reproduksi n pertumbuhan mikroba

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