REPRODUKSI & PERTUMBUHAN MIKROBA DWI YANTI NUR BAETI RAKHMAWATI AHMAD FIRDAUS PERDANA JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2012
REPRODUKSI & PERTUMBUHAN MIKROBA
DWI YANTI NUR BAETI RAKHMAWATIAHMAD FIRDAUS PERDANA
JURUSAN BIOLOGIFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA2012
OUTLINE
Reproduksi mikroba
- Pembelahan Biner
- Pembentukan spora-Fragmentasi
Pertumbuhan Mikroba
- Fase pertumbuhan
- parameter pertumbuhan
- Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
Reproduksi Mikroba
Medium Inokulasi SesuaiPada keadaan optimum
Kenaikan jumlah yang tinggi dalam
waktu singkat
Perkembangbiakan Aseksual
1. Pembelahan Biner
2. Pembentukan spora
3. Fragmentasi
Perkembangbiakan Mikroba
Selama sel membelah maka akan terjadi keselarasan replikasi DNA sehingga tiap-tiap sel anak akan menerima paling sedikit satu kopi (salinan) dari genom.
Perbanyakan sel dengan cara pembelahan ini, kecepatannya ditentukan oleh waktu generasi.
Aseksual
Pembelahan Biner
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 0,58Escherichia coli 0,28Rhizobium meliloti 1,80Treponema pallidum 34,0Bakteri fotosintetik:Chloropseudomonas 7,0Ethylicum 2,4Rhodopseudomonas spheroids 5,0
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.
Pembelahan biner
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.
DEFINISI PERTUMBUHAN
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
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
PEMBELAHAN BINER
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
- Ciri khas bakteri adalah pembelahan biner
- pembelahan biner menghasilkan populasi bakteri yang bertambah secara geometrik
WAKTU GENERASI
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
- 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
FASE PERTUMBUHAN
PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
1. FASE LAG
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
- Fase penyesuaian mikroorganisme pada suatu lingkungan baru
- Tidak adanya peningkatan jumlah sel, yang ada hanyalah peningkatan ukuran sel
2. FASE LOG
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
- 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
3. FASE STASIONER
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
- Pertumbuhan mikroorganisme berhenti dan terjadi keseimbangan antara jumlah sel yang membelah dengan jumlah sel yang mati
- Terjadi akumulasi produk buangan yang toksik
4. FASE KEMATIAN
FASE PERTUMBUHAN MIKROORGANISME
- 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 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
METODE UNTUK MENGUKUR PERTUMBUHAN BAKTERI
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
- Faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dapat dibedakan menjadi faktor fisik dan faktor kimia
FAKTOR FISIK
a. Temperature
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
Berdasarkan Suhu ada 3 golongan
mikroorganisme yaitu :
- Psikrofil : 5 – 30 0. Optimum : ± 28 0 C.
- Mesofil : 15 – 50 0C. Optimum35 – 400 C.
- Termofil : 50 – 60 0 C.
FAKTOR FISIK
b. pH
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
Berdasarkan pH ada 4 golongan mikroorganisme
yaitu :
- Asidofil : kisaran pH optimal 1,0 – 5,5
- Neutrofil : kisaran pH optimal 5,5 – 8,0
- Alkalofil : kisaran pH optimal 8,5 – 11,5
Alkalofil ekstrem : kisaran pH optimal ≥ 10
FAKTOR FISIK
c. Oksigen
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
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.
FAKTOR FISIK
c. Oksigen
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
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
FAKTOR FISIK
d. Tekanan osmotik
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
Bakteri halophilik (bakteri laut) : tumbuh pd kadar
garam tinggi
Ex: Halobacterium halobium
KONDISI FISIK YANG MEMPENGARUHI
PERTUMBUHAN BAKTERI Kondisi fisik Tipe bakteri
kelompok fisiologisKondisi biakan
(inkubasi)
Suhu PsikrofilMesofilTermofil :
termofil fakultatif
termofil obligat
0 – 30 oC25 – 40 oC
25 – 55 oC45 – 75 oC
Kebutuhan akan gas
AerobAnaerobAnaerob fakultatifMikroaerofilik
Harus ada oksigenTanpa oksigenKeduanya bisaTumbuh dengan kadar oksigen rendah
Kondisi fisik Tipe bakteri kelompok fisiologis
Kondisi biakan (inkubasi)
Keasaman atau alkalinitas (pH)
Kebanyakan bakteri yang berkaitan dengan kehidupan hewan dan tumbuhan
Beberapa spesies eksotik
pH optimum 6-5-7-5
pH minimum 0,5pH maksimum 9,5
Cahaya Fotosintetik (autotrof dan heterotrof)
Sumber cahaya
Salinitas Halofil (halofil obligat) Konsentrasi garam yang tinggi (10 – 15 % NaCl )
KONDISI FISIK YANG MEMPENGARUHI
PERTUMBUHAN BAKTERI
PH MINIMUM,OPTIMUM, DAN MAKSIMUM UNTUK
PERTUMBUHAN BEBERAPA SPESIES BAKTERI
Bakteri Kisaran ph
Batas awah
Optimum Batas atas
Thiobacillus thiooxidans 0,5 2 -3,5 6
Acetobacter aceti 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
FAKTOR KIMIAa. Media b. Nutrisi
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
1.CarbonSebagai 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
FAKTOR KIMIA
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
3. Vitamin & faktor pertumbuhan. Vitamin : Thiamin, riboflavin, as. Nukleat, as. Pentenoat, biotin. Berfungsi sebagai koenzym atau bagian lain dari bahan dasar selFaktor 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
FAKTOR KIMIA
PENGARUH FAKTOR LINGKUNGAN
4. Garam mineralo 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 %
Semoga Bermanfaat &
Terima Kasih