1. Ruang Lingkup Biologi
Bakteri merupakan
kelompok makhluk hidup yang berukuran sangat kecil, yaitu bersel tunggal
sehingga untuk melihatnya harus menggunakan bantuan mikroskop. Bakteri termasuk
golongan mikroba (jasad renik). Penyebaran kehidupan bakteri di alam sangat
luas yang dapat ditemukan di dalam tanah, air, udara, bahkan dapat dijumpai
pada organisme, baik yang masih hidup maupun yang telah mati. Antonie Van
Leuwenhook (1632 –1723) adalah seorang berkebangsaan Belanda, yang pertama kali
berhasil melihat makhluk-makhluk kecil yang dinamakan animalkulus yang saat ini
dikenal sebagai bakteri. Istilah bakteri berasal dari kata bakterion yang
artinya batang kecil. Karena jasa beliau, maka sekarang ini kita dapat
mempelajari lebih mendalam tentang bakteri.
a.
Bentuk dan Ukuran Bakteri
Bakteri merupakan
makhluk yang mempunyai sel prokariot, yaitu selnya belum mempunyai membran
inti. Dia bersel tunggal dan umumnya tidak mempunyai klorofil sehingga bersifat
heterotrof, ada yang bersifat saprofit atau parasit, yaitu tidak bisa membuat
makanan sendiri. Ada pula bakteri yang bersifat autotrof karena memiliki
klorofil sehingga dapat membuat makanan sendiri, misalnya bakteri hijau dan
bakteri ungu.
Untuk mendapatkan
energi, bakteri harus melakukan respirasi (pernapasan). Ada bakteri yang
membutuhkan oksigen bebas di udara, sering disebut bakteri aerobik, misalnya
Nitrosomonas yang mampu memecahkan gula menjadi air, CO2, dan energi. Adapun
bakteri yang tidak memerlukan oksigen bebas, misalnya bakteri asam susu.
Bahwa bentuk bakteri
beraneka ragam, ada yang berbentuk bola atau peluru (kokus), seperti batang
(bacillus), bengkok seperti koma/sekrup (vibrio), dan spiral (heliks). Sel-sel
tersebut biasanya berkoloni/berkelompok dan mengalami perubahan bentuk, contohnya:
a. diplokokus, yaitu
bakteri kokus berkelompok dua-dua;
b. streptokokus, selnya
berbaris berantai;
c. stapilokokus,
berkelompok seperti anggur;
d. sarcina, berbentuk
bulat seperti kubus berkelompok delapan.
Adapun contoh bakteri yang berbentuk batang
adalah:
a. diplobasil,
berbentuk batang bergandengan dua-dua,
b. streptobasil,
membentuk rantai memanjang.
Bentuk bakteri
sering digunakan sebagai salah satu dasar untuk identifikasi bakteri. Karena
ukuran bakteri sangat kecil, yaitu hanya beberapa mikron (P) yang setara dengan
0,001 mm dari yang terkecil kira-kira 1/10 P – 100 P maka untuk melihatnya
harus menggunakan alat bantu mikroskop.
b.
Struktur Sel Bakteri
Berdasarkan dinding selnya, bakteri dibedakan
menjadi dua, yaitu bakteri gram positif (jika timbul warna apabila diwarnai
dengan tinta) dan bakteri gram negatif (tidak menimbulkan warna apabila
diwarnai dengan tinta).
1)Struktur Utama di
Luar Dinding Sel
i.Flagelium
Bentuk flagela
seperti rambut yang teramat tipis, mencuat menembus dinding sel, fungsinya
untuk pergerakan pada sel bakteri. Flagela terdiri atas tiga bagian, yaitu
tubuh dasar, struktur seperti kait, dan sehelai filamen panjang di luar dinding
sel. Panjangnya beberapa kali lebih panjang dari selnya, tetapi diameternya
jauh lebih kecil dari diameter selnya.
Perlu Anda
ketahui ada beberapa bakteri yang tidak memiliki flagelum yang disebut atrik.
Berdasarkan letak dan jumlahnya, terdapat empat macam bakteri, yaitu monotorik,
(memiliki satu flagelum pada salah satu ujung sel bakteri), lopotrik (memiliki
dua/lebih flagela pada salah satu ujung sel bakteri), amfitrik (memiliki
dua/lebih flagela di kedua ujung sel bakteri), dan peritrik (memiliki flagela
di seluruh permukaan sel bakteri).
ii.Pili(fimbriae)
Bentuknya
seperti filamen, tetapi bukan flagela, banyak terdapat pada bakteri gram
negatif. Ukurannya lebih kecil, lebih pendek, dan lebih banyak dari flagela.
Pili ini tidak berfungsi untuk pergerakan, tetapi berfungsi sebagai pintu
gerbang masuknya bahan genetik selama berlangsungnya perkawinan antarbakteri.
Selain itu, pili
juga mempunyai fungsi lain, yaitu sebagai alat untuk melekatkan pada berbagai
permukaan jaringan hewan atau tumbuhan yang merupakan nutriennya. Contohnya,
Sex pilus.
iii.Kapsul
Kapsul merupakan
suatu bahan kental berupa lapisan lendir. Ukurannya dipengaruhi oleh medium
tempat tumbuhnya. Kapsul bakteri mempunyai arti penting bagi bakteri maupun
organisme lain. Bagi bakteri, kapsul merupakan penutup/pelindung dan juga
sebagai gudang makanan cadangan. Selain itu, dapat pula menambah kemampuan
bakteri untuk menginfeksi.
2) Struktur di
Sebelah Dalam Dinding Sel
i.Membran Sitoplasma
Membran ini
amatlah penting karena berfungsi mengendalikan keluar masuknya substansi
kimiawi dalam larutan sel, yaitu mampu mengambil dan menahan nutrien seperti
gula, asam amino, mineral, dalam jumlah yang sesuai dan membuang kelebihan
nutrien atau produk-produk buangannya. Selain itu, juga berfungsi sebagai
tempat perlekatan flagelum. Membran sitoplasma merupakan membran plasma yang
membungkus sitoplasma beserta isinya.
ii.Mesosom
Apabila membran
sitoplasma mengalami pelipatan ke arah dalam/ invaginasi, maka akan
menghasilkan suatu struktur yang disebut mesosom. Mesosom ini selalu
bersambungan dengan membran sitoplasma. Diduga mesosom bisa berfungsi dalam
sintesis dinding sel dan pembelahan nukleus.
iii.Sitoplasma dan Struktur-Struktur di Dalamnya
Sitoplasma
merupakan cairan yang bersifat koloid dan berisi semua zat yang diperlukan
untuk kehidupan sel. Bahan sel yang dikandungnya antara lain seperti berikut.
a) Daerah
sitoplasma, berisi partikel-partikel RNA protein (ribosom). Ribosom ini
merupakan biosintesis protein, dijumpai pada semua sel, baik
eukariotik/prokariotik.
b) Daerah
nukleus, bahan nukleus/DNA di dalam sel bakteri menempati posisi dekat pusat
sel dan terikat pada mesosom sitoplasma. Bahan ini sebagai alat genetik yang
terdiri atas kromosom.
c) Bagian zat
alir, mengandung nutrien terlarut yang terbentuk sebagai tubuh inklusi. Pada
bagian tubuh ini terdiri atas lipid, glikogen, polifosfat, dan pati. Jika
materi-materi ini menumpuk maka akan membentuk granul/ globul di dalam
sitoplasma. Contohnya, bakteri Thiobacillus thioparus yang menumpuk sejumlah
besar sulfur yang tampak seperti granul.
iiii.Plasmid dan Endospora
Pada umumnya
bakteri memiliki plasmid berbentuk seperti cincin yang terdapat di dalam
sitoplasma. Fungsinya untuk pertahanan sel bakteri terhadap lingkungan yang
tidak menguntungkan. Sama halnya dengan plasmid dalam keadaan lingkungan yang
jelek, bakteri tersebut akan membentuk endospora. Endospora ini sebenarnya
adalah spora/struktur yang berdinding tebal, pembentukannya terjadi di dalam
sel bakteri. Endospora ini tahan terhadap panas dengan batas sekitar 120° C.
Jika kondisi telah membaik, maka endospora akan bisa tumbuh menjadi bakteri
seperti semula
c.
Perkembangbiakan Bakteri
Untuk melestarikan
jenisnya, bakteri bisa berkembang biak dengan cara aseksual, yaitu dengan
membelah diri dan seksual, yaitu secara konjugasi. Cara-cara perkembangbiakan
bakteri adalah sebagai berikut.
1)Pembelahan Sel
(Biner)
Proses reproduksi yang paling umum dilakukan oleh
bakteri adalah pembelahan biner melintang. Setelah pembentukan dinding sel
melintang, maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel anak. Dua sel anak
ini mempunyai bentuk dan ukuran yang sama dan akan tumbuh menjadi dewasa,
Pembelahan ini merupakan pembelahan secara langsung, artinya tidak melalui
beberapa tahap. Proses ini berlangsung sangat cepat, setiap 20 menit membelah
menjadi dua.
2)Konjungsi
Konjugasi merupakan cara reproduksi bakteri secara
seksual. Hal ini dapat terjadi bila dua bakteri berdekatan yang memunculkan
saluran sehingga bisa saling berhubungan. Dengan demikian, maka materi genetik
bisa berpindah dari satu sel ke sel lain beserta sitoplasmanya.
Sampai saat ini para ahli belum dapat menentukan
jenis kelamin bakteri, tetapi suatu penelitian pernah mengatakan bahwa yang
memberikan DNA ke sel bakteri lain disebut sebagai “pejantan”, demikian
sebaliknya jika yang menerima disebut sebagai “betina”. Setelah terjadi
konjugasi, selanjutnya yang betina akan mengadakan pembelahan biner dan
demikian seterusnya. Dengan demikian, dapat diketahui bahwa reproduksi secara
generatif tejadi melalui tiga tahap, yaitu:
a) transformasi (pemindahan satu gen/DNA bakteri ke
sel bakteri lain);
b) konjugasi;
c) terinduksi
(proses pemindahan materi genetik melalui perantaraan/ infeksi virus).
2.
Jenis-Jenis Bakteri
Pengklasifikasian
bakteri masih belum memuaskan karena kurangnya diferensiasi morfologi sehingga
tidak mudah untuk mengklasifikasikan bakteri. Tidak mengherankan jika dijumpai
cara penggolongan bakteri berdasarkan sifat fisiologi yang melahirkan nama-nama
bakteri nitrogen, bakteri belerang, dan sebagainya.
Salah satu klasifikasi
yang dianut dalam taksonomi adalah penggolongan berdasarkan tempat hidupnya
yang dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu sebagai berikut.
a.
Eubacteria
Eubacteria merupakan bakteri pada umumnya,
yaitu bakteri yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari, seperti yang
telah kita pelajari di depan. Berikut ini beberapa jenis contoh Eubacteria.
1) Ordo Eubacteriales
Ciri-ciri dari ordo ini adalah sel-selnya berbentuk
bulat atau batang yang lurus dan terpisah-pisah. Kadang-kadang membentuk koloni
berupa rantai. Alat geraknya berupa flagel yang peritrik atau tidak bergerak.
Bangsa ini meliputi berbagai famili, antara lain
sebagai berikut.
i.
Azetobacteraceae
Ciri-cirinya adalah sel-selnya berbentuk jorong atau
batang yang mirip dengan sel-sel khamir. Dia hidup bebas di dalam tanah dan
merupakan penambat nitrogen. Contohnya, Azetobacter chroococcum, Azetobacter indicus,
dan Azetobacter agilis.
Famili Azetobacteraceae ini sangat bermanfaat bagi
kehidupan kita, misalnya karena dia penambat nitrogen di udara, maka bakteri
ini menambat gas (N2) yang ada dalam udara untuk dijadikan
senyawa-senyawa yang diperlukan oleh tanaman dengan cara bersimbiosis dengan
tumbuhan. Caranya bakteri menyediakan nitrat yang dibutuhkan tumbuhan dan
tumbuhan menyediakan bahan makanan yang diperlukan bakteri. Dengan demikian,
tumbuhan akan menjadi lebih subur karena tidak semua nitrogen dapat disediakan
di dalam tanah.
Bakteri-bakteri penambat N2 udara ada
yang hidup bebas di dalam tanah, misalnya Azetobacter chroococcum.
ii. Rhizobiaceae
Ciri-ciri dari famili bakteri ini adalah sel-selnya
berbentuk batang, kadang-kadang bercabang, seringkali bersimbiosis dengan
Leguminosae dan membentuk bintil-bintil pada akarnya, serta dapat menambat
nitrogen. Beberapa contoh simbiosis antara bakteri dengan tumbuhan, antara
lain:
a)
Rhizobium leguminosarum, membentuk bintil-bintil pada akar tanaman
kacang-kacangan;
b) Rhizobium
japonicum, pada kedelai;
c)
Rhizobium phaseoli, bersimbiosis dengan anggota-anggota marga Phaseoulus.
Ketiga
bakteri tersebut dapat dimanfaatkan untuk menyuburkan tanaman, sama seperti
pada Azetobacter. Tetapi ada juga bakteri dari famili ini yang bersifat
merugikan, yaitu Agrobacterium tumefaciens yang menimbulkan pembengkakan pada
akar pohon-pohonan
iii. Enterobacteriaceae
Bakteri
golongan ini seringkali terdapat dalam saluran pernapasan dan saluran kencing
Vertebrata. Bakteri ini hidup bebas dan juga bersifat patogen, menimbulkan
fermentasi anaerobik pada glukosa, kadang-kadang laktosa. Contohnya sebagai
berikut.
a)
Escherichia coli, terdapat dalam usus
manusia dan vertebrata lainnya. Apa peranan dari bakteri ini? Bakteri ini
sangat berguna sekali bagi kehidupan manusia karena dapat membusukkan makanan
dari sisa pencernaan, dapat membentuk vitamin K pada saat terjadi pembekuan darah,
serta dapat menghasilan vitamin B12.
b)
Salmonella typhosa, Salmonella paratyphi, bakteri ini
bersifat “patogen” yang menyebabkan penyakit tipus dan paratipus.
c) Shigella dysenteriae, bakteri ini
merupakan penyebab penyakit disentri.
iv. Micrococcaceae
Sel-sel bakteri ini berbentuk seperti peluru,
terdapat dalam koloni tetrade, kubus dengan masa tidak beraturan. Contohnya:
a) Sarcinalutea, Sarcina aurantiaca.
b)
Micrococcus denitrificans, menimbulkan proses denitrifikasi.
c)
Staphylococcus aureus, bersifat patogen, yaitu dapat menimbulkan berbagai
penyakit.
v. Neisseriaceae
Ciri-ciri dari famili bakteri ini adalah sel-selnya
berbentuk peluru, seringkali berpasangan. Contoh dari bakteri ini adalah
sebagai berikut.
a) Neisseria gonnorrhoeae,(Micrococcus gonnorrhoe)
penyebab penyakit kelamin kencing nanah yang dikenal dengan nama “raja singa”.
b) Neisseria meningitis, penyebab penyakit
meningitis.
c) Veillonella parvula, dalam mulut dan saluran
pencernaan makanan manusia dan hewan.
vi. Lactobacillaceae
Ciri-ciri bakteri ini berbentuk peluru/batang yang
dapat menimbulkan fermentasi asam laktat. Contohnya :
a) Lactobacillus caucasicus, dengan khamir dapat
dibuat “yoghurt”.
b) Streptococcus pyogenes, dapat menimbulkan nanah dan
keracunan darah bila menginfeksi tubuh manusia.
c) Diplococcus pneumoniae, menyebabkan penyakit
pneumonia (radang paru-paru).
vii. Bacillaceae
Sel-sel dari bakteri ini berbentuk batang, dapat
menghasilkan endospora dalam keadaan lingkungan yang jelek. Contohnya:
a) Bacillus subtilis, bakteri penghasil basitrains;
b) Bacillus anthracis, penyebab penyakit antraks;
c) Bacillus polymixa, penghasil polimiksin;
d) Closteridium pasteurianum, bakteri anaerob yang
dapat menambat nitrogen.
1) Ordo Actinomycetes
Sel-sel Actinomycetes memanjang mirip hifa cendawan,
cenderung membentuk percabangan. Ada beberapa famili, yaitu:
1) Mycobacteriaceae, sel-selnya tidak membentuk
miselium. Contoh: Mycobacterium tuberculosis, penyebab penyakit tuberculosis/TBC.
M. lepra, penyebab penyakit kusta.
2) Actinomycetaceae, membentuk miselium dan spora
terbentuk dalam fragmen-fragmen miselium.
3) Streptomycetaceae, membentuk miselium dan
miselium vegetatif tidak terbagi-bagi. Contoh: Streptomyces aureofaciens, menghasilkan
aureomisin. S. grisens, menghasilkan streptomisin.
b.
Archaebacteria
Bakteri ini sangat berbeda dengan bakteri pada
umumnya, karena beberapa di antaranya memiliki sifat-sifat yang dapat
memungkinkan menjadi salah satu penyebab bentuk-bentuk kehidupan pertama di
bumi ini. Untuk itulah dinamakan “Archaebacteria” (bahasa Yunani archaio
berarti kuno).
Bakteri ini
menyerupai bakteri lainnya. Ciri-cirinya antara lain prokariota, (ingatlah
kembali ciri-ciri prokariot, yaitu tidak mempunyai nukleus, memiliki dinding
sel, tetapi tidak terbuat dari peptidoglikan). Alat pembuat proteinnya, yaitu
RNA mirip yang terdapat pada eukariota yang diracuni oleh toksin difteria
sehingga RNA dan ribosom sangat berbeda, jadi RNA-nya sangat berbeda dengan
bakteri umumnya.
Para peneliti
sudah menemukan beberapa jenis Archaebacteria, di antaranya seperti berikut.
a. Metanobacteria, merupakan kelompok bakteri yang
luas penyebarannya. Bakteri ini bersifat hemoautotrof, yaitu proses
metabolismenya menghasilkan metana dari reaksi karbon dioksida dan hidrogen.
Reaksinya adalah: 4H2+CO2 CH4 +
2H2O
Bakteri ini juga tidak memerlukan oksigen (anaerob),
dapat bertahan hidup, dan diduga telah ada di dalam bumi sejak awal. Sekarang
ini mereka hidup di tepi rawa, payau metana, atau gas rawa. Mereka jugabisa
hidup di rumen sapi yang ada di lambung sapi karena terdapat hidrogen dan
karbon dioksida yang dihasilkan oleh mikroorganisme lain yang hidup di sapi. Jenis methanogenik
yang hidup di laut mendapatkan makanan bakteri dari bahan organisme yang
tenggelam di dasar laut. Ada juga beberapa jenis ini yang bersimbiosis dengan
air panas pada suhu 110°C. Bakteri ini dapat bertahan hidup pada suhu yang
tinggi karena struktur selnya yang meliputi DNA, protein dan membrannya telah
beradaptasi. Suhu optimumnya untuk tumbuh dengan baik, yaitu 98°C dan akan mati
di bawah 84°C.
b. Jenis Archaebacteria Halobacterium habitatnya di
Laut Mati dan Great Salt Lake (berkadar garam tinggi), yang habitatnya sangat
asin sekali. Beberapa jenis bakteri ini mempunyai klorofil ungu yang disebut
bakteri orhodopsin, sehingga mampu melakukan fotosintesis.
c. Jenis Archaebacteria Thermoplasma (kelompok
thermoasidofil) yang ditemukan dalam air asam dari mata air belerang yang
panas. Bakteri ini dapat mengoksidasi sulfur. Banyak ditemukan di lubang
vulkanik, kawah vulkanik dan mata air bersulfat seperti di Yellow Stone,
Amerika.
Para peneliti sudah berusaha meneliti secara lebih
mendalam terhadap semua jenis Archaebacteria dengan membiakkannya di
laboratorium, tetapi ternyata bakteri ini sangat sukar dikembangbiakkan. Dengan
demikian sangat susah untuk mengetahui lebih mendalam bakteri ini. Oleh sebab
itu, dapat dikatakan jenis bakteri ini sangat berbeda dengan bakteri lain,
yaitu merupakan bakteri sejati tetapi bersifat eukariota.
3.
Peranan Bakteri Dalam Kehidupan Manusia
Tahukah Anda dalam kehidupan manusia bakteri ada
yang menguntungkan namun ada pula yang merugikan. Bakteri yang menguntungkan,
yaitu bakteri yang sering digunakan dalam industri atau proses dalam pengubahan
suatu zat. Sedangkan bakteri yang merugikan, yaitu hidupnya bersifat parasit pada
manusia, hewan, dan tumbuhan. Berikut ini beberapa contoh bakteri yang bersifat
menguntungkan dan merugikan.
a.
Peranan yang Menguntungkan/Apatogen
Contoh-contoh dari bakteri yang menguntungkan adalah
sebagai berikut:
i. Bakteri
penghasil antibiotik yang berguna bagi manusia, (ordo bakteri Actinomycetes)
ii. Bakteri yang
bermanfaat dalam produksi bahan makanan
b.
Peranan yang Merugikan/Patogen
i. Bakteri yang
menyebabkan penyakit pada manusia.
ii. Bakteri yang
menyebabkan penyakit pada hewan ternak.
iii. Bakteri yang
merusak bahan makanan
1) Acetobacter, mengubah etanol (alkohol) menjadi
asam cuka sehingga merugikan perusahaan anggur.
2)
Pseudomonas cocovenans, membentuk asam bongkrek (racun) dari tempe bongkrek.
3)
Clostridium botulinum, penghasil racun makanan dan asam butirat.
iv. Bakteri yang
merusak pada tanaman.
4.
Penanggulangan Terhadap Bakteri yang Merugikan
Cobalah Anda amati keadaan sekitar! Bakteri yang
merugikan manusia adalah bakteri yang dapat merusak makanan dan menimbulkan
penyakit, seperti yang Anda pelajari di atas. Bagaimana caranya untuk
menanggulangi bakteri yang merugikan ini?
a.
Pengawetan Makanan
Pengawetan makanan merupakan salah satu usaha
membuat kondisi makanan tidak mudah rusak oleh bakteri karena bakteri yang
masuk ke dalam makanan tidak dapat tumbuh. Tahukah Anda mikroorganisme tidak
dapat timbul pada lingkungan yang berkadar garam tinggi, di daerah kadar gula
tinggi, kadar asam, kadar air rendah, dan suhu yang rendah. Bagaimanakah
caranya menyawetkan makanan? Contoh pengawetan makanan adalah dengan cara
pemanisan, pengeringan, pengasapan, pengasinan, pendinginan, pengasaman, dan
diberi bahan pengawet makanan, yaitu asam benzoat. Coba Anda berikan contoh
makanan hasil dari pengawetan makanan tersebut? Ingatlah hindari pengawetan
makanan dengan diberi formalin asam boraks! Seperti yang telah kita ketahui di
Indonesia belum lama ini terjadi kasus keracunan makanan dengan pemberian
formalin.
b.
Pengolahan Makanan
Pengolahan makanan dapat dilakukan dengan cara
pemanasan. Bentuk pemanasan dapat berupa pasteurisasi. Pasteurisasi adalah
bentuk pemanasan susu sampai 70°C agar susu tidak terurai dan mudah dicerna.
Susu ini dapat bertahan 12 jam dari bakteri patogen, misalnya Salmonella dan
Mycobacterium. Selain itu, dapat juga untuk mepertahankan rasa dan aroma. Sterilisasi
berasal dari kata steril yang berarti bebas mikroorganisme.
Sterilisasi merupakan pengolahan makanan dengan cara
pemanasan menggunakan udara panas atau uap air panas yang bertekanan tinggi.
Alat yang digunakan adalah oven atau autoklaf. Sterilisasi ini ada dua macam,
yaitu sterilisasi alat dan bahan makanan. Sterilisasi biasa dilakukan pada
industri makanan dan minuman. Contohnya, makanan dan minuman kaleng.
c.
Manjaga Kebersihan dan Kesehatan Diri serta
Lingkungan
Cara hidup yang sehat adalah selalu tetap menjaga
kebersihan dan kesehatan diri dengan lingkungan. Bagaimana cara agar terhindar
dari berbagai penyakit? Upaya untuk menjaga kebersihan dan kesehatan dapat
dilakukan dengan cara sebagai berikut
a. Selalu menjaga badan yaitu dengan cara mandi teratur,
dan mencuci tangan sebelum makan.
b. Olahraga
dengan teratur.
c. Makan makanan bergizi.
d. Istirahat yang cukup.
e. Menjaga kebersihan lingkungan.
f. Imunisasi.
***Silahkan Kirim Mata Pelajaran yang Ingin Kamu Butuhkan Dikolom Komentar***
***Silahkan Kirim Mata Pelajaran yang Ingin Kamu Butuhkan Dikolom Komentar***
No comments :
Post a Comment