Rangkuman Materi Rekayasa Reproduksi & Bioteknologi & Pembahasan Kelas 9 Tingkat SMP

Rekayasa Reproduksi

Rekayasa reproduksi merupakan usaha yang dilakukan manusia untuk mengembangbiakan mahluk hidup (manusia, hewan, dan tumbuhan) dengan cara merekayasa tahapan-tahapan dalam  proses reproduksi yang berlangsung secara alami. Beberapa teknik yang dilakukan dalam rekayasa reproduksi diantaranya:

Bayi Tabung (Fertilisasi In Vitro)

Teknik bayi tabung merupakan solusi bagi pasangan yang sulit mendapatkan keturunan. Bayi tabung sama halnya seperti inseminasi buatan yang merupakan perkembangbiakan generative. Perbedaannya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar tubuh, sedangkan pada inseminasi buatan proses pembuahan terjadi di dalam tubuh.

Tahap-tahap proses pembuatan bayi tabung, sebagai berikut:

1. Sel telur yang sudah mengalami ovulasi diambil dan disimpan dalam suatu tabung yang diisi dengan medium yang sama seperti kondisi pada Rahim wanita hamil.
2. Sel telur dan sperma dipertemukan kemudian diamati di bawah mikroskop sampai terjadi fetilisasi, kemudian dimasukkan kembali ke dalam tabung.
3. Sel telur yang sudah dibuahi (fertilisasi) disebut dengan zigot yang kemudian akan berkembang menjadi embrio. Embrio tersebut kemudian di suntikkan ke dalam rahim ibunya

Cloning (Transplantasi Nukleus)

Cloning ditemukan oleh Dr. Ian Wilmut, seorang ilmuan Skotlandia pada tahun 1997, hasil kloningnya adalah domba Dolly. Teknik cloning dengan menggunakan sel somatik mahluk hidup multiseluler untuk menghasilkan satu atau lebih individu dengan materi genetik yang sama (identik). Teknik cloning merupakan perkembangbiakan secara vegetatif karena tanpa dibuahi oleh sperma.

Cara cloning domba Dolly oleh Dr. Ian Willmut, sebagai berikut:

1. Sel telur diambil dari ovarium domba betina, juga mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.
2. Nucleus sel telur yang haploid dikeluarkan kemudian sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam sel telur yang sudah tidak memiliki nucleus tersebut
3. Sel telur dikembalikan kembali ke uterus domba donor sel telur
4. Domba tersebut kemudian akan hamil dan melahirkan anak hasil cloning.

Kultur Jaringan

Kultur jaringan diperkenalkan oleh Muir, Hildebrant, dan Riker pada tahun 1954. Teknik ini bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman bibit unggul dengan memanfaatkan sifat totipotensi setiap sel tumbuhan. Totipotensi  adalah kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna.

Cara yang dilakukan pada proses kultur jaringan hanya sedikit yang dibutuhkan dari bagian tumbuhan. Jaringan yang diambil untuk kultur jaringan adalah jaringan muda yang masih mampu membelah diri seperti ujung batang, ujung daun, dan ujung akar. Jaringan yang diambil untuk kultur jaringan disebut eksplan. Tanaman yang bisa dijadikan objek kultur jaringan adalah pisang, mangga, tebu, dan anggrek.

Keuntungan yang diperoleh dari teknik kultur jaringan adalah:

1. Tanaman dapat lebih cepat bereproduksi
2. Tidak bergantung pada musim
3. Sifat tanaman hasil kultur jaringan sama dengan sifat tanaman induknya
4. Tidak membutuhkan lahan yang luas
5. Dapat menghasilkan bibit yang banyak dalam waktu yang relatif singkat
6. Proses pembiakkan tidak menunggu tanaman menjadi dewasa

Hibridisasi

Hibridisasi adalah persilangan antara varietas yang berbeda tetapi masih dalam satu spesies yang sama yang memiiki sifat unggul. Individu hasil hibridisasi memiliki sifat perpaduan dari kedua induknya. Contoh hasil hibridisasi pada tumbuhan yaitu jagung, anggrek, kelapa, padi, dan tebu.

Inseminasi Buatan (Kawin Suntik)

Inseminasi buatan merupakan pembuahan (fertilisasi) pada sel telur dengan cara menyuntikkan spermanya saja pada kelamin betina, tidak diperlukan keberadaan hewan jantannya. Teknik ini cukup mudah karena hanya cukup membawa sperma jantan yang unggul dengan penyimpanan sperma pada suhu – 80⁰ sampai – 20⁰ dari suatu negara penghasil pejantan unggul untuk dikawinkan dengan betina local. Contoh hewan hasil inseminasi adalah sapi.

Transgenik (Pencangkokkan Gen)

Teknik rekayasa reproduksi transgenik atau disebut juga dengan teknologi plasmid, bertujuan untuk mengubah faktor keturunan supaya mendapatkan individu dengan sifat baru sesuai dengan keingingan pembuatnya. Teknik ini dilakukan dengan cara menyisipkan gen lain ke dalam plasmid mahluk hidup yang akan diubah sifatnya. Individu hasil transgenik disebut dengan GMOs (Genetically Modified Organism).

Beberapa teknik rekayasa reproduksi transgenik yang sudah dikembangkan yaitu:

1. Pembuatan insulin: menyambungkan gen pengontrol pembuatan insulin manusia ke dalam DNA bakteri. Sehingga menghasilkan bakteri baru yang bisa menghasilkan hormon insulin untuk mengobati penyakit kencing manis.
2. Menciptakan bibit unggul:
   • Merekayasa tumbuhan supaya bisa melakukan fiksasi nitrogen sehingga tumbuhan bisa memupuk dirinya sendiri
   • Pencangkokan gen pembentuk pestisida sehingga tumbuhan mampu mematikan hama sendiri.
   • Menyisipkan gen pada tumbuhan sehingga dapat menghasilkan buah yang tidak mudah busuk.

Dampak Rekayasa Reproduksi

Rekayasa reproduksi tidak selalu berdampak positif terhadap mahluk hidup dan lingkungan, tetapi ada juga dampak negatifnya.

Dampak positif rekayasa reproduksi

• Melestarikan plasma nutfah
• Meningkatkan kualitas dan kuantitas sesuai kebutuhan manusia
• Membantu pasangan mendapatkan keturunan
• Menciptakan bibit unggul
• Meningkatkan gizi masyarakat

Dampak negatif rekayasa reproduksi

• Pada teknik kultur jaringan keturunan dengan genetik yang sama sangat rentan terhadap penyakit
• Petani dan peternak yang masih menggunakan cara alami akan sangat dirugikan
• Terganggunya proses seleksi alam
• Khawatir terjadi penyalahgunaan teknologi reproduksi untuk kepentingan pihak tertentu

Bioteknologi

Bioteknologi adalah penggunaan prinsip-prinsip keilmuan dan teknologi melalui pemanfaatan biologi untuk meningkatkan kesejahteraan umat manusia. Bioteknologi di bagi menjadi dua, yaitu:

Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional atau tradisional adalah bioteknologi sederhana dengan menggunakan mikroorganisme sebagai media untuk menghasilkan produk dan jasa. Mikroorganisme yang terlibat adalah jamur dan bakteri. Keuntungan penggunaan bioteknologi konvensional diantaranya:

• Meningkatkan nilai gizi produk makanan dan minuman
• Membuat makanan lebih awet atau tahan lama
• Menciptakan sumber makanan baru
• Meningkatkan perekonomian masyarakat

Jenis-jenis mikroorganisme dan produk yang dihasilkannya

Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern adalah teknik bioteknologi dengan merekayasa materi genetic mahluk hidup melebihi batas normalnya. Rekayasa reproduksi merupakan produk dari bioteknologi modern.

Pemanfaatan bioteknologi modern diantaranya:

• Bidang pertanian dan peternakan: menciptakan bibit unggul dengan kualitas dan kuantitas yang bermutu tinggi.
• Bidang kesehatan: menciptakan inovasi pengobatan
• Bidang industri: menciptakan inovasi dalam pemberantasan hama penyakit
• Bidang pertambangan: melakukan pengolahan bijih besi dengan bantuan bakteri Thiobacillus ferrooxidans.

Contoh Soal Rekayasa Reproduksi & Bioteknologi & Pembahasan Kelas IX/9 Tingkat SMP

1. Usaha manusia agar menghasilkan hewan ternak sebanyak-banyaknya.
2. Usaha manusia yang dilakukan untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara merekayasa tahapan reproduksi yang berlangsung alami.
3. Usaha manusia membuat makhluk hidup yang sama persis dengan induknya.
4. Usaha manusia untuk membuat tanaman yang menghasilkan buah yang unggul.

PEMBAHASAN :
Rekayasa reproduksi merupakan usaha manusia untuk mengembangbiakan makhluk hidup dengan cara merekayasa tahapan-tahapan proses reproduksi yang berlangsung alami.
Jawaban B

PEMBAHASAN :
Berikut teknik rekaya reproduksi diantaranya:

• kultur jaringan : teknik perbanyakan tanaman unggul dengan memanfaatkan kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna (Totipotensi).
• kloning : perkembangan vegetatif karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma.
• transgenik : penyisipan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan sifat tertentu yang disesuaikan sesuai keinginan.
• hibridisasi : persilangan antar varietas pada spesies yang sama yang memiliki sifat unggul.
• Inseminasi buatan : pembuahan sel telur dengan cara menyuntikkan sperma pada kelamin betina.
• Bayi tabung : bayi hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung.

Maka yang bukan merupakan teknik rekaya reproduksi adalah pemupukan
Jawaban D

1. Pemanfaatan mikroorganisme terbatas.
2. Mulai berkembang sejak ditemukan DNA
3. Mikrorganisme digunakan untuk memperbaiki kinerja ginetik suatu organisme yang bermanfaat bagi manusia.
4. Peralatan yang digunakan sudah modern

PEMBAHASAN :
Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan organisme atau mikroba yang bertujuan untuk menghasilkan senyawa kimia/ produk dengan aktivitas-aktivitas mikroba dan belum menggunakan enzim. Ciri-cirinya:

1. Peralatan yang digunakan masih sederhana.
2. Pemanfaatan mikroorganisme sederhana.
3. Dikenal sejak awal peradaban manusia.
4. Menggunakan secara langsung hasil yang diproduksi organisme/mikroorganisme berupa senyawa kimia atau bahan pangan tertentu yang bermanfaat bagi manusia.

Jawaban A

1. Rhizopus oligospurus
2. Acetpbacter xylinum
3. Aspergillus wentii
4. Lactobacillus bulgaricus

PEMBAHASAN :
Mikroorganisme yang berperan dalam pembuatan produk makanan diantaranya:

• Rhizopus oligospurus : pembuatan tempe
• Acetpbacter xylinum : pembuatan nata de coco
• Aspergillus wentii : pembuatan kecap
• Lactobacillus bulgaricus : pembuatan keju dan yoghurt
• Saccharomyces cerevisiae : pembuatan roti dan tapai
• Penecilium camemberti dan Penecillium requeforti : pembuatan keju

Jawaban C

1. virus
2. bakteri
3. ganggang
4. jamur

PEMBAHASAN :
Yang termasuk PST diantaranya ganggang, jamur dan bakteri. Pada mikroorganisme tersebut protein berada di dalam sel bukan merupakan bahan yang disekresikan oleh sel. Contoh PST diantaranya Spirulina dan Chorella.
Jawaban A

1. besi
2. tembaga
3. krom
4. alumunium

PEMBAHASAN :
Bakteri Thiobacillus ferooxidans termasuk bakteri kemolitotrof yang mampu memisahkan logam dari bijihnya. Bakteri tersebut digunakan untuk mengekstraksi tembaga dari bijih tembaga.
Jawaban B

1. tanah
2. air
3. stryofoam
4. udara

PEMBAHASAN :
Hidroponik merupakan cara menanam tanaman dalam media selain tanah. Hidroponik dapat dilakukan dengan media air atau pasir. Di dalam media air tanaman di beri unsur-unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Selain media pasir, hidroponik juga bisa menggunakan arang, sabut kelapa atau batu-batuan.
Jawaban B

1. Edward Jenner
2. Robert Koch
3. Louis Pasteur
4. Alexander Fleming

PEMBAHASAN :

Nama tokoh dan penemuannya:

• Edward Jenner : penemu vaksin cacar
• Robert Koch : penemu penyebab TBC
• Louis Pasteur : penemu pasteurisasi
• Alexander Fleming : penemu penisilin

Jawaban D

1. metana
2. etana
3. propana
4. butana

PEMBAHASAN :
Salah satu peran bioteknologi yaitu menghasilkan energi alternatif. Mikroorganisme dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas berupa gas metana hasil produksi mikroorganisme dalam medium kotoran ternak.
Jawaban A

1. alga
2. jamur
3. virus
4. bakteri

PEMBAHASAN :
Sachhromyces cerevisiae termasuk ke dalam jamur bersel satu termasuk ke dalam filum ascomycota
Jawaban B

1. Sel telur yang sudah mengalami ovulasi diambil dan disimpan dalam suatu tabung
2. Sel telur dan sperma dipertemukan kemudian diamati di bawah mikroskop sampai terjadi fertilisasi
3. Sel telur yang sudah dibuahi (fertilisasi) disebut dengan zigot yang kemudian akan berkembang menjadi embrio
4. Proses pembuahan terjadi di dalam tubuh.

PEMBAHASAN :
Tahap-tahap proses pembuatan bayi tabung (fertilisasi in vitro), sebagai berikut:

1. Sel telur yang sudah mengalami ovulasi diambil dan disimpan dalam suatu tabung yang diisi dengan medium yang sama seperti kondisi pada Rahim wanita hamil.
2. Sel telur dan sperma dipertemukan kemudian diamati di bawah mikroskop sampai terjadi fertilisasi, kemudian dimasukkan kembali ke dalam tabung.
3. Sel telur yang sudah dibuahi (fertilisasi) disebut dengan zigot yang  kemudian akan berkembang menjadi embrio. Embrio tersebut kemudian di suntikkan ke dalam rahim ibunya.

Jawaban D

Soal No.12
Teknik rekayasa reproduksi yang bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman bibit unggul dengan memanfaatkan sifat totipotensi setiap sel tumbuhan disebut …

PEMBAHASAN :
Transgenik: disebut juga dengan teknologi plasmid, bertujuan untuk mengubah factor keturunan supaya mendapatkan individu dengan sifat baru sesuai dengan keingingan pembuatnya

Kultur jaringan: Teknik ini bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman bibit unggul dengan memanfaatkan sifat totipotensi setiap sel tumbuhan.

Hibridisasi: persilangan antara varietas yang berbeda tetapi masih dalam satu spesies yang sama yang memiiki sifat unggul

Inseminasi buatan: pembuahan (fertilisasi) pada sel telur dengan cara menyuntikkan spermanya saja pada kelamin betina, tidak diperlukan keberadaan hewan jantannya
Jawaban B

1. Aspergillus wentii, Penicillium camemberti, Streptococus lactis, Rhyzopus oryzae
2. Aspergillus wentii, Neurospora crassa, Streptococus lactis, Rhyzopus oryzae
3. Aspergillus wentii, Penicillium notatum, Streptococus lactis, Rhyzopus oryzae
4. Aspergillus wentii, Penicillium camemberti, Saccharomyces cerevisiae, Rhyzopus oryzae

PEMBAHASAN :

1. Kecap: Aspergillus wentii
2. Keju: Penicillium camemberti
3. Mentega: Streptococus lactis
4. Tempe: Rhyzopus oryzae

Jawaban A

1. Acetobacter xylinum
2. Saccharomyces cerevisiae
3. Rhyzopus oryzae
4. Thiobacillus ferrooxidans

PEMBAHASAN :

• Acetobacter  xylinum: pembuatan nata de coco
• Saccharomyces cerevisiae: pembuatan tape, roti, bir
• Rhyzopus oryzae: pembuatan tempe
• Thiobacillus ferrooxidans: pengolahan bijih besi

Jawaban D

1. Tempe: Streptococus lactis
2. Kecap: Rhyzopus oryzae
3. Yoghurt: Lactobacillus bulgaricus
4. Roti: Penicillium camemberti

PEMBAHASAN :

• Tempe: Rhyzopus oryzae
• Kecap: Aspergillus wentii
• Yoghurt: Lactobacillus bulgaricus
• Roti: Saccharomyces cerevisiae

Jawaban C