PERTUMBUHAN MIKROBA

a. Pertumbuhan merupaan penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad. Pada jasad bersel tunggal (uniseliler) pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu sedangkan jasad ber sel banyak (multiseluler) pembelahan sel merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya. Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari suatu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi sedangkan waktu penggandaan adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula. Kecepatan pertumbuhan adalah perubahan jumlah atau massa sel perunit waktu.

b. Penghitungan waktu generasi


N = N0 2n

Pembelahan sel secara biner 1 sel mnjadi 2 sel, 2 sel menjadi 4 sel, 4 sel menjadi 8 sel. Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi :

N = Jumlah Sel Aktif

N0= Jumlah Sel Awal

n = Jumlah

c. Pengukuran pertumbuhan diukur dari perubahan jumlah sel atau berat kering massa sel. Jumlah sel dihitung dari jumlah total (keseluruhan) dengan tidak membedakan sel hidup atau sel mati (viable count). Alat untuk menghitung mikroba adalah Petroff-Hausser Bacteria Counter (PHBC) ada dua cara menghitung jumlah sel hidup yaitu :

• Metode taburan permukaan
• Metode taburan

d. Pertumbuhan populasi mikroba adapun untuk mengetahuinya dilakukan dengan cara membiakan mikroba dengan 2 sistem yaitu:

•   Biakan system tertutup (batch Culture)
•   Biakan terbuka (countinous cultur)

Fase-fase pada kurva pertumbuhan mikroba diantaranya, fase permulaan, fase pertumbuhan dipercepat, fase pertumbuhan logaritma, fase pertumbuhan yang mulai dihambat, fase stasioner maksimum, fase kematian dipercepat, fase kematian logaritma.

FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA

Ada dua factor lingkungan yang mempengaruhi aktivitas mikroba :

1. Factor abiotik meliputi :

•   Suhu
•   Kandungan air
•   Tekanan osmose
•   Ion-ion dan listrik

Suhu pertumbuhan mikroba

•   Suhu minimum : suhu terendah tetapi mikrobamasih dapat hidup psikrofil (kriofil)
•   Suhu optimum : suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba (termofil)
•   Suhu maksimum : suhu tertinggi untuk kehidupan mikroba (termofil)

Contoh bakteri mesofil yang termo toleran (dapat hidup diatas 500C) methylococcus capsulatus

Contoh bakteri fermofil adalah bacillus,Clostridium, Suifolobus dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur.

Contoh bakteri psikrofil adalah bakteri besi (Gallionella)

Pengaruh suhu tinggi :

a. Titik kematian thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu.

b. Waktu kematian thermal adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap.

Pengaruh suhu rendah

a. Cold shock : penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri.

b. Pembekuan (freezing) : rusaknya sel dengan adanya Kristal es didalam air intraseluler.

c. Lyofilisasi : proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan vakum secara bertingkat.

Kandungan air mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya.

2. Factor biotik

· Interaksi dalam suatu populasi mikroba

Interaksi positif

•   meningkatkan kecepatan pertumbuhan dan kepadatan populasi,
•   pertumbuhan suatu sel mikroba menjadi koloni

interaksi negativ

•   menurunkan kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi
•   kompetisi atau interaksi jamur Fusarium dan verticilium menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracun

· interaksi antara populasi mikroba diantaranya, Netralisme, Komensalisme, Sinergisme, Mutualisme, Kompetiaaasi, Amensalisme, Parasitisme dan Predasi.

SISTEM SIRKULASI MIKROBA

FUNGSI SYSTEM SIRKULASI

1. Menjamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh
4. Menyebarkan tekanan/kekuatan

System sirkulasi pada hewan tingkat rendah (sederhana) yaitu sirkulasi cairan tubuhnya dengan khoanosit, system sirkulasinya melalui saluran khusus pada system gastrovaskuler, sirkulasi cairan tubuhnya tergantung beragan silia, silia pada saluran nafas berguna untuk mengeluarkan partikel zat (debu/makanan).
Komponen system sirkulasi terdiri atas 3 komponen yaitu :

• Jantung
• Pembuluh
• Cairan tubuh

SYSTEM SIRKULASI PADA HEWAN
System sirkulasi terbuka contoh : moluska
System sirkulasi tertutup contoh : vertebrata

MEKANISME SYSTEM SIRKULASI TERBUKA
Relaksasi otot jantung
Terjadi kekuatan menghisap darah secara aktif
Terjadinya gelembung peristaltic pada didnding aorta yang mendorong darah kearah kepala sehingga darah akan keluar dan mengalir bebas diantara sel jaringan. Cairan tubuh yang tersaring dan secara perlahan kembali kejantung melalui ostia (lubang pada jantung).
System sirkulasi terbuka bekerja dengan tekanan rendah pada setiap kontraksi jantung dan volume darah yang dikeluarkan hanya sedikit sehingga aktivitas metabolism terbatas.
MEKANISME SISTEM SIRKULASI TERTUTUP
Jantung bekerja dengan melakukan gerakan memompa secara terus menerus yang menyebabkan tekanan dipertahankan tetep tinggi sehingga darah yang keluar dari pembuluhakan segera masuk kembali ke jantung dengan cepat, darah mengalir secara langsung kesetiap sel tubuh sehingga pasokan sari makanan dan oksigen dalam jumlah memadai ke setiap sel hal inilah yang menjadikan proses metabolisme dapat terselenggara dengan baik.

MEKANISME PERTUKARAN ZAT
Tekanan sistol dan diastole manusia adalah 120/80 mmHg artinya darah yang dipompa jantung memberikan tekanan sebesar 120 mmHg sehingga semakin jauh dari jantung maka tekanan akan semakin rendah atau semakin menurun. Dinding kapiler yang semipermiabel dan tekanan darah yang lebih tinggi mendorong cairan keluar dari penuluh yang diultrafiltrasi, namun protein plasma tetap dipertahankan didalam kapiler.

Secara sederhana sistem pencernaan adalah suatu pintu gerbang bahan gizi untuk memperoleh akses pada sistem peredaran. Bahan makanan dipecah hingga terbentuk molekul-molekul sederhana, yang menghasilkan gula, asam amino, dan lain-lain, yang kemudian diangkut kedalam darah. Pada hewan bahan makanan tergantung pada jenis sistem pencernaan yang mereka miliki.
Terjadinya Sistem penernaan : Bahan makanan dicerna oleh sistem pencerna makanan kemudian makanan diserap dan digunakan leh tubuh hewan sehungga homeostatis terjaga.
· Cara memperoleh makanan
Berdasarkan kemampuan
ü Hewan heterotrof : Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain.
ü Hewan mesotrof : Hewan yang dapat mensintesis sendiri berbagai senyawa organik esensial, namun masih memerlukan faktor pertumbuhan yang tidak dapat disintesis sendiri sehingga tetap memerlukan senyawa organik dari sumber lain.
Cara makan dan jenis makanan hewan sangat bervariasi tergantung pada kemampuan menyerap makanan dan susunan alat pencernaan.
· Hewan primitive

•  Tidak memiliki alat pencernaan makanan
• Cara mengambil makanan penyerapan atau pinositosis
• Makanan berupa zat organik terlarut
•  Alat pencernaan makanan berupa vakuola makan

· Hewan yang hidup menetap

•  Mendapatkan makanan dengan cara menjerat (trapping method)
• Alatnya adalah knidoblas atau nematosit yang dilengkapi dengan racun

· Hewan yang aktif mencari makan dengan cara menyaring (filter feeding) yang merupakan variasi dari cara menyaring dan menjerat.

•   Non selective feeder
•   Hewan ini tanggap terhadap senyawa kimia atau rangsang
•   Hewan filter feeding yang tidak memilih makanan
•   Mekanisme menyaring dapat diaktifkan atau dihentikan

* Selective Feeder

•   Hewan filter feeding yang memilih dan menggunakan makanan secara selektif
•   Mendapat makanan dengan cara menangkap atau memangsa

Cara memperoleh makanan harus didukung oleh alat yang memadai (organ pencernaan makanan) yang berfungsi untuk memasukan makanan kedalam tubuh (ingesti), Mengubah bahan makanan kompleks menjadi sederhana (digesti), menyerap dan hasil pencernaan serta membawanya kedalam darah (absorpsi) dan mengevakuasi sisa makanan yang tidak dicerna tidak diserap tubuh (eliminasi).
Tahap sistem pencernaan
Pemecah system mekanik à Hancuran makanan àHidrolisa secara enzimatik à molekul kecil à Zat makanan masuk kedalam tubuh à Materi yang tidak terdigesti
· Pencernaan makanan hewan tingkat rendah
ü Tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan
ü Tahap proses pencernaan : lisosom mensekresikan enzim pencernaan yang menyebabkan suasana berubah menjadi asam, terjadi pemisahan berbagai garam kalsium yang akan menciptakan kondisi pH yang tepat untuk enzim berfungsi, sehingga bahan makanan dapat diserap oleh sitoplasma, akhir proses pencernaan keadaan lingkungan menjadi netral. Bahan makanan yang tidak tercerna dikeluarkan melalui proses eksositosis.
Hewan yang mempunyai alat pencernaan (gastrovaskuler), yaitu ruang yang berfungsi untuk proses pencernaan dan sirkulasi.
· Pencernaan makanan hewan tingkat tinggi
ü Makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik
ü Pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal (secara ekstraseluler)
ü Sistem gastrointestinal tersusun atas berbagai organ yang secara fungsional dapat dibedakan menjadi empat bagian:

•   Daerah penerimaan
•   Daerah penyimpanan
•   Daerah pencernaan dan penyerapan nutrien
•   Daerah penyerapan air dan ekskresi

· Types of Digestive Systems

•   Monogastrics
•   Ruminants
•   Hind Gut Fermentors

· Daerah penerimaan
Daerah untuk menerima makanan adalah mulut, mulut dilengkapi dengan gigi dan kelenjar ludah, yang membantu proses mengunyah dan menelan makanan.

SISTEM RESPIRASI MIKROBIOLOGI

SISTEM RESPIRASI
RESPIRASI EKSTERNAL
O2 à alat respirasi à proses oksidasi à tubuh hewan àalat respirasi à CO2
RESPIRASI SELULER
Respirasi Anaerob à ATP dihasilkan tanpa oksigen dan ATP yang dihasilkan tidak banyak
Respirasi Aerob à ATP yang dihasilkan dengan oksigen dan ATP yang dihasilkan 36-38 molekul
Pengaturan respirasi prosesnya diatur oleh saraf secara kimawi menjaga keseimbangan kadar oksigen dan kadar karbondioksida dalam tubuh
Alasan dilakukannya pengaturan respirasi adalah Kekurangan oksigen maupun kelebihan CO2 dalam darah/cairan tubuh akan mengganggu proses fisiologis secara keseluruhan ,Ventilasi paru-paru tergantung dari kebutuhan metabolisme individu, bila metabolisme meningkat dimana kebutuhkan oksigen meningkat, maka aktivitas pernafasan pun akan meningkat pula.
ORGAN RESPIRASI
Organ respirasi hewan akuatik

•  Kulit
•  Insang

Insang luar (pada larva Katak)
Insang dalam (pada Ikan air tawar)
Organ respirasi hewan terestial
1· Paru-paru buku
2· Trakhea
3· Paru-paru alveoler
4· Paruparu sempurna
TRANSPOR ZAT DALAM SISTEM RESPIRASI
1· Transpor O2 dalam darah diikat oleh pigmen respirasi dan terlarut dalam plasma darah
2· Transpor CO2 menimbulkan gangguan fisiologis penting, CO2 sangat mudah berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang memiliki kekuatan untuk menciptakan kondisi asam. terjadi di dalam cairan jaringan/ruang ekstrasel, plasma, maupun di dalam sel darah merah, berlangsung sangat cepat (disebut reaksi cepat) karena di dalamnya terdapat enzim karbonat anhidrase yang berperan sebagai katalis.
Fungsi lain sistem respirasi menjaga keseimbangan elektrik dalam darah serta mengatur perpindahan ion Cl- ke arah tertentu (ke dalam atau ke luar sel), sebagai imbangan bagi kepindahan ion HCO3- ke arah yang berlawanan dengan arah yang ditempuh ion Cl-
UNTUNG DAN RUGI HEWAN HIDUP DI LINGKUNGAN AKUATIK DAN TERESTRIAL

1. Hewan akuatik mengeluarkan energi lebih banyak daripada hewan terestrial untuk mendapatkan oksigen
2. Hewan yang bernafas di udara harus mengeluarkan energi tambahan untuk melawan gaya gravitasi
3. Hewan yang bernafas di udara lebih mudah memperoleh oksigen daripada hewan akuatik
4. Hewan akuatik mudah dan tidak bermasalah membuang CO2 ke lingkungannya

KASUS RESPIRASI
Kasus respirasi terjadi apabila tekanan CO2 yang tinggi yang nantinya dapat menimbulkan salah satu gangguan pada system pernapasan yang disebut dengan asma.

MIKROBIOLOGI

1.        PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA

Salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi: Virus, bakteri, archaea, protozoa, algae, fungi. Beberapa mikroba (algae dan, karena teknik yang sama (isolasi, sterilisasi, dan penumbuhan pada media artifisial) digunakan untuk mempelajarinya.

Ruang Lingkup Mikrobiologi

Mikrobiologi  adalah  salah satu  cabang  ilmu  dari  biologi yang mempelajari mikroba yang memerlukan  ilmu  pendukung  seperti: kimia,  fisika,  dan biokimia. Orientasi Taksonomi meliputi: virologi, bakteriologi, mikologi, fikologi, protozoologi, Mikrobiologi Pertanian, Mikrobiologi Industri, Eksomikrobiologi, Mikrobiologi Geokimia.

Pengertian Mikroba

Mikroba adalah jasad  hidup  yang  ukurannya  kecil atau mikroba atau mikroorganisme atau jasad  renik.

Penggolongan Mikroba diantara jasad hidup,  secara  klasik  jasad  hidup  digolongkan menjadi dunia tumbuhan ( plantae) dan binatang ( animalia). Menurut  teori  evolusi,  setiap  jasad  akan  berkembang menuju  ke  sifat  plantae atau  animalia. Ciri Umum Mikroba: Mikroba  di  alam  secara  umum  berperanan  sebagai  produsen,  konsumen, maupun  redusen. Jasad  Produsen yaitu menghasilkan  bahan  organik  dari  bahan  anorganik dengan energi sinar matahari. Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah algae dan bakteri  fotosintetik. Jasad Konsumen yaitu menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh  produsen.  Contoh: protozoa. Jasad  redusen yaitu menguraikan bahan organik dan  sisa-sisa  jasad hidup  yang mati menjadi unsur-unsur kimia  (mineralisasi  bahan  organik),  sehingga  di  alam  terjadi  siklus  unsur-unsur  kimia. Contoh: bakteri dan jamur (fungi).

Menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad, yaitu:

1. Prokariota  (jasad  prokariotik/primitif),  yaitu  jasad  yang  perkembangan  selnya belum sempurna
2. Eukariota  (jasad  eukariotik),  yaitu  jasad  yang  perkembangan  selnya  telah sempurna

2.    SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI

Penemuan Animalculus

Leeuwenhoek (1633-1723), awal  terungkap mikroba sekaligus penemuan mikroskop. Sangat sederhana dengan satu  lensa  jarak  fokus  yang  sangat  pendek  perbesarannya antara 50-300 kali.

Teori dan Pendapat

Teori  Abiogenesis yaitu  animalculus  timbul dengan  sendirinya dari bahan-bahan  mati.

Teori Biogenesis yaitu Animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara, untuk mempertahankan pendapat penganut  teori membuktikan  dengan  berbagai percobaan diantaranya Francisco Redi, Lazarro apalanzani, Louis Pasteur.  Pasteurisasi adalah  cara  untuk  mematikan  beberapa  jenis  mikroba  tertentu  dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang  lebih 62^oC. Sterilisasi adalah cara untuk mematikan  mikroba  dengan  pemanasan  dan  tekanan  tinggi.

Postulat Koch, dalam bentuk umum adalah sebagai berikut:

1. Suatu  mikroba  yang  diduga  sebagai  penyebab  penyakit  harus  ada  pada  setiap tingkatan penyakit

2. Mikroba  tersebut  dapat  diisolasi  dari  jasad  sakit  dan  ditumbuhkan  dalam  bentuk biakan murni
3. Apabila biakan murni  tersebut disuntikkan pada hewan yang sehat dan peka, dapat menimbulkan penyakit yang sama
4. Mikrobia dapat diisolasi kembali dari jasad yang telah dijadikan sakit tersebut

3.    STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA

Inti Sel

1. Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers)
2. DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom
3. Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis

Membran Sel Prokariotik

1. Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob
2. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik
3. Pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada permukaannya

Dinding sel adalah bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah.

Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri yang letaknya dapat polar, bipolar, peritrik, maupun politrik.