Bioteknologi

Maksud bioteknologi

Bioteknologi ialah aplikasi organisma hidup, atau proses yang dijalankannya, untuk menghasilkan barangan atau perkhidmatan yang berguna kepada manusia. Ia merangkumi amalan penghasilan makanan yang lama sejarahnya hingga teknik makmal canggih, dan umumnya dibahagikan kepada bioteknologi tradisional dan moden.

Bioteknologi tradisional

Bioteknologi tradisional, atau konvensional, menggunakan proses biologi semula jadi sesuatu organisma, terutamanya penapaian, tanpa mengubah bahan genetiknya secara langsung. Contohnya termasuk menggunakan yis untuk mengembangkan roti dan menapai minuman beralkohol, dan menggunakan bakteria serta fungi tertentu untuk menghasilkan makanan tapai seperti tempe, kicap, dan yogurt.

Bioteknologi moden

Bioteknologi moden memanipulasi bahan genetik sesuatu organisma secara langsung menggunakan teknik yang dibangunkan daripada biologi molekul. Ini termasuk kejuruteraan genetik, yang memindahkan gen antara organisma, dan kultur tisu, yang menumbuhkan tumbuhan baharu daripada sekeping kecil tisu yang diambil daripada tumbuhan induk, menghasilkan bilangan besar zuriat serupa dari segi genetik dan bebas penyakit.

Aplikasi dan bagaimana ia diperiksa

Bioteknologi mempunyai aplikasi merentasi bidang perubatan, seperti menghasilkan vaksin dan antibiotik, pertanian, seperti menghasilkan tanaman tahan perosak dan anak benih bebas penyakit, dan perindustrian, seperti menghasilkan enzim untuk detergen dan pemprosesan makanan.

Soalan SPM biasanya meminta anda mengelaskan proses yang diterangkan sebagai bioteknologi tradisional atau moden, membandingkan kedua-duanya menggunakan jadual, atau menerangkan kegunaan kultur tisu dalam pertanian.

Bagaimana kejuruteraan genetik menghasilkan sesuatu protein

Kejuruteraan genetik ialah teknik moden yang digunakan untuk menjadikan bakteria menghasilkan protein manusia seperti insulin. Ia memindahkan gen terpilih daripada satu organisma kepada organisma lain supaya organisma kedua menjalankan arahan yang dikodkan oleh gen itu.

1. Gen yang mengkodkan protein dikehendaki, seperti insulin manusia, dikenal pasti dan dipotong keluar daripada DNA manusia menggunakan enzim sekatan.
2. Satu plasmid dikeluarkan daripada bakteria dan dipotong terbuka dengan enzim sekatan yang sama, meninggalkan hujung melekit yang sepadan.
3. Gen manusia dimasukkan ke dalam plasmid dan dicantumkan menggunakan enzim ligase, membentuk plasmid rekombinan.
4. Plasmid rekombinan, yang bertindak sebagai vektor, dikembalikan ke dalam bakteria perumah.
5. Bakteria dikultur dan membiak dengan pantas, membaca gen yang dimasukkan dan menghasilkan protein manusia.
6. Protein diekstrak dan ditulenkan supaya boleh digunakan, contohnya untuk merawat pesakit.

Soalan contoh berformat peperiksaan

Soalan. Sebuah syarikat menggunakan bakteria untuk menghasilkan insulin manusia. (a) Namakan jenis bioteknologi yang digunakan.

(b) Namakan enzim yang memotong gen insulin daripada DNA manusia dan enzim yang mencantumkannya ke dalam plasmid. (c) Terangkan mengapa bakteria sesuai untuk menghasilkan protein dalam kuantiti besar.

(d) Nyatakan satu kelebihan insulin yang dihasilkan cara ini berbanding insulin yang diekstrak daripada haiwan.

Jawapan model. (a) Bioteknologi moden, khususnya kejuruteraan genetik. (b) Enzim sekatan memotong gen itu keluar, dan enzim ligase mencantumkannya ke dalam plasmid untuk membentuk plasmid rekombinan.

(c) Bakteria membiak dengan pantas dan dalam bilangan besar di bawah keadaan terkawal, jadi banyak salinan gen diekspreskan dan kuantiti protein yang besar dihasilkan dengan cepat serta murah. (d) Insulin yang dihasilkan serupa dengan insulin manusia, jadi ia kurang berkemungkinan menyebabkan tindak balas alahan berbanding insulin daripada spesies lain, dan ia boleh dihasilkan dalam bekalan yang banyak dan tetap.

Soalan latihan

Cuba soalan ini. Seorang petani menanam tanaman yang telah dimasukkan gen kerintangan perosak. (a) Apakah istilah yang menggambarkan tanaman ini?

(b) Nyatakan satu manfaat dan satu kebimbangan yang mungkin timbul daripada menanamnya. (c) Namakan teknik bioteknologi moden yang sebaliknya boleh menghasilkan banyak anak benih serupa dan bebas penyakit daripada satu tumbuhan induk.

Petua peperiksaan

Istilah penting

• Bioteknologi, penggunaan organisma hidup atau prosesnya untuk menghasilkan produk berguna.
• Kejuruteraan genetik, memindahkan gen daripada satu organisma kepada organisma lain.
• Organisma diubah suai secara genetik (ODG), organisma yang bahan genetiknya telah diubah melalui kejuruteraan genetik.
• Pengklonan, menghasilkan salinan serupa secara genetik bagi organisma atau sel.
• Penapaian, penguraian gula secara anaerob oleh mikroorganisma, digunakan dalam bioteknologi tradisional.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim

Lagi untuk Teknologi Genetik