1. Sejarah mikroorganisme dan perkembangan mikrobiologi2. Klasifikasi mikroorganisme3. Klasifikasi bakteri dan sifat-sifatnya4. Basil, kokus, spiral5. Gram positif dan gram negative6. Aerob anaerob (obligat/fakultatif)7. Autotrof, hetetotrof, saprofit8. Archae dan eubakteria9. Archaebacteria (anaerob bacteria, ekstrim halofil, termo acidofil)10. Eubakteria (sianobakteria, spirochetes, gram positif bakteri, proteo bakteri:enteric bacteria, chemoatotrophic dan nitrogen fixing

bacteria)11. Struktur bakteri dan fungsi komponen-komponennya (dinding, membrane, ribosom, sitoplasma, fili, flagella, DNA, dan kapsul)12. Perubahan genetic pada bakteri :

a. Transformasib. Konjugasic. Transduksi

13. Autoclave dan penggunanaanya14. Laminar flow dan penggunaannya15. Penyiapan lekapan basah16. Pemindahbiakan17. Pewarnaan gram18. Pembentukan koloni tunggal (dengan metode cawan gores)19. Penandaan dan penyimpaan biakan20. Mikroskop (cahaya, TEM, SEM)21. Penentuan densitas sel dengan turbidimetri22. Perhitungan viable sel

1. Perkembangan mikrobiologi• Orang pertama yang melihat bakteri adalah Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang pembuat mikroskop amatir berkebangsaan Belanda• Van Leeuwenhoek melaporkan temuannya itu lewat surat pada Royal Society of London, yang dipublikasikan dalam bahasa Inggris pada tahun 1684. Ilustrasi van Leewenhoek tentang mikroorganisme temuannya dikenal dengan nama "wee animalcules".• pada abad XIX, muncul isu ilmu pengetahuan mengenai dari mana asal-usul kehidupan. Setelah ditemukannya suatu dunia organisme yang tidak tampak dengan mata telanjang memebangun minat terhadap perbedaan mengenai asal-usul kehidupan yaitu dari manakah asal jasad-jasad renik itu muncul, maka timbullah pertentangan antar ilmuan sehingga lahirlah teori abiogenesis.• Louis Pasteur dikenal luas karena teori Generatio Spontanea, organisme hidup berasal dari organisme hidup juga. Percobaan Pasteur menggunakan kaldu yang disterilkan dan labu leher angsa membuktikan tentang adanya mikroorganisme,• Schoeder dan Th. Von Dusch tahun 1854 menemukan suatu akal untuk menyaring udara yang menuju ke dalam botol yang berisi kaldu, dan demikian tumbanglah teori abiogenesis. • Robert Koch (1842-1910), seorang dokter berkebangsaan Jerman adalah orang pertama yang menemukan konsep hubungan antara penyakit menular dan mikroorganisme dengan menyertakan bukti eksperimental. Konsep yang dikemukan oleh Koch dikenal sebagai Postulat Koch dan kini menjadi standar emas penentuan penyakit menular. • Mikrobiologi umum merujuk pada aspek mikrobiologi non medis. Dua raksasa yang dikenal pada era ini adalah Beijerinck dan Winogradsky. Keduanya memulai aspek mikrobiologi lingkungan • Martinus Beijerinck (1851-1931) adalah profesor berkebangsaan Belanda yang berkontribusi besar terhadap teknik kultur pengkayaan.Pada teknik ini, mikroorganisme diisolasi dari alam dan ditumbuhkan di laboratorium dengan memanipulasi nutrisi dan kondisi inkubasinya. Dengan menggunakan teknik ini, Beijerinck berhasil mengisolasi kultur murni berbagai mikroorganisme air dan tanah untuk pertama kalinya.• Pekerjaan Sergei Winogradsky (1856-1953), asal Rusia, mirip dengan yang dilakukan Beijerinck, namun beliau mendalami bakteri yang terlibat dalam siklus nitrogen dan siklus sulfur. Konsep kemolitotrofi yang dicetuskannya berkaitan dengan adanya hubungan antara oksidasi senyawa anorganik dengan konservasi energi. Dengan menggunakan teknik pengkayaan, Winogradsky berhasil mengisioalsi bakteri pengikat nitrogen, Clostridium pasteurianum yang bersifat anaerob, dan sebagai cikal bakal konsep fiksasinitrogen.• Memasuki abad ke-20, mulai berkembang dua cabang mikrobiologi yang masih saling berhubungan: mikrobiologi dasar (basic) dan mikrobiologi teraplikasi (applied).Sejarah mikroorganismeIlmuwan menyimpulkan bahwa mikroorganisma muncul kurang lebih 4 juta tahun yang lalu dari senyawa organik kompleks di lautan, atau mungkin dari gumpalan awan yang sangat besar yang mengelilingi bumi. Sebagai makhluk hidup pertama di bumi,

mikroorganisma diduga merupakan nenk moyang dari semua makhluk hidup. Awal mula munculnya ilmu mikrobiologi pada pertengahan abad 19 pada waktu ilmuwan telah membuktikan bahwa mikroorganisma berasal dari mikroorganisma sebelumnya bukan dari tanaman ataupun hewan yang membusuk. Selanjutnya ilmuwan menunjukkan bahwa mikroorganisma bukan berasal dari proses fermentasi tetapi merupakan penyebab proses fermentasi buah anggur menjadi anggur dapat berubah. Ilmuwan juga menemukan bahwa mikroba tertentu menyebabkan penyakit tertentu. Pengetahuan ini merupakan awal pengenalan dan pemahaman akan pentingnya mikroorganisma bagi kesehatan dan kesejahteraan manusia.

2. Klasifikasi mikroorganisme

3. Klasifikasi bakteri dan sifat-sifatnya

1. Klasifikasi atas dasar bentuk kumana. coccusbentuk coccus seperti bola-bola kecil dengan ukuran rata-rata 1 mikron.-seperti rantai panjang: disebut streptococcus. contohnya: streptococcus alpha, beta, indifferens.-bentuk dua-dua: disebut diplococcus. Contohnya: Gonococcus-bentuk empat-empat: disebut tetracoccus-bergerombol seperti anggur: disebut staphyllococcus. COntohnya: staphyllococcus albus, citreus, aureus-bentuk seperti kubus: disebut sarcinab. bacillus (basil)Bentuk bacillus seperti tongkat pendek agak silindris(seperti batang). Pengelompokan basil sama dengan pengelompokan coccus, yaitu streptobasil dan diplobasil.Ukuran basil: -lebar = 0,3 – 1 mikron.-panjang= 1,5 – 8 mikronContohnya: Bacillus antrhacis, mycobakterium tuberculosac. VibrioBentuk vibrio seperti tongkat membengkok atau seperti koma.Ukuran vibrio: -lebar: 0,5 mikron- panjang : mencapai 3 mikronContohnya: vibrio cholerad. SpirilliumBentuk spirrilium seperti spiral. Golongan ini tidak terlalu banyak bila dibandingkan dengan golongan basil atau coccus.Ukuran: -lebar: 0,5 – 1 mikron-panjang: 2- 10 mikronContohnya: leptispiral (penyebab gingivitis)e. SpirochaetaBentuk spirochaeta seperti batang berbelit-belit panjang dan banyak belitannya.Ukuran spirochaeta: -lebar: 0,2 – 0,7 mikron-panjang: 5-10 mikronContohnya: triponema palidum (penyebab sifilis)

2. Klasifikasi atas dasar kemempuan menimbulkan penyakita.patogenIalah kuman yang dapat menimbulkan penyakit baik melalui invasi langsung atau mencemari makanan. Tingkat keganasan disebut dengan virulensi.b.apatogenKuman ini tidak berpotensi menimbulkan penyakit, bahkan ada yang menguntungkan bagi manusia.

3. Klasifikasi atas dasar pewarnaana. Pewarnaan gram1.Gram Negatif

Kuman Berwarna MERAHContohnya:-gonococcus-neiseria catarpilus-haemophilus influenza-vibriocholera-Polithypoid-Dysentry grup-Proteus vulgaris2.Gram PositifKuman berwarna UNGUContohnya:-Streptococcus-Staphylococcus-Pneumococcus-Bacillus Antrhaces-Diptheria bacill-Tubercel bacill-Actinomycesb. Pewarnaan Ziehl Neelsen1. Kuman Tahan Asam (berwarna MERAH)Contohnya : – Mycobacterium- Spora kuman2. Kuman tidak tahan Asam (berwarna BIRU)Contohnya: – Neisseria (penyebab penyakit gonorho4. Klasifikasi atas dasar kebutuhan terhadap oksigena. aerobIalah mikroorganisme yang memerlukan oksigen untuk hidup dan berkembang biak.Contohnya: Bacillus Antrhacesb. anaerobIalah mikroorganisme yang tidak memerlukan oksigen untuk hidup dan berkembangbiak.Contohnya: Clostridium tetanic. fakultatif anaerobIalah mikroorganisme yang dapat hidup baik dalam keadaan terdapat oksigen maupun tidakContohnya: Bacteriae subtilis (pembuat kompos)

5. Klasifikasi atas dasar kemampuan untuk tumbuh dalam jaringan hidupa. saprofitialah mikroorganisme yang hidup dalam bahan organuk yang mati.contohnya: lactobacillus vaginalisb. parasitialah mikroorganisme yang mengambil makanan dari organisme hidup

4. .5. Untuk mempelajari morfologi, struktur, sifat-sifat bakteri dalam membantu mengidentifikasinya, kuman perlu diwarnai.

Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode empiris untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae.Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka.

Sifat bakteri terhadap pewarnaan Gram merupakan sifat penting untuk membantu determinasi suatu bakteri. Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif dapat dilihat pada table berikut ini:

Bakteri Gram Positif Bakteri Gram NegatifDinding Sel:Lapisan petidoglikan Lebih tebal Lebih tipisKadar lipid 1-4% 11-22%Resistensi terhadap alkali (1% KOH)

Tidak larut Larut

Kepekaan terhadap Yodium Lebih peka Kurang pekaToksin yang dibentuk Eksotoksin EndotoksinResistensi terhadap tellurit Lebih tahan Lebih pekaSifat tahan asam Ada yang tahan asam Tidak ada yang tahan asamKepekaan terhadap penisilin Lebih peka Kurang pekaKepekaan terhadap streptomisin

Tidak peka Peka

Tabel 5. Perbedaan bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatifBakteri Gram-positif yang berbentuk kokus, kecuali kokus dari famili Neisseriaceae bersifat patogen terhadap manusia, yang berarti mereka berbahaya bagi organisme inang. Demikian juga halnya dengan spesies bakteri Gram-negatif yang berbentuk batang dan spiral, kecuali batang yang berasal dari genus: Mycobacterium, Corynebacterium, Listeria, Bacillus, danClostridium. Sifat patogen ini umumnya berkaitan dengan komponen tertentu pada dinding sel gram-negatif, terutama lapisan lipopolisakarida (dikenal juga dengan LPS atauendotoksin).

6. Aerob anerob obligat fakultataif

7. Berdasarkan kemampuan membuat makanannya, bakteri dibedakan menjadi :1.Bakteri autotrof , yaitu bakteri yang mampu mensintesis sendiri makanannya.a.Bakteri fotoototrof(energi berasal dari cahaya),contoh bakteri ungu,bakteri hijaub.Bakteri kemoototrof(energi berasal dari reaksi kimia), contoh : bakteri nitrit,bakteri nitrat,bakteri belerang,bakteri besi dan bakteri hidrogen.2.Bakteri heterotrof,yaitu bakteri yang hidupnya bergantung pada organisme ototrof

a.Bakteri saprofit yaitu bakteri yang hidupdari zat-zat organik sisa makhluk hidup atau sampah.b.Bakteri parasit yaitu bakteri yang hidup didalam tubuh makhluk hidup ~ Parasit fakultatif ;bakteri yang dapat hidup sebagai saprofit ~ Parasit obligat; mutlak sebagai parasit ~ Patogen ; penyebab penyakit pada manusia/hewan.

8. Klasifikasi ArchaebacteriaBerdasarkan lingkungan ekstrimnya, Archaebacteria dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :

1. Bakteri Metanogen Bakteri metanogen adalah bakteri yang menghasilkan metana dari gas hidrogen dan CO2 atau asam asetat. Metana disebut juga biogas. Bakteri ini bersifat anaerobik dan kemosintetik.Bakteri metanogen hidup di rawa sebagai pengurai. Bakteri ini memperoleh makanan dari membusukkan sisa – sisa tumbuhan yang mati dan menghasilkan metana.Jenis bakteri metanogen lainnya hidup dikedalam laut dan mendapatkan makanan dari bahan organik yang tenggelam didasar laut. Ada pula jenis bakteri metanogen yang hidup pada sumber air panas dengan suhu sekitar 1100C.Kebanyakan bakteri metanogen bersifat mesofilik dengan kisaran suhu optimum antara 200C - 400C, namun bakteri metanogen juga dapat ditemukan di lingkungan ektrim seperti hydrothermal vent yang memiliki temperatur sampai 1100C. Contoh bakteri metanogen adalah Methanobacterium.

Methanobacterium bryantii

Karakteristik bakteri metanogenKarakteristik Metanogen

Bentuk sel Batang, kokus, spirilla, filament, sarcinaSifat Gram + / Gram -Klasifikasi ArchaebacteriaStruktur dinding sel Pseudomurein, protein, heteropolysaccharidaMetabolisme AnaerobSumber energi dan sumber karbon H2 + CO2, H2+ metanol, format, metilamin,

metanol(30 % diubahmenjadi CH4), asetat (80 % diubah menjadi CH4)

Produk katabolisme CH4 atau CH4 + CO2

2. Bakteri HalofilBakteri halofil (Yunani, halo = garam, philos = suka) adalah bakteri yang hidup pada lingkungan yang berkadar garam tinggi, seperti di danau air asin dan laut mati. Bakteri halofil hidup optimal pada lingkungan dengan kadar garam 20%. Beberapa jenis bakteri halofil membutuhkan lingkungan dengan kadar garam sepuluh kali lebih tinggi dari kadar garam air laut.Beberapa bekteri halofiik dapat melakukan fotosintesis. Jenis klorofilnya disebut bakteriohodopsin yang memberikan warna ungu.Contoh bakteri halofil adalah Halobacterium.

3. Bakteri TermoasidofilBakteri termoasidofil hidup di lingkungan ekstrim yang panas dan asam. Kondisi optimal untuk bakteri ini adalah pada temperatur 60 – 800 C dengan pH 2 – 4. Bakteri ini hidup mengoksidasi sulfur. Bakteri termoasidofil terdapat dilubang vulkanik. Dan mata air bersulfur seperti yang terdapat di Yellowstone amerika.Bakteri ini menggunakan hidrogen dan sulfur anorganik sebagai sumber energinya, reaksinya adalah sebagaiberikut:

H2 + S → H2S6H2S + 3O2 → 6S + 6H2O

Contoh bakteri termoasidofil adalah Sulfolobus dan Thermoplasma.

9. CYANOBACTERIA/CYANOPHYTA/ GANGGANG BIRU Cyanobacteria termasuk dalam kelompok Eubacteria.Cyanobacteria dikenal sebagai generasi perintis karena membentuk lapisan pada permukaan tanah gundul dan berperan penting dalam menambah materi organik ke dalam tanah.CIRI-CIRI:

A. Inti tidak diselubungi oleh membran (bersifat prokariotuk)B. Memiliki klorofilC. Warna hijau biru disebabkan adanya pigmen karotenoid dan fikosianin. Kadang juga terdapat pegmen fikoeritrinD. ada yang uniseluler dan ada yang bersel banyak. Yang umiseluler ada yang soliter dan ada pula yang berkoloni. Sedangkan

yang bersel banyak umumnya berbentuk benang (filamen).E. Ganggang yang berbentuk filamen mempunyai heterokist yaitu sel yang berbeda dengan sel yang lain, lebih tebal dan tidak

memiliki inti.F. Kebanyakan memiliki kemampuan untuk melakukan fiksasi nitrogen(mengikat nitrogen dari atmosfer). proses fiksasi

nitrogen terjadi di heterokist.G. Reproduksi dilakukan dengan pembelahan sel, fragmentasi dan pembentukan spora.

PERANAN :1. Sebagai sumber makanan alternatif protein tinggi, yaitu Spirulina2. Meningkatkan kesuburan tanah, yaitu ganggang yang mampu melakukan fiksasi nitrogen. Misalnya: Nostoc, Gleocapsa. Selain itu

juga ada Anabaena azollae yang bersimbiosis dengan paku air Azolla pinnata.spirochetes:

Ciri-ciri :

- sebagian besar penyebab penyakit

- bentuk spiral

- ukuran : 5 – 250 μm

- merupakan bakteri Gram-negatif

- memiliki filamen aksial berupa serabut disepanjang tubuhnya dan berfungsi utuk gerakan berputar

- hidup bebas atau parasit

- contoh spesies :1. Treponema pallidum (sifilis)

Proteobacteria adalah salah satu filum bakteri. Anggotanya mencakup berbagai bakteri patogen ternama, seperti Escherichia, Salmonella, Vibrio, dan Helicobacter[1], serta bakteri yang sanggup bersimbiosis untuk menyemat nitrogen dari udara dan mengoksidasinya menjadi nitrat. Berbagai bakteri bintil akar tumbuhan legum merupakan anggota filum ini.

Nama "Proteobacteria" diambil dari nama dewa Yunani, Proteus, yang sanggup berganti-ganti rupa[2]. Hal ini disebabkan beragamnya bentuk anggota filum ini[3].

10. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri) Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpananStruktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu) Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.

a Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).

b Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein, bersifat semipermeable, berfungsi untuk mengatur keluar masuknya zat ke dalam sel.

c Sitoplasma adalah cairan sel, merupakan tempat berlangsungnya reaksi metabolik.

d Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.sebagai tempat sintesis protein.

e Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan f Mesosom terbentuk dari membran sel yang tidak membentuk lipatan. Organel ini berfungsi sebagai pengganti mitocondria . g Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila lapisannya tebal disebut kapsul dan

bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air. Kapsul atau lapisan lendir merupakan bahan kental yang mengelilingi dinding sel bakteri. Kapsul penting bagi bakteri karena merupakan pelindung dan sebagai penyimpan cadangan makanan. Pada bakteri penyebab penyakit, kapsul dapat berfungsi meningkat kan kemampuan bakteri dalam menginfeksi inangnya atau dengan kata lain meningkatkan daya virulensi.

h Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. i Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum

tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fungsi pili adalah sebagai pintu gerbang bagi masuknya materi genetik selama perkawinann dan untuk membantu melekatkan diri pada jaringan hewan atau tumbuhan yang merupakan sumber nutriennya.

j Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus. k Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya

untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis. l Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis. m Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi

tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru

11. ~Transformasi, ialah pemindahan sebagian materi genetik atau DNA atau hanya satu gen bakteri ke bakteri lain dengan proses fisiologi yang kompleks. Proses ini pertama ditemukan Frederick Griffith tahun 1982. Contoh : Streptococcus pnemoniaeu, Haemophillus, Bacillus. Diguga transformasi ini merupakan cara bakteri menularkan sifatnya ke bakteri lain. Misalnya bakteri patogen yang semula tidak kebal antibiotik dapat berubah menjadi kebal antibiotik karena transformasi.~Transduksi, pemindahan materi genetik dengan perantara virus. Virus dapat menyambungkan materi genetiknya ke DNA bakteri dan membentuk profag. Ketika terbentuk virus baru, di dalam DNA virus sering terbawa sepenggal DNA bakteri yang diinfeksinya. Virus yang terbentuk memiliki dua macam DNA yang dikenal partikel transduksi (transducing particle). Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Jashua Lederberg. ~Konjugasi, merupakan pemindahan sebagian materi genetika dari satu bakteri ke bakteri lain melalui suatu kontak langsung. Artinya, terjadi transfer DNA dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima melalui ujung pilus. Ujung pilus akan melekat pada sel peneima dan DNA dipindahkan melalui pilus tersebut. Kemampuan sel donor memindahkan DNA dikontrol oleh faktor pemindahan ( transfer faktor = faktor F )

Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.

transformasi

Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).

transduksi

Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.

Konjugasi