Kultivasi, reproduksi dan pertumbuhan Bakteri 1. Persyaratan Nutrisi Bakteri 2. Tipe-tipe Nutrisi Bakteri 3. Kondisi Fisik yang dibutuhkan untuk pertumbuhan Bakteri 4. Reproduksi Bakteri 5. Pertumbuhan Bakteri
Untuk menelaah bakteri di laboratorium, kita harus dapat menumbuhkan bakteri tersebut dalam biakan murni. Jenis – jenis nutrien yang disyaratkan Lingkungan fisik yang menyediakan kondisi optimum bagi pertumbuhan bakteri. Bakteri amat beragam baik dalam persyaratan nutrisi maupun fisiknya :
- Persyaratan nutrien sederhana >< Rumit - Tumbuh di O0C>< 700C - Perlu O2 >< Dihambat O2
Persyaratan Nutrisi Bakteri
1. Sumber Energi - Tumbuhan = Fototrop - Hewan = Kemotrof - Bakteri = Fototrof dan Kemotrof
2. Karbon - Tumbuhan = Autotrof - Hewan = Heterotrof - Bakteri = Autotrof (Foto dan Kemo), heterotrof
3. Nitrogen - Tumbuhan = N- anorganik (KNO3) - Hewan = N-Organik ( Protein, Peptida, Asam amino) - Bakteri = Beragam ( N2, N- Anorganik, N-Organik)
4. Belerang ( Sulfur) - Tumbuhan = Sulfur anorganik - Hewan - Bakteri
= Sulfur organik = Organik dan anorganik
5. Logam ( Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Cu, Co), di butuhkan dalam jumlah sangat kecil ppm. 6. Vitamin
Hewan = Ditambahkan dalam makanannya Bakteri = Sintesa seluruh kebutuhannya or perlu
penambahan 1 atau lebih vitamin dalam mediumnya.
7. Air= Nutrien bakteri harus ada dalam bentuk larutan
Tipe-tipe Nutrisi Utama Bakteri Tipe
Untuk Pertumbuhan Sumber energi
Contoh Genus
Sumber karbon
Fototrof
Autotrof Cahaya Heterotrof Cahaya
CO2
Chromatium
Senyawa organik
Rhodopseudomonas
Kemotrof
Autotrof
Oksidasi senyawa anorganik
CO2
Thiobacillus
Heterotrof
Oksidasi senyawa organik
Senyawa organik
Escherichia
Kategori ini mewakili tipe-tipe utama. Dalam setiap kategori ada banyak tipe nutrisi yang berbeda-beda
Komposisi media untuk pertumbuhan autotrof dan heterotrof…….1 A. AUOTOTROF (Thiobacillus thiooxidans) → suatu kemotrof
Sulfur bubuk (NH4)2SO4 KH2PO4 CaCl2 MgSO4.7H2O FeSO4 Air CO2
10 g 0,4 g 4,0 g 0,25 g 0,5 g 0,01 g 1,000 ml
Komposisi media untuk pertumbuhan autotrof dan heterotrof…….2
B. HETEROTROF (Escherichia coli) → suatu kemoheterotrof
NH4H2PO4 Glukose NaCl MgSO4.7H2O K2HPO4 H2O
1g 5g 5g 0,2 g 1g 1,000 ml
Cara untuk mencirikan (Klasifikasi) media bakteriologis
Dasar Klasifikasi
Ciri
Contoh
Sumber nutrien
Alamiah Buatan
Susu Campuran zat-zat kimia
Status fisik
Padat irreversibel Padat reversibel Setengah padat Cair
Serum darah terkoagulasi Agar nutrien “Agar lunak” Kaldu Nutrien
Identifikasi komponenkomponen kimiawi
Kompleks (komposisi kimiawi tak diketahui)
Agar nutrien (suatu campuran terdiri dari bahan-bahan organik yg dipadatkan dg agar)
Kimiawi atau sintetik (komposisi kimiawi diketahui)
Amonium sulfat, glukose, medium garam
Cara untuk mencirikan (Klasifikasi) media bakteriologis Dasar Klasifikasi Menunjang pertumbuhan bakteri yg rewel, yaitu spesies dg persyaratan nutrisi yg rumit
Ciri Media diperkaya
Contoh Kaldu infusi jantung
Perbedaan Media diferensial pertumbuhan; beberapa tipe tumbuh tetapi satu tipe akan mempunyai penampilan yg khas
Agar eosin-biru etilen
Pertumbuhan terpilih; artinya penghambatan satu tipe tanpa penghambatan tipe lain
Media terpilih
Agar deoksikolat
Pengukuran kuantitatif vitamin atau antibiotik
Media uji
Medium uji vitamin B12
Ciri-ciri beberapa bahan kompleks yg digunakan sbg bahan pembuat media
Bahan Mentah
Ciri
Nilai Nutrisi
Ekstrak daging
Suatu ekstrak cair jaringan daging sapi yg empuk, dikonsentrasikan mjd pasta
Mengandung substansi jaringan hewan yg dpt larut dlm air, meliputi karbohidrat, senyawa nitrogen organik, vitamin dan garamgaraman yg dpt larut dlm air
Pepton
Produk yg dihasilkan dari bahan-bahan yg mengandung protein spt daging, kasein, dan gelatin; pencernaan bahanbahan protein dicapai dg asam atau enzim; banyak pepton yg berbeda-beda (bergantung kpd protein yg dan metode pencernaannya) tersedia untuk digunakan dlm media bakteriologis; pepton berbeda-beda dlm kemampuannya untuk menunjang pertumbuhan bakteri
Sumber utama nitrogen organik; dpt pula mengandung vitamin & kadangkadang karbohidrat, bergantung kpd jenis bahan berkandungan protein yg dicernakan
Ciri-ciri beberapa bahan kompleks yg digunakan sbg bahan pembuat media
Bahan Mentah
Ciri
Nilai Nutrisi
Agar
Suatu karbohidrat kompleks yg diperoleh dari algae marin tertentu; diolah untuk membuang substansi yg tidak dikehendaki
Digunakan sbg bahan pemadat media; agar yg lebur dlm larutan cair akan membentuk gel bila suhu dikurangi sampai di bawah 450C; agar tidak merupakan sumber nutrien bagi bakteri
Ekstrak Khamir
Suatu ekstrak cair sel khamir , tersedia secara komersial dalam bentuk bubuk
Suatu sumber yg amat kaya akan vitamin B; juga mengandung nitrogen organik & senyawa-senyawa karbon
Kondisi-Kondisi Fisik Lingkungan yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
Kondisi Fisik
Tipe Bakteri (Kelompok Fisiologis)
Suhu (kisaran pertumbuhan min& maX, optimumnya pd suatu titik di dlm kisaran bergantung kpd spesies
Psikrofil Mesofil Termofil : Termofil Fakultatif (bebas pilih) Termofil Obligat
Persyaratan akan gas (O2 bebas)
Aerob Anaerob Aerob Fakultatif Mikroaerofil
Kondisi Biakan (Inkubasi) 0 – 300C 25 – 400C 25 – 550C 45 – 750C Hanya tumbuh bila ada oksigen bebas. Hanya tumbuh tanpa oksigen bebas. Tidak perlu oksigen, tapi Tumbuh lebih baik bila ada oksigen Tumbuh bila ada oksigen bebas dalam
Kondisi-Kondisi Fisik Lingkungan yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
Kondisi Fisik
Tipe Bakteri (Kelompok Fisiologis)
Kondisi Biakan (Inkubasi)
Kemasaman atau alkalinitas (pH)
Kebanyakan bakteri berkaitan dg pH optimum 6,5 – 7,5 kehidupan hewan & tumbuhan Beberapa spesies eksotik pH minimum3,5 ; pH maksimum 9,5
Cahaya
Fotosintetik (Autotrof dan Heterotrof)
Sumber cahaya
Salinitas
Halofil (Halofil Obligat)
Konsentrasi garam yang tinggi, 10 – 15% garam
Kisaran suhu kira-kira bagi pertumbuhan bakteri. Beberapa termofil di dalam sumber air panas tumbuh pada 800C
80
Suhu 0C
70 60 50 40
Termofil
30 20 Mesofil
10 0 -10
Termofil Fakultatif
Psikrofil
Kelompok Fisiologis
Ilustrasi skematik Pertumbuhan bakteri dalam tabung-tabung agar-dalam, memperlihatkan perbedaan-perbedaan dlm respon terhadap oksigen atmosferik (O2 bebas)
Aerob
Anaerob
Anaerob Fakultatif
Mikroaerofil
Reproduksi sel-sel bakteri 1. Pembelahan sel (pembelahan Biner melintang ). 1- 2 – 4 – 8 – 16 ...( Paling umum). 2. Produksi Spora Reproduktif 3. Fragmentasi Pertumbuhan Berfilamen dengan masing-masing fragmen menghasilkan pertumbuhan dan penguncupan
Perbanyakan bakteri dengan pembelahan biner melintang (ilustrasi skematik) Sel induk
Pemanjangan sel
Invaginasi dinding sel (septum) dan distribusi bahan nukleus
Pembentukan dinding sel (septum) dan penyebaran terorganisasi bahan nukleus ke dalam sel Pemisahan menjadi dua sel baru Setiap sel mengulangi proses
Pertumbuhan bakteri - Perubahan didalam hasil panen sel (pertambahan total massa sel) dan bukan perubahan individu organisme. Pertambahan jumlah dan atau massa melebihi yang ada di dalam inokulum asalnya Laju pertumbuhan Bakteri 1-2-22-23-24-26-2n .......
Pertumbuhan Bakteri...... Waktu generasi : selang waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri atau untuk populasi menjadi dua kali lipat ( E. Coli = 15.-20 menit). Data untuk menghitung waktu generasi : - Jumlah bakteri awal - Jumlah bakteri Akhir -Interval Waktu
Jika Pertumbuhan dan pembelahan sel berlanjut ( pada Medium padat), sel-sel turunan dari sel awal akan membentuk koloni.
Bentuk Tepian koloni Bakteri
Log jumlah bakteri hidup
Kurva pertumbuhan bakteri yang khas : (A) fase kelambatan; (B) fase log (logaristik), atau eksponensial; (C) fase seimbang; (D) fase kematian atau penurunan
C A
B A Waktu, jam
Beberapa ciri pertumbuhan bakteri pada setiap fase daur pertumbuhan Fase Pertumbuhan
Ciri
A
Kelambatan (“lag”)
Tidak ada pertambahan populasi. Sel mengalami perubahan dalam komposisi kimiawi dan bertambah ukurannya; substansi intraselular bertambah.
B
Logaritma atau eksponensial (“log”)
Sel membelah dengan laju yg konstan. Massa menjadi dua kali lipat dengan laju sama. Aktivitas metabolik konstan. Keadaan pertumbuhan seimbang.
C
Seimbang (“Stationer”)
Penumpukan produk beracun dan/atau kehabisan nutrien. Beberapa sel mati sedangkan lain tumbuh dan membelah. Jumlah sel hidup menjadi stabil.
D
Penurunan atau Kematian
Sel menjadi mati lbh cepat daripada terbentuknya sel-sel baru. Laju kematian mengalami percepatan mjd eksponensial. Bergantung pd spesiesnya, semua sel mati dlm waktu beberapa hari atau beberapa bulan.
Terimakasih.........
