FISIOLOGI DAN PERTUMBUHAN BAKTERI

Transkripsi

1 FISIOLOGI DAN PERTUMBUHAN BAKTERI

2 Pengertian Fisiologi Bakteri Fisiologi adalah turunan biologi yang mempelajari bagaimana kehidupan mengidentifikasi kebutuhan, serta menempatkan bakteri dalam pengetahuan. Fisiologi bakteri akan memungkinkan mengoptimasi analisa kondisi bakteri, tetapi juga akan mengidentifikasi media yang lebih tepat guna untuk melawan perkembangbiakan bakteri.

3 Fisiologi Pertumbuhan Bakteri. Pada pertumbuhan Kuman terjadi sintesa yang khas dan berimbang dan komponen-komponen protoplasma dan bahan-bahan gizi (nitrien) yang terdapat dalam lingkungan. Ini merupakan proses yang terus berubah menurut waktu dan merupakan sifat utama makhluk hidup. Kuman-kuman merupakan kelompok organisme yang sangat omnivore (makan segalanya).

4 Substansi yang umum diperlukan : 1. Air 2. Garam-Garam anorganik 3. Mineral 4. Sumber Nitrogen 5. Co2(karbondioksida) 6. O2(oksigen) 7. Potensial oksidasi-reduksi (eh) 8. Temperatur(suhu) 9. ph 10. Kekuatan ion dan tekanan osmotik

5 FASE-FASE PERTUMBUHAN Fase dalam pertumbuhan bakteri telah dikenal luas oleh ahli mikrobiologi. Terdapat 4 fase pertumbuhan bakteri ketika ditumbuhkan pada kultur curah (batch culture), yaitu fase adaptasi (lag phase), fase perbanyakkan (exponential phase), fase statis (stationer phase), dan fase kematian (death phase) (Purwoko, 2007).

6 1. Fase Adapatasi (Lag phase) Pada fase ini tidak ada pertambahan populasi. Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya, substansi interaseluler bertambah (Perlazar, 2005). Ketika sel dalam fase statis dipindahkan ke media baru, sel akan melakukan proses adaptasi. Proses adaptasi meliputi sintesis enzim baru yang sesuai dengan medianya dan pemulihan terhadap metabolit yang bersifat toksik (misalnya asam,alkohol, dan basa) pada waktu media lama (Purwoko, 2007).

7 Pada fase adaptasi tidak di jumpai pertambahan jumlah sel. Akan tetapi terjadi pertambahn volume sel karena pada fase statis biasanya sel melakukan pengecilan ukuran sel. Akan tetapi, fase adaptasi dapat dihindari (langsung ke fase perbanyakan), jika sel di media lama dalam kondisi fase perbanyakan dan dipindahkan ke media baru yang sama komposisinya dengan media lama (Purwoko, 2007).

8 Fase Perbanyakan (Logaritma atau eksponensial) Pada fase ini pembiakan bakteri berlangsung paling cepat. Jika kita ingin mengadakan piaraan yang cepat tumbuh, maka bakteri dalam fase ini baik sekali untuk dijadikan inokolum (Dwidjuseputro, 1998). Sel akan membelah dengan laju yang konstan massa menjadi dua kali lipat dengan laju yang sama, aktivitas metabolit konstan dan keadaan pertumbuhan yang seimbang (Pelczar, 2005).

9 Setelah memperoleh kondisi ideal dalam pertumbuhannya, sel melakukan pembelahan. Karena pembelahan sel merupakan persamaan ekponensial, maka fase itu disebut juga fase eksponensial. Pada fase perbanyakan jumlah sel meningkat pada batas tertentu (tidak terdapat pertumbuhan bersih jumlah sel), sehingga memasuki fase statis. Pada fase perbanyakan sel melakukan konsumsi nutrien dan proses fisiologis lainnya. Pada fase itu produk senyawa yang di inginkan oleh manusia terbentuk, karena senyawa terbentuk merupakan senyawa yang di inginkan pada fase perbanyakan adalah etanol, asam laktat dan asam organik lainnya (Purwoko, 2007).

10 3. Fase Statis/Konstan Pada fase ini terjadi penumpukan produk beracun dan atau kehabisan nutrien. Beberapa sel mati sedangkan yang lain tumbuh dan membelah. Jumlah sel hidup menjadi tetap (Pelczar, 2005). Fase ini menunjukan jumlah bakteri yang berbiak sama dengan jumlah bakteri yang mati, sehingga kurva menunjukan garis yang hampir horizontal (Dwidjoseputro, 1998).

11 Alasan bakteri tidak melakukan pembelahan sel pada fase statis bermacam-macam. Beberapa alasan yang dapat dikemukan akan adalah : a. Nutrien habis b. Akumulasi metabolit toksik (misalnya alkohol,asam, dan basa) c. Penurunan kadar oksigen d. Penurunan nilai aw (ketersediaan air)

12 Bentuk kasus kedua dijumpai pada fase fermentasi alkohol dan asam laktat, untuk kasus ketiga dijumpai pada bakteri aerob dan untuk kasus keempat dijumpai pada fungi/jamur (Purwoko, 2007). Pada fase statis biasanya sel melakukan adaptasi terhadap kondisi yang kurang menguntungkan. Adaptasi ini dapat menghasilkan senyawa yang di inginkan manusia misalnya antibiotika dan antioksidan (Purwoko, 2007).

13 4. Fase Kematian Pada fase ini sel menjadi mati lebih cepat dari pada terbentuknya sel-sel baru, laju kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial bergantung pada spesiesnya, semua sel mati dalam waktu beberapa hari atau beberapa bulan (Pelczar, 2005).

14 Penyebab utama kematian adalah autolisis sel dan penurunan energi seluler. Beberapa bakteri hanya mampu bertahan beberapa jam selama fase statis dan akhirnya masuk ke dalam fase kematian, sementara itu beberapa bakteri hanya mampu bertahan sampai harian dan mingguan pada fase statis dan akhirnya masuk ke fase kematian. Beberapa bakteri bahkan mampu bertahan sampai puluhan tahun sebelum mati, yaitu dengan mengubah sel menjadi spora (Purwoko, 2007).

15 Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri antara lain : Nutrien, dibutuhkan sebagai sumber energi dan untuk menyusun komponen sel. Nutrien yang dibutuhkan antara lain karbon, nitrogen, mineral dan vitamin. Air, merupakan komponen terbesar penyusun sel (70-80%), dibutuhkan dalam reaksi metabolisme. ph, bakteri dapat tumbuh dengan baik umumnya pada kisaran ph 3-6. ph optimum dimana terjadi pertumbuhan maksimum sekitar 6,5-7,5 (ph netral).

16 Temperatur. berpengaruh pada proses metabolisme (mempengaruhi aktivitas enzim, bila suhu terlalu tinggi bahkan bisa merusak enzim) dan proses pembelahan sel. Berdasarkan rentang temperatur dimana dapat terjadi pertumbuhan, bakteri dikelompokkan menjadi tiga yaitu : Kelompok psikrofilik, rentang suhu -5 sampai 30 o C, optimum pada o C Kelompok mesofilik, rentang suhu o C, optimum pada o C Kelompok termofilik, rentang suhu o C, optimum pada o C

17 Oksigen, kebutuhan oksigen digunakan dalam memenuhi kebutuhan energi. Secara umum dibedakan menjadi bakteri aerob dan anerob. Kelompok aerob memerlukan oksigen bebas dalam mengoksidasi nutrien (misalnya glukosa) untuk memperoleh energi. Contoh : Azotobacter, Nitrosomonas, Nitrosococcus dan Nitrobacter. Kelompok anaerob tidak memerlukan oksigen bebas dalam repisrasinya. Energi diperoleh dari perombakan (reduksi) senyawa yang sudah jadi. Adanya oksigen bisa mematikan bakteri anaerob. Contoh : Lactobacillus (glukosa menjadi asam susu dan energi), Escherechia coli dan Clostridium tetani.

18 HASIL DISKUSI BAKTERIOLOGI FISIOLOGI PERTUMBUHAN BAKTERI

19 Season Pertama Kelompok 1: Jelaskan fungsi nutrient berdasarkan pertumbuhan bakteri? Jawab: Fungsi nutrient dalam pertumbuhan bakteri adalah dibutuhkan sebagai sumber energy dan untuk menyusun komponen sel. Nutrient yang dibutuhkan antara lain karbon, nitrogen, mineral dan vitamin.

20 Season Pertama Kelompok 3: Apa yang dimaksud dengan eacherichia coli dan pseudomonas aeruginosa? Jawab: Escherichia coli, atau biasa disingkat E. coli, adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Pada umumnya, bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich ini dapat ditemukan dalam usus besar manusia. Kebanyakan E. Coli tidak berbahaya, tetapi beberapa, seperti E. Coli tipe O157:H7, dapat mengakibatkan keracunan makanan yang serius pada manusia yaitu diare berdarah karena eksotoksin yang dihasilkan bernama verotoksin. Toksin ini bekerja dengan cara menghilangkan satu basa adenin dari unit 28S rrna, sehingga menghentikan sintesis protein. Sumber bakteri ini contohnya adalah daging yang belum masak, seperti daging hamburger yang belum matang.

21 Season Pertama Pseudomonas aeruginosa adalah bakteri gram negatif aerob obligat, berkapsul, mempunyai flagella polar sehingga bakteri ini bersifat motil, berukuran sekitar 0,5-1,0 µm. Bakteri ini tidak menghasilkan spora dan tidak dapat menfermentasikan karbohidrat. Pada uji biokimia, bakteri ini menghasilkan hasil negatif, Merah Metil, dan Voges-Proskauer. Bakteri ini secara luas dapat ditemukan di alam, contohnya di tanah, air, tanaman, dan hewan. P. aeruginosa adalah patogen oportunistik. Bakteri ini merupakan penyebab utama infeksi pneumonia nosokomial. Meskipun begitu, bakteri ini dapat berkolonisasi pada manusia normal tanpa menyebabkan penyakit.

22 Season Pertama Kelompok 4: Di jelaskan : bakteri yang memerlukan garam yang tinggi dalam pertumbuhannya disebut halofilik, sedangkan yang membutuhkan tekanan osmotic yang tinggi disebut osmofilik. Coba sebutkan contoh bakteri yang memerlukan kadar garam yang tinggi dan tekanan osmotic yang tinggi! Jawab: Yang termasuk dalam halofilik yaitu halobacterium salinarum. Bakteri yang termasuk dalam osmofilik adalah leuconostoc.

23 Season Pertama Kelompok 5: Bagaimana klasifikasi pertumbuhan bakteri dan berikan contoh pertumbuhan bakteri? Jawab: Kalsifikasi bakteri ada 2 yaitu secara aseksual dan seksual. Contoh, aseksual dengan cara pertumbuhan tunas, seksual dengan cara penggabungan DNA dari dua individu kedalam 1 sel.

24 Kelompok 6: Apa definisi dari sintesa? Season Pertama Jawab: Sintesis adalah penyatuan unsur-unsur atau bagian-bagian ke dalam suatu bentuk yang menyeluruh.

25 Season Pertama Kelompok 7: Di jelaskan: ph dan Eh suatu pembenihan merupakan factor yang penting dari suatu pembenihan untuk menunjang pertumbuhan bakteri secara optimal. Kenapa bisa demikian? Jawab: Karena bakteri dapat tumbuh dengan baik umumnya pada kisaran ph 3-6. ph optimum dimana terjadi pertumbuhan maksimum sekitar 6,5-7,5 (ph netral).

26 Season Pertama Kelompok 8: Jelaskan bagaimana pertumbuhan bakteri anaerob? Jawab: Anaerob tidak memerlukan oksigen bebas dalam repisrasinya. Energi diperoleh dari perombakan (reduksi) senyawa yang sudah jadi. Adanya oksigen bisa mematikan bakteri anaerob. Contoh : Lactobacillus (glukosa menjadi asam susu dan energi), Escherechia coli dan Clostridium tetani.

27 Season Kedua Kelompok 1: Pada fisiologi dan pertumbuhan bakteri dijelaskan sumber energy, memegang peranan dalam fungsi seluler. Jalaskan! Jawab: Fungsi selular lain, seperti metabolisme asam lemak, biosintesis pirimidina, homeostasis kalsium, transduksi sinyal selular dan penghasil energi berupa adenosina trifosfat pada lintasan katabolisme.

28 Season Kedua Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat 'ruangan' yang disebut matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai banyak Mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot. Terdapat hipotesis bahwa mitokondria merupakan organel hasil evolusi dari sel α- proteobacteria prokariota yang berendosimbiosis dengan sel eukariota. Hipotesis ini didukung oleh beberapa fakta antara lain,

29 Season Kedua Kelompok 3: Apa yang di maksud dengan autotrof fotosintetik? Jawab: Cyanobacteria merupakan bakteri biru-hijau yang masuk golongan bakteri autotrof fotosintetik. Dia dapat menghasilkan makanan sendiri dengan bantuan sinar matahari secara kimia.

30 Season Kedua Kelompok 4: Apa persyaratan nutrient dan unsur-unsur yang di butuhkan nutrient? Jawab: Nutiren itu meliputi Protein, Karbohidrat, Lemak, Vitamin, Mineral dan Air.

31 Season Kedua Kelompok 5: Pengaruh temperature dan ph terhadap pertumbuhan bakteri! Jawab: 1. Pengaruh suhu rendah. Suhu rendah sampai di bawah suhu minimumnya, menyebabkan bakteri tidak dapat berkembang biak, pada umumnya tidak segera mematikan bakteri, bahkan ada yang tahan bertahun-tahun pada minus 70 Celcius (C) Bakteri yang patogen pada manusia umunya mati pada suhu 0 C

32 Season Kedua 2. Pengaruh suhu tinggi Suhu tinggi lebih membahayakan kehidupan bakteri dibandingkan dengan suhu rendah. Bila bakteri dipanaskan pada suhu di atas suhu maksimumnya, akan segera mati. Semua bakteri baik patogen maupun tidak dalam bentuk vegetatifnya mati dalam waktu 30 menit pada suhu C. Kenyataan ini merupakan dasar tindakan pasteurisasi.

33 Season Kedua Kelompok 6: Peran dan fungsi pembentukan filament! Jawab: Pembentukan Filamen Pada pembentukan filament, sel mengeluarkan serabut panjang, filament yang tidak bercabang. Bahan kromosom kemudian masuk ke dalam filament. Filament terputus-putus menjadi beberapa bagian. Tiap bagian membentuk kuman baru. Dijumpai terutama dalam keadaan abnormal, misalnya bila kuman Haemophilus influenza dibiakan pada pembenihan yang basah

34 Season Kedua Fungsi Mikrofilamen (Filamen Aktin) Filamen aktin jika dilihat dengan bantuan mikroskop elektron, filamen aktin tampak terdiri atas beberapa untaian molekul globuler yang masing-masing berdiameter 4 nm. Pada dasarnya Mikrofilamen berfungsi dalam berbagai proses kontraktil sel.

35 Season Kedua Kelompok 7: Faktor apa saja yang terdapat pada tekanan osmotic? Air keluar dan masuk ke dalam bakteri melalui proses osmosis, karena perbedaan tekanan osmotik antara cairan yang ada di dalam dengan yang ada di luar sel bakteri. Untuk kelangsungan hidupnya, bakteri tidak mudah dipengaruhi oleh tekanan osmotik cairan di sekitarnya, karena mempunyai membran sitoplasma yang secara aktif mengatur ke luar masuknya zat ke dalam sel bakteri, termasuk air. Akan tetapi, larutan hipertonis di sekitar bakteri akan menyebabkan bakteri sukar atau sama sekali tidak dapat tumbuh bahkan dapat membunuhnya. Kenyataan ini dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk mengawetkan ikan asing dan dendeng.

36 Season Kedua Kelompok 8: Mengapa fibrio digolongkan bakteri yang dapat tumbuh dengan subur pada ph alkali? Jawab: Karena fibrio bakteri dapat tumbuh pada ph yang relative tinggi yaitu berkisaran 8,4 dan mengandung NaCl sebesar 1-2% pada suhu berkisaran C sedangkan ph alkali lebih dari 8.

37 Nama Kelompok 1. Novrendi Dg. Malewa ( ) 2. I Putu Adi Suparsa ( ) 3. Wa Ode Sumarni ( ) 4. Sry Megawati ( ) 5. Ni Luh Nova Yuliana ( ) 6. Eka Suryaningsi ( )

38 TERIMA KASIH