PEWARNAAN BAKTERI GRAM POSITIF DAN NEGATIF
Oleh:
Adelia Zukhruf (02)
Fahras Widi A. (11)
Nur Fa'iza R. M. (18)
Kelas:
X MIPA H
PEMERINTAH KOTA MALANG
DINAS PENDIDIKAN
SMAN 3 MALANG
( Public Senior High School )
Jalan Sultan Agung Utara no 7 Telp (0341) 32476 Malang 65111 Kotak Pos 11
Website : http://www.sman3-mlg.sch.id E-mail :
[email protected]
Oktober 2015
BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Di dunia tempat kita hidup terdapat bermacam-macam jenis makhluk hidup.Salah satunya adalah bakteri. Bakteri (dari kata Latin bacterium; jamak: bacteria) adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur sel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks.
Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara, dalam simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit (patogen), bahkan dalam tubuh manusia. Pada umumnya, bakteri berukuran 0,5-5 μm, tetapi ada bakteri tertentu yang dapat berdiameter hingga 700 μm, yaitu Thiomargarita. Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan). Beberapa jenis bakteri bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel. (Wikipedia).
Bakteri adalah organisme bersel tunggal terkecil, beberapa di antaranya hanya memiliki diameter 0,4 mm. Sel berisi massa sitoplasma dan beberapa bahan inti (dia tidak memilki inti sel yang jelas). Sel dibungkus oleh dinding sel dan pada beberapa jenis bakteri dinding sel ini dikelilingi oleh lapisan lendir atau kapsula. Kapsula terdiri atas campuran polipeptida dan polisakarida (Gaman dan Sherrington, 1992) . Bakteri merupakan sel prokariotik dan mempunyai berbagai bentuk yang sebagian m. m dan panjang 5 besar berbentuk batang dengan lebar kurang dari 1 DNA diselubungi oleh satu membran inti, terdapat organela mitokondria dan protoplas. Daerah inti berupa anyaman benang halus yang langsung berbatasan dengan sitoplasma berisi ribosom.Bakteri berkembang biak dengan membelah diri (Schlegel, 1994). Berdasarkan bentuk morfologisnya, maka bakteri tiu dapat dibagi atas ti golongan,yaitu golongan basil, golongan kokus, dan golongan spiral. Basil (bacillus) berbentuk serupa dengan tongkat pendek, silindris. Sebagian besar dari bakteri itu merupakan basil. Basil dapat bergandeng-gandengan panjang, bergandengan dua-dua, atau terlepas satu sama lain. Yang bergandeng-gandengan panjang disebut streptobasil, yang dua-dua disebut diplobasil. Ujung-ujung basil yang terlepas satu sama lain itu tumpul, sedang ujung-ujung yang masih bergandengan itu tajam. Kokus (coccus) adalah bakteri yang bentuknya serupa bola-bola kecil. Golongan ini tidak sebanyak golongan basil. Kokus ada yang bergandeng-gandengan panjang serupa tali leher, ini disebiut streptokokus, ada yang bergandengan dua-dua, ini disebut tetrakokus, kokus yang mengelompok merupakan suatu untaian disebut stafilokokus, sedang kokus yang mengelompok serupa kokus disebut sarcina. Spiril (dari spirilum) ialah bakteri yang bengkok atau berbengkok-bengkok serupa spiral. Bakteri yang berbentuk spiral itu tidak banyak. Golongan ini merupakan golongan yang paling kecil, jika dibandingkan dengan golongan kokus maupun golongan basil. (Dwijoseputro, 1978). Suatu bahan makanan apabila dibiarkan pada keadaan yang memungkinkan pertumbuhan bakteri, susu mentah misalnya dengan mutu kesehatan yanag baik akan memungkinkan memberikan rasa asam yang khas. Perubahan ini disebabkan oleh Streptococcus lactis dan spesies-spesies Lactobacillus tertentu. Perubahan utama yang terjadi adalah fermentasi laktosa menjadi asam laktat. Bakteri dalam susu digolongkan berdasarkan suhu pertumbuhan dan ketahanannya terhadap panas. Pertimbangan ini amat praktis karena suhu rendah digunakan untuk mencegah atau menghambat pertumbuhan mikrobia yang merusak susu dan suhu tinggi (pasteurisasi) untuk mengurngi populasi mikrobia, memusnahkan pathogen dan secara umum memperbaiki mutu susu. Berdasarkan pada persyaratan suhu, tipe bakteri yang diujmpai dalam susu ialah psikofilik, mesofilik, termofilik, dan thermodurik karena beberapa bakteri psikofilik tertentu tumbuh pada suhu sedikit di atas suhu beku dan beberapa bakteri thermofilik tumbuh di atas suhu 65 oC (Pelczar dan Schan, 1986).
Karena bakteri di udara merupakan organisme kecil yang bisa hidup di mana saja,bakteri kadang berada di tempat yang biasa ditemui manusia atau bisa saja di tubuh manusia tersebut.Dan dengan ukurannya mata kita tidak bisa melihatnya kecuali menggunakan mikroskop.Sehingga jika kita ingin mengetahui bagaimana bakteri,kita harus melakukan praktikum terlebih dahulu.
RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana bentuk koloni dan bentuk sel bakteri udara?
2. Apa perbedaan yang mendasari struktur antarbakteri?
3. Bagaimana ciri-ciri fisik bakteri?
TUJUAN PENELITIAN
1. Untuk mengamati bentuk koloni bakteri udara dan bentuk sel bakteri udara dengan pewarnaan secara gram.
2. Untuk menentukan sifat gram dari bakteri yang diperiksa.
3. Untuk mengetahui ciri-ciri fisik bakteri tersebut berdasarkan praktikum yang akan dilakukan.
MANFAAT PENELITIAN
Sebagai bahan pembelajaran agar siswa bisa mengetahui lebih lanjut dengan pengamatan yang telah dilakukannya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ( LANDASAN TEORI)
Pengertian Bakteri
Bakteri (dari kata Latin bacterium; jamak: bacteria) adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur sel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks.
Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara, dalam simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit (patogen), bahkan dalam tubuh manusia. Pada umumnya, bakteri berukuran 0,5-5 μm, tetapi ada bakteri tertentu yang dapat berdiameter hingga 700 μm, yaitu Thiomargarita. Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan). Beberapa jenis bakteri bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel.
Bakteri merupakan organisme mikroskopik. Hal ini menyebabkan organisme ini sangat sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop. Barulah setelah abad ke-19 ilmu tentang mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi), mulai berkembang. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, berbagai hal tentang bakteri telah berhasil ditelusuri. Akan tetapi, perkembangan tersebut tidak terlepas dari peranan berbagai tokoh penting seperti Robert Hooke, Antony van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch. Istilah bacterium diperkenalkan di kemudian hari oleh Ehrenberg pada tahun 1828, diambil dari kata Yunani βακτηριον (bakterion) yang memiliki arti "batang-batang kecil". Pengetahuan tentang bakteri berkembang setelah serangkaian percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur, yang melahirkan cabang ilmu mikrobiologi. Bakteriologi adalah cabang mikrobiologi yang mempelajari biologi bakteri.
Robert Hooke (1635-1703), seorang ahli matematika dan sejarahwan berkebangsaan Inggris, menulis sebuah buku yang berjudul Micrographia pada tahun 1665 yang berisi hasil pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop sederhana. Akan tetapi, Robert Hooke masih belum dapat menumukan struktur bakteri. Dalam bukunya tersebut, tergambar hasil penemuannya mengenai tubuh buah kapang. Walau demikian, buku inilah yang menjadi sumber deskripsi awal dari mikroorganisme.
Antony van Leeuwenhoek (1632—1723) hidup di era yang sama dengan Robert Hooke di mana pengamatan dengan mikroskop masih sangat sederhana. Terinspirasi dari kerja Robert Hooke, ia membuat mikroskop rancangannya sendiri dengan sangat baik untuk mengamati makhluk mikroskopik ini pada berbagai media alami pada tahun 1684. Antoni van Leeuwenhoek berhasil menemukan bakteri untuk pertama kalinya di dunia pada tahun 1676. Hasil temuannya dikirimkan ke Royal Society of London yang kemudian dipublikasikan pada tahun 1684. Penemuan ini segera mendapat banyak konfirmasi dari ilmuwan lainnya. Sejak saat itulah, tidak hanya ilmu tentang bakteri tetapi juga mikroorganisme pada umumnya pun mulai berkembang.
Ferdinand Cohn (1828-1898) merupakan seorang botanis berkebangsaan Breslau (sekarang Polandia). Hasil penemuannya banyak berkisar tentang bakteri yang resisten terhadap panas. Ketertarikannya pada kelompok bakteri ini mengarahkannya pada penemuan kelompok bakteri penghasil endospora yang resisten terhadap suhu tinggi. Ferdinand Cohn juga berhasil menjelaskan siklus hidup bakteri Bacillus yang sekaligus menjelaskan mengapa bakteri ini bersifat tahan panas. Selanjutnya, ia juga membuat dasar klasifikasi bakteri sederhana dan mengembangkan beberapa metode untuk mencegah kontaminasi pada kultur bakteri, seperti penggunaan kapas sebagai penutup pada labu takar, erlenmeyer, dan tabung reaksi. Metode ini kemudian digunakan oleh ilmuwan lain, Robert Koch.
Robert Koch (1843-1910), seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman, banyak melakukan penelitian mengenai penyakit yang disebabkan oleh infeksi bakteri. Ilmuwan pada awalnya mempelajari penyakit antraks yang banyak menyerang hewan ternak. Penyakit ini disebabkan oleh Bacillus anthracis, salah satu bakteri penghasil endospora. Robert Koch juga merupakan orang pertama yang berhasil mendapatkan isolat murni Mycobacterium tuberculosis, bakteri penyebab penyakit tuberkulosis. Berdasarkan dua penelitian mengenai penyakit ini, Robert Koch berhasil membuat Postulat Koch, sebuah teori mengenai mikroorganisme spesifik untuk penyakit yang spesfik. Dia juga berhasil menemukan metode untuk mendapatkan isolat murni dari bakteri. Penemuan lainnya adalah penggunaan media kultur padat untuk menumbuhkan bakteri di luat habitat aslinya. Pada awalnya ia menggunakan potongan kentang dan kemudian dikembangkan dengan menggunakan nutrien gelatin. Penggunaan nutrien gelatin masih memiliki banyak kekurangan yang pada akhirnya penggunaanya digantikan dengan agar (sejenis polisakarida) yang digagas oleh istri Walter Hesse yang juga bekerja bersama Robert Koch.
Struktur sel
Struktur sel bakteri
Seperti prokariot (organisme yang tidak memiliki membran inti) pada umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif sederhana. Sehubungan dengan ketiadaan membran inti, meteri genetik (DNA dan RNA) bakteri melayang-layang di daerah sitoplasma yang bernama nukleoid. Salah satu struktur bakteri yang penting adalah dinding sel. Bakteri dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok besar berdasarkan struktur dinding selnya, yaitu bakteri gram negatif dan bakteri gram positif. Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tersusun dari lapisan peptidoglikan (sejenis molekul polisakarida) yang tebal dan asam teikoat, sedangkan bakteri gram negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan mempunyai struktur lipopolisakarida yang tebal. Metode yang digunakan untuk membedakan kedua jenis kelompok bakteri ini dikembangkan oleh ilmuwan Denmark, Hans Christian Gram pada tahun 1884.
Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya seperti flagel dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi. Beberapa bakteri juga memiliki kapsul yang beperan dalam melindungi sel bakteri dari kekeringan dan fagositosis. Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi faktor virulensi penyebab penyakit, seperti yang ditemukan pada Escherichia coli dan Streptococcus pneumoniae. Bakteri juga memiliki kromosom, ribosom, dan beberapa spesies lainnya memiliki granula makanan, vakuola gas, dan magnetosom. Beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim. Clostridium botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri pengebab keracunan pada makanan kaleng.
Morfologi bakteri
Berbagai bentuk tubuh bakteri
Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu:
Kokus (Coccus) adalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut:
Mikrococcus, jika kecil dan tunggal
Diplococcus, jka berganda dua-dua
Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujur sangkar
Sarcina, jika bergerombol membentuk kubus
Staphylococcus, jika bergerombol
Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai
Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang atau silinder, dan mempunyai variasi sebagai berikut:
Diplobacillus, jika bergandengan dua-dua
Streptobacillus, jika bergandengan membentuk rantai
Spiral (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut:
Vibrio, (bentuk koma), jika lengkung kurang dari setengah lingkaran (bentuk koma)
Spiral, jika lengkung lebih dari setengah lingkaran
Spirochete, jika lengkung membentuk struktur yang fleksibel.
Bentuk tubuh/morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, medium, dan usia. Walaupun secara morfologi berbeda-beda, bakteri tetap merupakan sel tunggal yang dapat hidup mandiri bahkan saat terpisah dari koloninya.
Alat gerak
Alat gerak bakteri: A-Monotrik; B-Lofotrik; C-Amfitrik; D-Peritrik;
Banyak spesies bakteri yang bergerak menggunakan flagel. Bakteri yang tidak memiliki alat gerak biasanya hanya mengikuti pergerakan media pertumbuhannya atau lingkungan tempat bakteri tersebut berada. Sama seperti struktur kapsul, flagel juga dapat menjadi agen penyebab penyakit pada beberapa spesies bakteri. Berdasarkan tempat dan jumlah flagel yang dimiliki, bakteri dibagi menjadi lima golongan, yaitu:
Atrik, tidak mempunyai flagel.
Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya.
Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya.
Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya.
Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.
Habitat
Bakteri merupakan mikroorganisme ubikuotus, yang berarti melimpah dan banyak ditemukan di hampir semua tempat. Habitatnya sangat beragam; lingkungan perairan, tanah, udara, permukaan daun, dan bahkan dapat ditemukan di dalam organisme hidup. Diperkirakan total jumlah sel mikroorganisme yang mendiami muka bumi ini adalah 5x1030. Bakteri dapat ditemukan di dalam tubuh manusia, terutama di dalam saluran pencernaan yang jumlah selnya 10 kali lipat lebih banyak dari jumlah total sel tubuh manusia. Oleh karena itu, kolonisasi bakteri sangatlah mempengaruhi kondisi tubuh manusia.Thermus aquatiqus, bakteri termofilik yang banyak diaplikasikan dalam bioteknologi.
Terdapat beragam jenis bakteri yang mampu menghabitasi daerah saluran pencernaan manusia, terutama pada usus besar, diantaranya adalah bakteri asam laktat dan kelompok enterobacter . Contoh bakteri yang biasa ditemukan adalah Lactobacillus acidophilus. Di samping itu, terdapat pula kelompok bakteri lain, yaitu probiotik, yang bersifat menguntungkan karena dapat menunjang kesehatan dan bahkan mampu mencegah terbentuknya kanker usus besar. Selain di dalam saluran pencernaan, bakteri juga dapat ditemukan di permukaan kulit, mata, mulut, dan kaki manusia. Di dalam mulut dan kaki manusia terdapat kelompok bakteri yang dikenal dengan nama metilotrof, yaitu kelompok bakteri yang mampu menggunakan senyawa karbon tunggal untuk menyokong pertumbuhannya. Di dalam rongga mulut, bakteri ini menggunakan senyawa dimetil sulfida yang berperan dalam menyebabkan bau pada mulut manusia.
Beberapa kelompok mikroorganisme ini mampu hidup di lingkungan yang tidak memungkinkan organisme lain untuk hidup. Kondisi lingkungan yang ekstrim ini menuntut adanya toleransi, mekanisme metabolisme, dan daya tahan sel yang unik. Sebagai contoh, Thermus aquatiqus merupakan salah satu jenis bakteri yang hidup pada sumber air panas dengan kisaran suhu 60-80 oC. Tidak hanya di lingkungan bersuhu tinggi, bakteri juga dapat ditemukan pada lingkungan dengan suhu yang sangat dingin. Pseudomonas extremaustralis ditemukan pada Antartika dengan suhu di bawah 0 oC. Di samping pengaruh ekstrim temperatur, bakteri juga dapat hidup pada berbagai lingkungan lain yang hampir tidak memungkinkan adanya kehidupan (lingkungan steril). Halobacterium salinarum dan Halococcus sp. adalah contoh dari bakteri yang dapat hidup pada kondisi garam (NaCl) yang sangat tinggi (15-30%). Tedapat pula beberapa jenis bakteri yang mampu hidup pada kadar gula tinggi (kelompok osmofil), kadar air rendah (kelompok xerofil), derajat keasaman pH sangat tinggi, dan rendah.
Beberapa komunitas bakteri dapat bertahan hidup di dalam awan dengan ketingian hingga 10 kilometer. Sebuah tim peneliti menggunakan pesawat tua DC-8 yang dimodifikasi sebagai laboratorium terbang berhasil menggambil sampel sejumlah bakteri di awan dalam kondisi badai. Bakteri yang hidup dalam nukleasi es terbawa badai dan bertahan dalam ionisasi awan.
Pengaruh lingkungan terhadap bakteri
Kondisi lingkungan yang mendukung dapat memacu pertumbuhan dan reproduksi bakteri. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan reproduksi bakteri adalah suhu, kelembapan, dan cahaya. Secara umum, terdapat beberapa alat yang dapat digunakan untuk melakukan pengamatan sel bakteri terhadap berbagai parameter tersebut, seperti mikroskop optikal, mikroskop elektron, dan atomic force microscope (AFM).
Suhu
Suhu berperan penting dalam mengatur jalannya reaksi metabolisme bagi semua makhluk hidup. Khususnya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang dapat ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan mati. Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi, membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga transportasi nutrisi akan terhambat dan proses kehidupan sel akan terhenti. Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 4 golongan:
Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30 °C, dengan suhu optimum 15 °C.
Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15° – 55 °C, dengan suhu optimum 25° – 40 °C.
Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° – 75 °C, dengan suhu optimum 50 - 65 °C
Bakteri hipertermofil, yaitu bakteri yang hidup pada kisaran suhu 65 - 114 °C, dengan suhu optimum 88 °C.
Kelembaban relatif
Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban relatif (relative humidity, RH) yang cukup tinggi, kira-kira 85%. Kelembaban relatif dapat didefinisikan sebagai kandungan air yang terdapat di udara. Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan. Sebagai contoh, bakteri Escherichia coli akan mengalami penurunan daya tahan dan elastisitas dinding selnya saat RH lingkungan kurang dari 84%. Bakteri gram positif cenderung hidup pada kelembaban udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri gram negatif terkait dengan perubahan struktur membran selnya yang mengandung lipid bilayer. Deinococcus radiodurans, hasil pencitraan dengan 'transmission electron microgragh (TEM)
Cahaya
Cahaya merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri. Secara umum, bakteri dan mikroorganisme lainnya dapat hidup dengan baik pada paparan cahaya normal. Akan tetapi, paparan cahaya dengan intensitas sinar ultraviolet (UV) tinggi dapat berakibat fatal bagi pertumbuhan bakteri. Teknik penggunaan sinar UV, sinar x, dan sinar gamma untuk mensterilkan suatu lingkungan dari bakteri dan mikroorganisme lainnya dikenal dengan teknik iradiasi yang mulai berkembang sejak awal abad ke-20.. Metode ini telah diaplikasikan secara luas untuk berbagai keperluan, terutama pada sterilisasi makanan untuk meningkatkan masa simpan dan daya tahan. Beberapa contoh bakteri patogen yang mampu dihambat ataupun dihilangkan antara lain Escherichia coli 0157:H7 dan Salmonella.
Radiasi
Radiasi pada kekuatan tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri. Sebagai contoh pada manusia, radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, katarak, hipertensi, dan bahkan kanker. Akan tetapi, terdapat kelompok bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan radiasi yang sangat tinggi, bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan manusia tehadap radiasi, yaitu kelompok Deinococcaceae. Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy = 100 rad), sedangkan bakteri yang termasuk dalam kelompok ini dapat bertahan hingga 5.000 Gy.
Pada umumnya, paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA. Apabila terjadi pada intensitas yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian. Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien.
Peranan bakteri dalam kehidupan manusia
Bidang lingkungan
Keanekaragaman bakteri dan jalur metabolismenya menyebabkan bakteri memiliki peranan yang besar bagi lingkungan. Sebagai contoh, bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang telah mati dan sisa-sisa atau kotoran organisme. Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan senyawa organik lain menjadi CO2, gas amoniak, dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana. Contoh bakteri saprofit antara lain Proteus dan Clostridium. Tidak hanya berperan sebagai pengurai senyawa organik, beberapa kelompok bakteri saprofit juga merupakan patogen oportunis. Frankia alni, salah satu bakteri pengikat N2 yang berasosiasi dengan tanaman membentuk bintil akar.
Kelompok bakteri lainnya berperan dalam siklus nitrogen, seperti bakteri nitrifikasi. Bakteri nitrifikasi adalah kelompok bakteri yang mampu menyusun senyawa nitrat dari senyawa amonia yang pada umumnya berlangsung secara aerob di dalam tanah. Kelompok bakteri ini bersifat kemolitotrof. Nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu nitritasi (oksidasi amonia (NH4) menjadi nitrit (NO2-)) dan nitratasi (oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat (NO3)). Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat. Setelah reaksi nitrifikasi selesai, akan terjadi proses dinitrifikasi yang dilakukan oleh bakteri denitrifikasi. Denitrifikasi sendiri merupakan reduksi anaerobik senyawa nitrat menjadi nitrogen bebas (N2) yang lebih mudah diserap dan dimetabolisme oleh berbagai makhluk hidup. Contoh bakteri yang mampu melakukan metabolisme ini adalah Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, and Paracoccus denitrificans. Di samping itu, reaksi ini juga menghasilkan nitrogen dalam bentuk lain, seperti dinitrogen oksida (N2O). Senyawa tersebut tidak hanya dapat berperan penting bagi hidup berbagai organisme, tetapi juga dapat berperan dalam fenomena hujan asam dan rusaknya ozon. Senyawa N2O akan dioksidasi menjadi senyawa NO dan selanjutnya bereaksi dengan ozon (O3) membentuk NO2- yang akan kembali ke bumi dalam bentuk hujan asam (HNO2).
Di bidang pertanian dikenal adanya suatu kelompok bakteri yang mampu bersimbiosis dengan akar tanaman atau hidup bebas di tanah untuk membantu penyuburan tanah. Kelompok bakteri ini dikenal dengan istilah bakteri pengikat nitrogen atau singkatnya bakteri nitrogen. Bakteri nitrogen adalah kelompok bakteri yang mampu mengikat nitrogen (terutaman N2) bebas di udara dan mereduksinya menjadi senyawa amonia (NH4) dan ion nitrat (NO3-) oleh bantuan enzim nitrogenase. Kelompok bakteri ini biasanya bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan dan polong untuk membentuk suatu simbiosis mutualisme berupa nodul atau bintil akar untuk mengikat nitrogen bebas di udara yang pada umumnya tidak dapat digunakan secara langsung oleh kebanyakan organisme. Secara umum, kelompok bakteri ini dikenal dengan istilah rhizobia, termasuk di dalamnya genus bakteri Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Photorhizobium, dan Sinorhizobium. Contoh bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup di akar membentuk nodul atau bintil-bintil akar.
Bidang pangan
Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mampu melakukan proses fermentasi dan hal ini telah banyak diterapkan pada pengolahan berbagi jenis makanan. Bahan pangan yang telah difermentasi pada umumnya akan memiliki masa simpan yang lebih lama, juga dapat meningkatkan atau bahkan memberikan cita rasa baru dan unik pada makanan tersebut. Beberapa makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan:
No
Nama produk atau makanan
Bahan baku
Bakteri yang berperan
1.
Yoghurt
susu
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus
2.
Mentega
susu
Streptococcus lactis
3.
Terasi
ikan
Lactobacillus sp.
4.
Asinan buah-buahan
buah-buahan
Lactobacillus sp.
5.
Sosis
daging
Pediococcus cerevisiae
6.
Kefir
susu
Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus lactis
Beberapa spesies bakteri pengurai dan patogen dapat tumbuh di dalam makanan. Kelompok bakteri ini mampu memetabolisme berbagai komponen di dalam makanan dan kemudian menghasilkan metabolit sampingan yang bersifat racun. Clostridium botulinum, menghasilkan racun botulinin, seringkali terdapat pada makanan kalengan dan kini senyawa tersebut dipakai sebagai bahan dasar botox. Beberapa contoh bakteri perusak makanan:
Burkholderia gladioli (sin. Pseudomonas cocovenenans), menghasilkan asam bongkrek, terdapat pada tempe bongkrek
Leuconostoc mesenteroides, penyebab pelendiran makanan, penurunan pH, dan pembentukkan gas.
Bakteri juga dapat menyebabkan penyakit pada tanaman. Ralstonia solanacearum merupakan salah satu bakteri penyebab layu pada tanaman tomat. Tanaman yang terserang menunjukkan gejala layu mendadak bahkan dapat menimbulkan kematian. Salah satu penyakit yang menyerang tanaman anggrek yaitu busuk busuk lunak yang disebabkan oleh bakteri Erwinia carotovora. Dalam perkembangan patogennya, gejala yang ditimbulkan akan cepat meluas dan dapat mematikan titik tumbuh tanaman. Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Swings et al. 1990) adalah bakteri patogen tanaman yang menyebabkan penyakit hawar daun pada padi, yang juga dikenal dengan sebutan penyakit kresek. Penyakit busuk pangkal batang pada tanaman kedelai oleh Sclerotium rolsfii dapat menyebabkan rendahnya produksi kedelai. Penyakit ini sering ditemukan pada tanaman kedelai baik lahan kering, tadah hujan maupun pasang surut dengan intensitas serangan sebesar 5 - 55%. Tingkat serangan lebih dari 5% di lapang sudah dapat merugikan secara ekonomi. Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) menyebabkan layu fusarium pada tanaman pisang. Infeksinya akan menganggu proses penyerapan, transportasi air dan zat makanan di dalam tanah, sehingga tanaman menjadi layu dan akhirnya mati.
Bidang kesehatan
Tidak hanya di bidang lingkungan dan pangan, bakteri juga dapat memberikan manfaat dibidang kesehatan. Antibiotik merupakan zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan mempunyai daya hambat terhadap kegiatan mikroorganisme lain dan senyawa ini banyak digunakan dalam menyembuhkan suatu penyakit. Beberapa bakteri yang menghasilkan antibiotik adalah:
Streptomyces griseus, menghasilkan antibiotik streptomycin
Streptomyces aureofaciens, menghasilkan antibiotik tetracycline
Streptomyces venezuelae, menghasilkan antibiotik chloramphenicol
Penicillium, menghasilkan antibiotik penisilin
Bacillus polymyxa, menghasilkan antibiotik polymixin.
Terlepas dari peranannya dalam menghasilkan antibiotik, banyak jenis bakteri yang justru bersifat patogen. Pada manusia, beberapa jenis bakteri yang sering kali menjadi agen penyebab penyakit adalah Salmonella enterica subspesies I serovar Typhi yang menyebabkan penyakit tifus, Mycobacterium tuberculosis yang menyebabkan penyakit TBC, dan Clostridium tetani yang menyebabkan penyakit tetanus. Bakteri patogen juga dapat menyerang hewan ternak, seperti Brucella abortus yang menyebabkan brucellosis pada sapi dan Bacillus anthracis yang menyebabkan antraks. Untuk infeksi pada tanaman yang umum dikenal adalah Xanthomonas oryzae yang menyerang pucuk batang padi dan Erwinia amylovora yang menyebabkan busuk pada buah-buahan.
Dekomposisi
Proses degradasi jasad makhluk hidup dilakukan oleh banyak organisme, salah satunya adalah bakteri. Beberapa jenis bakteri, terutama bakteri heterotrof, mampu mendegradasi senyawa organik dan menggunakannya untuk menunjang pertumbuhannya. Proses dekomposisi ini dibantu oleh beberapa jenis enzim untuk memecah makromolekul, seperti karbohidrat, protein, dan lemak, untuk dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana. Sebagai contoh, enzim protease digunakan untuk memecah protein menjadi senyawa lebih sederhana, seperti asam amino. Proses dekomposisi ini juga berperan dalam pengembalian unsur-unsur, terutama karbon dan nitrogen, ke alam untuk masuk ke dalam siklus lagi.
Dekomposisi jasad makhluk hidup dimulai oleh bakteri yang hidup di dalam tubuh manusia, dimulai dari jaringan-jaringan otot. Proses ini dipercepat saat tubuh telah dikuburkan. Reaksi pertama dalam dekomposisi ini adalah hidrolisis protein oleh protease membentuk asam amino. Selanjutnya, asam amino akan diubah menjadi asam asetat, gas hidrogen, gas nitrogen, dan karbon dioksida sehingga pH lingkungan akan turun menjadi 4-5. Reaksi ini dilakukan oleh bakteri acetogen. Pada tahap akhir, semua senyawa tersebut diubah menjadi gas metana oleh metanogen.
Jenis dan Macam-Macam Bakteri
Bakteri berdasarkan ciri-cirinya dibedakan menjadi Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif.Dalam pemberian antibiotik harus diketahui jenis bakterinya apakah gram positif atau negatif. Di bawah ini adalah daftar bakteri tersebut:
Actinomyces (Gram +) Bacillus (Gram +) Clostridium (Gram +) Corynebacterium (Gram +) Enterococcus (Gram +) Gardnerella (Gram +) Lactobacillus (Gram +) Listeria (Gram +) Mycobacterium (Gram +) Mycoplasma (Gram +) Nocardia (Gram +) Propionibacterium (Gram +) Staphylococcus (Gram +) Streptococcus (Gram +) Streptomyces (Gram +)
Acetobacter (gram -) Borrelia (gram -) Bortadella (gram -) Burkholderia (gram -) Campylobacter (gram -) Chlamydia (gram -) Enterobacter (gram -) Escherichia (gram -) Fusobacterium (gram -) Helicobacter (gram -) Hemophilus (gram -) Klebsiella (gram -) Legionella (gram -) Leptospiria (gram -) Neisseria (gram -) Nitrobacter (gram -) Proteus (gram -) Pseudomonas (gram -) Rickettsia (gram -) Salmonella (gram -) Serratia (gram -) Shigella (gram -) Thiobacter (gram -) Treponema (gram -) Vibrio (gram -) Yersinia (gram -)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada tanggal 3 Oktober 2015 di laboratorium biologi SMA Negeri 3 Malang.
Metode dan Rancangan Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini, adalah metode kuantitatif, observasi, dan studi lapang.
Alat dan Bahan
Alat
Mikroskop
Kaca benda
Mangkuk pewarnaan
Kawat penyangga
Pipet
Lampu spirtus
Botol penyemprot
Jarum inokulum berkolong
Bahan
Aquades steril
Biakan murni bakteri umum 1-2 x 24 jam
Larutan Ammonium Oksalat Kristal Violet
Kertas penghisap
Korek api
Alkohol 95%
Larutan safranin
Larutan iodium
Cara Kerja
Sediakan kaca benda bersih, lalu lewatkan di atas nyala air lampu spirtus.
Teteskan setetes aquades steril di atas kaca benda tersebut.
Secara aseptik ambillah inokulum bakteri yang akan diperiksa, lalu letakkan diatas tetesan aquades itu. Kemudian ratakan perlahan-lahan dan tunggulah sampai mengering.
Lakukan fiksasi dengan cara melewatkan sediaan tersebut diatas nyala api lampu spirtus dengan cepat.
Letakkan sediaan diatas kawat penyangga yang berada diatas mangkuk pewarna. Lalu teteskan larutan Ammonium Oksalat Kristal Violet diatas sediaan tersebut. Tunggulah selama 1 menit.
Buanglah kelebihan zat warna tersebut kedalam mangkuk dan bilaslah dengan air.
Teteskan larutan iodium diatas sediaan, lalu tunggulah selama 2 menit.
Buanglah kelebihan larutan iodium kedalam mangkuk, lalu bilaskah dengan air.
Teteskan alkohol 95 % diatas sediaan, lalu biarkan selama 1 menit.
Buanglah sisa alkohol kedalam mangkuk dan bilaslah sediaan dengan air.
Teteskan larutan safranin diatas sediaan, lalu biarkan selama 30 detik.
Buanglah kelebihan larutan safranin kedalam mangkuk, lalu bilaslah dengan air.
Keringkanlah sediaan dengan hati-hati dengan kertas penghisap, lalu periksalah dibawah mikroskop.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Data Hasil Pengamatan
No.
Aspek yang diamati
Keterangan
1.
Bentuk koloni
monococcus, diplococcus, dan streptococcus
2.
Bentuk sel
coccus
3.
Sifat gram bakteri
negatif
4.
Gambar/ foto
Analisis Data
Mengapa terjadi perbedaan reaksi dan hasil pewarnaan antara bakteri gram positif dan gram negatif?
Terjadi perbedaan warna pada kelompok bakteri gram positif dan negatif karena perbedaan susunan kimia dinding sel kedua kelompok bakteri tersebut. Munculnya warna ungu pada bakteri gram positif karena dinding bakteri tersebut terdapat satu jenis lapisan, yakni peptidoglikan yang relatif tebal (tersusun oleh banyak lapisan polimer peptidoglikan). Sementara itu, pada bakteri gram negatif, dinding selnya tersusun oleh 2 lapisan, yakni lapisan luar yang tersusun oleh lipopolisakarida (lipid) dan protein serta lapisan dalam yang tersusun oleh peptidoglikan (hanya tersusun oleh 1 lapisan molekul). Kedua lapisan dinding tersebut yang kemudian mengakibatkan bakteri gram negatif bewarna merah. Secara umum, perbedaan susunan kimia dinding sel bakteri gram positif dan negatif adalah sebagai berikut:
Penyusun dinding
Bakteri gram positif
Bakteri gram negatif
Peptidoglikan
40-50%
5-20%
Asam teikoat
Ada
Tidak ada
Lipopolisakarida (lipid)
Tidak ada
Ada
Protein
10%
60%
Lipid
2%
20%
Jelaskan proses kimiawi yang terjadi dalam proses pewarnaan gram!
Proses kimiawi yang terjadi yaitu, bakteri gram negatif memiliki 2 lapisan dinding sel. Lapisan terluar yaitu lipopolisakarida (lipid) akan tercuci oleh alkohol, sehingga pada saat diwarnai dengan safranin akan bewarna merah karena safranin masuk kedalam sel. Bakteri gram positif memiliki selapis dinding sel berupa peptidoglikan yang tebal. Setelah pewarnaan dengan kristal violet, pori-pori dinding sel menyempit akibat dehidrasi oleh alkohol sehingga membran sel tetap menahan warna ungu dan pewarnaan safranin tidak dapat masuk kedalam sel, akhirnya bakteri bewarna ungu.
Diskusi
Apakah fungsi penggunaan larutan safranin, iodium, alkohol 95%, dan larutan ammonium oksalat kristal violet?
Larutan safranin : untuk memberi warna merah pada dinding sel bakteri
Larutan iodium :
untuk memperkuat warna dengan cara memperbesar kristal violet
Alkohol 95% : untuk melunturkan warna dan melarutkan lemak
Larutan ammonium oksalat kristal violet :
untuk memberikan warna ungu pada dinding sel bakteri
Apakah pada tempat yang berbeda bakteri yang ditemukan juga berbeda? Jika iya, jelaskan alasannya!
Pada tempat yang berbeda tentu bakteri yang ditemukan juga berbeda karena setiap jenis-jenis bakteri memiliki habitatnya tersendiri yang sesuai dengan struktur selnya. Contohnya, bakteri Halofil yang tinggal di laut mati karena habitatnya di tempat dengan kadar garam tinggi.
Jelaskan perbedaan bakteri gram positif dan bakteri gram negatif! Beri contoh bakteri gram positif dan bakteri gram negatif!
Bakteri gram positif adalah bakteri yang dinding selnya menyerap warna violet (ungu) dan memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal.
Contohnya Actinomyces, Lactobacillus, Propionibacterium, Eubacterium, Bifidobacterium, Arachnia, Clostridium, Peptostreptococcus, dan Staphylococcus.
Bakteri gram negatif adalah bakteri yang dinding selnya menyerap warna merah dan memiliki lapisan peptidoglikan yang tipis. Lapisan peptidoglikan pada bakteri gram negatif terletak di ruang periplasmik antara membran plasma dengan membran luar.
Contohnya Azotobacter, Rhizobium leguminosarum, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, dan Helicobacter pylori.
Sifat
Gram positif
Gram Negatif
Hanya mempunyai membran plasma tunggal yang dikelilingi dinding sel tebal berupa peptidoglikan.
Memiliki sistem membran ganda dimana membran plasmanya diselimuti oleh membran luar permeabel. Bakteri ini mempunyai dinding sek tipis berupa peptidoglikan yang terletak diantara membran dalam dan membran luarnya.
Komposisi dinding sel
Kandungan lipid rendah
Lipid tinggi
Ketahanan terhadap penisilin
Lebih sensitif
Lebih tahan
Penghambatan warna basa
Lebih dihambat
Kurang dihambat
Kebutuhan nutrien
Kompleks
Relatif sederhana
Ketahanan terhadap perlakuan fisik
Lebih tahan
Kurang tahan
Jika di tanah, udara, air terdapat banyak mikroba, bagaimana cara kita melindungi kesehatan diri kita dan makanan dari kontaminasi bakteri agar tetap segar dan tidak membusuk?
Melindungi kesehatan diri:
Mengonsumsi makanan yang bergizi dengan jumlah yang mencukupi agar tubuh memiliki sistem kekebalan yang kuat.
Imunisasi atau vaksinasi untuk meningkatkan sistem kekebalan tubuh.
Selalu menjaga kebersihan badan, menggosok gigi secara teratur, berolahraga, serta beristirahat cukup dan berkualitas. Gunakan sabun untuk mencuci tangan.
Melindungi makanan:
Pemanasan
untuk membunuh kuman penyakit, mencegah pembusukan oleh mikroba, dan menambah selera makan.
Pengeringan
untuk mendehidrasi (pengeluaran air) dari bahan makanan.
Pendinginan (Pembekuan)
menyebabkan mikroba menjadi tidak aktif, sehingga bahan makanan dapat disimpan lebih lama.
Penambahan bahan kimia (zat pengawet)
untuk mencegah pertumbuhan bakteri.
Sistem Kemasan
agar makanan terbebas dari kontaminasi mikroba dan udara luar.
Iradiasi
dapat mematikan mikroba pembusuk dan patogen, tetapi iradiasi ini berbahaya bagi tubuh manusia karena iradiasi menimbulkan resiko seperti mutasi pada mikroba, menyebabkan terjadinya ionisasi dan timbulnya radikal bebas pada bahan makanan. Iradiasi umumnya dilakukan pada makanan instan.
BAB V
PENUTUP
Kesimpulan
Hasil penelitian pada bakteri memiliki bentuk sel coccus dan bentuk koloni yang terdiri dari 3 jenis yaitu streptococcus, monococcus dan diplococcus dengan mayoritas terbanyak streptococcus. Sifat gram bakteri adalah negatif. Ini disebabkan lapisan dinding peptidoglikan yang tipis sehingga lapisan ini tercuci oleh alkohol dan membuat larutan safranin masuk kedalam sel.
Saran
Setelah melakukan penelitian ini diharapkan:
Diharapkan pembaca mengerti tentang perbedaan bakteri gram positif dan negatif.
Diharapkan pembaca mengetahui dan memahami cara kerja dalam penelitian ini.
Dalam penelitian ini lebih berhati-hati dalam menjalankan praktikum dikarenakan alat yang mudah pecah.
DAFTAR PUSAKA
https://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri
http://alviyola.blogspot.co.id/2013/10/contoh-karya-tulis-ilmiah.html
http://rizalsuhardieksakta.blogspot.co.id/2011/06/laporan-praktikum-tentang-bakteri.html
