BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangPertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran atau subtansi atau masa zat suatu organisme, misalnya kita makhluk makro ini dikatakan tumbuh ketika bertambah tinggi, bertambah besar atau bertambah berat. Pada organisme bersel satu pertumbuhan lebih diartikan sebagai pertumbuhan koloni, yaitu pertambahan jumlah koloni, ukuran koloni yang semakin besar atau subtansi atau masssa mikroba dalam koloni tersebut semakin banyak, pertumbuhan pada mikroba diartikan sebagai pertambahan jumlah sel mikroba itu sendiri. Pertumbuhan merupakan suatu proses kehidupan yang irreversible artinya tidak dapat dibalik kejadiannya. Pertumbuhan didefinisikan sebagai pertambahan kuantitas konstituen seluler dan struktur organisme yang dapat dinyatakan dengan ukuran, diikuti pertambahan jumlah, pertambahan ukuran sel, pertambahan berat atau massa dan parameter lain. Sebagai hasil pertambahan ukuran dan pembelahan sel atau pertambahan jumlah sel maka terjadi pertumbuhan populasi mikroba (Iqbalali, 2008).Pertumbuhan mikroba dalam suatu medium mengalami fase-fase yang berbeda, yang berturut-turut disebut dengan fase lag, fase eksponensial, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase kematian eksponensial tidak diamati pada kondisi umum pertumbuhan kultur bakteri, kecuali bila kematian dipercepat dengan penambahan zat kimia toksik, panas atau radiasi (Iqbalali, 2008).

4

B. Tujuan 1. Untuk mengetahui kurva pertumbuhan mikroorganisme2. Untuk mengetahui fase- fase pertumbuhan mikroorganisme3. Untuk mengetahui perkembangbiakan bakteri

C. Rumusan Masalah1. Apa saja fase-fase dalam pertumbuhan bakteri?2. Apa saja faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri?3. Bagaimana cara perkembangbiakan bakteri?

5

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Waktu generasi adalah waktu yang diperlukan oleh mikroorganisme untuk meningkatkan jumlah sel menjadi dua kali lipat jumlah semula. Kurva pertumbuhan mikroorganisme terdiri atas empat fase yaitu fase penyesuaian (lag phase), fase eksponensial atau fase logaritmik, fase stasioner dan fase kematian. Pada fase eksponensial terjadi peningkatan jumlah sel dan digunakan untuk untuk menentukan waktu generasi (Yudhabuntara, 2003)Pertumbuhan pada mikroorganisme diartikan sebagai penambahan jumlah atau total massa sel yang melebihi inokulum asalnya. Telah dijelaskan pada bahasan sebelumnya, bahwa sistem reproduksi bakteri adalah dengan cara pembelahan biner melintang, satu sel membelah diri menjadi 2 sel anakan yang identik dan terpisah. Selang waktu yang dibutuhkan bagi sel untuk membelah diri menjadi dua kali lipat disebut sebagai waktu generasi. Waktu generasi pada setiap bakteri tidak sama, ada yang hanya memerlukan 20 menit bahkan ada yang memerlukan sampai berjam-jam atau berhari-hari (Sumarsih,2003).Bila bakteri diinokulasikan ke dalam medium baru, pembiakan tidak segera terjadi tetapi ada periode penyesuaian pada lingkungan yang dikenal dengan pertumbuhan. Kemudian akan memperbanyak diri (replikasi) dengan laju yang konstan, sehingga akan diperoleh kurva pertumbuhan.

6

BAB IIIPEMBAHASAN

A. PERTUMBUHAN BAKTERI1. Kurva pertumbuhan bakteri

Kurva yang menunjukkan logaritma dari kerapatan populasi sel. Titik vertikal menunjukkan batas-batas setiap fase pertumbuhan: 1. Fase permulaan; 2. Fase pertumbuhan di percepat; 3. Fase logaritma; 4. Fase pertumbuhan mulai terhambat; 5. fase stationer maksimum; 6.fase kematian dipercepat; dan 7. fase kematian logaritma.

7

1. Fase permulaanDikenal pula dengan initial phase atau lag phase atau laten phase. Dalam fase ini bakteri belum mengadakan perbanyakan sel, bahkan sebagian sel bakteri mati, hingga hanya sel yang kuat saja yang bertahan hidup. Ukuran sel membesar yang disebabkan oleh adanya pemasukan air imbibisi ke dalam sel. Secara teoritis, keadaan laten atau lag dari populasi bakteri ini diakibatkan oleh pasokan metabolit yang tidak mencukupi, atau oleh tidak aktifnya suatu enzim hingga keseluruhan metabolisme terhambat. Ini disebabkan oleh keberadaan sel bakteri dalam lingkungan baru sehingga sel harus menyesuaikan diri dalam lingkungan yang baru tersebut. Disamping itu, secara khusus ada dua peristiwa lain yang memungkinkan terjadinya fase ini, yaitu:1. Fase lag yang terjadi karena pembentukan enzim induktif2. Fase lag yang terjadi karena germinasi spora

2. Fase pertumbuhan yang dipercepat (Accelarated Growth Phase)Selama fase ini, sel bakteri belum memperbanyak diri. Kecepatan pertumbuhan makin lama makin meningkat, seperti terlihat pada gambar 21. Bila kecepatan pertumbuhan diberikan dalam term waktu generasi (doubling time, td, yaitu waktu yang dibutuhkan populasi sel untuk melipatkan jumlahnya menjadi dua kali lipat, maka waktu generasinya makin lama makin pendek).

8

Sedangkan kecepatan pertumbuhan dinyatakan dalam kecepatan tumbuhnya makin lama x dt tinggi. Secara individual makin lama ukuran sel makin mendekati maksimum. Ini disebabkan oleh adanya kemasukan air imbibisi dan adanya permulaan aktivitas metabolisme.

3. Fase logaritma (Logaritmic phase atau exponensial phase)Selama fase ini kecepatan pertumbuhan populasi sel berjalan maksimum dan konstan seperti terlihat pada gambar sinstesis bio massa, sangat tepat bila digambarkan dengan term logaritma, apabila kecepatan sintesisnya dinyatakan dengan kecepatan pertumbuhan spesifik, seperti dinyatakan diatas.X= XoOtX dan Xoadalah konsentrasi sel (g/l) pada waktu 0 dan t jamnilai sangat tergantung pada spesies dan strain mikroba, serta kondisi lingkungan kultur mikroba tersebut. Dalam kondisi kultur yang optimum, sel mikroba mengalami kecepatan reaksi metabolisme yang maksimum. Ditinjau dari sel bakteri secara individual, ukuran sel justru pada waktu ukuran yang minimum, dengan ketebalan dinding sel yang minimum. Ini disebabkan oleh sangat aktifnya sel membelah diri. hingga sintesis makromolekul dari komponen sel pun berlomba dengan waktu.

9

Bila populasi sel yang sedang mengalami fase ini dipindahkan ke dalam medium baru, dengan komposisi nutrient yang sama dengan kondisi lingkungan yang sama, maka dalam medium baru populasi ini akan langsung mengalami fase logaritma. Jadi tidak mengawali pertumbuhan dengan fase permulaan dan fase pertumbuhan dipercepat.4. Fase Pertumbuhan yang mulai terhambat (Phase of negative accelerated growth)Dimulai dari awal fase ini, kecepatan pertumbuhan makin lama makin menurun. Penghambatan pertumbuhan diakibatkan oleh berbagai sebab. DAlam banyak hal. penurunan kecepatan pertumbuhan ini diakibatkan oleh kehabisan nutrisi. Tetapi sering terjadi walaupun pasokan nutrisi diberikan dengan cukup, penurunan kecepatan pertumbuhan tetap berjalan. Umumnya ini disebabkan oleh akumulasi substansi toksik hasil metabolisme sel yang menghambat dapat menghambat pertumbuhan sel. Substansi ini memungkinkan pula menyebabkan represi terhadap kerja sistem sintesis enzim, yang mengakibatkan terhentinya transkripsi kode genetik dari gen tertentu hingga pembentukan enzim baru terhenti sama sekali. Selanjutnya perubahan kondisi lingkungan, seperti perubahan pil yang tajam sebagai akibat metabolisme sel, dapat mengakibatkan penghambatan terhadap pertumbuhan sel.5. Fase stasionerSelama fase ini kecepatan pertumbuhan adalah nol. Walaupun demikian, tidak berarti tidak terjadi pertumbuhan sel. Jumlah pembentukan sel baru sebagai hasil reproduksi, seimbang dengan jumlah sel yang mati selama fase ini. 10

Oleh karena itu, ekspresi dalam grafik linear dan sejajar selama fase ini, menggunakan cadangan makanan yang ada di dalam protoplasma sebagai building blocks pembangun sel yang baru.6. Fase kematian dipercepat dan fase kematian logaritmaKedua fase ini biasanya dijadikan satu menjadi fase yang menurun (phase of decline). Selama fase ini jumlah sel yang hidup makin lama makin menurun, sedangkan jumlah kematian sel makin banyak. Kematian ini, disebabkan oleh kondisi lingkungan yang makin memburuk, terutama sekali oleh makin banyaknya akumulasi hasil metabolisme yang toksik terhadap sel. Lamanya fase ini tergantung pada kondisi lingkungannya sendiri.

11

B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN BAKTERI

1. Pengaruh suhuTiap jenis bakteri mempunyai suhu optimum di mana pertumbuhannya paling baik berdasarkan hal ini bakteri dibagi dalam 3 golongan, yaitu:

Bakteri-bakteri patogen pada manusia termasuk bakteri mesopil. Suhu optimumnya sama degan suhu tubuh manusia (37 C)

a. Pengaruh suhu rendah.Suhu rendah sampai di bawah suhu minimumnya, menyebabkan bakteri tidak dapat berkembang biak, pada umumnya tidak segera mematikan bakteri, bahkan ada yang tahan bertahun-tahun pada minus 70 Celcius (C) Bakteri yang patogen pada manusia umunya mati pada suhu 0 C.

12

b. Pengaruh suhu tinggiSuhu tinggi lebih membahayakan kehidupan bakteri dibandingkan dengan suhu rendah. Bila bakteri dipanaskan pada suhu di atas suhu maksimumnya, akan segera mati. Semua bakteri baik patogen maupun tidak dalam bentuk vegetatifnya mati dalam waktu 30 menit pada suhu 60-65 C. Kenyataan ini merupakan dasar tindakan pasteurisasi.

2. CahayaSebagian besar bakteri adalah chemotrophe, karena itu pertumbuhannya tidak bergantung pada adanya cahaya matahari. Pada beberapa spesies, cahaya matahari dapat membunuhnya karena pengaruh sinar ultraviolet.

3. Pengeringan (kelembaban)Air sangat penting untuk kehidupan bakteri terutama karena bakteri hanya dapat mengambil makanan dari luar ke dalam bentuk larutan (holophytis). Semua bakteri tumbuh baik pada media yang basah dan udara yang lembab, dan tidak dapat tumbuh pada media dan udara yang kering. Kenyataan ini merupakan dasar pengawetan bahan makanan dengan pengeringan. Pada suasana kering ini bakteri tidak dapat merombak bahan makanan yang ditempatinya.

13

Di laboratorium bakteri atau virus dapat dipertahankan hidup dalam keadaan kering, bila pembenihan dibekukan secara cepat kemudian dikeringkan secara cepat pula di dalam ruang vacum (hampa udara). Cara ini penting dalam pembentukan stok (cadangan) bakteri, virus, enzim, toxin, dan plasma darah, yang biasanya dibuat dalam bentuk serbuk. Serbuk ini sangat lyophil (suka air) karena itu pembuatannya disebut proses lyophil.

4. Keasaman (pH)Umumnya asam mempunyai pengaruh buruk terhadap pertumbuhan bakteri. Kebanyakan lebih baik hidup dalam suasana netral (pH 7,0) agau sedikit basa (pH 7,2-7,4) tetapi pada umumnya dapat hidup pada pH 6,5-7,5. Bakteri-bakteri yang patogen pada manusia tumbuhan baik pada pH 6,8-7,4, yaitu sama dengan pH darah. Beberapa bakteri dapat hidup pada suasana asam, misalnya bakteri yang hidup pada gusi manusia, yaituStreptococcus mutans. Ada pula bakteri yang tumbuh baik pada suasana basa misalnyaVibrio cholera.

5. Pengaruh O2dari udaraBerdasarkan responnya terhadapa 02bebas ini, bakteri dibagi dalam 3 golongan , yaitu:

14

Bakteri aerob (obligate aerob), yaitu bakteri yang hanya hidup di dalam lingkungan yang mengandung 02 bebas. Misalnya:Vibrio cholera,Bacillus anthracis,Corynebacterium diptheriae. Bakterii anaerob (obligate anaerob), yaitu bakteri yang hanya dapat hidup di dalam lingkungan yang tidak mengandung 02 bebas. Misalnya,Clostridium tetani,treponea pallida. Fakultatif aerob, yaitu bakteri yang hidup di dalam lingkungan, baik yang mengandung 02 bebas ataupun tidak. Misalnya:Salmonella typhi,Neisseria meningitisdanStreptococcus pyogenes.Bakteri-bakteri fakultatif aerob pada umumnya akan lebih baik tumbuh pada lingkungan yang mengandung sedikit 02bebas, karena itu lebih tepat bila dinamakan bakteri microaerophil.

6. Pengaruh tekanan osmotikAir keluar dan masuk ke dalam bakteri melalui proses osmosis, karena perbedaan tekanan osmotik antara cairan yang ada di dalam dengan yang ada di luar sel bakteri. Untuk kelangsungan hidupnya, bakteri tidak mudah dipengaruhi oleh tekanan osmotik cairan di sekitarnya, karena mempunyai membran sitoplasma yang secara aktif mengatur ke luar masuknya zat ke dalam sel bakteri, termasuk air. Akan tetapi, larutan hipertonis di sekitar bakteri akan menyebabkan bakteri sukar atau sama sekali tidak dapat tumbuh bahkan dapat membunuhnya. Kenyataan ini dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk mengawetkan ikan asin. 15

7. Pengaruh zat kimia (desinfektan) terhadap mikroba1. Mengubah permebialitas membran sitoplasma sehingga lalu-lintas zat-zat yang keluar masuk ke sel mikroba menjadi kacau.2. Oksidasi. Beberapa oksidator kuat dapat mengoksidasi unsur sel tertentu sehingga fungsi unsur itu terganggu, misalnya mengoksidasi suatu enzim.3. Terjadi ikatan kimia. Ion-ion logam tertentu dapat mengikatkan diri pada beberapa enzim sehingga fungsi enzim itu terganggu.4. Memblokir beberapa reaksi kimia. Misalnya preparat sulfa memblokir sintesa folic acid di dalam sel mikroba.5. Hydrolusa. Asam atau basa kuat dapat menghidroliskan struktur sel sehingga hancur.6. Mengubah sifat koloid protoplasma sehingga menggumpal dan selnya mati.8. Ion anorganikSejumlah kecil ion anorganik dibutuhkan oleh semua bakteri. Selain nitrogen, sulfur dan fosfor yang terdapat sebagai unsur dalam senyawa biologik , kalium, magnesium dan kalsium pada bakteri fungsinya berhubungan dengan polimer anionik tertentu. Magnesium berfungsi menstabilkan ribosom, membran sel, asam nukleat, dan dibutuhkan untuk aktivitas sejumlah enzim. Kalium juga dibutuhkan untuk aktivitas sejumlah enzim, dan konsentrasi kalium dalam sel bakteri Gram-positif dipengaruhi oleh kandungan asam teikoat pada dinding sel. Sebagian besar bakteri membutuhkan besi, magnesium, seng, kupri, dan kobalt, dan untuk bakteri lain kebutuhan molibdenum dan selenium dianggap esensial.

16

Kebutuhan unsur tersebut untuk bakteri lain lebih sulit untuk diperkirakan, karena kadang-kadang diperlukan atau kehadirannya dianggap sebagai unsur kontaminan dalam medium. Unsur dalam jumlah yang sedikit (trace element) berperan penting dalam inetraksi inang-parasit. Pada inang hewan, kekuatan protein pengikat-besi dalam cairan tubuh berfungsi untuk menahan besi terhadap serangan mikroorganisme yang masuk. Keberhasilan mikroorganisme memasuki inang, akan dapat meningkatkan kemampuannya untuk mengambil besi, dan dengan giat mengekstrak besi dari berbagai lingkungannya. Sejumlah senyawa besi (siderophore) sudah dikenal pada beberapa spesies bakteri. Kehadirannya sangat penting untuk pengambilan besi, dan signifikan secara evolusiner untuk keberhasilan kompetisi dengan inangnya dalam hal nutrisi esensial yang jumlahnya terbatas.

9. OksigenKebutuhan oksigen pada bakteri tertentu mencerminkan mekanismeyang digunakan untuk memenuhi kebutuhan energinya. Berdasarkan kebutuhanoksigen tersebut, bakteri dapat dipisahkan menjadi lima kelompok:1. Anaerob obligat yang tumbuh hanya dalam keadaan tekanan oksigen yangsangat rendah dan oksigen bersifat toksik.2. Anaerob aerotoleran yang tidak terbunuh dengan paparan oksigen.3. Anaerob fakultatif, dapat tumbuh dalam keadaan aerob dan anaerob.4. Aerob obligat, membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya.5. Bakteri mikroaerofilik yang tumbuh baik pada tekanan oksigen rendah,tekanan oksigen tinggi dapat menghambat pertumbuhan.17

Pada anaerob toleran dan obligat, metabolismenya bersifat fermentatif kuat.Pada anaerob fakultatif, cara metabolisme respirasi dilakukan jika tersedia oksigen,tetapi tidak terjadi fermentasi. Pada saat bakteri tumbuh dalam keadaan terdapatudara, terjadi sejumlah reaksi enzimatik dan mengakibatkan produksi hidrogenperoksida dan radikal superoksida. Pada bakteri aerob, aerotoleran, dan anaerobfakultatif, enzim dismutase superoksida mencegah akumulasi ion superoksida, tetapipada anaerob obligat enzim tersebut tidak terdapat:Superoksidadismutase2O2 - + 2H+ O2 + H2O2

10. Karbon dioksidaBakteri pengguna CO2 sebagai sumber karbon seluler utama, ialah bakteri kemolitotrof dan fotolitotrof . Selain itu, kemoorganotrof juga membutuhkan suplai CO2 yang memadai untuk fiksasi CO2 heterotrofik dan untuk sintesis asam lemak. Karbon dioksida secara normal dihasilkan selama katabolisme senyawa organik, oleh karena itu tidak dianggap sebagai faktor pembatas. Beberapa bakteri, seperti Neisseria dan Brucella, memiliki satu atau banyak enzim yang berafinitas rendah terhadap CO2 dan membutuhkan CO2 pada konsentrasi yang lebih tinggi (10%) dibanding CO2 yang terdapat di atmosfir (0,03%). Keadaan ini harus dipertimbangkan untuk kepentingan isolasi dan biakan bakteri tersebut.

18

C. PERKEMBANGBIAKAN BAKTERIBakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual (vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri. Pembelahan sel pada bakteri adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua. Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya.Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA.a) Pembelahan biner

Fase-fase pembelahan biner adalah sebagai berikut :b. kromosom melekat pada membran sel dan terjadi penggandaan kromosomc. membran, dan dinding sel memanjang. Bakteri menjadi dua kali ukuran semula19

d. munculnya sekat diikuti oleh pertumbuhan dinding sel yang melintange. tahap terakhir terbentuk dua sel baru yang identikPada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel induknya. Pembelahan binermirip mitosis pada sel eukariot. Badanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut:1. Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus.2. Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang.3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik. Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni.Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, danadanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri.

20

b) Rekombinasi Genetik1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya. Dalam konteks genetika bakteri, transformasi merupakan perubahan suatu genotipe sel bakteri dengan cara mengambil DNA asing dari lingkungan sekitarnya.

2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).

21

3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Sedangkan yang aseksual dengan pembelahaan biner. Pembelahan biner berlangsung dengan interval yang teratur dengan penambahan atau kelipatan secara eksponensial.

22

BAB IVPENUTUP

Kesimpulan Pertumbuhan dapat didefinisikan sebagai pertambahan jumlah atau volumeserta ukuran sel. Pada organisme prokariot seperti bakteri, pertumbuhan merupakan pertambahan volume dan ukuran sel dan juga sebagai pertambahan jumlah sel. Perubahan kemiringan pada kurva tersebut menunjukkan transisi dari satu fase perkembangan ke fase lainnya. Nilai logaritmik jumlah sel biasanya lebih sering dipetakan daripada nilai aritmatik. Logaritma dengan dasar 2 sering digunakan, karena setiap unit pada ordinat menampilkan suatu kelipatan-dua dari populasi. Kurva pertumbuhan bakteri dapat dipisahkan menjadi empat fase utama : fase lag(fase lamban atau lag phase), fase pertumbuhan eksponensial (fase pertumbuhan cepat atau log phase), fase stationer (fase statis atau stationary phase) dan fase penurunan populasi (decline). Fase-fase tersebut mencerminkan keadaan bakteri dalam kultur pada waktu tertentu. Bakteri mengadakan pembiakan dengan dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Pembiakan secara aseksual dilakukan dengan pembelahan, sedangkan pembiakan seksual dilakukan dengan cara transformasi, transduksi , dan konjugasi.

23

Namun, proses pembiakan cara seksual berbeda dengan eukariota lainnya. Sebab, dalam proses pembiakan tersebut tidak ada penyatuan inti sel sebagaimana biasanya pada eukarion, yang terjadi hanya berupa pertukaran materi genetika (rekombinasi genetik). Berikut ini beberapa cara pembiakan bakteridengan cara rekombinasi genetik dan membelah diri.

24

DAFTAR PUSTAKA

sumber: Mikrobiologi & Parasitologi: dr. Indan Entjang: PT. Citra Aditya BaktiMikrobiologi. Diakses pada tanggal 08 maret 2009, Makassar.Iqbalali., 2008,http://iq b a l a l i . c o m /Pertumbuhan-Bakteri-dan-Suhu.mht. diakses pada tanggal 14 april 2009, Makassar.Filzahazny., 2008, , http:/wordpress.com/Penganta-tentang-bakteri.htm.di akses pada tanggal 08 maret 2009, Makassar.Sumarsih, Sri., 2003, Mikrobiologi Dasar, jurusan ilmu tanah fakultas pertanian upnveteran,Yogyakarta