mikrobiologi

I PENDAHULUAN

Tujuan Instruksional Umum :
Mahasiswa dapat mengetahui dan menjelaskan pengertian dan ruang lingkup Mikrobiologi
Tujuan instruksional khusus : mahasiswa dapat menjelaskan :
• Definisi dan Kedudukan Mikrobiologi
• Batasan mikrobia dan sifat-sfatnya
• Tujuan mempelajari mikrobiologi

A. Definisi ,kedudukan dan aspek Mikrobiologi
Mikrobiologi. merupakan cabang ilmu hayat (biologi) yang mempelajari kehidupan jasad renik (mikrobia ). Mikrobiologi berasal dari mikros = kecil, bios = hidup, dan logos = ilmu Kedudukan mikrobiologi sebagai cabang ke tiga dari ilmu hayat dan hubungannya. dengan. ilmu. hayat lainnya digambarkan dalam bentuk skema pada gambar 1

I. Botani ( Ilmu Tumbuhan )
Biologi III. Mikrobiologi
(Ilmu Hayat) (Ilmu Mikrobia)
II. Zoologi (Ilmu Tumbuhan)

Sejak beberapa. puluh tahun yang terakhir Mikrobiologi telah berkembang. dengan pesatnya seperti halnya ilmu—ilmu lainnya. Perkembangan ilmu ini ialah untuk memenuhi kebutuhan praktis dan karena telah 1uasnya perkembangan ilmu tersebut sehingga. memerlukan penggolongan yang bersifat khusus.

Tabel 1-1. Cabang- cabang Ilmu Mikrobiologi atas dasar orientasinya.
Orientasi pada taksonomi Orientasi pada habitat Orientasi pada masalah
Virologi (virus)
Bakteriologi (bakteri)
Fikologi/Algologi(algae)
Mikologi (jamur)
Protozoologi (protozoa) Mikrobiologi air
Mikrobiologi tanah
Mikrobiolog Lautan Mikrobiologi Patogen
Mikrobiologi Pangan
Mikrobiologi Pertanian
Mikrobiologi Industri
Ekologi Mikrobia

B. Mikrobia ( Pengertian umum dan sifat-sifatnya )
Mikrobia ialah jasad hidup yang sangat keoil ukurannya, sukar diamati tanpa alat perbesaran (mikroskop.mikroskop elektron). Oleh karena itu adanya mikrobia baru dapat diketahul setelah diketemukannya mikroskop. Telah diketahui bahwa mata manusia tidak dapat mengamati benda—benda yang garis tengahnya kurang dart 0,1 milimeter. Sel-sel hidup, yaitu satuan struktur biologi hampir semuanya terletak dalam batas—batas ukuran ini, sedang jasad hidup sebagai kesatuan hidup ukurannya besar
Mikrobia banyak yang hanya terdiri atas satu sel saja, jadi semua tugas hidup dibebankan.. pada sel itu. Lain. halnya dengan jasad— jasad hidup yang terdiri atas banyak sel; disini umumnya ada pembagian tugas diantara sel atau kelompok sel—sel, atau dengan perkataan lain ada organisasi dan. koordinasi diantara sel atau kelompok sel -selnya. Jadi mikrobia sebagai jasad h.idup mempunyai tugas metabolisme yang sangat kompleks, karena semua tugas kehidupannya. dibebankan pada satu sel.saja. Mikrobia yang terdiri atas banyak sel organisasi selnyapun belum sempurna.
Ukuran yang kecil, bukan hanya merupakan alasan awal untuk membedakan mikrorganisme dari hewan dan tumbuh-tumbuhan, tetapi memang mempunyal juga konsekuensi nyata yang berkaitan dengan morfologi, aktivitas, dan fleksibilitas metabolisme, penyebaran ekologik dan penanganannya dalam laboratorium
Diameter kebanyakan bakteri tidak melebihi seperseribu milimeter oleh sebab itu, ukuran panjang yang digunakan para ahli mikrobiologi ialah 1 mikrometer (mikron) atau 1 µm = 10 -3 mm. ukuran stuktur halus dinyatakan dalam nanometer, 1 nm = 10 -3µ m = 10-6 mm. Juga ukuran sianobakteri kecil, ragi dan protozoa kecil di bawah 10 µm. Pada organisme demikian kecil, per bandingan antara permukaan terhadap volume amat besar. Kalau sebuah kubus dengan panjang sisi 1 cm (volume= 1 cm3 dibagi-bagi menjádi kubus-kubus dengan panjang sisi 1 µm, maka diperoleh 1012 buah kubus dengan isi masing masing 1 µm3 Permukaan dari kubus-kubus mi 10.000 kali lebih luas daii kubus sebelum dipecah. Volume rata-rata dan bakteri adalah 1 µm.
Perbandingan luas permukaan terhadap volume yang tinggi mengaki batkan interaksi yang tinggi dengan lmngkungan dan melandasi pula konversi zat yang tinggi pada kebanyakan mikroorganisme. Hukum luas permukaan dan RUBNERS (1893) menyatakan bahwa konversi energi dari hewan dalam keadaan istirahat, tidak sebanding dengan massanya, tetapi sebanding dengan luas permukaan. Kalau hukum mi secara langsung diekstrapolasikan pada perba ndingan jaringan dan sel kecil, maka diharapkan bahwa aktivitas metabolisme akan meningkat sampai puluhan kali.
C. TUJUAN MEMPELAJARI MIKROBIOLOGI
Mikrobia ada yang bersifat merugikan namun juga tidak sedikit yang menguntungkan bagi manusia.. Mikrobia yang merugikan( misalnya sebagai penyebab penyakit ) tidak dikehendaki oleh manusia sehingga perlu diupayakan cara-cara untuk menghambat atau mematikannya, sedang mikrobia yang menguntungkan ( misalnya untuk tujuan industri sintesis zat-zat tertentu) perlu diketahui cara-cara untuk mendorong/menstimulasi pertumbuhannya agar memberikan manfaat yang seoptimal mungkin.
Tujuan mempelajari mikrobiologi adalah untuk mengetahui semua sifat- sifat dan kehidupan mikrobia serta faktor-faktor yang mempengaruhinya, sebagai dasar pijakan dalam menentukan langkah-langkah pegendalian pertumbuhan (menghambat atau menstimulasi) mikrobia, sehingga tidak merugikan/ bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Rangkuman
Mikrobiologi. merupakan cabang ilmu hayat (biologi) yang mempelajari kehidupan jasad renik (mikrobia ). Kedudukan mikrobiologi sebagai cabang ke tiga dari ilmu hayat dan terletak diantara Ilmu Botani(Ilmu Tumbuhan) dan Zoologi(Ilmu Hewan). Mikrobia ialah jasad hidup yang sangat keoil ukurannya, sukar diamati tanpa alat perbesaran (mikroskop.mikroskop elektron). Mikrobia banyak yang hanya terdiri atas satu sel saja, jadi semua tugas hidup dibebankan.. pada sel itu, sehingga mikrobia sebagai jasad h.idup mempunyai tugas metabolisme yang sangat kompleks, karena semua tugas kehidupannya. dibebankan pada satu sel.saja. Mikrobia yang terdiri atas banyak sel organisasi selnyapun belum sempurna.
Mikrobia ada yang bersifat merugikan namun juga tidak sedikit yang menguntungkan bagi manusia.. Tujuan mempelajari mikrobiologi secara umum adalah untuk mengetahui semua sifat- sifat dan kehidupan mikrobia serta faktor-faktor yang mempengaruhinya, sebagai dasar pijakan dalam menentukan langkah-langkah pegendalian pertumbuhan (menghambat atau menstimulasi) mikrobia, sehingga tidak merugikan/ bermanfaat bagi kehidupan manusia.

Soal-soal
1. Jelaskan pengertian mikrobiologi, gambarkan kedudukan Mikrobiologi dalam Biologi ( Botani dan Zoologi)
2. Sebutkan cabang-cabang Mikrobiologi dan macam bahan kajiannya
3. Jelaskan pengertian umum tentang mikrobia dan sifat- sifat umumnya.
4. Apa tujuan utama mempelajari Mikrobiologi ?

Daftar Pustaka
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Schlegel. H.G. terjemahanTejo Baskoro . Mikrobiologi Umum.Yogyakarta, Gadjah Mada University Press

II KEDUDUKAN DAN PERANAN MIKROORGANISME DI ALAM

Tujuan instruksional umum :
Mahasiswa dapat menjelaskan tentang Kedudukan dan peranan mikrobia di alam
Tujuan instruksional khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan :
Perbedaan antara hewan , tumbuhan, dan protista (jasa tingkat rendah)
Perbedaan protista tingkat rendah (tipe sel prokariot) dan protista tingkat tinggi (tipe sel eukariot)
Kedudukan protista diantara organisme hidup yang lain
Peranan mikroorganisme bagi manusia

A. HEWAN, TUMBUHAN DAN PROTISTA
Telah dimaklumi bahwa sampai abad yang lalu, perbedaan dalam sosok dan susunan hewan dan tumbuhan dipakai untuk mendasari penggolongan mahluk hidup. Perbedaan ini dapat dikembalikan pada perbedaan yang mendasar dalam cara makannya. Hewan memperoleh makanannya dan bahan organik siap pakai (C-heterotrofT), yang di dalam tubuhnya, dalam pencernaanya mengalami proses pengolahan, pencemaan, dan peresapan. Golongan organisme yang cara makannya amat berlainan (C-ototrof) adalah tumbuhan, yang bentuknya sama sekali lain. Bahan yang diperlukan oleh tumbuhan untuk membentuk tubuhnya dibentuknya sendiri dari zat anorganik dan memanfaatkan sinar matahan sebagai sumber energi. Perbedaan umum lain antara hewan dan tumbuh-tumbuhan menyangkut adanya dinding sel, kemampuan untuk bergerak secara aktif, dan perubahan tempat dan kemampuan untuk mensintesis bahan-bahan tertentu.
Telah lama. diketahui bahwa jasad hidup di alam. dapat dibedakan dal.am dua golongan : yaitu golongan tumbuh—tumbuhan (plantae) dan golongan hewan (animalia) Cara penggolongan ini sebetulnya telah ada. sejak manusia purba yang dilanjutkan oleh para ahli biologi. Perbedaan antara plantae dan animalia dapat tegas dan jelas jika yang dibandingkan tumbuh-tumbuhan. dan hewan-hewan tingkat tinggi, meskipun ada penyimpangan dalam beberapa sifat-sifatnya misalnya, ada jasad hidup yang tidak berkhlorofil hidup sebagai parasit Tetapi berbunga, Karena jäsad tersebut jika diselidiki lebih teliti memiliki sifat—sifat yang dimiliki oleh plantae , maka digolong kan ke dalam plantae.

Tabel 2-1 : Perbedaan antara Tumbuhan (plantae) dan Hewan (animalia)
Plantae Animalia
Perbedaan fisiologi Sumber energi
Khlorofil
Makanan cadangan
Gerakan aktif Sinar matahari
Ada
Amilum (pati)
Tidak ada Bahan organik
Tidak ada
Lemak.glikogen
Ada
Perbedaan struktur Dinding sel
Sifat pertumbuhan Ada
Terbuka Tidak ada
Tertutup

Contohnya ialah suatu tumbuh—tumbuhan. yang bersifat parasit Rafflesia arnoldi yang banyak terdapat di Sumatera.
Demikian kurang lebih cara penggolongan jasad h.idup sampai. tahun ± 1830, hingga mulainya diadakan penyelidikan yang intensif tentang mikrobia Setelah sifat bermacam mikrobia diketahul baru terasalah suatu kepincangan dalam cara penggolongan jasad-jasad hidup sepertI yang telah disebutkan tadi., karena beberapa mikrobia tidak dapat dengan muda dimasukkan ke salah satu golongan tersebut di atas. Golongan mikrobia tadi ada yang sifatnya terletak diantara animalia dan plantae. Adanya jasad- jasad hidup yang bersifat intermedier ini dapat dimengerti jika mempelajari teori evolusi umum Darwin Menurut teori evolusi umum golongan mikrobia akhirnya akani menimbulkan dua cabang menuju ke plantae dan. animalia Karena itu mikrobia sering sulit dimasukkan dengan. tegas ke dalam Plantae atau Animalia Tetapi sebelum permuláan abad ke 19 kenyataan.—kenyataan.ini belum diketahui, karena itu para ahli biologi tetap berusaha. memasukkan mikrobia ke dalam Animalia atau Plantae meskipun kadang-. kadang kurang tepat . Protozoa digolongkan Animalia karerna kebanyakan protozoa bergerak, dan non fotosintetik, Ganggang (algae) dan jamur (fungi) digolongkan ke dalam plantae karena jasad fotosintetik dan fungi walaupun non fotosintetik tetapi tidak. dapat bergerak aktif
Mula-mula tidak seorangpun yang dapat menggolongkan bakteri secara tepat, tetapi akhirnya bakteri digolongkan dalam plantae. Beberapa mikrobia masih tetapi menjadi persoalan dalam periggolongan!nya, misalnya jamur lendir (“slime mold”). Oleh para ahli tumbuh tumbuhan jamur lendir digolongkan plantae sedang oleh para ahli ilmu hewan digolongkan. animalia Cara penggolongan mikrobia seperti yang dikemukakan di atas sampai sekarang masih digunakan. dalam buku ilmu hayat atau pengantar ilmu hayat.
Baru pada tahun. 1866 HAECKEL, seorang ahli ilmu hayat bangsa Jerman, mengusulkan adanya golongan jasad hidup yang ke tiga yaitu Protista disamping Plantae dan Animalia untuk menampung jasad-jasad hidup yang sukar dimasukkan dengan tegas ke dalam Plantae atau Animalia. Dengan bertambahnya penyelidikan—penyelidikan, ciri khas Protista menjadi lebih jelas
Perbedaan. yang jelas antara Plantae, Animalia dan Protista, terletak dalam organisasi selnya protista memiliki organisasi sel yang. sederhana.Kebanyakan jasad—jasad yang tergolong Protista bersifat uniseluler atau soenositik (coenocytic) atau jika multiseluler differensiasi selnya belurn seperti Animalia atau plantae
Dengan diketemukannya. teknik baru dalam elektronrmikroskopi struktur dalam sel jasad hidup dapat lebih diketahui. Salah. satu penemuan menyimpulkan.. bahwa pada jasad hidup dapat dibedakani adanya dua tipe el yaitu tipe sel eukariotik dan tipe se prokariotik Tipe seI eukariotik ialah tipe sel yang perkembangannya telah sempurna. Sel—sel semacam ini terdapat pada ;jasad-jasad tingkat tinggi ( plantae dan animalia) dan pada sebagian jasad hidup yang tergolong. dalam protista yaitu fungi, protozoa dan kebanyakan algae. Prokariotik adalah tipe sel yang sederhana yang terdapat pada bakteri dan ganggang biru (Cyanophyceae)Protista yang selnya eukariotik disebut Protista tingkat tinggi (Higher Protist) sedang yang tipe senya prokariotik disebut Protista tingkat rendah (Lower Protist).

Tabel 2-2 Perbedaan Plantae/Animalia, Protista tingkat tinggi, dan Protista tingkat rendah
Plantae/ Animalia Protista tingkat tinggi Protista tingkat rendah
1.Organisasi sel
2.Differensiasi sel/jaringan
3.Uni/multiseluler
4.Tipe sel Sempurna
Ada/ sempurna

Multiseluler
Eukariotik Tidak sempurna
Tidak ada/ sederhana
Uni/multiseluler
Eukariotik Tidak sempurna
Tidak ada/ sederhana
Uniseluler
Prokariotik

Gambar 2-1 : Kedudukan Protista diantara organisme hidup yang lain
B. PROKARIOT DAN EUKARIOT
Satuan dasar fisik. jasad-jasad adalah sel; jadi sel adalah satuan terkecil yang mernpunyai kemampuan hidup. Penelitian mengenai susunan zat yang Iebih terinci, dan struktur halus berbagai jenis sel mengungkapkan perbedaan yang nyata antara bakteni dan sianobakteri ( protista tingkat rendah) di satu pihak serta hewan dan tumbuh di lain pihak( termasuk protista tingkat tinggi)
Perbedaan yang bersifat mendalam, sehingga dibedakan dalam dua kelompok sebagal prokaniot dan eukaniot. Eukariot memiliki inti sejati (karion atau nukleus).. DNA terletak dalam kromosom tergabung dengan histon. Sel eukariot mengandung organel, yaitu mitokondria dan kloroplast (pada tumbuh-tumbuhan), dan organel-organel ini mengandung sebagian kecil genom lain, terutama dalam bentuk cincin tertutup molekul DNA. Ribosomnya besar (80S).
Pada prokariot tidak terdapat inti yang dibungkus oleh sesuatu membran. DNA-nya terletak bebas dalam sitoplasma sebagai seutas tali berbentuk cincin tertutup. Kromosom bakteri ini mengandung semua informasi yang diperlukan untuk mereproduksi sel. Di samping ini terdapat pula molekul molekul kecil DNA berbentuk cincin tertutup, yaitu plasmid. Pembagian sel dalam ruang-ruang yang berbatas tegas, tidak seberapa nyata seperti yang ditemukan pada sel eukariot. Ribosom-ribosomnya lebih kecil (70S).
Secara morfologi prokariot hanya sedikit terdiferensiasi. Keragaman bentuknya hanya terbatas, yang biasanya dapat dikembalikan ke bentuk bola, tabung lurus atau bengkok. Bentuknya yang “seragam” ini bertentangan dengan keserbabisaan dan fleksibilitas metabolisme fisiologik yang luar biasa. Kalau hewan dan tumbuh-tumbuhan tanpa kecuali memerlukan oksigen, maka beberapa keiompok prokariot mempunyai kemampuan untuk hidup tertutup padad udara (pada kondisi anaerob) dan memperoleh energi untuk pertumbuhan dari peragian atau pemafasan anaerob. Kelompok-kelompok lain dapat menggunakan energi cahaya dan mampu membentuk komponen baik darisenyawa organik, maupun dari CO2 .Ada bakteri-bakteri lain yang mampu memperoleh enengi dengan mengoksidasi senyawa senyawa anorganik atau unsur-unsur. Secara luas tersebar juga kemampuan untuk memfiksasi nitrogen molekul.

Tabel 2-3 : Perbedaan antara Tipe sel eukariotik dan Prokariotik

Prokariot Eukariot
1. Struktur genetik
Jumlah kromosom
DNA inti
Pembelahan mitosis
Dinding inti
DNA dalam organel
2. Struktur dalam sitoplasma
Ribosom
Mitokondria
Khloroplast
Aparatus golgi
Retikulum endoplasmik
Aliran sitoplasma
1
tertutup
tidak ada
tidak ada
tidak ada

70 S
tidak ada
ada/tidak ada
tidak ada
tidak ada

Lebih dari 1
Terbuka
Ada
Ada
Ada

80 S
Ada
Ada
Ada
Ada/tidak ada

C. PENGABDIAN MIKROORGANISME PADA MANUSIA
Sekilas, makna praktis mikroorganisme terutama karena kerugian yang ditimbulkannya pada manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan. Mikrobiologi kedokteran dan kedokteran hewan maupun fitopatológi menyibukkan diri dengan mikroorganisme patogen yang menimbulkan penyakit dan sifat-sifatnya yang khas. Walaupun di bidang lain di alam dan di industri mikroorganisme tampil merugikan, tetapi perannya yang menguntungkan jauh lebih menonjol. Mikroorganisme sudah sejak lama merebut tempat tetap dalam rumah tangga dan industri; kerjanya sebagai “tumbuh-tumbuhan bermanfaat” tidak dapat dipungkiri. Pemanfaatannya mencakup pemuliaan produk primer pertanian sampai katalisis tahap-tahap sulit dalam reaksi kimia.
Proses klasik penggunaan mikroorganisme misalnya :berupa pembuatan bir dan minuman anggur menggunakan ragi, pembuatan roti dan produk air susu dengan pertolongan bakteni asam laktat, maupun pembuatan cuka meja oleh bakteri asam cuka, dengan jelas menunjukkan bahwa mikroorganisme tergolong tumbuh-tumbuhan kultur tertua. Di Jepang dan di Indonesia sudah sejak zaman dahulu kacang kedele diolah dengan pertolongan fungi,ragi, dan bakteri asam laktat. Dengan mengecualikan produksi etanol, baru sejak enam dasawarsa terakhir, mikroorganisme diikutsertakan dalam industri untuk memproduksi senyawa-senyawa murni. Sudah sejak perang dunia pertama fermentasi terarah dengan ragi digunakan untuk membuat gliserin. Asam laktat dan asam sitrat dalam jumlah besar yang diperlukan oleh industri makanan, masing-masing dibuat dengan pertolongan bakteri asam laktat dan cendawan Aspergillus niger..Dari limbah murah yang kaya karbohidrat, secara fermentasi oleh klostridi dan basil dapat dibuat aseton, butanol, 2-propanol, butanadiol dan bahan kimia dasar lain.
Penemuan antibiotika telah menghantarkan terapi obat dan industni obat ke suatu era baru. Umat manusia patut berterima kasih karena dengan penemuan penisilin dan produk-produk sekresi lain dari fungi, aktinomiset, dan bakteri lain, tersedia obat-obat yang manjur untuk memerangi penyakit infeksi bakteni. Upaya untuk menemukan antibiotika baru juga masih selalu berhasil. Juga pemberantasan penyakit virus dan tumor yang disebabkan oleh virus, dengan pertolongan antibiotika nampaknya juga mempunyai harapan.
Fermentasi klasik telah diganti dengan cara baru untuk produksi dan konversi menggunakan mikrobia. Senyawa karotenoid dan steroid diperoleh dar fungi. Sejak ditemukan bahwa Corynebacterium glutamicum memproduksi dengan rendemen tinggi glutamat dari gula dan garam amonium, maka telah diisolasi berbagai mutan dan dikembangkan proses baru yang memungkinkan pembuatan banyak jenis asam amino, nukleotida dan senyawa biokimia lain dalam jumlah besar. Mikroorganisme diikutsertakan oleh para ahli kimia pada katalisis sebagian proses dalam rangkaian sintesis yang panjang; biokonversi oleh mikrobia Iebih spesifik dengan rendemen lebih tinggi, mengungguli konversi secana kimia; amilase untuk menghidrolisis pati, proteinase pada pengolahan kulit, pektinase untuk penjernihan sari buah dan enzim-enzim lain yang digunakan di industri, diperoleh dari biakan mikroorganisme.
Beberapa bahan dasar yang terutama tersedia dalam jumlah besar, seperti minyak bumi, gas bumi dan selulosa hanya dapat diolah oleh mikrooroganisme dan dapat mengubahnya kembali menjadi bahan sel (biomassa) atau produk antara yang disekresi oleh sel, Dengan demikian milkoorganisme memiliki monopoli pada “pemuliaan” bahan mentah tidak konvensional, seperti minyak bumi, gas bumi dan batubara..
Kejelasan mengenai mekanisme pemindahan gen pada bakteri dan peran dari unsur-unsur ekstrakromosom, telah membuka kemungkinanl untuk memindahkan DNA asing ke dalam bakteri. Manipulasi genetik memungkinkan untuk memasukkan sepotong kecil pembawa informasi genetik misalnya asal manusia ke dalam bakteri dan “menyuruhnya” mensintesis senyawa protein yang bersangkutan. Adalah selalu mungkin membuat hormon, antigen, antibodi dan protein lain dengan pertolongan bakteri. Juga sedang diteliti untuk memindahkan kemampuan untuk fiksasi nitrogen pada tumbuh-tumbuhan atau untuk menyembuhkan penyakit yang didasari pada cacat biokimia.

Rangkuman
Mikrobia sifatnya terletak diantara animalia dan plantae, karena itu mikrobia sering sulit dimasukkan dengan. tegas ke dalam Plantae atau Animalia. HAECKEL, , mengusulkan adanya golongan jasad hidup yang ke tiga yaitu Protista untuk menampung jasad-jasad hidup yang sukar dimasukkan dengan tegas ke dalam Plantae atau Animalia.
Perbedaan. yang jelas antara Plantae, Animalia dan Protista, terletak dalam organisasi selnya protista memiliki organisasi sel yang. sederhana.Kebanyakan jasad—jasad yang tergolong Protista bersifat uniseluler atau soenositik (coenocytic) atau jika multiseluler differensiasi selnya belum seperti Animalia atau plantae.
Pada jasad hidup dapat dibedakani adanya dua tipe sel yaitu tipe sel eukariotik dan tipe se prokariotik Tipe seI eukariotik ialah tipe sel yang perkembangannya telah sempurna, terdapat pada ;jasad-jasad tingkat tinggi ( plantae dan animalia) dan pada sebagian jasad hidup yang tergolong. dalam protista yaitu fungi, protozoa dan kebanyakan algae. Prokariotik adalah tipe sel yang sederhana yang terdapat pada bakteri dan ganggang biru (Cyanophyceae) Protista yang selnya eukariotik disebut Protista tingkat tinggi (Higher Protist) sedang yang tipe senya prokariotik disebut Protista tingkat rendah (Lower Protist).
Peranan mikrobia dapat bersifat merugikan maupun menguntungkan, namun perannya yang menguntungkan jauh lebih menonjol. Pemanfaatannya mencakup bidang-bidang pertanian,industri pangan(minuman beralkohol, makanan), kimia (etanol,asam-asam organik,enzim) kedokteran(hormon) dan farmasi(antibiotika) dan lain

Soal-soal
1. Apakah yang disebut dengan jasad protista ? . Beri gambaran tentang kedudukan protista di antara organisme hidup yang lain
2. Jelaskan antara perbedaan poko antara jasad protista dan jasad tingkat tinggi ( tumbuhan dan hewan)
3. Apakah perbedaan antara jasad protista tingkat tinggi dan protista tingkat rendah ?
4. Sebutkan beberapa peranan mikrobia bagi manusia, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.

Daftar Pustaka
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.

III SEJARAH MIKROBIOLOGI

Tujuan instruksional umum :
Mahasiswa dapat menerangkan tentang sejarah penemuan mikrobia dan mikrobiologi
Tujuan instruksional khusus : Mahasiswa dapat menceritakan tentang :
• sejarah penemuan mikroskop dan mikrobia
• teori abiogenesis dan biogenesis serta cara pembuktiannya
• sejarah penemuan mikrobia sebagai penyebab terjadinya fermentasi dan pembusukan
• sejarah penemuan mikrobia sebagai penyebab penyakit

Mikrobiologi boleh dikata merupakan ilmu yang masih muda. Dunia jasad renik baru ditemukan sekitar 300 tahun yang lalu, dan makna yang sesungguhnya mengenai mikroorganisme itu baru dipahami dan dihargai 200 tahun kemudian. Selama 40 tahun terakhir, mikrobiologi muncul sebagai bidang biologi yang sangat berarti. Kini mikroorganisme digunakan oleh para peneliti dalam penelaahan hampir semua gejala biologis yang utama.
Mikroskop dan penemuan dunia jasad renik
Kendatipun Antony van Leeuwenhoek (1632— 1723), seorang mahasiswa ilmu pengetahuan alam berkebangsaan Belanda, agaknya bukanlah orang pertama yang melihat mikrobia yang disebut bakteri dan protozoa, namun dialah yang pertama-tama melaporkan pengamatannya dengan keterangan dan gambar-gambar yang teliti. Leeuwenhoek melakukan pengamatan ini selama ia memburu hobinya mengasah lensa dan membuat mikroskop. Selama hidup ia telah membuat lebih dan 250 buah mikroskop, masing-masing terdiri dan lensa tunggal . Kekuatan pembesaran tertinggi yang dapat dicapainya hanyalah 200 sampai 300 kali Mikroskop-mikroskop yang ada sekarang, menggunakan dua lensa atau lebih dalam sistem yang dapat memperbesar 1.000 sampai 2.000 kali.
Ditemukannya suatu dunia organisme yang tidak tampak mata bugil itu membangunkan minat terhadap perdebatan pada masa itu mengenai asal-muasal kehidupan. Dan mana kah datangnya jasad-jasad renik ini?
Generasi spontan(abiogenesis) lawan biogenesis
Ada yang menduga bahwa jasad renik itu muncul sebagai akibat dekomposisi jaringan tumbuhan atau hewan yang mati. Dengan kata lain, mereka mengira bahwa organisme hidup berasal dan bahan mati yang mengalami penghancuran. Konsepsi ini, yaitu bahwa kehidupan berasal dan bahan mati, dikenal sebagai generasi spontan atau abiogenesis (abio, “tidak hidup”; genesis “asal”). Pemikiran mengenai generasi spontan sekurang-kurangnya telah dicetuskan oleh bangsa Yunani Kuno yang meyakini bahwa daging yang membusuk menghasilkan belatung dan bahwa lalat serta katak muncul begitu saja dari lumpur pada keadaan-keadaan iklim tertentu Banyak orang pada masa yang lalu tidak sependapat bahwa mikroorganisme menjelma melalui generasi spontan, tetapi tidak sedikit pula yang mendukung berlakunya generasi spontan bagi cacing, serangga, dan bahkan binatang seperti dan katak.
Bagi teori yang mengatakan bahwa benda hidup dapat bermula secara spontan, terdapat baik penganut maupun penentangnya, masing-masing dengan suatu penjelasan baru yang kadang-kadang mengagumkan ataupun sedikit bukti percobaan. Pada 1749, John Needham (1713- 1781) melakukan percobaan dengan daging yang dimasak, mengamati bahwa ternyata terdapat mikroorganisme dan berkesimpulan bahwa jasad-jasad tersebut berasal dan daging.
Kira-kira dalam waktu yang sama Lazaro Spallanzani (1729—1799), dalam usahanya untuk membuktikan bahwa konsepsi abiogenesis itu tidak benar, mendidihkan kaldu daging, yaitu suatu larutan nutrien dalam labu selama satu jam lalu wadah itu ditutupnya rapat-rapat. Maka tak ada jasad renik dalam labu tersebut. Tetapi hasil percobaannya ini, yang dikuatkan dalam rangkaian percobaan ulangan, tidak dapat meyakinkan Needham bahwa mikrobia tidaklah muncul karena generasi spontan. Needham bersikeras bahwa diperlukan udara untuk generasi spontan mikrobia dan bahwa karena pada percobaan Spallanzani udara itu dikeluarkan dari labu , maka tak ada mikrobia yang muncul.
Perbedaan pendapat ini dipecahkan 80 atau 90 tahun kemudian oleh dua peneliti secara terpisah, yaitu Franz Schulze (1815—1873) dan Theodor Schwann (1810—1882). Schulze melalukan udara melewati larutan asam pekat ke dalam labu berisi kaldu daging yang dididihkan, sedangkan Schwann melalukan udara melalui tabung membara ke dalam labu berisi kaldu daging yang dididihkan Namun tetap saja hal ini belum meyakinkan mereka yang menyokong konsepsi abiogenesis. Mereka mengatakan bahwa asam dan panas mengubah udara sedemikian sehingga tidak mendukung pertumbuhan.
Di antara bukti-bukti yang paling penting adalah hasil percobaan John Tyndall pada awal tahun 1870-an. Ia menciptakan sebuah kotak bebas debu dan menempatkan tabung berisi kaldu steril di dalamnya. Udara dibiarkan masuk melewati pipa yang berkelok-kelok sehingga dapat menahan partikel-partikel debu Selama udara dalam kotak itu bebas debu maka selama itu pula kaldu di dalam tabung tetap steril. Ini merupakan bukti bahwa mikrobia terbawa oleh / terdapat pada partikel-partikel debu.
Selama periode inii muncullah muka baru dalam ilmu pengetahuan, yakni Louis Pasteur (1822—1895) Ia adalah seorang ahli kimia. Pasteur merasa tertarik pada industri minuman anggur dan perubahan-perubahan yang terjadi selama proses fermentasi. Perhatiannya terhadap fermentasi inilah yang mendorongnya ikut berdebat tentang generasii spontan.
Fermentasi terjadi karena enzim, yakni zat yang dihasilkan sel hidup yang menyebabkan berlangsungñya reaksi-reaksi kimiawi tertentu. Sebagai contoh, sari buah apel atau anggur, bila dibiarkan akan meragi; hasilnya ialah alkohol dan asam. Pertanyaannya kini, apakah hasil fermentasi itu disebabkan oleh mikroorganisme yang ada dalam sari buah tadi ataukah sebaliknya? Yaitu jasad renik dalam sari buah itulah yang berasal dari proses fermentasi, sebagaimana dikemukakan pendukung teori abiogenesis. Secara teguh Pasteur, menentang konsepsi generasi spontan
Pasteur melakukan percobaan untuk mengakhiri pertikaian itu untuk selama-lamanya. Ia mempersiapkan larutan nutrien dalam labu yang dilengkapi dengan lubang panjang dan sempit berbentuk “leher angsa” Kemudian ia memanaskan larutan nutrien itu.Udara tanpa perlakuan dan tanpa disaring dibiarkannya lewat keluar masuk. Setelah beberapa lama ternyata tidak ada mikrobia dalam larutan itu. Alasannya untuk ini ialah bahwa partikel-partikel debu yang mengandung mikrobia tidak mencapai larutan nutrien karena mengendap dalam bagian tabung leher angsa yang berbentuk huruf U.

Gambar 3-1 : Beberapa percobaan pembuktian abiogenesis dan biogenesis

Pasteur melontarkan beberapa pernyataan yang amat mengena terhadap mereka yang tidak sependapat dengannya:Tidak ada suatu keadaan apa pun sebagaimana dikenal pada masa kini yang dapat diterima bahwa makhluk-makhluk mikroskopis itu menjelma di dunia ini tanpa nutfah, tanpa induk seperti dirinya sendiri:
Dengan diterimanya konsepsi biogenesis ini maka terbukalah jalan untuk karya-karya Pasteur berikutnya. Kini ia dapat meneruskan penelitiannya tentang fermentasi dan selanjutnya mengenai mikroorganisme-mikroorganisme yang menjadi penyebab penyakit.
Teori nutfah fermentasi
Semenjak zaman purbakala telah banyak dilakukan pembuatan makanan dan minuman yang merupakan hasil fermentasi jasad renik Pada zaman dahulu, orang memperbaiki mutu produk-produk fermentasinya dengan cara mencoba-coba, tanpa menyadari bahwa mutu sesungguhnya bergantung kepada penyediaan atau perbaikan kondisi bagi pertumbuhan mikroorganisme pelaku fermentasi tersebut. Barulah setelah Pasteur menelaah peranan mikroorganisme dalam proses fermentasi pada pembuatan anggur maka orang menjadi mengerti bahwa mikroorganisme itulah yang menyebabkan terjadinya fermentasi.
Dalam tahun 1850-an Pasteur menaruh perhatian pada pembuatan minuman anggur, yang merupakan industri utama di Perancis. Ia setelah membuktikan ketidak benaran generasi spontan, memastikan bahwa mikroorganisme merupakan penyebab fermentasi, ia siap membantu para pembuat minuman anggur dan bir Perancis, yang acapkali menghadapi kesukaran untuk menghasilkan produk bermutu tinggi.
Setelah memeriksa banyak kelompok minuman anggur, maka dia menemukan berbagai macam mikrobia. Pada tong-tong fermentasi yang baik ternyata macam mikrobia tertentu lebih menonjol, pada tong-tong fermentasi yang jelek ditemukan macam lain pula. Pasteur menetapkan bahwa dengan seleksi, yang tepat terhadap mikrobia yang bersangkutan, maka dapat dipastikan bahwa akan diperolèh hasil yang baik dan merata secara konsisten. Untuk mencapai hal inii, maka mikrobia yang sudah ada dalam sari buah harus dihilangkan dan fermentasi yang baru dimulai dengan biakan, yaitu suatu pertumbuhan mikroorganisme yang diambil dan tong anggur yang dinilai baik
Pasteur menyarankan agar menghilangkan tipe-tipe mikrobia yang tidak diinginkan itu dengan pemanasan yang tidak sampai merusak aroma sari buah tetapi cukup tinggi untuk membunuh mikrobia. Ia mendapati bahwa perlakuan dengan suhu 62.8°C selama setengah jam cukuplah untuk mencapai hal terse but. Kini proses ini, dinamai pasteurisasi, digunakan secara meluas pada industri fermentasi,.tetapi yang paling kita kenal ialah yang dimanfaatkan di industri hasil susu, untuk membunuh jasad-jasad renik penyebab penyakit yang terdapat dalam susu dan produk produk susu
Teori nutfah penyakit
Karena keberhasilan Pasteur dalam memecahkan masalah fermentasi maka pemerintah Perancis memintanya untuk meneliti pebrine, penyakit pada ulat sutra yang menghancurkan industri sutra yang penting di negara tersebut. Ternyata masalah itu rumit, dan selama beberapa tahun ia mencari-cari pemecahãnnya dengan susah-payah. Akan tetapi, pada akhirnya ia berhasil mengisolasi jasad renik (suatu protozoa) penyebabnya. Pasteur bahkan meningkat lebih lanjut dan menganjurkan kepada para petani ulat sutra agar mereka menyeleksj ulat-ulat baru yang sehat dan bebas penyakit untuk menghindarj penyakit itu.
Kemudian Pasteur (1877) menangani masalah antraks, penyakit pada sapi, domba, dan terkadang manusia. Setelah mengamati penyebab penyakit itu dari darah hewan yang mati karena penyakit tersebut, maka ia menumbuhkannya dalam labu-labu di laboratonium.
Selama tahun l870-an, Robert Koch juga sibuk dengan masalah antraks di Jerman. Koch adalah seorang dokter yang tenang dan sangat teliti, Dia dapat mengisoiasj bakteri khas berbentuk batang dengan ujung-ujung yang agak persegi (basilus) dari darah binatang-binatang yang mati karena antraks. Ia menumbuhkan bakteri itu di laboratorium, memeriksanya dengan mikroskop untuk meyakinkan bahwa hanya satu macam yang ada, kemudian menyuntikkannya pada mencit untuk mengetahui apakah hewan- hewan itu terinfeksi dan menimbulkan gejala antraks. Dari mencit mencit tersebut dia mengisolasi bakteri seperti yang diperoleh semula dari binatang-binatang yang mati karena antraks tadi. Inilah untuk pertama kalinya suatu bakteri dapat dibuktikan sebagai penyebab penyakit hewan. Kemudjan Koch menemukan bakteri yang menimbulkan tuberkulosis dan kolera.
Percobaan Koch dan peneliti-perielitI lain di laboratoriumnya membuktikan bahwa jasad renik tertentu menyebabkan timbulnya penyakit tertentu pula. Dari hal ini telah menuntun kepada ditetapkannya kriteria yang dapat mendasari ditariknya kesimpulan semacam itu. Kriteria ini, dikenal dengan Postulat Koch, ini menjadi garis petunjuk dan tetap sampai kini dipakai dalam mencari bukti bahwa suatu penyakit disebabkan oleh jasad renik tertentu. Postulat Koch itu ialah
1. Mikroorganisme tertentu selalu dapat dijumpai berasosiasi dengan penyakit tertentu.
2. Mikroorganisme itu dapat diisolasi dan ditumbuhkan menjadi biakan murni di laboratorium.
3. Biakan murni mikroorganisme tersebut akan menimbulkan penyakit itu bila disuntikkan pada hewan yang rentan (suseptibel)
4. Penggunaan prosedur laboratorium memungkinkan diperolehnya kembali mikroorganisme (sebagai biakan murni) yang disuntikkan itu dari hewan yang dengan sengaja diinfeksi dalam percobaan.
Rangkuman
Dunia mikrobia diawali setelah ditemukannya mikroskop oleh Antony van Leeuwenhoek (1632— 1723). Setelah itu timbul perdebatan para ahli mempertentangkan dari mana asal mikrobia tersebut. Terdapat dua teori yang berkembang yaitu teori yang berpendapat bahwa kehidupan berasal dan bahan mati, dikenal sebagai generasi spontan atau abiogenesis dan teori biogenesis yang berpendapat bahwa kehidupan berasal dari benih yang telah ada sebelumnya. Pertentangan ini akhirnya dimenangkan oleh biogenesis terutama dengan percobaan leher angsa Louise Pasteur dan kotak bebas debu John Tyndall
Percobaan-percobaan selanjutnya menunjukkan peranan mikrobia pada proses fermentasi. Robert Koch dan peneliti-perielitI lain di laboratoriumnya membuktikan bahwa mikrobia tertentu menyebabkan timbulnya penyakit tertentu pula, sehingga dapat ditetapkannya kriteria yang dapat mendasari ditariknya kesimpulan semacam itu. Kriteria ini, dikenal dengan Postulat Koch.

Soal-soal
1. Terangkan tentang pendapat /teori abiogenesis dan biogenesis
2. Terangkan tentang percobaan yang mendukung teori abiogenesis
3. Terangkan tentang percobaan Louse Pasteur dengan labu leher angsa dan PercobaaJohn Koyak bebas debu John Tyndall. Apa kesimpulan dari ke dua percobaan tersebut
4. Terangkan bagaimana Robert Koch menemukan penyebab penyakit antrak
5. Sebutkan kriteria yang harus dipenuhi oleh suatu mikrobia yang merupakan penyebab suatu penyakit ( Postulat Koch)

Daftar Pustaka
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.
Schlegel. H.G. terjemahanTejo Baskoro . Mikrobiologi Umum.Yogyakarta, Gadjah Mada University Press
IV. BAKTERI

Tujuan instruksional Umum :
Mahasidwa dapat :menjelaskan tentang macam-macam bakteri ,sifat-sifat dan kehidupan bakteri
Tujuan instruksional Khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan tentang:
• Batasan bakteri
• Habitat bakteri
• Bentuk dan Ukuran bakteri
• Struktur halus bakteri dan fungsinya
• Spora dan cara pembentukannya

Bakteri merupakan mikrobia uniseluler yang termasuk klas Schizomycetes. Pada umumnya bakteri tidak mempunyai khlorofil ,ada beberapa yang bersifat fotosintetik. Bakteri ada yang bersifat bebas, saprofit, dan parasit ,atau sebagai patogen pada manusia,hewan.dan tumbuh-tumbuhan
A. Habitat
Bakteri tersebar luas di alam , di dalam tanah, di atmosfer sampai ±10 km di atas bumi, di dalam endapan-endapan lumpur, di air laut,sungai, sumber air panas, daerah antartika, di dalam tubuh manusia, hewan, dan tumbuhan,serta dalam bahan-bahan lain.
B. Bentuk dan Ukuran Bakteri
Ada bermacam-macam bentuk bakteri . Menurut risalah yang disusun oleh Schlegel (1972) ,Bakteri sejati (Eubakteria) mempunyai 3 bentuk dasar :
1. Bentuk bulat (kokus)
2. Bentuk batang atau silindris
3. Bentuk lengkung
Bentuk bulat :
Sebenarnya tidak ada bakteri yang benar-benar berbentuk bulat, pada umumnya bersifat sferoid. Ada yang terpisah sendiri-sendiri ,ada yang bergandeng-gandengan. Bakteri berbentuk bulat digolongkan menjadi 6 macam/kelompok :
a. Bulat satu-satu : mikrokokus
b. Bulat bergandengan dua-dua : diplokokus
c. Bulat berandengan memanjang seperti rantai :: sterptokokus
d. Bulat bergandengan empat-empat ( bujur sangkar) : tetra kokus
e. Bulat bergandengan delapan-delapan(kubus) : sarcina
f. Bulat bergerombol seperti buah anggur : sfafilokokus
(Gambar 4-1)

Gambar 4-1 : Macam-macam bakteri bentuk bulat
Bentuk batang
Ada yang berupa batang panjang, batang pendek, dengan ujung datar atau lengkung. Ada yang bergaris tengah sama dan tidak di seluruh bagian panjangnya, dapat berupa sel tunggal atau bergandeng-gandengan.
Bentuk batang terdiri atas :
a. bergandengan dua-dua : diplobasili
b. bergandengan memanjang kearah panjangnya : streptobasili
c. bergandengan membentuk seperti jaringan tiang : palisade
Gambar 4-2

Gambar 4-2 : Macam-macam bakteri bentuk batang
Bentuk lengkung : dapat dibagi lagi menjadi bentuk
a. Vibrio atau koma jika lengkungnya kurang dari setengah lingkaran
b. Spiral ,bila lengkungnya lebih dari setengah lingkaran :
Bentuk spiral masih dibagi lagi menjadi Spirillum , jika spiralnya tebal dan kaku, dan spirochaeta ,bila spiralnya halus dan lentur

Gambar : 4 -3 Contoh bakteri bentuk bulat. batang, dan lengkung
Bakteri dapat mempunyai bentuk yang tidak teratur seperti terlihat pada gambar. Adanya bermacam bentuk bakteri karena pengaruh faktor lingkungan disebut involusi. Contoh bentuk involusi pada bakteri asam cuka (Acetobacter sp.), yaitu adanja bentuk seperti gada, bentuk tak teratur atau bentuk benang. Bentuk ini disebabkan oleh faktor makanan, temperatur dan faktor lain yang kurang menguntungkan bagi bakteri.

Gambar 4-4 : Involusi bakteri asam cuka (Acetobacter)
C.Ukuran Bakteri
Diameter kebanyakan bakteri tidak melebihi seperseribu milimeter oleh sebab itu, ukuran panjang yang digunakan para ahli mikrobiologi ialah 1 mikrometer (mikron) atau 1 µm = 10 -3 mm. ukuran stuktur halus dinyatakan dalam nanometer, 1 nm = 10 -3µ m = 10-6 mm. Juga ukuran sianobakteri kecil, ragi dan protozoa kecil di bawah 10 µm.
D. Struktur halus bakteri
Sel bakteri merupakan sel prokariot atau tipe sel yang perkembangannya belum sempurna (prokariotik)

Gambar 4-5 : Struktur halus bakteri
Keterangan gambar:
Cm : membrane sitoplasma Cp; sitoplasma Ge : cemeti(flagella) Gly : butiran glikogen Li : tetesan lipida N : nukleus/inti sel
PHB : poli beta hidroksil asam Pi : pili Pl : plasmid
butirat
Po : granula metafosfat Rb : ribosom S : inklusi belerang
Zw : dinding sel
Ka : kapsul

Kapsul dan lendir
Pada dinding sel banyak bakteri terdapat zat dengan kadar air tinggi, berupa lapisan-lapisan dengan berbagai ketebalan merupakan kapsul dan selubung lendir. Bagi bakteri, selubung ini tidak begitu penting untuk hidup, tetapi dengan memiliki selubung banyak bakteri patogen menjadi resisten terhadapfaktor luar sehingga meningkatkan virulensinya pada hewan percobaan.
Kebanyakan kapsul terdiri dan senyawa polisakharida (Streptococcus mutans, Streptococcus salivaris, Xanthomonas, bakteri-bakteri Coryne). Selain glukosa, polisakharida kapsul juga mengandung: gula amino, ramnosa, asam-2-keto-3 deoksigalaktonat, asam uronat dan gula dan asam-asam organik seperti asam tartrat dan asam asetat. Kapsul dan beberapa jenis Bacillus (B. anthracis, B. subtilis) terdiri dan senyawa polipeptida terutama asam poliglutamin.
Lendir. Banyak bahan kapsul dibebaskan sebagai lendir di sekeliling sel. Dengan mengocok atau menghomogenisasi suspensi bakteri maka kapsul dapat dilepaskan dan permukaan sel dan kemudian diperoleh sebagai lendir dan larutan biak.
Pembentukan lendir (bukan kapsul) yang sangat mencolok terjadi pada banyak mikroorganisme apabila medium biaknya mengandung sakharosa. Contoh terkenal adalah Leuconostoc mesenteroides, suatu bakteri yang tersohor di pabrik gula. Lendir ini bukan merupakan bagian sel bakteri.
Pili (fimbrae) : merupakan benang-benang halus yang berpangkal dari protoplasma menonjol ke luar dinding sel. Pili kebanyakan terdapat pada bakteri gram negative. Garis tengah pili berkisar 3 – 8,5 nm, sedang panjangnya 0,5 -20 mikron. Pili tersusun peritrik, jumlahnya sekitar 150 tiap sel bakteri Pili mengandung suatu protein yang disebut pilin
Fungsi pili : merupakan alat melekatkan diri pada medium dan sesama sel bakteri.. Diduga pili juga merupakan saluran DNA dari satu sel ke sel bakteri yang lain pada saat terjadinya konyugasi sel bakteri
Flagela /Cemeti dan mobilitas
Mobilitas bakteri berlangsung dengan pelbagai cara. Gerakan sebagian besar bakteri berenang, yang bergerak aktif, disebabkan oleh gerakan rotasi flagelai. Kemampuan untuk bergerak tanpa flagella dimiliki bakteri-bakten meluncur, terhitung di antaranya miksobakteri, sianobakten dan kelompok bakteri lain, maupun Spirochaeta.
Fungsi cemeti. Pada kebanyakan bakteri bercemeti polar, cemeti bertindak sebagai cemeti pendorong (seperti baling-baling perahu) dan mendorong set melintasi medium. Cemetinya merupakan benang-benang yang terpintal dalam bentuk heliks, yang digerakkan oleh “mesin rotasi” yang terdapat pada tempat penyematan di dalam sitoplasma dan cemeti berputar mengelilingi sebuah poros fiktif seperti garis sekrup. Gerakan ini dapat dilakukan oleh cemeti tunggal atau oleh ikat cemeti…
Penyusunan cemeti pada sel bakteri merupakan ciri khas bagi eubakteri yang bergerak dan dengan demikian juga mempunyaj nilai taksonomi. Cemeti-cemeti ini dapat disematkan secara polar atau lateral pada bakteri-bakteri
Susunan halus cemeti. Cemeti-cemeti adalah benang-benang yang terikal secara heliks. Cemeti-cemeti pelbagai bakteri dapat dibeda-bedakan menilik tebalnya (12—18 nm), panjangnya (sampai 20 µm), maupun panjang dan amplitudo garis putar sekrup. Parameter ini khas untuk setiap jenis. Pada be berapa bakteri dapat dibentuk pelbagai jenis cemeti. Filamen cemeti terdiri dan protein khas, yaitu flagelin. Protein ini terdiri subunit dengan massa molekul relátif rendah
Berdasarkan jumlah dan letak cemet, bakteri dapat dikelompokkan menjadi 5 macam :
a. Bakteri atrik : yaitu bakteri yang tidak mempunyai flagella
b. Bakteri monotrik : yaitu bakteri yang hanya mempunyai satu flagella
c. Bakteri Lofotrik : bakteri yang mempunyai satu berkas flagella pada salah satu ujungnya
d. Bakteri amfitrik : bakteri yang mempunyai dua atau dua berkas flagella pada kedua ujungnya
e. Peritrik : bakteri yang mempunyai banyak flagella pada seluruh permukaan sel

Gambar 5-6 : Macam-macam jumlah dan letak flagela
Dinding sel
Dinding sel memberi bentuk pada bakteri dan turut mengatur pertukaran zat dari dalam dan dari luar sel, serta melindung protoplasma terhadap pengaruh zat-zat racun. Dinding sel bersifat semi permeable.
Yang perlu mendapat perhatian istimewa ialah, bahwa dinding sel bakteri mengandung struktur dan material yang tidak ditemukan pada hewan dan tumbuhan: Urutan yang silih berganti dari N-asetilglukosamina dan asam N-asetilmuramat, asam-asam amino yang tidak terdapat dalam senyawa senyawa protein seperti asam m-diaminopimelat (Dpm), bentuk D dan alanin (Ala) dan asam glutamat (Glu).
Kantong murein berfungsi sebagai kerangka penunjang atau tulang punggung dinding sel dan kantong ini tersisipi dan tertempeli dengan sederetan zat lain. Bakteri Gram-positif berbeda dengan bakteri Gram-negatif baik dalam susunan kerangka penunjangnya maupun dalam materi zat tambahan pada dinding selnya. Perbedaan-perbedaan ini penting untuk dipahami karena kini diyakini bahwa dinding sel itulah yang menyebabkan kedua ,kelompok bakteri ini memberikan respons sebagaimana yang kita lihat terhadap berbagai perlakuan dari bahan, seperti pewarnaan gram dan antibiotik-antibiotik tertentu.Pada pewarnaan gram bakteri gram negatif akan memberikan war merah,sedang bakteri gram positif violet
Pewarnaan gram merupakan salah satu teknik pewarnaan terpenting di dalam mikrobiologi.. Penjelasan yang paling mungkin mengenai mekanisme pewarnaan gram didasarkan pada struktur dan komposisi dinding sel bakteri. Bakteri gram negatif mengandung lipid, lemak atau substansi seperti lemak dalam persentase lebih tinggi daripada yang dikandung bakteri gram positif. Dinding sel bakteri gram negatif juga lebih tipis daripada dinding sel bakteri gram positif. Bukti bukti percobaan menyatakan bahwa selama prosedur pewarnaan, perlakuan dengan etanol (alkohol) terhadap bakteri gram negatif menyebabkan terekstraksinya lipid sehingga memperbesar daya rembes atau permeabilitas dinding sel gram negatif. Jadi kompleks ungu kistal-yodium (UK-Y), yang telah memasuki dinding sel selama langkah awal dalam proses pewarnaan, dapat diekstraksi. Karena itu organisme gram negatif kehilangan warna tersebut
Karena kandungan lipidnya yang lebih rendah, dinding sel bakteri gram positif menjadi terdehidrasi selama perlakuan dengan etanol. Ukuran pori-pori mengecil, permeabilitasnya berkurang, dan komplek UK-Y tidak dapat terekstraksi.
Dinding sel bakteri Gram-positif.
Pada bakteri Gram-positif jala mureinnya merupakan 30—70% dari massa kering dinding sel (setebal 40 lapis). Kerap kali dikandung asam L-diaminopimelinat atau lisin menggantikan asam meso-diaminopimelat. Pada Staphylococcus aureus rantai samping transpeptida dan asam muramat saling dihubungkan dengan rantal rantai interpeptida (misalnya rantai-rantai pentaglisin). Asam-asam amino yang ada, bervariasi antara spesies. Susunan kerangka penunjang yang khas jenis ini merupakan ciri khas taksonomi yang baik. Kalau ada polisakharida di dalam dinding sel bakteri Gram-positif, maka polisakharida ini terikat secara kovalen. Kadar proteinnya rendah. Yang khas ialah adanya asam teikhoat, yang membentuk senyawa ester melalui jembatan fosfat.. Asam-asam teikhoat mungkin tenikat pada murein melalui sejenis ikatan fosfat amida.
Dinding sel bakteri Gram-negatif.
Pada bakteri Gram-negatif jala mureinnya berlapis tunggal dan kadarnya hanya kurang dan 10% massa kering dinding sel (Mureinnya pada umumnya hanya mengandung asam meso-diaminopimeliat tidak ada lisin, dan tidak ter dapat jembatan-jembatan interpeptida. Pada semua bakteri (Gram-negätif su sunan jala mureinnya sama. Di samping kerangka penunjang terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakharida dan lipida lain, yang nampaknya menempel pada bagian luar kerangka penunjang Zat-zat ini tenikat secara kovalen dan merupakan sampai 80% daii massa kering dinding sel.
Pengaruh lisozim dan penisilin. Berkat penelitian-penilitian mengenai pengaruh lisozim dan penisilin terhadap bakteri maka pengetahuan mengenai strukiur dinding dan mengenal senyawa-senyawa murein menjadi lebih jelas. Lisozim yang ditemukan oleh A. FLEMING (1922) merupakan enzim bakterisid, yang terkandung dalam air mata, lendir hidung dan dalam putih telur; lisozim dapat juga diisolasi dari bakteri (Escherichia coli, Streptomyces) dan bakteriofag.
Lisozim dapat memutuskan ikatan glikosidik pada senyawa-senyawa murein antara atom C dan asam N-asetilmuramat dan atom C4 dan N-asetilglukosamina dan memecahkan rantai muropolisakharida Dengan demikian maka lisozim adalah suatu (N -Asetil Muramidase).
Inti Bakteri
Bakieri mengandung inti yang tidak terbungkus oleh membran. Inti bakteri mengandung DNA. DNA ini tidak tersebar secara difus dalam sitoplasma, tetapi terlokalisasi pada daerah atau tempat tertentu dan bahwa tempat-tempat ini membagi diri dahulu sebelum terjadi pembelahan sel. Pembuktian sitologik inti bakteri.
Reaksi nukleik FEULGEN memungkinkan untuk mewarnal DNA secara spesifik. Hasil yang lebih balk daripada reaksi nukleik klasik dapat dicapai dengan pewarna Giemsa basa sesudah diadakan perlakuan awal dengan pewarna Giemsa basa Pewarna Giemsa akan bereaksi dengan DNA dan memberikan warna hitam.
Plasmid.
Banyak bakteri mengandung juga DNA ekstrakmmosom yang disebut plasmid di samping DNA kromosom . Plasmid biasanya terdapat dalam bentuk untaian rangkap bentuk cincin tertutup. yang merepilkasi diri secara otonom
. Plasmid faktor F (fertilitas) merupakan plasmid yang dapat terintegrasi di dalam kromosom hospes dan dapat memobilisasi kromosom hospes , dan dapat memperantarai pemindahannya ke sel lain. Plasmeid faktor R (resistensi) merupakan plasmid yang menimbulkan kekebalan /resistensi bakteri terhadap antibiotika
Ribosom.
Ribosom-ribosom adalah tempat terjadinya sintesis protein. Pada elektron mikroskop ribosom-ribosom nampak sebagai partikel-partikel dalam sitoplasma. Ribosom bakteri mempunyai ukuran 16 x 18 nm. Lebih kurang 80—85 % dari RNA-bakteri terdapat dalam ribosom. Karena ribosom yang masih utuh akan mengendap pada kecepatan sedimentasi sebesar lebih kurang 70 satuan SVEDBERG, maka dinamakan ribosom 70S. Sel bakteri mengandung lebih kurang 5.000—50.000 nibosom; jumlahnya semakin tinggi, semakin cepat pertumbuh sel.
Membran sitoplasma
Sitoplasma diliputi oleh membran sitoplasma sampai pada dinding sel.
Dari segi susunan, membran bakteri, hewan dan tumbuhan mempunyai banyak persarnaan Membran ini kaya lipida, terutama fosfolipida Membran yang mencakup hanya 8— 15% dan massa kering sel, mengandung sampai 70-90% lipida sel.
Membran sitoplasma mempunyai fungsi metabolisme tertentu. Membran adalah perintang osmosis dari sel dan mengendalikan masuk keluarnya berbagai zat. Membran merupakan lokasi sistem transport aktif dan sistem permease yang substrat spesifik. Dapat dianggap, bahwa lapisan tipis lipida dan membran etementer yang tertutup ditaburi oleh jembatan-jembatan protein, dan bahwa protein-protein ini adalah pori-pori yang menjalankan pengaturan transport zat
Enzim transport elektron dan enzim fosforilasi oksidatif, yang pada eukaniot berada di dalam mitokondria, pada bakteri bertempat di dalam atau pada membran sitoplasma Sitokrom, protein belerang-besi dan komponen-komponen lain dari transport elektron hanya didapati di dalam membran saja. Akhirnya amat mungkin bahwa pusat rrespirasi sel dan replikasi DNA terletak pada membran, dan bahwa cemeti-cemeti bertitik pangkal di sini.
Mesosom. Membran sitoplasma pada beberapa bakteri membentuk lipatan –lipatan(invaginasi) yang menjorok ke dalam , yang disebut mesosom. Mesosom diduga untuk memperluas permukaan membran sitoplasma sehingga dapat memperlancar pertukaran zat dari luar dan dari dalam sel.
Zat simpanan dan inklusi sel
Di dalam sel banyak mikroorganisme pada kondisi lingkungan tertentu tertimbun bahan yang dapat dipandang sebagai zat simpanan atau sebagal zat cadangan: polisakharida, lemak, polifosfat dan belerang. Zat ini akan ditimbun, kalau bahan asal zat ini tersedia dalam larutan baik, tetapi pertumbuhan terhambat atau terhentikan karena ke kurangan komponen nutrien tertentu atau karena keberadaan zat-zat penghambat. Zat cadangan tersebut terdapat dalam sel dalam bentuk iner osmotik dan bersifat larut air. Dalam keadaan pertumbuhan yang menguntungkan, kalau diperlukan zat cadangan ini diikutsertakan lagi dalam metabolisme. Polisakharida, lemak netral dan asam poli- ß hidroksil butirat cadangan dapat berfungsi sebagai sumber zat karbon dan energi dan dengan demikian dapat memperpanjang. kelangsungan hidup kalau tidak tersedia sumber energi luar, atau juga memungkinkan pembentuk spora untuk membentuk spora meskipun tiada substrat di luar. Granula-granula polifosfat (volutin) dapat dipandang sebagai fosfat timbunan, dan belerang yang tertimbun selain sebagia sumber energi juga sebagai donor hidrogen yang potensial.
Lebih lanjut Acetobacter pasteurianus dan banyak jenis Neisseria mengandung amilum. “Amilum hewani” atau glikogen pada bakteri lebih sering terdapat daripada amilum
Endospora dan bentuk-bentuk bertahan
Spora merupakan alat bertahan diri bakteri terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan., jadi bukan merupakan alat perkembang biakan. Di bandingkan dengan sel vegetatif, spora sangat resisten terhadap kondisi-kondisi fisik yang kurang menguntungkan seperti suhu tinggi dan kekeringan serta terhadap bahan-bahan .kimia seperti desinfektan.
Pada mikroskopi seorang pengamat, akan mengenali spora ini karena indeks bias spora tinggi (sangat membias cahaya); spora ini mirip protein yang kehilangan airnya, sehingga menunjukkan bahwa dalam spora terlipat sejumlah besar bahan kaya protein yang terdapat dalam ruangan sempit. Spora mengandung hampir seluruh massa kering sel induknya, tetapi volumenya hanya sepersepuluh dari voluma sel induk.
Hanya sekelompok kecil bakteri yang mampu membentuk endospora. Bakteri yang dapat membentuk spora adalah dari genus Bacillus, dan Clostridium, selain itu juga beberapa species dari Sarcina dan Vibrio. Makna yang amat besar dari endospora ini terletak pada ketahanannya terhadap pemanasan. Meskipun semua bakteri lain dan juga sel-sel vegetatif dan bakteri-bakteri pembentuk spora dapat dimatikan dengan pemanasan pada 80°C selama10 menit, endospora termoresisten dapat bertahan pada pemanasan yang jauh lebih kuat:, beberapa spora bahkan tahan dimasak untuk beberapa jam. Teknik sterilisasi (tindakan pensucihamaan) yang memerlukan tenaga dan biaya bertujuan untuk mematikan endospora ini. Di lain pihak sifat termoresisten spora menyediakan kemungkinan yang tidak ada bandingnya untuk membiakkan secara selektif pembentuk-pembentuk spora tanah atau bahan huni lain dipanasi pada suhu 80°C atau 100°C selama 10 menit, sehingga semua sel vegetatif dimatikan; hanya spora termoresisten saja yang dapat mempertahankan kemampuan hidup dan dapat berkecambah apabila kemudian diinkubasi dalam media biak yang cocok.
Pembentukan spora
Spora terjadi di bagian dalam sel bakteri. Pembentukan spora dimulai dengan penimbunan bahan yang mengandung protein; kemampuan membiaskan cahaya di daerah spora ini meningkat; dengan mengolah zat-zat simpanan (asam poli ß hidroksibutirat pada bakteri aerob atau senyawa polisakharida pada bakteri anaerob) terjadi konversi zat dalam jumlah besar. Selama lima jam pertama dari pembentukan spora sebagian besar protein sel induk spora dipecah. Sebagai bahan khas spora dibentuk asam dipikolinat (asam piridin.2,6 dikarbonat ).Dalam sel-sel vegetatif tidak terdapat asam ini. Ketika berlangsung sintesis asam dipikolinat terutama terjadi pengasupan ion Ca; dalam spora yang telah matang, asam ini terdapat dalam bentuk kalsium khelat dan dapat terdapat dalam jumlal l0 sampai 15% dari massa kering spora. Asam dipikolinat berada dalam protoplast spora dan hanya terkandung dalam endospora yang termoresisten
Pembentukan spora merupakan proses yang paling rumit pada diferensiasi sel bakteri. Proses ini dimulai dengan pembelahan sel tidak sama besar Dengan cara mencekik membran sitoplasma maka sebagian protoplast dipisahkan dari sel induk. Protoplast spora ini mengandung sebagian bahan inti, yaitu genom. Kini antara kedua protoplast tidak dilakukan pembentukan dinding sel, seperti yang terjadi pada pembelahan sel normal; protoplast spora lebih dikitari dan diselubungi oleh pertumbuhan membran sitoplasma sel induk. Penstiwa mi mengakibatkan bahwa protoplast spora dikelilingi oleh dua membran sitop!asma; masing masing membran ikut serta dalam pembentukan dinding spora. Membran protoplast spora mensintesis ke arah luar dinding sel kecambah; membran yang berasal dari sel induk mensintesis ke dalam kulit spora (korteks). Selubung spora luar dibentuk oleh sel induk; dan terdiri terutama dan senyawa polipeptida. Suatu selubung polipeptida tipis lain lagi, yaitu eksosporium, dibentuk oleh sel induk; selubung terdapat hanya pada sejumlah kecil bakteri (misalnya pada Bacillus cereus) dan membungkus spora sebagai selubung bentuk balon yang longgar. Menilik selubung berlapis ganda ini, maka mudah dapat dimengerti bahwa selubung ini merupakan 50% dan volume kering spora matang.
Pencetusan pembentukan spora. Spora sama sekali bukan obligat .sebagai tahap yang harus dijalani bakteri dalam “siklus kehidupannya”; pada ketersediaan kondisi nutrien yang menguntungkan, basilus mereproduksi diri sepanjang waktu tidak terbatas dengan cara pembelahan sebagai sel-sel vegetatif. Pembentukan spora baru dilakukan apabila tidak tersedia nutrien atau kalau produk-produk metabolismenya tertimbun.Spora baru dibentuk kalau kondisi umum mengizinkan;

Gambar 5-7 : Pembentukan spora bakteri (sporulasi)
. Dengan demikian pembentukan spora dikendalikan oleh faktor faktor lingkungan. Pada banyak peristiwa jumlah sel yang bersporulasi akan meningkat berlipat ganda, kalau pada mediumnya ditambahkan garam mangan. ,
Sifat-sifat spora matang.
Spora-spora dibebaskan dengan cara otolisis dan sel-sel induknya. Spora matang tidak menunjukkan aktivitas metabolisme. Spora memiliki resistensi tinggi terhadap pengaruh pemanasan, penyinaran dan senyawa kimia. Lebih lanjut ketahanan spora terhadap pemanasan hampir sebanding dengan kadar asam pikolinatnya.
Resistensi spora terhadap cahaya lebih tinggi daripada sel-sel vegetatif. Resistensi endospora terhadap senyawa kimia, dapat ditelusuri kembali pada kekedapan selubung spora terhadap banyak senyawa kimia.
Dalam bentuk spora bakteri dapat bertahan hidup laten untuk waktu panjang. Dalam tanah yang menempel pada tumbuh-tumbuhan dan herbarium di Kew Garden (Inggris) yang tersimpan dalam keadaan kering selama 200-320 tahun, hanya dapat ditunjukkan oleh sejumlah kecil spora Bacillus subtilis dan B.licheniformis yang mampu hidup. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 90 % spora akan kehilangan kemampuan hidup apabila disimpan di dalam tanah kering selama 50 tahun

Rangkuman
Bakteri merupakan mikrobia uniseluler yang pada umumnya bakteri tidak mempunyai khlorofil ,ada beberapa yang bersifat fotosintetik. Bakteri ada yang bersifat bebas, saprofit, dan parasit ,atau sebagai patogen pada manusia,hewan.dan tumbuh-tumbuhan. Bakteri tersebar luas di alam , di dalam tanah, di atmosfer, di dalam endapan-endapan lumpur, di air laut,sungai, sumber air panas, daerah antartika, di dalam tubuh manusia, hewan, dan tumbuhan,serta dalam bahan-bahan lain.
Bakteri sejati (Eubakteria) mempunyai 3 bentuk dasar : bentuk bulat (kokus), bentuk batang atau silindris,dan bentuk lengkung.. Bakteri berbentuk bulat digolongkan menjadi 6 macam/kelompo : mikrokokus, diplokokus, sterptokokus, tetra kokus, sarcina, sfafilokokus. Bentuk batang terdiri atas : diplobasili, streptobasili, palisade. Bentuk lengkung terdiri atas: koma/vibrio dan spiral.
Sel bakteri merupakan sel prokariot. Struktur halus sel bakteri yang tersusun atas : kapsula, dinding sel, membran sel, flagella, pili, mesosom, ribosom, inti sel, plasmid, granula-granula, dan spora. Spora merupakan alat bertahan diri bakteri terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan., jadi bukan merupakan alat perkembang biakan.

Soal-soal
1. Sebutkan dan beri gambaran macam-macam bakteri berbentuk bulat
2. Terangkan tentang bagian-bagian sel bakteri seperti tersebut di bawah ini (funsi, komponen penyusun,bentuk dll) :
a. Kapsula
b. Flagela
c. Mesosom
d. Plasmid
3. Apakah yang disebut bakteri gram positif dan bakteri gram negatif
4. Jelaskan perbedaan komposisi dinding sel bakteri gram positf dan gam negatif.
5. a. Apakah yang disebut spora bakteri dan apa fungsinya
b.Jelaskan tahapan-tahapan pembentukan spora (sporulasi) bakteri

Daftar Pustaka :
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi.1975 Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo.1986 Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.
Salle , AJ.1963. Fundamental Principles of Bacteriology Mc. Graw Hill Book Co. Inc. Kogakusha Ltd. Tokyo
Schlegel. H.G. terjemahanTejo Baskoro . Mikrobiologi Umum.Yogyakarta, Gadjah Mada University Press

V. JAMUR

Tujuan instruksional Umum :
Mahasiswa dapat :menjelaskan tentang macam-macam jamur ,sifat-sifat dan kehidupan jamur
Tujuan instruksional Khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan tentang:
• Batasan jamur
• Habitat jamur
• Klasifikasi Jamur
• Macam-macam bentuk/morfologi jamur
• Macam-macam spora dan cara pembentukannya

Jamur pada umumnya adalah jasad yang berbentuk benang multiseluler, tidak berkhlorofil dan belum mempunyai dffererensiasi dalam jaringan Peranan jamur di alam sangat besar Ada yang merugikan, maupun yang menguntungkan. Species-spesies jamur yang non patogen meliputi jamur-jamur yang melakukan perombakan bahan-bahan organik , di dalam tanah, kayu, dan bahan-bahan lain .Daya jamur juga banyak dipakai dalam industri fermentasi, misalnya fermentasi bahan organik, pembuatani antibiotik dan. lain-lain
Habitat jamur
Penyebaran jamur di alam sangat luas Jamur terdapat di dalam tanah, pada buah-buahan, dalam air, air laut, pada bahan organik, bahan makanan, dan bahan lain sebagal saprofit atau parasit pada, hewan,tumbuhan dan manusia Spora jamur beterbangan di udara Spora mi akan. berkecambah menjadi sel vegetatif jika jatuh di tempat yang memungkinkan untuk hidupnya
Morfologi dan struktur Jamur
Jamur benang tunbuh seperti massa, benang yang. bercabang.-.cabang yang disebut miselium . Masing-masing benang tunggal dari miselium disebut hife,
Ada dua tipe hife yaitu hife fertil dan. hife vegetatif,
Hife. fertil : yaitu hife yang dapat membentuk sel-sel reproduksi. atau spora—spora.Pada umumnya arah pertumbuhan hife ini ke atas Kalau arah pertumbuhan. hife fertil ini ke atas disebut hife udara (aerial hyphe) ,
.Hife vegetatif adalah hife yang berfungsi untuk menyerap zat-zat makan dari. substrat
Hife ada yang bersepta yang tidak. Hife. yang tak bérsepta; terdapat pada Phycomycetes : merupakan sel yang memanjang, bercabang-cabang dan terdiri atas sltopasma dengan banyak inti. Hife sernacam ini disebut soenositik
Morfologi jamur benang sangat penting artinya dalam identifikasi jamur. Hanya dengan melihat dari morfologinya, jamur benang sering dapat diidentifikasi sampai dengan genusnya ,bahkan spesies
Dikenal ada 4 macam klas jamur benang yaitu : Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deuteromycetes.
Kelas Phycomycetes
Anggota kelas ini seringkall disebut sebagai cendawan tingkàt rendah karena pada umumnya dianggap “primitif” dalam skala evolusi Kelas mikroorganisme ini demikian besar lagi heterogen sehingga beberapa ahli taksonomi membagi kelas Phycomycetes menjadi enam kelas terpisah. Ciri yang dipunyai bersama diantara mereka ialah tidak adanya septum di dalam hifa; ciri ini membedakannya dengan anggota-anggota ketiga kelas yang lainnya, yaitu Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deuteromycetes Phycomycetes yang penting dan segi medis sesungguhnya merupakan cendawan umum yang biasa terdapat dalam udara dan tanah, termasuk jamur roti yang umum yaitu Mucor dan Rhizopus.
Sebagian besar jamur ini termasuk ke dalam genus yang lebih tinggi tingkat perkembangannya di dalam kelas Phycomycetes dan bereproduksi baik secara aseksual maupun seksual. Mereka merupakan patogen oportunis; artinya, tidak menyebabkan penyakit pada inang sehat tetapi menyebabkan mikosis (infeksi oleh cendawan) pada inang terkompromi, yaitu orang orang yang sudah menjadi lemah karena penyakit. Infeksi seperti ini dapat bersifat sistemik (merata ke seluruh tubuh). Hifa fertil menghasilkan sporangium pada ujung sporangiospora. Pada talus Rhizopus, di samping hifa vegetatif dan sporangium terdapat juga hifa seperti akar yang pendek dan bercabang banyak yang disebut rizoid
Rhizopus stolonifer, kapang roti. Kapang ini membentuk rizoid, hifa somatik yang menembus substrat juga hifa fertil yang membentuk sporangium di ujung sporangiofor Stolon adalah filamen seperti akar yang menghubungkan kumpulan sporanglum.
Kelas Ascomycetes
Anggota-anggota kelas ini dicirikan oleh .pembentukan askus yang merupakan tempat dihasilkannya askospora Beberapa askomiset membentuk tubuh buah atau askokarp yang melingkungi askus bersama askosporanya Dan kurang lebih 15.000 spesies Ascomycetes, kebanyakan hidup sebagai saprofit. Di antara spesies yang parasitik, beberapa merupakan penyebab penyakit ,tumbuhan. “potato blight”.
Ciri-ciri yang mutlak harus dimiliki oleh setiap jamur yang dikelompokkan sebagai Ascomycetes.
1. Hifa bersekat-sekat; tiap sel lazimnya berinti lebih dari satu. Dalam hal ini Saccharomyces (ragi) merupakan kekecualian. Saccharomyces berupa sel-sel yang ber bentuk seperti telur, tidák membentuk hifa atau miselium; paling-paling kalau kekurangan oksigen dapat meinbentuk pseudomiselium. Dinding yang merupakan penyekat hifa mempunyai lubang di tengah, sehingga protoplasma dan sel yang satu dapat mengalir ke sel yang lain. Mengalirnya zat órganik dari sel ke sel dapat diikuti di bawah mikroskop. Sel-sel Ascomycetes dapat :berinti satu, dan dapat pula berinti banyak.
2. Ascomycetes tidak menghasilkan spora kembara Seluruh kehidupan telah disesuaikan dengan kehidupan di darat Beberapa spesies terdapat juga di air tawar maupun di air laut, namun mereka itu tidak hidup bebas dalam air, akan tetapi selalu pada suatu zat organik. Dalam hal ini mereka adalah saproba.
3. Ascomycetes mempunyai alat pembentuk spora yang disebut askus.. Askus ialah suatu sel yang serupa gelembung atau serupa tabung tempat terbentuknya askospora. Pada banyak spesies jumlah askospora itu 8, akan tetapi ada juga spesies-spesies yang mempunyai satu atau lebih dan seribu askospora dalam satu askus, hal ini bergantung kepada spesiesnya Askus terbentuk sebagaimana hasil pembiakan seksual
4. Cara pembiakan seksual Pada pokoknya pembiakan seksual berupa bersatunya dua inti yang kompatibel sehingga tenjadi zigot yang diploid. Pada Ascomycetes dua inti. yang kompatibel yang terkumpul dalam zigot tidak segera bersatu seperti halnya pada kebanyakan jamur tingkat rendah Biasanya kedua inti tersebut masing-masing. membelah diri secara bersama-sama, dan pembelahan ini diikuti dengan pembelahan sel; dengan demikian sel-sel baru mengandung dua inti juga. Kedua inti itu baru bersatu setelah terbentuk sel-induk-askus. Di dalam sel induk inilah terjadi persatuan antara kedua inti tersebut yang segera diikuti dengan meiosis dan mitosis, sehingga terbentuk 2, 4, 8 atau lebih askospora yang masing-masing mengandung satu inti haploid. Dalam hal ini ada juga spesies yang tidak mengikuti pola pembentukan askospora seperti diuraikan di atas.

Kelas Basidiomycetes
Basidiomycétes dicirikan oleh adanya basidiospora yang terbentuk di luar, pada ujung atau sisi basidium Basidiomycetes banyak dikenal meliputi jamur, cendawan papan pada pepohonan, dan cendawan karat serta cendawan gosong yang menghancurkan serealia. Jamur adalah tubuh buah, ataü Basidiokarp, yang mengandung basidia bersama basidiosporanya.
Ciri-ciri Basidiomycetes

1. Kebanyakan Basidiomycetes adalah makroskopik, hanya sedikit yang mikroskopik.,
2. Miselium terdiri atas hifa dengan sel-sel yang berinti satu; hanya pada tahap tertentu saja terdapat hife yang berinti dua.
3. Pembiakan vegetatif dengan konidia (oidia, artrospora) tidak menonjol. Tubuh buah pada umumnya berupa basidiokarp , cara pembiakan generatif tidak lazim, sehingga lazimnya berlangsung secara vegetatif(somatogami)
4. Basidium mémbawakan 2 atau 4 basidiospora masing-masing pada umumnya berinti satu dan haploid.
Di antara Basidiomycetes ada yang berguna bagi manusia, yaitu karena sedap dimakan, tetapi banyak juga yang merugikan manusia karena merusak tanaman piaraan dan kayu-kayu bangunan dan perabot rumah-tangga. Banyak jamur bersifat sangat beracun; mikotoksin yang dihasilkannya atau racun cendawan, dapat menyebabkan kematian jika termakan.

Diagram mengenai terjadinya askus dan basidium dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 5-1 : Pembentukan spora seksuil pada Ascomycetes dan Basidiomycetes
.Kelas Deuteromycetes
Kelas ini meliputi cendawan yang tingkat reproduksi seksualnya belum ditemukan. Namun demikian, untuk memudahkan dan karena tingkat konidiumnya begitu jelas dan tidak asing lagi, banyak spesies masih dianggap tergolong ke dalam kelas in! meskipun tingkat seksualnya sekarang telah diketahui dengan baik. Kapang yang tergolong genus Penicillium dan Aspergilus diklasifikasikan sebagai Deuteromycetes meskipun tingkat pembentukan askosporanya telah ditemukan pada beberapa spesies.
Sebagian besar cendawan yang patogenik pada manusia adalah Deuteromycetes. Mereka seringkali membentuk spora aseksual beberapa macam di dalam spesies yang sama, sehingga dapat membantu dalam mengidentifikasikannya di laboratorium. Di samping fase saprofitik yang berbentuk miselium, banyak di antaranya mempunyai fase parasitik seperti khamir.
Contoh beberapa morfologi Jamur

Gambar 5-2 : Rhizopus sp.

Gambar 5-3 Mucor sp

Gambar 5-4 : Aspergillus sp.

Gambar 5-5 : Penicillium sp

Gambar 5-6 : Monilia sp

Gambar 5-7 :Macam-macam spora aseksuil pada jamur

Benda buah. Dengan beberapa kekecualian askus benda buah (Ascocarpium). Benda buah ini merupakan selubung atau bantal dan di dalamnya organ-organ seksual berkembang menjadi matang. Anyaman hifanya memberi bentuk khas bagi benda buah. Dapat dibedakan tiga buah bentuk (Gambar5-8): 1. benda buah yang tertutup sempurna atau disebut kleistotesium, khas untuk Plectomycetes; 2. benda buah yang kebanyakan berbentuk botol, yaitu peritesium, khas untuk Pyrenomycetes dan 3. benda buah berbentuk cawan terbuka, yaitu apotesium, khas untuk Discomycetes. Selain mi terdapat juga cendawan dengan askus telanjang (Prow ascomycetes). Pada jamur Tuberales askokarpium tetap tertutup.

Gambar 5-8 : Macam –macam badan/benda buah jamur

Rangkuman
Jamur adalah jasad yang berbentuk benang multiseluler, tidak berkhlorofil dan belum mempunyai diferensiasi dalam jaringan. Beberapa jamur bersifat merugikan manusia karena merusak tanaman, dan kayu-kayu bangunan dan perabot rumah-tangga, bersifat sangat beracun; mikotoksin yang dihasilkannya atau racun cendawan dapat menyebabkan kematian jika termakan.. Jamur yang non patogen berperanan dalam melakukan perombakan bahan-bahan organik di dalam tanah, kayu, dan bahan-bahan lain, dan dalam industri fermentasi, misalnya fermentasi bahan organik, pembuatan antibiotik dan. lain-lain. Jamur di alam sangat luas
Jamur terdapat di dalam tanah, pada buah-buahan, dalam air, air laut, pada bahan organik, bahan makanan, dan bahan lain sebagal saprofit atau parasit pada, hewan,tumbuhan dan manusia
Jamur benang tumbuh seperti massa, benang yang. bercabang.-.cabang yang disebut miselium . Masing-masing benang tunggal dari miselium disebut hife. Morfologi jamur benang sangat penting artinya dalam identifikasi jamur. Ada 4 macam klas jamur benang yaitu : Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deuteromycetes.
Kelas Phycomycetes. Phycomycetes merupakan golongan jamur yang hifenya tidak bersepta, Ascomycetes jamur yang membentuk askus, Basidiomycetes jamur yang bersifat makroskopis, membentuk basidium, sedang Deuteromycetes merupakan jamur yang tidak dapat melakukan reproduksi seksual.

Soal-soal
1. Terangkan tentang beberapa peranan jamur bagi manusia, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan.
2. Terang dua macam hifa pada jamur berdasar pertumbuhan dan fungsinya .
3. Jelaskan ciri-ciri khusus jamur : Phycomycetes, Ascomycetes, Basidiomycetes, dan Deuteromycetes
4. gambar dan sebutkan ciri-ciri jamur di bawah ini :
a. Penicillium sp.
b. Rhozopus sp
c. Aspergillus sp.
d. Monilia sp.
5. Apakah yang disebut badan buah jammu ? Sebutkan macam-macam bentuk badan buah jamu

Daftar Pustaka

Dwidjoseputro,D. Pengantar Mikologi. 1978. Bandung, Penerbit Alumni
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.
Schlegel. H.G. terjemahanTejo Baskoro . Mikrobiologi Umum.Yogyakarta, Gadjah Mada University Press

VI. KHAMIR

Tujuan instruksional Umum :
Mahasiswa dapat :menjelaskan tentang ,sifat-sifat dan kehidupan khamirr
Tujuan instruksional Khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan tentang:
• Batasan khamir
• Habitat khamir
• Macam-macam bentuk/morfologi khamir
• Struktur halus khamir

Khamir merupakan fungi yang bersifat uniseluler mikroskopik Meskipun uniseluler namun berbeda dengan bakteri karena selnya menunjukkan perkembangan yang telah sempurna (eukariotik) Pada beberapa genus ada yang membentuk miselium dengan percabangan. Khamir hidupnya sebagian saprofit dan ada beberapa yang parasitik. Banyak khamir tergolong kelas Ascomycetes karena membentuk askospora. Saccharomyces cerevisiae salah satu khamir yang banyak digunakan untuk membuat roti, anggur, dan bir
Habitat khamir
Khamir tersebar luas di alam, tetapi tidak seluas daerah penyebaran bakteri. Pada umumnya khamir terdapat dipermukaan buah-buahan; di dalam debu, di tanah-tanah perkebunan buah-buahan; daun dan beberapa tanaman; nektar bunga; di permukaan dan di dalam tubuh serangga; di dalam cairan yang mengandung gula misalnya cairan buah, madu, sirup, melase dan lain-lain
Bentuk dan ukuran khamir
Ada beberapa macam bentuk khamir yaitu bulat atau “spheroid”, elips atau bulat telur; batang atau silindris; seperti buah jeruk, sosis dan lain-lain Bentuk sel khamir tetap, sehingga dapat membantu dalam identifikasi.
Ukuran khamir antara 1 – 9 mikron X 20 mikron,tergantung dan speciesnya;
Khamir tidak mempunyai flagela sehingga tidak dapat melakukan gerakan aktif.

Gambar 6-1 : Macam-macam bentuk khamir
Beberapa khamir dalam keadaan tertentu dapal mengalami dimorfisme yaitu dapat membentuk fase Y (Yeast, khamir bentuk sel tunggal dan fase F (Filamen, bentuk benang).Beberapa faktor keadaan sekitar misalnya temperatur rendah dapat berpengaruh kearah fase F . Keadaan-keadaan tertentu (darah, glukosa, senyawa-senyawa yang bergugusan —SH atau keadaan anaerob ) sering berpengaruh kearah fase Y disamping itu. ada pula bemacam-macam bahan (minyak arak, ion Cobalt) dapat menginduksi dan fase Y ke fase F.Contoh Khamir yang membentuk fase F yang jelas adalah Candida sp.
Struktur halus khamir

Gambar 6-2 : Struktur halus sel khamir

Daur hidup khamir umum . Schizosaccharomyces. Khamir ini bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan biner. Reproduksi seksualnya dengan konyugasi sel-sel kompatibel diikuti dengan pembentukan askospora haploid. Askospora diploid dihasilkan dengan konyugasi askospora

Gambar 6-3 : Daur hidup sel khamir

Rangkuman
Khamir merupakan fungi yang bersifat uniseluler mikroskopik , sel bersifat eukariotik,.sebagian saprofit dan ada beberapa yang parasitik. Banyak khamir tergolong kelas Ascomycetes karena membentuk askospora.. Khamir yang banyak digunakan untuk membuat roti, anggur, dan bir. Khamir tersebar luas di alam, tetapi tidak seluas daerah penyebaran bakteri. Pada umumnya khamir terdapat dipermukaan buah-buahan; di dalam debu,daun dan beberapa tanaman; nektar bunga; di permukaan dan di dalam tubuh serangga; di dalam cairan yang mengandung gula misalnya cairan buah, madu, sirup, melase dan lain-lain
Ada beberapa macam bentuk khamir yaitu bulat atau “spheroid”, elips atau bulat telur; batang atau silindris; seperti buah jeruk, sosis dan lain-lain Bentuk sel khamir tetap, sehingga dapat membantu dalam identifikasi Beberapa khamir dalam keadaan tertentu dapal mengalami dimorfisme yaitu dapat membentuk fase Y (Yeast, khamir bentuk sel tunggal dan fase F (Filamen, bentuk benang).
Tidak seperti halnya bakteri, sel khamir mengandung inti sejati, mitokondria, retikulum endoplasma , disamping bagian-bagian lain seperti dinding sel, membrane sel, ribosom, serta bagian-bagian lain seperti halnya bakteri. Spora khamir berfungsi sebagai alat reproduksi.

Soal-soal :
1. Sebutkan dimana habitat khamir
2. Sebutkan beberapa peranan khamir bagi manusia
3. Apakah yang disebut dimorfisme pada khamir dan sebutkan faktor-faktor yang mendorong
4. Gambar dan sebutkan bagian-bagian sel khamir
5. Gambar dan beri keterangan tentang daur hidup khamir

Daftar Pustaka

Dwidjoseputro,D. Pengantar Mikologi. 1978. Bandung, Penerbit Alumni
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.
Schlegel. H.G. terjemahanTejo Baskoro . Mikrobiologi Umum.Yogyakarta, Gadjah Mada University Press

VII.VIRUS:

Tujuan instruksional umum :
Mahasiswa dapat menjelaskan tentang sifat-sifat dan kehidupan virus
Tujuan instruksional khusus : mahasiswa dapat menjelaskan tentang :
• Sifat-sifat virus
• Macam-macam bentuk dan struktur virus
• Cara perkembang biakan virus

Sebutan virus mula-mula digunakan untuk agen penyebáb penyakit yang belum banyak diketahui. Pengertian ini tetap dipakai untuk sekelompok penyebab yang ditemukan oleh von IWANOVSKI pada tahun 1892 yang mampu menembus saringan bakteri, kemudian disebut “virus yang dapat ditapis” atau disingkat “Virus”. Virus berbeda dari mikroorganisme lain .
Sifat-sifat virus yang penting antara lain
1. Virus hanya mengandung salah satu asam nukleat saja, DNA atau RNA.Untuk reproduksinya hanya diperlukan satu asam nukleat saja.
2. Parasit obligat. Virus tidak memiliki kemampuan untuk tumbuh dan memperbanyak diri di luar sel-sel hidup
3. Satuan struktur virus disebut virion ( organisme hidup yang lain disebut sel)
4. Tidak dapat ditumbuhkan dalam medium buatan
5. Tidak mengandung enzim-enzim metabolisme
6. Dapat dikristalkan
Dengan demikian virus bukan organisme yang berkemampuan hidup mandiri, tetapi memanfaatkan sel-sel hidup untuk memperbanyak diri. Multiplikasi terjadi dalam sel-sel hospes. Untuk dapat mereplikasi asam nukleat virus dan sintesis protein sebagai selubungnya, virus menggantungkan diri pada sel-sel hospes. Perkembangan virus mengakibatkan kematian sel hospes. Di luar sel hospes, virus terdapat sebagai partikel virus, yaitu virion. Virion . terdiri atas asam nukleat dan selubung proteinnya, yang disebut kapsid. Partikel virus ini dinamakan nukleokapsid.
Kehadiran virus dapat diketahui dari akibat yang ditimbulkan pada hospes. Virus merusak seluruh kompleks sel dan menimbulkan kerusakan jaringan, bercak-bercak nekrosis dan piringan lisis Lazimnya, hospes virus yaitu tumbuh-tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme.
Virus tumbuh-tumbuhan. Virus tumbuh-tumbuhan memasuki bagian dalam se! melalui cedera, virus tidak dapat memasuki tumbuh.tumbuhan secara aktif. Penetapan kuantitatif virus tumbuh-tumbuhan didasarkan atas adanya pembentukan nekrosis di sekitar cedera primer buatan. Di alam virus ditularkan dengan cara kontak langsung atau melalui vektor. Kerap kali virus masuk melalui cedera dalam daun yang disebabkan oleh gosokan. Cuscuta dengan hastoriumnya memasuki tumbuh-tumbuhan dan membentuk dengan sistem berkas utamanya hubungan antara sesama tumbuh-tumbuhan yang dapat dipakai untuk mengangkut virus. Sejumlah besar virus ditularkan melalui serangga. Virus kerap memperbanyak diri dalam saluran cerna serangga. Virus ini disebut virus persisten, pada peristiwa demikian, infeksi baru pada tumbuhan baru dapat terjadi setelah masa inkubasi tertentu pada serangga.Virus yang tidak persisten ditularkan dengan sengatan serangga langsung.
Sejumlah besar penyakit tumbuh-tumbuhan ditimbulkan oleh virus. Yang mempunyai nilai ekonomi besar ialah virus kentang. Virus yang paling banyak diteliti ialah virus mosaik tembakau (TMV). Bahan genetik virus tumbuh-tumbuhan adalah RNA.
Virus patogen untuk hewan. Pada manusia dan hewan virus menimbulkan penyakit: cacar, cacar air, campak, rabies, poliomielitis, infeksi influensa, pilek, penyakit mulut teracat. Virus ini juga ditularkan melalui kontak langsung atau melalui vektor serangga Untuk dapat melakukan penelitian terhadap virus di laboratorium diperlukan hewan percobaan atau telur ayam yang sudah dieram. Virus dapat juga diperbanyak dalam kultur jaringan dan ditetapkan secara kuantitatif. Bahan genetik virus hewan adalah DNA atau RNA.
Virus bakteri. Virus yang menginfeksi bakteri sebagai sel-sel hospes, adalah bakteriofag. Hampir tidak ada satu bakteripun, sesudah diadakan penelitian cermat, yang tidak dapat ditemukan mengandung virus. Kehadiran bakteriofag diisyaratkan oleh kekosongan-kekosongan dalam padang pertumbuhan bakteri. Dalam suspensi bakteri, bakteriofag amat cepat memperbanyak diri, sehingga dalam waktu singkat, sejumlah bakteri dihancurkan. Asam nukleat bakteriofag juga berbentuk DNA heliks rangkap atau tunggal, atau RNA heliks tunggal. Sebagai obyek model telah diteliti bakteriofag E. coli. Penelitian pada bakteriofag dan pelbagai siklus perkembangannya telah memberi pemahaman esensial mengenai mekanisme pengalihan bahan genetik dari sel ke sel.
Susunan Virus.
Partikel virus yang dinamakan virion, terdiri atas asam nukleat (DNA atau RNA), yang dibungkus oleh suatu selubung protein. Selubung protein ini dinamakan kapsid. Satuan yang terdiri dari kapsid dan asam nulkleat, yaitu nukleokapsid mungkin terdapat dalam keadaan telanjang atau terbungkus oleh suatu membran selubung Sebagai contoh nukleokapsid telanjang dapat dikemukakan virus mosaik tembakau, virus kutil (verucca), dan adenovirus. Dan sebagai contoh nukleokapsid yang dibungkus membran selubung ialah virus influenza dan virus herpes.

Heliks telanjang Heliks bersarung Ekosaeder telanjang Ekosaeder bersarung
Gambar 7-1 Jenis-jenis partikel virus

Gambar 7-2 : Macam-macam bentuk virus
Kapsid terdirj dan sub-subbagian, yaitu kapsomer. Kapsid kebanyakan simetrik, ada dua jenis simetri, simetri heliks dan simetri kubus. .
Virus mosaik tembakau. Virus mosaik tembakau (TMV) merupakan contoh untuk virion dengan simetri heliks. Dapat diperoleh dan getah perasan tumbuh-tumbuhan yang sakit TMV. Virus ini nampak sebagai batang kecil dengan penampang 18 nm Nukleokapsidnya berbentuk batang, terdiri dari Iebih kurang 2.100 kapsomer. Kapsomer-kapsomer ini tersusun di atas garis sekrup (heliks) dan membentuk tabung berongga. Setiap kapsomer terdiri dan satu rantai polipeptida dengan rangkaian 158 asam amino yang urutannya diketahui. Dalam dinding berongga .ini disisipkan RNA di antara kapsomer, dan heliks RNA mengikuti ganis sekrup.

Gambar 7-3 : Struktur virus TMV

Virus Bakteri (Bakteriofag)
Mikroskop elektron telah memungkinkan ditentukannya ciri ciri struktural virus bakterial. Semua fage mempunyai inti asam nukleat yang ditutupi oleh selubung protein, atau kapsid. Kapsid ini tersusun dari subunit-subunit morfologis (seperti tampak pada mikroskop elektron) yang disebut kapsomer. Kapsomer terdiri dan sejumlah subunit atau molekul
Protein yang disebut protomer

.
Gambar 7.4 : Struktur bakteriofag
Struktur fage
Fage, seperti halnya semua virus, dijumpai dalam dua bentuk struktural yang mempunyai simetri kubus atau helikaL Pada penampilan keseluruhan, fage kubus adalah benda padat teratur. atau lebih spesifiknya, polihedral (tunggal, polihedron); sedangkan fage helikal berbentuk batang. Pada banyak bakteriofage kepalanya polihedral tetapi ekornya berbentuk batang Fage polihedral adalah ikosahedra; yaitu, kapsidnya bersegi 20, masing-masing merupakan segitiga sama sisi. Keduapuluh segi ini bersatu membentuk 12 puncak. Pada kapsid yang paling sederhana, ada satu kapsomer pada setiap puncak; kapsomer ini dikelilingi oleh lima kapsomer lain Kapsid-kapsid yang lain bisa terdiri dan beratus-ratus kapsomer, tetapi kesemuanya itu berdasar pada model yang sederhana ini. Kepala fage yang memanjang merupakan derivatif ikosahedron.
Reproduksi virus bakterial
Banyak dan apa yang diketahui mengenai reproduksi bakteriofage telah diperoleh dari penelitian mengenai fage-fage benomor genap yang virulen pada E. coli (T2, T4, 16). Kita akan menggunakan fage-fage ini sebagai suatu model untuk membahas reproduksi fage.
Adsorpsi dan penetrasi
Langkah pertama pada reproduksi suatu bakteriofage ialah adsorpsi. Disini ujung ekor virus menjadi melekat pada dinding sel Pelekatan itu khusus bagi virus-virus tertentu tersebut dan bakteri yang rentan mempunyai konfigurasi molekular yang komplementer pada situs-situs penerimanya yang berlawanan.. Penetrasi yang sesungguhnya oleh fage ke dalam sel inang bersifat mekanis, tetapi mungkin dipermudah oleh suatu enzim, lisozim yang dibawa pada ekor fage yang mencernakan dinding sel. Penetrasi tercapai bila: (1) serabut ekor virus melekat pada sel dan ekor terikat erat pada dinding sel (2) seludang sel berkontraksi, mendorong inti ekor ke dalam sel melalui dinding sel dan membran sel; (3) virus itu menginfeksikan DNA nya seperti sebuah alat suntik
Replikasi,perakitan, dan lisis
Bahan virus yang memasuki sel adalah asam nukleat (RNA atau DNA) yang membawa informasi yang diperlukan bagi sintesis partikel-partikel virus baru. Segera setelah infeksi
asam nukleat virus ke dalam sel inang, DNA bakteri akan dirusak dan virus akan

Gambar 7-5 :Virus menginfeksi bakteri dengan cara menginjeksikan isi kepala (asam nukleat) virus melalui sebuah lubang tusukan yang dibuat pada dinding sel . Asam nukleat ini kemudian mengendalikan metabolisme sel den mengarahkan bakteri untuk mensintesis asam nukleat virus serta protein dan bahan-bahan lain untuk membentuk virus baru. Dinding sel bakteri akan mengalami lisis dan virus akan terbebaskan

mengambil alih perlengkapan dan proses metabolik sel inang, menyebabkannya membuat asam nukleat virus ketimbang asam nukleat bakteri. Kira-kira 25 menit setelah infeksi awal. sejumlah 200 bakteriofage baru telah terakit (dan sel bakteri itu pun meledak pecah, membebaskan fage-fage baru itu untuk menginfeksi bakteri-bakteri lain dan memulai lagi daur tersebut
Seperti diperlihatkan pada Gambar 7-5 tahapan pertama ialah periode laten (selama waktu ini tidak dapat diperagakan adanya virus yang dapat menginfeksi) dlikuti oleh periode naik (disebabkan oleh lisis sel dan pembebasan sejumlah besar fage. Daur hidup ini juga dapat dijumpai pada virus-virus yang lain pada umumnya.

Rangkuman
Virus bukan organisme yang berkemampuan hidup mandiri, hidup dan memperbanyak diri. dalam sel-sel hospes. Virus hanya mengandung salah satu asam nukleat saja, DNA atau RNA .Untuk reproduksinya hanya diperlukan satu asam nukleat saja. Virus bersifat. parasit obligat, tidak dapat ditumbuhkan dalam medium buatan, tidak mengandung enzim-enzim metabolisme, dan dapat dikristalkan Pada manusia dan hewan virus menimbulkan penyakit: cacar, cacar air, campak, rabies, poliomielitis, infeksi influensa, pilek, penyakit mulut.
.Hospes virus yaitu tumbuh-tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. Di alam virus ditularkan dengan cara kontak langsung atau melalui vektor. Sejumlah besar virus ditularkan melalui serangga. Virus kerap memperbanyak diri dalam saluran cerna serangga, disebut virus persisten, Virus yang tidak persisten ditularkan dengan sengatan serangga langsung.
Satuan struktur virus disebut virion.Virion ,terdiri atas asam nukleat (DNA atau RNA), yang dibungkus oleh suatu selubung protein. Selubung protein ini dinamakan kapsid. Satuan yang terdiri dari kapsid dan asam nulkleat disebut nukleokapsid Kapsid terdirj dan sub-subbagian, yaitu kapsomer. ,
Bentuk dasar virus ada 2 macam yaitu fage kubus dan fage helical. Fge kubus adalah benda padat teratur. atau lebih spesifiknya, polihedral (tunggal, polihedron); sedangkan fage helikal berbentuk batang. Pada banyak bakteriofage kepalanya polihedral tetapi ekornya berbentuk batang
Fase penyerangan virus pada hospes meliputi : fase adsorpsi, penetrasi, replikasi, perakitan, dan lisis.

Soal-soal
1. Terangkan tentang sifat-sifat dan karakteristik virus
2. Terangkan tentang virus mozaik tembakau ( bentuk, komponen penyusun, serta sifat-sifat yang lain)
3. Gambar dan beri keterangan tentang virus bakteri (bakteriofag)
4. Jelaskan tentang fase –fase perkembangan (cara reproduksi) virus pada jasad inang

Daftar Pustaka
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi.1975 Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo.1986 Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.
Salle , AJ.1963. Fundamental Principles of Bacteriology Mc. Graw Hill Book Co. Inc. Kogakusha Ltd. Tokyo
Schlegel. H.G. terjemahanTejo Baskoro . Mikrobiologi Umum.Yogyakarta, Gadjah Mada University Press

VIII. NUTRISI DAN METABOLISME MIKROBIA

Tujuan instruksional umum :
Mahasiswa dapat menjelaskan tentang kebutuhan nutrisi dan metabolisme mikrobia
Tugas instruksional khusus : mahasiswa dapat menjelaskan tentang :
• Macam-macam kebutuhan dan fungsi makanan/nutrisi bagi mikrobia
• Penggolongan organisme hidup/mikrobia berdasar kebutuhan sumber karbon, sumber energi, dan sumber donor elektron
• Prinsip-prinsip/azas-azas metabolisme dan alur metabolisme pada mikrobia
• Prinsip reaksi oksidasi-reduksi dan penghasilan energi di dalam metabolisme
• Bermacam-macam biokonversi oleh bakteri tanah

Nutrisi mikrobia
Seperti halnya organisme hidup yang lain , untuk mempertahankan hidupnya mikrobia juga membutuhkan makanan (nutrisi) Organisme hidup ada yang hanya dapat menggunakan makanan dalam bentuk padat dan ada pula yang dala m bentuk cair. Jasad yang dapat menggunakan makanan dalam bentuk cair tergolong tipe holofitik dan yang menggunakan makanan dalam bentuk padat disebut holozoit.Jasad holofitik dapat juga menggunakan makanan dalam bentuk padat tetapi makanan tersebut sebelumnya harus dicerna terlebih dahulu diluar sel dengan pertolongan enzim ekstra seluler.
Penggolongan bahan makanan (sumber nutrien)
Bahan makanan yang diperlukan oleh jasad pada umumnya dapat digolongkan menjadi 7 golongan, yaitu :
1. Air
2. Sumber energi
3.Sumber karbon
4, Sumber Nitrogen
5, Sumber ekseptor dan donor elektron
6.Sumber mineral penting
7. Faktor tumbuh
1. Air
Merupakan komponen utama sel mikrobia dan organisme hidup pada umumnya. Fungsi air sebagai sumber oksigen, bahan pelarut, bahan pentranspor/ pengangkut dalam metabolisme,dan sebagai reagensia penting pada beberapa reaksi metabolisme
2. Sumber energi
Ada beberapa macam sumber energi pada mikrobia, yaitu senyawa-senyawa organik, senyawa anorganik yang dapat dioksidasi dan matahari.
3. Sumber Karbon
Sumber karbon untuk mikrobia dapat berbentuk senyawa organik maupun anorganik. Sumber karbon organik antara lain : senyawa karbohidrat, asam-asam organik, senyawa polialkohol dll. Sedang sumber kkarbon anorganik antara lain senyawa-senyawa karbonat dan senyawa CO2
4. Sumber akseptor dan donor elektron
Proses oksidasi biologi merupakan proses pengambilan dan pemindahan elektron dari substrat. Oleh karena elektron di dalam sel tidak dapat berada dalam keadaan bebas, maka harus ada sesuatu yang segera dapat menangkapnya. Penangkap elektron tersebut disebut akseptor elektron.
Akseptor elektron adalah suatu agensia pengoksidasi. Pada mikrobia, yang dapat berfungsi sebagai akseptor elektron adalah : oksigen. senyawa-senyawa organik, nitrat, nitrit, Sulfat, Fe 3+ , dan N2O. Sedang donor elektron /hidrogen antara lain : hidrogen, air, amoniak, dan asam sulfida.
6. Sumber Nitrogen
Mikrobia dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk senyawa organik seperti protein, asam amino, dan senyawa anorganik seperti senyawa amonium dan nitrat. Beberapa mikrobia ada yang dapat menggunakan nitrogen udara (N2) sebagai sumber nitrogennya, mikrobia ini disebut mikrobia penambat nitrogen
6. Sumber mineral penting
Mineral merupakan bagian dari sel . Unsur utama penyusun sel adalah karbon. oksigen, nitrogen dan fosfor. Unsur-unsur yang lain adalah K, Ca, Mg,S, Cl,Na. Sedang unsur mineral yang dibutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit adalah Fe, Mn, Co, Bo, Zn, Mo, dan Al.
Selain berfungsi sebagai penyusun sel, unsur-unsur mineral juga berfungsi sebagai pengatur tekanan osmosis, kadar ion hidrogen,permeabilitas membran, potensial oksidasi reduksi suatu medium.
7. Faktor tumbuh
Faktor tumbuh adalah senyawa organik yang dibutuhkan bagi pertumbuhan (sebagai prekursor atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis oleh sel dari sumber karbon yang sederhana.Senyawa-senyawa ini hanya dibutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit.
Berdasar sruktur dan fungsinya dalam metabolisme, faktor tumbuh dapat digolongkan atas : asam-asam amino(sebagai penyusun protein), purin dan pirimidin (sebagai penyusun asam nukleat), dan vitamin vitamin(sebagai gugus prostetis koenzim)
Penggolongan jasad (mikrobia) berdasar kebutuhan nutrisi
Berdasar kebutuhan nutrisinya jasad dapat digolongakan ke dalam
A. berdasar sumber karbonnya : Jasad dapat digolongkan ototrof dan heterotrof
Jasad ototrof adalah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa anorganik (CO2 dan senyawa-senyawa karbonat). Jasad heterotrof adalah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik
Jasad heterotrof dibedakan lagi menjadi 2 macam yaitu yang bersifat saprofit dan parasit.
Jasad saprofit adalah jasad yang dapat menggunakan bahan-bahan organik dari sisa jasad hidup atau pada jasad yang telah mati.Jasad parasit adalah jasad hidup pada jasad lain dengan menggunakan bahan-bahan dari jasad inangnya(hospes). Jasad parasit yang dapat menyebabkan penyakit disebut patogen
B.Berdasar atas sumber energi
Berdasar atas sumber energinya jasad hidup/mikrobia dapat digolongkan menjadi jasad fototrof (sumber energi dari sinar matahari) dan jasah khemotrof (sumber energi dari senyawa kimia.)
Berdasarkan sumber karbon dan sumber energinya organisme hidup dapat digolongkan mejadi 4 golongan yaitu : fotoototrof, khemo ototrof, fotoheterotrof,dan dan khemoheterotrof. Perbedaan keempat golongan tersebut adalah

Tabel 8-1: Penggolongan jasad berdasar sumber karbon dan sumber energi
No. Jasad Sumber karbon Sumber energi
1.
2.
3.
4. Fotoototrof
Fotoheterotrof
Khemoototrof
Khemoheterotrof Senyawa anorganik
Senyawa organik
Senyawa anorganik
Senyawa organik Cahaya matahari
Cahaya matahari
Senyawa anorganik
Senyawa organik

C. Berdasar atas sumber donor elektron/hidrogen
Dapat digolongkan menjadi 2 golongan yaitu : Jasad organotrof ( sumber donor elektron dari senyawa kimia) dan jasad litotrof yang dapat menggunakan sumber donor electron dari Senyawa anorganik.
Berdasarkan atas sumber energi dan sumber donor donor elektron jasad hidup dapat digolongkan menjadi 4 golongan : jasad fotolitotrof,fotoorganotrof. khemo litotrof dan khemoorganotrof
Perbedaan ke empat golongan tersebut adalah :
Tabel 8-2 : Penggolongan jasad hidup berdasar sumber donor elektron dan sumber energi
No. Jasad Sumber donor elektron Sumber energi
1.
2.
3.
4. Fotolitototrof
Fotoorganotrof
Khemolitotrof
Khemoorganotrof Senyawa anorganik
Senyawa organik
Senyawa anorganik
Senyawa organik Cahaya matahari
Cahaya matahari
Senyawa anorganik
Senyawa organik

C, Azas-azas Metabolisme dan alur metabolisme.
Seperti halnya jasad hidup pada umumnya, mikrobia memerlukan energi dan bahan-bahan untuk membangun tubuhnya (untuk sintesis protoplasma dan bagian-bagian sel yang lain) Bahan-bahan tadi disebut nutrien. Untuk dapat menggunakan energi dari bahan -bahan tadi sel melakukan kegiatan kegiatan yang menyebabkan perubahan-perubahan kimia di dalam sel. Semua reaksi terarah yang terjadi di dalam sel disebut metabolisme Reaksi-reaksi di dalam sel hanya mungkin terjadi karena katalisator organik (biokatalisator)yang disebut enzim.
Metabolisme adalah semua perubahan kimia yang terjadi di dalam sel. Metabolisme dan kata bahasa Romawi metabole yang berarti perubahan.
Proses perubahan kimia yang terjadi dalam sel ada 2 yaitu:
1. Anabolisme (Biosintesis) : merupakan proses pembentukan komponen sel dari nutrien sederhana yang diperoleh dari lingkungannya. Pada proses ini diperlukan energi.
2. Katabolisme: merupakan proses pemecahan bahan kimia atau nutrien dari lingkungannya menjadi energi dan hasil samping. Energi yang dihasilkan selama proses katabolisme digunakan untuk pergerakan dan pertumbuhan.
Selain kedua proses perubahan tersebut ada proses yang disebut amfibolisme yaitu reaksi kimia dalam sel yang selain menghasilkan energi dalam bentuk ATP (ester fosfat) juga menghasilkan prekursor metabolit (asam organik).
Komponen-komponense! seperti sitoplasma, flagela, nukleotida, , nukleus, dsb tersusun atas senyawa-senyawa makromolekul yang merupakan senyawa protein, polisakanida (glikogen, lipopolisakanida, peptidoglikan), lemak, dan asam nukleat (DNA dan RNA). Senyawa makromolekul tersebut merupakan senyawa polimer dan senyawa monomemya yang disebut senyawa building block Senyawa building block berupa 20 macam asam amino (penyusun protein), 25 macam gula (penyusun polisakanda), 8 macam asam lemak (penyusun lemak), dan 8 macam nukleotida (penyusun asam nukleat). Senyawa building block ini dibentuk dari senyawa prekursor metabolit dengan bantuan ATP dan senyawa reducing power (NAD, dsb.),
D. Reaksi Oksidasi dan Reduksi di dalam sel
Reaksi yang terjadi selama metabolisme sebagian besar adalah reaksi kimia yang termasuk dalam reaksi oksidasi dan reduksi. Oksidasi adalah reaksi penghilangan elektron, sebaliknya reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron Reaksi oksidasi dan reduksi berperan dalam penggunaaan energi kimia pada organisme hidup. Di dalam metabolisme makhluk hidup, yang terjadi tidak hanya penghilangan elektron saja, tetapi juga diikuti oleh protonnya atau ion H ( yang berpindah tiap satuan adalah 2 ion H )
Dalam suatu reaksi oksidasi selalu terjadi juga reaksi reduksi. Sehingga dalam reaksi reduksi dan oksidasi (redoks) dari bahan biologi selalu ada yang berperan sebagai donor elektron dan yang lain berperan sebagai penerima elektron. Senyawa donor elektron disebut pereduksi, dan setelah reaksi, senyawa donor tersebut akan teroksidasi. Sedangkan senyawa penerima elektron disebut oksidator, dan setelah bereaksi senyawa tersebut akan tereduksi. Sebagai contoh misalnya reaksi sebagai berikut:
2H + ½ 02 H2O
H : merupakan pereduksi = donor elektron , mengalami oksidasi
02: merupakan oksidator = penerima electron, mengalami reduksi
Dalam proses katabolisme (proses peruraian), senyawa pemberi elektron merupakan senyawa sumber energi. Proses peruraian senyawa tersebut akan menghasilkan energi yang biasanya dirubah dalam bentuk senyawa ATP.
E. Peredaran Energi dan Karbon
Baik sepanjang pertumbuhan maupun sepanjang masa istirahat, sel-sel vegetatif memerlukan penambahan energi secara terus-menerus. Sel hidup merupakan keadaan materi yang sangat terorganisasi. Tidak hanya untuk membangun keadaan terorganisasi ini saja diperlukan pemakaian energi, tetapi juga untuk mempertahankan keadaan ini. Untuk mempertahankan keadaan hidup ini maupun untuk sintesis baru komponen-komponen sel, organisme memperoleh energi yang diperlukan dari metabolisme, yaitu dengan transformasi terkendali zat-zat di dalam sel. Sebagai sumber energi adalah bahan-bahan makanan yang diambil dari sekitarnya. Di dalam sel bahan-bahan ini dirubah oleh sederetan reaksi enzimatik bergandengan dan berurutan, melalul alur metabolisme yang spesifik. Hasil metabolisme memenuhi dua fungsi penting, yaitu menyediakan tahap awal bagi komponen sel dan menyediakan energi untuk proses lain yang memerlukan energi.
r
Gambar 8-1 : Peredaran energi dan karbon
Pada peredaran karbon dan energi terdapat dua proses yang berbeda: yang disertai dengan fiksasi karbon dioksida dan pembebasan oksigen, dan mineralisasi bahan organik yang disertai dengan pemakaian oksigen dan pembebasan karbon dioksida. Pada pertukaran massa ini, proses yang paling mencolok, yaltu perubahan karbon anorganik berbentuk gas (karbon dioksida), menjadi senyawa organik dalam bentuk setengah padat atau padat, dan proses sebaliknya
Sudah sejak J.R. MEYER (1848) merumuskan: tumbuh-tumbuhan menyerap kekuatan, yaitu cahaya dan rnenghasilkan kekuatan, yaitu energi kimiawi .Dengan fotosintesis energi cahaya dan matahari dirubah menjadi energi kimia, dengan mengurai air menjadi oksigen dan hidrogen. Hidrogen diikatkan pada karbon ( karbon dioksida)) sehingga terbentuk sebuah keadaan meta-stabil Energi kimia yang disediakan oleh tumbuh-tumbuhan merupakan sumber energi untuk semua jasad organotrof yang melakukan respirasi aerob. Organisme ini melepaskan lagi hidrogen dari ikatannya pada karbon dan membebaskannya bersama oksigen dengan memproduksj energi. Oksidasi hidrogen ini terjadi bertahap, sehingga energi yang dibebaskan porsi demi porsi diubah menjadi energi biokimia
Transformasi zat di dalam sel (pertukaran zat = metabolisme) dari nutrien sederhana seperti glukosa, asam-asam lemak berantai panjang atau juga senyawa aromatik, yang berlanjut ke sintesis bahan sel dapat disederhanakan menjadi tiga bagian utama. Zat makanan mula-mula dipecah menjadi pecahan-pecahan kecil (pemecahan = katabolisme) dan dalam reaksi metabolisme intermediar atau amfibolisme dirubah menjadi sederetan senyawa asam anorganik dan ester fosfat. Kedua alur metabolisme ini bersambungan secara halus. Kebanyakan senyawa berbobot molekul rendah ini, merupakan substrat untuk sintesis senyawa-senyawa bangunan sel. Senyawa bangunan sel ini ialah asam-asam amino, basa-basa purin dan pirimidin, fosfat gula, asam-asam organik dan metabolit-metabolit lain. Sebagian zat-zat ini merupakan produk akhir dan rantai biosintesis yang panjang. Dari senyawa bangunan ini dibentuk senyawa makromolekul polimer (asam nukleat, protein, bahan cadangan, komponen dinding sel dan lain-lain), yang menyusun sel. Kedua bagian dan biosintesis bahan-bahan sel mikrobia yaitu sintesis bangunan dan sintesis polimer, disatukan menjadi metabolisme sintesis atau anabolisme
Kesatuan dalam biokimia.. Alur metabolisme utama pada semua makhluk hidup boleh dikata identik. Terdapat hanya sejumiah kecil kelompok bakteri yang dimodifikasi skema dasarnya, alur-alur tertentu lebih menonjol, ada alur yang diperpendek atau alur yang cacat. Rancangan metabolisme mikroorganisme dengan rnudah dapat dikembalikan kepada skema umum yang sama..

Gambar 8-2: Transformasi zat di dalam sel

F. Biokonversi aerob dan anaerob oleh bakteri tanah
Suatu jenis metabolisme dapat tetap berlangsung dan dipertahankan meskipun tanpa oksigen bebas. Dalam metabolisme/respirasi oksigen berfungsi sebagai pengikat/akseptor hidrogen dan elektron yang terakhir. Dalam keadaan tanpa oksigen , yang berfungsi sebagai pengganti/pengmban oksigen pada reaksi ini adalah nitrat, sulfat, belerang, karbonat atau senyawa-senyawa lain; zat-zat ini akan berfungsi sebagai akseptor hidrogen yang terakhir/ akseptor hidrogen terminal, sehingga akan direduksi oleh hidrogen substrat. Kemampuan memindahkan elekiron pada senyawa-senyawa tersebut., menyebabkan bakteri mengambil alih kedudukan, dan dapat mengoksidasi substrat juga tanpa memerlukan oksigen molekul

Gambar 8-.3 Proses perolehan energi d fosforilasi transport elektron pada kondisi aerob dan anaerob juga disebut “respirasi aerob” dan “respirasi anaerob”.
Bakteri yang tergolong dalam kelompok ini memiiki sistem transport elektron dan pada umumnya mengandung sitokrom. Perolehan energi dengan cara fosforilasi transport elektron dengan “pengemban oksigen” yang telah disebutkan (yang lebih baik disebut akseptor hidrogen terminal) menurut jenisnya mirip respirasi dengan oksigen sebagai akseptor hidrogen terminal. Karena peristiwa ini berlangsung pada kondisi anaerob, maka disebut juga respirasi anaerob”. Respirasi anaerob dapat dibedakan menjadi “respirasi nitrat”, “respirasi sulfat”, “respirasi karbonat” dan lain-lain . Bakteri yang mampu melakukan “respirasi anaerob” dengan akseptor hidrogen anorganik (nitrat, sulfat, karbonat) memegang peranan amat besar dalam kerumahtanggaan alam maupun dalam perekonomian.
Denitrifikasi dan reduksi nitrat
Nitrat oleh mikroorganisme dimanfaatkan untuk dua tujuan: 1. Seperti kebanyakan tumbuh-tumbuhan, banyak bakteri mampu mengolah nitrat sebagai sumber nitrogen untuk mensintesis komponen-komponen sel yang mengandung nitrogen. Reduksi nitrat secara asimilasi dapat berlangsung pada kondisi aerob maupun anaerob. 2. Sebaliknya terjadi reduksi nitrat secara disimilasi, atau respirasi nitrat’ pada penstiwa ini nitrat bertindak sebagai akseptor hidrogen terminal pada kondisi anaerob Pada kedua peristiwa ini pertama-tama nitrat. direduksi menjadi nitrit, oleh enzim yang mengandung molibden, yaitu nitrat reduktase.
Asimilasj_nitrat. Pada asimilasi nitrat, nitrat direduksi melalui nitrit menjadi ammonium, amonium berguna untuk sintesis asam-asam amino dan komponen-komponen lain. sel yang mengandung nitrogen. Langkah pertama dikatalisis oleh nitrat reduktase; enzim ini (nitrat reduktase B) terdapat dalam sitoplasma, dan pembentukannya diinduksi, kalau di dalam media biak terdapat nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen, nitrat direduksi menjadi ammonium dan dikatalisis oleh enzim nitrat reduktase.
Respirasi nitrat. Denitrifikasi. Bakteri pendenitrifikasi mempunyai kemampuan untuk mereduksi nitrat melalui nitrit menjadi gas nitrogen dioksida ( N2O) dan gas Nitrogen (N2). Tanpa oksigen , nitrat berfungsi sebagai akseptor hydrogen terminal. Kemampuan untuk memperoleh energi dengan menggunakan nitrat sebagai akseptor hydrogen terminal sebagian dimiliki oleh bakteri aerob.eri ini dilengkapi dengan system respirasi lengkap dan system enzim yang diperlukan untuk denitrifikasi. , yang hanya diinduksi pada keadaan anaerob, dan induksi ini pada umumnya hanya terjadi apabila ada nitrat.
Kerugian denitrifikasi . Denitrifikasi oleh bakteri bertanggung jawab terhadap terjadinya kehilangan nitrogen setempat dari dalam tanah dari waktu ke waktu. Pada sawah ( tergenang air/anaerob) , pemupukan dengan nitrat dapat merugikan karena terjadi penumpukan nitrit. Nitrit yang bersifat bersifat racun ini dapat memasuki air minum
Keuntungan denitrifikasi . Denitrifikasi merupakan satu-satunya proses biologik, yang mengubah nitrogen terikat menjadi nitrogen molekul. Secara global proses j mempunyal makna menentukan dalam niempertahankan kehidupan di atas permukaan. Di dalam tanah dan perairan yang mendapat pengudaraan normal, nitrat merupakan produk akhir dari mineralisasai Karena kelarutan nitrat dalam air tinggi dan peresapannya ke dalam tanah kecil, maka ion nitrat tercuci ke luar dan tertimbun dalam air laut; pada peristiwa ini atmosfir menjadi lebih miskin akan nitrogen molekul. Di daratan pertumbuhan tumbuh-tumbuhan dan produksi biomassa akan berhenti.
Respirasi nitrat; reduksi nitrat menjadi nitrit. Untuk sederetan bakteri anaerob fakultatif (Enterobacter, Escherichia coli) nitrat dapat berfungsi sebagai akseptor hidrogen terminal untuk proses Transport elektron yang menghasilkan energi. Jenis “respirasi nitrat” ini berbeda dan denitrifikasi, karena hanya langkah pertama saja, yaitu reduksi nitrat oleh nitrat reduktase menjadi nitrit yang tergandeng pada transport elektron untuk transformasi energi.

Pada reaksi ini nitrit dapat tertimbun dalam larutan biak; tidak terjadi pembentukan N2 .Sebagai gantinya, nitrit dapat direduksi menjadi amonium melalui alur asimilatorik reduksi ‘nitrit dan seterusnya diekskresi. Peristiwa ini juga disebut sebagai amonifikasi nitrat Reduksi nitrit menjadi amonium tidak mernungkinkan perolehan energi. Yang ini terjadi lebih merupakan proses pera gian, dengan nitrit bcrfungsi sebagal akseptor elektron eksogen
Reduksi Karbonat .Pembentukan Metana
Metana terbentuk pada penguraian anaerob dan bahan organik. Jurnlahnya cukup banyak; dapat diperkirakan, bahwa 1—1,5% dan karbon hasil mineralisasi bahan-bahan organik yang kembali menjadi CO ätmosfir, mula-mula masuk ke dalam atmosfir sebagai metana dan baru di sini oleh radikal hidroksjl melalui CO diubah menjadi CO Di daJam ekosistem di mana metana dibentuk, yaitu daerah tundra dan tawa-rawa yanj luas (dari sini berasal nama “gas rawa”-metana); sawah padi , sedimen danau, telaga dan kolam:, tanah rawa garam, estuari; tumpukan kotoran dan instalasi penjernihan, dan juga perut besar pemamah biak. Pada domisili anaerob bahan-bahan organik pertama-tama diragikan melalui beberapa tahap antara, menjadi asetat, CO dan hidrogen molekul. Produk produk primer dan sekunder ini digunakan oieh bakteri-bakteri pembentuk metana (metanogen).
Kedudukan sistematik. Menilik bentuknya dapat dibedakan bentuk batang (Methanobacterium) , kokus (Methanococcus), bentuk menyerupai sarsina (Methanosarcina) dan bentuk spinlum (Methanospirillum) .
Bakteri metanogen merupakan kelompok khusus, bakteri-bakteri ini berbeda dari bakteri-bakteri lain tidak hanya dalam jenis metabolisme, tetapi juga oleh beberapa ciri yang menyangkut komponen-komponen selnya. Tidak ada kerangka peptidoglikan yang khas: Methanococcus hanya mempunyai selubung protein; pada Methanospirillum terdapat sarung polipeptida; dinding sel Methasarcina bakteri terdiridari polisakharida, yang tersusun dan asam asam uronat, gula-gula netral dan gula-gula amino.
Fisiologi. Pembentuk metana adalah bakteri yang anaerob ketat, oksigen udara mematikan bakteri Sebagian besar bakteri metanogen yang sampai sekarang dapat diisolasi, dan sebagai donor hidrogen dipertahankan sebagai biak murni memakai H2 , beberapa juga dapat memakai format, metanol, asetat atau metilamina.
Tabel 8-1 Bakteri-bakteri Pembentuk Metana

Pada keadaan anaerob, telah diketahui bahwa asetat merupakan substrat utama dan dari pembentukan metana Bakteri-bakteri pembentuk metana merupakan mata rantai terakhir dan rantai pangan anaerob , yang pada bagian permulaannya ada polisakharida (selulosa, amilum), protein dan lemak dan berbagai bakteri fermentatif ikut berperan, yaitu :

Gambar 8-4 Mata rantai dan asosiasi bakteri –bakteri pembentuk metana
1. Bakteri yang meragikan selulosa menjadi suksinat, propionat, butirat, Iaktat, asetat, alkohol CO2 dan H2 .
2. Bakteni asetogen, yang meragikan produk-produk peragian primer, menjadi asetat, format, CO2 danH2. Produk-produk peragian primer. ini berfungsi sebagai substrat untuk bakteri pembentuk metana.
Bakteri-bakteni pembentuk metana jelas berada dalam sosialisasi yang erat dengan bakterii-bakteri penghasil hidrogen . Pada domisili mikro hampir tidak ada hidrogen bebas dalam bentuk gas. Hidrogen yang diekskresi, dan terlarut dalam medium, lebih sering segera diambil oieh pembentuk metàna. Telah diketahui bahwa tékanan parsial hidrogen yang tinggi akan menghambat metabolisme dan pertumbuhan sejumlah bakteri penghasil hidrogen. Ini berarti bahwa tidak hanya bakteri metanogen saja yang tergantung dari penghasil H2 tetapi juga sebaiiknya penghasil H2 tergantung dari mitra pembentuk metana yang menggunakan hidrogen. Jadi tenlap asosiasi dalam arti simbiosis mulualistik Bakteri-bakteri metana ini mampu mengaktivasi hidrogen dan menghubungkan oksidasi hydrogen dengan reduksi CO2 Karena bahan sei dapat dibentuk dari CO2 sebagai satu-satunya sumber karbon, maka cara hidupnya dapat dipandang khemoototrof. Untuk memperoleh energi, CO diolah sebagai akseptor hidrogen dan metana diproduksi..
Oksidasi Amonium dan Nitrit Nitrifikasi
Pada waktu berlangsung pemecahan bahan-bahan organik yang mengandung nitrogen secara aerob atau secara anaerob, dibebaskan nitrogen dalam bentuk amonium. Amonium yang dibebaskan pada pemecahan bahan organik berdifusi ke lapisan penutup tanah, dan di sini dengan adanya oksigen udara dioksidasi menjadi nitrat Pengubahan amonium menjadi nitrat, yaitu nitrifikasi, dilakukan oleh bakteri penitriifikasi (“bakteri sendawa”) dalam tanah maupun dalam air. Tidak dikenal adanya bakteri yang dapat mengubah langsung amonium menjadi nitrat; lebih kerap pada oksidasj ini ikut serta dua kelompok bakteri. Bakteri pengoksidasi amonium membentuk nitrit dan pengoksidasi nitrit membentuk nitrat.
Jenis bakteri yang terkenal adalah Nitrosomonas europaea dan Nitrobacter winogradskyi Menurut hasil-hasil penelitian, baru jenis-jenis Nitrobolus yang terutama penitrfikasi dalam tanah pertanian dain bukan Nitrosomonas. Kedua genus ini terspesialisasi kuat pada pekerjaan oksidasi yang telah dikemukakan. Oksidasi amonium menyediakan substral bagi oksidasi nitrit. Karena kadar amonium yang tinggi dalam tanah alkali bersifat toksik bagi Nirrobacter, maka Nitrosomonas sekaligus juga memperbaiki kondisi hidup untuk Nitrobacter, karena memakai amonium dan membentuk asam (sebuah kation diubah menjadi sebuab anion).
Tabel 8-2 Bakteri-bakteri Nitrifikasi

Reaksi oksidasi amonium
Langkah pertama adalah dikatalisis oleh amonium monoksidase . atom 0 dari NH2OH berasal dari oksigen molekul. Langkah kedua dikatalisis oleh hidroksilamina oksidoreduktase. Hanya langkah oksidasi hidroksilamina menjadi nitrit dan dan nitrit menjadi nitrat dapat dimanfaatkan energinya.
Peran nitrifikasi di dalam tanah. Dalam tanah yang pengudaraannya baik, ion-ion amonium yang dthebaskan pada mineralisasi bahan-bahan yang mengandung nitrogen, dengan segera dioksidasi. Pengubahan kation menjadi anion mengakibatkan pengasaman tanah dan terjadi peningkatan mineral (kalium, magnesium, kalsium dan fosfat). Maka mikroflora penitrfikasi dilihat sebagai suatu faktor yang nyata untuk kesuburan tanah. Pandangan ini telah mengalami perubahan. Ion amonium di dalam tanah tidak sama baik tertambat sebagai nitrat, terutama dengan cara adsorpsi pada mineral tanah liat dan dengan ikatan
yang lebih kurang erat pada komponen-komponen humus; nitrat lebih mudah terbilas ke luar. Untuk ini telah diadakan percobaan untuk menekan nitrifikasi lahan berguna bagi pertanian, dan tengah dicari zat-zat, yang secara khusus menghambat pertumbuhan nitrifikan dan dapat dipakai dalam praktik sebagai pengawet nitrogen (“N—serve” = 2—Klor—6—(triklor- metil piridin )
Pertumbuhan dan metabolisme bakteri penitrifikasi ototrof selalu optimum hanya dalam cakupan pH antara 7 dan 8. Rentang pH dan niinifikasi sempura amonium menjadi nitrat dengan demikian amat sempit, sedangkan amonium bebas (di daerah alkali) dan asam nitrat (di daerah asam) bersifat toksik terhadap Nitrobacter. Kadar NH2 bebas dan HNO2 bebas diketahui tergantung dari pH.
Nitrifikasi heterotrof. Apakah nitrifikan ototrof benar-benar memonopoli, ataukah bakteri heterotrof dan fungi juga membantu pengubahan amonium menjadi nitrat, masih sangat diragukan. Hanya stam Arthrobacter yang mampu membentuk nitrit dan bahan-bahan yang mengandung nitrogen dalam biak murni. Beberapa fungi mampu membentuk nitrat dan nitrogen amino atau amonium. Berlawanan dengan nitrifikasi ototrof, proses heterotrof tidak disangkutkan pada pertumbuhan sel atau produksi biomassa: ini .
Fiksasi Nitrogen Molekul
Hanya prokariot saja yang mampu menggunakan cadangan nitrogen atmosfir dan memfiksasi nitrogen molekul (N2). Sebagian hidup bebas, sebagian dalam simbiosis dengan tumbuh-tumbuhan derajat tinggi, mereka memindahkan nitrogen yang lamban bereaksi ke dalam senyawa organik, dan memasukkan senyawa ini secara langsung atau melalui tumbuh tumbuhan ke dalam protein tanah. Pengikatan N simbiotik dan leguminosa memungkinkan perolehan nitrogen sebanyak 100 – 300 kg N per ha per tahun. Oleh mikroorganisme pengikat N yang hidup bebas, ditambahkan ke tanah kira-kira 1—3 kg N per ha tiap tahun. Di luar ini masih dapat memasuki tanah nitrogen terikat dalam jumiah cukup besar bersama endapan dan atmosfir, tergantung dari derajat pencemaran udara, sebanyak 3—30 kg N per ha tiap tahun Sebagian besar fiksasi N dihasilkan oleh simbiosis rizobium.
Fiksasi Nitrogen oleh bakteri simbiotik
Atas dasar perolehan nitrogen yang tinggi, pengikatan N simbiotik Sudah sejak dahulu menarik perbatian dan dimanfaatkan sebagai pemupukan dasar “tanah gersang” dan penanaman jenis-jenis tanaman secara bergiir pada tanah pertanian..
Terdapat hubungan natara pembetukan bendolan pada akar leguminosa dengan fiksasi nitrogen Tanaman kacang-kacangan akan tetap tumbuh walaupun tidak ada nitrogen ,kalau pada akarnya terdapat bendolan-bendolan ini; bendolan-bendolan ini timbul karena jnfeksi rambut akarnya dengan bakteri dan dalam tanah
Bakteri-bakteri yang menimbulkan bendolan pada tanaman leguminosa, dilcelompokkan dalam genus Rhizobium Bakteri berbentuk batang Gram-negatif ini yang hidup bebas dalam tanah, tumbuh secara anaerob ketat denan senyawa organik sebagai nutrien.
Sesuai kespesifikan hospes dan ciri-ciri khas lain dapat dibedakan beberapa spesies di antaranya (Rhizobium leguminosarum R. meliloti, R. trifolii, R. phaseoli, R. lupini, R. japonicum).
Infeksi tumbuh-tumbuhan terjadi hanya pada rambut akar Bakteri menerobos masuk pada atau dekat pada ujung rambut akar dan tumbuh sebagai pipa infeksi sampai ke dasarnya Pipa infeksi ini yang diliputi oleh membran selulose kemudian menerobos dinding sel muda , epidermis dan kulit akar. Kalau bakten ini berjumpa dengan sebuah sel tetraploid dan jaringan kutit, maka sel ini dan sel-sel diploid yang ada di sekelilingnya terangsang untuk membetah; pipa infeksinya bercabang dan membagi diri pada sel tetraploid. Bendolan merupakan hasil proliferasi jaringan yang terangsang oleh rizobium dengan perantaraan sesuatu faktor pertumbuhan. Bakteri-bakteri ini amat cepat memperbanyak dan tumbuh menjadi sel dengan bentuk tidak teratur (bakteroid), dengan volume 10—12 kali lipat dari nzobium yang hidup bebas, dan akhimya tertetak dalam sitoplasma set-set tumbuh-tumbuhan sebagai set-sel individual atau dalam ketompok yang diselubungi oleh sebuah membran. Jaringan yang terisi bakteni ini nampak berwama merah; jaringan ini mengandung pigmen yang serumpun dengan hemogtobin yaitu leghemogtobin. Hanya bendolan yang mengandung leghemoglobin sája yang dapat memfiksasi nitrogen molekul; bendolan “tuna rungu” yang tidak mampu memfiksasi N2 tidak mengandung pigmen ini.. Leghemoglobin minp dengan mioglobin,

dan dalam bendolan zat ini tendapat terutama bentuk oksi, besi(II) dan mempunyai afinitas tinggi terhadap oksigen. Dapat dianggap bahwa leghemoglobin mempermudah difusi oksigen dari membran selubung melalui ruangan tanpa konveksi ke permukaan bakteroid, dengan demikian meningkatkan kecepatan transport oksigen. Sifat-sifat le hemogbin menjamin, bahwa bakteroid mendapat persediaan oksigen untuk perolehan energi dan pertumbuhan, tanpa menimbulkan tekanan parsial 02 terlalu tinggi yang menghambat fiksasi N oleh bakteroid.
Sampai sekarang masih dipertanyakan, apa yang mendasari kespesifikan sistem rizobium tumbuh-tumbuhan hospes. Baru-baru mi telah diuji hipotesis yang menyatakan bahwa sudah sejak kontak pertama antara bakteri dengan rambut akar ditentukan apakah mitranya cocok. Leguminosa mengandung lektin. Lektin in merupakani glikoprotein yang mengikat polisakarida secara psesifik. Lektin tersebar di mana-mana, dan mungkin sekali mempunyai fungsi pengenalan pada umumnya. Masuk akal bahwa lektin bertempat di lapisan luar rambut akar. Di lain pihak lapisan luar dan dinding sel rizobium mengandung rantai polisakharida khas. Nampaknya mungkin, bahwa oleh adanya pengaruh timbal-balik antara lektin pada permukaan rambut akar dan polisakharida permukaan dan rizobium akan ditentukan, apakah akan terjadi infeksi atau tidak.
Atas dasar anggapan bahwa mitranya cocok, makahubungan antara tumbuh-tumbuhan dengan rizobium menjadi simbiose mutualistik sejati. Tumbuh-tumbuhan sebagai hospes menyediakan nutrien terutama gula, dan persyaratan hidup optimum bagi simbiontnya. Sesudah tumbuh-tumbuhannya mati, lebih banyak bakteri yang mampu bertahan hidup masuk ke dalam tanah kalau dibandingkan dengan jumlah bakten yang dapat hidup dalam tanah itu tanpa pertumbuhan simbiotik. Fiksasi N hanya terjadi dalam bakteroid; nitrogen yang difiksasi dilepaskan ke dalam sitoplasma sel-sel hospes 95% sebagai ion-ion amonium.
Bendolan akar pada tanaman bukan leguminosa. Juga sederetan tumbuh-tumbuhan tinggi berdaun kecambah dua, yang tidak tergolong leguminosa, memiliki bendolan ákar dengan kemampuan memfiksasi N2
Juga disini fiksasi N2 disebabkan oleh simbiosis dengan prokariot. Endo simbiollt kebany aktrnomiset, yakni anggota spesies Franckia.
Yang termasuk dalam tumbuh-tumbuhan yang ditempati aktinomiset adalah tanaman semak belukar dan sayuran Tumbuh-tumbuhan ini tersebar luas di dunia, dan dijumpai sebagai perintis pada domisili yang miskin akan nitrogen. Perolehan nitrogen oleh sekurang-kurangnya beberapa di antara tanaman ini, adalah sebesar 150-300 kg N/Ha per tahun dan dengan demikian mempunyai arti ekonomi yang lebih besar. Yang termasuk dalam tanaman pemfiksasi N yang paling efektif adalah Casuarina equisetifolia, Alnus, Hippophäe, dan Ceanothus; yang kurang efektif adalah Myrica. Dryas, Elaeagnus dan Shepherdia.
Simbiose dengan sianobakteri pemfiksasi N2.
Sianobakter merupakan mitra pemfiksasi N2 dan simbiose dengan tumbuh-tumbuhanl tinggi. Pada pakis air Azolla yang tumbuh pada permukaan perairan tropik terdapat sianobakteri dalam ruangan rongga jariingan tubuhnya. Mitranya adalah Anabaena azollae.
Azolla tumbuh pada permukaan air yang mengairii sawah dan dengan penanganan yang cocok, dapat menutup kebutuhan sawah akan nitrogen. Perolehan nitrogen dari simbiose Anabaena dan Azolla sebesar kira-kira 300 kg N/ha tiap tahun
Fiksaasi nitrogen oleh bakteri hidup bebas dan sianobakteri
Sampai tahun 1949 pemilikan kemampuan fiksasi N dilihat sebagai sifat yang terbatas pada hanya beberapa bakteri, terutama anggota spesies Clostridium dan Azotobacter. Sejak digunakan teknik isotop ( dan dapat ditunjukkan kompleks enzim Nitrogenase yang mengikat N dengan cara reduksi asetilena) diketahui, bahwa juga banyak bakteri lain mampu mengikat nitrit di antara bakteri ini ialah kebanyakan bakteri-bakteri fototrof anoksigen, banyak sianobakteri, bakteri anaerob fakultatif (Kiebsiella pneumoniae, Bacillus polymyxa), bakteri ototrof (Xanthobacter autotro phicus, Alcaligenes latus), bakteri metilotrof, desulfurikan dan pembentuk metana.
Pengikatan N luar biasa efektif pada jenis-jenis Azotobacter (kurang lebih 20 mg nitrogen/g gula yang dirubah). Dapat dibedakan beberapa jenis, yang tersebar pada domisili yang berbeda-beda Semua jenis bersifat Gram-negatif, relatif besar dan pada kondisi tertentu dapat bergerak dengan cemeti. Bakteri ini ketat aerob, dan mengoksidasi senyawa organik. Pembentukan lendir yang kuat dan pigmen gelap (melanin) memberi wujud khas pada koloninya Pada keadaan kekurangan nutrien timbul kista dengan dinding sel yang tebal (“artrospora”, “mikrokista”).
Fiksasj N oleh sianobakterj yang hidup bebas sekurang-kurangnya di sawah-sawah tidak boleh diremehkan (30—50 kg N/ha tiap tahun). Pada kira kira 40jenis slanobakten kemampuan mengikat N telah dapat dibuktikan padabiak murninya. Sianobakten terhitung sebagai perintis pada pembukaan pertanahan miskin (pertanahan vulkanik) dan dapat dijumpai pada domisili ekstrim di Antartika dengan suhu mendekatj suhu beku dan dalam sumber sumber air panas. Bakteri ini hidup terisolasi atau dalam simbiosa fungi sebagai anyaman ganggang biru. Di pengairan di bagiant pedalaman tanah daratan dan bagian-bagian samudra, setiap tahun terjadi perkembangan masal dan sianobakteri yang terkenal sebagai “air berkembangmekar”.

Tabel 8-2 Bakteri-bakteri Bebas Pemfiksasi Nitrogen

Belum dapat diadakan penaksiran mengenaiberapa besar kontnibusi sianobakien pada perolehan nitrogen dan produksi biomassa di laut.
Unsur-unsur sesepura pada fiksasian nitrogen. Untuk fiksasi N mutlak diperlukan molybdenum. Logam berat ini merupakan komponen. esensial nitrogenase.
Selain logam pada fiksasi N pada leguminosa diperiukan juga Kobalt . Kobalt ini terkandung Koenzim B12 sebagai kofaktor dari metilmalonil KoA mutase dan Nukleotida reduktase . Seperti juga Lactobacillus leichmanii maka juga rizobium tergantung padakofaktor ini . Pada beberapa organisme pengikat N sebagian molibdenum dapat. diganti Vanadium.

Rangkuman
Bahan makanan yang diperlukan mikrobia pada umumnya dapat digolongkan menjadi 7 golongan, yaitu : air, sumber energi, sumber karbon, sumber nitrogen, sumber ekseptor dan donor elektron, sumber mineral penting, faktor tumbuh.
Berdasar sumber karbonnya jasad dapat digolongkan ototrof(sumber karbon dalam bentuk senyawa anorganik) dan heterotrof (sumber karbon dalam bentuk senyawa organik
Jasad heterotrof dibedakan lagi menjadi 2 macam yaitu yang bersifat saprofit ,( dapat menggunakan bahan-bahan organik dari sisa jasad hidup ) dan parasit, (menggunakan bahan-bahan dari jasad inangnya/hospes) Berdasar atas sumber energinya jasad hidup/mikrobia dapat digolongkan menjadi jasad fototrof (sumber energi dari sinar matahari) dan jasah khemotrof (sumber energi dari senyawa kimia.)
Pada respirasi aerob oksigen berfungsi sebagai akseptor hidrogen dan elektron yang terakhir. Dalam keadaan tanpa oksigen (respirasi anaerob) , yang berfungsi sebagai pengganti oksigen pada reaksi ini adalah nitrat, sulfat, belerang, karbonat atau senyawa-senyawa lain; zat-zat ini akan berfungsi sebagai akseptor hidrogen yang terakhir., sehingga respirasi ini dikenal dengan respirasi nitrat, respirasi sulfat, belerang, karbonat dst.
Beberapa bakteri mempunyai kemampuan untuk memfiksasi nitrogen udara dan diubah menjadi nitrogen yang tersedia bagi tanaman, baik dengan cara simbiosis dengan tanaman maupun tidak (hidup bebas). Untuk fiksasi N mutlak diperlukan molybdenum. Logam berat ini merupakan komponen. esensial nitrogenase.Selain logam pada fiksasi N pada leguminosa diperiukan juga Kobalt

Soal-soal :
1. Terangkan tentang penggolongan nutrisi bagi mikrobia
2. Apakah yang disebut respitasi anaerob ? Sebutkan macam-macam respirasi anaerob pafa mikrobia ( Macam respirasi, nama mikrobia, akseptor elektron, dan hasil respirasinya)
3. Terangkan apa yang disebut denitrifikasi , peranannya bagi tanaman dan manusia.
4. Sebutkan macam-macam bakteri yang berperanan di dalam kesuburan tanah ( bakteri nitrifikasi,
5. Jelaskan secara singkat proses fiksasi nitrogen bakteri pada akar tanaman leguminosae

Daftar Pustaka :
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Indrati, R. 1999. Mikrobiologi Umum . Metabolisme Sel. Yogyakarta. Jurusan Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. UGM

IX. PERTUMBUHAN MIKROBIA

Tujuan instruksional Umum :
• Mahasiswa dapat menjelaskan tentang pertumbuhan sel dan fase-fase pertumbuhan bakteri dalam populasi
Tujuan instruksional khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan tentang
• Pengertian pertumbuhan sel dan pertumbuhan kelompok sel mikrobia
• Koloni , tipe-tipe koloni dan perubahan tipe koloni
• Fase-fase pertumbuhan mikrobia/ bakteri (kurva pertumbuhan) dan ciri-cirinya
• Perbedaan Kultur batch dan kontinyu dan pengaruhnya terhadap pertumbuhan

Dalam mikrobiologi, pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan jumlah sel dalam populasi mikrobia sehingga terjadi kenaikan biomasa sel. Pengetahuan tentang pertumbuhan mikrobia sangat penting, karena dalam aplikasinya untuk mengontrol pengaruh mikrobia diperlukan pengetahuan mengenai pertumbuhan mikrobia. Dalam pembicaraan ini akan difokuskan ke pertumbuhan bakteri karena informasi yang paling lengkap dan aplikasinya banyak berkaitan dengan pertumbuhan bakteri.
A. PERTUMBUHAN SEL DAN POPULASI
Sel bakten merupakan ‘mesin sintetis’ yang dapat melakukan duplikasi sendiri. Proses pertumbuhan bakteri melibatkan kurang lebih 2000 macam tipe reaksi kimiawi. Reaksi-reaksi tersebut berkaitan dengan reaksi perpindahan energi, reaksi pembentukan senyawa molekul rendah, makromolekul (senyawa building block, atau biosintesis kofaktor yang dibutuhkan untuk reaksi enzimatis. Reaksi utama yang terjadi pada biosintesis ini adalah reaksi polimerisasi.
Pada hampir semua mikrobia pertumbuhan satu sel akan berlanjut sampai terjadi pembelahan menjadi 2 sel. Prosesnya disebut ‘binary fission’. Misalnya pada sel yang berbentuk batang, akan terjadi perpanjangan sampai 2 kalinya, kemudian terbentuk sekat yang akan memisahkannya menjadi 2 sel. Selama pertumbuhan sel akan terjadi peningkatan jumlah komponen-komponen sel, sehingga setiap sel hasil pecahannya akan menerima komponen penyusun sel secara komplit.
Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu siklus pertumbuhan sangat bervariasi, dan tergantung oleh beberapa faktor, baik faktor nutrisi maupun genetik. Misalnya Escherichia coli pada kondisi nutrisi yang sangat balk memerlukan waktu 20 menit untuk satu siklus pertumbuhan. Beberapa bakteri dapat tumbuh lebih cepat daripada E. coli ini, tetapi pada umumnya lebih lambat.
Istilah-istilah yang sering ditemui berkaitan dengan pertumbuhan mikrobia antara lain:
– Pertumbuhan: kenaikan jumlah sel dalam suatu populasi mikrobia. Pertumbuhan dapat diukur dengan kenaikan biomasa sel.
– Kecepatan pertumbuhan : perubahan jumlah sel atau masa sel per satuan waktu.
– Satu generasi : pembentukan 2 sel mikrobia dari satu sel. Selama satu generasi jumlah sel dan masa sel berlipat menjadi dua kalinya.
– Waktu generasi (doubling time) : waktu yang dibutuhkan untuk membuat jumlah sel berlipat menjadi dua kalinya (untuk membelah dari satu sel menjadi 2 sel sempurna )
Morfologi Koloni
Dalam membicarakan pertumbuhan mikrobia harus dibedakan pertumbuhan masing-masing sel (sel individu) dan pertumbuhan kelompok sel di atas medium padat serta pertumbuhan sel dalam medium cair. Pertumbuhan sel dalam medium cair sangat tergantung mikrobianya . Pertumbuhan bakteri pada medium cair pada umumnya tersebar merata/homogen dalam mediumnya, jamur biasanya tumbuhan di permukaan medium.Kelompok sel-sel hasil pertumbuhan suatu mikrobia di atas medium pada disebut koloni . Dalam mikrobiologi yang dimaksud dengan koloni adalah kelompok pertumbuhan di atas medium padat yang berasal dari satu sel mikrobia Bentuk/morfologi koloni sangat tergantung pada genus atau spesiesnya, sehingga morfologi koloni dapat digunakan untuk membantu identifikasi bakteri
Sifat-sifat koloni bakteri yang perlu diperhatikan adalah : ukuran, warna, kilau (pudar atau berkilat),konsistensi dan bentuk tepinya.
Koloni yang berkilat menerupai lendir, berbentuk bulat dan tepi rata, digolongkan dalam tipe S (Smooth) , sedang koloni yang pudar (tidak berkilat) permuaan dan tepi tidak rata )kasar) termasuk koloni tipe R (rough). Perubahan dari tipe S menjadi tipe R pada bakteri patogen biasanya menurunkan derajat patogenitasnya/virulensinya.

C. SIKLUS PERTUMBUHAN
Pertumbuhan mikrobia dapat digambarkan dengan grafik antara waktu dengan jumlah sel .Waktu dinyatakan dalam angka aritmatik, sedangkan jumlah sel karena bertambah menjadi kelipatan 2 kalinya maka dinyatakan dalam angka logaritmik, sehingga grafiknya disebut semilogaritmik
Kurva pertumbuhan mikrobia pada sistim yang tertutup (tidak ada penambahan atau pengambilan komponen dan kultur media) atau kultur batch sangat spesifik Kurva pertumbuhan ini dibagi menjadi beberapa fase yang berbeda yaitu:
1. Fase lag:
Fase lag merupakan fase awal sebelum pertumbuhan logaritmik terjadi. Pada fase ini tingkat pertumbuhannya nol karena pada saat sel dipindah ke medium baru terjadi penyesuaian keadaan dengan lingkungan yang baru sehingga tidak segera terjadi pertumbuhan sel. Tipe kurva fase lag tergantung pada komposisi medium dan kondisi pertumbuhannya yaltu:
– Jika medium dan kondisi pertumbuhan sama dengan inokulumnya, dan inokulum dalarn fase logaritmik, maka fase lag mungkin tidak terlihat (tidak ada).
– Jika mediumnya sama, tetapi inokulum dalam fase stasioner, maka akan terjadi fase lag., karena koenzim dan senyawa penyusun sel tidak tersedia sehingga perlu disintesa kembali.
– Jika inokulum mengandung sel yang rusak karena panas, radiasi, atau bahan beracun, maka akan terjadi fase lag, yaitu untuk proses perbaikan.
– Jika inokulum ditumbuhkan dalam medium yang diperkaya, kemudian dipindah ke medium yang bukan diperkaya maka akan terjadi fase lag, yaitu untuk sintesa enzim.

Gambar : 9-1 Kurva pertumbuhan mikrobia

Ciri-ciri fase lag adalah:
Tidak ada peningkatan jumlah sel.Sel membesar ukurannya.
Secara fisiologis selnya aktif dan mensintesa enzim-enzim baru untuk beradaptasi dengan Iingkungan barunya.
3. Fase Logaritmik (eksponensial):
Merupakan fase pertumbuhan yang dipercepat, tingkat pertumbuhannya maksimal dan naik secara konstan. Sel mulai membelah diri, waktu generasi mula-mula panjang, semakin lama semakin pendek dan mencapai konstan. Fase ini kadang dibagi menjadi 2 fase lagi yaitu fase pertumbuhan yang dipercepat dan fase logaritma. Pada fase pertumbuhan yang dipercepat waktu generasi makin lama makin pendek , kurva berbentuk cekung ke atas . Pada fase logaritma, waktu generasi minimal dan mencapai konstan . Kurva berbentuk garis lurus naik ( kurva linier).
. Ciri-ciri fase logaritmik ini adalah: Komposisi kimia, aktivitas metabolik dan aktivitas fisiologik sel seragam.Aktivitas dan efisiensi fisiologis optimum.
Tingkat pertumbuhan eksponensial ini dipengaruhi oleh:Kondisi lingkungan yaitu suhu dan komposisi medium Sifat genetik mikrobia.Secara umum sel prokariotik tumbuh Iebih cepat dari pada eukariotik, dan eukaniotik yang kecil tumbuh lebih cepat dan pada eukariotik yang lebih besar.
3.Fase stasioner:
Pada fase stasioner tingkat pertumbuhannya nol. Ciri-ciri fase ini adalah:
Terjadi akumulasi produk beracun dan/atau nutrien dalam medium telah habis.
Beberapa sel mati, tetapi yang lain tumbuh dan membelah, jadi jumlah sel yang mati sama dengan jumlah sel yang membelah, sehingga jumlah sel seimbang
Jumtah sel yang hidup tetap.
Walaupun tidak ada pertumbuhan pada fase stasioner ini, fungsi sel tetap berjalan seperti energi metabolisme maupun proses biosintesis. Pada fase ini produksi beberapa metabolit sekunder adalah yang utama, terutama pada perpindahan fase logaritmik ke fase stasioner. Beberapa contoh senyawa metabolit sekunder misalnya: antibiotik (penisilin, streptomisin, dan enzim. Untuk bakteri pembentuk endospora, setelah masuk fase stasioner ini akan terbentuk endospora.
4. Fase kematian:
Pada fase ini tingkat pertumbuhan sel negatif, artinya jumlah sel yang hidup menurun. Pada beberapa keadaan dapat diikuti dengan terjadinya lisis dan sel sehingga turbiditas dan jumlah sel yang dihitung secara langsung dengan mikroskop akan berkurang sejalan dengan pengurangan jumlah sel yang hidup. Ciri fase kematian
• Terjadi akumulasi lanjut produk metabolit yang menghambat.
• Nutrien penting dalam medium habis.
Sebagai akibatnya terjadi kematian sel
• Jumlah sel yang hidup turun secara logaritmik.
• Umumnya sel akan mati dalam beberapa hari atau bulan.
Yang perlu ditekankan bahwa fase pertumbuhan bakteri yang diuraikan diatas adalah menggambarkan populasi mikrobia yang hidup secara bersama-sama, jadi bukan menggambarkan pertumbuhan satu sel bakten.
Fase-fase pertumbuhan diatas hanya terjadi untuk mikrobia yang ditumbuhkan pada kultur batch, pada kuitur ini
– Mikrobia ditumbuhkan pada medium dengan volume tertentu
– Selama terjadi aktivitas pertumbuhan mikrobia, komposisi medium akan berubah.
– Pada saat tertentu, kondisi lingkungannya menjadi tidak cocok lagi untuk pertumbuhan mikrobia.
Pada kultur kontinyu, kondisi pertumbuhan mikrobia diatur konstan, yang meliputi: Komposisi medium. Dan Volume medium.
Caranya : ditambahkan medium baru secara kontinyu ke dalam kultur mikrobia sedangkan campuran medium – produk – sel secara kontinyu dikeluarkan (overflow). Sistim ini disebut sistim equilibrium (‘steady state’), cirinya:
– jumlah sel tetap
– komponen nutrien tetap
Tipe yang banyak dijumpai pada kultur kontinyu adalah yang disebut khemostat. Pada tipe ini dilakukan pengaturan densitas populasi dan kecepatan pertumbuhan dari kultur mikrobia

Rangkuman
Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan jumlah sel dalam populasi mikrobia sehingga terjadi kenaikan biomasa sel. Pertumbuhan mikrobia dibedakan antara pertumbuhan masing-masing sel (sel individu) dan pertumbuhan kelompok sel . Kelompok pertumbuhan di atas medium padat yang berasal dari satu sel mikrobia disebu koloni. Morfologi koloni dapat digunakan untuk membantu identifikasi bakteri Sifat-sifat koloni bakteri yang perlu diperhatikan adalah : ukuran, warna, kilau (pudar atau berkilat),konsistensi dan bentuk tepinya.
Selama hidupnya populasi bakteri akan mengalami pertumbuhan yang dapat dibagi menjadi beberapa fase pertumbuhan, yaitu : fase lag (penyesuaian diri), fase logaritma (pertumbuhan yang paling aktif}, fase stasioner , dan fase kematian.

Soal-soal
1. Apakah yang disebut pertumbuhan ?
a. Apakah yang disebut koloni , dan perlunya mengetahui morfologi koloni
b. Sebutkan 2 macam tipe koloni dan ciri-cirinya
2. Jelaskan tentang fase-fase pertumbuhan mikrobia dan ciri-cirinya

Daftar Pustaka
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.

X EKOLOGI MIKROBIA
———————————————————————————————————–
Tujuan instruksional umum :
Mahasiswa dapat menjelaskan tentang pengaruh faktor-faktor lingkungan terhadap mikrobia
Tujuan instruksional khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan tentang :
• Pengaruh suhu terhadap mikrobia, suhu maksimum, suhu minimum dan suhu optimum, penggolongan mikrobia berdasar suhu pertumbuhannya
• Pengaruh air terhadap mikrobia, aktivitas air, penggolongan mikrobia berdasar aktivitas air dan konsentrasi zat terlarut
• Pengaruh keasaman pH terhadap mikrobia, penggolongan mikrobia berdasar pH untuk pertumbuhannya
• Pengaruh tegangan muka, tekanan hidrostatik, getaran terhadap mikrobia
• Pengaruh faktor biotik asosiasi antar mikrobia : simbiosis yang bersifat parasitisme, mutualisme, komensalisme ,antagonisme, sinergisme.
——————————————————————————————————-
Respon mikrobia terhadap lingkungan yang berupa faktor abiotik (suhu, pH, air , cahaya, air, dll ) dan biotik berbeda-beda ada yang responnya menguntungkan atau merugikan bagi kepentingan manusia. Keuntungan mengetahui pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan mikrobia adalah:membantu mengetahui distribusi mikrobia didalam menentukan metoda untuk mengontrol aktivitas mikrobia , memperoleh dan menstimulasi pertumbuhannya bagi yang menguntungkan, atau untuk menghambat/ menghilangkan bagi mikrobia perusak./yang merugikan
Lingkungan akan berpengaruh pada viabilitas sel, pertumbuhan, morfologi diferensiasi, dan reproduksi sel.
A. Faktor Abiotik.
1. SUHU
Secara umum apabila suhu naik maka reaksi kimia dan enzimatis di dalam sel akan meningkat sehingga pertumbuhan menjadi lebih cepat. Apabila suhu terlalu tinggi sampai melewati titik tertentu maka protein, asam nukleat, dan komponen sel yang lain akan mengalami denaturasi sehingga fungsi sel turun tajam sampai titik terendah (nol).
Setiap mikrobia mempunyai suhu minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhannya yang disebut dengan suhu kardinal (cardinal temperature) . Suhu kardinal ini sangat spesifik untuk setiap mikrobia. Suhu minimum merupakan suhu batas terendah pertumbuhan, dibawah suhu ini pertumbuhan mikrobia tidak dapat terjadi. Hal ini disebabkan karena membran sel mengalami penjendalan sehingga transpot nutrien berjalan lambat. Suhu optimum merupakan suhu untuk pertumbuhan yang paling cepat.

Gambar 10-1 : Respon pertumbuhan mikrobia terhadap suhu inkubasi yang memperlihatkan suhu minimum, optimum, dan maksimum. Suhu optimum
Pada keadaan ini reaksi enzimatis dalam sel berjalan pada tingkat yang paling tinggi. Suhu maksimum merupakan suhu batas atas untuk pertumbuhan mikrobia, diatas suhu ini tidak dimungkinkan adanya pertumbuhan sel. Pada saat suhu maksimum, protein sel mengalami denaturasi, membran plasma pecah, dan sel mengalami lisis. Pada gambar 10-1 terlihat bahwa tipikal pertumbuhan mikrobia akan selalu menunjukkan suhu optimumnya lebih dekat dengan suhu maksimumnya., semua mikrobia yang dapat tumbuh pada suhu 0°C termasuk kelompok psikhrofil. Mikrobia psikhrofil masih dibedakan menjadi dua yakni obligat psikhrofil yang memiliki suhu pertumbuhan optimal.. kurang dan 20°C, dan fakultatif psikhrofil yang memilki suhu pertumbuhan optimal lebih dari 20°C.

Tabel 10-2 : Penggolongan mikrobia berdasar suhu pertumbuhan

Mikroorganisme yang dapat tumbuh pada suhu 0°C tetapi suhu optimal dan suhu maksimal pertumbuhannya berbeda dengan mikrobia psikhrofil disebut psikhrotrof. Berdasar suhu optimum untuk pertumbuhannya mikrobia dikelompokkan menjadi:
a. Psikrofilik (psychrophile):
Merupakan kelompok mikrobia yang suhu,optimum pertumbuhannya pada suhu rendah, seperti misalnya alga berspora merah pada daerah bersalju. Dalam kelompok ini ada yang disebut strict psychrophile’atau true psychrophile yaitu kelompok mikrobia yang suhu optimum pertumbuhannya 15°C atau lebih rendah, sedangkan suhu minimum pertumbuhannya 0°C atau lebih rendah. Sedangkan psychrotrop (psikrotopik) atau fakultatif psikrofilik merupakan kelompok mikrobia yang dapat tumbuh pada suhu rendah 0°C tetapi suhu optimum pertumbuhannya sekitar 25 — 30 °C, dan suhu maksimumnya 35 °C. Yang termasuk dalam kelompok psikrotropik adalah beberapa macam bakteri, jamur, algae, dan protozoa. Kelompok psikrotropik ini lebih banyak dijumpai daripada kelompok strict psychrophile misalnya dalam makanan yang didinginkan.
b. Mesofilik (mesophile):
Merupakan kelompok mikrobia yang mempunyai suhu optimal yang sedang untuk pertumbuhannya seperti misalnya Escherichia coli. Kisaran suhu pertumbuhannya adalah antara 5 -45 °C, dengan suhu optimum antar 35-40°C.
c. Termofilik (Thermophile):
Merupakan kelompok mikrobia yang suhu optimum untuk pertumbuhannya tinggi,.Kisaran suhu pertumbuhannya adalah antara 40 — 90 °C, dengan suhu optimum sekitar 60 °C. Bakteri Thermus aquaticus berhasil diisolasi dari pemanas air dalam rumah tangga atau industri yang biasanya mempunyai suhu antara 55 — 80°C. Sehingga pemanas air merupakan tempat yang cocok untuk pertumbuhan bakten termofilik.
Tidak semua spesies pada golongan yang disebutkan pada tabel tersebut di atas dapat tumbuh sampai pada batas suhu yang tercantum pada tabel tersebut, tetapi hanya beberapa spesies saja yang mampu tumbuh pada kisaran suhu tersebut
.2. AIR
Menurut keberadaannya air di dalam bahan berada dalam bentuk air bebas yaitu air yang tidak terikat (‘available’), disebut ‘water activity’ (a atau ‘water potential, dan air terikat yaitu air yang terikat (tidak ‘available’) dengan bahan padat, permukaan, garam, gula, dsb.
Aktivitas air (aw merupakan perbandingan tekanan uap air udara terhadap bahan atau larutan dengan tekanan uap air murni pada suhu yang sama.) Nilai aw antara 0— 1 Apabila konsentrasi zat terlarut (solute) di dalam dan diluar sel berbeda maka akan terjadi aliran air dari daerah yang konsentrasi airnya tinggi ke daerah yang konsentrasi airnya rendah. Proses ini merupakan proses fisikawi yang disebut dengan osmosis. Misalnya di dalam sitoplasma konsentrasi solutnya lebih tinggi dibanding di luar sel, maka akan terjadi peristiwa osmosis dari luar sel ke dalam sel. Dikatakan isotonik apabila air yang mengalir dari dan ke dalam sel sama banyak. Sedangkan hipertonik apabila konsentrasi solutnya tinggi, sehingga apabila hipertonik di luar sel maka air akan mengalir dari dalam sel ke luar sel.
Berdasar konsentrasi solut suatu bahan maka mikrobia dibagi dalam beberapa kelompok, yaitu:
1. Halofilik kelompok mikrobia yang dapat tumbuh pada Iingkungan yang ngandung garam
a. Halofilik sedang (moderate halophile) : mikrobia yang tumbuh pada lingkungan dengan kadar garam yang relatif cukup rendah, seperti air laut. Pada kelompok ini ion Na dibutuhkan untuk menstabilkan membran sel dan aktivitas enzim.
b. Halofilik ekstrim: mikrobia yang dapat tumbuh pada kadar garam tinggi.
2. Osmofilik: kelompok mikrobia yang dapat tumbuh pada kadar gula tinggi.
3. Xerofihik: ketompok mikrobia yang dapat tumbuh pada keadaan yang sangat kering.
Lingkungan yang kadar garam/gula-nya tinggi akan mempunyai efek mengeringkan sel mikrobia karena air akan tertarik keluar. Pada kondisi seperti ini sel akan memproduksi bahan organik melalui jalur metabolismenya sehingga dapat menarik sejumlah air dari lingkungan sekitar yang aw-nya rendah. Bahan organik mi disebut ‘compatible solute’
3. ARUS LISTRIK
Arus listrik bolak-balik dan arus listrik searah dengan tegangan yang tinggi dapat menyebabkan elektrolisis bahan-bahan penyusun medium. Selain itu arus listrik dapat menghasilkan panas. Yang juga mempengaruhi pertumbuhan mikrobia
4.RADIASI
Pada umumnya cahaya berdaya merusak pada mikrobia yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis.. Biasanya cahaya gelombang pendek mempunyai daya gemisida. Daya germisida cahaya gelombang panjang disebabkan olah panas yang ditimbulkan cahaya. Misalnya sinar infra merah. Cahaya matahari mempunyai daya germisida yang relatif kecil karena cahaya dengan lamda pendek telah terabsorbsi oleh awan, asap, debu .d
Mekanisme pengaruh radiasi terhadap mikrobia
Jika enersi radiasi diabsorpsi oleh sel-sel mikrobia maka akan menyebabkan terdjadinya ionisasi komponen-komponen sel . Ionisasi molekul-molekul tertentu dari protoplasma dapat menyebabkan kematian mikrobia atau dapat pula menunda pertumbuhan. Energi radlasi dari sinar x ,sinar gama, terutama ultra violet banjak digunakan dalam praktek sterilisasi,pengawetan .bahan makanan dan untuk mendapatkan mutan-mutan
5. TEGANGAN MUKA
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis. Tegangan muka dapat mempengaruhi kehidupan mikrobia. Seperti diketahui protoplasma mikrobia terdapat didalam sel yang dilindungi dinding sel, maka adanya penurunan pada tegangan muka .dinding sel tadi akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma. Akibatnya dapat mempengaruhi pertumbuhan mikrobia dan perubahan bentuk morfologinya
. Banyak zat-zat serupa sabun deterjen dan zat pembasah dapat mengurangi tegangan muka. Senyawa ini dapat diadsorpsi pada permukaan interfasial dan menaikkan kemampuan air untuk membasahinya (misainja Tween 80,Trifto A20). Bakteri-bakteri yang hidup dalam alat-alat pencernaan dapat berkembang biak di dalam medium yang mempunyai tegangan muka relatif rendah, tetapi kebanyakan mikrobia lebih menyukai tegangan muka yang relatif tinggi.
6.TEKANAN HIDROSTATIK DAN MEKANIK
Beberapa species mikrobia dapat hidup di dalam samudra Pasifik dengan tekanan lebih dan 16.000 pound tiap inch persegi. Mikrobia semacam ini disebut barofil, yaitu mikrobia yang tahan terhadap tekanan hidrostatik yang tinggi Spora dapat tahan tekanan 180.000 pound tiap inch persegi selama 14 jam. Tekanan diatas 100 000 pound tiap inch persegi dapat menyebabkan denaturasi protein dan inaktivasi enzim-enzim..
Selain itu tekanan yang tinggi menyebabkan meningkatnya beberapa reaksi kimia, pengecilan volume koloid-koloid organik enzim. , molekul-molekul dan juga menaikkan viskositas dan disosiasi elektrolit perubahan-perubahan ini mempengaruhi proses-proses biologi sel-se]. mikrobia.
7. GETARAN
Getaran mekanik banyak dipakai untuk memperoleh ekstrak sel- sel mikrobia . Getaran mekanik dapat merusakkan dinding sel dan membran selnya. Lisis sel mikrobia dapat diperoleh dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif, dapat djuga dengan cara pembekuan kemudian dicairkan berulang kali. Getaran sonik ialah getaran yang mempunyai. kecepatan getar antara 100 -10.000 kali perdetik dipakai untuk memecahkan sel-sel mikrobia
Perusakan dinding sel.dapat juga dengan menggunakan aquadest Keadaan hipotonis ini menyebabkan sel mengalami plasmotisis , bahkan sampai pecah Penistiwa penggunaan aquadest untuk memecahkan dinding sel dikenal sebagal “osmotic shock”.-
8. OKSIGEN
Berdasarkan pengaruh oksigen terhadap pertumbuhan, mikrobia dibedakan menjadi 2, yaltu:
1. Aerobik : Yaitu kelompok mikrobia yang membutuhkan oksigen untukpertumbuhannya.
a. Obligat aerobik : mikrobia yang membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya dan tidak bisa hidup jika tidak ada oksigen.
b. Fakultatif aerobik: mikrobia yang tumbuh baik dengan adanya oksigen, tetapi dapat tumbuh pada keadaan tanpa oksigen
c. Mikroaerofilik : mikrobia yang tumbuh balk, pada kadar oksigen yang rendah, lebih rendah daripada oksigen yang ada di atmosfir.
2. Anaerobik: yaltu kelompok mikrobia yang tidak memerlukan oksigen untuk pertumbuhannya.Dibagi menjadi 2 kelompok :
a. Aerotoleran (fakultatif anaerob) : mikrobia yang tumbuh baik pada keadaan tanpa oksigen, tetapi tetap dapat tumbuh walau ada oksigen.
b. Obligat anaerobik : mikrobia yang jika ditumbuhkan dalam keadaan yang mengandung oksigen akan mengalami kematian. Oksigen sangat berbahaya bagi pertumbuhannya. Misalnya: Clostridium. Pada kelompok ini kemungkinan kematiannya disebabkan karena ketidak mampuannya merubah produk-produk metabolit yang berbahaya hasil reaksi dengan oksigen, misalnya: hidrogen peroksida, superoksida, dan radikal hidroksi. Sedangkan, kelompok mikrobia yang aerobik mempunyai enzim-enzim yang mampu mendekomposisi senyawa-senyawa tersebut.
8.KONDISI ASAM-BASA (pH)
Setiap mikrobia mempunyai kisaran pH sendiri-sendin untuk pertumbuhannya.
Umumnya berkisar antara pH netral sampai dengan pH alkali (pH lingkungan sekitar pH 5 — 9). Atas dasar daerah-daerah pH bagi ke hidupannya, mikrobia dibedakan dalam golongan, jaitu:
a. mikrobia acidofil, yaitu,mikrobia yang dapat tumbuh pada pH antara 2.0- 5,0.
b. mikrobia mesofil (neutrofil), jaitu mikrobia yang dapat tumbuh pada pH diantara 5,5-8,0
c. mikrobia alkalifil, yaitu mikrobia yang dapat tumbuh pada pH diantara 8,4 – 9,5
pH terutama berpengaruh ada kegiatan enzim. Enzim mempunyai daerah pH yang tertentu pula. Penyimpangan pH dari pH optimum akan menghambat kegiatan enzim, bahkan dapat menghentikan kegiatan enzim Hanya ada beberapa spesies yang dapat hidup pada pH rendah di sekitar pH 2 atau pH tinggi sekitar pH 10 Obligat acidophil adalah kelompok mikrobia yang hidup pada pH rendah dan tidak dapat hidup pada pH netral. Beberapa contoh mikrobia ‘obligat acidophile’ adalah Thiobacillus (beberapa spesies), Archaebacteria (beberapa genera) seperti Sulfolobus dan Thermoplasma. Pada kelompok mikrobia obligat acidophile pH netral merupakan racun bagi kehidupannya karena terjadi pelarutan membran plasma sehingga sel mengalami lisis.
Beberapa bakteri yang suka terhadap keadaan sedikit alkali misalnya Actinomycetes, bakteri pemecah urea,… rhizobia, dll. Bakteri yang toleran terhadap keadaan asam misalnya Lactobacilli, Acetobacter, dan Sarcina renticuli. Jamur dan khamir lebih toleran terhadap asam dibandingkan dengan bakteri, dengan pH optimal untuk pertumbuhannya sekitar pH 5 atau lebih rendah. Sedangkan bakteri mempunyal pH optimal antar pH 6
9. SENYAWA KIMIA DAN ION-ION LOGAM BERAT
Senyawa kimia dan ion-ion logam berat.seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar yang sangat rendah bersifat toksis. Daya bunuh logam berat pada kadar yang sangat rendah disebut daya oligodinamik. Ion-ion logam berat dapat bereaksi dengan gugusan yang penting di dalam sel.. Misalnya Hg ++ bergabung dengan gugusan sulfhidril ( -SH ) pada enzim, sehingga menghambat kegiatan enzim tersebut.. Beberapa kation seperti Li dan Zn++ bersifat toksis terhadap bakteri-bakteri Lactobacillus dan Leuconostoc serta beberapa bakteri-bakteri yang lain. Akibat kation-kation tersebut kegiatan enzim terhenti.
Kation- kation semacam ini bersifat antagonis terhadap H+ Apabila pH dinaikkan maka peracunan Li+ dan Zn++ dapat dikurangi Jadi antagonisme ini dapat balik (reversibel).
Anion-anion seperti sulfat,tartrat, klorida, nitrat, benzoat mempengaruhi kegiatan fisiologi mikrobia. Karena adanya perbedaan sifat fisiologi yang besar pada masing-masing mikrobia, maka sifat meracun dari anion-anion tadi juga berbeda-beda..Sifat meracun juga berbeda-beda dan tergantung pada logamnya.Misalnya pada kadar OH yang sama dari larutan dan Ba (OH)2 dengan larutan dengan NaOH ,ternyata Ba(OH)2 lebih toksis dibandingkan dengan Larutan NaOH sebab Ba bersifat lebih toksis daripada Na .
Selain dari yang tersebut diatas beberapa senyawa asam organik seperti asam-asam benzoat, asetat, dan sorbat dapat digunakan sebagai zat pengawet dalam industri bahan makanan. Sifat meracun ini bukan disebabkan oleh karena pH-nya, tetapi merupakan, akibat langsung molekul-molekul asam organik.

B. Faktor Biotik
Di alam jarang sekali dijumpai mikrobia yang hidup sebagai biakan murni, tetapi biasanya selalu berasosiasi dengan jasad-jasad /mikrobia-mikrobia yang lain . Ada bermacam-macam bentuk asosiasi diantara jasad/mikroorganisme di alam, mulai dari asosiasi yang sangat erat sampai yang sangat renggang. Diantara bentuk-bentuk asosiasi tersebut adalah :
Mutualisme Mutualisme merupakan bentuk simbiosis yang menunjukkan bahwa masing-masing organisme di dalam asosiasi tersebut mendapatkan keuntungan. Sebagai contoh, tumbuhan lumut merupakan gabungan mikrobia, yang teridiri dari algae atau cyanobacterium yang tumbuh, berhubungan dekat dengan jamur. Lumut ini tumbuh pada batu-batuan, kulit pohon, dan tempat-tempat lain yang tidak sesuai untuk pertumbuhan organisme lain. Banyak jenis lumut yang dapat hidup pada suhu rendah di daerah yang tinggi Beberapa lumut mempunyai struktur yang lebih kompleks. Beberapa lumut mempunyai lapisan tengah berupa jamur tepat dibawah lapisan algae. Lapisan tengah ini bertindak sebagai reservoar untuk penyimpan makanan. Dalam hal ini, aktivitas fotosintetik algae atau cyanobacterium menyediakan senyawa organik yang diperlukan oleh jamur. Sedang, jamur melindungi organisme photosintetik tersebut dari kekeringan. Miselium jamur memberikan dasar yang kokoh untuk pertumbuhan dan mencegah hilangnya algae atau cyanobacterium karena tertiup angin atau hujan.
Mikrobia juga membentuk hubungan mutualistik dengan tanaman. Contoh yang
umum adalah bakteri yang dapat memfiksasi nitrogen tumbuh pada akar tanaman kacang-kacangan. Contoh lain adalah hubungan antara akar dengan jamur yang disebut mycorrhizae yang terjadi pada sebagian besar tanaman. Ada dua jenis mycorrhizae yaitu ektotropik (tumbuh pada permukaan luar akar) dan endotropik (tumbuh dalam akar tanaman). Hifa dan jamur Ectomycorrhizae melakukan penetrasi ke dalam sel permukaan luar akar, dan hifa tunggalnya bertambah panjang keluar dari akar ke tanah. Jamur mendapatkan nutrien dari tanaman, dan tanaman menerima nutrien, terutama mineral dan air melalui jamur. Hubungan ini sangat penting terutama pada tanah-tanah yang kekurangan mineral dan terutama terjadi pada akar tanaman kayu seperti cemara. Jenis endomycorrhizae terdapat pada berbagai tanaman pangan seperti jagung, gandum, kacang-kacangan. Hifa jamur menetrasi permukaan sel dan akar dan membentuk struktur yang bercabang yang disebut arbuscules pada jaringan akar. Arbuscules akan mencerna dan mengeluarkan nutrien untuk tanaman. Jamur menurunkan nutrien dari jaringan tanaman.
Komensalisme Komensalisme adalah suatu bentuk hubungan yang menunjukkan bahwa satu organisme mendapat keuntungan sedang yang lain tidak terpengaruh. Jamur dapat mendegradasi selulosa menjadi glukosa, kemudian sebagian besar bakteri yang tidak dapat mendegradasi selulosa dapat menggunakan glukosa tersebut. Salah satu bentuk komensalisme yang lain adalah kemampuan dan gabungan beberapa spesies dalam menyerang substrat tertentu yang tidak dapat dilakukan oleh masing-masng spesies tersebut. Misalnya, lignin, komponen kimia pada kayu, biasanya resisten terhadap degradasi oleh kultur mikrobia murni di laboratorium. Namun lignin yang terdapat pada tanah-tanah di hutan dapat didegradasi oleh campuran populasi mikrobia yang terdapat ditanah, terutama jamur. Hubungan semacam ini sering juga disebut sebagai sintropisme
Antagonisme Antagonisme adalah penghambatan suatu spesies oganisme oleh spesies organisme yang lain. Contoh antagonisme mikrobia adalah produksi antibiotik oleh mikrobia. Sehingga menghambat pertumbuhan mikrobia lain. Beberapa jamur menghasilkan sianida dalam konsentrasi yang dapat meracuni mikrobia lain, juga beberapa algae menghasilkan asam lemak yang bersifat antibakteri. Myxobacteria dan streptomycetes diketahui rnempunyai kemampuan untuk mengeluarkan lytic enzymes, yaitu enzim yang dapat mendegradasi dinding sel atau lapisan permukaan pelindung lainnya dari bakteri lain. Sel sel yang terdegradasi tersebut, dan juga senyawa-senyawa lain yang keluar dari organisme yang lisis, merupakan nutrien bagi mycobacteria, streptomycetes dan mikrobia Iainnya.
Kompetisi Kenyataan bahwa tanah dihuni oleh berbagai spesies mikrobia rnenunjukkan bahwa terjadi kompetisi aktif diantara spesies untuk mendapatkan nutrien yang ada. Jika suplai nutrien menurun, maka spesies yang tumbuh dengan cepat akan mengambil makanan spesies yang tumbuhnya lebih lambat. Situasi ini dapat menyebabkan fluktuasi komposisi populasi mikrobia.
Parasitisme Parasitisme adalah interaksi yang menunjukkan adanya satu organisme yang hidup pada dan memperoleh keuntungan dari organisme lainnya, sehingga jasad yang ditumpangi dirugikan. Parasit tergantung dan organisme yang ditumpanginya (host), hidup dekat secara fisik dan mempunyai hubungan metabolik. Parasit mendapatkan makanan dan sel, jaringan dan cairan host, dan meskipun tidak mesti membunuhnya, namun biasanya merugikan hostnya. Semua kelompok utama tanaman, hewan dan mikrobia dapat terserang oleh mikrobia parasit. Bakteriophage adalah salah satu contoh parasit mikrobia yang memperbanyak diri hanya dalam sel bakteri. Jamur chytrid (Chytridomycetes) merupakan parasit algae, jamur lain dan tanaman. Zoospora motil dan jamur chytrid menempel pada sel algae dan membentuk tonjolan yang menetrasi sel host untuk mendapatkan nutrien. Sedangkan zoospora pada bagian luar sel host tumbuh bertambah ukurannya dan akhirnya menjadi zoosporangium yang menghasilkan lebih banyak lagi zoospora.
Sinergisme Suatu benruk asosiasi antara dua organisme yang menyebabkan adanya kemampuan untuk mengadakan perubahan kimia tertentu di dalam sustrat.Dalam keadaan sendiri-sendiri mikrobia tersebut tidak dapat melkukan aktivitas tersebut. Conton sinergisme antara Pseudomonas Cyncyeanea dengan Streptococcus lactis yang dapat menyebabkan terbentuknya warna biru pada susu.
Predasi Predasi adalah hubungan antar organisme yang menunjukkan bahwa salah satu organisme. yaitu yang disebut sebagai predator, memakan dan mendegradasi organisme lain (prey). Misal, protozoa memakan bakteri dan beberapa algae dalam proses yang disebut grazing. Juga ada beberapa jamur yang menyerang dan merusak nematoda.

Rangkuman

Ekologi/ Lingkungan berpengaruh pada viabilitas sel, pertumbuhan, morfologi diferensiasi, dan reproduksi sel, yang secara langsung maupun tidak langsung akan mempengaruhi aktivitas mikrobia. Ekologi mikrobia meliputi faktor abiotik dan biotik. Faktor abiotik.terdiri atas faktor fisis dan khemis . Faktor fisis adalah : suhu , air, arus listrik, radiasi, tegangan muka, getaran, tekanan hidostatis. Faktor yang bersifat khemis yaitu : oksigen, pH. , senyawa kimia dan ion-ion logam berat. Faktor biotik meliputi adanya asosiasi yang bersifat simbiosis : mutualisme, komensalisme, parasitisme, sinergisme, predasi dan kompetisi.
Tujuan mengetahui pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan mikrobia adalah:membantu mengetahui distribusi mikrobia didalam menentukan metoda untuk mengontrol aktivitas mikrobia , memperoleh dan menstimulasi pertumbuhannya bagi yang menguntungkan, atau untuk menghambat/ menghilangkan bagi mikrobia perusak./yang merugikan

Soal-soal
1. Sebutkan faktor-faktor abiotik yang mempengaruhi kehidupan mikrobia
2. Terangkan cara penggolongan mikrobia berdasar suhu pertumbuhan, pH, dan kebutuhan oksigen
3. Jelaskan pengaruh radiasi, tegangan muka, tekanan hidrostatik terhadap mikrobia
4. Jelaskan tenteng bentuk-bentuk asosiasi di bawah di bawah ini :
a. Komensalisme
b. Antagonisme
c. Sinergisme

Daftar Pustaka
Jutono ,Sri Hartadi,Siti Kasirun, Susanto, Mikrobiologi. Yogyakarta Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada.
Pelczar, M.J Terjemahan Ratna Siri Hadiutomo. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta. Universitas Indonesia.
Utami, T.U. 1999. Mikrobiologi Umum. Ekologi Mikrobia, Yogyakarta. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. UGM

DAFTAR ISI

Halaman
I. PENDAHULUAN 1
II. KEDUDUKAN DAN PERANAN MIKROORGANISME DI ALAM 7
III. SEJARAH MOKROBIOLOGI 13
IV. BAKTERI 20
V. JAMUR 34
VI. KHAMIR 45
VII. VIRUS 49
VIII. NUTRISI DAN METABOLISME MIKROBIA 57
IX. PERTUMBUHAN MIKROBIA 78
X. EKOLOGI MIKROBIA 84

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s