PENGAMATAN RESPIRASI BAKTERI LAPORAN PRAKTIKUM
DISUSUN UNTUK MEMENUHI TUGAS TUGAS MATAKULIAH MATAKULIAH MIKROBIOLOGI Yang dibimbing oleh Dr. Endang Suarsini M.Ked
Disusun oleh : Kelompok 4 / Offering A 1. AdekLarasati S
(160341606007) (160341606007)
2. Agrintya Indah M
(160341606041) (160341606041)
3. MamikRizkiatul L
(160341606051) (160341606051)
4. NovelaMemiasih
(160341606093) (160341606093)
5. Racy Rizki A
(160341606056) (160341606056)
UNIVERSITAS NEGERI MALANG FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM JURUSAN BIOLOGI FEBRUARI 2018
A. TUJUAN
1. Agar mahasiswa dapat mengamati sifat respirasi bakteri. 2. Agar mahasiswa dapat mengidentifikasi bakteri berdasarkan sifat respirasinya.
B. DASAR TEORI
Semua sel aktif senantiasa melakukan respirasi, menyerap O2 dan melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Keseluruhanproses yang terjadi pada proses respirasi merupakan reaksi oksidasi reduksi yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap direduksi membentuk H2O. Pati, fruktan, sukrosa, lemak, asam organik, bahkan pada keadaan tertentu protein dapat digunakan sebagai subtrat respirasi. Setiap organisme di alam selalu melakukan aktivitas metabolisme dasar untuk menjaga kelangsungan hidupnya. Begitu pula dengan mikroba. Hal tersebut merupakan proses yang spontan yang dapat mempertahankan tingkatan organisasi tertentu karena selalu mendapatkan suplai energi dari lingkungan. Setiap jasad hidup memiliki sifat-sifat yang dapat digolongkan ke dalam dua kelompok kegiatan, yaitu metabolisme dan pelestarian diri. Di dalam arti luas metabolismediartikan dengan fungsi-fungsi nutrisi, sintesis, dan respirasi. Respirasi didefenisikan sebagai penggunaan serangkaian transfor elektron untuk mentrasnfer elektron menuju aseptor elektron terakhir. Energi diperoleh melalui fosporilasi oksidatif tetapi dalam prosesnya bisa menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir (respirasi aerob) atau senyawa anorganik lain atau disebut dengan respirasi anaerob ( Hidayah & Maya, 2012). Respirasi juga diartikan sebagai proses yang hanya berlangsung didalam organisme hidup. dalam proses itu, terjadi pembongkaran-pembongkaran zat makanan sehingga menghasilkan energi yang diperlukan organisme tersebut. Jika oksigen yang dibutuhkan dalam proses ini berasal dari udara bebas, maka peristiwa itu disebut dengan pernafasan aerob. Ada banyak spesies bakteri yang mampu mengadakan pernafasan tanpa adanya oksigen bebas, pernafasan yang demikian disebut dengan pernafasan anaerob (Priani, 2009) Dalam pernafasan aerob, bakteri dapat menggunakan glukosa atau zat organik yang lainsebagai substrat untuk dioksidasikan menjadi CO2 dan air, sedangkan bakteri sendiri mendapatkan energi. Menurut penelitian, energi yang dilepaskan sebagai hasil pembakaran 1 grammol glukosa adalah 675 kcal. Jika pengoksidasian substrat itu tidak sempurna, maka energi yang timbul tidak akan sebanyak jumlah tersebut. Salah satu contoh bakteri yang melakukan respirasi aerob adalah Acetobacter.Respirasi yang satu ini diartikan sebagai sebuah reaksi katabolisme yang memerlukan suasana aerobik dengan demikian dalam prosesnya keberadaan oksigen sangat dibutuhkan (Wahyuni dkk, 2014).
Seperti telah disebutkan diatas bahwa ada bakteri yang dapat hidup dan melakukan respirasi tanpa menggunakan oksigen bebas, bahkan ada beberapa jenis bakteri yang mati jika mendapatkan oksigen bebas, ada pula bakteri yang tidak menggunakan oksigen bebas meskipun oksigen tersedia baginya. Respirasi anaerob juga diartikan sebagai reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. Respirasi anaerob menggunakan senyawa tertentu misalnya asam fosfoenol piruvat atau asetal dehida, sehingga pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alkohol.Pada respirasi anaerob merupakan serangkaian reaksi enzimatis yang memecah glukosa secara tidak sempurna karena kekurangan oksigen.Contohnya adalah Streptococcus lactis, bakteri ini tidak dapat memanfaatkan oksigen bebas. Pernafasan anaerob dapat terjadi secara antarmolekul atau secara intramolekul. Pernafasan antarmolekul hampir serupa dengan pernafasan aerob, bedanya
adalah
pada
pernafasan
antarmolekul
oksigen
yang
diperlukan
untuk
mengoksidasikan substrat tidak diperoleh dari udara bebas, melainkan dari suatu senyawa, sedang yang dioksidasikan bukanlah oksigen tetapi senyawa lain pula. Penerimaan hidrogen dapat berupa zat-zat seperti nitrat, nitrit, karbonat atau sulfat. Energi yang dihasilkan pada proses ini tidak banyak (Hermanus dkk, 2012). Didalam pernafasan intramolekul ini terjadi perubahan molekul tanpa adanya oksidasi sama sekali, bagian dari suatu molekul kehilangan atom-atomnya, sedangkan bagian yang lain dari molekul tersebut mendapatkan tambahan-tambahan atom H. Sebagai contohnya adalah Saccaromyches yang menggunakan glukosa sebagai substratnya. Pernafasan intramolekul biasa disebut dengan nama fermentasi. Contoh lain mengenai ini adalah laktasi yang dilakukan oleh Lactobacillus. Bakteri ini mengubah glukosa menjadi asam susu dan energi (Hermanus dkk, 2012). Sebenarnya banyak spesies bakteri yang dapat hidup secara aerob atau secara anaerob, namun hidup secara aerob lebih menguntungkan karena respirasi menggunakan oksigen bebas menghasilkan energi yang jauh lebih banyak. Antara aerob dan anaerob terdapat tingkatan-tingkatan antara lain repirasi yang semata-mata aerob, anaerob fakultatif, mikroaerofil, dan anaerob. Jika diinokulasikan pada medium cair, bakteri anerob akan tumbuh mengelompok pada dasar medium menjauhi oksigen yang tersedia banyak dipermukaan, bakteri yang anaerob fakultatif akan tumbuh tersebar di seluruh medium cair, bakteri mikroaerofil akan tumbuh mengelompok sedikit dibawah permukaan medium, sedangkan bakteri aerop akan tumbuh dipermukaan medium cair karena membutuhkan oksigen yang tersedia banyak dipermukaan (Dwidjoseputra, 2000).
C. ALAT DAN BAHAN
1. 2 biakan murni bakteri dalam media miring yang brumur 1x24 jam 2. Media nutrient cair
D. LANGKAH KERJA
Disiapkan dua media cair dalam tabung kultur yang sudah steril
Diambil biakan murni bakteri yang sudah dibuat Diinokulasikan sebanyak 1 ose masing-masing biakan ke dalam media cair secara aseptik Diratakan suspensi inokulum tadi dengan cara diputar-putar tabung kultur diantara dua telapak tangan, atau denngan vortex Diinkubasikan biakan bakteri tersebut pada suhu 370C selama 2x24 jam
Akumulasi pertembuhuan bakteri tersebut diamati, kemudian ditentukan kelompok bakterinya
E. DATA HASIL PENGAMATAN No
Letak Distribusi Sel
Tipe Respirasi
Koloni
Bakteri
Bakteri
1
Di permukaan
Aerob
Gambar
2
Di permukaan
Aerob
F. ANALISIS DATA
Pada praktikum pengamatan respirasi bakteri ini menggunakan 2 tabung biakan bakteri yang telah dibuat sebelumnya dan akan diamati proses respirasi serta diidentifikasi jenis bakteri berdasarkan sifat respirasinya. Bakteri yang akan diamati proses respirasinya diambil dari biakan bakteri pada media padat kemudian sebanyak 1 ose inokulum bakteri diletakkan di dalam media cair yang telah dibuat secara aseptis. Selanjutnya meratakan suspensi inokulum dengan cara memutar-mutar kultur diantara kedua telapak tangan. Setelah itu dilakukan inkubasi terhadap biakan bakteri tersebut pada suhu 37 OC selama 2x24 jam. Fungsi proses inkubasi ini adalah untuk menyediakan suhu yang cocok untuk mendukung pertumbuhan bakteri pada media cair. Hasilnya menunjukkan bahwa, dari dua sediaan yang telah dibuat pada media cair diperoleh bakteri dengan sifat respirasi aerob, hal ini karena terjadi akumulasi pertumbuhan bakteri yang banyak pada bagian permukaan air. Hal ini menunjukkan bahwa kelompok bakteri tersebut berespirasi dengan membutuhkan atau menggunakan oksigen sehingga masuk ke dalam kelompok bakteri ae rob.
G. PEMBAHASAN
Bakteri adalah mikroorganisme bersel tunggal dengan komponen selular prokariot. Ukuran bakteri sangat kecil,bentuk tubuh bakteri baru dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop dengan pembesaran 1.000X atau lebih (Waluyo, 2004). Bakteri dapat merubah zat kimia dan energi radiasi kebentuk yang bergunauntuk kehidupannya melalui proses respirasi.
Menurut Darmawan (2010) dalam pemanfatan oksigen untuk respirasinya, bakteri dibagi
menjadi empat kelompok yaitu aerob, anaerob obligat, fakultatif aerob atau fakultatif anaerob dan mikroaerofil. Berdasarkan pada hasil praktikum, koloni A dan B memiliki sifat respirasi yang sama yaitu respirasi aerob karena bakteri berada dipermukaan medium cair. Menurut Utami (2004), bakteri aerob akan beradadipermukaan atas karena ia akan mengambil oksigen bebas dari udara. Dalam media cair pertumbuhan bakteri tersebut dapat diamati lebih jelas denganmengamati akumulasi dari sel-sel bakteri yang tumbuh. Menurut Dwidjoseputro (2005) oksigen dari udara bebas sangat penting untuk pernapasan bakteri aerob, karena proses pernapasan bertujuan untuk membongkar zat makanan untuk menjadi energi. Bakteri aerob merupakan bakteri yang membutuhkan O 2 untuk pertumbuhannya. Sistem enzimnya membutuhkan O 2 sebagai elektron aseptor pada proses fosforilasi oksidatifnya. Contoh bakteri areob adalah Bacillus sp., Escherichia coli, dan Streptococcus (Fajar dkk, 2012). Suatu bakteri dapat bersifat aerobik atau anaerobik karena setiap bakteri mempunyai suatu enzim yang tergolong flavoprotein yang dapat bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa beracun yaitu H2O2 dan suatu radikal bebas yaitu O 2-*, seperti ditunjukkan dalam persamaan reaksi 1 (Unung dan Bintang, 2011).
Bakteri yang bersifat aerobik dan bersifat anaerobik tetapi tidak sensitif terhadap oksigen (aerotoleran) mempunyai enzim superoksida dismutase yang memecah radikal bebas tersebut, dan enzim katalase yang memecah H2O2 sehingga menghasilkan senyawa-senyawa akhir yang tidak beracun. Persamaan reaksi tersebut ditunjukkan dalam persamaan (2) dan (3) (Unung dan Bintang, 2011).
Selain bakteri bersifat aerob, terdapat tiga sifat yang lain yaitu anaerob obligat, fakultatif aerob atau fakultatif anaerob dan mikroaerofil. Anaerob obligat merupakan kelompok bakteri yang tidak membutuhkan O 2 bebas, bahkan apabila kontak dengan oksigen akan mematikan organisme tersebut. Desulfomaculum ruminis merupakan bakteri obligate anaerob (Puti dkk, 2012). Bakteri yang bersifat anaerobik tidak mempunyai enzim superoksida dismutase maupun katalase, oleh karena itu oksigen merupakan racun bagi bakteri tersebut, karena
senyawa yang terbentuk dari reaksi flavoprotein dengan oksigen, yaitu H 2O2 dan O2-* tidak dapat dipecah oleh bakteri (Unung dan Bintang, 2011). Fakultatif aerob atau fakultatif anaerob, dapat menggunkan O2 sebagai akseptor elektron, atau sebagai penggantinya, diambil oksigen dari garamgaram seperti NaNO 2 (Darmawan, 2010). Bakteri anaerob fakultatif adalah bakteri yang dapat hidup dengan kondisi lingkungan terdapat oksigen maupun tidak. Bacterionema matruchotii, Bacillus polimyxa, Enterobacter cloacea bersifat anaerob fakultatif (Puti dkk, 2012). Staphylococcus epidermidis bersifat anaerob fakultatif (Ameliya dkk, 2016).Capnocytophaga sp. merupakan
bakteri anaerob fakultatif dan ekologis utama berada di daerah subgingiva gigi. Spesies bakteri Streptococcus termasuk bakteri anaerob fakultatif (Sukma dkk, 2014). Genus Lactobacillus sp. secara umum merupakan bakteri yang bersifat fakultatif anaerob. Bakteri yang bersifat anaerobik fakultatif juga mempunyai enzim superoksida dismutase, tetapi tidak mempunyai enzim katalase, melainkan mempunyai enzim peroksida yang mengkatalis reaksi antara H2O2 dengansenyawa organik, sehingga menghasilkan senyawa yang tidak beracun. Reaksinya adalah sebagai berikut (Unung dan Bintang, 2011).
Mikroaerofil, bakteri kelompok ini akan terhambat pertumbuhannya oleh oksigen yang jenuh. Pertumbuhan terbaik bagi kelompok organisme ini adalah konsentrasi yang memiliki oksigen terbatas (Darmawan, 2010). Untuk istilah mikroaerofilik artinya bahwa bakteri jenis ini bisa tumbuh di lingkungan dengan konstentrasi oksigen yang rendah namun akan mati jika konsentrasi oksigennya tinggi.Bakteri mikroaerofilik ialah bakteri yang bersifat aerobik dan membutuhkan oksigen dengan konsentrasi yang relatif rendah yaitu jauh di bawah konsentrasi oksigen di atmosfer. Bakteri ini
mempunyai enzim, diantaranya
hidrogenase, yang menjadi tidak aktif jika konsentrasi oksigen di lingkungan sekitarnya terlalu tinggi (Unung dan Bintang, 2011). Beberapa faktor dapat mempengaruhi kebutuhan total oksigen mikroba, yang terpenting diantaranya jenis sel, fase pertumbuhan mikroba, nutrisi karbon, dan pH (Unung dan Bintang, 2011).
Gambar 1. Perbedaan letak sel bakteri dalam menentukan sifat respirasi bakteri (courses.lumenlearning.com)
H. KESIMPULAN
1. Pengamatan respirasi bakteri ini memberikan keterampilan membuat medium cair yang berupa NA (Natrium Agar). 2. Pengamatan respirasi bakteri menunjukkan bahwa koloni bakteri I dan koloni bakteri II menunjukkan bersifat aerob ditandai dengan bakteri tumbuh di permukaan medium cair.
DAFTAR RUJUKAN
Ameliya, S, J, Standy, S, Fredine, E, S, R. 2016. Isolasi Dan Identifikasi Bakteri Aerob Yang Berpotensi Menyebabkan Infeksi Nosokomial Di Ruang Rawat Inap Mata Irina F RSUP Prof. Dr. R.D. Kandou Manado. Jurnal e-Biomedik (eBm), Volume 4, Nomor 1. Darmawan, E. 2010. Pertumbuhan Bakteri pada Medium Cair . Semarang: Universitas Negeri Semarang. Dwidjoseputra. 2000. Dasar-dasar Mikrobiologi. Malang: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Malang. Dwidjoseputro, D. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Djambatan. Fajar, D, P, Maya, S, dan Nengah, D, K. 2012. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Aerob Proteolitik dari Tangki Septik. Jurnal sains dan seni ITS Vol. 1, No. 1. ISSN: 2301928X. Hermanus, Muson., Bobby, P., Lucia C. 2012. Pengaruh Perlakuan Aerob Dan Anaerob Terhadap Variabel Bod, Cod, Ph, Dan Bakteri Dominan Limbah Industri Desiccated Coconut Pt. Global Coconut Radey, Minahasa Selatan. Jurnal Ilmu dan Teknologi Pangan. Vol. 3 No. 2. Hidayah, Nur., Maya, Shovitri. 2012. Adaptasi Isolat Bakteri Aerob Penghasil Gas Hidrogen pada Medium Limbah Organik. Jurnal Sains Dan Seni ITS. Vol. 1. ISSN: 2301-928X Priani, Nunuk. 2009. Metabolisme Bakteri. Sumatra Utara: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Puti, S, K, Denny, H, Detia, D. 2012. Identifikasi Mikroba Anaerob Dominan Pada Pengolahan Limbah Cair Pabrik Karet Dengan Sistem Multi Soil Layering (MSL). Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1). Sukma, A, W, Banun, K, Dwi, W, A, F. 2014. Identifikasi Bentuk Sel Bakteri Anaerob Berdasarkan Warna Koloni pada Gingival Crevicular Fluid Pasien Gingivitis Kronis dan Periodontitis Kronis. Artikel Ilmiah Hasil Penelitian Mahasiswa. Unung, L dan Bintang, I, M. 2011. Fermentasi Mikroaerofilik Lactobacillus acidophilus untuk Produksi Probiotik. Industrial Research Workshop and National Seminar. Utami, U. 2004. Petunjuk Praktikum Mikrobiologi. Malang: Universitas IslamNegeri Malang. Wahyuni,Sri., Lianto.,Andi, K. Isolasi Dankarakterisasi Bakteri Manolitikasal Bonggol Pohon Sagu. Jurnal Agroteknos. Vol. 4. No. 3. ISSN: 2087-7706. Waluyo, L. 2007. Mikrobiologi Umum. Malang: Universitas Muhammadiyah Malang Press.
LAMPIRAN
Respirasi yang terjadi pada koloni I
Respirasi yang terjadi pada koloni II
Yaitu aerob
Yaitu aerob
