Peranan Organisme Sel Sel Prokariotik dalam Kehidupan

Peranan Organisme Sel Sel Prokariotik dalam Kehidupan

Peranan Organisme Sel Sel Prokariotik dalam Kehidupan

Sel Sel Prokariotik – Peranan Organisme Prokariotik dalam Kehidupan Manusia

Sel Sel Prokariotik
Sel Sel Prokariotik

Sel Sel Prokariotik – Di dalam benak kalian mungkin selalu terbayang bahwa organisme prokariotik merupakan suatu makhluk hidup amat kecil yang menyebabkan bermacam-macam penyakit. Perkiraan kalian tersebut tidaklah salah, tetapi tidak 100% benar. Memang organisme prokariotik,

terutama bakteri merupakan mikroorganisme yang dapat menyebabkan penyakit. Akan tetapi, tidak semua jenis bakteri menyebabkan penyakit. Bahkan lebih dari 90% jenis bakteri tidak berbahaya dan justru bermanfaat bagi manusia. Bakteri digunakan dalam industri dengan berbagai tujuan yang bervariasi. Selain dalam bidang industri, bakteri juga berperan dalam pembusukan sampah. Coba kalian bayangkan yang akan terjadi jika di bumi ini tidak ada bakteri. Tentu bumi ini akan penuh dengan sampah, yang terserak di mana-mana. Ini menunjukkan bahwa bakteri memiliki peran ekologis yang sangat penting. Pada uraian tentang klasifi kasi organisme prokariotik telah disinggung beberapa contoh spesies prokariotik dan peranannya. Tentu kalian masih ingat, bukan? Mari kita bahas kembali dengan lebih mendalam. Organisme prokariotik merupakan penghubung yang harus ada dalam pendaur-ulangan unsur kimia dalam ekosistem, misalnya dalam siklus biogeokimia. Organisme prokariotik merupakan pengurai (dekomposer).

Sel Sel Prokariotik – Tanpa dekomposer, maka karbon, nitrogen, dan unsur-unsur lainnya yang penting bagi kehidupan akan terjebak selamanya dalam molekul organik bangkai dan produk buangan. Prokariotik juga memperantai pengembalian unsur dari komponen tak hidup dalam lingkungan (udara, tanah organik, dan air) ke kumpulan senyawa organik. Prokariotik autrotrofi k memfi ksasi CO2, mendukung rantai makanan yang mengalirkan nutrien organik dari prokariotik ke pemakanprokariotik, kemudian ke konsumen sekunder. Karena ba nyaknya kemampuan metabolik yang unik, prokariotik merupakan satu-satunya organisme yang mampu memetabolisme molekul anorganik yang mengandung unsur seperti besi, sulfur, nitrogen, dan hidrogen. Sianobakteri tidak hanya mensintesis makanan dan mengembalikan oksigen ke atmosfer, tetapi juga memfi ksasi nitrogen, memberi senyawa yang dapat digunakan oleh organisme lain untuk membentuk protein ke dalam tanah dan air. Saat tumbuhan dan hewan memakan senyawa-senyawa nitrogen itu, prokariotik tanah akan mengembalikan nitrogen ke atmosfer. Semua kehidupan di atas bumi ini bergantung pada organisme prokariotik dan keanekaragaman metabolismenya tiada bandingnya. Organisme prokariotik sangat jarang berfungsi sendirian di lingkungan, tetapi lebih sering berinteraksi dalam kelompok dan membentuk simbiosis.

Sel Sel Prokariotik – Rhizobium sp. merupakan organisme prokariotik yang bersimbiosis mutualisme dengan bintil akar tanaman kacang-kacangan, hidup pada bagian yang disebut nodul. Bakteri yang menempati permukaan dalam dan luar tubuh manusia sebagian besar terdiri dari spesies komensalisme, tetapi beberapa merupakan simbion mutual. Sebagai contoh, bakteri fermentasi yang hidup di dalam vagina menghasilkan asam yang mempertahankan pH antara 4,0-4,5, sehingga menekan pertumbuhan kapang dan mikroorganisme lain yang memiliki potensi membahayakan. Di alam, beberapa sianobakteri juga bersimbiosis dengan jamur membentuk lichens atau lumut kerak, yang berperan penting sebagai indikator polusi udara dan berpotensi sebagai obat.

Sel Sel Prokariotik – Beberapa anggota Archaebacteria, yaitu kelompok Metanogen berperan penting dalam nutrisi hewan dan juga sebagai pengurai, sehingga bisa dimanfaatkan dalam pengolahan kotoran hewan untuk memproduksi gas metana, yang merupakan bahan bakar alternatif. Jenis yang lain adalah halofi l ekstrim yang memiliki bakteriorhodopsin yang banyak terdapat pada tambak garam. Contohnya adalah di Teluk San Fransisco (Gambar 3.23) Warna dari kolam yang menguapkan air laut tersebut disebabkan oleh pertumbuhan padat halofi l ekstrim yang bertahan hidup dalam kolam tersebut ketika air mencapai salinitas 15-20%. Sebelum penguapan, salinitas air tersebut adalah sekitar 3%. Kolam ini digunakan untuk produksi garam komersial dan Arkea halofi lik tersebut tidak berbahaya. Organisme prokariotik anggota eubacteria juga memiliki banyak peran, apalagi bakteri merupakan penyusun utama organisme prokariotik. Proteobakteria merupakan kelompok bakteri pengikat Nitrogen (N-Fixing Bacteria) contohnya adalah Rhizobium sp. yang hidup bersimbiosis dengan membentuk bintil akar pada tanaman kacang-kacangan.

Sel Sel Prokariotik


Membuat Nata de coco dengan Acetobacter xylinum

A. Dasar teori Nata de coco merupakan makanan hasil olahan air kelapa dengan fermentasi oleh Acetobacter xylinum. Dalam fermentasi tersebut, bakteri memanfaatkan gula yang ada dalam air kelapa dan membentuk hasil sampingan berupa asam asetat glasial (asam cuka murni). Bagian yang sering kita makan, yang berupa gel yang berwarna putih (koloid organik) sebenarnya adalah koloni bakteri. Jadi, yang disebut nata de coco adalah koloni Acetobacter xylinum. Koloni tersebut berbentuk padat.

Sel Sel Prokariotik

B. Tujuan Mempraktekkan pembuatan nata de coco C. Alat dan bahan 1. kompor dan panci 2. loyang plastik 3. ruang fermentasi 4. 5 liter air kelapa 5. 1 botol (500ml) bibit nata de coco (Acetobacter xylinum) 6. 1 sendok makan amonium sulfat (ZA) 7. 1 sendok makan gula pasir 8. 25 cc asam cuka D. Langkah percobaan 1. Buatlah kelompok kerja untuk melakukan percobaan ini. 2. Saring 5 liter air kelapa kemudian rebuslah hingga mendidih. 3. Tambahkan ZA, gula pasir, dan asam cuka. 4. Setelah larutan tersebut mendidih, lakukan kembali penyaringan. 5. Diamkan selama 10 menit, tambahkan bibit Acetobacter xylinum. 6. Tuangkan air kelapa tersebut ke dalam loyang plastik. 7. Tutuplah loyang yang sudah dingin dengan kertas koran. Tempatkan loyang-loyang tersebut ke dalam ruang fermentasi. Ruang fermentasi bisa dibuat dengan meletakkan rak bertingkat yang ditutup dengan plastik. 8. Biarkan loyang-loyang tersebut di dalam ruang fermentasi selama 1 minggu. 9. Setelah 7-10 hari, nata de coco siap di panen. 10. Untuk mengkonsumsinya lembaran-lemabaran nata de coco dirajang sesuai ukuran yang dikehendaki, kemudian direbus. Setelah direbus, nata de coco tersebut ditekan atau diinjak-injak. Kemudian dimasak kembali sebanyak dua kali. Setelah itu bisa diberi sirup dan siap dikonsumsi. E. Pembahasan 1. Berdasarkan pengamatan kalian, deskripsikan bentuk, warna, dan sifat-sifat nata de coco? 2. Apa sebenarnya nata de coco itu dan mengapa Acetobacter xylinum bisa mengubah air kelapa menjadi nata de coco? 3. Jelaskan tujuan atau maksud setiap tahapan dalam proses pembuatan nata de coco. 4. Mengapa ruang fermentasi harus steril? 5. Apa yang dapat kalian simpulkan dari percobaan tersebut? 6. Coba pikirkan bagaimana cara mengemas dan memasaran nata de coco tersebut sehingga memiliki nilai ekonomis yang tinggi. 7. Presentasikan hasil pengamatan kelompok kalian di depan kelas untuk mendapat tanggapan dan masukan dari kelompok lain serta guru kalian. 8. Buatlah laporan ilmiah dengan format penulisan ilmiah dan kumpulkan pada guru kalian. Catatan: Penulisan laporan ilmiah ini perlu didukung dengan studi pustaka dan analisis serta proses berpikir ilmiah. Sehingga percobaan dan penulisan laporan ilmiah ini bisa dijadikan proyek selama 3 bulan. Dari sini, aspek kognitif dan psikomotorik kalian akan dinilai oleh guru. Selain itu aspek afektif kalian juga akan diperhatikan, misalnya bagaimana partisipasi kalian dalam berdiskusi dan bersikap ilmiah atau apakah kalian melakukan plagiat dalam penyusunan laporan ilmiah tersebut. Jadi, dalam melakukan percobaan dan penulisan laporan ilmiah ini kalian harus mengerjakannya dengan sebaik mungkin dan tidak melakukan perbuatan plagiat (menjiplak) laporan ilmiah teman kalian. Dalam proses pengumpulan data dan studi literatur kalian diperbolehkan berdiskusi dan saling berbagi informasi, tetapi dalam penulisannya kalian harus berpikir dan bekerja sendiri-sendiri.


Secara alami keberadaan organisme prokariotik, terutama bakteri, juga sangat potensial dalam mengembangkan bioremediasi, yaitu studi mengenai kegunaan organisme untuk membersihkan sampah-sampah beracun (toksik) dan polusi. Sejenis bakteri mampu memproduksi enzimyang merombak nitrogliserin dan trinitrotoulena yang merupakan kontaminan tanah di sekitar industri mesiu dan tempat-tempat ledakannya. Bakteri mampu menguraikan sampah dan material kontaminan menjadi residu yang tidak berbahaya dalam waktu 6 bulan. Jenis bakteri lain, Pseudomonas cepacia, juga mempunyai kemampuan serupa dalam mendegradasi trikloroetilen (TCE) dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Bahkan beberapa jenis bakteri diduga mampu mendegradasi sampah-sampah nuklir (radioaktif). Bakteri juga banyak digunakan sebagai model penelitian. Dalam bidang rekayasa genetika, penelitian bakteri juga berkembang pesat. Bakteri mudah mengalami mutasi bahkan berevolusi dalam waktu relatif singkat karena pertumbuhan dan daya reproduksinya yang tinggi. Beberapa bakteri juga dimanfaatkan dalam mengendalikan hama, yaitu sebagai biokontrol. Contohnya adalaha Bacillus thuringensis dan Bacillus popilliae yang digunakan untuk mengendalikan pertumbuhan hama seperti ulat dan menghambat perkembangan kepompong. Dalam bidang rekayasa genetika, B. thuringensis diintegrasikan pada tanaman kapas (kapas BT) sehingga tanaman tersebut terbebas dari hama. Selain menguntungkan, organisme prokariotik juga memiliki spesies yang bersifat patogen (menimbulkan penyakit). Beberapa penyakit manusia yang disebabkan bakteri disajikan pada Tabel 3.2. Selain menyerang manusia, beberapa bakteri juga menyerang hewan-hewan ternak dan tumbuhan. Beberapa jenis penyakit pada hewan, yang disebabkan oleh bakteri adalah antraks, yaitu penyakit yang disebabkan oleh bakteri Bacillus antracis. Bakteri ini menyerang hewan ternak (sapi, kerbau, dan domba). Bila menular ke manusia bisa mematikan. Antrak merupakan salah satu senjata biologis dalam peperangan.

Contoh lain penyakit hewan akibat bakteri adalah bruselosis, disebabkan oleh bakteri Brucella. Brucella abortus menyebabkan keguguran kandungan pada sapi, dan sewaktu-waktu dapat menular kepada manusia jika meminum susu yang tidak di-pasteurisasi. Penyakit lainnya adalah bengkak rahang atau penyakit mulut yang disebabkan oleh Actinomycetes bovis, biasanya menyerang sapi. Sedangkan penyakit pada tumbuhan yang disebabkan oleh bakteri adalah kanker pada batang jeruk (disebabkan oleh Xanthomonas citri), kanker pada batang kopi (disebabkan oleh Agrobacterium tumefasiens), penyakit busuk pada daun labu (disebabkan oleh Erwinia trachei nas solanacearum), dan penyakit pada kapas (disebabkan oleh Pseudomonas malvacearum). Selain hidup parasit pada hewan dan tumbuhan, beberapa jenis bakteri saprofi t hidup pada bahan makanan. Akibatnya dapat merusak serta meracuni bahan makanan tersebut. Racun yang ditimbulkannya sangat membahayakan kesehatan manusia. Pseudomonas cocovenenan adalah bakteri ini menghasilkan racun asam bongkrek. Bakteri ini biasa hidup pada tempe bongkrek, yang berasal dari ampas tahu dan ampas kelapa, yang pembuatannya kurang higienis. Contoh lain adalah Clostridium botulinum, menghasilkan racun botulinin yang ditemukan pada makanan kaleng yang mulai rusak. Perhatikan Gambar 3.25. Racun botulinin dapat mematikan manusia yang mengkonsumsinya, bahkan 1 gram racun tersebut dapat membunuh sejuta manusia. Leuconostoc mesentroides merupakan penghasil lendir pada makanan yang telah lama dan basi. Salmonella sp. merupakan bakteri yang umum ditemukan dalam produk daging unggas. Bakteri ini menghasilkan endotoksin yang merupakan racun dalam makanan.

Sampai di sini, kalian telah mengetahui bahwa sebagian organisme prokariotik, terutama, bakteri sangat membahayakan kesehatan manusia. Untuk itu, diperlukan cara menanggulangi bahaya akibat bakteri. Untuk mengatasi berbagai aktifi tas bakteri yang dapat merugikan, perlu di lakukan tindakan yang tepat. Tindakah tersebut dapat berupa tindakan pencegahan (preventif) maupun tindakan pengobatan. Tindakan pencegahan dapat dilakukan dengan vaksinasi, sterilisasi, dan pasteurisasi, dan pengawetan bahan makanan. Vaksinasi adalah pencegahan penyakit dengan pemberian vaksin, bakteri yang sudah dilemahkan, sehingga tubuh menerima dapat terhadap bakteri penyebab penyakit tertentu. Beberapa contoh vaksin untuk pencegahan penyakit yang disebabkan oleh bakteri adalah vaksin kolera untuk mencegah penyakit kolera, vaksin tifus untuk mencegah penyakit tifus, vaksin BCG (Bacile Calmette-Guerin) untuk mencegah penyakit TBC, vaksin DTP (Dipteria-Tetanus-Pertusis vaccines) untuk mencegah penyakit difterie, pertusis (batuk rejan), dan tetanus), dan vaksin TCD (Typus Chorela Disentry) untuk mencegah penyakit typus, kholera, dan desentri. Sterilisasi adalah pemusnahan bakteri misalnya dalam pengawetan makanan. Tujuannya adalah untuk mendapatkan kondisi steril (suci hama), metodenya disebut aseptis. Sterilisasi dapat dilakukan melalui pemanasan dengan menggunakan udara panas atau uap air panas bertekanan tinggi. Sterilisasi dengan udara panas menggunakan oven dengan temperatur 170o C – 180o C. Cara ini digunakan untuk mensterilisasikan peralatan di laboratorium. Sterilisasi dengan uap air panas bertekanan tinggi dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut autoklaf, pada temperatur 115 – 134o C. Autoklaf digunakan untuk sterilisasi bahan dan peralatan. Perhatikan Gambar 3.26. Sterilisasi pada umumnya digunakan pada industri makanan atau minuman kaleng, penelitian bidang mikrobiologi, dan untuk memperoleh biakan murni suatu jenis bakteri. Sedangkan Pasteurisasi adalah pemanasan dengan suhu 63o C – 72o C selama 15 – 30 menit. Pasteurisasi dilakukan pada bahan makanan yang tidak tahan pemanasan dalam suhu tinggi, misalnya susu. Sehingga untuk mematikan bakteri patogen (Salmonella dan Mycobacterium) dari susu dilakukan pasteurisasi. Dengan pasteurisasi, rasa dan aroma khas susu dapat dipertahankan. Teknik sterilisasi dengan suhu rendah ini ditemukan oleh Louis Pasteur (1822-1895), seorang ilmuwan Perancis. Selain dengan sterilisasi dan pasteurisasi, pengawetan makanan juga bisa dilakukan secara tradisional. Kalian mungkin pernah melihat proses pengasinan ikan, pemanisan buah-buahan, pengasapan daging, atau pengeringan makanan. Apakah tujuannya? Semua kegiat an tersebut bertujuan agar makanan yang diasinkan, dimaniskan, diasap, dan diasamkan menjadi lebih awet dan tidak mudah busuk. Prinsipnya adalah membuat makanan dalam kondisi yang tidak ideal untuk ditumbuhi bakteri pembusuk, misalnya pada lingkungan yang terlalu panas, terlalu asam, atau terlalu asin. Jadi, pemanisan, pengasapan, pengasinan, dan pengasaman dilakukan untuk menghambat pertumbuhan bakteri.

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.

 

Organisme Ciri Prokariotik dan Peranannya

Organisme Ciri Prokariotik dan Peranannya

Organisme Ciri Prokariotik dan Peranannya

Organisme Ciri Prokariotik – Kalian mungkin pernah makan nata de coco atau sari kelapa, yang biasanya dimakan bersama sirup atau es. Atau mungkin di antara kalian juga ada yang suka makan yoghurt, keju, atau menambahkan cuka untuk menambah selera makan. Semua jenis makanan tersebut merupakan hasil aktivitas organisme prokariotik. Tentu kemudian kalian akan bertanya, apa sebenarnya organisme prokariotik itu dan apa pentingnya bagi kehidupan. Kalian bisa mempelajarinya dalam uraian bab ini.

Organisme Ciri Prokariotik

Organisme Ciri Prokariotik
Organisme Ciri Prokariotik

Organisme Ciri Prokariotik – Pada uraian berikut, kalian akan diajak untuk mengenal kelompok makhluk hidup yang disebut organisme prokariotik. Kalian akan mempelajari dua kelompok besar organisme prokariotik yaitu Archaeobacteria dan Eubacteria, bagaimana ciri-cirinya, apa bedanya dengan organisme lain, dan bagaimana cara reproduksinya. Kalian juga akan mempelajari berbagai peran organisme prokariotik dalam kehidupan. Sebagai bekal keterampilan, kalian akan melakukan percobaan membuat makanan dengan memanfaatkan organisme prokariotik (bakteri). Kemampuan yang akan kalian peroleh setelah memahami bab ini adalah mendeskripsikan ciri-ciri organisme prokariotik dan peranannya dalam kehidupan. Secara spesifi k kalian diharapkan mampu membedakan dua kelompok besar organisme prokariotik, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria, beserta contoh jenis-jenisnya. Selain itu, kalian juga diharapkan dapat menjelaskan cara perkembangbiakan dan peranan organisme prokariotik dalam kehidupan, termasuk cara mengisolasi dan memanfaatkan jenis-jenis organisme prokariotik untuk keperluan manusia.

Organisme Ciri Prokariotik

A. Mengenal Organisme Prokariotik

Dalam mempelajari berbagai jenis makhluk hidup, para biolog menciptakan sistem klasifi kasi makhluk hidup, yaitu usaha menge lom pokkan berbagai jenis makhluk hidup ke dalam berbagai kelom pok.Ketika muncul sistem klasifi kasi 4 kingdom, bakteri dan sianobakteri (ganggang hijau biru) digolongkan sebagai anggota Kingdom Monera. Monera merupakan kelompok organisme bersel tunggal(uni seluler) dan tidak memiliki membran inti sel atau disebut prokariotik (dalam bahasa Yunani moneres berarti ‘tunggal’). Organisme prokariotik merupakan organisme yang paling banyak di bumi. Bahkan, jumlah organisme prokariotik yang berada di mulut, kulit, atau segumpal tanah jauh melebihi jumlah manusia di bumi. Selain jumlahnya paling banyak, organisme prokariotik merupakan organisme yang paling mudah berkembangbiak dan memperbanyak diri. Organisme ini telah bertahan selama miliaran tahun. Prokariotik adalah sel pertama yang merupakan awal dari seluruh kehidupan di bumi.

Organisme Ciri Prokariotik – Anggota terbesar kelompok organisme prokariotik adalah bakteri. Penelitian tentang bakteri dimulai ketika Antoonie van Leeuwenhoek menemukan mikroskop pertama kali pada akhir abad ke-17 (Gambar 3.1). Leeuwenhoek (1632-1723) adalah ilmuwan Belanda pertama yang merancang dan menciptakan mikroskop berlensa tunggal. Dengan mikroskop buatannya, pada tahun 1683, ia menjadi orang pertama yang melihat bakteri. Ia membuat sketsa bakteri yang ditemukan dari gigi nya sendiri. Sejak saat itu, studi tentang makhluk-makhluk kecil mulai giat dilaksanakan. Beberapa ahli yang mempelajari jasad renik antara lain Pasteur, Davaine, Koch, dan Winogradsky. Ilmu tentang jasad renik ini disebut mikrobiologi. Pada abad ke-20, mikrobiologi terpecah menjadi mikrobiologi tanah dan mikrobiologi industri. Selain itu, bakteri dipelajari secara khusus dalam bakteriologi.

Organisme Ciri Prokariotik

1. Ciri-Ciri Prokariotik Ciri utama organisme prokariotik adalah organisme tersebut tidak memiliki organel yang diselubungi oleh membran. Nukleus atau inti sel organisme ini hanya berupa satu molekul ADN tanpa membran, disebut nukleoid. Sebagian besar prokariotik merupakan organisme uniseluler (bersel tunggal). Namun, beberapa jenis hidup dalam agregat atau kumpulan sementara, yang terdiri dari dua kelompok sel atau lebih. Ada pula yang memiliki bentuk koloni sejati yang merupakan kumpulan tetap sel-sel yang identik (Gambar 3.2). Bahkan beberapa spesies prokariotik menunjukkan suatu organisasi multiseluler sederhana yang memiliki pembagian tugas antara dua jenis sel atau lebih yang telah terspesialisasi. Prokariotik umumnya tidak berklorofi l, hidup bebas atau seba gai parasit. Contohnya adalah bakteri. Bakteri adalah organisme hete rotrof, artinya tidak mampu menyusun makanan sen diri. Ini disebabkan karena bakteri tidak memiliki khlorofi l. Bakteri hidup sebagai saprofi t atau parasit.

Organisme Ciri Prokariotik – Bakteri yang hidup sebagai saprofi t memanfaatkan sisasisa tumbuhan atau hewan sebagai substrat atau sumber kebutuhan hidupnya. Dalam hal ini, bakteri berfungsi sebagai pengurai yang membersihkan sisa-sisa makhluk hidup. Sementara se bagai parasit, bakteri dapat menimbulkan penyakit bagi inangnya, baik berupa tumbuhan, hewan, maupun manusia. Beberapa kelompok prokariotik mampu hidup di lingkungan yang ekstrim, seperti mata air panas, kawah gunung berapi, atau di lahan gambut. Sedangkan kelompok prokariotik yang lain bersifat kosmopolit, artinya mampu hidup di berbagai kondisi lingkungan. Sebagian besar prokariotik memiliki diameter dalam kisaran 1-5 ?m, lebih kecil dibandingkan sel-sel eukariotik yang sebagian besar ber ukuran 10- 100 ?m. Secara umum, prokariotik berkembangbiak secara vegetatif atau aseksual dengan cara membelah diri.

Organisme Ciri Prokariotik

2. Struktur Tubuh Prokariotik Sebagian besar prokariotik memiliki dinding sel untuk mempertahankan bentuk sel, memberi perlindungan fi sik, dan mencegah supaya sel tidak pecah dalam lingkungan hipotonik (larutan dengan konsentrasi zat telarut yang lebih rendah dari zat pelarut). Walaupun begitu, dinding sel akan mati jika berada di lingkungan hipertonik. Dinding tersebut mengandung peptidoglikan yang terdiri dari polimer modifi kasi gula-gula yang diikatsilangkan dengan polipeptida pendek. Pada permukaan dinding sel terdapat lapisan lendir yang menyebar dan mudah lepas. Di dalam dinding sel terdapat membran plasma yang bersifat selektif permeabel. Di dalam membran plasma terdapat sitoplasma, yaitu cairan yang tersusun atas koloid yang mengandung molekul organik (lipid, karbohidrat, protein), ADN, enzim, ribosom, ion-ion anorganik, dan pigmen warna (kromatofora). Di antara koloid tersebut, terdapat pelipatan membran plasma yang disebut mesosom. Mesosom berfungsi membantu pembentukan dinding penyekat ketika bakteri siap membelah. Peran lainnya adalah membantu pemisahan kromosom bakteri yang diduplikasi. Mesosom juga merupakan tempat dikeluarkannya hasil ekskresi. Bakteri memiliki materi genetik berupa ADN (asam deoksiribo nukleat). Molekul-molekul ADN tersebut membentuk kromosom, yaitu ADN beruntai ganda yang menyerupai serat kusut dalam region nukleoid (daerah nukleoid) yang warnanya kurang padat dibandingkan dengan sitoplasma. Kromosom terdiri dari gen yang membawa kode genetik. Di dalam sitoplasma juga terdapat organel yang disebut ribosom. Ribosom berfungsi dalam sintesis protein. Bentuk ribosom adalah butir-butir kecil dan tidak diselubungi membran. Ribosom tersusun atas protein dan ARN (asam ribo nukleat). Selain struktur yang telah kita bahas tersebut, banyak spesies prokariotik yang mensekresikan bahan kental dan lengket yang kemudian menebal membentuk kapsul. Kapsul merupakan lapisan pelindung di luar dinding sel. Adanya kapsul memungkinkan organisme prokariotik menempel pada substratnya dan memberikan perlindungan tambah an berupa peningkatan resistensi atau kekebalan prokariotik patogen pada sistem pertahanan inangnya. Selain itu, kapsul yang bergelatin menyatukan banyak organisme prokariotik sebagai satu koloni. Beberapa jenis juga memiliki struktur yang disebut pili, yaitu alat tambahan pada permukaan sel yang berguna agar membantu menempel pada sesama anggota koloni. Karena merupakan organisme yang motil (dapat bergerak atau berpidah), beberapa jenis organisme prokariotik memiliki fl agela. Flagela adalah struktur tambahan pada tubuh berupa bulu cambuk yang berfungsi sebagai alat gerak. Namun, bukan berarti bahwa organisme prokariotik yang tidak mempunyai fl agela tidak bisa bergerak. Beberapa jenis oeganisme prokariotik bergerak aktif dengan meluncur dan ada yang berge rak pasif mengikuti aliran air. Dalam suatu lingkungan yang heterogen, banyak bakteri yang mampu melakukan taksis, yaitu pergerakan menuju atau menjauhi suatu rangsangan. Misalnya, dengan gerak kemotaksis, bakteri akan memberikan respon terhadap rangsangan kimia. Pada kelompok tertentu, yaitu organisme prokariotik yang dapat berfotosintesis terdapat struktur khusus yang disebut lembar fotosintetis (tilakoid) yang di dalamnya mengandung klorofi l.

3. Reproduksi Organisme Prokariotik Organisme prokariotik hanya berkembang biak (bereproduksi) secara aseksual melalui pembelahan sel, yang disebut pembelahan biner (binary fi ssion). Dalam pembelahan ini, ADN disintesis secara terus-menerus. Sebuah sel prokariotik tunggal dalam lingkungan yang sesuai akan menjadi suatu koloni akibat pembelahan berulang-ulang. Perhatikan Gambar 3.4. Waktu generasi yang pendek memungkinkan populasi prokariotik dapat menyesuaikan diri dengan keadaan lingkungan secara cepat. Dalam suatu lingkungan dengan sumberdaya yang memadai, satu sel akan membelah menjadi 2 sel. Kedua sel akan membelah menghasilkan 4 sel, kemudian 8 sel, 16 sel, dan seterusnya. Beberapa spesies dapat membelah dalam waktu 20 menit, ada juga yang mampu membelah pada kisaran waktu 1 sampai 3 jam. Jika pembelahan ini berlanjut terus, dalam 24 jam akan terbentuk koloni prokariotik dengan massa 1 juta kilogram. Namun, pertumbuhan organisme prokariotik di alam umumnya melambat pada titik tertentu, yaitu ketika koloni kehabisan nutrien atau ketika koloni tersebut meracuni diri sendiri dengan pe numpukan buangan hasil metabolisme. Dalam pembelahan biner ini, materi genetik hasil pembelahan sama dengan materi genetik induknya. Walaupun organisme prokariotik bereproduksi secara aseksual, namun beberapa bakteri dapat melakukan beberapa cara untuk merekombinasi materi genetiknya. Cara rekombinasi materi genetik tersebut adalah transformasi, konjugasi, dan transduksi. Transformasi berarti pengambilan gen dari lingkungan sekitar, yang memungkinkan terjadinya perpindah an materi genetik antarprokariotik. Konjugasi artinya pemindahan gen-gen secara langsung dari prokariotik satu ke prokariotik lainnya. Sedangkan transduksi adalah pemindahan gen antarprokariotik dengan bantuan virus. Gambar 3.5 menunjukkan konjugasi pada organisme prokariotik. Beberapa organisme prokariotik membentuk sel-sel endospora yang tahan terhadap kondisi yang tidak menguntungkan. Perhatikan Gambar 3.6. Sel awal akan mere plikasi kromosomnya dan satu salinannya diselubungi dinding yang kuat. Walaupun sel bagian luar hancur akibat keadaan lingkungan, endospora yang dikandungnya akan bertahan hidup. Air mendidih tidak cukup panas untuk membunuh sebagian besar endospora dalam jangka waktu yang relatif singkat. Orang yang mengalengkan makananharus melakukan tindakan yang tepat untuk mengatasi endospora yang berbahaya ini. Di laboratorium, para ahli mikrobiologi menggunakan autoklaf untuk mensterilkan media, gelas, dan peralatan lain di laboratorium. Autoklaf merupakan wadah pemanas dengan tekanan tinggi yang dapat membunuh bakteri bahkan endospora dengan cara memanaskannya sampai suhu 120O C. Dalam lingkungan yang normal, endospora dapat bertahan hingga berabadabad. Jika ditempatkan pada lingkungan yang sesuai, endospora akan menga lami hidrasi dan hidup kembali untuk menghasilkan koloni.

Nah, sampai di sini kalian telah mengenal organisme prokariotik, yaitu mengenai ciri-ciri dan struktur tubuhnya secara umum, dan reproduksinya. Untuk menambah pemahaman kalian, lakukan kegiatan berikut.

Diskusikan dengan teman sebangku kalian perbedaan organisme prokariotik dan organisme euka riotik.