13.1 Kejuruteraan Genetik
Unit ini menghuraikan maksud kejuruteraan genetik dan organisma terubahsuai genetik (GMO) serta aplikasinya dalam penghasilan GMO, makanan terubahsuai genetik (GMF) dan insulin.
SP 13.1.1Menghuraikan maksud:- (i) kejuruteraan genetik.
- (ii) organisma terubahsuai genetik (genetically modified organism- GMO).
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menghuraikan
Murid perlu memberi butiran terperinci maksud kejuruteraan genetik dan organisma terubahsuai genetik (GMO).
- IsiKejuruteraan genetikHuraian
Teknik memanipulasi dan mengubah bahan genetik (DNA) organisma, termasuk memindahkan gen daripada satu organisma ke organisma lain, untuk menghasilkan ciri dikehendaki.
ContohGen insulin manusia dipindahkan ke dalam bakteria.
- IsiOrganisma terubahsuai genetik (GMO)Huraian
Organisma yang bahan genetiknya telah diubah melalui kejuruteraan genetik; makanan daripada GMO dipanggil GMF.
ContohPadi, kelapa sawit, nanas, jagung dan kacang soya yang dihasilkan dengan kejuruteraan genetik ialah contoh GMF.
JadualKejuruteraan genetik dan GMO
| Istilah | Maksud | Contoh |
|---|---|---|
| (i) Kejuruteraan genetik | Teknik memanipulasi dan mengubah bahan genetik organisma, termasuk memindahkan gen antara organisma | Memasukkan gen insulin manusia ke dalam bakteria |
| (ii) Organisma terubahsuai genetik (GMO) | Organisma yang bahan genetiknya telah diubah melalui kejuruteraan genetik | Jagung Bt, padi emas |
IstilahIstilah utama
- Kejuruteraan genetik
- Teknik memanipulasi dan mengubah bahan genetik (DNA) organisma, termasuk memindahkan gen daripada satu organisma ke organisma lain, untuk menghasilkan ciri yang dikehendaki.
- Organisma terubahsuai genetik (GMO)
- Organisma yang bahan genetiknya telah diubah melalui kejuruteraan genetik, biasanya dengan memasukkan gen asing (organisma transgenik).
- DNA rekombinan
- DNA yang terhasil apabila gen asing digabungkan dengan DNA vektor seperti plasmid.
- Makanan terubahsuai genetik (GMF)
- Makanan yang dihasilkan daripada atau mengandungi GMO.
SP 13.1.2Menerangkan aplikasi kejuruteraan genetik dalam penghasilan:- (i) organisma terubahsuai genetik (GMO).
- (ii) makanan terubahsuai genetik (GMF).
- (iii) insulin.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menerangkan
Murid perlu memberi sebab dan cara kejuruteraan genetik digunakan untuk menghasilkan GMO, GMF dan insulin, termasuk kebaikan dan keburukan.
- IsiPenghasilan GMOHuraian
Gen berguna dimasukkan ke dalam organisma supaya memperoleh ciri baharu.
ContohJagung Bt menerima gen toksin Bacillus thuringiensis dan rintang serangga perosak.
- IsiPenghasilan GMFHuraian
Tanaman makanan diubah suai untuk nilai nutrisi lebih tinggi, tahan lama atau rintang perosak.
ContohPadi emas kaya beta-karotena untuk mengatasi kekurangan vitamin A; kacang soya rintang herbisid.
- IsiPenghasilan insulinHuraian
Gen insulin dipotong dengan enzim pembatasan, dicantum ke dalam plasmid dengan ligase DNA, dimasukkan ke dalam bakteria, dibiakkan, kemudian insulin diekstrak.
ContohPesakit diabetes mendapat insulin manusia dalam kuantiti besar dan kos lebih rendah.
- IsiKebaikan dan keburukanHuraian
Kebaikan: hasil meningkat, kurang racun perosak, nutrisi tinggi. Keburukan: kemungkinan alahan, gen berpindah ke tumbuhan liar, kesan kepada organisma bukan sasaran.
ContohGMF perlu diuji dan dilabel supaya pengguna boleh memilih.
Peta alirPenghasilan insulin melalui teknologi DNA rekombinan
- Gen insulin dipotong daripada DNA sel manusia menggunakan enzim pembatasan (restriksi).
- Plasmid dikeluarkan daripada bakteria Escherichia coli dan dipotong dengan enzim pembatasan yang sama.
- Gen insulin dicantumkan ke dalam plasmid menggunakan enzim ligase DNA, menghasilkan DNA rekombinan.
- Plasmid rekombinan dimasukkan semula ke dalam bakteria.
- Bakteria transgenik dibiakkan dalam tangki fermentasi dan membiak dengan cepat.
- Bakteria menghasilkan insulin manusia yang kemudian diekstrak dan ditulenkan.
- Insulin digunakan untuk merawat pesakit diabetes melitus.
JadualAplikasi kejuruteraan genetik
| Penghasilan | Contoh | Kebaikan |
|---|---|---|
| GMO | Jagung Bt dan kapas Bt mengandungi gen toksin daripada bakteria Bacillus thuringiensis; ikan salmon transgenik membesar lebih cepat; bakteria pengurai tumpahan minyak | Rintang serangga perosak, kurang racun perosak, hasil meningkat |
| GMF | Padi emas (beras kaya beta-karotena, prekursor vitamin A); tomato Flavr Savr yang lambat masak dan lambat lembik; kacang soya rintang herbisid; contoh lain: kelapa sawit, nanas dan jagung terubahsuai genetik | Nilai nutrisi tinggi, tahan lama, mengurangkan pembaziran |
| Insulin | Insulin manusia dihasilkan oleh bakteria atau yis transgenik | Kuantiti besar, kos rendah, sama dengan insulin manusia, kurang tindak balas alahan berbanding insulin haiwan |
Poin utamaIsu yang perlu dipertimbangkan
- Kemungkinan alahan daripada GMF.
- Gen rintang herbisid boleh berpindah kepada rumpai.
- Kesan terhadap biodiversiti dan organisma bukan sasaran.
- Pelabelan GMF membolehkan pengguna membuat pilihan.
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- PPCMBE
- Penghasilan insulin: Potong gen, Potong plasmid, Cantum dengan ligase, Masukkan ke bakteria, Biakkan, Ekstrak insulin.
Kad imbas
- Kejuruteraan genetik
- Teknik mengubah bahan genetik organisma untuk menghasilkan ciri dikehendaki
- GMO
- Organisma terubahsuai genetik; DNAnya diubah melalui kejuruteraan genetik
- Enzim pemotong DNA
- Enzim pembatasan (restriksi)
- Enzim pencantum DNA
- Ligase DNA
- Padi emas
- GMF kaya beta-karotena untuk mengatasi kekurangan vitamin A
- Jagung Bt
- GMO dengan gen toksin Bacillus thuringiensis, rintang serangga
Semak kefahaman
Nyatakan maksud kejuruteraan genetik. (SP 13.1.1)
Lihat jawapan
Kejuruteraan genetik ialah teknik memanipulasi dan mengubah bahan genetik (DNA) organisma untuk menghasilkan ciri dikehendaki.
Namakan enzim yang menyambung gen insulin ke dalam plasmid. (SP 13.1.2)
Lihat jawapan
Ligase DNA menyambung gen insulin ke dalam plasmid.
14 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai teknologi genetik. |
| TP2 | Memahami teknologi genetik serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasi pengetahuan mengenai teknologi genetik dalam kehidupan harian untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan konsep teknologi genetik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan kesan teknologi genetik dalam kehidupan harian dan dalam industri dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains berkaitan teknologi genetik dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai teknologi genetik.
Aktiviti: Murid memadankan kad 'kejuruteraan genetik', 'GMO' dan 'GMF' dengan gambar tanaman atau haiwan ubah suai genetik dan menyebut maksud istilah. 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad dengan gambar dicatat guru
SP disasar: 13.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami teknologi genetik serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid menerangkan maksud kejuruteraan genetik dan GMO serta memberi satu contoh GMO, GMF dan insulin dalam jadual aplikasi dengan ayat ringkas.
Evidens PBD: Takrif dan jadual aplikasi GMO, GMF dan insulin
SP disasar: 13.1.1, 13.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasi pengetahuan mengenai teknologi genetik dalam kehidupan harian untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid menerangkan langkah penghasilan insulin manusia melalui kejuruteraan genetik (mengasingkan gen, memasukkan dalam plasmid bakteria, pengklonan dan pengeluaran) dalam carta alir.
Evidens PBD: Carta alir penghasilan insulin berlabel langkah
SP disasar: 13.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan konsep teknologi genetik dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menganalisis manfaat dan kebimbangan GMO dan GMF (hasil, keselamatan, alam sekitar, etika) dalam jadual perbandingan dan menghuraikan sebab setiap perkara.
Evidens PBD: Jadual manfaat dan kebimbangan serta huraian sebab
SP disasar: 13.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan kesan teknologi genetik dalam kehidupan harian dan dalam industri dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid menilai pandangan 'GMF selamat dimakan' dengan data dan pendapat pakar, kemudian memutuskan sama ada menyokong atau menolak penggunaan GMF dan mewajarkan pilihan.
Evidens PBD: Justifikasi bertulis keputusan sokong atau tolak GMF
SP disasar: 13.1.2 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta dengan menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains berkaitan teknologi genetik dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan atau dalam melaksanakan satu tugasan dalam situasi baru secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Murid mereka bentuk perbahasan atau kempen maklumat 'GMO untuk Masa Depan?' dengan fakta saintifik, pertimbangan etika dan cadangan peraturan, lalu membentangkannya.
Evidens PBD: Bahan perbahasan atau kempen dengan fakta dan etika
SP disasar: 13.1.1, 13.1.2 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 42 unit Biologi Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.