RANGKUMAN MIKROBIOLOGI PERTEMUAN 2

KEHIDUPAN MIKROBA

1. PERTUMBUHAN MIKROBA

a.                   definisi pertumbuhan populasi

pertumbuhan yaitu penambahan secara teratur semua komponen suatu jasad. Pada jasad bersel tunggal, pembelahan atau perbanyakan sel merupakan penambahan jumlah individu. Pada jasad bersel banyak pertumbuhan mikroba harus dibedakan antara pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel.

Bakteri memperbanyak diri dengan pembelahan biner yaitu dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru.

b.                  penghitungan waktu generasi

1 sel menjadi 2 sel

2 sel menjadi 4 sel

4 sel menjadi 8 sel

Waktu generasi = t/n

t = waktu pertumbuhan eksponensial

n = jumlah generasi

waktu generasi dengan rumus slope = 0,301/ waktu generasi

c.                   pengukuran pertumbuhan

pertumbuhan di ukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel.

Alat untuk menghitung mikroba yaitu:

alat Pettrof  Hausser Bacteria Counter untuk menghitung bakteri dan alat Haemocytometer untuk menghitung khamir, spora, atau sel-sel yang ukurannya relatif lebih besar dari bakteri.

Cara menghitung jumlah sel hidup:

Metode Plate Count atau Colony Count ada dua yaitu metode taburan permukaan dan metode taburan.

Filter membran dan most probable number yaitu menggunakan medium cair, sampel mikroba dibuat seri pengenceran.

Pengukuran turbiditas yaitu dengan Photometer dan spektrofotometer.

d.                  pertumbuhan populasi mikroba

terdapat 2 sistem pembiakan mikroba yaitu:

-          biakan sistem tertutup

fase-fase pada kurva pertumbuhan

1. fase permulaan
2. fase pertumbuhan yang dipercepat
3. fase pertumbuhan logaritma
4. fase pertumbuhan yang mulai hambat
5. fase stasioner maksimum
6. fase kematian dipercepat
7. fase kematian logaritma

-          biakan sistem terbuka

sel dipertahankan terus menerus pada fase pertumbuhan eksponensial atau logaritma.

2. FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA

a.                   faktor abiotik

1. suhu

-          suhu pertumbuhan mikroba

pertumbuhan mikroba memerlukan kisaran suhu tertentu dan di kelompokan ke dalam mikroba psikrofil, mesofil, dan mikroba termofil.

Mikroba termofil dibagi 2 yaitu obligat dan fakultatif.

-          pengaruh suhu tinggi akan memberikan beberapa macam reaksi yaitu titik kematian thermal dan waktu kematian thermal.

-          Pengaruh suhu rendah akan mengakibatkan cold shock, pembekuan, lyofilisasi.

2. kandungan air: mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, mikroba umumnya tumbuh pada a_w = 0,6-0,998.
3. tekanan osmotik

berdasarkan tekanan osmotiknya yang diperlukan mikroba dapat dikelompokan menjadi mikroba osmofil, halodurik, halofil.

4. ion-ion dan listrik

-          kadar ion hidrogen

mikroba umumnya menyukai pH netral, kecuali jamur umumnya dapat hidup pada kisaran pH rendah.

-          Buffer merupakan campuran garam monobasik dan dibasik

-          Ion-ion lain: ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat.

-          Listrik: berakibat terjadi elektrolisis pada medium pertumbuhan.

-          Radiasi

-          Tegangan muka: mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis.

-          tekanan hidrostatik

-          getaran

b.                  faktor biotik

1. interaksi dalam satu populasi mikroba

-          interaksi positif

-          interaksi negatif

2. interaksi antar populasi mikroba

-          netralisme

-          komensalisme

-          sinergisme

-          mutualisme

-          kompetisi

-          amensalisme

-          parasitisme

-          predasi

3. NUTRISI DAN MEDIUM  MIKROBA

a.                   Fungsi nutrisi untuk mikroba

Yaitu sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron.

Dalam garis besarnya bahan makanan di bagi menjadi 7 golongan yaitu:

1. air
2. sumber energi
3. sumber karbon
4. sumber aseptor reseptor
5. sumber mineral
6. faktor tumbuh
7. sumber nitrogen

b.                  Penggolongan mikroba berdasarkan nutrisi dan oksigen

1. berdasarkan sumber karbon: jasad ototrof dan heterotrof ( saprofit dan parasit )
2. berdasarkan sumber energi: jasad fototrof dan khemotrof
3. berdasarkan sumber donor elektron: jasad litotrof dan organotrof
4. berdasarkan kebutuhan oksigen: jasad aerob, anaerob, mikroaerob, aerob fakultatif, dan kapnofil.

c.                   medium pertumbuhan mikroba

macam medium pertumbuhan mikroba yaitu: medium dasar, sintetik, medium kompleks, dan medium diperkaya.

4. ENZIM MIKROBA

a.                   Mekanisme bekerjanya enzim

Saat berlangsungnya reaksi enzimatis terjadi ikatan sementara antara enzim dengan substratnya selanjutnya ikatan enzim substrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir.

b.                  Struktur enzim

Pada umumnya enzim tersusun dari protein dapat berupa protein sederhana atau protein terikat.

c.                   Penggolongan enzim

1. berdasarkan tempat bekerjanya

-          endoenzim

-          eksoenzim

2. berdasarkan daya katalisis

-          olsidoreduktase

-          transperase

-          hidrolase

-          lisse

-          isomerase

-          ligase

-          enzim lain

3. berdasarkan cara terbentuknya: konstitutif dan adaptif

d.                  faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi enzimatik

-          substrat

-          suhu

-          keasaman

-          penghambat enzim

-          aktivator

-          penginduksi

5. BIOENERGETIK MIKROBA

a.                   Biooksidasi dan Pemindahan Energi

Energi yang berasal dari energi cahaya harus diubah menjadi energi kimia sebelum digunakan dalam reaksi endergonik

b.                  Fermentasi

Jasad dapat melakukan fermentasi lewat:

1. jalur Emden-MeyerhofParnas
2. Entner-Doudoroff
3. Heksosa Mono Fosfat
4. Heterofermentatif bakteri asam laktat
5. metabolisme asam piruvat secara anaerob

c.                   Respirasi

Pada jasad eukariotik respirasi terjadi dalam mitokondria sedangkan pada prokariotik terjadi di bawah membran plasma.

d.                  Fotosintesis

Fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.

e.                   Penggunaan Energi oleh Jasad

Proses yang memerlukan energi antara lain proses biosintesis molekul kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju ke pertumbuhan dan pembiakan.

f.                   Katabolisme Makromolekul

Terjadi proses penguraian antara lain: penguraian karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat.

RANGKUMAN FISIOLOGI HEWAN PERTEMUAN 2

1. FISIOLOGI RESEPTOR DAN EFEKTOR

·         Reseptor

Stuktur reseptor terdiri dari reseptor saraf dan bukan saraf. Jenis rangsang diantaranya kemoreseptor, termoreseptor, mekanoreseptor, fotoreseptor, magnetoreseptor, dan elektroreseptor.

·         jenis – jenis rangsang :

• Kemoreseptor

• Termoreseptor

• Mekanoreseptor

• Fotoreseptor

• Magnetoreseptor

• Elektroreseptor

·         Efektor ialah alat penghasil tanggap yang dihasilkan tergantung jenis rangsang  dan jenis efektor. Proses tanggapan yaitu tanggapan perubahan gerak, tanggapan perubahan warna, dan tanggapan pelepasan arus listrik.

2. FISIOLOGI ENDOKRINOLOGI

Endokrinologi adalah cabang ilmu biologi yang membahas tentang hormon dan aktivitasnya.

Hormon adalah senyawa kimia yang ada dalam darah dengan kadar yang sangat rendah. Fungsinya pengatur metabolisme jaringan dan disekresikan langsung oleh sel khusus yaitu kelenjar endokrin.

Empat Proses Yang Paling Penting Dalam Proses Hormon

·                     Homeostatis

·                     Combanting Stress

·                     Growth&Development

·                     Reproduction
Peran Hormon dalam aktivitas kehidupan:

• Perkembangan

• Pertumbuhan

• Peredaran darah

• Denyut Jantung → Semua aktivitasnya bekerjasama dengan sistem saraf.

• Osmoregulasi

• Pergantian kulit

• Reproduksi

• Pengeluaran

• Regenerasi

• Komposisi darah

System hormone protein dengan langkah- langkah sintesisnya yaitu transkipsinya dan translasi.

3.      FISIOLOGI PENCERNAAN

Tahapan system pencernaan dan fungsi organ pencernaan makanan yaitu untuk memasukkan makanan ke dalam tubuh (ingesti), untuk mengubah bahan makanan komplek menjadi sederhana (digesti), untuk menyerap hasil pencernaan serta membawanya kedalam darah (absorpsi) dan untuk mengeluarkan sisa makanan yang tidak tercerna atau tidak diserap oleh tubuh (eliminasi).

1.      cara memperoleh makanan berdasarkan kemampuan hewan di bagi dalam dua kelompok yaitu :

• Hewan Heterotrof → Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain

• Hewan Mesotrof → hewan yang dapat mensintesis sendiri berbagai senyawa organik esensial, namun masih memerlukan faktor pertumbuhan yang tidak dapat disintesis sendiri sehingga tetap memerlukan senyawa organik dari sumber lain.

4. FISIOLOGI SIRKULASI
• fungsi sistem sirkulasi diantaranya

1. jamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh

• Komponen system sirkulasi, tersusun atas 3 komponen utama:

1. jantung: mempunyai dua jenis jantung yaitu jantung tubulus / vaskula, dan jantung berongga.

2.      Pembuluh, merupakan saluran yang akan dilewati atau dilalui oleh cairan yang beredar keseluruh tubuh yang terdiri dari pembuluh darah dan pembuluh limfe.

3.      Cairan tubuh, pada hewan multiseluler mempunyai cairan tubuh 70%. Yang terdiri dari: cairan intrasel dengan cairan 45%, dan cairan ekstrasel dengan cairan 25%.

• System sirkulasi pada hewan yaitu system sirkulasi terbuka (molusca), dan system sirkulasi tertutup (vertebrata).

5.      FISIOLOGI RESPIRASI

·         Sistem repirasi dibagi menjadi dua bagian yaitu respirasi Internal dan respirasi eksternal dan mekanisme respirasi dibagi dua juga yaitu :

Mekanisme Inspirasi → yaitu pembesaran rongga thorax yang diikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luar, akibatnya udara akan mengalir masuk ke dalam paru-paru.
Mekanisme Ekspirasi → yaitu pengecilan dari rongga thorax dan paru-paru yang diikuti oleh pengeluaran udara dari paru-paru.

·         Organ Respirasi  hewan akuatik (kulit dan insang) dan hewan terrestrial (paru- paru difusi, paru- paru buku, trakea, paru- paru alveolar)

·         Mekanisme Respirasi Yaitu pembesaran rongga thorax yang diikuti mengembangkan paru- paru sehingga tekanan dalam paru- paru lebih rendah dari tekanan udara luar akibatnya udara akan mengalir masuk ke paru- paru.

·         Transport Zat Dalam system Respirasi Meliputi transport O₂ dan transport CO₂.

·         Pertukaran Zat Dalam System Respirasi Terdiri dari dua gas yaitu pada tubuh hewan dan pada lingkungan akuatik atau terrestrial.

·         System Respirasi Pada Berbagai Hewan

Pada amphibi, pengambilan oksigen dan pengeluaran CO₂ terjadi melalui paru- paru maupun kulit pada jalur pengeluaran CO₂ yang utama ialah melalui kulit.

Pada burung, system respiratori paru- paru yang dilengkapi dengan kantung udara besar dan memiliki membran tebal.

Pada mammalia terdiri dari fase inspirasi dan fase ekspirasi

Traktus respiratorius terdiri atas rongga hidung, pharynk, larynk, trachea dan bronchi.

RANGKUMAN MIKROBIOLOGI PERTEMUAN 1

I.       Pengertian Mikrobiologi dan Mikroba

Mikroba adalah salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi: virus, bakteri, archaea, protozoa, algae dan fungi.

Mikroba dapat dibedakan menjadi beberapa sub disiplin berdasarkan berbagai macam orientasi yaitu: orientasi taksonomi yang meliputi virologi, bakteriologi, mikologi, fikologi dan frotozoologi. Orientasi habitat yang meliputi: mikrobiologi air, tanah, dan laut. Orientasi problema yang meliputi: ekologi, mikroba, mikroba patogenik, mikrobiologi pertanian, mikrobiologi industri dan mikrobiologi geologi. Selain itu terdapat lapangan mikrobiologi terapan yang meliputi: mikrobiologi kedokteran, akuatik, aeromikrobiologi, makanan, pertanian, industri, eksomikrobiologi, dan geokimia.

Mikroba didefinisikan sebagai jasad hidup yang ukurannya kecil kurang dari 0,1mm sehingga sukar dilihat dengan mata biasa. Secara klasik jasad hidup digolongkan menjadi dunia tumbuhan dan dunia binatang.

Pengelompokan jasad hidup menurut Haeckel berdasarkan perbedaan organisasi selnya. Menurut Whittaker jasad hidup menjadi 3 tingkat perkembangannya yaitu jasad prokariotik, eukariotik uniseluler, dan eukariotik multiseluler. Sedangkan menurut Woese penggolongan jasad hidup berdasarkan susunan kimia makromolekul yang terdapat di dalam sel yaitu arkhaebacteria, eukaryota, dan eubacteria.

Mikrobiologi di alam secara umum berperan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad yang meliputi prokaryota yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna. Sedangkan eukaryota yaitu jasad yang perkembangan selnya telah sempurna.

Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler yaitu virus yang merupakan jasad hidup yang bersifat parasit obligat. Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid. Selain itu juga terdapat jasad yang lebih sederhana dari virus yaitu prion.

II.    Sejarah Perkembangan Mikroba

v  Penemuan Animalculus oleh:

Leeuwenhoek (1633-1723) awal terungkapnya mikroba dengan mikroskop yang sangat sedrhana mengungkapkan bahwa animalculus adalah jenis-jenis mikroba seperti protozoa, algae, khamir, dan bakteri.

v  Teori dan pendapat

Teori abiogenesis yaitu animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati.

Teori biogenesis yaitu animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara.

v  Penemuan bakteri berspora

Dari percobaan Tyndall (1820-1893) ditemukan adanya termolabil yaitu bakteri tidak tahan terhadap panas. Dan termoresisten yaitu bakteri tahan terhadap panas. Pada termoresisten bakteri dapat membentuk endospora sehingga terjadi proses tyndalisasi.

v  Peran mikroba dalam transpormasi bahan organik

Bahan yang terdapat pada mikroba akan mengalami perubahan susunan kimianya, perubahan kimia yang terjadi yaitu fermentasi dan pembusukan.

v  Penemuan kehidupan anaerob

Dari penelitian pasteur tentang fermentasi asam butirat dapat disimpulkan 2 istilah yaitu kehidupan anaerob yaitu mikroba yang tidak memerlukan oksigen, dan yang kedua kehidupan aerob yaitu mikroba yang memerlukan oksigen.

v  Penemuan enzim

Penemuan Buchner (1897) membuka jalan ke perkembangan biokimia modern yaitu penemuan alkohol dari gula oleh khamir merupakan hasil urutan beberapa reaksi kimia,yang masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau di kenal sebagai enzim.

v  Mikroba penyebab penyakit

Menurut Pasteur diduga adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada tingkat tinggi, buktinya ditemukan jamur penyebab penyakit tanaman gandum, tanaman kentang, pada ulat sutera, dan penyakit kulit manusia.

v  Penemuan virus

Iwanowsky mengemukakan bahwa diketahui adanya jasad lebih kecil dari bakteri karena dapat melalui saringan bakteri yang dikenal sebagai virus.

v  Generatio spontanea (abiogenesis) menurut pandangan baru

Oparin (1938) dan Haldane (1932) mengungkapkan bahwa bumi pada jaman prebiotik mempunyai atmosfer yang bersifat anaerob yang mendukung nitrogen, hidrogen, CO₂, uap air, ammonia, CO, dan H₂S.

v  Teori asal mula kehidupan

Di atmosfer oksigen hampir tidak ada, dan lapisan ozon sangat tipis sehingga sinar ultra violet banyak mengenai bumi yang akan menimbulkan radiasi UV, suhu tinggi dan loncatan bunga api listrik.

v  Penggunaan mikroba

1. untuk proses klasik contohnya khamir untuk membuat anggur dan roti
2. untuk produksi antibiotik contonya penisilin oleh jamur Penicillium sp.
3. untuk proses-proses baru contohnya karotenoid dan steroid oleh jamur
4. dalam teknik genetika modern
5. di bidang pertanian
6. di bidang pertambangan
7. di bidang lingkungan

III. Struktur dan Fungsi Sel Mikroba

v  Struktur sel

1. inti sel dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak
2. membran sel prokariotik bersifat hidrofil sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob
3. dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam
4. flagel dan pili

flagel: salah satu alat gerak bakteri yang letaknya dapat polar, bipolar, peritrik maupun politrik

pili: disebut juga sebagai fibrae

5. kapsul dan lendir

v       Perbedaan sel tanaman, sel hewan, dan bakteri

1. dinding sel

-          sel tanaman: banyak mengandung selulosa

-          sel hewan: tidak mempunyai dinding sel

-          sel bakteri: terdiri atas rantai polisakarida dan rantai peptida pendek

2. membran sel

-          sel tanaman: mengandung lipida dan protein dalam jumlah yang sama

-          sel hewan : komposisi lipidanya beda

-          sel bakteri: mengandung kurang lebih 45% lipida dan 55% protein

3. inti sel

-          sel tanaman: inti sel, anak inti sel, serta membran inti sel tanaman mempunyai struktur, komposisi dan fungsi seperti pada sel hewan

-          sel hewan: dilapisi oleh selaput berpori sebagai tempat keluar masuknya bahan ke dalam inti

-          sel bakteri: tidak mempunyai bentuk inti

4. mitokondria

-          sel tanaman: berbentuk lonjong

-          sel hewan: jumlah mitokondria dalam sel dapat mencapai 800

-          sel bakteri: tidak mempunyai mitokondria

5. endoplasmik retikulum dan ribosom

-          sel tanaman: struktur yang mirip dengan ER pada sel hewan

-          sel hewan: ER merupakan membran inti yang melipat-lipat menyerupai lorong dan ribosom merupakan tempat terbentuknya protein

-          sel bakteri: tidak mempunyai ER, ribosom tersebar dalam sitoplasma

6. khloroplas

-          sel tanaman: mempunyai plastida yang disebut kloroplas di dalamnya terdapat klorofil

-          sel hewan: tidak mempunyai kloroplas

-          sel bakteri: bakteri fotosintetik mempunyai klorifil yang tidak terdapat dalam kloroplas

7. vakuola

-          sel tanaman: ukuran vakuola bertambah dengan bertambahnya umur sel

-          sel hewan:

-          sel bakteri: bakteri akuatik mempunyai vakuola yang berisi gas (vakuola gas).