Biotechnology and genetic modification · ⁨Bioteknologi dan modifikasi genetik⁩ — IGCSE Biology · ⁨Biologi IGCSE⁩ (0610) Revision Notes · ⁨Catatan Revisi Biotechnology and genetic modification · ⁨Bioteknologi dan modifikasi genetik⁩

21.1

Why bacteria are useful · ⁨Mengapa bakteri berguna⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Core	Supplement
1 State that bacteria are useful in biotechnology and genetic modification due to their rapid reproduction rate and their ability to make complex molecules	2 Discuss why bacteria are useful in biotechnology and genetic modification, limited to: (a) few ethical concerns over their manipulation and growth (b) the presence of plasmids

Bahasa Indonesia

Inti	Tambahan
1 Nyatakan bahwa bakteri berguna dalam bioteknologi dan rekayasa genetika karena laju reproduksinya yang cepat dan kemampuannya membuat molekul kompleks	2 Bahas mengapa bakteri berguna dalam bioteknologi dan rekayasa genetika, terbatas pada: (a) sedikitnya masalah etika terkait manipulasi dan pertumbuhannya (b) keberadaan plasmid

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

Biotechnology 生物技术 uses living things (or their enzymes 酶) to make useful products. Bacteria 细菌 are especially useful because:

they reproduce very fast (a high rate 速率 of reproduction).
they can make complex molecules 分子.
(Supplement) there are few ethical 伦理 concerns about growing them, and they contain plasmids 质粒 (small DNA rings that are easy to work with).

Bahasa Indonesia

Bioteknologi menggunakan makhluk hidup (atau enzim mereka) untuk menghasilkan produk yang bermanfaat. Bakteri sangat berguna karena:

mereka bereproduksi sangat cepat (tingkat reproduksi yang tinggi).
mereka dapat membuat molekul kompleks.
(Suplemen) terdapat sedikit kekhawatiran etika tentang pembudidayaannya, dan mereka mengandung plasmid (cincin DNA kecil yang mudah dimanipulasi).

Watch lesson · ⁨Tonton pelajaran⁩

21.2

Biotechnology in action · ⁨Bioteknologi dalam aksi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Core	Supplement
1 Describe the role of anaerobic respiration in yeast during the production of ethanol for biofuels
2 Describe the role of anaerobic respiration in yeast during bread-making
3 Describe the use of pectinase in fruit juice production
4 Investigate and describe the use of biological washing powders that contain enzymes
	5 Explain the use of lactase to produce lactose-free milk
	6 Describe how fermenters can be used for the large-scale production of useful products by bacteria and fungi, including insulin, penicillin and mycoprotein
	7 Describe and explain the conditions that need to be controlled in a fermenter, including: temperature, pH, oxygen, nutrient supply and waste products

Bahasa Indonesia

Inti	Tambahan
1 Jelaskan peran respirasi anaerob pada ragi selama produksi etanol untuk biofuel
2 Jelaskan peran respirasi anaerob pada ragi selama pembuatan roti
3 Jelaskan penggunaan pektinase dalam produksi jus buah
4 Selidiki dan jelaskan penggunaan deterjen biologis yang mengandung enzim
	5 Jelaskan penggunaan laktase untuk menghasilkan susu bebas laktosa
	6 Jelaskan bagaimana fermentor dapat digunakan untuk produksi produk bermanfaat berskala besar oleh bakteri dan jamur, termasuk insulin, penisilin dan mikoprotein
	7 Jelaskan dan jelaskan kondisi yang perlu dikendalikan dalam fermentor, termasuk: suhu, pH, oksigen, pasokan nutrisi dan produk limbah

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

Yeast: biofuels and bread

Yeast 酵母 carries out anaerobic respiration 无氧呼吸 (without oxygen), making ethanol 乙醇 and carbon dioxide.

the ethanol can be used as a biofuel 生物燃料.
in bread-making, the carbon dioxide makes the dough rise.

Enzymes in industry

pectinase 果胶酶 breaks down cell walls to release more juice from fruit, giving more and clearer juice.
biological washing powders 洗衣粉 contain enzymes (such as proteases and lipases) that digest stains, even at lower temperatures.
(Supplement) lactase 乳糖酶 breaks down lactose 乳糖 to make lactose-free milk, for people who cannot digest lactose.

Fermenters (Supplement)

A fermenter 发酵罐 is a large tank used to grow bacteria or fungi to make useful products, such as insulin 胰岛素, penicillin 青霉素 and mycoprotein 真菌蛋白. The conditions inside must be carefully controlled: temperature 温度, pH, oxygen 氧气, the supply of nutrients, and the removal of waste products.

Bahasa Indonesia

Large stainless-steel fermentation tanks — Tangki fermentasi: mikroba dibudidayakan secara massal dalam bioteknologi.

Ragi: biofuel dan roti

Ragi melakukan respirasi anaerob (tanpa oksigen), menghasilkan etanol dan karbon dioksida.

etanol dapat digunakan sebagai biofuel.
dalam pembuatan roti, karbon dioksida membuat adonan naik.

Yeast breaks glucose down without oxygen into ethanol, which is used as a biofuel, and carbon dioxide, which makes bread rise — Ragi menghasilkan etanol (biofuel) dan karbon dioksida (yang membuat roti mengembang)

Enzim dalam industri

pektinase memecah dinding sel untuk melepaskan lebih banyak jus buah, menghasilkan jus yang lebih banyak dan lebih jernih.
bubuk cucian biologis mengandung enzim (seperti protease dan lipase) yang mencerna noda, bahkan pada suhu yang lebih rendah.
(Suplemen) laktase memecah laktosa untuk membuat susu bebas laktosa, bagi orang yang tidak dapat mencerna laktosa.

Pektinase menghasilkan lebih banyak jus buah; protease dan lipase menghilangkan noda; laktase membuat susu bebas laktosa — Enzim yang digunakan dalam industri

Fermenter (Suplemen)

Sebuah fermenter adalah tangki besar yang digunakan untuk menumbuhkan bakteri atau jamur guna menghasilkan produk berguna, seperti insulin, penisilin dan mikroprotein. Kondisi di dalamnya harus dikontrol dengan teliti: suhu, pH, oksigen, pasokan nutrisi, dan pembuangan produk limbah.

Tangki fermenter: pengaduk mengaduk kultur, jaket air mengontrol suhu, udara menyediakan oksigen, probe pH memeriksa pH, nutrisi mengalir masuk dan produk atau limbah mengalir keluar — Sebuah fermenter menumbuhkan mikroba dengan suhu, pH, oksigen, dan nutrisi semuanya dikendalikan

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Biotechnology application lab · ⁨Laboratorium aplikasi bioteknologi⁩

Classify biotechnology examples by the problem they solve. · ⁨Klasifikasikan contoh bioteknologi berdasarkan masalah yang diselesaikannya.⁩

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Fermenter control loop · ⁨Sistem kontrol fermentor⁩

Watch how a fermenter keeps microbes growing at the best rate. · ⁨Lihat bagaimana fermentor menjaga pertumbuhan mikroba pada laju terbaik.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
biotechnology/ˌbaɪəʊtekˈnɒlədʒi/	bioteknologi
enzymes/ˈenzaɪmz/	enzim
bacteria/bækˈtɪərɪə/	bakteri
rate/reɪt/	laju
molecules/ˈmɒlɪkjuːlz/	molekul
ethical/ˈeθɪkl/	etis
plasmids/ˈplæzmɪdz/	plasmid
yeast/jiːst/	ragi
anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/	respirasi anaerob
ethanol/ˈeθənɒl/	etanol
biofuel/ˌbaɪəʊˈfjuːəl/	biofuel
pectinase/ˈpektɪneɪs/	pektinase
washing powders/ˈwɒʃɪŋ ˈpaʊdəz/	bubuk pencuci
lactase/ˈlækteɪs/	laktase
lactose/ˈlæktəʊs/	laktosa
fermenter/fɜːˈmentə/	fermentor
insulin/ˈɪnsjuːlɪn/	insulin
penicillin/ˌpenɪˈsɪlɪn/	penisilin
mycoprotein/ˈmaɪkəprəʊtiːn/	mikroprotein
temperature/ˈtemprɪtʃə/	suhu
oxygen/ˈɒksɪdʒn/	oksigen
protein/ˈprəʊtiːn/	protein
restriction enzymes/rɪˈstrɪkʃn ˈenzaɪmz/	enzim pembatas
sticky ends/ˈstɪki endz/	ujung lengket

Watch lesson · ⁨Tonton pelajaran⁩

21.3

Genetic modification · ⁨Modifikasi genetik⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩

English

Core	Supplement
1 Describe genetic modification as changing the genetic material of an organism by removing, changing or inserting individual genes	3 Outline the process of genetic modification using bacterial production of a human protein as an example, limited to: (a) isolation of the DNA making up a human gene using restriction enzymes, forming sticky ends (b) cutting of bacterial plasmid DNA with the same restriction enzymes, forming complementary sticky ends (c) insertion of human DNA into bacterial plasmid DNA using DNA ligase to form a recombinant plasmid (d) insertion of recombinant plasmids into bacteria (specific details are not required) (e) multiplication of bacteria containing recombinant plasmids (f) expression in bacteria of the human gene to make the human protein
2 Outline examples of genetic modification: (a) the insertion of human genes into bacteria to produce human proteins (b) the insertion of genes into crop plants to confer resistance to herbicides (c) the insertion of genes into crop plants to confer resistance to insect pests (d) the insertion of genes into crop plants to improve nutritional qualities
	4 Discuss the advantages and disadvantages of genetically modifying crops, including soya, maize and rice

Bahasa Indonesia

Inti	Tambahan
1 Jelaskan rekayasa genetika sebagai perubahan materi genetik organisme dengan cara menghapus, mengubah atau menyisipkan gen individu	3 Uraikan proses rekayasa genetika menggunakan produksi protein manusia oleh bakteri sebagai contoh, terbatas pada: (a) isolasi DNA pembentuk gen manusia menggunakan enzim restriksi, membentuk ujung lengket (b) pemotongan DNA plasmid bakteri dengan enzim restriksi yang sama, membentuk ujung lengket komplementer (c) penyisipan DNA manusia ke dalam DNA plasmid bakteri menggunakan DNA ligase untuk membentuk plasmid rekombinan (d) penyisipan plasmid rekombinan ke dalam bakteri (detail spesifik tidak diperlukan) (e) perkalian bakteri yang mengandung plasmid rekombinan (f) ekspresi gen manusia dalam bakteri untuk memproduksi protein manusia
2 Uraikan contoh rekayasa genetika: (a) penyisipan gen manusia ke dalam bakteri untuk memproduksi protein manusia (b) penyisipan gen ke dalam tanaman pangan untuk memberikan resistensi terhadap herbisida (c) penyisipan gen ke dalam tanaman pangan untuk memberikan resistensi terhadap hama serangga (d) penyisipan gen ke dalam tanaman pangan untuk meningkatkan kualitas nutrisi
	4 Bahas keuntungan dan kerugian memodifikasi genetik tanaman pangan, termasuk kedelai, jagung dan padi

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

Genetic modification 基因改造 means changing an organism's genetic material 遗传物质 by removing, changing or inserting individual genes 基因.

Making a human protein in bacteria (Supplement)

For example, to make a human protein 蛋白质 (such as insulin) in bacteria:

cut the human gene out of human DNA using restriction enzymes 限制酶, which leave sticky ends 黏性末端.
cut open a bacterial plasmid with the same restriction enzymes, giving matching sticky ends.
join the human gene into the plasmid using DNA ligase 连接酶, making a recombinant plasmid 重组质粒.
put the recombinant plasmid into a bacterium.
the bacteria multiply and express 表达 the human gene, making the human protein.

Worked example. Put the steps of making human insulin in bacteria in order. Restriction enzymes cut the human insulin gene out of human DNA, leaving sticky ends. The same restriction enzyme cuts open a bacterial plasmid, so its sticky ends match the gene's. Ligase joins the gene into the plasmid, making a recombinant plasmid. The plasmid is put into a bacterium, and the bacteria multiply in a fermenter, each one expressing the gene and making human insulin. Two marks hang on precision: the same enzyme must cut both the gene and the plasmid, which is what makes the sticky ends fit; and ligase joins - it does not cut.

Examples of genetic modification

Genetic modification is used to:

put human genes into bacteria to make human proteins (such as insulin).
put genes into crop plants 农作物 to give resistance 抗性 to herbicides 除草剂.
put genes into crops to give resistance to insect pests.
put genes into crops to improve their food value.

(Supplement) GM crops such as soya, maize and rice can give higher yields and better nutrition, but some people worry about effects on health, on wild species, and about the cost of GM seeds.

Bahasa Indonesia

Modifikasi genetik berarti mengubah materi genetik organisme dengan cara menghapus, mengubah, atau menyisipkan gen individu.

Foto gel DNA di bawah cahaya UV: tangga pita referensi berjarak rata berjalan di jalur kiri, dan jalur sampel menunjukkan pita bercahaya terang di mana potongan DNA terkumpul setelah dipisahkan berdasarkan ukuran — Fragment DNA yang dipisahkan oleh elektroforesis gel tampak sebagai pita bercahaya

Membuat protein manusia dalam bakteri (Suplemen)

Sebagai contoh, untuk membuat protein manusia (seperti insulin) dalam bakteri:

potong gen manusia dari DNA manusia menggunakan enzim pembatas, yang meninggalkan ujung lengket.
buka plasmid bakteri dengan enzim pembatas yang sama, memberikan ujung lengket yang cocok.
gabungkan gen manusia ke dalam plasmid menggunakan ligase DNA, membuat plasmid rekombinan.
masukkan plasmid rekombinan ke dalam bakteri.
bakteri bereproduksi dan menyatakan gen manusia, menghasilkan protein manusia.

Modifikasi genetik: gen manusia dipotong dan digabungkan ke dalam plasmid bakteri dengan ligase untuk membuat plasmid rekombinan, yang dimasukkan ke dalam bakteri agar mereka menghasilkan protein manusia — Gen manusia disambungkan ke dalam plasmid, lalu bakteri menghasilkan protein manusia

Contoh dikerjakan. Susun langkah-langkah pembuatan insulin manusia dalam bakteri secara berurutan. Enzim pembatas memotong gen insulin manusia dari DNA manusia, meninggalkan ujung lengket. Enzim pembatas yang sama membuka plasmid bakteri, sehingga ujung lengketnya cocok dengan gen tersebut. Ligase menggabungkan gen ke dalam plasmid, membentuk plasmid rekombinan. Plasmid dimasukkan ke dalam bakteri, dan bakteri bereproduksi di dalam fermenter, masing-masing menyatakan gen dan memproduksi insulin manusia. Dua nilai soal bergantung pada presisi: enzim yang sama harus memotong baik gen maupun plasmid, inilah yang membuat ujung lengket saling sesuai; dan ligase menggabungkan - ia tidak memotong.

Contoh modifikasi genetik

Modifikasi genetik digunakan untuk:

memasukkan gen manusia ke dalam bakteri untuk menghasilkan protein manusia (seperti insulin).
memasukkan gen ke dalam tanaman pangan untuk memberikan resistensi terhadap herbisida.
memasukkan gen ke dalam tanaman pangan untuk memberikan resistensi terhadap hama serangga.
memasukkan gen ke dalam tanaman pangan untuk meningkatkan nilai gizinya.

(Suplemen) Tanaman GM seperti kedelai, jagung, dan padi dapat memberikan hasil panen lebih tinggi dan nutrisi yang lebih baik, tetapi beberapa orang khawatir tentang efeknya terhadap kesehatan, terhadap spesies liar, dan biaya benih GM.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Genetic modification route · ⁨Jalur modifikasi genetik⁩

Follow the main steps from useful gene to modified organism. · ⁨Ikuti langkah-langkah utama dari gen berguna hingga organisme dimodifikasi.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩

English	Bahasa Indonesia
genetic modification/dʒɪˈnetɪk ˌmɒdɪfɪˈkeɪʃn/	modifikasi genetik
genetic material/dʒɪˈnetɪk məˈtɪərɪəl/	materi genetik
genes/dʒiːnz/	gen
ligase/ˈlɪɡeɪs/	ligase
recombinant plasmid/ˌriːˈkɒmbɪnənt ˈplæzmɪd/	plasmid rekombinan
express/ekˈspres/	ekspresi
crop plants/krɒp plænts/	tanaman budidaya
resistance/rɪˈzɪstəns/	penolakan
herbicides/ˈhɜːbɪsaɪdz/	herbisida

Watch lesson · ⁨Tonton pelajaran⁩

21.3

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English

Bacteria are used because they reproduce fast, make complex molecules, and contain plasmids.
Yeast (anaerobic respiration) → ethanol (biofuel) and carbon dioxide (bread). Enzymes: pectinase (fruit juice), proteases and lipases (washing powders), lactase (lactose-free milk).
Fermenters make insulin, penicillin and mycoprotein; control temperature, pH, oxygen, nutrients and waste.
Genetic modification: cut a gene with restriction enzymes (sticky ends) → join it into a plasmid with ligase (a recombinant plasmid) → put into bacteria → express the gene to make the protein.
GM crops can resist herbicides or insect pests, or have better nutrition.

Bahasa Indonesia

Bakteri digunakan karena mereka bereproduksi cepat, menghasilkan molekul kompleks, dan memiliki plasmid.
Khamir (respirasi anaerob) → etanol (biofuel) dan karbon dioksida (roti). Enzim: pektinase (jus buah), protease dan lipase (bubuk cucian), laktase (susu bebas laktosa).
Fermenter menghasilkan insulin, penisilin, dan mikroprotein; kontrol suhu, pH, oksigen, nutrisi, dan limbah.
Modifikasi genetik: potong gen dengan enzim pembatas (ujung lengket) → gabungkan ke dalam plasmid dengan ligase (plasmid rekombinan) → masukkan ke dalam bakteri → nyatakan gen untuk membuat protein.
Tanaman GM dapat tahan terhadap herbisida atau hama serangga, atau memiliki nutrisi yang lebih baik.

Biotechnology and genetic modification · ⁨Bioteknologi dan modifikasi genetik⁩

Why bacteria are useful · ⁨Mengapa bakteri berguna⁩

Biotechnology in action · ⁨Bioteknologi dalam aksi⁩

Yeast: biofuels and bread

Enzymes in industry

Fermenters (Supplement)

Ragi: biofuel dan roti

Enzim dalam industri

Fermenter (Suplemen)

Biotechnology application lab · ⁨Laboratorium aplikasi bioteknologi⁩

Fermenter control loop · ⁨Sistem kontrol fermentor⁩

Genetic modification · ⁨Modifikasi genetik⁩

Making a human protein in bacteria (Supplement)

Examples of genetic modification

Membuat protein manusia dalam bakteri (Suplemen)

Contoh modifikasi genetik

Genetic modification route · ⁨Jalur modifikasi genetik⁩

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

More topics in IGCSE Biology · ⁨Biologi IGCSE⁩ · ⁨Topik lain dalam IGCSE Biology · ⁨Biologi IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨Masuk atau buat akun⁩

Your subject · ⁨Mata Pelajaran Anda⁩

All sections · ⁨Semua bagian⁩

Feedback & help · ⁨Umpan balik & bantuan⁩