Pengelompokan Organisme Sel Prokariotik

Pengelompokan Organisme Sel Prokariotik

Pengelompokan Organisme Sel Prokariotik

Organisme Sel Prokariotik
Organisme Sel Prokariotik

Organisme Sel Prokariotik

d. Pengelompokan Bakteri berdasarkan Cara Memperoleh Energi dan Karbon Berdasarkan cara memperoleh energi dan karbon, bakteri dibedakan menjadi empat kategori, yaitu fotoautotrof, kemoautotrof, fotoheterotrof, dan kemoheterotrof. Fotoautotrof adalah bakteri fotosintetik yang memanfaatkan energi cahaya untuk mensintesis senyawa organik dari karbondioksida. Contoh bakteri fotoautotrof adalah kelompok sianobakteri. Sedangkan kemoautotrof merupakan bakteri yang hanya memerlukan CO2 sebagai sumber karbon bukan sebagai sumber energi. Bakteri ini memperoleh energi dengan mengoksidasi bahan-bahan anorganik. Energi kimia diekstraksi dari hidrogen sulfi da (H2S), amonia (NH3), ion fero (Fe2+), atau bahan kimia lainnya.

Organisme Sel Prokariotik – Contohnya adalah bakteri Sulfolobus sp. yang mengoksidasi sulfur. Kedua kelompok tersebut adalah kelompok bakteri yang mampu mensintesis energinya sendiri (autotrof). Sedangkan bakteri yang tidak mampu mensintesis energi secara mandiri disebut kelompok heterotrof, terdiri dari fotoheterotrof dan kemoheterotrof. Bakteri fotoheterotrof yaitu bakteri yang menggunakancahaya untuk menghasilkan ATP, tetapi harus menggunakan karbon dalam bentuk organik. Sedangkan kemoheterotrof yaitu bakteri yang harus mengonsumsi molekul organik untuk sumber energi dan karbon. Contoh bakteri kemoautotrof adalah Beggiota sp. (Gambar 3.15), yaitu bakteri kemoautotrof yang mengoksidasi H2S. Sebagian besar bakteri adalah kemoheterotrof, terdiri dari kelompok saproba (pengurai) yang menyerap nutrien dari bahan organik dan kelompok parasit yang menyerap cairan dari tubuh inang yang masih hidup.

Organisme Sel Prokariotik

e. Pengelompokan Bakteri berdasarkan sifatnya terhadap pengecatan gram. Pengecatan gram (gram stain) memisahkan bakteri ke dalam dua kelompok, yaitu bakteri gram-positif dan bakteri gram-negatif. Bakteri gram-positif memiliki dinding sel yang sederhana, dengan jumlah peptidoglikan yang banyak sehingga bereaksi positif terhadap pengecatan gram. Sedangkan pada bakteri gram-negatif peptidoglikannya lebih sedikit dan struktur dinding selnya lebih kompleks, membran luarnya mengandung lipopolisakarida. Sehingga tidak terwarnai oleh pengecatan gram.

Organisme Sel Prokariotik – Beberapa pengelompokan di atas merupakan pengelompokan berdasarkan bentuk dan fungsi atau beberapa sifat saja, sedangkan pembagian tingkatan taksonomi bagi bakteri sampai saat belum jelas. Para ahli sistematika telah mengusulkan berbagai pengelompokan bakteri. Mereka mengenal lusinan kelompok bakteri, tetapi kita hanya akan membahas lima kelompok yang umum. Kelima kelompok ini adalah Proteobakteria, bakteri gram-positif, Sianobakteri, Spirokaeta, dan Klamidia. Mari kita bahas satu persatu kelima kelompok bakteri tersebut.

a) Proteobakteria Proteobakteria merupakan kelompok bakteri pengikat Nitrogen (N-Fixing Bacteria). Kelompok ini merupakan kelompok bakteri yang paling beragam, dibedakan menjadi tiga subkelompok utama, yaitu bakteri ungu, proteobakteri kemoautotrof, dan proteobakteri kemoheterotrof. Bakteri ungu adalah kelompok bakteri yang bersifat fotoautotrof atau fotoheterotrof. Bakteri ini mempunyai klorofi l yang terbentuk di kantung membran plasma. Bakteri ungu mengekstrasi elektron dari molekul selain H2O, misalnya H2S, sehingga bakteri ini tidak membebaskan oksigen.

Organisme Sel Prokariotik – Sebagian besar spesiesnya adalah bakteri anaerob obligat, ditemukan dalam endapan kolam, danau, dan lapisan lumpur. Banyak spesies yang mempunyai fl agela. Contoh bakteri ungu adalah bakteri Chromatium sp. (Gambar 3.16). Proteobakteri kemoautotrof merupakan kelompok bakteri yang hidup bebas dan ada juga yang bersimbiosis dengan organisme lain. Bakteri ini memegang peranan penting dalam siklus kimiawi ekosistem, misalnya berperan dalam fi ksasi nitrogen (perubahan gas nitogen N2 di atmosfer menjadi mineral bernitrogen yang dapat digunakan oleh tumbuhan). Contohnya adalah Rhizobium sp. (Gambar 3.17) yang hidup bersimbiosis dengan membentuk bintil akar pada tanaman kacang-kacangan. Dengan simbiosis ini, tanaman tersebut mendapatkan nutrisi dari Rhizobium sp. Adapun Proteobakteri kemoheterotrof adalah kelompok bakteri enterik yang hidup di usus hewan. Bakteri ini berbentuk batang dan bersifat anaerob fakultatif. Contoh yang tidak berbahaya adalah Escherichia coli. Sedangkan jenis lainnya ada yang bersifat patogen, misalnya Salmonella sp. yang menyebabkan keracunan makanan.

Organisme Sel Prokariotik

b) Bakteri gram-positif Sebagian besar bakteri gram-positif bersifat kemoheterotrof, walaupun beberapa di antaranya bersifat fotosintetik. Ketika berada pada kondisi yang sulit, bakteri ini akan membentuk endospora. Contoh bakteri gram-positif adalah Clostridium sp. dan Bacillus sp. Sedangkan yang yang tidak membentuk endospora, contohnya adalah Mycoplasma sp. Ukurannya sangat kecil, bahkan dari semua sel yang diketahui saat ini, diameternya 0,10 – 0,25 ?m. Bakteri ini ditemukan dalam tanah, dan beberapa di antaranya bersifat patogen pada hewan. Contohnya adalah Mycoplasma pneumonia yang menyebabkan walking pneumonia pada manusia. Selain itu, yang termasuk bakteri gram-positif adalah Actinomycetes, yaitu bakteri tanah yung membentuk koloni menyerupai jamur. Contohnya adalah Streptomyces sp. yang merupakan sumber antibiotik yang penting.

Organisme Sel Prokariotik

c) Sianobakteri Sianobakteri merupkan kelompok bakteri autotrof, memiliki klorofi l dan mampu berfotosintesis seperti tumbuhan. Bakteri ini menggunakan dua fotosistem untuk memecah air dan menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan. Sebagian besar hidup di air tawar, tetapi ada sebagian yang hidup di laut. Ada juga yang bersimbiosis dengan jamur membentuk lichens (lumut kerak). Beberapa spesies sianobakteri akuatik memfi ksasi nitrogen. Bakteri jenis ini mempunyai dinding sel yang tebal dan bergelatin, tidak mempunyai fl agela, dan bergerak dengan meluncur. Di antara spesies sianobakteri ada yang berupa sel tunggal, ada yang membentuk koloni, dan ada yang merupakan organisme multiseluler yang memiliki pembagian kerja yang khusus. Contohnya adalah Anabaena sp. (Gambar 3.20) yang berperan dalam fi ksasi nitogen. Terdapat sel-sel yang telah terspesialisasi untuk fi ksasi nitrogen.

d) Spirokaeta Spirokaeta merupakan bakteri kemoheterotrof yang berbentuk heliks. Panjangnya mencapai 0,25 mm, tetapi karena terlalu tipis ia tidak dapat dilihat tanpa bantuan mikroskop. Perputaran fi lamen internal mirip fl agela, meng hasilkan gerakan seperti pem buka sumbat botol. Anggota Spirokaeta ada yang hidup bebas dan ada yang bersifat patogen. Contohnya adalah Treponema pallidum (penyebab penyakit sifi lis), dan Borrelia burgdorferi (penyebabkan penyakit Lyme).

e) Klamidia Klamidia merupakan parasit obligat intraseluler. Ia mendapatkan semua energi dari sel inangnya. Dinding selnya gram-negatif, tetapi sifat tersebut tidak umum di antara bakteri karena tidak memiliki peptidoglikan. Contoh klamidia adalah Chlamydia trachomatis (Gambar 3.22). Bakteri ini merupakan penyebab kebutaan paling umum di dunia dan juga penyebab penyakit yang ditularkan secara seksual (nongonococcal urethritis) di Amerika Serikat.

Mengisolasi Bakteri dari Lingkungan dan Mengamati Koloninya

A. Dasar teori Bakteri terdapat dalam jumlah yang sangat banyak di hampir semua habitat yang memungkinkan bagi mereka. Setiap gram tanah di kebun kita, misalnya, diperkirakan mengandung sebanyak 2 milyar bakteri. Bakteri juga ditemukan pada tumbuhan, hewan, pada semua jenis tanah, perairan (air tawar dan air asin), di dalam es di kutub dan di dalam gelembung panas di musim semi, dalam batu bara dan minyak bumi, lapisan atmosfer, di dalam botol-botol tinta, dan hampir di semua tempat yang mungkin bisa kita kunjungi. Untuk membuktikannya kita bisa mengisolasi bakteri dari lingkungan (air, udara, tanah) dan menumbuhkannya pada media agar dalam cawan petri. Kita akan mendapatkan koloni bakteri dan mikroorganisme lainnya seperti khamir dan yeast. B. Tujuan Mengetahui teknik isolasi bakteri dari lingkungan Mengamati pertumbuhan koloni bakteri Mengamati mikroskopis bakteri C. Alat dan bahan 1. autoklaf atau dandang 2. panci dan kompor 3. cawan petri atau kaca pireks 4. kertas merang 5. mikroskop, kaca objek, kaca penutup 6. pembakar spiritus 7. bubuk agar-agar 8. air kaldu 9. sediaan mikroskopis bakteri 10. masker 11. sarung tangan karet

D. Langkah percobaan 1. Buatlah kelompok kerja untuk melakukan percobaan ini. Ingat, selama melakukan percobaan kalian harus selalu memakai masker dan sarung tangan untuk menghindari bahaya bakteri patogen. 2. Rebuslah air sampai mendidih dengan panci, kemudian masukkan serbuk agar-agar dan air kaldu. Jumlah agar-agar maksimal 2 % dari total media yang akan dibuat. 3. Tuangkan media tersebut dalam cawan petri atau kaca pireks, kemudian bungkuslah dengan kertas merang. 4. Sterilkan dengan autoklaf atau dengan dandang. 5. Biarkan media tersebut dingin. Setelah dingin bukalah media tersebut dan biarkan selama 10 menit. Tutup kembali dengan kertas merang. Pagi harinya amati cawan petri tersebut, kalian akan menemukan koloni mikroorganisme yang mungkin bertumpukan karena macamnya yang sangat banyak. Amati dengan seksama mulai dari bentuk koloni, ukuran koloni, dan warna koloni, serta ada tidaknya lendir. 6. Koloni yang berlendir adalah bakteri. Ambilah koloni tersebut dengan kawat seperlunya kemudian letakkan di atas kaca objek kemudian tutuplah dengan kaca penutup. Amati dengan mikroskop dan gambarlah bektuk bakteri yang ada. Sebelum kawat digunakan untuk mengambil sampel koloni, bakarlah kawat tersebut dengan pembakar spiritus agar steril. 7. Amati pula sediaan mikroskopis bakteri yang sudah ada. Gambarlah bentuk bakteri tersebut.

E. Pembahasan 1. Berdasarkan pengamatan kalian, bagaimanakah bentuk koloni berbagai bakteri udara tersebut? Bagaimana bentuk sel-selnya di bawah mikroskop? 2. Bandingkan dengan hasil pengamatan kalian terhadap sediaan mikroskopis bakteri. 3. Apa yang dapat kalian simpulkan dari percobaan tersebut? 4. Presentasikan hasil pengamatan kelompok kalian di depan kelas untuk mendapat tanggapan dan masukan dari kelompok lain serta guru kalian. 5. Buatlah laporan ilmiah dengan format penulisan ilmiah dan kumpulkan pada guru kalian.

 

Pengelompokan Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

Pengelompokan Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

Pengelompokan Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik – Dalam sistem klasifi kasi tradisional lima kingdom, organisme pro kariotik menyusun Kingdom Monera, sedangkan organisme eukariotik menyusun empat kingdom lainnya, yaitu Protista, Plantae, Fungi, dan Animalia. Berdasarkan analisis molekuler, Monera dibagi ke dalam dua fi lum, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria. Pada klasifi kasi yang sekarang, ke dua fi lum tersebut telah diangkat menjadi dua domain tersendiri, yaitu Domain Archaea dan Domain Bacteria. Terlepas dari perubahan kedudukan dalam kategori taksonomi nya, kedua kelompok tersebut tetap merupakan kelompok prokariotik se perti pembagiannya dalam Dunia Monera.

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik
Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

1. Archaebacteria (Archaea) Archaebacteria terdiri dari bakteri-bakteri yang hidup di tempattempat kritis atau ekstrim, misalnya bakteri yang hidup di air panas, bakteri yang hidup di tempat berkadar garam tinggi, dan bakteri yang hidup di tempat yang panas atau asam, di kawah gunung berapi, dan di lahan gambut. Menurut para ahli, Archaebacteria dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu metanogen, halofi l ekstrim, dan termofi l ekstrim (termoasidofi l). Secara struktural, kelompok prokariotik ini memiliki beberapa karakteristik, yaitu dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan, ribosomnya mengandung beberapa jenis RNA-polimerase sehingga lebih mirip eukariotik, dan plasmanya mengandung lipid dengan ikatan ester. Metanogen merupakan kelompok prokariotik yang mereduksi karbondioksida (CO2) menjadi metana (CH4) menggunakan hidrogen (H2). Metanogen merupakan mikroorganisme anaerob, tidak membutuhkan oksigen karena baginya oksigen merupakan racun. Metanogen memiliki tempat hidup di lumpur dan rawa, tempat mikroorganisme lain menghabiskan semua oksigen. Contohnya adalah Methanococcus janascii (Gambar 3.7).

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik – Akibatnya rawa akan mengeluarkan gas metana atau gas rawa. Beberapa spesies lain yang termasuk kelompok metanogen hidup di lingkungan anaerob di dalam perut hewan seperti sapi, rayap, dan herbivora lain yang mengandalkan makanan berselulosa. Metanogen berperan penting dalam nutrisi. Contohnya adalah Succinomonas amylolytica yang hidup di dalam pencernaan sapi dan merupakan pemecah amilum. Peran lain metanogen adalah se bagai pengurai, sehingga bisa dimanfaatkan dalam pengolahan kotoran hewan untuk memproduksi gas metana, yang merupakan bahan bakar alternatif. Halofi l ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang hidup di tempat yang asin, seperti di Great Salt Lake (danau garam di Amerika) dan Laut Mati. Kata halofi l berasal dari bahasa Yunani, halo yang berarti ‘garam’, dan phylos yang berarti ‘pencinta’.

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik – Beberapa spesies sekadar memiliki toleransi terhadap kadar garam, tetapi ada pula spesies lain yang memerlukan lingkungan yang sepuluh kali lebih asin dari air laut untuk dapat tumbuh. Beberapa koloni halofi l ekstrim membentuk suatu buih bewarna ungu. Warna tersebut adalah bakteriorhodopsin. Bakteriorhodopsin merupakan suatu pigmen yang menangkap energi cahaya. Perhatikan Gambar 3.8. Sedangkan Termofi l ekstrim adalah kelompok organisme prokariotik yang hidup di lingkungan yang panas, optimum pada suhu 60- 80o C. Contohnya adalah Sulfolobus sp. yang hidup di mata air panas bersulfur di Yellowstone National Park (Amerika Serikat). Perhatikan gambar 3.9. Sulfolobus sp. hidup dengan mengoksidasi sulfur untuk memperoleh energi. Karena suka dengan panas dan asam, kelompok ini disebut juga termoasidofi l. Jenis lain yang memetabolisme sulfur adalah organisme prokariotik yang hidup pada air bersuhu 105o C di dekat lubang hidrotermal di laut dalam (kawah gunung api bawah laut). Termofi l ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang paling dekat dengan organisme eukariotik.

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

2. Eubacteria (Bacteria) Eubacteria memiliki struktur yang berbeda dengan Archaebacteria dalam hal dinding selnya terdiri dari peptidoglikan, ribosomnya hanya mengandung satu jenis RNA-polimerase, dan membran plasmanya mengandung lipid dengan ikatan ester. Eubacteria merupakan kelompok bakteri sejati, merupakan mikroorganisme prokariotik yang hidup kosmopolit. Sampai saat ini, lebih dari 5000 spesies bakteri telah dikenali, terdapat dalam jumlah yang sangat banyak di hampir semua habitat yang memungkinkan bagi mereka. Setiap gram tanah di kebun kita, misalnya, diperkirakan mengandung sebanyak 2 milyar bakteri. Bakteri juga ditemukan pada tumbuhan, hewan, pada semua jenis tanah, perairan (air tawar dan air asin), di dalam es di kutub, dalam batu bara dan minyak bumi, lapisan atmosfer,di dalam botol-botol tinta, dan hampir di semua tempat yang mungkin bisa kita kunjungi. Bakteri dapat dikelompokkan berdasarkan bentuk tubuhnya, berdasarkan cara geraknya, berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, berdasarkan cara memperoleh energi dan karbon, serta berdasarkan sifatnya terhadap pengecatan gram. Mari kita uraikan satu persatu.

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik

a. Pengelompokan Bakteri berdasarkan Bentuknya Walaupun bakteri bersel tunggal, tetapi bakteri mempunyai beberapa bentuk yaitu bulat (coccus), batang (basilus), dan berbentuk spiral (spirila). Ketiga bentuk dasar bakteri tersebut masih memiliki beberapa modifi kasi. Berdasarkan modifi kasi bentuknya, bakteri coccus dapat berupa monococcus, diplococcus, streptococcus, dan sarcina. Perhatikan Gambar 3.10. Monococcus adalah bakteri yang berbentuk bulat tunggal. Contoh monococcus adalah Neiserria gonorrhoea (penyebab penyakit gonorhoe). Diplococcus yaitu bakteri berbentuk bulat yang berpasangan. Contohnya Diplococus pneumaticus (penyebab penyakit pneumonia atau radang paru-paru). Sedangkan Streptococcus adalah bakteri berbentuk bulat yang bersusun seperti rantai. Contohnya Streptococus pyrogenes (penyebab penyakit kuning). Modifi kasi bentuk yang lain adalah staphylococcus (bulat yang berupa gerombolan seperti buah anggur) dan sarcina (yaitu bakteri berbentuk bulat yang berkelompok empat-empat sehingga berbentuk seperti kubus dengan 8 sel). Contohnya adalah Staphylococcus aureus yang merupakan penyebab penyakit pneunomia (radang paru-paru) dan keracunan dalam makanan.

Klasifikasi Organisme Sel Prokariotik – Bakteri basilus juga mempunyai beberapa modifi kasi bentuk, yaitu monobasil, diplobasil, atau streptobasil. Perhatikan Gambar 3.11. Monobasil yaitu bakteri berbentuk basil tunggal. Contohnya adalah Escherichia coli (membantu pembusukan di dalam colon atau usus besar) dan Salmonella thyposa (penyebab penyakit tipus). Diplobasil adalah bakteri bentuk batang yang berpasangan. Sedangkan streptobasil adalah bakteri dengan bentuk batang yang bergandengan memanjang seperti bentuk rantai. Contohnya, Acetobacter xylinum yang diguna kan dalam pembuatan nata de coco. Sedangkan kelompok bakteri dengan bentuk dasar spiral memiliki 3 macam modifi kasi, yaitu spirilum, vibrio, dan spirochaeta. Perhatikan Gambar 3.12. Spirilum yaitu bakteri yang berbentuk spiral sempurna. Contohnya adalah Triponema pallidum (penyebab penyakit sifi lis). Vibrio merupakan modifi kasi dari bentuk spiral yaitu berbentuk koma. Contohnya adalah Vibrio cholerae (penyebabkan penyakit kho lera). Sedangkan spirochaeta merupakan kelompok bakteri berbentuk spiral yang lentur, sehingga ketika bergerak tubuhnya dapat memanjang atau memendek.

b. Pengelompokan Bakteri berdasarkan Cara Geraknya Salah satu cara bakteri bergerak adalah dengan bantuan fl agela. Flagela adalah struktur tambahan alat pada beberapa bakteri berupa bulu cambuk yang berfungsi sebagai alat gerak. Berdasarkan letak dan jumlahnya, bakteri dikelompokkan ke dalam 4 tipe, yaitu monotrik, lofotrik, amfi trik, dan peritrik. Perhatikan Gambar 3.13. Bakteri monotrik adalah bakteri dengan satu fl agela pada salah satu ujung tubuhnya. Apabila jumlah fl agelanya lebih dari satu disebut lofotrik. Sedangkan bakteri amfi trik adalah bakteri yang memiliki lebih dari satu fl agela dan fl agela-fl agela tersebut terletak pada kedua ujung tubuhnya. Apabila fl agela-fagela tersebut terdapat pada seluruh permukaan tubuhnya disebut peritrik.

c. Pengelompokkan Bakteri berdasarkan Kebutuhannya akan Oksigen Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, bakteri dibedakan menjadi dua macam, yaitu bakteri aerob dan bakteri anaerob. Bakteri aerob (aerob obligat) merupakan bakteri yang membutuhkan oksigen bebas untuk hidupnya. Sedangkan bakteri anaerob merupakan bakteri yang tidak membutuhkan oksigen bebas dalam hidupnya. Bakteri yang hanya dapat hidup di lingkungan tanpa oksigen, dan akan teracuni jika ada oksigen disebut bakteri anaerob obligat. Walaupun begitu, ada beberapa bakteri yang dapat hidup pada lingkungan yang mengandung oksigen maupun lingkungan yang tidak mengandung oksigen. Bakteri ini disebut bakteri anaerob fakultatif. Contoh bakteri aerob obligat adalah Nitrobacter sp. dan Hydrogenomonas sp. dan contoh bakteri anaerob obligat adalah Clostridium tetani. Sedangkan anaerob fakulatif misalnya Escherichia coli, Salmonella thypose dan Shigella sp. (Gambar 3.14) Beberapa jenis bakteri ini yang hidup di dalam tanah dapat merugikan, karena menimbukan proses-proses reduksi. Akibatnya, senyawasenyawa yang mestinya dapat digunakan tanaman justru diubah menjadi senyawa yang tidak digunakan. Contoh bakteri jenis ini adalah Micrococcus denitrifi can yang mengubah senyawa nitrat menjadi amonia sampai menjadi nitrogen bebas, yang disebut proses denitrifi kasi. Bakteri anaerob lain yang merugikan adalah Spirillum desulfuricans yang mengubah senyawa sulfat menjadi asam sulfi da atau sampai menjadi belerang. Proses ini disebut desulfurikasi.