Materi Biologi Kelas X Tentang BAKTERI
Sebagian besar bakteri ukuran dan bentuk yang sama. Akan tetapi, dari segi biologi molekuler ditemukan adanya perbedaan pada RNA ribosom bakteri-bakteri tersebut. Hal itu yang menjadi dasar bagi Carl Woese dan Gorge Fox pada tahun 1977 untuk membagi kelompok menjadi dua, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria.
Keduanya merupakan organisme Prokariota. Istilah prokariota berasal dari bahasa yunani, pro = sebelum dan karyon = inti sel atau nucleus, yang menandakan ketiadaan inti sejati dalam selnya. Disebut demikian karena sel-sel prokariota belum memeliki membran inti sel sehingga bahan genetic (DNA) atau bahan intinya terkonsentrasi di dalam bagian yang disebut nukleoid.
Menurut sistem klarifikasi tiga domain, makhluk hidup dikelompokan menjadi tiga domain yaitu Archaebacteria, Eubacteria, dan Eukariota. Archaebacteria dan Eubakteria merupakan organisme Prokariota. Domain Eukariota meliputi protista, fungsi, plantae, dan Animalia.
A. Archaebacteria
Para ahli menempatkan Archaebacteria ke dalam domain terpisah karena sangat berbeda dari organisme prokariota lainnya (bakteri). Archaebacteria berbeda dari bakteri karena :
1. Kebanyakan merupakan organisme anaerob
2. Dinding selnya tidak memiliki peptidoglikan seperti pada bakteri
3. Membran sel dan RNA ribosomnya berbeda dari bakteri
4. Dapat hidup di tempat yang organisme lain tidak dapat hidup, misalnya mata air panas, air berkadar garam tinggi, dan di dekat lubang gunung berapi dasar laut;
5. Archaebacteria bukan merupakan organisme patogen pada organisme lain.
Archaebacteria dianggap merupakan bentuk kehidupan pertama yang ada di muka bumi. Hal itu disebabkan lingkungan ekstrim yang menjadi tempat hidup Archaebacteria mirip dengan keadaan bumi pada saat pertama kali terbentuk. Nama Archaebacteria itu sendiri diambil dari bahasa Yunani, archae yang berarti purba.
1. Struktur Archaebacteria
Archaebacteria merupakan organisme prokariota yang berukuran 0,1-15 μm x 0,1-200 pm, ciri khasnya 0,3-1 µm x 0,3-6 µm. Dinding selnya tersusun atas pseudopeptidoglikan. Namun, ada Archaebacteria dengan dinding sel tersusun atas pseudomurein polisakarida. Beberapa jenis Archaebacteria melakukan metabolisme kemolitotrof, yaitu memperoleh energi dari oksidasi bahan-bahan anorganik, seperti sulfur atau hidrogen sulfida.
Archaebacteria menyimpan cadangan makanan dalam bentuk glikogen di dalam granula sitoplasmanya. Archaebacteria memiliki bentuk yang bervariasi, yaitu bulat, batang, spiral, berlobus, atau tidak beraturan. Ada pula yang membentuk filamen atau koloni. Beberapa jenis dapat bergerak karena memiliki flagela yang panjang. Bereproduksi secara aseksual dengan cara pembelahan biner, pembentukan tunas (budding), atau fragmentasi. Archaebacteria tidak membentuk endospora.
2. Klasifikasi
Berdasarkan fisiologinya, Archaebacteria diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu metanogen, ekstrem halofil, dan termoasidofil.
a. Metanogen
Kelompok ini meliputi Archaebacteria yang mampu menghasilkan gas metana (CH₂) dari karbondioksida (CO) atau hidrogen (H). Metanogen menggunakan hidrogen sebagai sumber energi dan karbon dioksida sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya. Dalam proses pembentukan gas metana itu, dihasilkan energi (ATP). Reaksinya adalah sebagai berikut.
4H₂ + CO₂ CH + 2H₂O + ATP
Metanogen merupakan organisme anaerob obligat. Artinya, metanogen tidak membutuhkan oksigen dalam hidupnya. Bahkan, jika ada oksigen, metanogen akan mati. Secara alami, metanogen hidup di kubangan, rawa, tempat pembuangan limbah, dan di saluran pencernaan hewan serta manusia. Metana yang dihasilkan di dalam saluran pencernaan hewan, termasuk manusia, disebut gas intestinal. Beberapa contoh metanogen, antara lain Methanobacterium, Methanosarcina, Methanococcus, Methanopy.
b. Ekstrem Halofil
Kelompok ini meliputi Archaebacteria yang hidup di lingkungan alami berkadar garam tinggi (mengandung 25% NaCl), misalnya laut mati dan danau Great Salt, atau di ladang-ladang pembuatan garam.
Mereka tidak dapat hidup dilingkungan yang berkadar garam rendah karena garam diperlukan guna membangkitkan energi (ATP) untuk pertumbuhannya. Ion-ion Na dalam garam (NaCl) menstabilkan dinding sel, ribosom, dan enzimnya.
Salah satu contoh anggota kelompok ekstrem halofil adalah Halobacteriumhalobium, Archaebacteria jenis ini hidup di danau Great Salt dan beradaptasi dengan lingkungan berkadar garam tinggi dengan cara membentuk "membran ungu", yaitu pigmen penangkap cahaya yang terdapat di membran plasmanya. Pigmen itu sejenis rodopsin dan disebut bakteriorodopsin. Halobacteriumhalobium merupakan heterotrof yang melakukan respirasi aerob.
Konsentrasi NaCl yang tinggi membatasi ketersediaan oksigen untuk respirasi guna menghasilkan ATP. Oleh karena itu, mereka mampu menambah kapasitas produksi ATP dengan cara mengubah energi cahaya menjadi ATP dengan menggunakan bakteriorodopsin. Contoh ekstrem halofil lainnya adalah Natronobacterium, Halococcus, Haloferax, Halobacteriumsalinarum, dan Haloarcula.
C. Termoasidofil
Termoasidofil merupakan kelompok Archaebacteria yang hidup di lingkungan bersuhu sangat tinggi (80-110°C), ber-pH rendah (kurang dari 2) atau asam, dan mengandung belerang (sulfur). Beberapa anggotanya hidup di kawah gunung berapi atau mata air panas yang bersuhu di atas 100°C, contohnya Sulfolobus, Thermoproteus, dan Pyrobaculum. Sementara itu, jenis Pyrodictium, Pyrococcus dan Archeoglobus hidup di sumur hidrotermal di dasar laut yang juga bersuhu di atas 100°C.
Organisme-organisme tersebut memerlukan suhu tinggi untuk pertumbuhannya. Membran dan enzim-enzimnya stabil pada suhu tinggi. Sebagian besar Archaebacteria golongan ini juga memerlukan sulfur untuk pertumbuhannya. Beberapa jenis merupakan organisme anaerob. Beberapa jenis lainnya mengoksidasi sulfur sebagai sumber energinya. Jenis Sulfolobus merupakan Archaebacteria termoasidofil pertama yang ditemukan oleh Thomas D. Brock dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat pada tahun 1970. Sulfolobus ditemukan di mata air panas di Taman Nasional Yellowstone, Amerika Serikat.
B. Eubacteria (Bakteri)
Jika membicarakan bakteri, kita tidak dapat melupakan jasa Antonie van Leeuwenhock (1632-1723). Dengan mikroskop buatannya, yang memiliki perbesaran antara 200-300 kali, Leeuwenhoek dapat melihat makhluk-makhluk kecil yang ia beri nama animalkulus. sekarang dikenal sebagai bakteri. Pada tanggal 17 September 1683 Leeuwenhoek membuat gambar-gambar bakteri yang ia temukan, ada yang berbentuk seperti bola, bentuk batang, dan spiral.
Istilah bakteri berasal dari bahasa Yunani, yaitu bacterion yang artinya barang kecil. Sel-sel bakteri berukuran sangat kecil sehingga hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop. Pada umumnya panjang sel bakteri berkisar antara 2-10 mikrometer (um) (Catatan: 1 mikrometer sama dengan 1/1.000 milimeter) dengan diameter sekitar 0,5-1 µm. Beberapa jenis bakteri memiliki panjang lebih dari 100 um dengan diameter 0,1-0,2 jum.
Bakteri merupakan mikroorganisme yang penyebarannya di alam paling luas (kosmopolitan). Di mana-mana dapat kita temukan bakteri, di dalam tanah, di udara, di air tawar, di dasar laut yang paling dalam, bahkan di tempat-tempat yang organisme lain tak dapat hidup, misalnya di kawah gunung berapi, di sumber air panas, dan di kawah belerang.
Struktur sel bakteri dapat dikatakan masih sangat sederhana. Pada setiap sel bakteri terdapat beberapa komponen penting, yaitu dinding sel, membran sel, sitoplasma, dan bahan genetik serta beberapa organel sel.
Organel tertentu, misalnya flagelum, pilus, kapsul, dan endospora, mungkin hanya dimiliki oleh jenis bakteri tertentu dan tidak dimiliki oleh jenis bakteri lainnya.
1. Bahan Genetik (DNA Kromosom)
Bahan genetik bakteri tersusun oleh asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid/ DNA) atau disebut juga DNA kromosom. Sebagian besar bakteri hanya memiliki satu DNA kromosom berutas ganda yang berbentuk sirkuler (cincin).
DNA kromosom membawa gen-gen yang penting untuk mengatur proses-proses yang terjadi di dalam sel bakteri. Bahan genetik bakteri terdapat di dalam suatu bagian menyerupai inti yang disebut nukleoid. Nukleoid sel bakteri tidak memiliki membran atau dinding inti sel dan nukleolus.
2. Plasmid
Umumnya Bakteri memiliki plasmid yang berbentuk cincin. Plasmid adalah suatu DNA di luar DNA kromosom. Plasmid berisi gen-gen penting untuk pertahanan sel bakteri terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan. Plasmid terdapat di dalam sitoplasma.
3. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan yang bersifat koloid dan berisi semua molekul ataupun zat yang diperlukan dalam proses metabolisme untuk menunjang kehidupan sel. Di dalam sitoplasma sel bakteri terdapat ribosom, mesosom, dan plasmid.
4. Ribosom
Ribosom merupakan organel sel yang berfungsi untuk sintesis protein. Ribosom terdapat pada semua sel, tetapi ribosom organisme prokariota berbeda strukturnya dengan ribosom organisme eukariota.
5. Mesosom
Mesosom merupakan daerah membran sitoplasma yang mengalami pelipatan. Mesosom diduga berperan dalam beberapa proses seluler, seperti pembentukan dinding sel selama pembelahan sel, replikasi kromosom, atau sebagai tempat berlangsungnya respirasi seluler.
6. Endospora
Bakteri tertentu, misalnya Bacillus dan Clostridium, dalam kondisi tidak menguntungkan dapat membentuk struktur khusus yang disebut endospora. Endospora merupakan suatu struktur/spora berdinding tebal dan sangat tahan terhadap kondisi lingkungan yang jelek. Struktur itu dinamakan endospora (ele- di dalam) karena dibentuk di dalam sel bakteri. Endospora akan tumbuh menjadi sel vegetatif jika berada di tempat yang sesuai. Tidak seperti pada organisme pembentuk spora lainnya.
7. Membran Sitoplasma
Membran sitoplasma atau membran plasma merupakan selaput yang membungkus sitoplasma beserta isinya. Letaknya di bawah dinding sel, tetapi tidak terikat dengan dinding sel. Membran plasma tersusun atas lapisan lipoprotein yang bersifat semi permeabel.
Fungsi membran plasma antara lain; untuk mengatur keluar masuknya zat-zat di dalam sel, seperti gula, asam amino, dan zat-zat metabolik lainnya yang merupakan komponen sitoplasma. Selain itu, membran plasma juga berfungsi sebagai tempat perlekatan pangkal flagelum. Jika membran plasma pecah atau rusak, sel bakteri akan mati.
8. Dinding Sel
Dinding sel adalah bagian sel bakteri yang berfungsi memberi bentuk dan kekuatan/ perlindungan terhadap sel. Dinding sel bakteri tersusun atas bahan peptidoglikan, yaitu suatu molekul yang mengandung rangkaian amino disakarida dan rantai peptida. Dinding sel ini relatif kaku dibandingkan bagian-bagian sel bakteri lainnya. Tebal dinding sel bakteri berkisar 10-23 nanometer (nm).
9. Kapsul
Kapsul merupakan lapisan lendir yang menyelubungi dinding sel. Fungsinya untuk pertahanan diri dan cadangan makanan. Tidak semua bakteri itu berkapsul.
10. Pili (Fimbriae)
Pada permukaan sel bakteri Gram negatif sering kali terdapat banyak alat seperti benang benang pendek yang disebut Pili. Panjang pilus mencapai 3um dengan diameter sekitar 5 tim. Pili digunakan sebagai alat lekat dengan bakteri lain atau dengan bahan bahan padar yang merupakan makanan bakteri. Salah satu pili, yang disebut sex pilus (pilus kelamin), berfungsi sebagai saluran penghubung dalam perpindahan materi generik (DNA) ketika suatu bakteri berkonjugasi. Umumnya, setiap sel bakteri hanya memiliki satu atau dua pilus kelamin
11. Flagelum
Flagelum (jamak: flagela) tidak dijumpai pada semua bakteri. Fungsi flagelum adalah untuk membantu pergerakan bakteri. Diameter atau tebal flagelum bervariasi bergantung pada jenis bakterinya, sedangkan panjangnya biasanya melebihi panjang sel bakteri. Jumlah dan letak flagelum pada sel bakteri bermacam-macam. Berdasarkan jumlah dan letak flagelumnya, bakteri dapat dibedakan menjadi empat macam:
1). Atrik, yaitu bakteri yang tidak memiliki flagelum
2). Monotrik, yaitu bakteri yang memiliki hanya satu flagelum pada salah satu ujung sel bakteri, contohnya Pseudomonas aeruginosa,
3). Lofotrik, yaitu bakteri yang memiliki dua atau lebih flagela pada salah satu ujung sel bakteri, contohnya Pseudomonas fluorescens
4) Amfitrik, yaitu bakteri yang memiliki dua atau lebih flagela di kedua ujung sel bakteri: contohnya Spirillum serpens,
5) Peritrik, yaitu bakteri yang memiliki flagela di seluruh permukaan sel bakteri; contohnya Salmonella typhi.
C. Pengamatan Bakteri
Di alam, populasi bakteri tidak terpisah sendiri menurut jenisnya, tetapi terdiri atas campuran berbagai macam sel. Bakteri lebih sering ditemukan dalam bentuk koloni dan bersama-sama dengan mikroorganisme lainnya. Untuk dapat mengamati dan mempelajarinya. bakteri harus diambil dari alam dan dipisahkan (diisolasi) dari mikroorganisme lain yang umum dijumpai dalam habitatnya, lalu ditumbuhkan dalam suatu biakan murni. Biakan murni adalah biakan yang hanya berisi satu jenis bakteri.
1. Penanaman Bakteri
Ada berbagai cara untuk memperoleh biakan murni bakteri dari suatu biakan campuran. Namun, menurut R.S. Hadioetomo (1998), dua cara yang paling sering digunakan adalah metode cawan gores (streak plate method) dan metode cawan tuang (pour plate method). Kedua metode ini didasarkan pada prinsip yang sama, yaitu mengencerkan organisme sedemikian rupa sehingga individu-individu spesies dapat dipisahkan dari lainnya.
a. Metode Cawan Gores (Streak Plate Method)
Metode ini memiliki dua keuntungan, yaitu menghemat bahan dan waktu. Namun, memerlukan keterampilan yang lumayan. Metode cawan gores yang dilakukan dengan baik akan menyebabkan terisolasinya bakteri yang diinginkan.
Metode cawan gores atau streak plate method dilakukan dengan menggunakan ose dan menggoreskannya ke permukaan medium agar dengan pola tertentu. Hal tersebut bertujuan agar pada ujung goresan, hanya sel-sel bakteri tunggal yang terlepas dari ose dan menempel ke medium. Setelah masa inkubasi, sel-sel bakteri tunggal ini akan membentuk koloni tunggal yang kemudian dapat dipindahkan ke medium selanjutnya agar didapatkan biakan murni.
b. Metode Cawan Tuang (Pour Plate Method)
Metode ini dilakukan dengan dua cara:
Cara pertama, dengan mencampur suspensi bakteri yang telah diencerkan dengan medium agar pada suhu 50° kemudian menuangkannya pada cawan petri (petri dish).
Cara kedua, dengan menyemprotkan suspensi bakteri pada dasar cawan petri, kemudian menuang medium agar ke atasnya dan diaduk. Setelah medium agar mengeras, bakteri akan berada pada tempatnya masing-masing dan diharapkan bakteri tidak mengelompok sehingga terbentuk koloni tunggal.
Karena konsentrasi sel-sel bakteri di dalam spesimen pada umumnya tidak diketahui sebelumnya maka pengenceran perlu dilakukan beberapa tahap sehingga sekurang-kurangnya satu di antara cawan-cawan petri tersebut mengandung koloni-koloni terpisah di atas permukaan ataupun dalam agar. Metode ini cukup memakan bahan dan waktu, tetapi tidak memerlukan keterampilan yang terlalu tinggi.
2. Pengamatan Koloni Bakteri
Bakteri dapat ditumbuhkan dalam suatu medium agar dan akan membentuk penampakan berupa koloni. Koloni sel bakteri merupakan sekelompok massa sel yang dapat dilihat dengan mata langsung. Semua sel dalam koloni itu sama dan dianggap semua sel itu merupakan keturunan (progeny) satu mikroorganisme dan karena itu mewakili sebagai biakan murni.
Penampakan koloni bakteri dalam media lempeng agar menunjukkan bentuk dan ukuran koloni yang khas. Hal itu dapat dilihat dari bentuk keseluruhan penampakan koloni, tepi, dan permukaan koloni. Koloni bakteri dapat berbentuk bulat, tak beraturan dengan permukaan cembung, cekung, atau datar, serta tepi koloni rata atau bergelombang.
2. Pengecatan Bakteri
Kebanyakan sel bakteri tidak berwarna sehingga jika dilarutkan dalam air dan diamati di bawah mikroskop tidak memperlihatkan warna kontras dengan medium di sekelilingnya.
Salah satu cara untuk mengamati bentuk sel bakteri sehingga mudah untuk diidentifikasi adalah dengan metode pengecatan atau pewarnaan. Pengecatan bakteri juga berfungsi untuk mengetahui sifat fisiologisnya, yaitu mengetahui reaksi dinding sel bakteri melalui serangkaian pengecatan.
Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah salah satu teknik pewarnaan yang paling penting dan paling banyak digunakan untuk mengidentifikasi bakteri. Metode ini diberi nama sesuai dengan nama penemunya, yaitu ilmuwan asal Denmark, Hans Christian Gram.
Pada tahun 1884, ia secara tidak sengaja menemukan prosedur pewarnaan Gram untuk membedakan antara bakteri Pneumococcus dan Klebsiella pneumoniae. Dengan metode ini, secara umum, bakteri dapat dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Pembagian tersebut disebabkan oleh perbedaan dalam struktur kimiawi dinding sel bakteri.
a. Bakteri Gram Positif
Bakteri Gram positif memiliki dinding sel yang tersusun atas lapisan peptidoglikan yang relatif tebal dan mengandung asam teikoat. Bakteri jenis ini lebih rentan terhadap penisilin, tetapi lebih resistan terhadap gangguan fisik. Contoh bakteri Gram positif adalah Bacillus, Clostridium, Staphylococcus, dan Streptococcus. Bakteri Gram positif mampu menahan kompleks pewarna primer ungu kristal yodium sampai pada akhir prosedur (sel-sel tampak biru gelap dan ungu).
b. Bakteri Gram Negatif
Dinding sel bakteri Gram negatif terdiri atas dua lapisan, yaitu lapisan luar dan lapisan dalam. Lapisan luar tersusun atas lipo polisakarida dan protein, sedangkan lapisan dalam tersusun atas peptidoglikan.
Dinding selnya tidak mengandung asam teikoat. Bakteri Gram negatif resistan terhadap antibiotik penisilin, tetapi kurang resistan terhadap gangguan fisik. Salmonella, Escherichia, Azotobacter, dan Acetobacter adalah contoh bakteri Gram negatif.
Bakteri Gram positif kehilangan kompleks warna ungu kristal pada waktu pembilasan dengan alkohol, tetapi kemudian terwarnai oleh pewarna tandingan, yaitu safranin (sel-sel tampak merah muda).
Dalam pewarnaan atau pengecatan Gram, digunakan empat macam larutan dengan komposisi dan fungsi yang berbeda-beda, yaitu:
a. Zat pewarna kristal violet (Gram A), merupakan zat warna primer, berfungsi untuk memberi warna ungu pada bakteri;
b. Larutan yodium (Gram B), berfungsi memfiksasi zat warna primer yang diserap mikroorganisme target;
C. Larutan alkohol (Gram C), berfungsi untuk melunturkan zat warna sebelumnya;
d. zat pewarna safranin (Gram D), berfungsi untuk memberi warna bakteri nontarget.
4. Bentuk Sel Bakteri
Tiga macam bentuk dasar sel bakteri, yaitu bulat (kokus atau coccus), batang (basil atau bacillus), dan lengkung (koma/ vibrio serta spiral/spirillum). Sel-sel yang berbentuk bulat ataupun batang sering kali membentuk kumpulan atau koloni sel.
Bakteri berbentuk bulat umumnya berdiameter um atau kurang dari itu. Bakteri berbentuk batang memiliki panjang sekitar 2-5 um, bahkan ada yang mencapai panjang 10 μm. Adapun diameter bakteri bentuk batang adalah sekitar 0,5-1 µm. Sementara itu, bakteri berbentuk lengkung memiliki panjang sekitar 2-5 um.
Bentuk suatu sel bakteri ada kalanya mengalami penyimpangan yang disebabkan oleh faktor lingkungan. Misalnya, jenis bakteri tertentu akan berbentuk batang pada suhu kamar (25-27°C), tetapi apabila dieramkan pada suhu 37°C, sel-sel tersebut akan menjadi lebih besar dan berbentuk seperti mata pena atau gada. Selain itu, perlu diketahui juga bahwa ada bakteri tertentu yang memiliki bentuk tidak teratur (pleomorfik), contohnya Corynebacterium diphtheriae.
5. Reproduksi Bakteri
Salah satu ciri makhluk hidup adalah mampu berkembang biak atau bereproduksi. Pada bakteri dikenal dua macam cara bereproduksi, yaitu secara aseksual dan seksual. Cara aseksual terjadi dengan pembelahan biner, sedangkan cara seksual dengan konjugasi, transformasi, dan transduksi.
a.) Pemebelahan Biner
Pada pembelahan biner sel bakteri membelah menjadi dua sel anak. Yang umum terjadi adalah pembelahan biner melintang. Pembelahan ini berlangsung sangat cepat. Beberapa bakteri hanya memerlukan waktu kurang dari 20 menit untuk membelah menjadi 2.
b. Konjungsi
Konjugasi adalah pemindahan bahan genetik atau DNA dari sel bakteri pemberi (donor) ke sel bakteri penerima (resipien) melalui pilus kelamin (sex pilus). Bahan genetik yang dipindahkan dari bakteri donor akan bergabung dengan bahan genetik bakteri resipien sehingga terjadi perubahan sifat. Jika bakteri resipien membelah, akan dihasilkan sel anak bakteri dengan sifat yang baru.
c. Transformasi
Transformasi adalah pemindahan potongan bahan genetik atau DNA dari luar ke dalam sel bakteri penerima (resipien). Dalam proses ini, tidak terjadi kontak langsung antara bakteri donor DNA dan bakteri resipien.
d. Transfusi
Transduksi adalah pemindahan DNA dari satu sel bakteri donor ke sel bakteri resipien dengan perantaraan virus. Dalam proses ini, protein virus yang berfungsi sebagai cangkang digunakan untuk pembungkus dan membawa DNA bakteri donor menuju sel bakteri resipien.
6. Klasifikasi Bakteri
Bakteri dapat diklasifikasikan, antara lain berdasarkan cara memperoleh makanannya, kebutuhannya akan oksigen, suhu untuk pertumbuhannya, dan berdasarkan hubungan evolusinya.
a). Berdasarkan Cara Memperoleh Makanannya
Berdasarkan cara memperoleh makanannya, bakteri dikelompokkan menjadi dua, yaitu bakteri autotrof dan bakteri heterotrof.
1. Bakteri Autotrof
Bakteri autotrof adalah bakteri yang dapat membuat bahan organik dari bahan bahan anorganik. Untuk membuat bahan organik, diperlukan energi. Berdasarkan hal itu, bakteri autotrof terdiri atas:
a). Bakteri fotoautotrof (foton = cahaya, auto = sendiri, trophein = makanan): memperoleh energi dari cahaya. Contoh bakteri fotoautotrof adalah Rhodobacter, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Thiocystis, Thiospirillum, dan Chlorobium.
b). Bakteri kemoautotrof (chema= kimia, auto= sendiri, trophein = makanan): memperoleh energi dari reaksi pemecahan (oksidasi) senyawa kimia anorganik, misalnya amonia (NH), nitrit (HNO,), belerang (S), dan FeCO,.
Contoh bakteri kemoautotrof, antara lain Thiobacillus ferrooxidans, Cladothrix dan Leptothrixochracea (mengoksidasi ion besi), Nitrosomonas dan Nitrosococcus (mengoksidasi amonia), Nitrobacter (mengoksidasi nitrit), Methanomonas (mengoksidasi metana), Hydrogenomonas (mengoksidasi gas hidrogen), dan Thiobacillus thiooxidan (mengoksidasi belerang).
2. Bakteri Heterotrof
Bakteri heterotrof (hetero yang lain, trophein = makanan) memperoleh makanan dari bahan-bahan organik yang ada di sekitarnya dengan cara menguraikan sisa-sisa tubuh organisme lain menjadi bahan-bahan anorganik yang berupa mineral-mineral. Mineral-mineral tersebut diperlukan oleh tumbuhan sebagai unsur hara.
Dalam proses penguraian tersebut, beberapa bakteri heterotrof menggunakan energi dari reaksi pemecahan senyawa kimia. Bakteri itu dinamakan bakteri kemo heterotrof. Bakteri heterotrof dapat hidup sebagai pengurai (saprotrof), parasit, dan bersimbiosis mutualisme.
b). Berdasarkan Kebutuhan Oksigennya
Berdasarkan kebutuhan oksigennya untuk respirasi, bakteri dikelompokkan menjadi tiga, yaitu bakteri aerob, bakteri anaerob, dan bakteri mikroaerofil.
1) Bakteri Aerob
Bakteri aerob adalah bakteri yang hanya tumbuh apabila ada oksigen. Jika tidak ada oksigen, bakteri ini akan mati. Contohnya, Thiobacillus dan Bacillus.
2) Bakteri Anaerob
Bakteri anaerob dibedakan menjadi:
a). Anaerob obligat: bakteri yang tumbuh tanpa adanya oksigen bebas. Jika ada oksigen bebas, bakteri ini akan mati, contohnya bakteri genus Clostridium.
b). Anaerob fakultatif: bakteri yang dapat tumbuh, baik ada oksigen maupun tanpa oksigen bebas, contohnya Escherichia coli, Salmonella, dan Staphylococcus.
c). Anaerob aerotoleran: bakteri yang tidak terpengaruh oleh adanya oksigen. Ada nya oksigen tidak membahayakan bakteri anaerob aerotoleran, tetapi mereka juga tidak dapat menggunakan oksigen tersebut, contohnya Lactobacillus.
3) Bakteri Mikroaerofil
Bakteri mikroaerofil adalah bakteri yang tumbuh jika ada oksigen bebas dalam jumlah sedikit (> 0,2 atmosfer). Contohnya, Spirillum minus dan Helicobacter pylori.
c. Berdasarkan Suhu untuk Pertumbuhannya
Berdasarkan suhu untuk pertumbuhannya, bakteri dibedakan menjadi bakteri psikrofil, mesofil, termofil, dan hipertermofil.
1) Bakteri Psikrofil
Bakteri psikrofil hidup dan tumbuh pada suhu rendah, yaitu antara 0-30 °C. Bakteri ini banyak terdapat di dasar lautan, di daerah kutub, dan juga pada bahan makanan yang didinginkan. Pertumbuhan bakteri psikrofil pada bahan makanan menyebabkan kualitas bahan makanan tersebut menurun dan/atau menjadi busuk.
2) Bakteri Mesofil
Bakteri jenis ini hidup dan tumbuh pada suhu 20-40 °C. Namun, kisaran suhu optimumnya adalah 30-38 °C. Bakteri mesofil banyak terdapat di tanah, air, dan tubuh vertebrata. Contohnya, Escherichia coli.
3) Bakteri Termofil
Bakteri yang mampu hidup dan tumbuh optimal pada suhu 45-75 °C disebut bakteri termofil. Bakteri ini dapat ditemukan di tempat-tempat yang bersuhu tinggi, misalnya tempat pembuatan kompos. Selain itu, bakteri termofil juga ditemukan pada susu, tanah, dan air laut.
4) Bakteri Hipertermofil
Bakteri hipertermofil hidup dan tumbuh pada suhu di atas 75 °C, misalnya di mata air panas. Beberapa bakteri bahkan dapat hidup pada suhu di atas 100 °C.
e. Berdasarkan Hubungan Evolusinya
Berdasarkan hubungan evolusinya, bakteri dikelompokkan menjadi 12 filum. Namun, kali ini hanya empat filum yang dikenal umum yang akan dibahas. Keempat filum itu adalah Proteobacteria, Bakteri Gram positif, Spirocheta, dan Cyanobacteria.
1) Proteobacteria
Filum Proteobacteria beranggotakan bermacam-macam bakteri Gram negatif yang patogen, misalnya Escherichia, Salmonella, Vibrio, dan Helicobacter. Ada pula yang hidup bebas atau bersimbiosis, di antaranya bakteri-bakteri pengikat nitrogen, misalnya Nitrosomonas, Rhizobium, dan Agrobacterium tumefaciens.
2) Bakteri Gram Positif
Meskipun nama filumnya bakteri Gram positif, tidak semua anggota kelompok ini merupakan bakteri Gram positif. Ada beberapa spesies yang merupakan bakteri Gram negatif. Hal itu disebabkan mereka memiliki kesamaan molekuler dengan bakteri Gram positif. Contoh anggota filum ini adalah bakteri Streptococcus penyebab radang tenggorok dan bakteri Lactobacillus penghasil asam laktat.
3) Spirocheta
Spirocheta beranggotakan bakteri-bakteri Gram negatif, berbentuk spiral, dan merupakan organisme heterotrof. Spirocheta hidup secara bebas, bersimbiosis, atau sebagai parasit. Salah satu contoh Spirocheta adalah Treponema pallidum, penyebab penyakit menular seksual sifilis.
4) Cyanobacteria
Cyanobacteria adalah nama ilmiah untuk ganggang biru. Dinamakan demikian karena Cyanobacteria memiliki klorofil a dan karotenoid yang mengandung pigmen fikobilin.
Pigmen fikobilin merupakan gabungan pigmen fikosianin (berwarna biru) dan pigmen fikoeritrin (berwarna merah). Pigmen fikosianin umumnya lebih dominan sehingga ganggang ini umumnya berwarna biru. Karena memiliki klorofil, Cyanobacteria mampu melakukan fotosintesis. Klorofil pada Cyanobacteria tidak terdapat di dalam kloroplas, tetapi terdapatdi dalam membran tilakoid. Cyanobacteria ada yang bersel satu (uniseluler), bersel banyak, berbentuk benang (filamen), dan ada yang hidup berkoloni. Ukuran selnya bervariasi dari 0,5-60 mm.
D. Peran Bakteri dalam Manusia
Selama ini orang beranggapan bahwa bakteri adalah mikroorganisme yang merugikan manusia. Anggapan tersebut tidak sepenuhnya benar karena jumlah bakteri yang bermanfaat atau menguntungkan manusia justru lebih banyak daripada jumlah bakteri yang merugikan.
Bakteri dapat menguntungkan karena dapat menghasilkan senyawa-senyawa penting agar memiliki kemampuan yang dapat digunakan dalam industri makanan, farmasi, pertanian, peternakan, lingkungan, ataupun pertambangan.
Bakteri dikatakan merugikan karena dapat menyebabkan kerusakan/pembusukan bahan makanan dan dapat menimbulkan berbagai penyakit pada manusia, hewan, ataupun tumbuhan. Bakteri yang dapat menimbulkan penyakit disebut bakteri patogen.
1. Bakteri yang Menguntungkan Manusia
a. Lactobacillusnbulgaricus, Streptococcus thermophillus, dan Streptococcus lactis, digunakan dalam pembuatan yoghurt;
b. Acetobacter xylinum, digunakan untuk pembuatan nata
C. Acetobacter aceti, digunakan untuk pembuatan asam asetat; coco:
d. Streptomyces griceus, menghasilkan antibiotik sikloheksimid;
e. Streptomyces erythraeus, menghasilkan antibiotik eritromisin;
f. Bacillus subtilis, menghasilkan antibiotik subtilisin;
g. Bacillus subtilis, menghasilkan enzim protease yang digunakan pada industri detergen;
h. Rhizobium dan Bradyrhizobium, dapat bersimbiosis dengan akar tanaman polong-polong an (Leguminoceae) untuk mengikat atau memfiksasi nitrogen dari udara bebas menjadi nitrat (NO) sehingga dapat menyuburkan tanaman;
i. Bacillus thuringiensis, menghasilkan racun yang dapat membunuh serangga hama sehingga digunakan sebagai bioinsektisida;
j. Brefidibacterium flavum, digunakan untuk memproduksi asam amino glutamat untuk penyedap masakan;
k. Cellulomonas, hidup di dalam perut ruminansia untuk membantu proses pencernaan makanan;
I. Thiobacillus ferro-oxidans dan Thiobacillus thio-oxidans, digunakan untuk penambangan tembaga, perak, dan emas secara biologis
m. berbagai jenis bakteri tanah sangat berjasa pada manusia karena membusukkan dan menguraikan sampah, sisa-sisa tumbuhan, dan bangkai hewan ataupun manusia. Bagaimanaseandainya di dunia ini tidak ada bakteri pembusuk dan pengurai?
n. Cyanobacteria yang hidup di lapisan topsoil tanah dapat mengurangi erosi dengan cara mengikat partikel-partikel tanah;
Cyanobacteria juga mampu mengubah nitrogen bebas menjadi bentuk organik, seperti nitrit (NO), nitrat (NO₂), atau ammonia (NH,) sehingga potensial digunakan sebagai pupuk hayati (biofertilizer), contohnya Nostoc dan Anabaena;
Selain yang telah disebutkan di atas, bakteri juga dapat dimanfaatkan dalam bidang bioteknologi, yaitu dalam teknik rekayasa genetik. Dalam hal ini, bakteri berperan sebagai sumber gen. Gen-gen unggul yang terdapat dalam DNA bakteri dapat dipotong dan diambil (diisolasi), kemudian disisipkan pada DNA organisme lain.
Dalam teknik rekayasa genetik tersebut, DNA bakteri juga dapat disisipi gen-gen dari organisme lain, semisal gen manusia. Bakteri yang telah disisipi gen-gen manusia dapat menghasilkan bermacam-macam zat kimia dan hormon, seperti insulin dan hormon pertumbuhan, yang dapat digunakan sebagai obat bagi beberapa penyakit pada manusia.
2. Bakteri yang Merugikan Manusia
Selain menguntungkan, bakteri juga dapat merugikan manusia. Hal tersebut berkaitan dengan kerusakan atau pembusukan makanan dan penyakit pada manusia, hewan, serta tumbuhan. Berikut ini adalah contoh-contoh bakteri yang merugikan:
a. Bacillus anthracis, penyebab penyakit antraks;
b. Corynebacterium diphtheriae, penyebab penyakit difteri;
C. Vibrio cholerae, penyebab penyakit kolera;
d. Staphylococcus aureus, patogen pada kulit dan jaringan yang lunak;
e. Streptococcus pyogenes, penyebab penyakit faringitis;
f. Streptococcus pneumoniae, penyebab penyakit paru-paru;
g. Streptococcus agalactiae, penyebab penyakit meningitis;
h. Salmonella typhi, penyebab penyakit tifus;
i. Haemophilus influenzae, penyebab penyakit bronkitis;
j. Neisseria gonorrhoeae, penyebab penyakit gonorea;
k. Mycobacterium tuberculosis, penyebab penyakit TBC (tuberculosis);
l. Treponema pallidum, penyebab penyakit kelamin sifilis;
m. Clostridium botulinum, dapat menghasilkan racun yang berbahaya pada makanan kaleng.
Sekian materi biologi tentang Bakteri untuk kelas X semster 1. Semoga Bermanfaat.
Post a Comment for "Materi Biologi Kelas X Tentang BAKTERI"