Laporan Praktikum Mikrobiologi : Respirasi Bakteri

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Oksigen bebas dari udara sangatlah penting bagi bakteri untuk respirasi sel, namun keperluan bakteri akan oksigen bebas tersebut sangatlah berbeda, tergantung pada adanya sistem enzim biooksidatif yang ada pada tiap spesies, sehingga dikenal adanya respirasi aerob dan anaerob. Respirasi yang menggunakan oksigen bebas sebagai penerima elektron disebut respirasi aerob, dan yang menggunakan senyawa anorganik sebagai penerima elektron disebut respirasi anaerob (Dwidjoseputro, 1994).

Pengamatan terhadap kelompok bakteri yang mempunyai perbedaan sifat respirasi dapat dilakukan pada media pertumbuhan bakteri, baik media padat maupun media cair, untuk memperjelas pengamatan terhadap sifat respirasi bakteri biasanya menggunakan media cair. Dalam media cair pertumbuhan bakteri tersebut dapat diamati lebih jelas dengan mengamati akumulasi dari sel-sel bakteri yang tumbuh. Bakteri aerob akan berada dipermukaan atas karena ia akan mengambil oksigen bebas dari udara, bakteri anaerob akan berada didasar jauh dari permukaan, bakteri yang anaerob fakultatif akan tumbuh tersebar pada medium cair tersebut, sebagai bakteri mikroaerofil akan tumbuh sedikit dibawah permukaan (Suriawiria, 1986).

Maka dari itu, untuk mengetahui jenis respirasi yang dilakukan bakteri, praktikum ini perlu dilakukan, agar para mahasiswa/praktikan dapat mengetahui secara langsung bakteri yang diuji melakukan respirasi yang seprti apa.

 

1.2 Rumusan masalah
           Rumusan masalah dalam praktikum ini adalah:

1. Bagaimana mengetahui sifat respirasi bakteri?
2. Bagaimana cara mengidentifikasi berdasarkan sifat respirasinya?

1.3 Tujuan
         Tujuan dalam praktikum ini adalah:

1. Mengetahui sifat respirasi bakteri.
2. Dapat mengidentifikasi berdasarkan sifat respirasinya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Respirasi Bakteri

Respirasi didefinisikan sebagai penggunaan rantai angkut elektron untuk mengantarkan elektron ke penerima elektron anorganik akhir. Energi diperoleh melalui fosforilasi oksidatif tetapi prosesnya dapat menggunakan oksigen sebagai penerima elektron terakhir (respirasi aerob) atau senyawa anargonik lainnya (respirasi anaerob) (Pelczar, 1986).

Gas-gas utama yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah oksigen dan karbon dioksida. Bakteri memperlihatkan keragaman yang luas dalam hal respon terhadap oksigen bebas dan atas dasar tersebut maka mudah sekali untuk membagi mereka menjadi empat kelompok yaitu aerobik, anaerob, anaerob fakultatif, dan mikroanaerob, dan kelompok ini dapat dibedakan menurut pola pertumbuhan didalam tabung-tabung reaksi (Pelczar, 1986).

Menurut (Dwidjoseputro, 1994), faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri yaitu:

1. Temperatur, umumnya bakteri tumbuh baik pada suhu antara 25-35. Kelembaban, lingkungan lembab dan tingginya kadar air sangat menguntungkan untuk pertumbuhan bakteri.
2. Sinar matahari, sinar ultraviolet yang terkandung dalam sinar matahari dapat mematikan bakteri.
3. Zat kimia, antibiotik, logam berat dan senyawa-senyawa kimia tertentu dapat menghambat bahkan mematikan bakteri.

2.2 Macam-Macam Akumulasi Bakteri

2.2.1 Respirasi Aerob

Banyak organisme dapat menggunakan oksigen sebagai penerima hidrogen terakhir, dalam hal demikian, tidak perlu mereduksi hasil antara lain seperti halnya pada fermentasi, hasil semacam itu dapat dioksidasi secara sempurna menjadi CO₂ Dan H₂O. Hal ini merupakan keuntungan luar biasa bagi organisme itu karena banyaknya energi yang tersedia dari oksidasi sempurna molekul glukosa lebih besar dari pada energi yang diperoleh dari fermentasi glukosa. Hal ini terjadi karena jalan bertahap setiap pasangan elektron dari NADH ke oksigen melalui serangkaian pengangkutan tiga molekul ATP (Pelczar, 1986).

2.2.2 Respirasi Anaerob

Organisme anaerobik atau anaerob adalah setiap organisme yang tidak memerlukan oksigen untuk tumbuh. Anaerob obligat akan mati bila terpapar pada oksigen.

Ada kelompok organisme terakhir yang terpisahkan karena organisme ini bukan pula fermentatif. Bakteri ini adalah anaerob obligat, tetapi bukannya menggunakan hasil antara mtabolismenya, organisme tersebut menggunakan ion-ion anorganik sebagai penerima elektron terakhir. Organisme semacam ini dapat dibagi lagi menjadi tiga tipe: pereduksi netrat, pereduksi sulfat, pereduksi metan (Suriawiria, 1986).

2.2.3 Respirasi Mikroaerofilik

Mikroaerofilik respirasi bagi organisme yang dapat menggunakan oksigen, tetapi hanya pada konsentrasi yang rendah (rentang mikromolar rendah), pertumbuhannya dihambat oleh level oksigen yang normal (sekitar 200 mikromolar) (Wheeler, 1993).

2.2.4 Respirasi Fakultatif Anaerob

Anaerob fakultatif dapat menggunakan oksigen jika tersedia. Organisme aerotoleran dapat hidup walaupun terdapat oksigen di sekitarnya, tetapi mereka tetap anaerobik karena mereka tidak menggunakan oksigen sebagai terminal electron acceptor (akseptor elektron terminal) (Wheeler, 1993).

 BAB III

PEMBAHASAN

Pada praktikum dengan topik respirasi bakteri telah ditemukan bahwa bakteri mengadakan respirasi secara aerob dan anaerob. Menurut Utami (2004), kebutuhan akan oksigen bebas dari udara bagi bakteri untuk respirasi sel sangat berbeda, tergantung pada adanya sistem enzim biooksidatif yang ada pada tiap spesies sehingga dikenal adanya respirasi aerob dan anaerob. Respirasi yang menggunakan oksigen bebas sebagai penerima elektron disebut respirasi aerob, sebagai yang menggunakan senyawa anorganik sebagai penerima elektron disebut respirasi anaerob.

Menurut Darmawan (2010) dalam pemanfaatan Oksigen (O₂) untuk respirasinya, bakteri dibagimenjadi 4 kelompok yaitu sebagai berikut :

1. Aerob obligat, yaitu kelompok bakteri yang membutuhkan (O₂) yang sangat banyak sebagai akseptor akhir dalam oksidasi biologis atau respirasi aerob.

2.  Anaerob obligat yaitu kelompok bakteri yang tidak membutuhkan O₂ bebas, bahkan jika kontak dengan oksigen akan mematikan organisme tersebut.

3. Fakultatif aerob atau fakultatif anaerob, dapat menggunakan O₂ sebagai akseptor elektron, atau sebagai penggantinya, diambil oksigen dari garam-garam seperti NaNO₃ Penggunaan pengganti ini kadang-kadang disebut jugarespirasi anaerob. 

4.  Mikroaerofil, bakteri kelompok ini akan terhambat pertumbuhnya olehoksigen yang jenuh. Pertumbuhan terbaik baik bagi kelompok organisme iniadalah konsentrasi oksigen terbatas

 

a. Respirasi Aerob

Pengamatan terhadap kelompok bakteri yang mempunyai perbedaan sifat respirasi dapat dilakukan pada media pertumbuhan bakteri baik media padat maupun media cair, untuk memperjelas pengamatan terhadap sifat respirasi bakteri biasanya menggunakan media cair. Dalam media cair pertumbuhan bakteri tersebut dapat diamati lebih jelas dengan mengamati akumulasi dari sel-sel bakteri yang tumbuh. Pada pengamatan yang telah dilakukan yaitu terdapat bahwa respirasi bakteri secara aerob, bakteri terdapat pada tabung reaksi pada daerah atas permukaan tabung reaksi. Menurut (Utami, 2004), bakteri aerob akan berada dipermukaan atas karena ia akan mengambil oksigen bebas dari udara

Secara sederhana, respirasi yang satu ini diartikan sebagai sebuah reaksi katabolisme yang memerlukan suasana aerobic dengan demikian dalam prosesnya keberadaan oksigen sangat dibutuhkan. Hasil dari reaksi ini adalah energi dengan jumlah yang besar. contoh : Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosococcus. 

Dalam kenyataan reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan menjadi 3 tahapan yaitu glikolosis, siklus krebs dan transport elektron (Syamsuri, 1980). 

1.1 Glikolisis, berarti menguraikan gula dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa, gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua molekul piruvat (Champbell, 2002) 

 1.2  Siklus krebs. Glikolisis melepas energi kurang dari seperempat energi kimiawi yang tersimpan dalam glukosa, sebagian besar energi itu tetap tersimpan dalam dua molekul piruvet. Jika ada oksigen molekuler, piruvat itu memasuki mitokondria dimana enzim siklus krebs menyempurnakan oksidasi bahan bakar organiknya (Champbell, 2002). 

1.3  Transpor Elektron adalah serangkaian reaksi pemindahan elektron melalui proses reaksi redoks (reduksi-oksidasi). Hidrogen yang terdapat pada molekul NADH serta FADH₂ ditranspor dalam serangkaian reaksi redoks yang melibatkan enzim, sitokrom, quinon, pirodoksin, dan flavoprotein. Pada akhir transport elektron, oksigen akan mengoksidasi elektron dan ion Hidrogen (H) menghasilkan air (H2O). Transport elektron terjadi pada membran dalam mitokondria (Maskoeri,1989). 

b. Respirasi Anaerob

Pada pengamatan yang telah dilakukan yaitu terdapat bahwa respirasi bakteri secara anaerob yaitu pada pengamatan respirasi bahwa bakteri terdapat pada tabung reaksi pada daerah bawah dan jauh dengan permukaan.

Organisme anaerobik atau anaerob adalah setiap organisme yang tidak memerlukan oksigen untuk tumbuh. Anaerob obligat akan mati bila terpapar pada oksigen dengan kadar atmosfer. Anaerob fakultatif dapat menggunakan oksigen jika tersedia.

Organisme aerotoleran dapat hidup walaupun terdapat oksigen di sekitarnya, tetapi mereka tetap anaerobik karena mereka tidak menggunakan oksigen sebagai terminal electron acceptor (akseptor elektron terminal). Anaerob adalah organisme yang tidak dapat tumbuh bila terdapat konsentrasi mikromolar oksigen, tetapi dapat tumbuh dan diuntungkan pada konsentrasi nanomolar oksigen (Wheeler, 1993).

Anaerob obligat dapat menggunakan fermentasi atau respirasi anaerobik. Jika terdapat oksigen, anaerob fakultatif menggunakan respirasi aerobik; tanpa oksigen beberapa diantaranya berfermentasi, beberapa lagi menggunakan respirasi anaerobik. Organisme aerotoleran hanya dapat berfermentasi. Mikroaerofil melakukan respirasi aerobik, dan beberapa diantaranya dapat juga melakukan respirasi anaerobic (Wheeler, 1993).

Tumbuhan dan jamur (contohnya ragi) biasanya melakukan fermentasi alkohol (etanol) ketika oksigen terbatas melalui reaksi berikut:
C₆H₁₂O₆ + 2 ADP + 2 fosfat → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂ + 2 ATP

Energi yang dilepaskan sekitar 180 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa (Wheeler, 1993).

Bakteri anaerobik menggunakan jalur ini dan beberapa jalur lainnya dalam melakukan fermentasi seperti: fermentasi asam propionat, fermentasi asam butirat, fermentasi pelarut, fermentasi asam campuran, fermentasi butanediol, fermentasi Stickland, asetogenesis atau metanogenesis (Wheeler, 1993).

Beberapa bakteri anaerobik menghasilkan toksin (racun) seperti toksin tetanus atau botulinum yang sangat berbahaya bagi organisme yang lebih besar, termasuk manusia (Wheeler, 1993).

Anaerob obligat akan mati bila terdapat oksigen karena tidak adanya enzim superoksida dismutase dan katalase yang dapat mengubah superoksida berbahaya yang timbul dalam selnya karena adanya oksigen (Wheeler, 1993).

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Champbell, N.A, dkk. 2002. Biologi. Edisi lima Jilid satu. Jakarta : Erlangga

Darmawan, Ericka. 2010. Pertumbuhan Bakteri pada Medium Cair. JavAurora.

Dwidjoseputro, D. 1994. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan.

Maskoeri, Jaslin. 1989. Biologi Umum Untuk Perguruan Tinggi.Surabaya: Bina Pustakatama

Pelczar, Michael, dkk. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Universitas Indonesia. hlm: 2-3, 140-142. 

Suriawiria, Unus. 1986. Buku Materi Pokok Mikrobiologi. Jakarta: Penerbit Karunia Jakarta.Universitas Terbuka. hlm: 43.  

Syamsuri, Istamar. 1980. Biologi SMA. Erlangga:Jakarta

Utami, Ulfa. 2004. Petunjuk Praktikum Mikrobiologi. Malang: Universitas Islam Negeri Malang

Wheeler dan volk. 1993. Mikrobiologi Dasar. Jakarta: Erlangga. Hlm 30-31