Modul 3 biokteknologi sains am III 2 dvm kskv baru 2017

KOD DAN NAMA PROGRAM WSA 7032 - SAINS AM III

SEMESTER 3

NO DAN TAJUK MODUL 3.0 BIOTEKNOLOGI

STANDARD PEMBELAJARAN

3.1 Memahami proses penapaian dalam industri 3.2 Memahami pembahagian sel3.3 Memahami kultur tisu

TUJUAN

3.1.1 Memerihalkan proses penapaian.3.1.2 Memberikan contoh penggunaan proses penapaian dalam industri. 3.1.3 Menjalankan eksperimen untuk mengkaji kesan yis dalam proses penapaian. 3.2.1 Menyatakan jenis pembahagian sel.3.2.2 Memerihalkan mitosis.3.3.1 Memerihalkan tentang kultur tisu.3.3 2 Menerangkan proses pengklonan.3.3.3 Menerangkan proses kultur tisu.3.3.4 Menyenaraikan kebaikan dan keburukan kultur tisu dan pengklonan.

COURSE LEARNING OUTLINE

1. Menunjukkan aplikasi asas dan prinsip biologi dalam kehidupan seharian. (C3, PLO1)

2. Menghuraikan asas dan prinsip biologi melalui penyiasatan saintifik dalam aplikasi kehidupan seharian. (P2, PLO3)

3. Mewajarkan asas dan prinsip biologi dalam aplikasi kehidupan seharian. (A3, PLO7)

NO KOD Muka: 1 Drp: 14

NAMA PELAJAR

KURSUS

NO. KAD PENGENALAN

TARIKH

KOLEJ VOKASIONAL LANGKAWIJALAN BATU ASAH, 07000 LANGKAWI,

KEDAH

KERTAS PENERANGAN

NO KOD : KERTAS PENERANGAN Muka: 2 Drp: 14

3.1.1 Memerihalkan proses penapaian

1. Penapaian (biokimia), satu proses metabolik dengan elektron dibebaskan daripada nutrien yang sepenuhnya dipindahkan ke molekul yang diperolehi melalui proses penguraian nutrien yang sama.

2. Penapaian (makanan), proses menukar gula (glukosa) kepada karbon dioksida dan alkohol (etanol) menggunakan yis.

3. Etanol ialah sejenis alkohol yang boleh memusnahkan mikroorganisma dan mengelakkan tindakan sebarang mikroorganisma pada makanan.

4. Oleh itu, makanan yang ditapai boleh tahan lama kerana mikroorganisma telah dimusnahkan. Contoh makanan yang ditapai ialah ubi, beras pulut (tapai) dan kacang soya (tempe).

5. Enzim zimase dalam yis bertindak secara hidrolisis, iaitu proses memecahkan atau mencernakan terlebih dahulu molekul organik yang kompleks untuk membentuk sebatian dan nutrien yang lebih kecil (dan bagi makanan, lebih mudah dihadam).

PROSES PENAPAIAN

3.1.3 Menjalankan eksperimen untuk mengkaji kesan yis dalam proses penapaian.

Proses penapaian adalah proses kimia yang mana mikrooganisma seperti yis digunakan untuk menghuraikan molekul gula atau molekul kanji kepada etanol dan karbon dioksida.

https://ms.wikipedia.org/wiki/Penapaian_(makanan)


3.1.2 Memberikan contoh penggunaan proses penapaian dalam industri

1. Yogurt dan produk susu masam terkenal dalam masyarakat Barat sebagai makanan probiotik. Produk yang sama, yang dibuat dari bahan mentah yang murah, didapati dalam kebanyakan makanan asli yang ditapaikan di seluruh dunia.

2. Pembuatan kicap soya juga menggunakan proses penapaian. Kicap merupakan sejenis makanan yang terkenal di asia yang diminati ramai.

3. Minuman alkohol turut menggunakan kaedah penapaian. Contonya melalui penapaian anggur dan epal yang digunakan bagi menghasilkan minuman beralkohol.

4. Aktiviti antimikrob beberapa bakteria asid laktik menentang Helicobacter pylori, yang diketahui menyebabkan kanser perut, digunakan dengan banyak pada minuman susu yang ditapaikan dengan asid, dan diterima dengan baik oleh pengguna di Korea.

5. Dengan menggabungkan teknologi penapaian susu Barat, dan kemahiran pemprosesan bijirin Timur, wujudlah makanan lakuran, seperti yogurt kacang soya dan yogurt beras. Risogurt merupakan contoh minuman sayur yang ditapaikan dengan asid laktik, yang dikaji di Korea, dibuat dari campuran protein beras dan kacang soya. Kebanyakan produk yogurt sayur boleh didapati di pasaran USA dan Jepun.

PEMBAHAGIANSEL

MITOSIS MEIOSIS


3.2.1 Menyatakan jenis pembahagian sel.

1. Kita mengetahui bahawa badan kita terbina dari berjuta-juta sel. Dalam sel ini terdapat pusat aktiviti

yang disebut sebagai nukleus. Dalam nukleus pula terdapat kromosom yang mengandungi gen. Gen

inilah yang mengawal sifat kita. Contohnya ia mengawal samaada rambut kita kerinting atau tidak.

2. Gen adalah bahan baka yang membawa maklumat genetik. Gen terletak dalam Kromosom. Jika

dilihat menerusi mikroskop, kromosom adalah struktur bebenang dalam nukleus sel.

3. Manusia boleh tumbuh dan membiak kerana selnya boleh membahagi. Pembahagian sel melibatkan pembahagian nukleus, diikuti oleh pembahagian sitoplasma

4. Terdapat dua jenis pembahagian sel:

(A) MEIOSIS YANG MENGHASILKAN GAMET Meiosis adalah pembahagian sel yang berlaku dalam organ pembiakan untuk menghasilkan

gamet/sel gonad yang haploid (n) Meiosis menghasilkan empat sel anak (gamet). Setiap sel anak mengandungi separuh bilangan

kromosom jika dibandingkan dengan sel induk. Setiap garnet mempunyai satu kromosom daripada setiap pasangan kromosom homolog. Meiosis melibatkan dua pembahagian nukleus:

i) Meiosis I (pembahagian meiosis pertama): Bilangan kromosom dikurangkan separuh daripada bilangan kromosom dalam sel induk. Dna sel anak yang haploid dihasilkan.

ii) Meiosis II (pembahagian meiosis kedua): Sarna dengan mitosis. Setiap sel haploid membahagi secara mitosis untuk membentuk empat sel anak.

http://www.image1.com/images/human-chromosomes.gif

http://staff.jccc.net/pdecell/cells/basiccell.html


KEPENTINGAN MEIOSIS 1. Menghasilkan gamet yang haploid(n) bagi pembiakan seks

2. Membolehkan ciri diwarisi oleh anak

3. Mengekalkan nombor diploid(2n) dalam setiap generasi

4. Menghasilkan variasi genetik antara anak

3.2.2 Memerihalkan mitosis.

(B) MITOSIS YANG MENGHASILKAN SEL BAHARU

Mitosis ialah sejenis pembahagian sel yang melibatkan pembahagian nukleus untuk

menghasilkan dua sel anak yang mempunyai bilangan dan jenis kromosom yang sama dengan sel induk.

Mitosis berlaku dalam semua sel soma iaitu semua sel badan melainkan sel gamet (sel gonad).

Pembahagian sel secara mitosis pada organisma unisel merupakan pembiakan aseks di mana setiap sel baru membesar dan menjadi organisma baru. Sebagai contoh, Amoeba

sp.

Dalam organisma multisel, sel membahagi untuk membina sel baru yang menggantikan sel

mati atau rosak.

Mitosis dalam organisma multisel juga mengakibatkan penghasilan sel-sel baru untuk

pertumbuhan dan perkembangan organisma.

Sel soma mengandungi dua set kromosom, satu kromosom berasal daripada ibu dan satu

kromosom lagi berasal daripada bapa. Sel soma yang mempunyai dua set kromosom disebut sel diploid. Nombor diploid diwakil sebagi 2 n.

Sel yang mempunyai satu set kromosom tak berpasangan dipanggil sel haploid. Nombor

haploid diwakili sebagai n. Semua gamet (sel pembiakan) adalah haploid.

Setiap spesies organisma mempunyai nombor kromosomnya yang tertentu dalam sel

soma. Contohnya, dalam manusia, setiap sel soma mempunyai 46 kromosom atau 23

pasang kromosom.

Dalam mitosis, setiap sel soma membahagi untuk menghasilkan dua sel diploid yang baru dan sama dengan sel induk.


KITAR SEL

Kitar sel terdiri daripada dua fasa utama, iaitu interfasa dan fasa mitotik (fasa M)

Rajah Kitar Sel

Fasa pembahagian mitotik (Fasa M) adalah pendek dalam kitar sel sedangkan peringkat

interfasa adalah panjang dan merangkumi 90% daripada kitar sel.

Secara umum, interfasa ialah fasa di mana sel bersedia untuk pembahagian sel. Apabila interfasa (G1, S dan G2) lengkap, mitosis mula berlaku.

PROSES MITOSIS

PERINGKAT MITOSIS

1. PROFASA Sentriol bergerak ke kutub yang

bertentangan.

Kromosom berpintal, menebal dan

memendek.

Setiap kromosom wujud sebagai dua

kromatid mirip yang disebut kromatid

pasangan. Kromatid pasangan

dicantumkan di bahagian tengah oleh

sentromer Membran nukleus terurai.

Nukleolus hilang

Gentian gelendong mula terbentuk.


2. METAFASA Kromosom menuju ke satah khatulistiwa

sel.

Kromosom tersusun di sepanjang satah

khatulistiwa sel dengan sentromer terikat

di gentian gelendong

Setiap kromatid menghadap ke kutub

masing-masing.

3. ANAFASA Sentromer pada setiap pasangan kromatid

membahagi dua.

Pasangan kromatid berpisah dan bergerak

ke kutub bertentangan.

Gentian gelendong menarik sentromer ke

arah kutub dan kromatid mengikut di

belakang

Apabila kromatid tiba di setiap kutub,

kromatid menjadi kromosom baru.

4. TELOFASA

Sitokinesis dalam sel haiwan

Peringkat mitosis yang terakhir

Terdapat dua set kromosom di kedua-dua

kutub.

Kromosom di kedua-dua kutub menjadi

tidak jelas kelihatan.

Gentian gelendong mula menghilang.

Membran nukleus terbentuk mengelilingi

kromosom di kutub masing-masing dan

membentuk dua nukleus baru.

Nukleolus mula terbentuk semula dalam

setiap nukleus baru.

Sitokinesis (pembagian sitoplasma) berlaku

untuk menghasilkan dua sel anak.

Pencerutan membran plasma di bahagian

tengah sel berlaku sehingga dua sel anak

terbentuk.


Pada sel tumbuhan, sitokinesis bermula

dengan pembentukan plat sel di bahagian

tengah sel.

Plat sel membesar sehingga membrane

sekelilingnya bercantum dengan

membrane plasma.

Dinding sel terbentuk di dalam ruang

antara plat sel dan dua sel anak terhasil.

1.2.4 Menghuraikan kepentingan mitosis

Dalam organisma multisel, mitosis menghasilkan sel baru untuk pertumbuhan, pemulihan

dan mengganti sel-sel mati atau rosak.

Dalam organisma unisel, mitosis merupakan suatu bentuk pembiakan aseks

untuk meningkatkan bilangan organisma/populasi.

Mitosis memastikan nukleus sel anak/sel-sel baru mempunyai gen mirip

nukleus sel induk.

Mitosis mengekalkan nombor diploid (2n) kromosom.

Pengawalaturan Kitar Sel 1. Kitar sel dikawal oleh gen dalam kromosom.

2. Setiap jenis sel mempunyai masa dan kadar pembahagian sel . masing - masing.

3. Kebolehan sel untuk membahagi pada kadar dan masa tersendiri dipanggil mitosis terkawal. Hal ini

menghasilkan pertumbuhan dan perkembangan yang normal.

4. Jika gen yang mengawal atur kitar sel rosak atau termutasi, sel akan membahagi seeara luar

kawalan. Ini dipanggil mitosis tidak terkawal. Keadaan ini disebabkan oleh sinar ultra ungu dan

karsinogen.

5. Rajah 5.3 menunjukkan kesan mitosis tidak terkawal:


Terdapat banyak perbezaan antara mitosis dan meiosis.

MITOSIS MEIOSIS

a. Berlaku dalam sel somab. Untuk pertumbuhan fizikalc. Menghasilkan 2 "sel anak" setiap pembahagiand. Tidak menyebabkan variasi (menyerupai sel induk)

a. Berlaku dalam organ pembiakan (testis/ovari/sel gonad)b. Untuk pembentukan sel gamet (sperma/ovum)c. Menghasilkan 4 "sel anak"d. Menyebabkan variasi (tidak menyerupai induk)

http://www2.uah.es/biomodel/citogene/horwitz/meiosis.jpg

http://www.cellsalive.com/mitosis.htm


APLIKASI MITOSIS DALAM PENGKLONAN

1. Tujuan utama aplikasi mitosis dalam pertanian adalah untuk memperbanyakkan hasil tanaman.

2. Mitosis juga digunakan untuk meningkatkan mutu hasil tanaman, menghasilkan spesies baru dan menjamin keseragaman baka pada tumbuhan.

3. Aplikasi pengetahuan mitosis adalah luas dalam pengklonan.

4. Pengklonan ialah proses mencipta secara tiruan suatu individu baru yang mempunyai gen yang sama dengan induknya. Individu yang baru disebut klon.

5. Terdapat banyak jenis sel (haiwan dan tumbuh-tumbuhan) boleh dikeluarkan dari organisma yang wujud dan dikultur dalam persekitaran buatan untuk menghasilkan klon.

6. Teknik yang digunakan dalam pengklonan termasuk kultur tisu.

3.3.1 Memerihalkan tentang kultur tisu

1. Kultur tisu merupakan satu cara menghasilkan anak pokok yang lengkap bermula dengan sebahagian kecil tisu tumbuhan dalam eksplan (sel yang kerap membahagi), seperti daun, batang atau sel yang dikulturkan dalam medium kultur yang sesuai secara steril untuk membolehkan mitosis berlaku (tumbesaran).

2. Ia juga dikenali sebagai satu teknik memelihara sel atau cebisan tisu haiwan dan tumbuhan secara in vitro. In vitro merujuk sesuatu yang dijalankan di luar badan organisma, umumnya di balang kaca ataupun tabung uji.

3. Had-had aplikasi kultur tisu dalam pertanian: Tidak semua jenis sel atau tisu boleh dikulturkan. Penyediaan medium harus dijalankan dengan teliti. Pengkulturan tisu boleh mengalami perubahan atau perkembangan di luar jangkaan dan

berlainan daripada keadaan asalnya.

4. Kultur tisu digunakan dalam :- Mengkaji kanser daripada haiwan dan tumbuhan. Mengkaji jangkitan virus pada sel. Tindak balas biokimia dalam haiwan. Tindak balas sel terhadap dadah.

5. Selain itu, ia juga digunakan dalam penghasilan hormon dan menentukan kesesuaian antara bakal penderma dan penerima dalam kes pemindahan tisu.

6. Di Malaysia, ia digunakan secara meluas dalam pembiakan orkid. Umumnya, hujung pucuk orkid yang masih muda digunakan kerana mempunyai sel-sel yang giat

membahagi dan dikenali sebagai tisu meristem.\ Tisu ini dipotong daripada tumbuhan induk dan digunakan untuk kultur tisu yang dipanggil

eksplan. Kebersihan sangat penting dalam menentukan kejayaan kultur tisu, maka semua peralatan yang

digunakan mestilah dibasmi kuman.


3.3.3 Menerangkan proses kultur tisu

1. Kultur tisu ialah suatu teknik pembiakan yang melibatkan pemindahan tisu atau sel daripada

organisma tertentu ke dalam medium kultur yang sesuai untuk menghasilkan organisma baru yang

sama dengan induknya.

2. Individu baru yang dihasilkan sama dengan induknya dan dikenali sebagai klon.3. Medium kultur mesti disterilkan untuk membunuh mikroorganisma yang akan mencemar kultur.

Medium kultur mengandungi nutrien untuk proses pertumbuhan tisu atau sel. Kultur dieram dalam

suhu optima pada 37˚C dan pH optima.

4. Rajah berikut menunjukkan proses kultur tisu dalam penanaman orkid di Malaysia :

(a) Daun dan upih daun pada pucuk orkid dibuang. Hujung orkid dibasuh dan dirawat dengan bahan peluntur 10%

(b) Hujung pucuk orkid sepanjang 4 mm dipotong. Hujung pucuk mengandungi (sel meristem) meristem apeks.

(c) Tisu orkid dikultur dalam medium berzat yang disteril pada suhu dan pH optimum supaya mitosis berlaku untuk membentuk kelompok tisu yang disebut kalus.


(d) Kalus terus menjalani mitosis, membeza dan membentuk akar.

(e) Pucuk terbentuk dan banyak anak orkid terhasil

(f) Apabila pokok itu sudah mengeluarkan akar, ia dipindahkan ke pasu kecil yang ditempatkan pada suhu yang sama seperti di makmal.Pokok yang kuat kemudian akan dipindahkan ke ladang dan proses ini biasanya mengambil masa 4 hingga 6 bulan


3.3.2 Menerangkan proses pengklonan1. Pengklonan merupakan teknologi untuk menghasilkan individu baru melalui pembiakan aseks

daripada induknya dengan melalui proses mitosis.

2. Individu baru mempunyai maklumat genetik yang seiras dengan induk dan disebut klon.

3. Dalam tumbuhan, teknik pengklonan melibatkan kultur tisu yang menggunakan apeks akar pucuk

dan bunga untuk menghasilkan klon.

4. Bahagian ini yang giat membahagi dikulturkan dalam medium yang bernutrien dengan campuran

hormon seperti auksin dan sitokinin.

5. Sel-sel dalam tisu tersebut mengalami mitosis dan berkembang menjadi sekumpulan individu baru

yang seiras dengan induknya.

6. Teknik pengklonan pada haiwan melibatkan pengeluaran nuklues daripada sel telur (ovum) yang belum disenyawakan dan menggantikannya dengan nuklues daripada sel diploid (sel somatik).7. Sel anak dihasilkan melalui mitosis daripada satu sel diploid tetapi bukan penggabungan gamet.

8. Teknik pengklonan satu haiwan ditunjukkan seperti dalam rajah berikut:

Nukleus diambil dari sel soma (sel diploid) kambing biri-biri yang hendak diklonkan

Ovum yang kosong telah bercantum dengan nuklues sel soma (sel diploid) untuk membentuk embrio

Anak yang dilahirkan (Dolly), seiras dengan penderma nukleus sel somatik (sel diploid)


3.3.4 Menyenaraikan kelebihan dan keburukan kultur tisu dan pengklonan.

Kebaikan:

1. Bilangan klon yang banyak dapat dihasilkan dalam masa yang singkat (meningkatkan kuantiti).

2. Ciri-ciri yang baik pada tumbuhan dan haiwan induk dapat dipilih dan diturunkan.

3. Meningkatkan kadar dan mutu pengeluaran hasil tanaman.

4. Keseragaman baka tumbuhan tanaman terjamin.

5. Pengklonan boleh dijalankan bila-bila masa sepanjang tahun.

6. Menghasilkan spesies baharu

Keburukan:

1. Kerintangan klon terhadap penyakit dan perosak adalah sama. Sekiranya diserang penyakit atau

perosak, semua klon yang mempunyai kerintangan yang sama terhadap serangan tersebut akan

mati. Keadaan ini menyebabkan kepupusan spesies.

2. Pengklonan dijalankan dalam keadaan persekitaran yang terkawal. Sekiranya persekitaran luar

berubah, klon akan termusnah.

3. Pengklonan menghindarkan proses pilihan semula jadi.

4. Klon tidak menujukkan variasi dari segi genetik

Modul 3 biokteknologi sains am III 2 dvm kskv baru 2017

Education

Transcript of Modul 3 biokteknologi sains am III 2 dvm kskv baru 2017