Pembiakan Dan Pertumbuhan Bakteri 2.ppt

Pembiakan dan Pertumbuhan Mikroba

Oleh Utami Sri Hastuti

Pembiakan 

Pembiakan mikroba dapat terjadi secara: Seksual – misal : jamur dan mikroalga 2. Aseksual 1.

– –

Pembelahan diri (diviso), mis: bakteri Perkuncupan, mis: Saccharomyces cerevisiae

Pembelahan diri terdiri atas 3 fase Fase 1 terbentuk sekat yang tumbuh tegak lurus arah memanjang dan membelah sitoplasma Fase 2 pembentukan sekat diikuti oleh dinding melintang. Kadang-kadang masih ada celah kecil di tengah dinding di mana protoplasma kedua sel baru masih ada. Hubungan ini disebut : plasmodesmida

Fase 3 kedua sel terpisah. Ada sel bakteri yang langsung terpisah satu sama lain, tetapi adapula yang bergandengan

Arah Pembelahan 

Arah pembelahan bakteri yang berbentuk basil dan spiril hanya satu jurusan, sedang golongan kokus bervariasi, yaitu: Satu arah  Dua arah  Tiga arah  Arah tak beraturan 

Satu arah • •

Masing-masing sel baru terpisah sama sekali Tetap bergandengan banyak (>2) 

•

Mis: Streptococcus lactis, Streptococcus pyogenes

Tetap bergandengan dua sel 

Diplococcus pneumoniae



Dua arah, lalu diikuti dengan pembelahan yang tegak lurus arah pembelahan pertamaterbentuk: tetrad atau tetrakokus, mis: Micrococcus tetragenus



Tiga arah yang tegak lurus satu sama lain terbentuk serupa kubus, disebut: Sarsina. Mis: Sarcina lutea



Arah tidak beraturan  terbentuk serupa untaian buah anggur, disebut: Stafilokokus mis: Staphylococcus aureus

Pertumbuhan sel 

Dalam lingkungan optimum, setelah pembelahan, selsel baru akan membesar sampai sebesar sel induk. Variasi ukuran sel dapat terjadi dalam satu koloni.



Dalam koloni tua, banyak sel yang belum mencapai ukuran yang sebenarnya telah membelah lagi, sehingga terjadi variasi ukuran. Mis pada basil  panjang sel bervariasi, tetapi diameternya sama.

Kurva Pertumbuhan 

Pertumbuhan dan pertambahan jumlah sel bakteri dapat digambarkan dalam bentuk kurva pertum-buhan. Pertambahan jumlah sel tergantung kepada kecepatan biak/ generation time/ doubling time/ waktu berganda.



Kecepatan biak bakteri minimum 10 menit, pada umumnya antara 20 menit – 3 jam

Tabel Pertumbuhan Jumlah Berdasarkan Waktu

Kecepatan biak 30 menit

Waktu (jam)

Jumlah Sel

0

1

0,5

2

1

4

1,5

8

2

16

2,5

32

3

64

3,5

128

4

256

4,5

512

5

1.024

.

.

.

.

.

.

10

1.048.576

 

Kecepatan biak bakteri Escherichia coli 20 menit Jumlah sel setelah berbiak selama 24 jam

272= 22 x 270  > 4 x 1021

Gambar kurva pertumbuhan bakteri



Pertumbuhan populasi sel pada umumnya terjadi secara eksponensial, artinya setiap kali terjadi pembelahan sel terbentuk 2 sel anak



Kecepatan pertumbuhan eksponensial biasanya dinyatakan dalam waktu generasi

Rumus : K= logxt – logxo 0,301.t K= konstanta kecepatan pertumbuhan, dinyatakan dalam jumlah generasi per waktu xo= jumlah sel awal xt= jumlah sel setelah waktu t 1/k=waktu generasi

contoh soal 1000 sel bakteri (xo) setelah 4 jam di dalam suatu medium bertambah jumlahnya menjadi 100.000 sel (xt). Berapa waktu generasi dari populasi bakteri ini? K = log 105 – log 103 0,301 x 4 K=5-3 1,204 K = 1,66 generasi/jam

waktu generasi = 1/k = 1/1,66 jam = 0,60 jam = 36 menit Semakin kompleks suatu organisme, semakin lama waktu yang diperlukan untuk membelah Kapang > khamir > bakteri



Pertumbuhan bakteri terbatas oleh faktor Zat makanan yang diperlukan menjadi berkurang sekali 2. Hasil ekskresi bakteri bertimbun-timbun, sehingga mengganggu pembiakan dan pertumbuhan. 1.

Fase-fase Pertumbuhan Bakteri Fase adaptasi (fase lag/ fase tenggang) Fase logaritma

1. 2. • • •

3. 4.

Fase permulaan pembiakan Fase pembiakan cepat Fase pembiakan diperlambat

Fase konstan (fase stasioner) Fase kematian

Fase Adaptasi (fase lag)  





Merupakan fase penyesuaian bakteri pada lingkungannya. Lamanya tergantung pada macam bakteri, umur biakan dan nutrisi yang terdapat dalam medium serta jumlah inokulum. Dalam fase ini sel bakteri tetap melakukan metabolisme, tetapi tidak berkembang biak. Sintesis enzim-enzim tetap berlangsung.

Fase Logaritma  



Merupakan periode pembiakan yang cepat Pada fase permulaan pembiakan, jumlah sel bakteri mulai bertambah sedikit demi sedikit. Pada fase pembiakan cepat, pembiakan bakteri berlangsung paling cepat .Bakteri yang berada dalam fase ini baik sekali untuk dijadikan inokulum.



Pada fase pembiakan diperlambat, kecepatan pembiakan berkurang sekali, tercapai kejenuhan pertumbuhan jasad



Sel bakteri dapat dipertahankan dalam fase logaritma dengan terus-menerus memindahkannya ke dalam medium segar yang mengandung susunan nutrisi yang sama.

Fase Konstan 

Pada fase ini jumlah bakteri yang berbiak sama dengan jumlah bakteri yang mati, sehingga kurva pertumbuhan menunjukkan garis horizontal.



Nutrisi dalam medium menyusut, produk limbah metabolisme cenderung melimpah dan dapat meracuni mikroba.



Endospora mulai terbentuk.

Fase Kematian 

Pada fase ini jumlah individu menurun dalam jumlah besar.



Jumlah sel bakteri yang mati jauh lebih banyak dari pada sel yang berbiak.



Pada akhir fase ini, jumlah bakteri yang mati bertambah terus, sehingga garis kurva pertumbuhan menurun menuju ke titik nol.

Pengaruh Pengawetan Makanan Terhadap Pertumbuhan Mikroorganisme 

1. 2.

3. 4.

Prinsip pengawetan makanan ialah memberi perlakuan terhadap makanan sehingga dapat tercapai salah satu hal berikut ini: Mengurangi jumlah awal sel mikroorganisme dalam makanan Memperpanjang fase adaptasi semaksimum mungkin sehingga pertumbuhan mikroorganisme dapat diperlambat Memperlambat fase pertumbuhan logaritmik Mempercepat fase kematian sel mikroorganisme

1. Mengurangi Jumlah Kontaminan Awal:  Dengan mencuci, memotong bagian-bagian yang kotor 2. Memperpanjang Fase Lag  Menurunkan kelembaban atau aktivitas air dengan: penambahan gula dan pengeringan 

Pendinginan, penurunan pHasam, fermentasi

3. Memperlambat Fase Logaritma  Menghilangkan oksigen  pengepakan vakum  zat penghambat

4. Mempercepat Fase Kematian  Pemanasan  pengeringan

Mutasi 

Terjadi karena satu atau beberapa gen mengalami perubahan yang menetap, karena faktor-faktor tertentu, adalah:  Sinar X  Sinar UV



Penyebab mutasi disebut mutagen. Mutagen dapat menyebabkan matinya bakteri atau timbulnya suatu mutan.



Macam mutasi pada bakteri adalah: 1.

Mutasi yang berhubungan dengan bentuk koloni

2.

Mutasi yang berhubungan dengan kemampuan fermentasi atau dengan syarat-syarat pertumbuhan

3.

Mutasi yang berhubungan dengan kekebalan terhadap zat-zat tertentu atau bakteriofage tertentu.

Spora   

Terutama dibentuk oleh bakteri dari genus Clostridium dan Bacillus Spora Clostridium umumnya terbentuk pada bagian ujung sel dan berbentuk lebih oval. Hanya 4 penyakit penting pada manusia yang disebabkan oleh bakteri pembentuk spora, yaitu:  Anthrax  Bacillus anthraxis

 Botulisme  Clostridium botullinum  tetanus  Clostridium tetani  , gangrene gas,

Spora   

 

 

Bentuk bulat atau lonjong Sangat membias cahaya Sukar diwarnai Sangat resisten terhadap faktor lingkungan yang buruk Bakteri pada umumnya mempunyai endospora (terdapat di dalam sel) Mikroba lainnya, mis: jamur dan mikroalga mempunyai eksospora yang terletak di luar sel Spora bakteri tidak berfungsi sebagai alat reproduksi

Pembentukan Spora Bakteri 

ADN terakumulasi dan dibungkus oleh membran sel



Lapisan-lapisan selubung yang kuat terbentuk di sekeliling calon spora dan spora terbentuk sempurna



Bagian-bagian sel lainnya melebur untuk membebaskan spora. Ada aktivitas enzim litik.



Spora berkecambah menjadi sel baru pada kondisi optimum.

Pertumbuhan dan Perkembangbiakan Virus dalam Inang Virus memerlukan inang untuk tumbuh dan berkembangbiak karena virus tidak mempunyai ribosom untuk tempat sintesis protein, sehingga harus menggunakan ribosom inang untuk mensintesis protein yg diperlukannya.

Struktur Virus





Virion terdiri atas : asam nukleat yang terdapat di bagian dalam, serta selubung protein yang disebut kapsid. Kombinasi antara kapsid dengan asam nukleat disebut nukleokapsid

Dalam daur hidup virus berlangsung 2 fase, yaitu:

 1.

2.

Fase intraseluler Fase ekstraseluler

Fase Intraseluler 

Terjadi replikasi komponen virus yang berperan dalam pembentukan partikel virus dewasa

Fase Ekstraseluler 

Melibatkan partikel dewasa yang bersifat infektif  disebut virion, yang akan menyerang sel-sel lain

Pertumbuhan dan Perkembangbiakan Jamur

Aseksual Tunas  Spora 

 dihasilkan

dari tubuh buah tertentu contoh, sporangiospora dan konidia,  Tidak dihasilkan oleh tubuh buah tertentu, contoh artrospora, klamidospora, oidiospora

Tunas

conidia of Penicillium notatum

Seksual Oospora  Saprolegnia  Zygospora  Rhizopus  Askospora  Aspergillus  Basidiospora  Agaricus 

Askospora

zygospora

sporangiola Pirella circinans

oospora

Pertumbuhan jamur pada substrat Apabila spora jatuh pada substrat dan faktor-faktor abiotik a.l: suhu, kelembaban, Aw, pH, nutrisi terpenuhi maka spora berkecambah  Terbentuk hifa vegetatif yang masuk kedalam substrat dan berfungsi untuk menyerap nutrisi guna pertumbuhannya.  Terbentuk miselium yg merupakan 

Pertumbuhan dan perkembangbiakan Lichenes  Lichenes merupakan suatu bentuk simbiosis mutualisme antara alga hijau tertentu dan jamur.  Alga merupakan fotobion yang mampu melakukan fotosintesis.  Jamur dapat menyediakan air untuk keperluan fotosintesis bagi alga  Hasil foto sintesis dimanfaatkan oleh

Gambar skematis penampang membujur Lichenes

Struktur reproduksi aseksual lichenes ialah soredia, suatu kelompok kecil hifa yang mengelilingi beberapa sel alga yang merupakan fotobion.  Soredia memecahkan permukaan lichenes sehingga tersebar dengan bantuan angin. 



 

Pembentukan lichenes baru memerlukan proses, hifa yg tumbuh dari spora seksual harus memperoleh fotobion baru. Hanya alga hijau tertentu atau cyanobacteria dapat berfungsi sebagai fotobion. Jamur yg terdapat pada lichenes dapat melakukan proses reproduksi seksual menghasilkan tubuh buah dan spora seksual, seperti pada jamur-jamur lainnya yang bukan penyusun lichenes.



 

Soredia lichenes dapat tersebar menuju ke organisme yang dapat melakukan fotosintesis dengan bantuan angin. Sulit untuk membentuk lichenes buatan di laboratorium. Kemungkinan pembentukan lichenes dialam terjadi pd kondisi stres seperti kondisi sangat basah atau kering, namun lichenes dpt tumbuh pd lingkungan ekstrim seperti padang pasir, puncak gunung dan kutub