Materi Bioteknologi Kelas 10 Kurikulum Merdeka beserta Penjelasannya
Materi Bioteknologi Kelas 10 Kurikulum Merdeka beserta Penjelasannya – Materi bioteknologi merupakan salah satu bab dalam pelajaran biologi untuk kelas 10.
Di dalam materi ini, kamu akan belajar tentang sejarah bagaimana sejarah awal penemuan bioteknologi, perkembangan bioteknologi, hingga dampak bioteknologi bagi umat manusia.
Mamikos akan memberikan ringkasan tentang beberapa hal yang harus kamu pahami tentang materi bioteknologi di kelas 10 kurikulum merdeka. Yuk, pelajari!
Materi Bioteknologi Kelas 10 Kurikulum Merdeka
Daftar Isi
Daftar Isi
Di bawah ini merupakan ringkasan materi Bioteknologi Kelas 10 Kurikulum Merdeka.
Pengertian Bioteknologi
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam 20 tahun terakhir sangat dipengaruhi oleh kemajuan bioteknologi.
Negara maju secara intensif mengembangkan bioteknologi untuk memenuhi kebutuhan manusia dan industri, terutama dalam bidang pangan, farmasi, pengolahan limbah, dan rekayasa genetika.
Bioteknologi bertujuan meningkatkan kesejahteraan dan kualitas hidup manusia dengan memanfaatkan sistem kehidupan dan organisme untuk menciptakan produk baru, memodifikasi produk, atau memperbaiki proses produksi.
Istilah “bioteknologi” diperkenalkan oleh seorang ilmuwan Hungaria bernama Karl Ereky, pada tahun 1917.
Sejarah modern pemanfaatan bioteknologi dimulai pada 1928 dengan penemuan antibiotik penicilin oleh Alexander Fleming yang membuka jalan bagi produksi skala besar antibiotik pada tahun 1950 untuk kepentingan pengobatan.
Perkembangan bioteknologi modern terkait dengan penemuan metode pembuatan DNA rekombinan dan fusi sel.
Prinsip Bioteknologi
Bioteknologi adalah ilmu multidisiplin yang melibatkan berbagai disiplin ilmu, seperti biologi, kimia, biokimia, molekular, genetika, imunologi, dan mikrobiologi.
Bioteknologi dapat dibagi menjadi empat cabang utama, yakni:
Bioteknologi Merah
Merupakan penerapan bioteknologi di bidang medis, termasuk pencegahan, diagnosis, dan pengobatan penyakit.
Bioteknologi Hijau
Merupakan penerapan bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.
Bioteknologi Putih
Merupakan penerapan bioteknologi dengan memanfaatkan mikroorganisme atau enzim untuk memproduksi berbagai produk industri.
Bioteknologi Biru
Merupakan penerapan bioteknologi di bidang akuatik, termasuk penggunaan tumbuhan laut sebagai sumber energi dan biofuel.
Penggolongan bioteknologi yang lebih baru adalah bidang bioinformatika, yang mengkaji masalah biologi menggunakan komputasi.
Prinsip dasar bioteknologi melibatkan agen biologis, manipulasi DNA, dan penggunaan berbagai disiplin ilmu terkait.
Bioteknologi juga dibatasi oleh katalis biologi (enzim) untuk fungsi atau proses tertentu, penciptaan dengan memanfaatkan katalis, dan pemurnian produk.
Pemahaman prinsip dan batasan bioteknologi penting untuk konsep yang tepat, dan perkembangannya melibatkan penggunaan mikroorganisme, tanaman, dan hewan secara komersial.
Secara keseluruhan, ruang lingkup bioteknologi mencakup teknik untuk menghasilkan barang atau jasa dengan memanfaatkan sistem biologi dan sel hidup.
Sejarah Perkembangan Bioteknologi
Bioteknologi telah menjadi bagian dari sejarah manusia sejak ditemukannya proses fermentasi bir dan pembuatan keju pada sekitar tahun 2000 SM.
Pemanfaatan mikroorganisme oleh masyarakat Mesir kuno untuk membuat bir, anggur, cuka, dan yogurt menandai awal perkembangan bioteknologi.
Sejarah perkembangan bioteknologi mencakup berbagai tonggak penting yang mencerminkan kemajuan ilmiah dan teknologi.
Di tahun 1917, ilmuwan Karl Ereky memperkenalkan istilah “Bioteknologi,” yang menjadi dasar bagi perkembangan ilmu ini.
Kemudian, pada tahun 1943, produksi penisilin dalam skala industri menjadi langkah signifikan dalam pengembangan obat-obatan.
Setelah itu tahun 1953, penemuan struktur DNA oleh Watson dan Crick membuka jalan untuk pemahaman lebih lanjut tentang genetika.
Era 1970-an dan 1980-an melibatkan berbagai inovasi, termasuk teknologi DNA rekombinan, produksi antibodi monoklonal, dan penggunaan mikroorganisme hasil rekayasa genetika yang dapat dipatenkan.
Perkembangan terus berlanjut dengan milestone seperti publikasi metode Polymerase Chain Reaction pada tahun 1988, terapi gen sel somatik pada manusia pada tahun 1990, dan kloning sel inti mamalia pada tahun 1997.
Pemetaan genom manusia pada tahun 2003 dan produksi tanaman transgenik pada tahun 2005 menunjukkan kemajuan dalam manipulasi genetika.
Selanjutnya, pada tahun 2008, ilmuwan di Jepang menciptakan molekul DNA secara artifisial, sementara pada tahun 2009, sekuen genom virus H1N1 berhasil diuraikan.
Pada tahun 2010, Craig Venter menunjukkan bahwa genom artifisial dapat bereplikasi secara otonom.
Peraturan FDA terkait obat biosimilar dikeluarkan pada tahun 2013, menandai upaya dalam pengaturan produk bioteknologi untuk kepentingan kesehatan manusia.
Perjalanan ini mencerminkan pencapaian luar biasa dalam bidang bioteknologi, yang terus berkontribusi dalam berbagai lini kehidupan manusia.
Perbedaan Bioteknologi Kuno, Klasik, dan Bioteknologi Modern
Beberapa ilmuan memiliki pendapat bahwa periodisasi bioteknologi dapat dibagi menjadi tiga yakni bioteknologi kuno, klasik, dan modern. Yuk, cari tahu apa saja perbedaannya!
Bioteknologi Kuno (Sebelum Tahun 1800)
Bioteknologi kuno, yang berlangsung sebelum tahun 1800, mencakup perkembangan utama dalam memahami dan memanfaatkan alam untuk memenuhi kebutuhan manusia.
Pada masa ini, fokus utama adalah pada makanan, pakaian, dan tempat tinggal.
Ketika manusia menyadari kebutuhan akan makanan, mereka mulai mengeksplorasi cara menumbuhkan tanaman dekat tempat tinggal mereka.
Bibit tanaman, terutama biji-bijian, dibawa dan ditanam untuk memastikan ketersediaan makanan dengan lebih mudah.
Seiring dengan waktu, pengetahuan tentang persyaratan tanaman, seperti air dan cahaya, berkembang.
Dalam upaya memenuhi kebutuhan hidup, manusia juga mulai mendomestikasi sejumlah hewan liar yang memudahkan kehidupan manusia.
Periode ini menandai langkah awal manusia dalam mengelola sumber daya alam untuk meningkatkan kesejahteraan dan keberlangsungan hidup mereka.
Pada masa ini, pergeseran pola hidup manusia dari berburu dan mengumpulkan makanan menuju domestikasi hewan membawa dampak besar.
Domestikasi mengurangi risiko buruk yang kemungkinan terjadi selama perburuan dan membuka jalan bagi observasi, implikasi, dan aplikasi pemuliaan hewan.
Dengan berkembangnya pemahaman tentang hewan domestik, manusia mulai mengembangkan metode pengawetan dan penyimpanan makanan.
Gua-gua yang dingin digunakan untuk penyimpanan jangka panjang, mendorong evolusi tempat-tempat penyimpanan produk makanan.
Teknologi penyimpanan yang berkembang membuka jalan bagi penemuan baru seperti keju, yoghurt, dan produk fermentasi lainnya.
Ragi sebagai mikroba tertua, digunakan untuk membuat roti, cuka, dan beberapa jenis minuman beralkohol.
Selain itu, mereka juga menemukan cuka yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan mikroba sehingga bahan makanan menjadi lebih awet.
Meskipun pada masa itu manusia belum sepenuhnya memahami prinsip fermentasi, namun proses ini telah membawa manfaat besar dan menginspirasi upaya untuk terus memperbaiki proses dan produk.
Fermentasi menjadi sarana efektif untuk meningkatkan kondisi kehidupan manusia dan menghasilkan berbagai produk baru.
Bioteknologi Klasik
Tahap kedua perkembangan bioteknologi, dikenal sebagai bioteknologi klasik, berlangsung dari tahun 1800 hingga pertengahan abad ke-20.
Selama periode ini, observasi ilmiah dan bukti-bukti muncul, membantu memecahkan pertanyaan-pertanyaan bioteknologi.
Inti dari bioteknologi klasik adalah dasar-dasar transfer informasi genetik. Gregor Mendel (1822-1884) memainkan peran kunci dengan mengemukakan hukum pewarisan sifat pada tumbuhan Pisum sativum.
Meskipun penelitian Mendel kurang diperhatikan pada masanya, pada tahun 1900, ilmuwan lain memvalidasi karyanya.
Pada saat yang sama, penemuan inti sel oleh Robert Brown dan nukein (asam nukleat) oleh Friedrich Miescher menjadi landasan untuk pengembangan biologi molekuler modern.
Robert Koch dan Walter Hesse juga memberikan kontribusi dengan menemukan medium pertama untuk kultur mikroba murni menggunakan agar-agar.
Pentingnya pekerjaan Mendel sempat terlupakan karena dominasi Teori Evolusi Charles Darwin pada masa itu.
Namun, kemudian, penemuan DNA sebagai materi genetik dan peran DNA dalam transfer informasi genetik menjadi dasar bagi perkembangan lebih lanjut dalam bioteknologi.
Pada tahun 1888, ilmuwan Jerman Heinrich Wilhem Gottfried Von Waldeyer-Hart memperkenalkan istilah “kromosom” untuk struktur terorganisir dari DNA dan protein dalam sel.
Selama periode ini, vaksin terhadap cacar dan rabies dikembangkan oleh Edward Jenner dan Louis Pasteur, menandai langkah signifikan dalam dunia kedokteran.
Perkembangan ilmu biologi mencapai fase eksponensial, dengan Johannsen memperkenalkan istilah “genotip” dan “fenotip.”
Genotip merujuk pada konstitusi genetik suatu organisme, sementara fenotip menggambarkan tampilan sebenarnya.
Genetika menjadi fokus perhatian masyarakat, dan di Amerika Serikat, gerakan Eugenic dimulai pada tahun 1924, membatasi imigran dari wilayah Selatan dan Timur Eropa berdasarkan pertimbangan genetik.
Pada tahun 1928, Alexander Fleming menemukan antibiotik, khususnya penisilin, dari jamur Penicillium notatum.
Temuan ini menjadi landasan untuk pengembangan obat yang dapat melawan penyakit menular yang disebabkan oleh bakteri.
Bioteknologi Modern
Setelah Perang Dunia Kedua, progres ilmu pengetahuan meroket, membuka jalan bagi perkembangan bioteknologi modern.
Pada tahun 1953, penemuan model struktur DNA oleh Watson & Crick membuka pemahaman terkait replikasi DNA dan peran DNA dalam pewarisan sifat.
Pada tahun 1961, konsep operon diperkenalkan oleh Jacob dan Monad, sementara pada 1975, Kohler dan Milestein menciptakan antibodi monoklonal pertama, memajukan diagnostik.
Inovasi di bidang sintesis DNA menjadi signifikan, terutama dengan Dr. Hargobind Khorana yang berhasil mensintesis DNA pertama dalam tabung reaksi.
Karl Mullis memperkuat temuan Khorana dengan mengembangkan teknik amplifikasi DNA, memungkinkan reproduksi DNA ribuan kali lipat.
Ian Wilmut mengkloning mamalia dengan domba, yang dikenal sebagai “Dolly”.
Pada tahun 2000, Craig Venter berhasil menskuensing genom manusia, membuka era analisis genom.
Penemuan Craig Venter pada tahun 2010 menunjukkan bahwa genom sintetis dapat bereplikasi secara otonom, memberikan implikasi dan aplikasi luas dalam perkembangan bioteknologi modern.
Bioteknologi modern memanfaatkan metode mutakhir yang berkembang dari tahap bioteknologi kuno, klasik, hingga modern. Beberapa aplikasi kunci melibatkan:
a. Kultur Jaringan: Memanfaatkan konsep totipotensi sel untuk menghasilkan tanaman dengan sifat identik induknya secara cepat.
b. Analisis Genetik: Mempelajari sifat dan karakter gen yang diwariskan, serta interaksi gen dengan lingkungan untuk menghasilkan fenotip.
c. Manipulasi Organisme: Melibatkan manipulasi mikroba, tanaman, atau hewan untuk pemilihan individu yang diinginkan demi perbaikan generasi baru.
d. Analisis DNA: Melibatkan isolasi DNA, teknik PCR, elektroforesis, dan analisis hasil dengan bantuan perangkat lunak bioinformatika.
e. Teknologi DNA Rekombinan: Merekayasa genetik organisme dengan mengintroduksi gen yang diinginkan.
f. Polymerase Chain Reaction (PCR): Metode amplifikasi atau penggandaan gen target dengan menggunakan primer spesifik untuk inisiasi, berdasarkan prinsip replikasi DNA.
g. Hibridoma: Menggabungkan dua jenis sel untuk mendapatkan hybrid yang menggabungkan kemampuan keduanya.
h. Kloning: Metode untuk menghasilkan keturunan identik dengan sel induknya.
i. Hibridisasi DNA: Seleksi sekuen DNA dengan menggunakan probe DNA rantai tunggal untuk proses hibridisasi rantai ganda DNA.
j. Sequencing DNA: Proses membaca urutan basa nukleotida gen yang diminati.
Keuntungan dan Kekurangan Bioteknologi bagi Kehidupan Manusia
Bioteknologi memiliki sejumlah keuntungan dan kekurangan bagi manusia. Berikut adalah gambaran umumnya.
Keuntungan Bioteknologi
1. Pengobatan Penyakit
Bioteknologi telah memberikan kontribusi besar dalam pengembangan obat dan terapi baru untuk penyakit-penyakit serius seperti kanker, diabetes, dan penyakit genetik.
2. Pertanian yang Lebih Efisien
Bioteknologi hijau telah meningkatkan produktivitas pertanian dengan menciptakan tanaman transgenik yang tahan terhadap hama atau penyakit, serta dapat tumbuh dalam kondisi lingkungan yang tidak ideal.
3. Produksi Makanan dan Energi
Bioteknologi dapat meningkatkan produksi pangan dengan mengembangkan tanaman yang tahan terhadap kekeringan atau serangga.
Selain itu, bisa digunakan untuk pengembangan energi terbarukan seperti biofuel.
4. Pemurnian Lingkungan
Beberapa teknologi bioteknologi dapat digunakan untuk membersihkan pencemaran lingkungan, misalnya, dengan menggunakan mikroorganisme yang mampu mendekomposisi zat pencemar.
5. Rekayasa Genetik
Bioteknologi memungkinkan rekayasa genetik yang dapat digunakan untuk menghasilkan organisme atau produk dengan sifat-sifat tertentu, termasuk hewan transgenik atau tanaman yang menghasilkan obat.
Kekurangan Bioteknologi
1. Etika dan Keamanan
Penggunaan bioteknologi, terutama dalam rekayasa genetik, memunculkan pertanyaan etika dan keamanan. Pengaruh jangka panjang pada organisme dan lingkungan masih belum sepenuhnya dipahami.
2. Dampak Lingkungan
Meskipun bioteknologi dapat membantu pertanian, tanaman transgenik juga dapat memiliki dampak negatif pada keanekaragaman hayati dan ekosistem alami.
3. Ketergantungan pada Teknologi
Penerapan bioteknologi yang terlalu luas dapat menyebabkan ketergantungan pada teknologi tertentu, yang dapat menciptakan risiko jika teknologi tersebut mengalami kegagalan atau memiliki dampak negatif yang tidak terduga.
4. Kesenjangan Ekonomi
Pengembangan teknologi bioteknologi dapat memerlukan biaya yang tinggi, dan negara atau kelompok yang mampu mengaksesnya dapat memiliki keunggulan ekonomi dibandingkan dengan yang tidak mampu.
5. Pemahaman Publik
Kadang-kadang, pemahaman yang rendah atau kurangnya informasi tentang bioteknologi dapat menyebabkan ketidakpercayaan dan penolakan oleh masyarakat.
Penting untuk menilai dan mengelola bioteknologi dengan cermat untuk memaksimalkan manfaatnya sambil meminimalkan risiko dan dampak negatif potensial.
Demikian materi tentang bioteknologi yang dapat disampaikan. Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi yang membutuhkan.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: