kultivasi, reproduksi dan pertumbuhan bakteri

KULTIVASI, REPRODUKSI
DAN
PERTUMBUHAN BAKTERI
ARIF SUPENDI, M.Si.
Berdasarkan zat hara yang
diperlukan bakteri :
Sumber energi :
- Kemotrofik : energi dari bahan kimia
- Fototrofik : energi dari cahaya
2. Sumber elektron :
- Litotrofik : dari senyawa anorganik
- Organotrofik : dari senyawa organik
3. Sumber karbon :
- Ototrofik : dari CO2
- Heterotrofik : dari senyawa organik
1.
Teknik biakan murni :
Metode cawan gores
2. Metode cawan tuang atau metode
agar tuang atau metode pengenceran
3. Isolasi sel tunggal
Catatan :
 Medium : tempat mikroorganisme
dibiakkan
 Inokulum : bahan yang diinokulasikan
pada medium
 Inokulasi : cara menanam pada media
1.
Beberapa istilah :

Biakan campuran : biakan yang mengandung
lebih dari dua jenis bakteri
 Biakan murni : biakan yang terdiri dari
populasi sel yang sejenis
 Koloni : massa sel yang berasal dari satu
bakteri
 Propagasi : tehnik pemindahan kultur dengan
jangka waktu tertentu dengan maksud untuk
menyegarkan kembali bakteri yang terdapat
dalam medium.
Pemeliharaan dan
pengawetan biakan murni
dalam suhu 0 – 10oC
yaitu penyimpanan jangka pendek,
hanya dapat disimpan beberapa bulan.
 Penyimpanan dalam nitrogen cair (suhu
–196oC, untuk pemeliharaan jangka
panjang.
 Liofilisasi, yaitu tehnik dehidrasi dalam
tabung sambil dibekukan dalam ruang
hampa.
 Penyimpanan
Zat hara bakteri :
 Medium
sintetik : Media yang diketahui
komposisinya secara terinci, biasanya
untuk mikroorganisme ototrofik.
 Medium non-sintetik : media dari bahan
mentah yang tidak diketahui
komposisinya secara pasti seperti
pepton, ekstrak daging, ektrak ragi dan
sebagainya, untuk m.o. heterotrofik
Bahan mentah untuk media
non sintetik :
 Ekstrak
daging : KH, N, Vit
 Ektrak khamir/ragi : Vit B, N, C
 Pepton : N, Vit, KH
 Agar : tidak ada zat hara
Catatan :
Protein dalam media didigesti oleh bakteri
dengan asam atau enzim
Faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan bakteri :
Faktor zat hara
2. Faktor lingkungan fisik
Catatan :
S : untuk ko-enzim dan asam amino
P : Asam nukleat, fosfolipida, ATP (K2HPO4 dan
KH2PO4)
K, Mg, Mn, Fe, Ca : Kofaktor
Fe : Sitokrom
Ca : Spora
1.
Faktor zat Hara, zat hara yang
diperlukan bakteri :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Sumber energi : cahaya, zat kimia
Sumber Karbon : CO2 dan zat organik (oleh
bakteri dirombak jadi protein, polisakarida,
lipida dan asam nukleat
Sumber Nitrogen : Protein dan NPN (bahan
dasar untuk pembentukan protein)
Sumber belerang dan fosfor
Sumber logam (Na, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn,
Ag, Co)
Sumber vitamin, untuk aktivasi enzim
Sumber air
Sumber elektron
Jenis Media :

Media diferensial : media yang dapat
membedakan beberapa kelompok bakteri,
contohnya Agar Darah
 Media selektif : Media yang menghambat
pertumbuhan bakteri tertentu dan mendukung
pertumbuhan bakteri yang diinginkan.
 Media anaerobik : untuk bakteri anaerob
 Media penyubur (media enrichment) yaitu
media yang dapat mempercepat
pertumbuhan mikroorganisme tertentu.
 Media cair
 Media padat
Beberapa cara untuk
mensterilkan medium
 Mendidihkan
medium (beberapa jam)
 Tindalisasi : Proses pemanasan
berulang, sehingga spora mati
 Autoklaf : panci bertekanan dengan
suhu 121oC selama 15 menit
 Penyaringan atau filtrasi
 Desinfeksi : mematikan semua m.o.
dengan cara fisik dan kimiawi.
Sterilisasi :

Panas basah : menyebabkan denaturasi
Protein (autoklaf)
 Panas kering : menyebabkan oksidasi dari
komponen sel (oven)
 Penyaringan (filtrasi) : silika, porselin, asbes
 Bahan kimia (alkohol, Clor, Yodium,
Formaldehide, fenol, gas etilen oksida
 Radiasi (sinar , ultraviolet)
Faktor fisik yang dibutuhkan
untuk pertumbuhan bakteri :
Suhu : - Psikrofil (0-30oC)
- Mesofil (25 – 40oC)
- Thermofil (> 50oC)
Suhu Pertumbuhan optimum : suhu
inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan
tercepat selama periode waktu yang
singkat.
Psikrodurik/kriodurik : tahan dingin
Thermodurik : Tahan Panas
2. PH : 4 – 9 (paling senang pada pH 7)
1.
3.
Oksigen
- Aerob obligat : O2 mutlak perlu
- Anaerob obligat : O2 mutlak tidak
perlu.
- Mikroaerofilik : memerlukan O2
sedikit
- Kapneik : perlu CO2
- Aerotoleran anaerobik : dapat ada O2
- anaerobik fakultatif : dapat ada O2 atau
tidak
Kondisi fisik :
4.
Tekanan osmotik
Halofilik : tahan garam (NaCl) tinggi
(3,5 – 25%)
Halofilik obligat : tidak dapat tumbuh
bila tidak ada garam tinggi.
Halofilik fakultatif : dapat tumbuh ada
atau tidak ada garam
Bakteri yang sulit dibiakkan :
 Bakteri
parasit obligat
Contoh : Mycobacterium leprae (lepra)
Treponema pallidum (sipilis)
Bakteri anaerob
Contoh : Clostridium botulinum
Pertanyaan :
1.
2.
Bagaimana melakukan tehnik biakan
murni ?
Sebutkan jenis-jenis bakteri
berdasarkan kondisi fisik (lingkungan)
yang dibutuhkan untuk pertumbuhannya ?
REPRODUKSI BAKTERI
Pembelahan sel secara asexual
Pembelahan biner melintang
Pembelahan sel
Kurva pertumbuhan bakteri
Kurva pertumbuhan

Fase lamban (lag fase) : fase adaptasi
terhadap lingkungan
 Fase log : periode pertumbuhan cepat
 Fase statis : periode pertumbuhan yang tidak
mengalami kenaikan massa sel (jumlah sel
yang membelah seimbang dengan jumlah
yang mati)
 Fase kematian : karena nutrisi semakin
terbatas dan banyak produk metabolit yang
menghambat pertumbuhannya sendiri.
Pertumbuhan bakteri
 Pertambahan
total massa sel
 Laju pertumbuhan : pertumbuhan
populasi secara geometrik
 Waktu generasi: selang waktu yang
dibutuhkan bagi sel untuk membelah
diri atau untuk populasi menjadi dua kali
lipat. Contoh : Escherichia coli 15-20
min pada lingkungan dan kondisi yang
cocok
Rumus waktu generasi
t
G = ------------------3,3 log (b/B)
G = waktu generasi
t = waktu B ke b
B = Populasi awal
b = populasi setelah waktu t
3,3 = faktor konversi log2 menjadi log10
KLASIFIKASI DAN
IDENTIFIKASI BAKTERI

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Berdasarkan karakteristik atau ciri-ciri
mikroorganisme :
Morfologi
Susunan kimiawi sel
Sifat biakan : zat hara, kondisi fisik
Metabolisme : cara mendapat energi
Sifat antigenik dan patogenitas
Sifat genetik: susunan basa DNA
Ekologi: air tawar, air laut, dll
METABOLISME MIKROBA

Metabolisme : serentetan reaksi kimia yang
terjadi dalam sel hidup
 Katabolisme : reaksi penguraian bahan
organik kompleks menjadi bahan organik
yang lebih sederhana atau bahan anorganik
 Anabolisme : sintesis makromolekul
(misalnya: asam nukleat, lipida, polisakarida)
 Reaksi eksergenik : menghasilkan energi
 Reaksi endergenik : memerlukan energi
Katalis : bahan yang mempercepat
reaksi (tidak bereaksi)
 Enzim
terdiri dari koenzim (non-protein)
dan apoenzim (protein) dan bila
bergabung disebut holoenzim
 Reaksi metabolisme memerlukan
katalis berupa enzim
Pada mikroorganisme heterotrof ada 3
jalur metabolisme glukosa:
 Jalur
Embden-Meyerhoff (glikolisis)
 Jalur pentosa fosfat (Hexose
monophosphate shunt)
 Jalur Entner Doudoroff
Hasil Glikolisis berupa asam piruvat, ATP
dan NADH2 (Nikotinamid-AdeninDinukleotida-Hidroksifosfat).