(c2) kelas x · mikroskop menjadi alat yang berperan penting pada kegiatan laboratorium ipa,...

DASAR-DASAR MIKROBIOLOGI

(C2) KELAS X

Wahid Sujarwo

Desi Arisanti

PT KUANTUM BUKU SEJAHTERA

DASAR-DASAR MIKROBIOLOGISMK/MAK Kelas X© 2020Hak cipta yang dilindungi Undang-Undang ada pada Penulis.Hak penerbitan ada pada PT Kuantum Buku Sejahtera.

Penulis : Wahid Sujarwo Desi ArisantiEditor : Fourdina RatnasariDesainer Kover : Achmad FaisalDesainer Isi : Ayu Amelia SyafitrieTahun terbit : 2020ISBN : 978-623-90421-3-4

Diterbitkan oleh PT Kuantum Buku SejahteraAnggota IKAPI No. 212/JTI/2019Jalan Pondok Blimbing Indah Selatan X N6 No. 5 Malang - Jawa TimurTelp. (0341) 438 2294, Hotline 0822 9951 2221; Situs web: www.quantumbook.id

Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apapun, baik secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin tertulis dari PT Kuantum Buku Sejahtera.

iii

Daftar Isi

Prakata ..................................................................................................................... vBab 1 Perawatan Mikroskop ....................................................................................... 1 A. Mengenal Mikroskop ....................................................................................................... 2 B. Komponen Penyusun Mikroskop ................................................................................ 3 C. Jenis-Jenis Mikroskop ...................................................................................................... 5 D. Penggunaan Mikroskop .................................................................................................. 6 E. Perawatan Mikroskop ...................................................................................................... 7 F. Mikroskop Elektron ........................................................................................................... 7 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 13

Bab 2 Mikroba dan Kapang secara Mikroskopis ....................................................... 17 A. Mengenal Mikroba dan Kapang .................................................................................. 18 B. Morfologi Kapang ............................................................................................................. 22 C. Ciri-Ciri Kapang .................................................................................................................. 23 D. Sifat-Sifat Kapang .............................................................................................................. 24 E. Jenis-Jenis Kapang ............................................................................................................ 24 F. Identifikasi Kapang ........................................................................................................... 29 Uji Kompetensi .............................................................................................................................. 31

Bab 3 Pembuatan Media Pertumbuhan dan Isolasi .................................................. 35 A. Mengenal Media Pertumbuhan dan Isolasi ............................................................. 36 B. Bahan-Bahan Media Pertumbuhan ............................................................................ 38 C. Jenis-Jenis Media Pertumbuhan .................................................................................. 40 D. Macam-Macam Media Pertumbuhan ........................................................................ 43 E. Komposisi Media Pertumbuhan .................................................................................. 46 F. Teknik Pembuatan Media Pertumbuhan ................................................................... 47 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 51

Bab 4 Teknik Sterilisasi dan Uji Sterilitas ................................................................... 55 A. Mengenal Sterilisasi dan Uji Sterilitas ........................................................................ 56 B. Prinsip Kerja dan Tujuan Sterilisasi .............................................................................. 57 C. Metode Sterilisasi dan Uji Sterilitas ............................................................................. 58 D. Proses Sterilisasi dan Uji Sterilisitas ............................................................................. 62 E. Pelaksanaan Sterilisasi dan Uji Sterilitas .................................................................... 64 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 67

Bab 5 Teknik Isolasi dan Inokulasi .............................................................................. 71 A. Mengenal Isolasi dan Inokulasi .................................................................................... 72 B. Tenik Isolasi dan Inokulasi ............................................................................................... 73 C. Penerapan Teknik Isolasi dan Inokulasi ..................................................................... 75 D. Pelaksanaan Isolasi dan Inokulasi ................................................................................ 76 E. Pelaksanaan Pewarnaan Mikroba ................................................................................ 78 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 84

iv

Bab 6 Jenis, Sifat, dan Kondisi Optimum Pertumbuhan Mikroba ........................... 89 A. Jenis–Jenis Mikroba pada Industri .............................................................................. 90 B. Sifat–Sifat Mikroba di Industri ...................................................................................... 93 C. Hasil Produksi di Industri dengan Bantuan Mikroba ............................................ 94 D. Kondisi Optimum Pertumbuhan Mikroba ............................................................... 97 E. Pengendalian Proses Pertumbuhan Mikroba ......................................................... 100 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 105

Bab 7 Pemeriksaan Kualitas Air dan Makanan dengan Metode TPC ....................... 109 A. Standar Kualitas Air ........................................................................................................... 110 B. Standar Kualitas Bahan Makanan ................................................................................ 115 C. Mengenal Metode TPC .................................................................................................... 116 D. Cara Pembiakan Bakteri dan Perhitungan Koloni Bakteri ................................... 120 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 127

Bab 8 Pengujian Total Kapang dalam Sampel ........................................................... 131 A. Ciri dan Jenis Kapang ....................................................................................................... 132 B. Jenis–Jenis Pengujian Kapang ...................................................................................... 134 C. Metode Perhitungan Jumlah Kapang ........................................................................ 136 D. Prosedur Pengujian Total Kapang ............................................................................... 138 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 143

Bab 9 Pemeriksaan E. Coli pada Bahan Pangan ........................................................ 147 A. Sumber Bakteri E. coli ...................................................................................................... 148 B. Pencegahan Dampak Negatif E. coli ........................................................................... 149 C. Metode Pemeriksaan E. coli pada Bahan Pangan .................................................. 150 D. Prosedur Pemeriksaan E. coli pada Bahan Pangan ............................................... 154 Uji Kompetensi ............................................................................................................................. 161

Glosarium ..................................................................................................................... 164Daftar Pustaka ................................................................................................................... 165Biodata Penulis .................................................................................................................. 167Biodata Konsultan ............................................................................................................. 168Tim Kreatif.......... ................................................................................................................ 169

v

Prakata

Pembelajaran abad 21 memiliki karakteristik atau prinsip-prinsip, di antaranya 1) pendekatan pembelajaran berpusat pada peserta didik; 2) peserta didik belajar untuk mampu berkolaborasi; 3) materi pembelajaran dikaitkan dengan permasalahan yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari dan pembelajaran harus memungkinkan peserta didik terhubung dengan kehidupan sehari-hari mereka; serta 4) dalam upaya mempersiapkan peserta didik menjadi warga negara yang bertanggung jawab. Salah satu pendekatan pembelajaran yang dapat mengakomodasi karakteristik pembelajaran abad 21 tersebut adalah pendekatan Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM). STEM merupakan suatu pendekatan sains, teknologi, teknik, dan matematika yang diintegrasikan dengan fokus pada proses pembelajaran pemecahan masalah dalam kehidupan nyata. Pembelajaran STEM memperlihatkan kepada peserta didik mengenai konsep-konsep, prinsip-prinsip sains, teknologi, teknik, dan matematika digunakan secara integrasi untuk mengembangkan produk, proses, dan sistem yang memberikan manfaat untuk kehidupan manusia. Dalam menyiapkan peserta didik Indonesia memperoleh keterampilan abad 21, yaitu keterampilan cara berpikir melalui berpikir kritis, kreatif, mampu memecahkan masalah dan mengambil keputusan, serta cara bekerja sama melalui kolaborasi dan komunikasi maka pendekatan STEM diadopsi untuk menguatkan impelementasi Kurikulum 2013. Pendekatan STEM diyakini sejalan dengan roh Kurikulum 2013 yang dapat diimplementasikan melalui penggunaan model pembelajaran berbasis proyek (Project Based Learning). Buku Dasar-Dasar Mikrobiologi (C2) ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 dan dipakai sebagai sumber belajar peserta didik karena isinya yang lengkap, padat informasi, dan mudah dipahami. Dalam buku ini dijelaskan teori dan praktik tentang perawatan mikroskop, ciri-ciri kapang, pembuatan media pertumbuhan, teknik sterilisasi, isolasi dan inokulasi, kondisi optimum pertumbuhan mikroba, pemeriksaan kualitas air dan makanan dengan metode TPC, Pengujian jumlah kapang, serta pemeriksaan E. coli dalam bahan pangan.

Malang, Maret 2019

Penulis

vi

Do not Pray for an Easy life,

pray for the strength to endure a difficult one

Jangan kamu berdoa untuk hidup yang mudah,Berdoalah agar diberi kekuatan supaya dapat

menghadapi hidup yang sulit.

"Bruce Lee"

Perawatan Mikroskop 1

3.1 Menerapkan prosedur perawatan mikroskop.4.1 Melaksanakan perawatan mikroskop.

Kompetensi Dasar

1BAB

Setelah mempelajari materi, peserta didik mampu1. memahami pengertian dari mikroskop;2. memahami jenis-jenis mikroskop;3. mengoperasikan mikroskop; dan4. melakukan perawatan mikroskop

Tujuan Pembelajaran

Perawatan Mikroskop

Dasar-Dasar Mikrobiologi 2

Tahukah Anda, bagaimana dapat melihat dan mengamati benda-benda yang berukuran kecil sekali? Alat bantu apa yang dapat digunakan untuk memperbesar gambar benda-benda yang berukuran sangat kecil itu?

A. Mengenal Mikroskop

Mikroskop menjadi alat yang berperan penting pada kegiatan laboratorium IPA, khususnya untuk bidang mikrobiologi. Mikroskop sebagai alat bantu untuk memperbesar objek yang diamati. Perhatikan mikroskop jenis binokuler berikut.

Gambar 1.1 Mikroskop binokuler.Sumber: Madigan, 2015

Mikroskop merupakan alat bantu pengamatan yang memungkinkan untuk memperbesar objek yang berukuran sangat kecil (berukuran mikroskopis). Dalam memahami cara penggunan mikroskop maka perlu dipahami komponen-komponen pada mikroskop, jenis-jenis mikroskop, prosedur penggunaan, dan perawatannya. Mikroskop membantu memecahkan persoalan manusia untuk mengamati dan mempelajari organisme yang berukuran kecil. Salah satu hasil pengamatan menggunakan mikroskop adalah diperolehnya penampakan objek yang berukuran lebih besar sekian kali lipat dari ukuran aslinya yang sangat kecil.

Perhatikan hasil pengamatan menggunakan mikroskopis bakteri Synechococcus sp. dan filosfer permukaan daun dengan mikroskop berikut ini.

Gambar 1.2 Hasil pembesaran mikroskop binokuler.Sumber: Avivi dan Soedrajad, 2005


Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa bakteri yang ukurannya sangat kecil dapat dilihat lebih besar jika diamati menggunakan mikroskop. Bahkan, struktur dari daun juga dapat diamati menggunakan mikroskop dan memberikan pemahaman yang berbeda apabila dilihat dengan lebih besar.

B. Komponen Penyusun Mikroskop

Mikroskop yang digunakan terdiri dari komponen-komponen yang memiliki fungsi dan peranan tertentu. Komponen ini saling mendukung dalam kinerja mikroskop untuk melakukan pembesaran objek. Jika dilihat dari komponen yang dapat bergerak dan tidak, komponen mikroskop dikelompokan menjadi komponen yang bersifat statis dan mekanis. Komponen yang bersifat statis, di antaranya kaki mikroskop, lengan mikroskop, penyangga, sumber cahaya, tubus okuler, dan lengan mikroskop. Sementara itu, komponen yang bersifat mekanis atau dapat digerakkan, di antaranya revolver, lensa okuler, lensa objektif, meja preparat, diafragma, kondensor, penjepit, mikrometer, dan makrometer. Perhatikan bagian-bagian mikroskop pada gambar di bawah ini.

Gambar 1.3 Bagian-bagian mikroskop. Sumber: Madigan, 2015

Seperti yang dapat diamati pada gambar mikroskop di atas, bagian-bagian mikroskop adalah sebagai berikut:1. Revolver berfungsi memindahkan lensa objektif pada perbesaran tertentu. 2. Lensa objektif adalah lensa yang berperan dalam pembentukan bayangan pertama.

Lensa objektif ini menentukan struktur dan bagian renik yang akan terlihat pada bayangan akhir. Lensa objektif berperan memperbesar bayangan objek dengan perbesaran beraneka macam sesuai dengan model dan pabrik pembuatnya, misalnya 10x, 40x, dan 100x.

3. Meja benda atau meja preparat merupakan tempat meletakkan objek (preparat) yang akan diamati. Objek diletakkan di meja dengan dijepit oleh penjepit. Pada bagian tengah meja terdapat lubang untuk dilewati sinar. Pada jenis mikroskop tertentu, kedudukan meja tidak dapat dinaikkan atau diturunkan. Pada beberapa


mikroskop, terutama model terbaru, meja preparat dapat dinaik-turunkan untuk dapat menyesuaikan bayangan benda supaya tidak kabur dan nyata terlihat.

4. Kondensor adalah bagian di bawah meja yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya atau sinar yang dipantulkan oleh cermin, kemudian memusatkannya pada objek. Pengoperasionalan kondensor biasanya diputar ke kanan/ke kiri atau ada juga yang diputar ke atas dan ke bawah.

5. Diafragma berfungsi mengatur banyaknya sinar yang masuk dengan mengatur bukaan iris. Letak diafragma melekat di bagian bawah meja preparat. Pada mikroskop sederhana hanya ada diafragma tanpa kondensor, sedangkan untuk mikroskop yang sudah modern menggunakan kondensor.

6. Sumber cahaya merupakan salah satu hal wajib yang ada pada mikroskop. Sumber cahaya berfungsi untuk menerangi objek supaya dapat diperbesar dengan jelas. Sumber cahaya pada mikroskop modern berupa sinar lampu yang sudah terpasang pada mikroskop, sedangkan jika tidak terdapat listrik maka dapat berupa pantulan cahaya dari sinar dalam ruangan yang intensitasnya cukup terang. Cermin mempunyai dua sisi, yaitu sisi cermin datar dan sisi cermin cekung. Cermin juga berfungsi untuk memantulkan sinar dan sumber sinar. Cermin datar digunakan jika sumber sinar cukup terang dan cermin cekung digunakan jika sumber sinar kurang. Cermin dapat dilepas dan diganti dengan sumber sinar dari lampu. Pada mikroskop model baru sudah tidak lagi dipasang cermin karena sudah terdapat sumber cahaya yang terpasang pada bagian bawah (kaki).

7. Lensa okuler adalah lensa tempat mengintip objek yang diamati dan dekat pada mata pengamat. Lensa ini dapat dikatakan juga sebagai tempat melihat benda yang diamati. Lensa okuler sebagai tempat melihat bayangan akhir juga memiliki fungsi perbesaran benda, umumnya 5x, 10x, atau 12,5x perbesaran.

8. Tubus okuler merupakan tabung penahan lensa okuler yang berfungsi untuk mengatur fokus pada lensa okuler. Tubus ini berupa selongsong yang memberikan jarak antara lensa okuler dengan revolver untuk dapat memberikan bayangan yang terbentuk menjadi nyata.

9. Lengan mikroskop digunakan untuk pegangan pada saat memindahkan mikroskop.10. Penjepit merupakan pelat logam yang berfungsi untuk menahan dan memegangi

kaca preparat atau objek supaya tidak bergeser-geser saat diamati.11. Makrometer merupakan pemutar kasar pada mikroskop yang berfungsi untuk

menaikkan dan menurunkan objek, tetapi dengan tingkat perubahan yang cepat dan jauh. Fungsinya untuk mengatur naik turun posisi objek terhadap lensa objektif.

12. Penyangga mikroskop berfungsi menyangga dan menopang meja preparat supaya posisinya tetap stabil.

13. Mikrometer merupakan pemutar halus pada mikroskop yang berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan objek dengan tingkat perubahan yang halus. Fungsinya untuk mengatur naik turun posisi objek terhadap lensa objektif sehingga diperoleh bayangan dari objek yang terjelas.

14. Kaki berfungsi menopang kemantapan kedudukan mikroskop.


Visualisasi pengamatan menggunakan mikroskop dapat dipahami dengan skema pada gambar berikut.

Gambar 1.4 Skema pembesaran pada mikroskop.Sumber: Madigan, 2015

Sinar dari sumber cahaya di bagian bawah mikroskop melalui lensa kondenser diatur fokusnya. Selanjutnya, diarahkan secara fokus mengenai objek dalam kaca preparat. Kemudian, menerangi objek dan dilanjutkan ke lensa objektif untuk diperbesar sesuai dengan pengaturan pembesarannya. Bayangan yang diperoleh berupa inversi bayangan yang terbalik daripada aslinya. Setelah itu, bayangan akan dilanjutkan menuju ke lensa okuler untuk dilakukan inverted, dikenai pembesaran, dan akhirnya sampai di perekam bayangan mata akan lebih besar menjadi seperti semula bentuknya. Bayangan yang terbentuk mengalami perbesaran seperti yang diinginkan dalam penggunaan mikroskop.

C. Jenis-Jenis Mikroskop

Mikroskop yang digunakan dalam pembelajaran dapat dibedakan menurut kriteria-kriteria berikut.1. Klasifikasi Berdasarkan Sumber Cahaya

Terdapat dua jenis mikroskop berdasarkan sumber cahayanya, yaitu mikroskop listrik dan mikroskop cahaya eksternal. Mikroskop listrik mendapatkan sumber cahaya internal karena terpasang lampu pada mikroskop. Mikroskop cahaya eksternal mendapatkan cahaya secara tidak langsung dari lampu, tetapi diambil dari luar mikroskop, seperti cahaya matahari atau cahaya penerangan ruangan.


2. Klasifikasi Berdasarkan Jenis Lensa OkulerTerdapat dua jenis mikroskop berdasarkan jenis lensa okulernya, yaitu mikroskop okuler dan binokuler. Mikroskop okuler adalah mikroskop yang hanya memiliki satu buah lubang pengamatan pada lensa okuler sehingga untuk mengamati objek hanya menggunakan sebelah mata. Mikroskop binokuler adalah mikroskop yang memiliki dua buah lubang pengamatan sehingga untuk mengamati objek lebih nyaman karena menggunakan kedua mata secara langsung. Mikroskop binokuler sering disebut mikroskop stereo.

3. Klasifikasi Berdasarkan Cara PengamatanTerdapat dua jenis mikroskop berdasarkan cara pengamatannya, yaitu pengamatan langsung dengan mata dan mikroskop menggunakan kamera pengamat dan monitor sebagai tempat menampilkan hasil pengamatan. Mikroskop pengamatan langsung adalah mikroskop yang langsung menggunakan mata. Mikroskop tidak langsung adalah mikroskop yang memiliki kamera pada lubang pengamatan sehingga untuk mengamati objek lebih nyaman karena tidak menggunakan mata secara langsung pada mikroskop, tetapi cukup mengamati pada layar monitor.

4. Klasifikasi Berdasarkan Penggunaan CahayaTerdapat dua jenis mikroskop berdasarkan penggunaan cahaya, yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Mikroskop cahaya adalah mikroskop yang sumber cahaya sebagai dasar untuk pengamatan. Mikroskop elektron adalah mikroskop yang menggunakan elektron sebagai dasar pengamatan. Mikroskop elektron memiliki daya perbesaran yang sangat besar, namun biayanya mahal. Hal tersebut berbeda dengan mikroskop cahaya.

5. Klasifikasi Berdasarkan Hasil Penampakan ObjekMikroskop berdasarkan penampakan objek yang diamati, yaitu mikroskop dua dimensi dan mikroskop tiga dimensi. Mikroskop dua dimensi hanya dapat menghasilkan gambar dua dimensi yang memiliki panjang dan lebar, sedangkan mikroskop tiga dimensi dapat menghasilkan visual tiga dimensi yang memiliki dimensi panjang, lebar, dan tinggi.

D. Penggunaan Mikroskop

Cara kerja mengamati suatu objek atau preparat dengan menggunakan mikroskop adalah sebagai berikut.1. Pada awal menggunakan mikroskop perlu dilihat kondisi fisik dari mikroskop

tersebut. Periksa kondisi fisik dari mikroskop. Periksa kebersihan, baik mikroskop maupun lensanya dan pastikan tidak berjamur. Pastikan mekanis dan fungsi dari bagian-bagian mikroskop dapat berfungsi dengan baik. Termasuk diperiksa fungsi kelistrikannya.

2. Pastikan meja preparat dalam keadaan bersih, datar, dan lensa objektif perbesaran rendah dipasang pada kedudukan segaris sumbu dengan lensa okuler.

3. Melihat melalui okuler dengan satu mata (untuk mikroskop monokuler) dan dua mata (untuk mikroskop binokuler). Sesuaikan cermin agar sinar cukup tersedia atau nyalakan lampu serta sesuaikan jumlah sinar yang diperlukan. Sesuaikan lubang diafragma sehingga sinar yang diterima mata optimal (tidak terlalu terang atau redup).


4. Jauhkan lensa objektif dari meja preparat dengan memutar pengatur kasar searah jarum jam. Letakkan preparat di bawah objektif. Dengan melihat dari samping, sesuaikan lensa objektif perbesaran rendah pada jarak kira-kira 1 cm dari preparat. Lihat lagi melalui okuler dan naikkan meja preparat dengan pemutar kasar, kemudian gunakan pengatur halus sampai preparat jelas terlihat.

5. Kembali lihat dari samping. Lakukan dengan hati-hati putar objektif dengan perbesaran yang lebih tinggi (misalnya 45x) pada kedudukannya. Perhatikan agar lensa tidak menyinggung preparat, kemudian lihat lagi melalui okuler dan fokuskan preparat dengan memutar pemutar halus secara perlahan ke arah berlawanan jarum jam. Sesuaikan dengan pencahayaan.

6. Amati preparat, jika perlu data hasil pengamatan digambar.7. Bila pengamatan telah selesai putar revolver objektif ke perbesaran rendah, naikkan

tabung atau turunkan meja, setelah itu ambil preparat dari meja preparat.

E. Perawatan Mikroskop

Cara kerja perawatan mikroskop adalah sebagai berikut.1. Mikroskop harus disimpan ditempat sejuk, kering (bebas uap air), bebas debu, dan

bebas dari uap asam-basa. Tempat penyimpanan yang sesuai adalah kotak mikroskop yang dilengkapi silika gel yang bersifat higroskopis sehingga lingkungan mikroskop tidak lembab. Selain itu, beri lampu pada lemari.

2. Bagian mikroskop non-optik dapat dibersihkan dengan kain flanel. Untuk membersihkan debu yang terselip dapat dilakukan dengan kuas kecil atau kuas lensa kamera serta alat semprot atau kuas lembut.

3. Bersihkan kotoran, bekas jari, minyak, dan lain-lain pada lensa dengan menggunakan kain lensa, tisu atau kain lembut yang dibasahi sedikit alkohol eter atau isopropil alkohol. Jangan sekali-kali membersihkan lensa dengan saputangan atau kain.

4. Bersihkan badan mikroskop dan lengan dengan kain lembut menggunakan sedikit detergen.

5. Sisa minyak imersi pada lensa objektif dapat dibersihkan dengan xilol (xylene). Hati-hati xilol dapat merusak bahan plastik.

F. Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron merupakan salah satu jenis mikroskop yang mampu untuk melakukan zooming objek hingga 2 juta kali yang menggunakan elektrostatik dan elektromagnetik. Hal ini untuk mengontrol pencahayaan, tampilan gambar agar memiliki kemampuan pembesaran objek, serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya.

Pada tahun 1920 ditemukan suatu fenomena elektron yang dipercepat dalam suatu kolom (electromagnet) dalam suasana hampa udara/vakum berkarakter, seperti cahaya dengan panjang gelombang yang 100.000 kali lebih kecil dari cahaya. Selanjutnya, ditemukan juga bahwa medan listrik dan medan magnet dapat berperan sebagai lensa dan cermin, seperti pada lensa gelas dalam mikroskop cahaya.


Gambar 1.5 Skema kerja mikroskop electron.Sumber: Madigan, 2015

Berikut jenis-jenis mikroskop elektron. 1. Mikroskop Transmisi Elektron (TEM)

Mikroskop transmisi elektron (Transmission Electron Microscope/TEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang cara kerjanya mirip dengan cara kerja proyektor slide. Dalam hal ini elektron ditembuskan ke dalam objek pengamatan dan pengamat mengamati hasil tembusannya pada layar. Seorang ilmuwan bernama Ernst Ruska menggabungkan penemuan ini dan membangun Mikroskop Transmisi Elektron (TEM) yang pertama pada tahun 1931. Dengan hasil karyanya ini, dunia ilmu pengetahuan menganugerahinya hadiah penghargaan nobel dalam fisika pada tahun 1986. Mikroskop yang pertama kali diciptakannya adalah dengan menggunakan dua lensa medan magnet, namun tiga tahun kemudian ia menyempurnakan karyanya tersebut dengan menambahkan lensa ketiga dan mendemonstrasikan kinerjanya yang menghasilkan resolusi hingga 100 nanometer (nm). Hal ini berarti dua kali lebih baik dari mikroskop cahaya pada masa itu. Mikroskop transmisi elektron saat ini telah mengalami peningkatan kinerja hingga mampu menghasilkan resolusi 0,1nm (1 angstrom) atau sama dengan pembesaran sampai satu juta kali. Meskipun banyak bidang-bidang ilmu pengetahuan yang berkembang pesat dengan bantuan mikroskop transmisi elektron ini. Adanya persyaratan bahwa “objek pengamatan harus setipis mungkin” ini kembali membuat sebagian peneliti tidak terpuaskan, terutama yang memiliki objek yang tidak dapat serta merta dipertipis. Oleh karena itu, pengembangan metode baru mikroskop elektron terus dilakukan. Preparasi sediaan diperlukan agar pengamat dapat mengamati preparat dengan baik. Persiapan sediaan dilakukan dengan tahap sebagai berikut.


a. Melakukan fiksasi yang bertujuan untuk mematikan sel tanpa mengubah struktur sel yang akan diamati. Fiksasi dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa glutaraldehida atau osmium tetroksida.

b. Pembuatan sayatan bertujuan untuk memotong sayatan hingga setipis mungkin agar mudah diamati di bawah mikroskop. Preparat dilapisi dengan monomer resin melalui proses pemanasan, kemudian dilanjutkan dengan pemotongan menggunakan mikrotom. Umumnya mata pisau mikrotom terbuat dari berlian karena berlian tersusun dari atom karbon yang padat. Oleh karena itu, sayatan yang terbentuk lebih rapi. Sayatan yang telah terbentuk diletakkan di atas cincin berpetak untuk diamati.

c. Pelapisan/pewarnaan bertujuan untuk memperbesar kontras antara preparat yang akan diamati dengan lingkungan sekitarnya. Pelapisan/pewarnaan dapat menggunakan logam berat seperti uranium dan timbal.

2. Mikroskop Pemindai Transmisi Elektron (STEM)Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM) adalah salah satu tipe yang merupakan hasil pengembangan dari mikroskop transmisi elektron (TEM). Pada sistem STEM ini elektron menembus specimen. Cara kerja SEM optik elektron terfokus langsung pada sudut yang sempit dengan memindai objek menggunakan pola pemindaian. Objek tersebut dipindai dari satu sisi ke sisi lainnya (raster) yang menghasilkan lajur-lajur titik (dots) membentuk gambar, seperti yang dihasilkan oleh CRT pada televisi/monitor.

3. Mikroskop Pemindai Elektron (SEM)Mikroskop pemindai elektron (SEM) yang digunakan untuk studi detail arsitektur permukaan sel (struktur jasad renik lainnya) dan objek diamati secara tiga dimensi. Sejarah penemuannya tidak diketahui secara persis tokoh penemu mikroskop pemindai elektron (Scanning Electron Microscope/SEM) ini. Publikasi pertama kali yang mendeskripsikan teori SEM dilakukan oleh fisikawan Jerman Dr. Max Knoll pada 1935, meskipun fisikawan Jerman lainnya Dr. Manfred von Ardenne mengklaim dirinya telah melakukan penelitian fenomena yang kemudian disebut SEM hingga tahun 1937. Mungkin karena itu, tidak satu pun dari keduanya mendapatkan hadiah nobel untuk penemuan itu. Pada 1942 tiga orang ilmuwan Amerika, yaitu Dr. Vladimir Kosma Zworykin, Dr. James Hillier, dan Dr. Snijder membangun sebuah mikroskop elektron metode pemindaian (SEM) dengan resolusi hingga 50 nm atau magnifikasi 8.000 kali. Sebagai perbandingan SEM modern sekarang ini mempunyai resolusi hingga 1 nm atau pembesaran 400.000 kali. Mikroskop elektron cara ini memfokuskan sinar elektron (electron beam) di permukaan objek dan mengambil gambarnya dengan mendeteksi elektron yang muncul dari permukaan objek. Cara terbentuknya gambar pada SEM berbeda dengan yang terjadi pada mikroskop optik dan TEM. Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut dipindai dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap terang pada layar monitor Cathode Ray Tube (CRT). Pada layar CRT inilah gambar struktur objek yang sudah diperbesar dapat dilihat. Pada proses operasinya, SEM tidak


memerlukan sampel yang ditipiskan sehingga dapat digunakan untuk melihat objek dari sudut pandang tiga dimensi. Preparasi sediaan diperlukan agar pengamat dapat mengamati preparat dengan baik. Persiapan sediaan dilakukan dengan tahap sebagai berikut. a. Melakukan fiksasi yang bertujuan untuk mematikan sel tanpa mengubah

struktur sel yang akan diamati. Fiksasi dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa glutaraldehida atau osmium tetroksida.

b. Dehidrasi yang bertujuan untuk merendahkan kadar air dalam sayatan sehingga tidak mengganggu proses pengamatan.

c. Pelapisan/pewarnaan bertujuan untuk memperbesar kontras antara preparat yang akan diamati dengan lingkungan sekitarnya. Pelapisan/pewarnaan dapat menggunakan logam mulia, seperti emas dan platina.

4. Mikroskop Pemindai Lingkungan Elektron (ESEM)Mikroskop ini adalah pengembangan dari SEM yang dalam bahasa Inggrisnya disebut Environmental SEM (ESEM). Hal ini dikembangkan guna mengatasi objek pengamatan yang tidak memenuhi syarat sebagai objek TEM maupun SEM. Objek yang tidak memenuhi syarat seperti ini biasanya adalah bahan alami yang ingin diamati secara detail tanpa merusak atau menambah perlakuan yang tidak perlu terhadap objek. Jika menggunakan alat SEM konvensional perlu ditambahkan beberapa trik yang memungkinkan hal tersebut dapat terlaksana. Sejarah penemuan teknologi ESEM ini dirintis oleh Gerasimos D. Danilatos, seorang kelahiran Yunani yang bermigrasi ke Australia pada akhir tahun 1972. Beliau memperoleh gelar Ph.D dari Universitas New South Wales (UNSW) pada tahun 1977 dengan judul disertasi Dynamic Mechanical Properties of Keratin Fibres. Dr. Danilatos dikenal sebagai pionir dari teknologi ESEM yang merupakan suatu inovasi besar bagi dunia mikroskop elektron serta merupakan kemajuan fundamental dari ilmu mikroskopis. Adanya teknologi ESEM ini dimungkinkan bagi seorang peneliti untuk meneliti sebuah objek yang berada pada lingkungan yang menyerupai gas yang bertekanan rendah (low-pressure gaseous environments), misalnya pada 10-50 Torr serta tingkat humiditas di atas 100%. Dengan kata lain, ESEM memungkinkan dilakukannya penelitian objek baik dalam keadaan kering maupun basah. Sebuah perusahaan di Boston, yaitu Electro Scan Corporation pada tahun 1988 diambil alih oleh Philips pada tahun 1996—sekarang bernama FEI Company. Perusahaan ini telah menemukan suatu cara guna menangkap elektron dari objek untuk mendapatkan gambar dan memproduksi muatan positif dengan cara mendesain sebuah detektor. Detektor tersebut dapat menangkap elektron dari suatu objek dalam suasana tidak vakum sekaligus menjadi produsen ion positif yang akan dihantarkan oleh gas dalam ruang objek ke permukaan objek. Beberapa jenis gas telah dicoba untuk menguji teori ini, di antaranya beberapa gas ideal dan gas lain. Namun, yang memberikan hasil gambar yang terbaik hanyalah uap air. Sampel dengan karakteristik tertentu uap air kadang kurang memberikan hasil yang maksimum. Pada beberapa tahun terakhir ini, peralatan ESEM mulai dipasarkan oleh para produsennya dengan mengiklankan gambar-gambar jasad renik dalam keadaan hidup yang selama ini tidak dapat terlihat dengan mikroskop elektron. Cara kerjanya, pertama-tama dilakukan suatu upaya untuk menghilangkan penumpukan elektron


(charging) dipermukaan objek dengan membuat suasana dalam ruang sampel tidak vakum, tetapi diisi dengan sedikit gas yang akan mengantarkan muatan positif ke permukaan objek sehingga penumpukan elektron dapat dihindari. Hal ini menimbulkan masalah karena kolom tempat elektron dipercepat dan ruang filamen tempat elektron yang dihasilkan memerlukan tingkat vakum yang tinggi. Permasalahan ini dapat diselesaikan dengan memisahkan sistem pompa vakum ruang objek dan ruang kolom serta filamen dengan menggunakan sistem pompa untuk masing-masing ruang. Kemudian, di antaranya dipasang satu atau lebih piringan logam platina yang biasa disebut aperture, berlubang dengan diameter antara 200 hingga 500 mikrometer yang digunakan hanya untuk melewatkan elektron, sementara tingkat kevakuman yang berbeda dari tiap ruangan tetap terjaga.

5. Pengembangan Mikroskop Refleksi Elektron (REM)Reflection Electron Microscope (REM) adalah mikroskop elektron yang memiliki cara kerja serupa dengan cara kerja TEM. Tetapi, sistem ini menggunakan deteksi pantulan elektron pada permukaan objek. Teknik ini secara khusus digunakan dengan menggabungkan teknik refleksi difraksi elektron energi tinggi (Reflection High Energy Electron Diffraction) dan teknik refleksi pelepasan spektrum energi tinggi (Reflection High-Energy Loss Spectrum/RHELS).

6. Pengembangan Tipe Spin Polarized Low Energy Electron Microscopy (SPLEEM)Spin Polarized Low Energy Electron Microscopy (SPLEEM) merupakan variasi lain yang dikembangkan dari teknik yang sudah ada sebelumnya dan digunakan untuk melihat struktur mikro dari medan magnet.

Tugas IndividuSalah satu bakteri baik yang ada dalam perut manusia adalah Lactobasilus Casey. Salah satu perusahaan susu fermentasi yang mengolah dan mengembangbiakkannya adalah PT Yakult Indonesia. Bagaimana pengamatan bakteri yang dilakukan untuk mengawasi dan memantau pertumbuhan bakteri tersebut? Buatlah perencanaan pengamatannya! Bagaimana perhitungan perbesaran yang terjadi pada mikroskop yang digunakan tersebut!

Tugas Kelompok Pengamatan Objek Menggunakan MikroskopA. Tujuan

1. mampu membuat preparat non-permanen (segar);2. mampu menggunakan mikroskop cahaya untuk mengamati objek;3. mampu menggunakan mikroskop stereo untuk mengamati objek; dan4. mampu melakukan perawatan terhadap mikroskop.

B. Alat dan Bahan1. Alat

a. mikroskop cahaya dan mikroskop stereo;b. pipet;c. silet;d. pinset;e. gelas objek dan gelas penutup; danf. cawan petri.


2. Bahana. potongan kertas berhuruf “B”, “S”;b. organisme berukuran kecil (semut, bunga rumput, dan lainnya);c. butir-butir pati kentang; dand. air dan larutan iodin.

C. Cara Kerja1. Penggunaan Mikroskop Cahaya

a. Letakkan potongan kertas berhuruf “B” pada kaca objek dan tutup dengan gelas penutup.

b. Amati dengan perbesaran lemah (10x10).c. Amati apakah bayangan benda sama atau terbalik dan gambarkan.d. Sambil memandang ke dalam lensa okuler, geser preparat dari kiri ke kanan

dan dari atas ke bawah. Amati arah gerakan bayangan.e. Ubahlah lensa objektif ke perbesaran yang lebih besar. Amati perubahan

luas bidang pandang.f. Amati diameter bidang pandang mikroskop pada objektif lemah (mm)

dan objektif kuat.g. Kerjakan seperti langkah nomor 1—3 menggunakan potongan kertas

huruf “S”.2. Mengamati Butir Tepung

a. Keriklah sekerat umbi kentang dengan jarum atau ujung silet sehingga cairannya keluar.

b. Teteskan cairan tersebut pada kaca objek dan tutup dengan gelas penutup.c. Amati di bawah mikroskop struktur butir-butir pati tersebut.d. Teteskan larutan iodin pada tepi kanan kaca penutup dan tepi kiri kaca

penutup tempelkan kertas isap. Dengan demikian, larutan iodin tersebut akan masuk kedalam preparat dan menyebar ke seluruh bagian.

e. Amati di bawah mikroskop dan gambarkan butir-butir pati tersebut.3. Penggunaan Mikroskop Stereo

a. Tempatkan mikroskop stereo beserta transformatornya, hubungkan dengan sumber listrik.

b. Tekan tombol “on” pada transformator, pergunakan voltase yang ada pada transformator sesuai keperluan. Ingat, lampu mempunyai umur tertentu. Oleh karena itu, nyalakan lampu sesuai keperluan saja.

c. Letakkan spesimen pada cawan petri.d. Amati dengan mikroskop dengan perbesaran lemah kemudian perbesaran

kuat.e. Amati dan catat pada laporan Anda (jika mengamati semut, hitung jumlah

kaki atau antenanya dan jika mengamati bunga, hitung jumlah stamen).4. Perawatan Mikroskop Stereo

a. Setelah selesai digunakan, bersihkan semua bagian mikroskop.b. Lensa yang kotor dapat dibersihkan dengan keton.c. Rapikan mikroskop pada bungkus kainnya dan disimpan dalam boks.d. Tempatkan mikroskop pada wadah yang telah ditentukan dan dimasukkan

ke dalam lemari dengan memiliki sumber cahaya untuk menghilangkan kelembaban.


Rangkuman

Mikroskop adalah alat bantu untuk memperbesar mikroorganisme atau objek yang berukuran sangat kecil. Pembesaran pengamatan tergantung pada kekuatan pembesaran dari lensa objektif dan kekuatan pembesaran dari lensa okuler. Mikroskop dapat dibedakan berdasarkan asal sumber cahayanya, jenis lensa okuler, cara pengamatan, penggunaan cahaya, dan perbesarannya, serta hasil penampakan objek.

Mikroskop terdiri dari beberapa komponen penyusun yang masing-masing memiliki tugas dan fungsi tertentu. Pengamatan menggunakan mikroskop memiliki cara kerja operasional yang standar. Mikroskop memerlukan perawatan baik dalam penggunaan maupun dalam penyimpanannya. Mikroskop elektron merupakan salah satu jenis mikroskop yang mampu untuk melakukan zooming objek hingga 2 juta kali menggunakan elektrostatik dan elektromagnetik.

Uji KompetensiA. Soal Pilihan GandaPilihlah jawaban yang paling tepat.1. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai tempat untuk mata dalam

mengamati disebut ….a. diafragma b. kaki mikroskopc. lensa objektifd. lensa okulere. meja benda

2. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai tempat menempatkan benda yang diamati disebut ….a. diafragma b. kaki mikroskopc. lensa objektifd. lensa okulere. meja benda

3. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai tempat mengatur banyaknya cahaya disebut ….a. diafragma b. kaki mikroskopc. lensa objektifd. lensa okulere. meja benda

4. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai pondasi dari mikroskop agar berdiri kokoh disebut ….a. diafragma d. lensa okulerb. kaki mikroskop e. meja bendac. lensa objektif


5. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai tempat memegangi benda yang diamati disebut ….a. diafragma b. lensa objektifc. lensa okulerd. meja bendae. penjepit objek

6. Faktor yang paling berpengaruh dan perlu diperhatikan pada penyimpanan mikroskop adalah ….a. cahaya lampub. keasaman atau pHc. kelembaband. ketersediaan nutrisie. oksigen

7. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai pembesar dalam mengamati dan berada dekat dengan benda yang diamati (di atasnya) disebut ….a. diafragma b. kaki mikroskopc. lensa objektifd. lensa okulere. meja benda

8. Salah satu bagian mikroskop yang berfungsi sebagai sumber penerangan disebut ….a. cerminb. diafragma c. lensa objektifd. lensa okulere. meja benda

9. Salah satu bagian mikroskop yang mudah terserang jamur dan akan mengakibatkan disfungsi dari mikroskop tersebut adalah …. a. diafragma b. kaki mikroskopc. lengand. lensa objektife. meja benda

10. Berikut ini yang bukan merupakan syarat dalam penyimpanan mikroskop di dalam ruangan adalah ....a. berdebu b. dilengkapi silika gelc. kelembaband. suhue. tertutup


11. Mikroskop berdasarkan kekuatan pembesarannya dapat dibedakan menjadi beberapa jenis. Klasifikasi yang tepat untuk jenis mikroskop ini adalah ....a. mikroskop cahaya dan mikroskop okulerb. mikroskop okuler dan mikroskop binokulerc. mikroskop cahaya dan mikroskop elektrond. mikroskop cahaya luar dan mikroskop berlampue. mikroskop biasa dan mikroskop berkamera

12. Mikroskop berdasarkan jenis lensa okulernya dapat dibedakan menjadi beberapa jenis. Klasifikasi yang tepat untuk jenis ini adalah ....a. mikroskop cahaya dan mikroskop okulerb. mikroskop okuler dan mikroskop binokulerc. mikroskop cahaya dan mikroskop elektrond. mikroskop cahaya luar dan mikroskop berlampue. mikroskop biasa dan mikroskop berkamera

13. Berikut ini data hasil percobaan.

Mikroskop A B C D E

Pembesaran okuler 10 12,5 12,5 10 12,5

Pembesaran objektif 40 100 40 40 10

Pembesaran 400x lipat dari objek dihasilkan oleh mikroskop ....a. A d. Db. B e. Ec. C


Mikroskop A B C D E

Pembesaran okuler 10 10 12,5 10 12,5


Pembesaran terbesar dihasilkan oleh mikroskop ....a. A d. Db. B e. Ec. C


Mikroskop A B C D E

Pembesaran okuler 10 5 10 12,5 12,5


Pembesaran 500 x semula dari objek dihasilkan oleh mikroskop ....a. A d. Db. B e. Ec. C


B. Soal EsaiJawablah dengan tepat dan benar.1. Bagian mikroskop yang merupakan lensa dan terletak dekat dengan mata adalah

….2. Bagian mikroskop yang merupakan lensa dan terletak dekat dengan objek adalah

….3. Bagian mikroskop yang merupakan tempat diletakkannya preparat disebut ….4. Bagian mikroskop yang merupakan pengatur halus pengamatan disebut ….5. Bagian mikroskop yang merupakan pengatur kasar pergerakan objek disebut …. 6. Bagian mikroskop yang mengatur fokus masuknya cahaya adalah ….7. Bagian mikroskop yang dipegang saat pemindahan mikroskop disebut ….8. Pembesaran okuler menunjukkan 5x, sedangkan pada lensa objektif 10x maka

pembesaran mikroskop terhadap objek sebesar ….9. Pada penyimpanan mikroskop yang sangat merusak lensa adalah adanya jamur.

Faktor ini dapat dihindari dengan memperhatikan factor ….10. Bahan yang dapat digunakan untuk membersihkan mikroskop yang lensanya mulai

ditumbuhi jamur adalah ….

C. Soal Esai UraianJawablah dengan ringkas dan benar.1. Jelaskan yang dimaksud dengan mikroskop!2. Jelaskan yang dimaksud dengan lensa objektif dan lensa okuler!3. Jelaskan perhitungan perbesaran pada mikroskop!4. Jelaskan cara penggunaan mikroskop!5. Jelaskan cara perawatan mikroskop setelah digunakan!

(c2) kelas x · mikroskop menjadi alat yang berperan penting pada kegiatan laboratorium ipa,...

Documents