Kultivasi Reproduksi Dan Pertumbuhan Bakteri

7/27/2019 Kultivasi Reproduksi Dan Pertumbuhan Bakteri

1/36

KULTIVASI, REPRODUKSI, DANPERTUMBUHAN BAKTERI

Bahan Ajar Mikrobiologi Umum

Wawan Abdullah Setiawan

Jurusan BiologiFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

1


2/36

FUNGSI NUTRISI UNTUK MIKROBA

Mikroba memerlukan nutrisi untuk

memenuhi kebutuhan energi dan untuk

bahan pembangun sel, untuk sintesa

- . Setiap mikroba mempunyai sifat fisiologi

tertentu, sehingga memerlukan nutrisi

tertentu pula.

2


3/36

PERSYARATAN NUTRISI BAGI MIKROBA1. Air

Air merupakan komponen utama sel mikroba danmedium. Fungsi air adalah sebagai sumberoksigen untuk bahan organik sel pada respirasi.Selain itu air berfun si seba ai elarut dan alat

pengangkut dalam metabolisme.

Air merupakan bagian terbesar dari sel, sebanyak 80-90 %,

dan bagian lain sebanyak 10-20 % terdiri dari protoplasma,

dinding sel, lipida untuk cadangan makanan, polisakarida,polifosfat, dan senyawa lain.

3


4/36

2. Energi

Berdasarkan atas sumber energi, makhlukhidup dibedakan menjadi

a. Fototrof, jika menggunakan energi cahaya;

dan

b. Khemotrof, jika menggunakan energi darir k i kimi .

Tumbuhan Fototrof

Hewan Kemotrof

Mikroba Kemotrof dan Fototrof

Penggolongan M H berdasarkan sumber energi:

4


5/36

3. Unsur Karbon

Berdasarkan atas kebutuhan karbon jasaddibedakan menjadi jasad ototrof dan heterotrof.

a. Jasad ototrofjasad yang memerlukansumber karbon dalam bentuk anorganik,misalnya CO2 dan senyawa karbonat.

b. Jasad heterotrofjasad yangmemerlukan sumber karbon dalam bentuksenyawa organik.

5


6/36

Jasad heterotrof dibedakan lagi menjadi jasadsaprofit dan parasit.

Jasad saprofit ialah jasad yang dapatmenggunakan bahan organik yang berasal darisisa jasad hidup atau sisa jasad yang

.Jasad parasit ialah jasad yang hidup di dalamjasad hidup lain dan menggunakan bahan darijasad inang (hospes)-nya. Jasad parasit yang

dapat menyebabkan penyakit pada inangnyadisebut jasad patogen.

6


7/36

4. NitrogenMikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk amonium, nitrat,

asam amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang

digunakan tergantung pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapatmenggunakan nitrogen dalam bentuk gas N2 (zat lemas) udara.

Mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.

Tumbuhan Garam N anorganik

Ex KNO3

Hewan N organik

Ex protein

Bakteri N anorganik, organik,atmosferik

7


8/36

5. Sumber akseptor elektronProses oksidasi biologi merupakan prosespengambilan dan pemindahan elektron dari

substrat. Karena elektron dalam sel tidak beradadalam bentuk bebas, maka harus ada suatu zatyang dapat menangkap elektron tersebut.

Penangkap elektron ini disebut akseptor elektron.Akseptor elektron ialah agen pengoksidasi. Padamikroba, yang dapat berfungsi sebagai akseptor

elektron ialah O2, senyawa organik, NO3-

, NO2-

,N2O, SO4=, CO2, dan Fe3

+.

8


9/36

6. Sumber mineral

Mineral merupakan bagian dari sel. Unsur penyusun utamasel ialah C, O, N, H, dan P. Unsur mineral lainnya yang

diperlukan sel ialah K, Ca, Mg, Na, S, Cl. Unsur mineralyang digunakan dalam jumlah sangat sedikit ialah Fe, Mn,Co, Cu, Bo, Zn, Mo,Al, Ni, Va, Sc, Si, Tu.

Unsur yang digunakan dalam jumlah besar disebut unsur

makro, dalam jumlah sedang unsur oligo,dan dalam jumlahsangat sedikit unsur mikro. Unsur mikro sering terdapatsebagai ikutan (impurities) pada garam unsur makro, dandapat masuk ke dalam medium lewat kontaminasi gelas

tempatnya atau lewat partikel debu.Selain berfungsi sebagai penyusun sel, unsur mineral jugaberfungsi untuk mengatur tekanan osmose, kadar ion H+(kemasaman, pH), dan potensial reduksi - oksidasi

(redox potential) medium. 9


10/36


11/36

Tipe Nutrisi Bakteri

Tipe Sumberenergi

Sumber C Contoh Genus

Fototrof :Cahaya

Autotrof CO2Chromatium

Heterotrof Senyawaorganik

Rhodopseudomonas

Kemotrof : Oksidasi

senyawa: Autotrof Organik CO2 Thiobacillus

Heterotrof Anorganik Senyawaorganik

Escherichia11


12/36


13/36

A. Heterotrof (Escherichia coli) Kemoheterotrof

Glukosa 5 g

(NH4)2H2PO4 1 g

NaCl2 5 g

MgSO4.7H2O 0,2 gKH2PO4 0,5 g

Air 1000 ml 0,01 g

13


14/36

Beberapa bahan kompleks yang digunakan dalampembuatan media

Bahan Ciri Nilai Nutrisi

Mentah

Ekstrak Daging Ekstrak Cair Daging KH, senyawa N

Sapi (beef Sapi Pasta organik, vitamin,

extract) garam

daging, kasein, organik, sedikit

gelatin vitamin, KH

Agar KH kompleks dari Bahan pemadat,

algae laut bukan nutrien

Ekstrak Khamir Ekstrak sal khamir, Sumber vitamin B,

(yeast extract) bentuk bubuk KH, N organik 14


15/36

Penyiapan Media1. Semua komponen atau medium

terdehidrasi dilarutkan dalam akuades

2. pH medium ditentukan dan disesuaikan

. e um tuang e tempat yang ster4. Medium disterilkan

15


16/36

Kondisi Fisik yang Mempengaruhi

Pertumbuhan

Suhu

Proses Pertumbuhan Reaksi KimiawiLaju Reaksi Kimia Suhu

u u u u

Bakteri tumbuh pada kisaran suhu tertentu

0 300C Mikroba Psikrofil25 400C Mikroba Mesofil500C Mikroba Termofil

16


17/36

Atmosfer gas

- Gas utama : O2

dan CO2

- Keragaman mikroba terhadap respon gas:

Aerobik : Perlu O2

naero : anpa 2 Anaerobik Fakultatif : Tumbuh pada kondisi

aerobik dan anaerobik

Mikroaerofilik : Tumbuh baik bila ada sedikitO2

17


18/36

Obligat aerob Obligat anaerob Fakultatif anaerob Mikroaerofil

18


19/36

pH

pH optimum pertumbuhan bakteri : 6,5 - 7,5.Beberapa : pd kondisi masam atau alkalin.

u u yasam atau basa yang dihasilkan bakteri.Untuk menjaga pH larutan buffer.

Larutan Buffer : K2HPo4, KH2PO4, pepton.

19


20/36

Kondisi Lain :

Perlu cahaya : fotoautotropik

Perlu tekanan osmotik tinggi

Perlu kadar garam tinggi : halofil

20


21/36

Tabel. Berbagai Komposisi Media untuk Strain PG-14

Kompenen

(g/e)

Media

S A B C D E F G H I

Glukosa 1,0 - - - - - - - - -

Mungbean

Hour - 6 6 6 6 6 6 6 6 6

MgSo4.7H2O 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 -

0,0-4. 2 , , , , , , , ,

CaCl2 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,080,0

8 0,08 -

ZnSO4.7H2O 0,05 0,05 0,05 - - - - - - -

CnSO4.5H2O 0,05 0,05 0,05 - - - - - - -

FeSO4.7H2O 0,05 0,05 0,05 - - - - - - -

K2HPO4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,05 0,05 - - - -

(NH4)2SO4 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 - 2,0 - - -

Glutamic acid 2,0 2,0 - 2,0 - - - 2,0 - - 21


22/36

Tabel. Insecticidal activity and yield of Bacillus

thuringiensis Subsp. Morrisoni PG-14 grown inmungbean sprout extract medium

Germination

time (day)

LC50(mg/e)

Yield

(g/e)

0 0,101 0,013 2,50

1 0,133 0,012 4,49

2 0,210 0,023 2,35

3 0,380 0,026 3,09

22


23/36


24/36

Tabel. Insecticidal activity of spores and crystals of

strain PG-14 grown in various media against 4 thinstar A. aegyptilarvae

Media Mortality (%) Yield (g/e) Spores (1/ml)

A 44 0,36 2,72 1,70 X 107

B 70 0,20 2,76 8,32 X 107

C 84 0,14 2,70 8,91 X 106

7, ,

E 58 0,19 3,06 4,26 X 106

F 61 0,14 3,11 5,75 X 106

G 78 0,10 2,56 5,62 X 106

H 99 0,02 2,71 5,25 X 107

I 40 0,04 2,65 6,92 X 106

S 29 0,27 0,82

24


25/36

- SUMBER KARBON & NITROGEN

Vigna radiatatidak berkecambah

-

B.Thuringiensis subsp.Morrisoni

- KONSENTRASI 24 g/e TERBAIK ?

25


26/36

Langkah penting dlm kultivasi

1. Inokulasi /penanaman bakteri pd medium

dgn kondisi nutrisi yang tepat2. Inkubasi medium dg kondisi fisik yg

Pentingnya pengelompokkan bakteri :

Dapat untuk menduga sifat bakteri yg

diisolasi.

26


27/36

REPRODUKSI BAKTERI

Proses reproduksi bakteri paling umum :pembelahan biner.

1248

27


28/36

Pembelahan Sel

28


29/36

Pembentukan sel Baru

Pengamatan perubahan intraseluler

sukar dilakukan.

n k m n i

dibuat biakan sinkron

29


30/36

Biakan Sinkron :

Semua sel dalam suatu populasi berada

dalam stadium yang sama.

Dalam kondisi tsb massa sel dapatdilakukan dengan analisis kimiawi .

30


31/36

Pertumbuhan dalam mikroorganisme :

mengacu pada perubahan dalam hasilpanen sel (pertambahan total massa

PERTUMBUHAN

.

31


32/36

Laju Pertumbuhan & Waktu Generasi

Populasi bertambah secara geometrik.

1 2 22 24 2n1 2 4 8 16

Laju Pertumbuhan & Waktu Generasi

ada selang waktu

Waktu Generasi :Selang waktu yang diperlukan untuk membelah

diri atau populasi menjadi 2x lipat.

Yg mempengaruhi :1. Jumlah bakteri awal

2. Jumlah bakteri akhir

3. Interval waktu 32

Kurva Pertumbuhan Logaritmik


33/36

Kurva Pertumbuhan Logaritmik

- Garis putus putus

menunjukkanlogaritma jumlahbakteri tiap waktu.

Bila satu bakteri memperbanyak diri secara konstan,

kemudian datanya dipetakan maka :

- ar s a erpu usmenunjukkan jumlahbakteri terhadapwaktu.

33


34/36

Dalam kenyataan, pertumbuhan bakteri

dalam 24 jam akan diperoleh kurvapertumbuhan bakteri sbb:

BC

D

A

34


35/36

A. Fase Lamban (LAG) :

Tidak ada pertambahan populasi, sel mengalami perubahandalam komposisi kimiawi & bertambah ukurannya.

B. Fase Logaritma (LOG) atau Eksponensial :

Sel membelah dengan laju konstan, massa membelah dua kalilipat, aktivitas metabolik konstan,keadaan pertumbuhan

seimbang.

C. Fase Statis :

Penumpukan produk beracun/ kehabisan nutrien. Beberapa sel

mati & yang lain hidup membelah, jumlah sel hidup tetap.

D. Fase Penurunan / Kematian :

Sel mati lebih banyak daripada terbentuknya sel baru.

Laju kematian mengalami percepatan menjadi eksponensial.35


36/36

Pentingnya pengukuran Pertumbuhan

untuk menafsirkan berbagai pengaruh

pertumbuhan.

Waktu Inkubasi

Jumlah Mikroba

Medium II

e um

36

Documents

Kultivasi Reproduksi Dan Pertumbuhan Bakteri