Kultivasi, reproduksi dan pertumbuhan Bakteri 1. Persyaratan Nutrisi Bakteri 2. Tipe-tipe Nutrisi Bakteri 3. Kondisi Fisik yang dibutuhkan untuk pertumbuhan Bakteri 4. Reproduksi Bakteri 5. Pertumbuhan Bakteri
Untuk menelaah bakteri di laboratorium, kita harus dapat menumbuhkan bakteri tersebut dalam biakan murni. Jenis jenis nutrien yang disyaratkan Lingkungan fisik yang menyediakan kondisi optimum bagi pertumbuhan bakteri. Bakteri amat beragam baik dalam persyaratan nutrisi maupun fisiknya : - Persyaratan nutrien sederhana >< Rumit - Tumbuh di O 0 C>< 70 0 C - Perlu O2 >< Dihambat O2
Persyaratan Nutrisi Bakteri 1. Sumber Energi - Tumbuhan = Fototrop - Hewan = Kemotrof - Bakteri = Fototrof dan Kemotrof 2. Karbon - Tumbuhan = Autotrof - Hewan = Heterotrof - Bakteri = Autotrof (Foto dan Kemo), heterotrof 3. Nitrogen - Tumbuhan = N- anorganik (KNO3) - Hewan = N-Organik ( Protein, Peptida, Asam amino) - Bakteri = Beragam ( N2, N- Anorganik, N-Organik)
4. Belerang ( Sulfur) - Tumbuhan = Sulfur anorganik - Hewan - Bakteri = Sulfur organik = Organik dan anorganik 5. Logam ( Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Cu, Co), di butuhkan dalam jumlah sangat kecil ppm. 6. Vitamin Hewan = Ditambahkan dalam makanannya Bakteri = Sintesa seluruh kebutuhannya or perlu penambahan 1 atau lebih vitamin dalam mediumnya. 7. Air= Nutrien bakteri harus ada dalam bentuk larutan
Tipe-tipe Nutrisi Utama Bakteri Fototrof Tipe Untuk Pertumbuhan Contoh Genus Sumber energi Sumber karbon Autotrof Cahaya CO 2 Chromatium Heterotrof Cahaya Senyawa organik Kemotrof Autotrof Heterotrof Oksidasi senyawa anorganik Oksidasi senyawa organik CO 2 Senyawa organik Rhodopseudomonas Thiobacillus Escherichia Kategori ini mewakili tipe-tipe utama. Dalam setiap kategori ada banyak tipe nutrisi yang berbeda-beda
Komposisi media untuk pertumbuhan autotrof dan heterotrof.1 A. AUOTOTROF (Thiobacillus thiooxidans) suatu kemotrof Sulfur bubuk (NH 4 ) 2 SO 4 KH 2 PO 4 CaCl 2 MgSO 4.7H 2 O FeSO 4 Air 10 g 0,4 g 4,0 g 0,25 g 0,5 g 0,01 g 1,000 ml CO 2
Komposisi media untuk pertumbuhan autotrof dan heterotrof.2 B. HETEROTROF (Escherichia coli) suatu kemoheterotrof NH 4 H 2 PO 4 Glukose NaCl MgSO 4.7H 2 O K 2 HPO 4 H 2 O 1 g 5 g 5 g 0,2 g 1 g 1,000 ml
Cara untuk mencirikan (Klasifikasi) media bakteriologis Dasar Klasifikasi Ciri Contoh Sumber nutrien Status fisik Identifikasi komponenkomponen kimiawi Alamiah Buatan Padat irreversibel Padat reversibel Setengah padat Cair Kompleks (komposisi kimiawi tak diketahui) Kimiawi atau sintetik (komposisi kimiawi diketahui) Susu Campuran zat-zat kimia Serum darah terkoagulasi Agar nutrien Agar lunak Kaldu Nutrien Agar nutrien (suatu campuran terdiri dari bahan-bahan organik yg dipadatkan dg agar) Amonium sulfat, glukose, medium garam
Cara untuk mencirikan (Klasifikasi) media bakteriologis Dasar Klasifikasi Ciri Contoh Menunjang pertumbuhan bakteri yg rewel, yaitu spesies dg persyaratan nutrisi yg rumit Perbedaan pertumbuhan; beberapa tipe tumbuh tetapi satu tipe akan mempunyai penampilan yg khas Pertumbuhan terpilih; artinya penghambatan satu tipe tanpa penghambatan tipe lain Pengukuran kuantitatif vitamin atau antibiotik Media diperkaya Kaldu infusi jantung Media diferensial Agar eosin-biru etilen Media terpilih Agar deoksikolat Media uji Medium uji vitamin B 12
Ciri-ciri beberapa bahan kompleks yg digunakan sbg bahan pembuat media Bahan Mentah Ciri Nilai Nutrisi Ekstrak daging Pepton Suatu ekstrak cair jaringan daging sapi yg empuk, dikonsentrasikan mjd pasta Produk yg dihasilkan dari bahan-bahan yg mengandung protein spt daging, kasein, dan gelatin; pencernaan bahanbahan protein dicapai dg asam atau enzim; banyak pepton yg berbeda-beda (bergantung kpd protein yg dan metode pencernaannya) tersedia untuk digunakan dlm media bakteriologis; pepton berbeda-beda dlm kemampuannya untuk menunjang pertumbuhan bakteri Mengandung substansi jaringan hewan yg dpt larut dlm air, meliputi karbohidrat, senyawa nitrogen organik, vitamin dan garamgaraman yg dpt larut dlm air Sumber utama nitrogen organik; dpt pula mengandung vitamin & kadangkadang karbohidrat, bergantung kpd jenis bahan berkandungan protein yg dicernakan
Ciri-ciri beberapa bahan kompleks yg digunakan sbg bahan pembuat media Bahan Mentah Ciri Nilai Nutrisi Agar Suatu karbohidrat kompleks yg diperoleh dari algae marin tertentu; diolah untuk membuang substansi yg tidak dikehendaki Ekstrak Khamir Suatu ekstrak cair sel khamir, tersedia secara komersial dalam bentuk bubuk Digunakan sbg bahan pemadat media; agar yg lebur dlm larutan cair akan membentuk gel bila suhu dikurangi sampai di bawah 45 0 C; agar tidak merupakan sumber nutrien bagi bakteri Suatu sumber yg amat kaya akan vitamin B; juga mengandung nitrogen organik & senyawa-senyawa karbon
Kondisi-Kondisi Fisik Lingkungan yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri Kondisi Fisik Suhu (kisaran pertumbuhan min& max, optimumnya pd suatu titik di dlm kisaran bergantung kpd spesies Persyaratan akan gas (O 2 bebas) Tipe Bakteri (Kelompok Fisiologis) Psikrofil Mesofil Termofil : Termofil Fakultatif (bebas pilih) Termofil Obligat Aerob Anaerob Aerob Fakultatif Mikroaerofil Kondisi Biakan (Inkubasi) 0 30 0 C 25 40 0 C 25 55 0 C 45 75 0 C Hanya tumbuh bila ada oksigen bebas. Hanya tumbuh tanpa oksigen bebas. Tidak perlu oksigen, tapi Tumbuh lebih baik bila ada oksigen Tumbuh bila ada oksigen bebas dalam
Kondisi-Kondisi Fisik Lingkungan yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri Kondisi Fisik Kemasaman atau alkalinitas (ph) Cahaya Tipe Bakteri (Kelompok Fisiologis) Kebanyakan bakteri berkaitan dg kehidupan hewan & tumbuhan Beberapa spesies eksotik Fotosintetik (Autotrof dan Heterotrof) Kondisi Biakan (Inkubasi) ph optimum 6,5 7,5 ph minimum3,5 ; ph maksimum 9,5 Sumber cahaya Salinitas Halofil (Halofil Obligat) Konsentrasi garam yang tinggi, 10 15% garam
Kisaran suhu kira-kira bagi pertumbuhan bakteri. Beberapa termofil di dalam sumber air panas tumbuh pada 80 0 C Suhu 0 C 80 70 60 50 40 30 20 10 0-10 Psikrofil Mesofil Termofil Fakultatif Kelompok Fisiologis Termofil
Ilustrasi skematik Pertumbuhan bakteri dalam tabung-tabung agar-dalam, memperlihatkan perbedaan-perbedaan dlm respon terhadap oksigen atmosferik (O 2 bebas) Aerob Anaerob Anaerob Fakultatif Mikroaerofil
Reproduksi sel-sel bakteri 1. Pembelahan sel (pembelahan Biner melintang ). 1-2 4 8 16...( Paling umum). 2. Produksi Spora Reproduktif 3. Fragmentasi Pertumbuhan Berfilamen dengan masing-masing fragmen menghasilkan pertumbuhan dan penguncupan
Perbanyakan bakteri dengan pembelahan biner melintang (ilustrasi skematik) Sel induk Pemanjangan sel Invaginasi dinding sel (septum) dan distribusi bahan nukleus Pembentukan dinding sel (septum) dan penyebaran terorganisasi bahan nukleus ke dalam sel Pemisahan menjadi dua sel baru Setiap sel mengulangi proses
Pertumbuhan bakteri - Perubahan didalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme. Pertambahan jumlah dan atau massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya Laju pertumbuhan Bakteri 1-2-2 2-2 3-2 4-2 6-2 n...
Pertumbuhan Bakteri... Waktu generasi : selang waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi dua kali lipat ( E. Coli = 15.-20 menit). Data untuk menghitung waktu generasi : - Jumlah bakteri awal - Jumlah bakteri Akhir -Interval Waktu
Jika Pertumbuhan dan pembelahan sel berlanjut ( pada Medium padat), sel-sel turunan dari sel awal akan membentuk koloni.
Bentuk Tepian koloni Bakteri
Kurva pertumbuhan bakteri yang khas : (A) fase kelambatan; (B) fase log (logaristik), atau eksponensial; (C) fase seimbang; (D) fase kematian atau penurunan Log jumlah bakteri hidup A B C A Waktu, jam
Beberapa ciri pertumbuhan bakteri pada setiap fase daur pertumbuhan Fase Pertumbuhan A Kelambatan ( lag ) Tidak ada pertambahan populasi. Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya; substansi intraselular bertambah. B Logaritma atau eksponensial ( log ) Ciri Sel membelah dengan laju yg konstan. Massa menjadi dua kali lipat dengan laju sama. Aktivitas metabolik konstan. Keadaan pertumbuhan seimbang. C Seimbang ( Stationer ) Penumpukan produk beracun dan/atau kehabisan nutrien. Beberapa sel mati sedangkan lain tumbuh dan membelah. Jumlah sel hidup menjadi stabil. D Penurunan atau Kematian Sel menjadi mati lbh cepat daripada terbentuknya sel-sel baru. Laju kematian mengalami percepatan mjd eksponensial. Bergantung pd spesiesnya, semua sel mati dlm waktu beberapa hari atau beberapa bulan.
Terimakasih...