasa genetika pada hewan tertentu

b. pembuatan tempe

c.pembuatan keju

d.pembuatan tapai

e. Roti basi

Pembahasan

1.e, bioteknologi generasi pertama dicirikan oleh  teknologi yang relatif sederhana dan relatif mudah

2. d, eksplan tidak harus selalu ditempatkan pada suhu yang tinggi, namu disesuaikan

3.a, santa jelas dikatakan bahwa yang digunakan adalah jasad renik

4.a,tanaman transgenik adalah penyisipan gen kromosom sing pada bakteri yang kemudian bakteri tersebut diinfeksikan pada tumbuhan. virus ridak terloihat dalam bioteknologi tanaman trasgenik

5..a, sel mieloma bersifat dapat membelah diri secara terus menerus

6.c,sel hibridoma terbentuk dari sel limfosit penghasil antibodi dan sel kanker yang aktif membelah

7 a, kloning merupakan proses yang terjadi melalui pengisolasian into sel somatis organisme pada sel telur organisme lainyang dihilangkan inti selnya

8. d, teknologi plasmid didirikan dengan adanya penggabungan gen asing pada plasmid bakteri

9.c,rekayasa genetika adalah teknik rekombinasi DNA untuk mendapatkan bibit unggul

10. a, tujuan sifat totiporensi:
1. anakan yang seragam

2. anakan dalm junmlah besar

3. memperoleh anakn dengan cepat

11.b,teknik ini merupakan teknik plasmid. Proses nya adalah dengan menyisipkan DNA gen penghasil insulin pada pankreas dalam plasmid bakteri

12.b, eksplan adalah bagian tumbuhan/hewan yang akan dikultur

13.a, taknologi plasmid, lihat pembahasan nomor 11

14.c,interfern adalah sejenis protein dihasilkan oleh sel-sel tubuh hewan untuk menghambat pertumbuhan virus

15. a, karena pilihan lainnya menggunak jasad hidup secara utuh.

sumber

Prinsip-prinsip penting pada evolusi

Evolusi.jpgPrinsip Prinsip Evolusi

Berbagai macam teori evolusi yang dicetuskan oleh para tokoh tersebut, akan menjadi dasar pemikiran tentang evolusi selanjutnya. Proses evolusi dapat dibedakan atas dasar faktor-faktor berikut.

  1. Evolusi Berdasarkan Arahnya

Berdasarkan arahnya evolusi dibedakan menjadi dua:

  1. Evolusi Progresif

Evolusi progresif merupakan evolusi menuju pada kemungkinan yang dapat bertahan hidup (survival). Proses ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada burung Finch.finch

 

 

  1. Evolusi Regresif

Evolusi regresif merupakan proses menuju pada kemungkinan kepunahan. Hal ini dapat dijumpai melalui peristiwa evolusi yang terjadi pada hewan dinosaurus.

  1. Evolusi Berdasarkan Skala Perubahannya

Berdasarkan skala perubahannya, evolusi dapat dibedakan menjadi dua:

  1. Makroevolusi

Makroevolusi adalah perubahan evolusi yang dapat mengakibatkan perubahan dalam skala besar. Adanya makroevolusi dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru.

  1. Mikroevolusi

Berkebalikan dengan makroevolusi, mikroevolusi adalah proses evolusi yang hanya mengakibatkan perubahan dalam skala kecil. Mikroevolusi ini hanya mengarah kepada terjadinya perubahan pada frekuensi gen atau kromosom.

 

  1. Evolusi Berdasarkan Hasil Akhir

Berdasarkan hasil akhir, evolusi dapat dibedakan menjadi dua:

  1. Evolusi Divergen

Evolusi divergen merupakan proses evolusi yang perubahannya berasal dari satu spesies menjadi banyak spesies baru. Evolusi divergen ditemukan pada peristiwa terdapatnya lima jari pada vertebrata yang berasal dari nenek moyang yang sama dan sekarang dimiliki oleh bangsa primata dan manusia.

  1. Evolusi Konvergen

Evolusi konvergen adalah proses evolusi yang perubahannya didasarkan pada adanya kesamaan struktur antara dua organ atau organisme pada garis sama dari nenek moyang yang sama. Hal ini dapat ditemukan pada hiu dan lumba-lumba. Ikan hiu dan lumba-lumba terlihat sama seperti organisme yang berkerabat dekat, tetapi ternyata hiu termasuk dalam pisces, sedangkan ikan lumba-lumba termasuk dalam mamalia.

Gambar-7.6-Evolusi-konvergen-dan-divergenMenurut para Tokoh Evolusi

a. Menurut JB Laamarck
J.B Lamarck mengungkapkan bahwa, proses perkembangan mahluk hidup dipengaruhi oleh kebiasaan. Kebiasaan tersebut akan menyebabkan perubahan struktur tubuh (anatomi) dan diwariskan kepada keturunannya. Sebagai akibat pengaruh kebiasaan tersebut, Lamarck menyimpulkan bahwa organ-organ yang digunakan akan berkembang sedangkan organ yang tidak digunakan akan mengalami kemunduran (use and disuse).
Lamarck memberikan contoh fenomena jerapah sebagai pendukung teorinya. Menurut Lamarck, jerapah pada mulanya berleher pendek. Karena sering digunakan untuk menggapai pucuk dedaunan yang semakin tinggi,
jerapahb. Charles Robert Darwin ( bapak evolusi)
Ia menyatakan bahwa evolusi berlangsung karena adanya proses seleksi alam (natural selection). Yang dimaksud seleksi alam adalah: proses pemilihan yang dilakukan oleh alam terhadap variasi makhluk hidup di dalamnya. Hanya makhluk hidup yang memiliki variasi sesuai dengan lingkungan yang bisa bertahan hidup, sedang yang tidak sesuai akan punah. Organisme yang bisa hidup inilah yang selanjutnya akan mewariskan sifat-sifat yang sesuai dengan lingkungan pada generasi berikutnya.
Pokok-pokok pemikiran yang melandasi ajaran Darwin mengenai evolusi antara lain:
1) Tidak ada individu yang identik, selalu ada variasi meskipun dalam satu keturunan
2) Setiap populasi cenderung bertambah banyak karena setiap makhluk hidup mampu berkembang biak.
3) Untuk berkembangbiak diperlukan makanan dan ruang yang cukup.
4) Pertambahan populasi tidak berlangsung secara terus menerus, tetapi dipengaruhi oleh berbagai macam faktor pembatas antara lain makanan dan predasi.
Dalam bukunya The Origin of Spesies by means of Natural Selection, Darwin menyatakan dua hal penting sebagai Teori Evolusi yaitu:
a) Spesies-spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies nenek moyangnya yang hidup di masa lalu.
b) Perkembangan spesies dipengaruhi oleh seleksi alam dan variasi antar populasi.
Fenomena jerapah dengan leher panjang dijelaskan oleh Darwin dengan melihat dari sudut pandang adanya variasi. Menurut Darwin, jerapah pada mulanya ada yang berleher panjang dan ada yang berleher pendek. Jerapah yang berleher pendek tidak mampu bertahan hidup karena kalah dalam berkompetisi dengan jerapah berleher panjang untuk memperoleh makanan berupa dedaunan pada pohon yang tinggi. Akibatnya populasi jerapah berleher pendek menjadi punah dan tinggal populasi jerapah berleher panjang yang mampu bertahan hidup di lingkungannya (Hukum survival of the fi ttest).

Gambar Jerapah Lamarck Vs Darwin

hjeghjwvhj

Seleksi Alam dan Adaptasi
Proses adaptasi akan diikuti dengan proses seleksi. Individu yang memiliki adaptasi yang baik akan dapat mempertahankan hidupnya, memiliki resistensi yang tinggi dan dapat melanjutkan keturunannya. Sedangkan individu yang tidak dapat beradaptasi akan mati selanjutnya akan punah.

Aliran Gen
Dengan adanya aliran gen maka akan terjadi perpindahan alel di antara populasi-populasi melalui migrasi dan individu yang kawin.

Perkawinan yang Tidak Acak
Perkawinan tak acak dapat mengakibatkan alel yang membawa sifat lebih disukai akan menjadi lebih sering dijumpai dalam populasi, sedangkan alel dengan sifat yang tidak disukai akan berkurang dan mungkin akan hilang dari populasi. Perkawinan yang terjadi antar keluarga dekat dapat mengakibatkan frekuensi gen abnormal atau gen resesif.

Genetik Drift
Genetik Drift merupakan perubahan secara acak pada frekuensi gen dari populasi kecil yang terisolasi. Keadaan ini dapat Anda jumpai pada populasi terisolir kaum Amish di Amerika, ternyata ada yang membawa alel yang menyebabkan sifat cebol satu dari setiap seribu kelahiran.

Hasil perkawinan secara acak tidak akan mengubah populasi tertentu. Penghitungan populasi secara acak tersebut dapat ditentukan dengan hokum Hardy Weinberg. Hukum Hardy Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dalam populasi dapat tetap distabilkan dan tetap berada dalam keseimbangan dari satu generasi. Syarat terjadinya prinsip ini adalah:

a. perkawinan secara acak,

b. tidak ada seleksi alam,

c. jumlah populai besar,

d. tidak terjadinya mutasi maju atau surut,

e. tidak ada migrasi.

Secara umum, hukum Hardy Weinberg dapat dirumuskan sebagai berikut.

a. Bila frekuensi alel A di dalam populasi diumpamakan p

b. Frekuensi alel a diumpamakan q

c. Hasil perkawinan heterozigote antara Aa × Aa akan diperoleh hasil sebagai berikut:

1) Homozigot dominan AA = p × p = p2

2) Heterozigot 2 Aa = 2p × q = 2pq

3) Homozigot resesif = aa = q × q = q2

Video

Video di atas menjelaskan lebih jelas dengan cara visual apabila pembaca menginginkan penjelasan lebih dalam.

Soal

1.   Organ sisa tubuh manusia yang menunjukkan bukti peristiwa evolusi adalah….
A. rambut di dada,rambut pada daun telinga,dan gigi taring
B. rambut pada daun telinga,gigi taring,dan usus halus
C. usus halus,limfa,otot penggerak telinga
D. otot penggerak telinga,tulang ekor,dan umbai cacing
E. tulang ekor,umbai cacing,dan rambut pada dada
2.   Organ-organ yang menunjukkan sifat analog adalah…..
A. kaki depan katak dan sayap kupu-kupu
B. kaki depan katak dan kaki depan kadal
C. sayap kupu-kupu dan sayap kelelawar
D. kaki depan kadal dan sayap kelelawar
E. sayap burung dan sayap kelelawar
3.   Variasi merupakan salah satu petunjuk terjadinya evolusi sebab variasi…..A. merupakan petunjuk adanya mutasi
B. selalu terjadi karena rekombinasi
C. terjadi karena persaingan hidup
D. terjadi karena proses adaptasi
E. mengarah pada terbentuknya spesies baru

4.   Petunjuk tentang adanya evolusi tidak terlepas dari kenyataan-kenyataan berikut,kecuali….
A. homologi organ-organ tubuh pada berbagai makhluk hidup
B. terdapatnya variasi di antara individu dalam satu keturunan
C. peninggalan fosil di berbagai lapisan batuan bumi dari zaman ke zaman
D. ditemukannya alat-alat pernapasan tubuh yang digunakkan di masa lampau
E. terjadinya perubahan dari bentuk sederhana dan tak sempurna ke bentuk yang kompleks dan   sempurna

5.   Fosil paling lengkap yang pernah ditemukan adalah fosil….
A. kuda

B. gajah

C. burung

D. manusia

E. reptil

6.   Adaptasi adalah contoh kegiatan makhluk hidup dalam melakukan….
A. pertumbuhan dn perkembangan
B. anabolisme dan katabolisme
C. respon terhadap perubahan lingkungan
D. perkembangbiakan
E. gerak aktif

7.   Filogeni menjelaskan perkembangan mkhluk hidup dalam evolusi,sedangkan ontogeni mempersoalkan perkembangan zigot sampai dewasa,permyataan berikut yang benar adalah….
A. filogeni sangat bertentangan dengan ontogeni
B. filogeni sangat erat hubungannya dengan evolusi
C. filogeni merupakan rekapitulasi dari ontogeni
D. ontogeni sangat erat hubungannya dengan evolusi
E. ontogeni merupakan rekapitulasi dari filogeni

8.    Petunjuk evolusi dari golongan reptilia menuju golongan Aves ditandai dengan adanya struktur organ pada Aves dakam bentuk…..
A. paruh

B. bulu

C. cakar

D. Kaki

E. Ceker

9.    Daun kaktus yang tereduksi seperti duri-duri merupakan suatu bentuk penyesuaian terhadap lingkungan hidup di daerah gurun.Pendapat tersebut sejalan dengan yang dikemukakan oleh…..
A. Wallace
B. Lamarck
C. Sutton
D. Morgan
E. Darwin

10.   Faktor yang tidak berpengaruh pada perkembangan spesies baru adalah….
A. seleksi alam
B. mutasi
C. variasi
D. perubahan kondisi lingkungan
E. kondisi lingkungan yang tetap

11. Kejadian-kejadian yang terdapat di alam antara lain:
1) Banyak ditemukan Biston Betularia hitam di Inggris setelah revolusi industri
2) Paruh burung menjadi lebih pendek karena mencari biji batuan
3) Ditemukan lebih banyak belalang hijau di lapangan rumput
4) Kaki kuda bertambah panjang karena digunakan untuk berlari
Kejadian yang merupakan hasil dari proses seleksi alam adalah…
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 3 dan 4
12. Seleksi buatan yang dilakukan untuk mendapatkan bibit unggul, akan mempercepat proses evolusi, karena mampu ……..
A . menghasilkan produksi berlebihan
B . beradaptasi dengan lingkungan dan kebutuhan manusia
C . bertahan hidup dari serangan hama pemusnah
D . beradaptasi dalam kondisi kekurangan air
E . menghasilkan turunan dalam jumlah banyak
13. Salah satu petunjuk adanya evolusi diperlihatkan dengan adanya analogi pada organ organ tubuh beberapa hewan, seperti ….
A. tangan manusia dan sirip lumba-lumba
B. sayap pinguin dan sayap burung
C. kaki depan kuda dan tangan manusia
D. sirip ikan paus dan sirip ikan hiu
E. sayap kelelawar dan sayap ayam
14. Teori kosmozoan menyatakan ….
A. kehidupan muncul berdasar hukum fisika-kimia
B. kehidupan di planet ini datang dari mana saja
C. kehidupan diciptakan oleh zat supra natural
D. kehidupan muncul dari benda tak hidup pada berbagai kesempatan
E. kehidupan tak berasal usul
15. Stanley Miller menyusun teori asal usul kehidupan berdasar informasi tentang berbagai kondisi pada awal kejadian, kecuali ….
A. keadaan bumi pada mulanya
B. keadaan suhu
C. gas-gas dalam atmosfer
D. fosil-fosil purba yang terkumpulkan
E. energi alam yang tersedia waktu itu
Kunci Jawaban
  1. Jawaban : D. Organ sisa tubuh manusia yang menunjukkan bukti peristiwa evolusi adalah otot penggerak telinga,tulang ekor, dan umbai cacing.
  2. Jawaban : C. Analog adalah struktur asal usul organ berbeda, tetapi punya kesamaan pada fungsi
  3. Jawaban : E . Proses seleksi oleh lingkungan terhadap berbagai jenis hewan dan tumbuhan selama bertahun-tahun akan menghasilkan varian yang makin jauh berbeda dari nenek moyangnya. Adanya variasi menunjukkan evolusi menuju ke arah terbentuknya spesies-spesies baru
  4. Jawaban : E Jawaban A-D merupakan fakta di lapangan sedangkan, jawaban E hanyalah teori
  5. Jawaban: C . Fosil paling lengkap yang pernah ditemukkan ialah fosil gajah yang ditemukkan di bawah lapisan salju sehingga tetap utuh.
  6. Jawaban : C . Adaptasi adalah proses menyesuaikan diri terhadap perubahan lingkungan hidup.
  7. Jawaban : E . Ontogeni adalah perkembangan individu mulai dari sel telur yang dibuahi hingga individu tersebut mati. Filogeni adalah proses perkembangan organisme dari ilum yang paling sederhana singga yang paling kompleks/sempurna. Ontogeni merupakan filogeni yang dipersingkat.Maka, ontogeni merupakan ulangan(rekapitulasi) dari filogeni.
  8. Jawaban : E . Salah satu petujuk evolusi adalah adanya organ vestigial yaitu organ yang sudah tidak diperlukan lagi,akan tetapi terkadang masih salah satu petunjuk evolusi adalah adanya organ vestigial yaitu,organ yang sudah tidak diperlukan lagi.
  9. Jawaban : B. Kaktus tersebut sesuai dengan teori ‘use and disuse’
  10. Jawaban : E . Yang tidak berpengaruh pada perkembangan spesies baru adalah kondisi lingkungan yang tetap karena lingkungan yang tetap tidak menimbulkan spesies yang harus mengembangkan adaptasinya pada lingkungan,sehingga spesies itu tidak akan berkembang.
  11. Jawaban : B : Kupu-kupu Biston betularia yang berwarna gelap lebih banyak ditemukan setelah revolusi industri di Inggris karena lebih adaptif dibanding kupu yang berwarna cerah. Yang berwarna lebih cerah lebih mudah dilihat oleh predatornya sehingga populasinya berkurang. Demikian juga dengan belalang hijau. Adapun perubahan pada paruh burung yang menjadi lebih pendek karena digunakan untuk mencari biji diantara batuan ataupun pertambahan panjangnya kaki kuda karena digunakan untuk berlari merupakan contoh ” use and disuse” milik Lamarck.
  12. Jawaban : B. Penyelesaian : Proses evolusi antara lain disebabkan karena terjadinya
    perubahan-perubahan struktur tubuh, hal ini dimaksudkan untuk beradaptasi dengan lingkungannya. Tetapi dengan adanya seleksi buatan maka bibit baru yang muncul sudah memiliki kemampuan untuk beradaptasi dengan lingkungan sehingga tidak memerlukan perubahan perubahan lagi, jadi proses evolusi dapat dipercepat dan
    kebutuhan manusia terpenuhi.
  13. Jawaban: B. Analogi: memiliki struktur yang berbeda namun fungsinya sama.
  14. Jawaban: B. Teori kosmozoan/kosmozoik menyatakan bahwa makhluk pertama yang ada di bumi berasal dari planet lain di luar angkasa yang keadaannya tidak memungkinkan makhluk tersebut hidup dan bumi merupakan salah satu tempat makhluk tersebut dapat hidup.
  15. Jawaban: D. Stanley Miller melakukan percobaan tentang asal usul kehidupan di bumi dengan cara menyusun alat yang meniru kondisi bumi pada saat itu. Dengan cara tersebut fosil-fosil purba tidak diperlukan untuk penelitian Miller, karena Miller lebih tertuju pada evolusi kimia.

Teori asal-usul kehidupan dan pembuktiannya

Teori abiogenesis: makhluk hidup berasal dari benda tidak hidup atau makhluk hidup ada dengan sendirinya atau disebut generatio spontanea. Tokoh pencetus teori ini adalah Aristoteles dan John Nedham. Pada percobaan Aristoteles, tanah yang dipendam air akan muncul cacing. Pada percobaan Nedham, kaldu direbus dalam wadah selama beberapa menit, setelah itu wadah ditutup dengan gabus. Setelah beberapa hari, terdapat bakteri dalam kaldu tersebut. Nedham berpendapat bahwa bakteri berasal dari kaldu. Ilmuwan lain yang mendukung teori ini adalah Antonie van Leuwenhoek, ia mengamati air rendaman jerami dan mendapatkan adanya mikroorganisme, Antonie berpendapat bahwa mikroorganisme muncul dari air rendaman jerami.

Teori biogenesis: makhluk hidup berasal dari makhluk hidup. Tokoh pencetus teori ini yaitu Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louise Pasteur.

Fransesco Redi

  • pada toples yang ditutup, tidak ada belatung sama sekali
  • pada toples yang hanya ditutupi kain kasa, terdapat belatung di atas kain kasa dan sedikit pada daging
  • pada toples yang terbuka terdapat banyak belatung pada daging

meat-gifLouise Pasteur

untitled1-143B79CA97B67CC1172

Lazzaro Spallanzani

url

Teori kosmozoid: makhluk hidup berasal dari “spora kehidupan” yang berasal dari ruang angkasa.

Teori penciptaan (special creation): makhluk hidup diciptakan Tuhan seperti apa adanya.

Teori evolusi kimia: tokoh pencetus teori ini adalah Alexander Oparin dan Haldaine. Menurut mereka pada mula-mula atmosfer purba terdiri dari metana, amonia, uap air, dan gas hidrogen. Dengan adanya energi alam (halilintar dan sinar kosmis) gas-gas itu berubah menjadi molekul organik sederhana jenis substansi asam amino.

Selama berjuta-juta tahun, senyawa organik itu terakumulasi di cekungan perairan membentuk primordial soup (campuran materi di lautan panas) kemudian membentuk monomer. Monomer membentuk polimer yang kemudian membentuk protobion (bentuk awal sel).

Pendapat Oparin didukung oleh Harold Urey dan Stanley Miller. Mereka melakukan percobaan untuk membuktikan kebenaran teori tersebut.

0049

Teori evolusi biologi: Teori ini merupakan lanjutan dari teori evolusi kimia. Asam amino hasil dari evolusi kimia akan bergabung membentuk makromolekul, teori ini dibuktikan oleh Sidney W. Fox. Larutan yang mengandung monomer-monomer organik diteteskan ke pasir, batu atau tanah yang panas sehingga mengalami polimerisasi. Hasil tersebut dinamakan protenoid, yang kemudian apabila dicampur dengan air dingin akan membentuk mikrosfer atau koaservat. Mikrosfer ini mempunyai sifat hidup dan mempunyai membran selektif permeabel tetapi belum dikatakan hidup.

Menurut Oparin, mikrosfer ini mempunyai selaput sel primitif dari lipid dan protein. Oleh karena itu, mikrosfer ini dianggap sebagai sel primitif yang disebut protosel. Protosel akan membentuk sel awal sebagai permulaan dari organisme uniseluler.

Soal dan pembahasan

1. Pembentukan senyawa amino secara alami di udara dari bahan dasar nitrogen, sesuai dengan teori asal usul kehidupan yang dikemukakan oleh :
A. Stanley Miller
B. Aristoteles
C. Harold Urey
D. Louis Pasteur
E. A. I. Oparin

Jawab : C
Pembahasan : Teori evolusi kimia dikemukakan oleh Harold Urey dan didukung oleh muridnya Stanley Miller.

2. Teori abiogenesis runtuh karena percobaan yang dilakukan oleh :
A. Aristoteles
B. Alexander Oparin
C. Harold Urey
D. Anthonie van Leeuwenhoek
E. Louis Pasteur

Jawab : E
Pembahasan : Teori abiogenesis menganggap bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati. Teori ini runtuh setelah percobaan yang dilakukan Louis Pasteur yang berhasil memperbaiki percobaan Redy dan Spallanzani dengan menggunakan labu yang tutupnya berbentuk leher angsa. Dengan labu itu maka air kaldu di dalam labu masih berhubungan dengan udara luar (gaya hidup). Dengan demikian keberatan orang terhadap hasil percobaan Redy dan Spallanzani dapat dihilangkan.

3. Dasar proses evolusi menurut Darwin ialah bahwa :
A. Nenek moyang manusia adalah kera
B. Spesies yang kuat membunuh yang lemah
C. Spesies baru timbul terus menerus
D. Perubahan perlahan-lahan dalam waktu yang lama
E. Perubahan yang bersifat menurun

Jawab : E
Pembahasan : A merupakan persepsi yang keliru mengenai teori evolusi Darwin, B merupakan definisi dari seleksi alam, C merupakan hasil dari proses evolusi, sementara D merupakan definisi adaptasi

4. Omne vivum ex ovo, omve ovum ex vivo adalah pernyataan suatu yang menjelaskan bahwa :
A. Kehidupan selalu berasal dari organisme yang bertelur
B. Kehidupan dapat berasal dari benda mati
C. Tak ada kehidupan tanpa telur
D. Sebelum ada individu, harus ada telur terlebih dahulu
E. Kehidupan ada karena telah ada kehidupan sebelumnya

Jawab : E
Pembahasan :

5. Teori asal usul kehidupan disusun berdasarkan:
A. Pengamatan peristiwa yang sedang terjadi
B. Hipotesis terhadap kemungkinan yang akan terjadi
C. Analisis data peristiwa masa lampau
D. Kenyataan kehidupan yang ada sekarang
E. Hipotesis terhadap keadaan bumi saat ini

Jawab : B
Pembahasan :

6. Dalam menjawab permasalahan tentang asal-usul, kehidupan, eksperimen siapakah yang cara pelaksanaannya cermat jika ditinjau dari metode ilmiah?
A. Harold Urey
B. Stanley Miller
C. Francesco Redi
D. Lazarro Spallanzani
E. Louis Pasteur

Jawab : B
Pembahasan : Eksperimen Stanley Miller menggunakan lingkungan eksperimen yang benar-benar terkontrol dengan baik, sehingga tidak ada faktor lain yang dapat mengganggu/mempengaruhi hasil eksperimen.

7. Untuk membantah teori generatio spontanea dari Spallanzani, Louis Pasteur menggunakan pipa berleher angsa yang bertujuan agar :
A. Tidak ada mikroorganisme di dalam pipa
B. Mikroorganisme terperangkap dalam pipa
C. Air kaldu tidak berhubungan dengan udara
D. Air kaldu dapat berhubungan dengan udara luar
E. Air kaldu tidak mengandung mikroorganisme

Jawab : A
Pembahasan :

8. Teori tentang biogenesis tidak didukung oleh :
A. Francesco Redi
B. Robert Hooke
C. Lazzaro Spallanzani
D. Aristoteles
E. Louis Pasteur

Jawab : D
Pembahasan : Aristoteles merupakan pendukung teori abiogenesis, yaitu bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati.

9. Usaha untuk membantah teori generatio spontanea, ilmuwan berikut yang percobaannya berkaitan erat dengan proses sterilisasi yaitu :
A. Alexander Oparin
B. Harold Urey
C. Lazzaro Spallanzani
D. Francesco Redi
E. Aristoteles

Jawab : C
Pembahasan : Ilmuwan yang membantah teori generatio spontanea (abiogenesis) adalah para ilmuwan yang menyatakan / mendukung teori biogenesis yaitu : Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, Louis Pasteur. Alexander Oparin adalah ilmuwan yang mengemukakan teori evolusi kimia dan Harold Urey adalah pendukung teori Oparin dan membuktikan teorinya dengan merancang suatu alat percobaan seperti keadaan atmosfer bumi purba

10. Stainly Miller berhasil membuktikan bahwa kalau ke dalam tabung dialirkan uap air, amoniak dan metana diberi bunga api listrik bertegangan tinggi, maka akan terbentuk :
A. Letupan yang kuat
B. Asam amino
C. Karbohidrat
D. Substansi dasar kehidupan
E. Option 5

Jawab : D
Pembahasan :

11. Berikut ini adalah keempat gas yang bereaksi dalam teori evolusi kimia, kecuali :
A. CH4
B. NH3
C. H2O
D. H2
E. O2

Jawab : E
Pembahasan :

12. Dalam teori evolusi kimia, hasil reaksi dari keempat gas adalah asam amino yang kemudian terkumpul dalam cekungan air laut membentuk :
A. Sup primordial
B. DNA
C. RNA
D. Makhluk hidup pertama
E. Sel prokariotik

Jawab : A
Pembahasan :

13. Adanya mikroorganisme pada rendaman jerami yang teramati dengan mikroskop buatan Antonie Van Loewenhoek pada abad ke 14 ditafsirkan sebagai gejala :
A. Biogenesis
B. Metagenesis
C. Biosintesis
D. Morfogenesis
E. Abiogenesis

Jawab : E
Pembahasan : Abiogenesis berarti bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati

14. Teori evolusi kimia telah dibuktikan kebenarannya oleh Stanley Miller. Kesimpulan dari hasil percobaannya adalah :
A. Makhluk hidup muncul secara spontan dari benda mati
B. C, H, O, dan N adalah unsur utama penyusun sel makhluk hidup
C. Asam amino dan nukleotida merupakan bahan penyusun protein
D. Senyawa organik sederhana dapat terbentuk dari senyawa anorganik dengan energi tinggi
E. Tubuh makhluk hidup dibangun oleh C, H, O, dan N dalam kondisi abiotik

Jawab : D
Pembahasan : Dalam percobaan Stanley Miller, senyawa organik sederhana terbentuk dari hasil reaksi 4 gas: CH4, NH3, H2, dan H2O, yang dimasukkan dalam tabung yang diberi energi tinggi (tegangan/loncatan listrik).

15. Louis Pasteur seorang ahli biokimia melakukan percobaan dengan menggunakan labu yang berleher angsa berisi kaldu. Kemudian kaldu dipanaskan agar steril dari mikroorganisme. Selanjutnya didinginkan dan disimpan. Setelah beberapa hari diamati. Kesimpulan dari percobaan ini adalah :
A. Setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya
B. Makhluk hidup berasal dari benda mati yang muncul secara spontan
C. Protein pada kaldu merupakan cairan pembentuk makhluk hidup
D. Air kaldu merupakan media tumbuh mikroorganisme pembusuk
E. Makhluk hidup timbul secara bertahap dari senyawa tidak hidup

Jawab : A
Pembahasan : Louis Pasteur dapat mencapai kesimpulan tersebut, karena tidak terdapat mikroorganisme dalam kaldu tersebut setelah disimpan beberapa hari.

Sumber:

  • Omegawati, Wigata, dkk. Detik-detik Biologi 2014/2015. 2015. Yogyakarta: PT Intan Perwira

Peristiwa mutasi

,mutasiPengertian Mutasi

Mutasi berasal dari kata mutatus berarti perubahan. Mutasi didefinisikan sebagai perubahan materi genetik (DNA) yang dapat diwariskan secara genetis pada keturunannya. Penyebab mutasi disebut mutagen. Makhluk hidup yang menyebabkan mutasi disebut mutan. Mutasi dimanfaatkan untuk menghasilkan variasi genetik sehingga diperoleh organisme yang unggul. Namun, mutasi juga dapat menimbulkan kerugian, seperti kerusakan pada informasi genetik. Kerusakan tersebut dapat diwariskan dari generasi satu ke generasi berikutnya

1. Macam-macam Mutasi

Mutasi adalah perubahan materi genetik. Adapun organisme yang mengalami mutasi disebut mutan. Pada prinsipnya mutasi melibatkan tiga perubahan, yaitu perubahan struktur kromosom, perubahan jumlah kromosom setiap sel, dan perubahan pada molekul DNA dari satu genom. Berbagai jenis mutasi antara lain sebagai berikut.

  1. Mutasi berdasarkan tempatnya atau jenis sel yang mengalaminya terdapat mutasi gametik dan mutasi somatis.

1) Mutasi gametik

Mutasi yang terjadi pada sel gamet. Sel gamet yang mengalami mutasi akan mewariskan sifat mutasi tersebut pada keturunannya. Mutasi gametik disebut mutasi germinal. Bila mutasi tersebut menghasilkan sifat dominan, akan terekspresi pada keturunannya. Bila resesif maka ekspresinya akan tersembunyi.
Berdasarkan jenis kromosom yang mengalami mutasi pada sel gamet:
a) Mutasi autosoma

Mutasi sel kelamin yang terjadi pada kromosom autosom. Mutasi jenis ini menghasilkan mutasi yang dominan dan mutasi yang resesif.

b) Mutasi tertaut kelamin

Mutasi sel kelamin yang terjadi pada kromosom seks (kromosom kelamin), berupa tertautnya beberapa gen dalam kromosom kelamin

2) Mutasi somatic

Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel tubuh (sel somatik). Mutasi yang terjadi pada sel somatik bersifat tidak diwariskan secara genetik. Mutasi somatik dapat dialami oleh embrio/janis maupun orang dewasa.
a) Mutasi somatik pada embrio/janin menyebabkan cacat bawaan.
b) Mutasi somatik pada orang dewasa cenderung menyebabkan kanker.

  1. b.  Mutasi berdasarkan arahnya

Berdasarkan arahnya, mutasi terbagi menjadi mutasi maju dan mutasi mundur.

1) Mutasi maju atau forward mutations, yaitu mutasi dari fenotipe normal menjadi abnormal.

2) Mutasi balik atau back mutations, yaitu peristiwa mutasi yang dapat mengembalikan dari fenotipe tidak normal (abnormal) menjadi fenotipe normal.

  1. c.  Mutasi berdasarkan jenisnya

Berdasarkan jenisnya, mutasi terbagi menjadi mutasi gen dan mutasi kromosom

  1. Mutasi Gen

Pada mutasi gen tidak terjadi perubahan lokus, bentuk maupun jumlah kromosom, tetapi menimbulkan perubahan pada m-RNA, dan akibatnya dapat mengubah protein pada sintesis protein sehingga dapat menghasilkan fenotip yang berbeda.

Penyebab Mutasi Gen:

  1. Subtitusi (pertukaran), adalah peristiwa pertukaran atau pergantian basa nitrogen penyusun DNA, yang dibedakan menjadi:
  • Transisi adalah pergantian basa nitrogen sejenis, misalnya antara basa purin dengan purin atau pirimidin dengan pirimidin. Contoh: A – T diganti menjadi G – S, S – G menjadi T – A.transisi
  • Transversi adalah pergantian basa nitrogen yang tidak sejenis, misalnya pergantian basa nitrogen purin dengan pirimidin atau sebaliknya. Contoh: T – A diganti menjadi A – T, G – S menjadi S – G.transversi2bdna
  1. Adisi/Insersi (penambahan), peristiwa penambahan satu atau beberapa basa nitrogen.insersi2bdna
  2. Delesi (pengurangan), peristiwa pengurangan satu atau beberapa basa nitrogen. Delesi ini dapat disebabkan oleh infeksi virus dan radiasi sinar radioaktif.
    Delesi atau defisiensi adalah peristiwa hilangnya sebagian kromosom karena patah. Delesi dapat menyebabkan sindrom tri-du chat. Delesi dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain sebagai berikut.
    – Delesi terminal, yaitu delesi yang kehilangan ujung segmen kromosom.
    – Delesi intertitial/interkalar, yaitu delesi yang kehilangan bagian tengah kromosom.
    – Delesi cincin, yaitu delesi yang kehilangan segmen kromosom sehingga berbentuklingkaran seperti cincin.
    – Delesi loop, yaitu delesi cincin yang membentuk lengkungan pada kromosom lainnya. Hal ini terjadi pada waktu meiosis, sehingga memungkinkan adanya kromosom lain (homolognya) yang tetap normal.
     delesi2bdna

2. Mutasi Kromosom

Mutasi kromosom akan mempengaruhi beberapa gen, sehingga mutasi kromosom berakibat lebih nyata pada fenotip atau penampakan individu dibanding mutasi gen.

  1. Perubahan Struktur Kromosom
  • Inversi adalah peristiwa perubahan urutan lokus (gen) terbalik atau berpindah sebagai akibat dari kromosom yang terpilin sehingga menyebabkan terjadinya penyisipan gen-gen pada lokus dengan urutan yang berbeda dengan sebelumnya. Inversi dibedakan menjadi dua, yaitu parasentris dan perisentris. Inversi parasentris adalah perubahan urutan gen hanya terjadi pada satu lengan saja tanpa berpindah ke lengan yang lain melewati sentromer. Adapun inversi perisentris adalah perubahan urutan gen yang terjadi antara kedua lengan yang melewati sentromer.
  • Delesi dan Duplikasi. Pada proses delesi, lengan kromosom patah dan kehilangan sebagian lokusnya. Patahan tersebut dapat menempel pada lengan kromosom homolognya atau bebas tidak menempel pada lengan kromosom yang lain. Berdasarkan letak patahan kromosom, delesi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu delesi interkalar apabila patahannya terjadi di dua bagian sehingga menyebabkan bagian tengahnya hilang dan delesi terminal apabila patahannya terletak pada ujung lengan kromosom. Contoh pada delesi terminal adalah Sindoma Cri-du-cat. Duplikasi (penambahan) adalah terjadinya penambahan lokus dari patahan lengan kromosom homolognya. Duplikasi pada kromosom manusia dapat terjadi pada kromosom X yang disebut dengan Fragile X syndrome.
  • Translokasi adalah terjadinya pertukaran gen dari suatu kromosom ke kromosom lain yang bukan homolognya. Berdasarkan jumlah patahan dan cara pertukaran patahan kromosomnya, translokasi dibedakan menjadi tiga, yaitu: a) translokasi tunggal, apabila patahan dari kromosom satu akan menempel pada ujung kromosom lain yang bukan homolognya; b) translokasi perpindahan, apabila kromosom pertama patah di dua tempat dan kromosom yang satunya patah di satu tempat. Patahan kromosom yang di dua tempat akan menyisip pada patahan kromosom yang patahannya satu tempat. c) Translokasi resiprok dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu sebagai berikut. c1) Translokasi resiprok homozigot : Translokasi homozigot ialah translokasi yang mengalami pertukaran segmen dua kromosom homolog dengan segmen dua kromosom non homolog. c2) Translokasi resiprok heterozigot : Translokasi heterozigot ialah translokasi yang hanya mengalami pertukaran satu segmen kromosom ke satu segmen kromosom nonhomolognya. c3) Translokasi Robertson : Translokasi Robertson ialah translokasi yang terjadi karena penggabungan dua kromosom akrosentrik menjadi satu kromosom metasentrik. Peristiwa semacam ini dapat disebut juga fusion (penggabungan).
  • Katenasi kromosom mengalami patah di dua tempat. Bagian patah ini lepas dan kromosom yang bersangkutan kemudian membulat, sehingga ujung-ujung kromosom yang patah akan saling berlekatan.
  • Isokromosom ialah mutasi kromosom yang terjadi pada waktu menduplikasikan diri, Pembelahan sentromernya mengalami perubahan arah pembelahan sehingga terbentuklah dua kromosom yang masing – masing berlengan identik (sama). Apabila dilihat dari pembelahan sentromernya maka isokromosom disebut juga fision Jadi peristiwanya berlawanan dengan translokasi Robertson (fusion) yang mengalami penggabungan.
  1. Perubahan Jumlah Kromosom

Perubahan set (euploidi) adalah perubahan pada jumlah n-nya, artinya suatu keadaan jumlah kromosom yang kurang atau lebih dari normal. Perubahan set kromosom dapat diusahakan melalui penghambatan pemisahan kromosom dengan cara induksi kolkisin dan dekapitasi. Euploidi dibedakan menjadi:

  • Autoploidi: yaitu genom (n) mengganda sendiri karena terjadi gangguan saat meiosis.
  • Allopoliploidi: yaitu genom mengganda karena terjadi perkawinan antarspesies yang berbeda kromosomnya.
  1. Perubahan Penggandaan (Aneusomi)

Aneusomi dapat terjadi karena beberapa hal, yaitu:

  • Anafase lag , yaitu tidak melekatnya kromatid pada gelendong, pada saat anafase meiosis I.
  • Nondisjungsi, yaitu gagal berpisahnya kromosom homolog pada waktu anafase dari meiosis.

Macam-macam nondisjungsi:

  1. Monosomi = (2n – 1), salah satu kromosomnya hanya satu.
  2. Trisomi = (2n + 1), salah satu kromosomnya ada tiga.
  3. Tetrasomi = (2n + 2), salah satu kromosomnya ada empat.
  4. Nulisomi = (2n – 2), ada dua macam kromosom yang hanya satu.

Aneusomi dapat mengakibatkan kelainan-kelainan pada manusia, antara lain:

  • Sindrom Turner, mengalami pengurangan kromosom Y-nya sehingga mempunyai kariotipe 2AA + XO. Orang yang mengalami sindrom Turner berkelamin wanita, tetapi ovarium tidak tumbuh.turner-syndrome
  • Sindrom Klinefelter, penderita memiliki kromosom 2n + 1, Kariotipe: 22AA + XXY. Trisomi terjadi pada gonosomnya. Biasanya testis penderita tidak tumbuh, sehingga mandul (testiculair disgenesis). Gejala lain penderita ini adalah terjadi pertumbuhan payudara tetapi kelaminnya dikenal sebagai laki-laki.klinefelters2
  • Sindrom Down, penderita memiliki kromosom 2n + 1, kariotipe = 45A + XX atau 45A + XY. Trisomi terjadi pada autosom, pada kromosom nomor 21. Penderita menunjukkan gejala kaki pendek, mata sipit, berjalan lambat. Hal ini disebut mongolisme.downsyndromeeffects
  • Sindom Patau, Penderita memiliki kromosom 2n + 1, kariotipe = 45A + XX atau 45A + XY. Trisomi pada autosom yang dapat terjadi pada kromosom nomor 13, 14, atau 15. Penderita menunjukkan gejala berkepala relatif lebih kecil, mata kecil, telinga rendah dan buruk, tuli, ada kelainan jantung.sindrom-patau
  • Sindrom Edwards, penderita memiliki kromosom 2n + 1, kariotipe = 45A + XX atau 45A + XY. Trisomi pada autosom, mungkin terjadi pada kromosom nomor 16, 17, dan 18. Biasanya tengkoraknya lonjong, dada pendek dan lebar, telinga rendah dan tidak wajar.sindrom-edward
  1. Penyebab Mutasi (Mutagen)
  2. Mutagen Biologi: bahan biologi yang dapat menyebabkan terjadinya mutasi antara lain virus dan bakteri. Virus dapat menjadi mutagen utama karena kemampuan DNA/RNA virus yang mengendalikan peristiwa transkripsi dan translasi pada sel inangnya. Munculnya DNA virus diantara DNA sel inang dapat mempengaruhi metabolisme dan memunculkan senyawa karsinogenik. Bakteri, terutama bakteri patogen diduga dapat menghasilkan protein tertentu yang dapat mengganggu atau menghalangi sintesis protein dan merusak struktur DNA.
  3. Mutagen Kimia: bahan kimia penyebab mutasi adalah pestisida (DDT, BHC, TEM), nitrogen mustrad, hidroksil amino (NH2OH), asam nitrit (HNO2), etil metana sulfonat, etil etan sulfonat, siklamat (pemanis buatan), akridrin (zat pewarna buatan).
  4. Mutagen Fisika: bahan fisika yang dapat menyebabkan mutasi. Contoh: unsur radioaktif (torium, uranium), radiasi sinar X, sinar (α, β, γ).
  1. Mutasi Buatan (Mutasi Induksi)

Mutasi buatan merupakan mutasi yang sengaja dibuat manusia. Ditinjau dari kepentingan manusia mutasi buatan dapat dilakukan untuk menghasilkan mutan yang lebih berguna atau lebih menguntungkan dari keadaan individu sebelumnya. Misalnya dalam proses pembuatan bibit tanaman yang unggul.

  1. Dampak Mutasi bagi Makhluk Hidup
  2. Mutasi gen dapat menyebabkan beberapa penyakit pada manusia, antara lain albinisme dan anemia sel sabit (sickle cell anemia). Penyakit sickle sell anemia adalah suatu bentuk abnormalitas pada eritroit yang disebabkan oleh gen resesif.
  3. Pada proses mutasi buatan, mutagen kebanyakan bersifat karsinogenik (zat pemacu terjadinya kanker).
  4. Dampak mutasi pada tanaman buah tanpa biji (partenokarpi) menyebabkan kesulitan pada tanaman untuk menghasilkan biji bagi tanaman generasi berikutnya.
  1. Keuntungan Mutasi bagi Manusia dan Makhluk Hidup Lain
  2. Tanaman mutan yang bersifat poliploidi yang dihasilkan dari induksi digitonin dan kolkisin. Individu poliploidi mempunyai ciri berbuah besar, tidak berbiji dan berproduksi tinggi.
  3. Mutasi radiasi dengan sinar gamma menghasilkan bibit unggul. Contoh: pada padi Pelita I dan II menghasilkan padi jenis Atomita I dan II, dimana bibit unggul ini mempunyai kelebihan tahan terhadap wereng coklat dan bakteri pucuk Xanthomonas oryzae dan dapat toleran terhadap air asin.
  4. Mutasi radiasi dengan isotop Co-60 dapat menghasilkan varietas kedelai unggul. Kedelai ORBA setelah dimutasikan menjadi varietas Muria yang mempunyai kelebihan antara lain: tanaman pendek, kompak dan tidak mudah rebah, potensi hasil tinggi, tahan terhadap penyakit karat daun, polong yang matang tidak mudah pecah, fiksasi nitrogen dalam akar lebih efektif.
  5. Mutasi radiasi menghasilkan jantan mandul untuk mengendalikan populasi hama. Radiasi pada wereng jantan akan mengakibatkan wereng menjadi mandul. Jantan mandul ini selanjutnya dilepas ke populasi wereng, sehingga menghambat terbentuknya keturunan dalam jumlah yang besar. Dengan demikian, populasi wereng lambat laun akan menurun.
  6. Penghambatan pertumbuhan dan perkembangan kanker dan HIV. Meradiasi sel kanker dan HIV menyebabkan sel-sel tersebut mengalami perubahan struktur DNA dan mengakibatkan dihasilkannya senyawa antipertumbuhan kanker dan anti-HIV sehingga terjadi penghambatan terhadap pertumbuhan sel kanker dan infeksi HIV pada sel darah putih.

Video

Video di atas menjelaskan lebih lagi tentang mutasi apabila pembaca menginginkan penjelasan visual dan lebih dalam.

Soal

1. Sindrom Down disebabkan oleh …

A. tambahan kromosom X sehingga kromosom menjadi XXY

B. tambahan kromosom Y sehingga kromosom menjadi XYY

C. kelebihan kromosom pada kromosom nomor 21

D. delesi kromosom pada kromosom nomor 5

E. monosomi X

2. satu

Gambar di atas menunjukkan adanya peristiwa mutasi kromosom yang disebut …

A. inverse

B.delesi

C.katenasi

D.duplikasi

E.translokasi

3. Biji jambu yang direndam dalam kolkisin mengalami perubahan jumlah kromosom berlipat ganda yang disebut …

A. poliploid

B. tetraploid

C. monoploid

D. otopoliploid

E. Diploid

4. Contoh mutagen adalah …

A. asap rokok

B. sinar X

C. berkas UV

D. DDT

E. semua benar

5. Berikut tergolong pada mutasi gen subsitusi
(1) transisi (3) transversi
(2) insersi (4) delesi

A. 1 dan 2

B. 1 dan 3

C. 1 dan 4

D. 2 dan 3

E. 2 dan 4

6. Kerugian penggunaan radiasi pada penemuan bibit unggul tanaman poliploid adalah …

A. menimbulkan letal pada sifat tanaman

B. tanaman menjadi resisten terhadap hama

C. punahnya plasma nuftah tertentu

D. tanaman menjadi steril

E. menghasilkan tanaman yang variatif

7. Suatu perubahan yang terjadi pada tubuh makhluk hidup dianggap sebagai mutasi apabila …

A. mengaktifkan perubahan gen

B. mengakibatkan perubahan susunan DNA

C. mengakibatkan perubahan kromosom

D. diwariskan kepada keturunannya

E. selalu dapat diperbaiki

8. Di antara berikut ini, yang merupakan mutagen alami adalah …

A. kolkisin

B. DDT

C. formalin

D. bahan radioaktif

E. sinar kosmis

9. Mutasi gen-gen gamet yang terdapat pada kromosom kelamin dan merupakan mutasi yang dikekalkan secara genetic dinamakan …

A. mutasi somatic

B. mutai autosomal

C. mutasi tertaut kelamin

D. mutasi titik

E. mutasi pergeseran kerangka

10. Suatu individu tampak mengalami perubahan besar dibandingkan sesama jenisnya. Dari penelitian diketahui bahwa kromosom individu tadi tetap sama seperti yang lain, tetapi isi kromosomnya mengalami perubahan. Individu tersebut mengalami …

A. regenerasi

B. pindah silang

C. rekombinasi

D. mutasi gen

E. aberasi

11. Manusia yang memiliki kromosom monosomi dan bisa hidup akan mengalami kelainan yang disebut ….

A. sindrom Down

B. sindrom Klinefelter

C. sindrom Turner

D. sindrom Cri du Chat

E. Leukemia

12. Pernyataan yang tepat berhubungan dengan mutasi
(1) dapat terjadi pada gen/DNA dan kromosom
(2) tidak selalu diwariskan pada keturunannya
(3) dapat terjadi secara alamiah atau induksi
(4) makhluk hidup hasil mutasi memiliki sifat lebih baik dari induknya

A. 1, 2, 3

B. 1, 2, 4

C. 2, 3, 4

D. 2, 4, 1

E. 3, 4, 1

13. Mutasi yang menyebabkan kulit albino bersifat merugikan, sebab……

A. Kulit tampak lebih putih

B. Penderita menjadi mudah terserang penyakit kulit

C. Produksi keringat menjadi lebih banyak

D. Kulit lebih mudah berkeringat

E. Kulit menjadi tidak tahan terhadap cahaya matahari

14.  Pada table berikut yang menunjukkan hubungan antara factor penyebab mutasi dan dampaknya adalah …

Penyebab Mutasi Dampak
A Sinar matahari Telur tidak menetas
B Pestisida Gangguan paru-paru/pernapasan
C Sinar ultraviolet Kanker gonosom
D Kolkisin Terjadi poliploid pada holtikultura
E Bakteri Penyebab kanker

15. tiga

Perhatikan gambar di atas. Nomor III telah mengalami …
A. inverse
B. duplikasi
C. defisiensi
D. delesi
E. translokasi

Kunci Jawaban + Pembahasan.

  1. C Sidrom Down adalah kelainan yang terjadi akibat kelebihan kromosom 21, sehingga setiap seL tubuh memiliki total 47 kromosom. Dari susut pandang kromoom, sel-sel tersebut dinamakan trisomi untuk kromosom 21. Meskipun kromosom 21 merupakan kromosom manusia yang paling kecil, trisominya mengubah susunan fenotip individu tersebut. Sidrom Down meliputi penampakan wajah yang khas, tubuh pendek, cacat jantung, kerentanan terhadap infeki saluran pernapasan, dan lemah mental.
    Jawaban : C. kelebihan pada kromosom 21
  2. B : Mutasi kromosom atau aberasi kromosom, meliputi :
    1.perubahan struktur kromosom, dapat berup adelesi, duplikasi, invers, translokasi, dan katenasi.
    2. Perubahan jumlah kromosom, dapat berupa aneuploidi dan euploidi.
    Pada soal termasuk pada perubahan struktur kromosom dimana kromosom kehilangan salah satu segmennya (sebelum mutasi kromosom memiliki segmen A,B,C,D,E setelah mutasi kromosom menjadi A,B,D,E), hilangnya segmen C. Jadi, perubahan itu disebut delesi.
  3. A : Kolkisin dapat mengaktifkan jaringan meristem untuk memutuskan benag-benang spindle dan membantu terjadinya pembalahan sel. Tanpa benang spindle, kromatid-kromatid tidak dapat dipisahkan. Oleh karena itu, jumlah kromosomnya meningkat (poliploid), misalnya 2x lipat kromosom normal.
  4. E : Mutagen dapat berupa factor kimia dan factor fisika. Faktor kimia contohnya adalah asap rokok dan DDT. Sedangkan macam faktor fisika mutagenentik adalah sinar-sinar gelombang pendek, seperti radiasi sinar ultraviolet, radiasi sinar radioaktif, dan sinar rontgen.
  5. B : Subsitusi pasangan basa merupakan penggantian satu nukleotida dan pasangannya di dalam untai DNA komplementer dengan pasangan nukleotida lain. Subsitusi satu purin oleh purin yang lain atau satu pirimidin oleh pirimidin yang lain disebut mutasi titik tipe transisi. Sbaliknya, subsitusi suatu purin oleh pirimidin atau suatu pirimidin oleh purin disebut transverse.
  6. C : Mutasi pada dasarnya mengubah susunan gen atau kromosom. Perubahan ini dapat mengakibatkan perubahan produk gen dan akhirnya perubahan fenotip. Perubahan tersebut dapat menguntungkan dan dapat pula merugikan. Mutasi yang menguntungkan antara lain munculnya varietas baru yang lebih unggul, baik hewan maupun tumbuhan. Di samping memberikan hal yang menguntungkan, mutasi juga dapat merugikan, seperti penggunaan radiasi pada tanaman dapat menyebabkan punahnya plasma nuftah tertentu.
  7. B : Syarat mutasi adalah :
    1.adanya perubahan materi genetic (DNA),
    2.perubahan terebut dapat atau tidak dapat diperbaiki,
    3.hasil perubahan tersebut diwariskan secara genetic pada keturunannya.
  8. E : Mutasi dapat disebabkan oleh mutagen yang berasal dari alam maupun buatan. Mutagen yang secara alami terdapat di alam dapat menyebabkan mutasi alami, sedangkan mutagen yang sengaja diberikan dapat menyebabkan mutasi buatan. Contoh mutasi alami antara lain radiasi sinar kosmis, virus, radiasi sinar UV.
  9. C : Mutasi gametik adalah mutasi yang terjadi pada sel gamet. Karena sel gamet mengadakan pembuahan, gamet mutan yang mengalami pembuahan dapat mewariskan mutasi tersebut kepada keturunannya. Gen-gen yang mengalami mutasi di dalam gamet dapat berupa mutasi autosomal (jika gen-gennya terdapat pada kromosom autosomal) dan mutasi tertaut kelamin (jika mutasi gen0gen gamet terdapat pada kromosom kelamin).
  10. E : Aberasi kromosom adalah mutasi atau perubahan materi genetic yang disebabkan oleh perubahan pada jumlah dan struktur kromosom.
  11. C : Monosomi X disebut sindrom Turner, secara fenotip adalah perempuan namun organ kelamin mereka tidak menjadi matang pada saat remaja, dan ciri-ciri seks sekunder gagal berkembang. Individu ini streril dan memiliki tubuh pendek serta sebagian besar memiliki kecerdasan normal. Sindrom Turner merupakan satu-satunya monosomi yang dapat hidup pada manusia.
  12. A : (1) mutasi dapat berupa mutasi gen dan mutasi kromosom (pernyataan 1 benar)
    (2) Mutasi berdasarkan tempat terjadinya terbagi menjadi 2, yaitu mutasi genetic (terjadi pada sek gamet dan bersifat heritable atau diwariskan) dan mutasi somatic ( terjadi pada sel-sel soma dan tidak dapat diwariskan kepada keturunannya). (pernyataan 2 benar)
    (3) Mutasi dapat terjadi secara alamiah atau induksi . (pernyataan 3 benar)
    (4) Makhluk hidup hasil mutasi tidak selalu memiliki sifat lebih baik dari induknya, terkadang mutasi mengakibatkan makhluk hidup yang mengalami sifat lebih buruk dari induknya. (pernyataan 4 salah )
  13. E : Hilangnya pigmen pada penderita albino meyebabkan mereka menjadi sangat sensitive terhadap cahaya matahari sehingga mudah terbakar dan mereka harus melindungi kulit mereka dengan menggunakan sunblock
  14. D : Selain secara alami, poliploid juga dapat dilakukan secara buatan. Zat ki, ia yang umum dipakai dalam hal ini adalah kolkisin.
  15. B : Delesi terjadi ketika sebuah fragmen kromosom patah dan hilang pada saat pembelahan sel. Kromosom tempat fragmen tersebut berasal dapat berikatan dengan kromosom homolog menghasilkan duplikasi.