Tugas 1 Biol4223 Fahmi [PDF]

Citation preview

NASKAH TUGAS MATA KULIAH UNIVERSITAS TERBUKA



Fakultas



: Fakultas Sains dan Teknologi



Program Studi



: Biologi (S1)



Kode/Nama MK



: BIOL4223/Mikrobiologi



Tugas



: 1 / 2 / 3*)



Penulis Soal/Institusi



: Elizabeth Novi Kusumaningrum/Universitas Terbuka



Penelaah Soal/Institusi : Inggit Winarni/Universitas Terbuka Nama



: Fahmi Junaidi



NIM



: 042632732



No



Soal



1.



Jelaskan eksperimen-eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan untuk membuktikan:



Skor



a. Ketidakbenaran Teori Abiogenesis b. Teori Biogenesis



10



b. Jelaskan tujuan pengawetan biakan dan cara pengawetannya!



10 10



2.



Jelaskan proses bioremediasi yang melibatkan mikroorganisme!



10



3.



a. Jelaskan perbedaan bakteri Gram + dan Gram -!



10



b. Jelaskan tujuan bakteri membentuk endospora!



10



c. Jelaskan reproduksi sel khamir!



10



4.



Jelaskan tahap penting karakterisasi bakteri yang merupakan dasar dalam identifikasi 10 mikroorganisme secara sistematik!



5.



a. Jelaskan fase-fase pada kurva pertumbuhan mikroorganisme!



15 5



b. Pada fase apakah metabolit sekunder dihasilkan dan berikan contoh metabolit sekunder yang dihasilkan! Total *) coret yang tidak perlu



Jawab 1. A. Ketidakbenaran teori abiogenesis Teori abiogenesis adalah teori yang menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati. penganut dari abiogenesis adalah ilmuwan-ilmuwan di masa lampau seperti Aristoteles (384-322 SM) yang kemudian, Antony an Leuwenhoek, seorang Belanda, pada tahun 1677 ikut mendukungnya. Antony memerlihatkan, melalui mikroskopnya, bahwa makhluk renik berasal dari jerami yang direndam. Lalu, pada abad ke-19, teori ini disanggah. Teori abiogenesis dikemukakan oleh Aristoteles (384 – 322 SM) yang merupakan seorang ilmuwan dari Yunani. Teori abiogenesis atau teori generatio spontanea dibuat berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh Aristoteles bahwa ikan – ikan yang berada di sungai berasal dari lumpur. Tidak hanya itu saja, dia juga melakukan percobaan pada tanah yang direndam di dalam air dan hasilnya muncullah cacing dari dalam tanah tersebut. Berdasarkan percobaan itulah teori abiogenesis menjadi kuat bahwa makhluk hidup berasal dari benda mati. Generatio spontanea atau teori abiogenesis klasik telah tercatat di dalam buku Aristoteles dengan judul “Historia Animalium”. Teori ini masih terus diyakini sampai dengan akhir abad ke 17 dan salah satu pendukungnya yaitu seorang ilmuwan Inggris yang bernama Nedham. Nedham melakukan percobaan dengan merebus kaldu yang dimasukan ke dalam wadah selama beberapa menit kemudian menutupnya dengan gabus. Dalam waktu beberapa hari di dalam kaldu ditemukan bakteri, sehingga Nedham mengambil kesimpulan bahwa bakteri berasal dari kaldu. Pendukung lain datang dari Antonie van Leeuwenhoek saat ia menemukan mikroorganisme di dalam air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop. Penemuan tersebut memperkuat teori abiogenesis dan para pendukungnya menyatakan jika mikroorganisme tersebut



100



berasal dari jerami yang sudah busuk. Namun, Leeuwenhoek menyangkalnya dan berpendapat jika mikroorganisme tersebut berasal dari udara. B. Pengamatan para ilmuan terkait dengan teori biogenesis antara lain : Teori biogenesis adalah teori asal usul kehidupan yang menyatakan bahwa makhluk hidup berasal dari makhluk hidup lain. Adapun para ilmuwan yang mengemukakan teori ini Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani, dan Louis Pasteur. Mereka melakukan pengamatan tersendiri yang lebih terencana dan terstruktur. a. Francesco Redi adalah orang pertama yang melakukan percobaan untuk menyanggah teori abiogenesis. Redi membuat percobaan dengan memasukkan daging ke dalam dua buah toples; toples tanpa penutup (terbuka) dan toples dengan penutup. Setelah beberapa hari diamati, muncul larva di daging dalam toples yang terbuka. Sementara daging di toples yang tertutup bersih. Redi pun berkesimpulan bahwa belatung tersebut berasal dari lalat-lalat yang masuk ke dalam toples dan bertelur di sana. Tidak berhenti sampai di situ, Redi kembali membuat percobaan untuk meyakinkan kesimpulannya. Dengan memodifikasi toples yang digunakan dengan membuat tutup yang terbuat dari kain kassa. Hal ini dia lakukan agar udara dari luar bisa masuk dan terjadi pembusukan daging, tetapi lalat tidak dapat masuk sehingga mencegah munculnya telur lalat. Sehingga menghasilkan daging tersebut membusuk, dan tidak ada larva yang lahir. b. Lazzaro Spallanzani, hampir mirip dengan percobaan yang dilakukan oleh Redi, Spallanzani berusaha membuktikan bahwa munculnya organisme berasal dari organisme lain yang hidup. Spallanzani melakukan pengujian dengan memanaskan air kaldu (rebusan daging) di dua tempat yang berbeda. Setelah dipanaskan, masingmasing wadah diberikan kondisi yang berbeda: wadah yang pertama diberi penutup, sementara wadah satunya dibiarkan terbuka. Setelah didiamkan beberapa hari, terlihat bahwa di wadah yang terbuka, kondisi air kaldu menjadi keruh dan aromanya busuk. Di sisi lain, kondisi air kaldu pada wadah yang tertutup tetap jernih. Kok bisa? Ini terjadi karena adanya aktivitas mikroorganisme yang berasal dari udara bebas.



c. Percobaan Louis Pasteur, meskipun sudah dilakukan penelitian oleh Redi dan Spallanzani, teori abiogenesis tetap berdiri. Para pendukungnya menyangkal kesimpulan yang dibuat oleh Spallanzani dan mengatakan bahwa mikroorganisme tidak tumbuh karena tidak ada udara. Menurut mereka, udara dibutuhkan untuk menyokong kehidupan. Sampai akhirnya Louis Pasteur, ahli biokimia kebangsaan Perancis, berhasil menyempurnakan percobaan Spallanzani. Sekaligus mematahkan teori abiogenesis. Pasteur memodifikasi salah satu wadah yang digunakan Spallanzani dengan wadah labu berleher panjang. Untuk apa? Leher panjang ini berguna sebagai indikator yang memberitahukan bahwa masih ada hubungan antara labu dan udara di luar (masih ada oksigen untuk mikroorganisme hidup). Dengan berpendapat bahwa Setelah dipanaskan dan didiamkan beberapa hari, ternyata air kaldu yang ditempatkan di labu berleher panjang tetap jernih. Tetapi, di bagian ujung lehernya muncul banyak debu dan kotoran. Sementara pada wadah yang terbuka, mengandung mikroorganisme. C. tujuan dari pengawetan biakan adalah a. Memperpanjang umur simpan bahan makanan dan minuman (lamanya suatu produk dapat disimpan tanpa mengalami kerusakan) b. Mempertahankan sifat fisik dan kimia bahan makanan dan minuman Caranya pengawetan pada makanan dimasukkan ke dalam kaleng aluminium atau benda logam lainnya lalu diberi zat pengawet seperti garam, asam, atau gula. Biasanya yang diawetkan dalam kaleng adalah sayur-sayuran, buah-buahan, ikan, daging, susu, kopi, teh, dan lain-lain. Teknik pengeringan dengan cara dijemur, dioven, atau dipanaskan.Dalam hal ini, kita harus memperhitungkan jangka waktu keawetan



minuman



tersebut,



Cara pengawetan minuman dalam hal ini, kita harus memperhitungkan jangka waktu keawetan minuman tersebut. kemasan yang bagus untuk minuman seperti menggunakan tetrapack. atau dengan perlakuan pada pengolahan pembuatan minuman tersebut. 2. Proses bioremediasi yang melibatkan mikroorganisme



Menurut



Ciroreksoko



(1996)



dalam bioremediasi



diartikan sebagai proses



pendegradasian bahan organik berbahaya secara biologis menjadi senyawa lain seperti karbondioksida (CO2), metan, dan air. Tujuan dari bioremediasi adalah untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air) atau dengan kata lain mengontrol atau mereduksi bahan pencemar dari lingkungan. Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada berbagai penanganan masalah lingkungan Proses utama pada bioremediasi adalah biodegradasi, biotransformasi dan biokatalis. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang



diproduksi



oleh



mikroorganisme



memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut Enzim mempercepat proses tersebut dengan cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk memulai suatu reaksi. Pada proses ini terjadi biotransformasi atau biodetoksifikasi senyawa toksik menjadi senyawa yang kurang toksik atau tidak



toksik.



Pada



banyak



kasus,



biotransformasi



berujung



pada



biodegradasi.Degradasi senyawa kimia oleh mikroba di lingkungan merupakan proses yang sangat penting untuk mengurangi kadar bahan-bahan berbahaya di lingkungan, yang berlangsung melalui suatu seri reaksi kimia yang cukup kompleks dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun. Misalnya mengubah bahan kimia menjadi air dan gas yang tidak berbahaya misalnya Dalam proses degradasinya, mikroba menggunakan senyawa kimia tersebut untuk pertumbuhan dan reproduksinya melalui berbagai proses oksidasi. Enzim yang dihasilkan juga berperan untuk mengkatalis reaksi degradasi, sehingga tidak membutuhkan waktu yang lama untuk mencapai keseimbangan. Lintasan biodegradasi berbagai senyawa kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon, lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya, terutama tahap akhir metabolisme umumnya berlangsung melalui proses yang sama 3. A. perbedaan bakteri Gram + dan Gram -!



Perbedaan bakteri gram positif dan bakteri gram negatif adalah kandungan senyawa peptidoglikan di dinding sel bakteri. Bakteri Gram positif memiliki dinding sel tebal dan peptidoglikan tingkat tinggi, sehingga akan berwarna ungu saat diwarnai dalam test Gram. Bakteri Gram negatif memiliki dinding sel tipis dengan tingkat peptidoglikan rendah, sehingga akan tidak berwarna saat diwarnai dalam test Gram. Peptidoglikan, juga dikenal sebagai murein, adalah polimer yang terdiri dari gula dan asam amino yang membentuk lapisan seperti jaring. Peptidoglikan digunakan oleh bakeri sebagai penyusun dinding sel, yang terletak di luar membran sel. Kadar peptidoglikan dalam dinding sel ini dapat dimanfaatkan untuk klasifikasi bakteri. Bakteri Gram positif memiliki dinding sel tebal yang mengandung peptidoglikan tingkat tinggi. Sedangkan bakteri Gram negatif ditandai oleh dinding sel yang lebih tipis dengan tingkat peptidoglikan yang rendah. Dengan diwarnai dan dilarutkan alkohol, bakteri yang dinding selnya banyak mengandung peptidoglikan akan berwarna ungu. Bakteri ini adalah bakteri jenis Gram positif. Contoh bakteri jenis Gram positif adalah Staphylococcus aureus. Sebaliknya bakteri dengan dinding selnya mengandung sedikit peptidoglikan akan hilang pewarnya ungunya saat dilarutkan alkohol. Bakteri ini adalah bakteri jenis Gram negatif. Contoh bakteri jenis Gram negatif adalah Escherichia coli. Antibiotik seperti Penisilin bekerja dengan mencegah pembuatan dan pembaruan dinding sel dari bahan peptidoglikan. Sehingga, Penisilin dapat membunuh dan mencegah perkembang biakan bakteri Gram positif, tapi tidak pada bakteri Gram negatif. B. tujuan bakteri membentuk endospore sel bakteri membentuk endospora karena keadaan lingkungan yang tidak memungkinkan, misalnya terlalu panas atau terlalau dingin. juga karena kekurangan cadang makanan atau untuk melindungi diri dari bahaya. Endospora itu mengandung materi genetik, sedikit sitoplasma, serta ribosom. Dinding endospora yang tebal itu tersusun atas protein serta kemudian menyebabkan endospora tahan terhadap radiasi cahaya, kekeringan, suhu tinggi serta juga zat kimia. Apabila kondisi lingkungan itu menguntungkan endospora ini akan tumbuh menjadi sel bakteri baru. Endospora ini lebih tahan terhadap keadaan atau kondisi lingkungan yang justru kurang menguntungkan daripada sel vegetatif bakteri. Proses



pembentukan spora tersebut dinamakan dengan proses sporulasi. Apabila kondisi lingkungan itu membaik, endospora tersebut kemudian akan pecah menjadi sel vegetatif kembali, yang dinamakan dengan proses germinasi. C. Reproduksi sel khamir Khamir melakukan reproduksi secara aseksual melalui pembentukan tunas secara multilateral ataupun polar. Reproduksi secara seksual menghasilkan askospora melalui konjugasi dua sel atau konjugasi dua askospora yang menghasilkan sel anakan kecil. Jumlah spora dan askus bervariasi tergantung macam-macam khamirnya



4. tahap penting karakterisasi bakteri yang merupakan dasar dalam identifikasi mikroorganisme secara sistematik! Mikroorganisme adalah organisme hidup yang berukuran sangat kecil dan hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop. Mikroorganisme disebut juga organisme mikroskopik. Mikroorgnasime ada yang terusun atas satu sel (uniseluler) dan ada yang tersusun atas beberapa sel (multiseluler). Walaupun mikroorganisme uniseluler hanya tersusun atas satu sel, namun mikroorgansime tersebut menunjukan semua karakteristik organ hidup yaitu bermetaboliisme, bereproduksi, berdiferensisasi, melakukan komunikasi, melakukan pergerakan. 5. A. fase-fase pada kurva pertumbuhan mikroorganisme a. Fase Lag (Penyesuaian) Fase lag adalah fase penyesuaian bakteri dengan lingkungannya yang baru. Durasi berlangsungnya fase ini bervariasi dan ditentukan dari komposisi media, pH, suhu, aerasi, jumlah sel, dan sifat fisiologis. Ketika sel telah menyesuaikan diri dengan lingkungan barunya, barulah sel mulai membelah hingga mencapai populasi maksimum. Fase itu kemudian dinamakan fase logaritma atau fase eksponensial. b. Fase Logaritma/Eksponensial Fase logaritma atau eksponensial ditandai dengan periode pertumbuhan yang terbilang cepat. Setiap sel dalam populasi membelah menjadi dua. Derajat pertumbuhan bakteri pada fase ini sangat dipengaruhi oleh sifat genetik yang



diturunkan. Derajat pertumbuhan juga dipengaruhi oleh kadar nutrisi dalam media, suhu inkubasi, kondisi pH, dan aerasi. Ketika populasi yang dihasilkan oleh derajat pertumbuhan sudah maksimum, akan terjadi keseimbangan antara jumlah sel mati dan jumlah sel hidup. c. Fase Stasioner Fase ini terjadi ketika laju pertumbuhan bakteri sama dengan laju kematiannya, sehingga jumlah populasi organisme ini akan tetap. Keseimbangan ini terjadi karena adanya pengurangan derajat pembelahan sel akibat kadar nutrisi yang tidak cukup dan akumulasi produk yang beracun bagi sel sehingga mengganggu proses pembelahan. Fase stasioner kemudian dilanjutkan dengan fase kematian yang ditandai oleh peningkatan laju kematian yang melebihi laju pertumbuhan. d. Fase Kematian Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, fase kematian terjadi ketika laju kematian lebih tinggi dari laju pertumbuhan. Beberapa faktor yang memengaruhinya adalah suhu, kelembaban, cahaya, zat kimia, dan nutrisi.



B. Pada fase apakah metabolit sekunder dihasilkan dan berikan contoh metabolit sekunder yang dihasilkan! Metabolit sekunder sangat beragam tergantung dari golongan senyawa yang bersangkutan. Berdasarkan kenyataan bahwa pada pertumbuhan, tumbuhan utamanya memproduksi metabolit premier, sedangkan metabolit sekunder belum atau hanya sedikit dimetabolisme. Hal serupa juga sesuai dengan kurva pertumbuhan metabolit sekunder terjadi pada awal fase statuiner (waktu pertumbuhan telah terhenti). Senyawa metabolit sekunder diproduksi melalui di luar biosinthesa karbohidrat dan protein. Yang membentuk jalur asam malonat, asam mevalonat asetat dan sam shikima