REPRODUKSI & PERTUMBUHAN MIKROBA DWI YANTI NUR BAETI RAKHMAWATI AHMAD FIRDAUS FIRDAUS PERDANA
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2012
OUTLINE Reproduksi mikroba - Pembelahan Biner - Pembentukan spora - Fragmentasi Pertumbuhan Mikroba - Fase pertumbuhan - parameter pertumbuhan - Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
Reproduksi Mikroba Medium Inokulasi Sesuai Pada keadaan optimum
Kenaikan jumlah yang tinggi dalam waktu singkat
Perkembangbiakan Aseksual 1. Pembelahan Biner 2. Pembentukan spora 3. Fragmentasi
Perkembangbiakan Mikroba Aseksual
Pembelahan Biner
Selama sel membelah maka akan terjadi keselarasan replikasi DNA sehingga tiaptiap sel anak akan menerima paling sedikit satu kopi (salinan) dari genom. Perbanyakan sel dengan cara pembelahan ini, kecepatannya ditentukan oleh waktu generasi.
Fase Pertama
Sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus.
Fase Kedua
Tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang.
Fase Ketiga
Terpisahnya kedua sel anak yang identik.
Pembelahan Biner
Pembelahan biner Mikroorganisme
Waktu Generasi (Jam)
Bakteri heterotrofik:
Bacillus megatarium Escherichia coli Rhizobium meliloti Treponema pallidum
0,58 0,28 1,80 34,0
Bakteri fotosintetik:
Chloropseudomonas Ethylicum Rhodopseudomonas spheroids
7,0 2,4 5,0
Pembelahan biner Hasil-hasil penelitian mengenai proses pembelahan sel : 1. Terdapat kenaikan jumlah bahan inti, yang terpisah menjadi dua inti, satu untuk masing- masing sel anak baru 2. Dinding sel dan membran sel tumbuh ke arah luar dan membran sel tumbuh ke dalam sitoplasma pada suatu titk di tengah- tengah sumbu panjang sel. Pada perbatasan tersebut disintesis dua lapisan bahan dinding sel 3. Pembentukan mesosom menjdi lebih jelas.
Spora Endospora ini tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrim seperti suhu yang tinggi, kekeringan, senyawa kimia beracun (desinfektan, antibiotic) dan radiasi UV. Endospora kemudian membentuk proses germinasi, dan membentuk bakteri sel tunggal (Sidhar, 2010).
Tahap pembentukan endospora
Fragmentasi -
Memutuskan bagian tubuh yang kemudian membentuk individu baru. Fragmentasi terutama terjadi pada Oscillatoria.
- Pada
filamen yang panjang bila salah satu selnya mati maka sel mati itu membagi filamen menjadi 2 bagian atau lebih. Masing –masing bagian disebut hormogonium.
- Fragmentasi juga dapat terjadi dari pemisahan dinding yang berdekatan pada trikom atau karena sel yang mati yang mungkin menjadi potongan bikonkaf yang terpisah atau necridia.
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME DEFINISI PERTUMBUHAN
o
Pertambahan teratur semua komponen suatu organisme
o
Multiplikasi sel adalah konsekuensi pertumbuhan
o
Pada organisme bersel satu, multiplikasi menghasilkan pertambahan jumlah organisme yang membentuk populasi atau kultur
o
Pertumbuhan mikroorganisme lebih ditunjukkan oleh adanya peningkatan jumlah mikroorganisme dan bukan peningkatan ukuran sel individu
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME PEMBELAHAN BINER
-
-
Ciri khas bakteri adalah pembelahan biner pembelahan biner menghasilkan populasi bakteri yang bertambah secara geometrik
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME WAKTU GENERASI
-
-
Waktu Generasi adalah waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri Mayoritas bakteri memiliki waktu generasi sekitar 1 – 3 jam Waktu generasi sangat tergantung pada cukup tidaknya nutrisi di dalam media pertumbuhan serta sesuai tidaknya kondisi fisik yang mendukung pertumbuhan
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME FASE PERTUMBUHAN
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME 1. FASE LAG
-
-
Fase penyesuaian mikroorganisme pada suatu lingkungan baru Tidak adanya peningkatan jumlah sel, yang ada hanyalah peningkatan ukuran sel
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME 2.
-
-
-
FASE LOG
Mikroorganisme tumbuh dan membelah pada kecepatan maksimum, tergantung pada genetika mikroorganisme, sifat media, dan kondisi pertumbuhan Laju pertumbuhan konstan dan massa bertambah secara eksponensial Yang menghambat laju pertumbuhan adalah bila nutrisi dalam kultur habis, sehingga hasil metabolisme yang bersifat racun akan tertimbun dan menghambat pertumbuhan
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME 3.
-
-
FASE STASIONER
Pertumbuhan mikroorganisme berhenti dan terjadi keseimbangan antara jumlah sel yang membelah dengan jumlah sel yang mati Terjadi akumulasi produk buangan yang toksik
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME 4.
-
FASE KEMATIAN
Jumlah sel yang mati meningkat Ketidaktersediaan nutrisi dan akumulasi produk buangan yang toksik
PENGUKURAN PERTUMBUHAN PARAMETER
-
-
Dapat diukur berdasarkan konsentrasi sel dan densitas sel Pengukuran mikroorganisme dapat diukur dengan dua cara, pengukuran mikroorganisme secara langsung dan pengukuran mikroorganisme secara tidak langsung
METODE UNTUK MENGUKUR PERTUMBUHAN BAKTERI METODE
CONTOH PENERAPAN
Hitungan mikroskopik
Penghitungan bakteri dalam susu dan vaksin
Hitungan cawan
Penghitungan bakteri dalam susu, air, makanan, tanah, biakan, dan sebagainya
Membran filter
Sama seperti hitungan cawan
Pengukuran kekeruhan
Uji mikrobiologis, pendugaan hasil panen sel dalam kaldu, biakan, atau suspensi berair
METODE UNTUK MENGUKUR PERTUMBUHAN BAKTERI METODE
CONTOH PENERAPAN
Penentuan kandungan nitrogen
Pengukuran panen sel dari suspensi biakan kental digunakan pada penelitian mengenai metabolisme
Penentuan berat kering sel
Sama seperti untuk penentuan nitrogen
Pengukuran aktivitas biokimiawi
Uji mikrobiologis
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
-
Faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan menjadi faktor fisik dan faktor kimia
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR FISIK
a. Temperature Berdasarkan Suhu ada 3 golongan mikroorganisme yaitu : - Psikrofil : 5 – 30 0. Optimum : ± 28 0 C. - Mesofil : 15 – 50 0C. Optimum35 - Termofil : 50 – 60 0 C.
–
400 C.
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR FISIK
b. pH Berdasarkan pH ada 4 golongan mikroorganisme yaitu : - Asidofil : kisaran pH optimal 1,0
–
- Neutrofil : kisaran pH optimal 5,5 - Alkalofil : kisaran pH optimal 8,5
5,5 –
–
8,0 11,5
Alkalofil ekstrem : kisaran pH optimal
≥
10
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR FISIK
c.
Oksigen
1.
Bakteri aerobik obligat berkumpul di bagian atas tabung reaksi untuk dapat menyerap oksigen dengan maksimal.
2.
Bakteri anaerob obligat berkumpul di bawah untuk menghindari oksigen.
3.
Bakteri anaerob fakultatif berkumpul terutama di atas, karena respirasi aerobik yang menguntungkan, namun tidak adanya oksigen tidak menghambat mereka sehingga dapat ditemukan di sepanjang tabung.
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR FISIK
c.
Oksigen 4. Mikroaerofil berkumpul di bagian atas tabung reaksi tetapi tidak pada bagian atas. Mereka membutuhkan oksigen, tetapi pada konsentrasi yang lebih rendah. 5. Bakteri aerotoleran tidak dipengaruhi oleh oksigen, bakteri ini tersebar di seluruh tabung
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR FISIK
d. Tekanan osmotik Bakteri halophilik (bakteri laut) : tumbuh pd kadar garam tinggi Ex:
Halobacterium halobium
KONDISI FISIK YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI Kondisi fisik
Tipe bakteri kelompok fisiologis
Suhu
Kondisi biakan (inkubasi)
Psikrofil
0 – 30 oC
Mesofil
25 – 40 oC
Termofil :
Kebutuhan akan gas
termofil fakultatif
25 – 55 oC
termofil obligat
45 – 75 oC
Aerob
Harus ada oksigen
Anaerob
Tanpa oksigen
Anaerob fakultatif
Keduanya bisa
Mikroaerofilik
Tumbuh dengan kadar oksigen rendah
KONDISI FISIK YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI Kondisi fisik
Tipe bakteri kelompok fisiologis
Keasaman atau alkalinitas (pH)
Kebanyakan bakteri yang berkaitan dengan kehidupan hewan dan tumbuhan Beberapa spesies eksotik
Kondisi biakan (inkubasi)
pH optimum 6-5-7-5
pH minimum 0,5 pH maksimum 9,5
Cahaya
Fotosintetik (autotrof dan heterotrof)
Sumber cahaya
Salinitas
Halofil (halofil obligat)
Konsentrasi garam yang tinggi (10 – 15 % NaCl )
PH MINIMUM,OPTIMUM, DAN MAKSIMUM UNTUK PERTUMBUHAN BEBERAPA SPESIES BAKTERI Bakteri
Kisaran ph Batas awah
Optimum
Batas atas
0,5
2 -3,5
6
4
5,4-6,3
7 -8
Staphylococcus aureus
4,2
7 – 7,5
9,3
Azotobacter spp.
5,5
7 - 7,5
8,5
Chlorobium limicola
6
6,8
7
Thermus aquaticus
6
7,5-7,8
9,5
Thiobacillus thiooxidans Acetobacter aceti
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR KIMIA
a. Media b. Nutrisi 1. Carbon Sebagai sumber C dpt digunakan berbagai gula, pati, glicogen. Gula diurai molekul Kecil digunakan untuk bahan dasar protein, polisakarida, lipid dan asam nukleat. 2. Nitrogen. Sebagai bahan dasar untuk protein, asam nukleat dan vitamin. N berupa : NH4Cl; N anorganik; Na No3; pepton
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR KIMIA
3. Vitamin & faktor pertumbuhan. Vitamin : Thiamin, riboflavin, as. Nukleat, as. Pentenoat, biotin. Berfungsi sebagai koenzym atau bagian lain dari bahan dasar sel Faktor pertumbuhan : seperti pemula ( precursor ) protein dan bahan-2 lainnya. Contoh :- As. Pimelat : pemula biotin. - Purin atau Purinidine : untuk sintesis asam Nukleat. Ada bakteri memerlukan faktor pertumbuhan khusus,. Misalnya : Lactobacillus = butuh Vitamin B 12
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN FAKTOR KIMIA
4.
Garam mineral o Sulfur ( dalam bentuk ) NH4So4, S : Untuk koenzim, asam amino, komponen sel lainnya. o P untuk: Asam Nukleat, fosfolipit & ATP. o K, Mg, Mn, Fe & Ca : Sebagai Kofaktor dalam berbagai enzim & untuk pertumbuhan. o Unsur kecil kebutuhannya : Kobal, Zn & Cu : bagian enzim
5. Air :
±
80 %
