PERTUMBUHAN MIKROBA
a) Definisi pertumbuhan populasi
Pertumbuhan adalah penambahan secara teratur semua komponen sel suatu jasad,Pada jasad bersel tunggal (uniseluler) pembelahan atau perbanyakan sel merupakan pertambahan jumlah individu artinya pembelahan sel pada bakteri akan menghasilkan pertambahan jumlah sel bakteri itu sendiri , Pada jasad bersel banyak (multiseluler) pembelahan sel tidak menghasilkan pertambahan jumlah individunya, tetapi hanya merupakan pembentukan jaringan atau bertambah besar jasadnya
bakteri memperbanyak diri dengan pembelahan biner dari satu sel membelah menjadi 2 sel baru
pertumbuhan diukur dari bertambahnya jumlah sel Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut WAKTU GENERASI
b) Perhitungan waktu generasi
Dari hasil pembelahan sel secara biner:
1 sel menjadi 2 sel
2 sel menjadi 4 sel 21 menjadi 22 atau 2 x 2
4 sel menjadi 8 sel 22 menjadi 23 atau 2 x 2 x 2
Dari hal tersebut dapat dirumuskan menjadi:
N = N0 2n
N: jumlah sel akhir, N0: jumlah sel awal, n: jumlah generasi
Waktu Generasi = t/n
t: waktu pertumbuhan eksponensial
n: jumlah generasi
Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus: slope = 0,301/ waktu generasi
c) Pengukuran Pertumbuhan
Pertumbuhan diukur dari perubahan JUMLAH SEL atau berat kering massa sel
JUMLAH SEL dihitung dari jumlah sel total (keseluruhan) dengan tidak membedakan sel hidup atau mati (viable count)
Alat Untuk Menghitung Mikroba
• alat Petroff-Hausser Bacteria Counter (PHBC) untuk menghitung bakteri
• alat Haemocytometer untuk menghitung khamir, spora, atau sel-sel yang ukurannya relatif lebih besar dari bakteri
Cara Menghitung Jumlah Sel Hidup
Metode Plate Count atau Colony Count
• Metode taburan permukaan (spread plate method)
• Metode taburan (pour plate method)
Filter Membran dan Most Probable Number
• Menggunakan medium cair
• Sampel mikrobia dibuat seri pengenceran
Pengukuran Turbiditas
Photometer (penerusan cahaya) semakin pekat atau semakin banyak populasi mikrobia maka cahaya yang diteruskan semakin sedikit
Spektrofotometer (optical density/OD) terlebih dahulu dibuat kurva standar berdasarkan pengukuran jumlah sel baik secara total maupun yang hidup saja atau berdasarkan berat kering sel
d) Pertumbuhan Populasi Mikroba
Untuk mengetahui pertumbuhan mikrobia dilakukan dengan cara membiakan mikrobia
dua sistem pembiakan mikrobia, yaitu:
Biakan Sistem Tertutup (Batch Culture)
Pengamatan jumlah sel dalam waktu yang cukup lama akan memberikan gambaran berdasarkan Kurva Pertumbuhan terdapat beberapa fase-fase pertumbuhan
Fase-Fase pada Kurva Pertumbuhan
1. Fase Permulaan
2. Fase Pertumbuhan yang dipercepat
3. Fase Pertumbuhan logaritma (eksponensial)
4. Fase Pertumbuhan yang mulai dihambat
5. Fase Stasioner maksimum
6. Fase Kematian dipercepat
7. Fase Kematian logaritma
Biakan Sistem Terbuka (Continous Culture)
• Sel dipertahankan terus menerus pada fase pertumbuhan eksponensial atau logaritma
• Ukuran populasi dan kecepatan pertumbuhan dapat diatur pada nilai konstan menggunakan khemostat
• Untuk mengatur proses di dalam khemostat, diatur kecepatan aliran medium dan kadar substrat (nutrien pembatas)
• Sebagai nutrien pembatas dapat menggunakan sumber C (karbon), sumber N, atau faktor tumbuh
FAKTOR LINGKUNGAN MIKROBA
Aktivitas Mikroba dipengaruhi faktor-faktor Lingkungan faktor biotik dan abiotik
mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba
FAKTOR ABIOTIK
1. Suhu
a) Suhu Pertumbuhan Mikroba
suhu minimum => suhu terendah tetapi mikroba masih dapat hidup
suhu optimum => suhu paling baik untuk pertumbuhan mikroba
suhu maksimum => suhu tertinggi untuk kehidupan mikrob
mikroba : psikrofil (kriofil), mesofil, dan termofil
Mikroba Termofil
Mikroba Termofil Obligat = mikroba yang tidak tumbuh dibawah suhu 30 0C dan mempunyai suhu pertumbuhan optimum pada 60 0C
Mikroba Termofil Fakultatif =mikroba yang dapat tumbuh dibawah suhu 30 0C
Bakteri yang hidup di dalam tanah dan air, umumnya bersifat mesofil, tetapi ada juga yang dapat hidup diatas 50 0C (termotoleran)
Contoh Mikroba :
Contoh bakteri mesofil adalah Methylococcus capsulatus
Contoh bakteri termofil adalah Bacillus, Clostridium, Sulfolobus, dan bakteri pereduksi sulfat/sulfur
Contoh bakteri psikrofil adalah bakteri yang hidup di laut (fototrof) dan bakteri besi (Gallionella)
b) Pengaruh Suhu Tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi:
1. Titik Kematian Thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu
2. Waktu Kematian Thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap
Faktor-faktor yang mempengaruhi Titik Kematian Thermal ialah: Waktu,Kelembaban, Suhu, Spora, Umur mikroba, pH, Komposisi medium
c) Pengaruh Suhu Rendah
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu rendah dapat menyebabkan gangguan metabolisme, akibat-akibatnya adalah:
1. Cold shock: penurunan suhu yang tiba-tiba menyebabkan kematian bakteri, terutama pada bakteri muda atau pada fase logaritmik
2. Pembekuan (freezing) : rusaknya sel dengan adanya kristal es di dalam air intraseluler
3. Lyofilisasi: proses pendinginan dibawah titik beku dalam keadaan
2. Kandungan Air
Mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, ukurannya :
aw (water activity) atau kelembaban relatif
Mikroba umumnya tumbuh pada aw = 0,6 - 0,998
Mikroba yang osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir, Saccharomyces rouxii
Aspergillus glaucus dan jamur benang dapat tumbuh pada aw 0,8
Bakteri umumnya memerlukan aw = 0,90 - 0,999 atau lebih dari 0,98, kecuali bakteri halofil hanya memerlukan aw 0,75
3. Tekanan Osmosis
Tekanan osmosis sangat erat hubungannya dengan kandungan air
Apabila mikroba diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis, yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya sitoplasma
Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel membengkak dan akhirnya pecah
Berdasarkan tekanan osmosis yang diperlukan mikroba dapat dikelompokkan menjadi:
• Mikroba Osmofil
• Mikroba Halodurik
• Mikroba Halofil
4. Ion-ion Listrik
a) Kadar Ion Hidrogen (pH)
Berdasarkan pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu:
1. Mikroba Asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0 - 5,0
2. Mikroba Mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5 - 8,0
3. Mikroba Alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4 - 9,5
b) Buffer
Buffer merupakan campuran garam monobasik dan dibasic, Media menumbuhkan mikroba pada media, memerlukan pH yang konstan, terutama pada mikroba yang dapat menghasilkan asam
c) Ion-ion lain
Logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, dan Pb pada kadar rendah dapat bersifat meracuni (toksis) karena mempunyai daya oligodinamik, yaitu daya bunuh logam berat pada kadar rendah
Ion-ion lain seperti ion sulfat, tartrat, klorida, nitrat, dan benzoat dapat mengurangi pertumbuhan mikroba tertentu dan sering digunakan dalam pengawetan makanan, senyawa lain misalnya asam benzoat, asam asetat, dan asam sorbet
d) Listrik
• Berakibat terjadinya elektrolisis pada medium pertumbuhan
• Menghasilkan panas yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroba, sel mikroba dalam suspensi akan mengalami elektroforesis
e) Radiasi
• Merusak mikroba yang tidak mempunyai pigmen fotosintesis
• Sinar X (0,005-1,0 Ao), sinar ultra violet (4000-2950 Ao), dan sinar radiasi lainnya dapat membunuh mikroba
f) Tegangan muka
• Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaan cairan tersebut menyerupai membran yang elastis
• Perubahan tegangan muka dinding sel akan mempengaruhi pula permukaan protoplasma, akibatnya mempengaruhi pertumbuhan dan morfologi mikroba
g) Tekanan Hidrostatik
• Umumnya tekanan 1 - 400 atm tidak mempengaruhi atau sedikit mempengaruhi metabolisme dan pertumbuhan mikroba, tekanan hidrostatik yang lebih tinggi akan menghambat atau menghentikan pertumbuhan, RNA, DNA, dan protein, serta mengganggu fungsi transport membran sel maupun mengurangi aktivitas berbagai macam enzim
• Tekanan diatas 100.000 pound/inchi2 menyebabkan denaturasi protein, tetapi ada mikroba yang tahan hidup pada tekanan tinggi (mikroba barotoleran), dan yang tumbuh optimal pada tekanan tinggi sampai 16.000 pound/inchi2 (mikroba barofilik), umumnya mikroba laut adalah barofilik atau barotoleran, contoh: bakteri Spirillum
h) Getaran
Getaran mekanik dapat merusak dinding sel dan membran sel mikroba, dipakai untuk memperoleh ekstrak sel mikroba dengan cara menggerus sel-sel dengan menggunakan abrasif atau dengan cara pembekuan
FAKTOR ABIOTIK
1. Interaksi dalam satu populasi mikroba
Interaksi Positif
Meningkatkan kecepatan pertumbuhan dan kepadatan populasi
Disebut juga kooperasi, contoh: pertumbuhan satu sel mikroba menjadi koloni
Interaksi Negatif
Menurunkan kecepatan pertumbuhan dengan meningkatnya kepadatan populasi, misal: populasi mikroba yang ditumbuhkan dalam substrat terbatas
Disebut juga kompetisi, contoh: interkasi jamur Fusarium dan Verticillium menghasilkan asam lemak dan H2S yang bersifat meracun
2. Interaksi antar populasi mikroba
a) Netralisme
• Netralisme adalah hubungan antara dua populasi yang tidak saling mempengaruhi dan terjadi pada kepadatan populasi yang sangat rendah atau secara fisik dipisahkan dalam mikrohabitat
• Netralisme terjadi pada keadaan mikroba tidak aktif, misal dalam keadaan kering beku, atau fase istirahat (spora, kista). Contoh: interaksi antara mikroba allocthonous (nonindigenous) dengan mikroba autocthonous (indigenous)
b) Komensalisme
• Hubungan terjadi apabila satu populasi diuntungkan tetapi populasi lain tidak terpengaruh. Contoh: Bakteri Flavobacterium brevis dapat menghasilkan ekskresi sistein. Sistein digunakan oleh Legionella pneumophila. Desulfovibrio mensuplai asetat dan H2 untuk respirasi anaerobik Methanobacterium
c) Sinergisme
• Menyebabkan terjadinya suatu kemampuan untuk dapat melakukan perubahan kimia tertentu di dalam substrat
• Apabila asosiasi melibatkan 2 populasi atau lebih dalam keperluan nutrisi bersama, maka disebut sintropisme yang sangat penting dalam peruraian bahan organik tanah, atau proses pembersihan air secara alami
d) Mutualisme (Simbiosis)
• Asosiasi antara dua populasi mikroba yang keduanya saling tergantung dan sama-sama mendapat keuntungan
• Simbiosis bersifat sangat spesifik (khusus) dan salah satu populasi tidak dapat digantikan oleh spesies lain yang mirip. Contoh: bakteri Rhizobium sp. yang hidup pada bintil akar tanaman kacang-kacangan
e) Kompetisi
• Hubungan negatif antara 2 populasi mikroba yang keduanya mengalami kerugian yang ditandai dengan menurunnya sel hidup dan pertumbuhannya
• Kompetisi terjadi pada 2 populasi mikroba yang menggunakan nutrien/makanan yang sama, atau dalam keadaan nutrien terbatas. Contoh: antara protozoa Paramaecium caudatum dengan Paramaecium aurelia
f) Amensalisme (Antagonisme)
• Asosiasi antar spesies yang menyebabkan salah satu pihak dirugikan, pihak lain diuntungkan atau tidak terpengaruh apapun
• Umumnya merupakan cara untuk melindungi diri terhadap populasi mikroba lain, misalnya dengan menghasilkan senyawa asam, toksin, atau antibiotika. Contoh: bakteri Acetobacter yang mengubah etanol menjadi asam asetat. Asam tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri lain
g) Parasitisme
• Terjadi antara dua populasi, satu diuntungkan (parasit) dan populasi lain dirugikan (host/inang)
• Terjadi karena keperluan nutrisi dan bersifat spesifik, ukuran parasit biasanya lebih kecil dari Inangnya dan memerlukan kontak secara fisik maupun metabolik serta waktu kontak yang relatif lama. Contoh: Jamur Trichoderma sp. Memparasit jamur Agaricus sp.
h) Predasi
• Hubungan predasi terjadi apabila satu organisme predator memangsa atau memakan dan mencerna organisme lain (prey)
• Contohnya adalah Protozoa (predator) dengan bakteri (prey). Protozoa Didinium nasutum (predator) dengan Paramaecium caudatum (prey)
NUTRISI DAN MEDIUM MIKROBA
Medium adalah tempat untuk menumbuhkan mikroba
Mikroba memerlukan nutrisi untuk memenuhi kebutuhan energi, bahan pembangun sel, dan sintesis protoplasma serta bagian-bagian sel lainnya
a) Fungsi Nutrisi untuk mikroba
Setiap unsur nutrisi mempunyai peran tersendiri dalam fisiologi sel. Unsur tersebut diberikan ke dalam medium sebagai kation garam anorganik yang jumlahnya berbeda-beda tergantung pada keperluannya. Contoh: Natrium dalam kadar yang agak tinggi diperlukan oleh bakteri tertentu yang hidup di laut, algae hijau biru, dan bakteri fotosintetik, Natrium tersebut tidak dapat digantikan oleh kation monovalen yang lain
Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu:
• air
• sumber energi
• sumber karbon
• sumber aseptor elektron
• sumber mineral
• faktor tumbuh
• sumber nitrogen
b) Penggolongan Mikroba Berdasarkan Nutrisi Dan Oksigen
Berdasarkan Sumber Karbon
1. Jasad Ototrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk anorganik, misalnya CO2 dan senyawa karbonat
2. Jasad Heterotrof ialah jasad yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik, yang dibedakan menjadi:
a. Jasad Saprofit ialah jasad yang dapat menggunakan bahan organik yang berasal dari sisa jasad hidup atau sisa jasad yang telah mati
b. Jasad Parasit ialah jasad yang hidup di dalam jasad hidup lain dan menggunakan bahan dari jasad inang (hospes)-nya, jasad parasit yang dapat menyebabkan penyakit pada inangnya disebut jasad patogen
Berdasarkan Sumber Energi
1. Jasad Fototrof : jika menggunakan energi cahaya
2. Jasad Khemotrof : jika menggunakan energi dari reaksi kimia
Berdasarkan Sumber Donor Elektron
1. Jasad Litotrof ialah jasad yang dapat menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa anorganik seperti H2, NH3, H2S, dan S
2. Jasad Organotrof ialah jasad yang menggunakan donor elektron dalam bentuk senyawa organik
Berdasarkan Kebutuhan Oksigen
1. Jasad Aerob ialah jasad yang menggunakan oksigen bebas (O2) sebagai satu-satunya aseptor hidrogen yang terakhir dalam proses respirasinya
2. Jasad Anaerob, sering disebut anaerob obligat ialah jasad yang tidak dapat menggunakan oksigen bebas sebagai aseptor hidrogen terakhir dalam proses respirasinya
3. Jasad Mikroaerob ialah jasad yang hanya memerlukan oksigen dalam jumlah yang sangat sedikit
4. Jasad Aerob Fakultatif ialah jasad yang dapat hidup dalam keadaan anaerob maupun aerob. Jasad ini juga bersifat anaerob toleran
5. Jasad Kapnofil ialah jasad yang memerlukan kadar oksigen rendah dan kadar CO2 tinggi
c) Medium Pertumbuhan Mikroba
Macam Medium Pertumbuhan
1. Medium Dasar/Basal Mineral : Medium yang mengandung campuran senyawa anorganik yang
selanjutnya ditambah zat lain
2. Medium Sintetik : Medium yang seluruh susunan kimia dan kadarnya telah diketahui dengan
pasti
3. Medium Kompleks : Medium yang susunan kimianya belum diketahui dengan pasti
4. Medium Diperkaya : Medium yang ditambah zat tertentu yang merupakan nutrisi spesifik untuk
jenis mikroba tertentu
ENZIM MIKROBA
Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel yang berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia
a) Mekanisme Bekerjanya Enzim
• Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi
• Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan sehingga dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain
b) Struktur enzim
• Pada umumnya enzim tersusun dari protein, dapat berupa protein sederhana atau protein yang terikat pada gugusan non-protein
• Dialisis enzim dapat memisahkan bagian-bagian protein, yaitu bagian protein yang disebut apoenzim dan bagian nonprotein yang berupa koenzim, gugus prostetis dan kofaktor ion logam. Masing-masing bagian tersebut apabila terpisah menjadi tidak aktif.
c) PENGGOLONGAN ENZIM
1. Berdasarkan tempat bekerjanya
a. Endoenzim, disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di dalam sel
b. Eksoenzim, disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerja
2. Berdasarkan daya katalisis
a. Oksidoreduktase, mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi, yang merupakan pemindahan
elektron, hidrogen, atau oksigen
b. Transferase, mengkatalisis pemindahan gugusan molekul dari suatu molekul ke molekul
yang lain
3. Penggolongan enzim berdasar cara terbentuknya
a. Enzim konstitutif, enzim yang jumlahnya dipengaruhi kadar substratnya, misalnya: enzim
amilase
b. Enzim adaptif, enzim yang pembentukannya dirangsang oleh adanya substrat, contoh: enzim beta galaktosidase yang dihasilkan oleh bakteri E
d) Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik
1. Substrat (reaktan)
2. Suhu
3. Kemasaman (pH)
4. Penghambat Enzim (Inhibitor)
5. Aktivator (Penggiat) atau Kofaktor
6. Penginduksi (Induktor)
BIOENERGETIK MIKROBA
Bioenergetik mikroba mempelajari penghasilan dan penggunaan energi oleh mikroba
Mikroba melakukan proses metabolisme yang terdiri atas katabolisme dan anabolisme
Katabolisme merupakan proses perombakan bahan disertai pembebasan energi (reaksi eksergonik)
Anabolisme merupakan proses biosintesis yang memerlukan energi (reaksi endergonik)
a) Biooksidasi Dan Pemindahan Energi
Energi yang berasal dari cahaya harus diubah menjadi energi kimia sebelum digunakan dalam reaksi endergonik
Dalam sel, energi kimia terdapat dalam bentuk gugus organik berenergi tinggi. yang mengandung S atau P, Adenosin trifosfat (ATP) salah satu gugus berenergi tinggi yang terpenting
b) Fermentasi
Suatu reaksi oksidasi-reduksi disebut fermentasi (respirasi anaerob) apabila sebagai aseptor elektron yang terakhir bukan oksigen, dan fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob
fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu, antara lain melalui jalur:
1. Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP)
2. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
3. Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP)
4. Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat
5. Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob
c) Respirasi
Respirasi adalah proses oksidasi biologis dengan O2 sebagai aseptor elektronnya yang terakhir
Pada jasad eukariotik proses ini terjadi di dalam mitokondria, sedang pada jasad prokariotik terjadi di bawah membran plasma atau pada mesosome
Proses ini adalah fase kedua yang aerob dari perombakan gula fase pertama yang anaerob (glikolisis)
Pada respirasi dihasilkan banyak energi yang dapat digunakan untuk proses biosintesis
Reaksi ini lewat bagan terutama siklus Krebs, meskipun ada yang lewat terobosan asam glioksilat
d) Fotosintesis
Fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Proses ini menggunakan pigmen klorofil untuk mengabsorpsi energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika klorofil terkena cahaya, akan mengabsorpsi sebesar h sehingga terangsang dan membebaskan elektron; klorofil menjadi bermuatan positif, elektron yang lepas akan bergerak lewat sistem transpor elektron dan kembali ke pusat reaksi klorofil
e) Penggunaan Energi Oleh Jasad
Energi digunakan dalam setiap reaksi endergonik dan reaksi eksergonik
Untuk memulai reaksi diperlukan energi aktivasi
Dalam setiap reaksi enzim mempunyai peranan penting
Proses yang memerlukan energi antara lain proses biosintesis molekul kecil dan molekul makro, yang akhirnya menuju ke pertumbuhan dan pembiakan; penyerapan unsur makanan, gerak, dan sebagainya
f) Katabolisme Makromolekul
Terjadi proses peruraian, antara lain:
1. Peruraian Karbohidrat
2. Peruraian Lemak
3. Peruraian Protein
4. Peruraian Asam Nukleat
Kamis, 25 November 2010
Minggu, 21 November 2010
Materi fiswan 2
Fisiologi endokrinologi
ENDOKRINOLOGI
cabang ilmu biologi yang membahas tentang hormon dan aktivitasnya
HORMON
satu dari sistem komunikasi utama dalam tubuh meskipun kadarnya hanya dalam jumlah yang sangat kecil namun dapat menjalankan atau menghentikan proses-proses metabolik
• senyawa kimia
• ada dalam darah dengan kadar yang sangat rendah
• fungsinya pengatur metabolisme jaringan
disekresi langsung oleh sel khusus oleh kelenjar endokrin
SISTEM ENDOKRIN
VERTEBRATA => bekerja sama secara koperatif dari SISTEM SARAF ke SISTEM
NEUROENDOKRIN fungsi kendali oleh fisiologi tubuh hewan
INVERTEBRATA => bekerja sama secara koperatif dari SISTEM SARAF ke SISTEM
NEUROENDOKRIN fungsi kordinasi oleh fisiologi tubuh hewan
Perbedaan cara kerja :
Sistem saraf = transmisi elektrik,waktu respon cepat
Sistem endokrin = transmisi kimia,waktu respon lambat
Hormon dalam aktivitas kehidupan berperan sebagai pengatur :
perkembangan,pertumbuhan,peredaran arah,denyut jantung,osmoregulasi,komposisi darah regenerasi,pengeluaran,reproduksi,pergantian kulit
KOMPONEN PENYUSUN ORGAN ENDOKRIN
Sel Neurosekretori = Hewan tingkat tinggi.hewan tingkat rendah
Sel Endokrin Sejati = Invertebrata,Vertebrata
KLASIFIKASI HORMON
1. Berdasarkan Struktur Kimia
Hormon Protein
Hormon Steroid
Hormon Asam Amino
2. Berdasarkan Fungsi
Hormon Perkembangan
Hormon Metabolisme
Hormon Trofik
Hormon Pengatur Metabolisme Mineral Dan Air
Hormon Pengatur Sistem Kardiovaskuler
Sintesis Hormon Dan Pengaturannya
Tahapan proses sintesis hormon
Tahap Pertama
Hormon disintesis di dalam RE kasar yang terdiri dari poliribosom dan melekat pada kantung (sacculus)
Tahap Kedua
Melalui sisterne ini hormon ini dihantar ke dalam aparatus Golgi baik secara langsung dengan menembus membran aparatus golgi atau dengan cara membentuk vesikel (elemen transisi) dan selanjutnya elemen transisi ini akan masuk ke dalam aparatus Golgi
Tahap Ketiga
Di dalam aparatus Golgi, dibentuk butir-butir sekretoris yang mengandung hormon yang masih sedikit, selanjutnya seiring dengan waktu akan menjadi dewasa
Tahap Keempat
Setelah dewasa, butir-butir sekretoris ini kemudian dihantar ke arah membran plasma. Selanjutnya terjadi fusi antara membran plasma dengan butir-butir sekretoris dan akhirnya akan terjadi sekresi hormon yang terdapat di dalam butir-butir sekretoris dengan jalan eksositosis ke dalam cairan ekstraseluler
Sintesis Hormon Protein Langkah-Langkah Sintesis:
TRANSKRIPSI
1. proses pembentukan RNA dari templet DNA. RNA yang terbentuk akan menjadi bahan baku (precursor) dalam proses selanjutnya. Langkah ini berlangsung di dalam inti sel
2. RNA precursor dibentuk menjadi RNA pembawa informasi, dengan jalan melakukan pemotongan RNA dan kemudian digabungkan kembali segmen-segmennya serta melakukan modifikasi dengan polyadenylation dan penambahan 7-methylguanosine
TRANSLASI
1. mRNA meninggalkan inti sel dengan menembus membran inti sel dan masuk ke dalam sitoplasma. Berikutnya akan terjadi penyusunan asam amino dengan jalan pembentukan pasangan yang spesifik antara basa dari antikodon yang terdapat di dalam tRNA dengan kodon yang sesuai yang terdapat di dalam mRNA yang ada dalam poliribosom. Selanjutnya terjadinya polimerisasi asam amino untuk membentuk rantai polipeptida
2. Langkah ini terjadi di RE kasar. Polipeptida ini mengalami penguraian ikatan oleh enzim protease sehingga menghasilkan hasil akhir yang dikehendaki atau juga dengan biosintesis dengan terlebih dahulu menghasilkan hasil antara. Reaksi lainnya adalah terjadinya glikosilasi, fosforilasi, dan asetilasi dari asam amino
Mekanisme Kerja Dan Transpor Hormon
Hormon ditranspor ditangkap oleh reseptor khusus sel sasaran terjadi metabolisme dan fungsi sel aktif menghasilkan efek biologis
Aksi Reseptor Hormon Pada Membran
Aksi Pertama
Hormon berikatan dengan reseptor yang mengakibatkan aktivasi protein-G dan terjadi fosforilasi GDP menjadi GTP. Hal ini akan mengubah konformasi protein-G menjadi subunit penyusunnya
Aksi Kedua
Subunit protein yang mengikat GTP akan mengaktivasi enzim adenil siklase. Selanjutnya GTP diubah kembali menjadi GDP oleh GTP-ase protein. Hal ini mengaktifkan molekul adenil siklase untuk melepaskan gugus fosfat dari ATP sehingga terbentuklah AMP siklik (c-AMP).c-AMP akan mengaktifkan protein kinase. Setelah melaksanakan fungsinya c-AMP akan diubah menjadi AMP oleh fosfodiesterase
Aksi Ketiga
Protein kinase aktif akan memfosforilasi protein pengatur inaktif sehingga berubah menjadi protein pengatur aktif. Proses ini merupakan fosoforilasi tahap akhir yang akan menimbulkan tanggapan sel terhadap hormon
Aksi reseptor hormon pada sitoplasma
Reseptor sitosolik
Reseptor hormon yang terdapat dalam sitoplasma sel sasaran dan digunakan oleh hormon steroid dan hormon turunan asam amino hormon steroid dan hormon turunan asam amino mudah larut dalam lemak dan mudah melewati membran sel dengan berikatan dengan molekul pengemban
Sistem endokrin pada hewan invertebrata
Tidak punya organ sekresi hormon tugas:selneurosekretori
Berfungsi Pertumbuhan, Perkembangan, Regenerasi, Reproduksi Osmoregulasi, Laju denyut jantung, Komposisi darah Pergantian kulit.
Sistem Endokrin Pada Hewan Vertebrata
• HIPOTALAMUS kelenjar induk (master of gland)
• PITUITARI
• KELENJAR ENDOKRIN TEPI
Fisiologi pencernaan
Sistem pencernaan
Bahan makanan mengalami proses pencernaan diserap dan di gunakan oleh tubuh agar homeostatis tetap terjaga
Cara memperoleh makanan berdasarkan kemampuanya:
Hewan Heterotrof => Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan
berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain
Hewan Mesotrof => hewan yang dapat mensintesis sendiri berbagai senyawa organik esensial, namun
masih memerlukan faktor pertumbuhan yang tidak dapat disintesis sendiri
sehingga tetap memerlukan senyawa organik dari sumber lain cara makan dan jenis
makanan hewan sangat bervariasi tergantung susunan alat pencernaan dan
kemampuan menyerap makanan
Hewan Primitif
• tidak memiliki alat pencernaan makanan
• makanan berupa zat organik terlarut
• cara mengambil makanan penyerapan atau pinositosis
• alat pencernaan makanan berupa vakuola makanan
Hewan yang hidup menetap =>mendapatkan makanan dengan cara menjerat (trapping method)alatnya adalah knidoblas atau nematosit yang dilengkapi dengan racun
Hewan yang aktif =>mencari makanan dengan cara menyaring (filter feeding) yang merupakan variasi dari cara menyaring dan menjerat (trapping)
Non Selective Feeder : Hewan ini tanggap terhadap senyawa kimia atau rangsang, Hewan filter feeding yang tidak memilih makanan, Mekanisme menyaring dapat
diaktifkan atau dihentikan
Selective Feeder : Hewan filter feeding yang memilih dan menggunakan makanan secara selektif, Mendapat makanan dengan cara menangkap atau memangsa
organ pencernaan makanan berfungsi :
memasukan makanan ke dalam tubuh (ingesti)
mengubah bahan makanan kompleks menjadi sederhana (digesti)
menyerap hasil pencernaan serta membawanya ke dalam darah (absorpsi)
mengeluarkan sisa makanan yang tidak tercerna tidak diserap oleh tubuh (eliminasi)
Hewan Tingkat Rendah
tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan
tahapan proses pencernaan
lisosom mensekresikan enzim pencernaan terjadi pemisahan berbagai garam kalsium yang akan menciptakan kondisi pH yang tepat untuk enzim sehingga bahan makanan dapat diserap oleh sitoplasma akhir proses pencernaan keadaan lingkungan menjadi netral. Bahan makanan yang tidak tercerna dikeluarkan melalui proses eksositosis
Hewan mempunyai alat pencernaan berupa gastrovaskuler, yaitu ruang yang berfungsi untuk proses pencernaan dan sirkulasi. Beberapa spesies hewan sudah mempunyai mulut, tetapi tidak mempunyai rongga pencernaan.
Hewan Tingkat Tinggi
Makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik
Pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal (secara ekstraseluler)
• Daerah Penerimaan
• Daerah Penyimpanan.
• Daerah Pencernaan dan Penyerapan
Pencernaan ada 3 yaitu:
a. pencernaan karbohidrat
b. Pencernaan Protein
Enzim Proteolitik dibagi menjadi 2:
1. Endopeptidase
2. Eksopeptidase
c. Pencernaan lipid
Penyerapan sari makanan :
a. Penyerapan karbohidrat
b. Penyerapan protein
c. penyerapan lipid
PROSES PASCAPENYERAPAN MAKANAN
Setelah sampai di dalam sel, sari makanan (karbohidrat, protein, dan lipid) akan dimetabolisasi lebih lanjut dan digunakan untuk menghasilkan ATP, terutama melalui siklus Krebs Makanan yang masuk ke dalam tubuh hewan akan mengalami berbagai proses, yang dapat diuraikan sebagai berikut:
• Pada mulanya, bahan makanan yang terdiri atas karbohidrat, lipid, dan protein dicerna menjadi gula, asam amino, asam lemak, dan gliserol. Hasil pencernaan tersebut selanjutnya diserap oleh sel epitel mukosa usus, dan diteruskan ke darah, hingga akhirnya sampai ke sel tubuh.Dalam sel, asam amino mengalami deaminasi, glukosa dan gliserol mengalami glikolisis, dan asam lemak mengalami oksidasi beta,Deaminasi, glikolisis, dan oksidasi beta tersebut menghasilkan berbagai bahan yang dibutuhkan Siklus kreb dan zat lain.Deaminasi asam amino menghasilkan zat lain berupa NH3, yang dapat diubah menjadi urea,Siklus Krebs berlangsung dalam matriks mitokondria.Proses ini berlangsung secara aerob dan menggunakan bahan pokok berupa asetil Ko-A untuk menghasilkan NADH dan FADH2 yang merupakan senyawa tereduksi yang dibutuhkan dalam proses fosforilasi oksidatif (sistem transpor elektron), yaitu proses yang dapat menghasilkan sejumlah besar ATP dan panas (sebagai hasil utama) serta CO2 dan air (sebagai zat sisa)
FISIOLOGI SIRKULASI
Sistem sirkulasi
Makanan,sisa metabolisme,gas respiratori berdifusi melalui ruang antarsel dengan mudah dalam proses berlangsung sangat lambat,dan tidak dapat memenuhi semua kebutuhan
Fungsi Sistem Sirkulasi
1. Menjamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh
4. Menyebarkan tekanan/kekuatan
Sistem Sirkulasi pada Hewan bervariasi tergantung tingkat perkembangan tubuh hewan,Hewan Tingkat Rendah (sederhana) dan Hewan Tingkat Tinggi (lebih lengkap)
Komponen Sistem Sirkulasi
Sistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama:
1) Jantung =>komponen penyusun sistem sirkulasi yang berfungsi sebagai pompa penggerak cairan tubuh di sepanjang pembuluh
dua jenis jantung:
1. Jantung Tubuler (Vaskuler)
• Terdapat pada hewan Invertebrata
• Bentuk sederhana dan tidak mempunyai klep
• Bekerja secara kontraksi peristaltik, sehingga disebut juga: jantung peristaltik
2. Jantung Berongga
• Terdapat pada hewan Vertebrata
• Merupakan organ berotot yang mampu mendorong darah ke berbagai bagian tubuh dan mampu mempertahankan aliran darah dengan bantuan sejumlah klep
• Gerakan memompa jantung merupakan kekuatan utama yang menjamin kelancaran aliran darah
• Kontraksi otot jantung terjadi secara periodik
Jantung pada Mamalia
1. Terletak di daerah dada dan dibungkus oleh perikardium
2. Memiliki empat rongga:
• dua ruang serambi yang berdinding lebih tipis
• dua ruang bilik yang berdinding lebih tebal
Siklus Jantung atau Siklus Kardiak
Serambi dan bilik kontraksi/relaksasi secara bergantian
saat serambi berkontraksi (fase sistol)
• darah dari vena ke serambi tertutup oleh kontraksi otot-otot di sekitarnya
• tekanan meningkat sehingga akan terdorong menuju bilik yang sedang berelaksasi melalui: klep atrioventrikularis
• serambi relaksasi
• Jalan masuk darah dari vena ke serambi terbuka
• Tekanan di serambi menurun, sehingga akan masuk ke dalam serambi
Pengaturan Kecepatan Denyut Jantung
Kecepatan denyut jantung di pengaruhi
Sarap simpatis => mempercepat denyut jantung dan Sarap vagus => memperlambat denyut jantung
Mekanisme Pengaturan Kecepatan Denyut Jantung
Sinyal pengatur denyut jantung menuju NSA (Nodus Sino Atrial) -> menyebar ke seluruh otot jantung bagian serambi dan NAV (Nodus Atrio Ventrikuler) -> menyebabkan otot serambi berkontraksi dan sel saraf di NAV terdepolarisasi -> pada saat yang sama, terjadi penjalaran impuls dari NAV ke berkas Hiss hingga ke sistem Purkinye yang bersinaps dengan otot pada bilik jantung yang mengakibatkan otot bilik jantung segera berkontraksi sehingga ruangan dalam bilik menyempit
rangsang dari saraf simpatis ke NSA => peningkatan aktivitas NSA akan berakibat peningkatan aktivitas kontraksi-relaksasi jantung
rangsang dari saraf vagus ke NSA => penurunan aktivitas NSA akan berakibat penurunan aktivitas kontraksi-relaksasi jantung
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi ritme denyut jantung
1. Rangsang kimiawi seperti hormon dan perubahan kadar O2 dan CO2 ataupun rangsang panas
• Hormon Adrenalin meningkatkan kontraksi jantung
• Hormon Asetilkolin menurunkan denyut jantung
• Peningkatan kadar CO2 meningkatkan kontraksi jantung
2. Berbagai rangsang psikis mempengaruhi kecepatan denyut jantung
Klep Trikuspidalis dan Klep Bikuspidalis
Klep Trikuspidalis: pembatas antara rongga serambi dengan bilik jantung sebelah kiri
Klep Bikuspidalis: pembatas antara rongga serambi dengan bilik jantung sebelah kanan
2) Pembuluh => Saluran yang akan dilewati/dilalui oleh cairan yang beredar ke seluruh tubuh
Terdiri dari :
1. Pembuluh Darah => saluran khusus untuk mengalirkan darah
pada Vertebrata sistem pembuluh darah terdiri atas: Arteri, Vena, Kapiler Arteri dan Vena tersusun atas tiga lapisan jaringan melingkar dan membentuk saluran/lumen di bagian tengahnya
Nama lapisan dari arah dalam ke luar ialah:
Tunika Intima (Endotelium)
Tunika Media
Tunika Adventitia
Ateri => Berfungsi untuk mengangkut darah yang keluar dari jantung
1. Dinding arteri harus cukup tebal, kuat, dan elastis
2. Sangat penting untuk memastikan aliran darah yang konstan
Tekana Darah
Tekanan pada arteri ketika jantung berkontraksi dan berelaksasi disebut tekanan Sistolik dan Diastolik
tekanan Sistolik/Diastolik di pantau oleh
reseptor regangan (stretch receptor) => yaitu reseptor yang peka terhadap peregangan dinding pembuluh darah (letaknya di dinding sinus karotid dan lengkung aorta)
Arteriola =>pembuluh arteri kecil yang dindingnya mengandung sejumlah besar otot polos
proses kontraksinya tidak dikendalikan oleh pusat kesadaran,berfungsi: mengendalikan aliran
darah
Faktor-Faktor lain yang mempengaruhi kondisi Arteriola
Kadar asam laktat, CO2 , dan ion H-
Otot Aktif menghasilkan sisa metabolisme, seperti: asam laktat, CO2 , dan ion H+ berdifusi terjadi: vasodilatasi aliran darah ke jaringan otot meningkatmengakibatkan: pelepasan oksigen dan sari makanan ke sel otot maksimal
kapiler => pembuluh darah terkecil dalam sistem sirkulasi, fungsinya:tempat terjadinya pertukaran gas dan zat lainnya antara pembuluh darah dan sel jaringan,Karena:
1. struktur sangat tipis dan hanya satu lapis sel endotelial
2. total luas permukaannya yang sangat besar
Vena dan vanula => pembuluh vena yang paling kecil dan berhubungan langsung dengan
Kapiler
Tugas vena dan vanula yaitu darah dari jaringan membawa capillaries,venules,vein kembali ke
jantung
Aliran darah dalam pembuluh vena dibantu oleh : kontraksi otot dinding pembuluh vena dan kontraksi otot lurik di sekitar pembuluh
Kondisi Pembuluh Limfe pada Berbagai Hewan .
Vertebrata Tingkat Tinggi => saluran buntu dengan ujung terbuka,Fungsi mengangkut kelebihan cairan
di ekstrasel ke sirkulasi darah
Hewan Invertebrata => tidak ditemukan adanya pembuluh limfe (kecuali pada Teleostei)
Hewan Tingkat Rendah => ditemukan berbagai bentuk peralihan (intermediet) yang menunjukkan
adanya perkembangan sistem pembuluh limfe
3) Cairan tubuh => cairan eksternal dan cairan internal
• Cairan ekstrasel pada semua hewan mengandung sel jenis tertentu yang bergerak melalui ruang-ruang antar jaringan yang berfungsi dalam transport gas, pertahanan tubuh, dan proses pembekuan darah
• Pada hewan Invertebrata pembatasan antara cairan darah dengan cairan limfe tidak jelas, sedangkan pada hewan Vertebrata, darah dan cairan jaringan merupakan dua cairan yang terpisah secara jelas
• Pada hewan dengan sistem sirkulasi terbuka, cairan yang mengalir dalam pembuluh dan di ruang antarsel merupakan cairan yang sama yang dinamakan hemolimfe
Fungsi Darah
Fungsi umum darah: mempertahankan kondisi lingkungan dalam keadaan relatif konstan, yang mana mekanismenya disebut Homeostatik
Fungsi khusus darah:
1. Mensuplai zat-zat makanan dari saluran pencernaan ke jaringan-jaringan
2. Mensuplai oksigen dari paru-paru ke jaringan-jaringan
3. Membawa dan membuang zat-zat yang tidak berguna dari jaringan-jaringan ke organ-organ ekskresi
4. Mendistribusikan sekresi kelenjar endokrin dan zat lain yang mengatur fungsi sel
5. Membantu menyelenggarakan keseimbangan komposisi air dalam berbagai organ tubuh
Cairan Darah => cairan dalam pembuluh darah yang beredar ke seluruh tubuh mulai dari jantung dan segera kembali ke jantung
Cairan darah tersusun atas: sel darah dan plasma darah
Sel darah terdiri dari : eritrosit,leukosit,trombosit
Plasma Darah
Plasma darah mengandung sekitar 90% air dan berbagai zat terlarut di dalamnya
Kandungan zat terlarut di dalam Plasma darah:
• Nutrien: glukosa, monosakarida, asam amino, dan lipid
• Bahan untuk dibuang: urea dan senyawa nitrogen
• Berbagai ion, misalnya natrium, kalium, dan sulfat
• Bahan lain yang terdapat dalam darah, misalnya hormon, gas respiratori, vitamin, dan enzim
• Protein plasma: albumin, globulin, dan fibrinogen
Plasma darah memiliki komposisi sangat berbeda dari cairan intraselmengandung protein penting dalam konsentrasi relatif rendah, antara 1,0 hingga 100-150 mg/ml
Protein plasma pada Vertebrata tingkat tinggi dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
Fibrinogen: proses pembekuan darah
Globulin:reaksi imun dan transpor molekul
Albumin: mempertahankan volume plasma
Sirkulasi Pada Hewan
Sistem Sirkulasi tertutup co:moluska dan Sistem sirkulasi terbuka co:vertebrata
Mekanisme sirkulasi terbuka => sistem sirkulasi terbuka bekerja dengan tekanan rendah pada setiap kontraksi jantung.volume darah yang dapat dikeluarkan hanya sedikit terdorong rendah dan mengalir dengan lambat yang mengakibatkan sari makanan yang dilepaskan ke sel terbatas sehingga aktivitas metabolisme terbatas
Mekanisme Sistem Sirkulasi Tertutup => Jantung bekerja dengan melakukan gerakan memompa secara terus menerus tekanan dipertahankan tetap tinggi Mengakibatkan:
• darah yang keluar dari pembuluh akan segera masuk kembali ke jantung dengan cepat
• Darah mengalir secara langsung ke setiap sel tubuh
• Pasokan sari makanan dan oksigen dalam jumlah yang memadai ke tiap sel
• Proses metabolisme dapat terselenggara dengan baik
FISIOLOGI RESPIRASI
Sistem Respirasi : Respiras internal dan eksternal
Respirasi seluler
respirasi anaerob => ATP dihasilkan tanpa oksigen => ATP yang dihasilkan tidak banyak
respirasi aerob => ATP dihasilkan dengan oksigen => ATP dihasilkan 36 - 38 molekul
pengaturan respirasi prosesnya di atur oleh saraf mencukupi kebutuhan oksigen dan membuang karbondioksida menjaga keseimbangan kadar oksigen dan kadar karbondioksida di dalam tubuh.
Organ Respirasi
Organ Respirasi Hewan Akuatik
Dengan kulit(hewan in aktif) dengan insang (hewan aktif) insang luar : larva katak insang dalam : ikan dan hewan air
Organ Respirasi Ikan
• terdapat kantong udara => mengatur daya apung tubuh hewan (buoyancy) agar dapat bergerak naik atau turun
• berperan dalam proses respirasi
Mekanisme:
mensekresikan gas (sebagian oksigen) atau mengabsorbsinya kembali sehingga gelembung udara akan menyusut atau mengembang
Organ Respirasi Hewan Terestrial
Paru-Paru Difusi
• modifikasi dari insang
• pertukaran gas tidak dipengaruhi oleh pertukaran udara, tetapi oleh laju difusi gas
• struktur berupa rongga mantel
contoh: bekicot tidak bercangkang
Paru-Paru Buku => ditemukan pada Arakhnida contoh: laba-laba dan kalajengking
Trakhea => organ pernafasan pada insekta
Paru-Paru Alveoler => - amfibia masih sederhana dan kurang elastis (juga digunakan kulit)
- aves (dilengkapi dengan buoyancy), reptil
Mekanisme Respirasi
Mekanisme Inspirasi
yaitu pembesaran rongga thorax yang diikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luar, akibatnya udara akan mengalir masuk ke dalam paru-paru
Mekanisme Ekspirasi
yaitu pengecilan dari rongga thorax dan paru-paru yang diikuti oleh pengeluaran udara dari paru-paru
Transpor Zat dalam Sistem Respirasi
TRANSPOR O2
Transpor Oksigen dalam Darah
Diikat oleh pigmen respirasi
• Invertebrata sederhana
• Tingkat metabolisme yang rendah
Terlarut dalam plasma darah
• Vertebrata
• Tingkat metabolisme yang tinggi
Pigmen Respirasi:
• Protein dalam sel darah atau plasma yang memiliki afinitas gabung tinggi terhadap oksigen
• Untuk meningkatkan kapasitas pengangkutan oksigen
TRANSPOR O2
paru-paru (alveoli) ke kapiler darah berdifusi tekanan oksigen yang ada dalam alveoli lebih tinggi daripada tekanan oksigen dalam kapiler
• sebagian kecil oksigen tetap ada dalam plasma dalam bentuk larutan sederhana
• sebagian besar masuk ke dalam eritrosit berikatan dengan hemoglobin membentuk oxyhemoglobin
Reaksi antara CO2 dan air terjadi melalui
persamaan reaksi berikut: CO2 + H2O à H2CO3
• terjadi di dalam cairan jaringan/ruang ekstrasel, plasma, maupun di dalam sel darah merah
• berlangsung sangat cepat (disebut reaksi cepat) karena di dalamnya terdapat enzim karbonat anhidrase yang berperan sebagai katalis
Fungsi Lain Sistem Respirasi
menjaga keseimbangan elektrik dalam darah dengan cara Chloride Shift atau pertukaran HCO3- / Cl- mekanisme untuk menjaga keseimbangan elektrik antara plasma darah dan sel darah merah
HCO3- / Cl- mengatur perpindahan ion Cl- ke arah tertentu (ke dalam atau ke luar sel), sebagai imbangan bagi kepindahan ion HCO3- ke arah yang berlawanan dengan arah yang ditempuh ion Cl-
Sistem Respirasi Pada Berbagai Hewan
Amfibhi
1. Pengambilan oksigen dan pengeluaran CO2 terjadi melalui paru-paru maupun kulit
2. Jalur pengeluaran CO2 yang utama ialah melalui kulit
3. Inspirasi diawali dengan kontraksi otot di dasar mulut, kemudian rongga mulut meluas sehingga terjadi tekanan negatif di dalamnya. Selanjutnya, nostril terbuka dan udara mengalir masuk melalui nostril
Burung
Sistem Respiratori:
Paru-paru yang dilengkapi dengan kantong udara besar dan memiliki membran tebal
1. Gerakan inspirasi: kontraksi otot-otot respiratori yang mendorong tulang-tulang iga ke arah depan sehingga menghasilkan gerakan sternum ke depan dan ke bawah
2. Tulang-tulang iga lainnya bergerak ke arah lateral dan menyebabkan peningkatan volume rongga tubuh, paru-paru dan kantung udara ikut mengembang.
3. Akibatnya, tekanan gas dalam paru-paru dan kantung udara turun sehingga udara atmosfer masuk ke dalamnya
Mamalia
Fase Inspirasi => Proses aktif kontraksi otot inspiratori mengakibatkan tekanan negatf
Fase Ekspirasi => Merupakan proses pasif dan terjadi karena adanya relaksasi otot inspiratori dan pengerutan dinding alveoli
Traktus Respiratorius terdiri atas:
Rongga Hidung
• diseliputi oleh mukosa
• reseptor saraf olfactorius yang peka bila ada gas/debu yang merusak atau racun maka reseptor ini akan dirangsang dan terjadi bersin (mengeluarkan gas/debu agar tidak masuk ke alat respirasi)
• mempersiapkan udara yang dihisap yang akan masuk ke paru-paru, baik dalam hal penyesuaian suhu, kelembapan, maupun kebersihannya
Pharinx => saluran masuknya udara dan makanan ke bagian oesofagus
Larynx => Terdapat klep yang terdiri atas otot dan tulang rawan. Fungsi: sebagai alat untuk mengatur banyaknya udara yang keluar atau masuk paru-paru
trakhea =>
• Terdapat cincin tulang rawan yang menyebabkan trakhea selalu terbuka rongganya
• Dilapisi oleh membran mukosa (kelenjar mukosa dan epitil bersilia untuk menghalangi masuknya debu dan benda-benda asing lainnya
Bronchi => Fungsi dan strukturnya sama dengan trakhea
Hemoglobin
• Ada dalam darah manusia, protozoa, dan hewan
• Pigmen respiratori yang cara kerjanya paling efisien
• Tersusun atas senyawa pofirin besi (hemin) yang berikatan dengan protein globin
ENDOKRINOLOGI
cabang ilmu biologi yang membahas tentang hormon dan aktivitasnya
HORMON
satu dari sistem komunikasi utama dalam tubuh meskipun kadarnya hanya dalam jumlah yang sangat kecil namun dapat menjalankan atau menghentikan proses-proses metabolik
• senyawa kimia
• ada dalam darah dengan kadar yang sangat rendah
• fungsinya pengatur metabolisme jaringan
disekresi langsung oleh sel khusus oleh kelenjar endokrin
SISTEM ENDOKRIN
VERTEBRATA => bekerja sama secara koperatif dari SISTEM SARAF ke SISTEM
NEUROENDOKRIN fungsi kendali oleh fisiologi tubuh hewan
INVERTEBRATA => bekerja sama secara koperatif dari SISTEM SARAF ke SISTEM
NEUROENDOKRIN fungsi kordinasi oleh fisiologi tubuh hewan
Perbedaan cara kerja :
Sistem saraf = transmisi elektrik,waktu respon cepat
Sistem endokrin = transmisi kimia,waktu respon lambat
Hormon dalam aktivitas kehidupan berperan sebagai pengatur :
perkembangan,pertumbuhan,peredaran arah,denyut jantung,osmoregulasi,komposisi darah regenerasi,pengeluaran,reproduksi,pergantian kulit
KOMPONEN PENYUSUN ORGAN ENDOKRIN
Sel Neurosekretori = Hewan tingkat tinggi.hewan tingkat rendah
Sel Endokrin Sejati = Invertebrata,Vertebrata
KLASIFIKASI HORMON
1. Berdasarkan Struktur Kimia
Hormon Protein
Hormon Steroid
Hormon Asam Amino
2. Berdasarkan Fungsi
Hormon Perkembangan
Hormon Metabolisme
Hormon Trofik
Hormon Pengatur Metabolisme Mineral Dan Air
Hormon Pengatur Sistem Kardiovaskuler
Sintesis Hormon Dan Pengaturannya
Tahapan proses sintesis hormon
Tahap Pertama
Hormon disintesis di dalam RE kasar yang terdiri dari poliribosom dan melekat pada kantung (sacculus)
Tahap Kedua
Melalui sisterne ini hormon ini dihantar ke dalam aparatus Golgi baik secara langsung dengan menembus membran aparatus golgi atau dengan cara membentuk vesikel (elemen transisi) dan selanjutnya elemen transisi ini akan masuk ke dalam aparatus Golgi
Tahap Ketiga
Di dalam aparatus Golgi, dibentuk butir-butir sekretoris yang mengandung hormon yang masih sedikit, selanjutnya seiring dengan waktu akan menjadi dewasa
Tahap Keempat
Setelah dewasa, butir-butir sekretoris ini kemudian dihantar ke arah membran plasma. Selanjutnya terjadi fusi antara membran plasma dengan butir-butir sekretoris dan akhirnya akan terjadi sekresi hormon yang terdapat di dalam butir-butir sekretoris dengan jalan eksositosis ke dalam cairan ekstraseluler
Sintesis Hormon Protein Langkah-Langkah Sintesis:
TRANSKRIPSI
1. proses pembentukan RNA dari templet DNA. RNA yang terbentuk akan menjadi bahan baku (precursor) dalam proses selanjutnya. Langkah ini berlangsung di dalam inti sel
2. RNA precursor dibentuk menjadi RNA pembawa informasi, dengan jalan melakukan pemotongan RNA dan kemudian digabungkan kembali segmen-segmennya serta melakukan modifikasi dengan polyadenylation dan penambahan 7-methylguanosine
TRANSLASI
1. mRNA meninggalkan inti sel dengan menembus membran inti sel dan masuk ke dalam sitoplasma. Berikutnya akan terjadi penyusunan asam amino dengan jalan pembentukan pasangan yang spesifik antara basa dari antikodon yang terdapat di dalam tRNA dengan kodon yang sesuai yang terdapat di dalam mRNA yang ada dalam poliribosom. Selanjutnya terjadinya polimerisasi asam amino untuk membentuk rantai polipeptida
2. Langkah ini terjadi di RE kasar. Polipeptida ini mengalami penguraian ikatan oleh enzim protease sehingga menghasilkan hasil akhir yang dikehendaki atau juga dengan biosintesis dengan terlebih dahulu menghasilkan hasil antara. Reaksi lainnya adalah terjadinya glikosilasi, fosforilasi, dan asetilasi dari asam amino
Mekanisme Kerja Dan Transpor Hormon
Hormon ditranspor ditangkap oleh reseptor khusus sel sasaran terjadi metabolisme dan fungsi sel aktif menghasilkan efek biologis
Aksi Reseptor Hormon Pada Membran
Aksi Pertama
Hormon berikatan dengan reseptor yang mengakibatkan aktivasi protein-G dan terjadi fosforilasi GDP menjadi GTP. Hal ini akan mengubah konformasi protein-G menjadi subunit penyusunnya
Aksi Kedua
Subunit protein yang mengikat GTP akan mengaktivasi enzim adenil siklase. Selanjutnya GTP diubah kembali menjadi GDP oleh GTP-ase protein. Hal ini mengaktifkan molekul adenil siklase untuk melepaskan gugus fosfat dari ATP sehingga terbentuklah AMP siklik (c-AMP).c-AMP akan mengaktifkan protein kinase. Setelah melaksanakan fungsinya c-AMP akan diubah menjadi AMP oleh fosfodiesterase
Aksi Ketiga
Protein kinase aktif akan memfosforilasi protein pengatur inaktif sehingga berubah menjadi protein pengatur aktif. Proses ini merupakan fosoforilasi tahap akhir yang akan menimbulkan tanggapan sel terhadap hormon
Aksi reseptor hormon pada sitoplasma
Reseptor sitosolik
Reseptor hormon yang terdapat dalam sitoplasma sel sasaran dan digunakan oleh hormon steroid dan hormon turunan asam amino hormon steroid dan hormon turunan asam amino mudah larut dalam lemak dan mudah melewati membran sel dengan berikatan dengan molekul pengemban
Sistem endokrin pada hewan invertebrata
Tidak punya organ sekresi hormon tugas:selneurosekretori
Berfungsi Pertumbuhan, Perkembangan, Regenerasi, Reproduksi Osmoregulasi, Laju denyut jantung, Komposisi darah Pergantian kulit.
Sistem Endokrin Pada Hewan Vertebrata
• HIPOTALAMUS kelenjar induk (master of gland)
• PITUITARI
• KELENJAR ENDOKRIN TEPI
Fisiologi pencernaan
Sistem pencernaan
Bahan makanan mengalami proses pencernaan diserap dan di gunakan oleh tubuh agar homeostatis tetap terjaga
Cara memperoleh makanan berdasarkan kemampuanya:
Hewan Heterotrof => Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan
berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain
Hewan Mesotrof => hewan yang dapat mensintesis sendiri berbagai senyawa organik esensial, namun
masih memerlukan faktor pertumbuhan yang tidak dapat disintesis sendiri
sehingga tetap memerlukan senyawa organik dari sumber lain cara makan dan jenis
makanan hewan sangat bervariasi tergantung susunan alat pencernaan dan
kemampuan menyerap makanan
Hewan Primitif
• tidak memiliki alat pencernaan makanan
• makanan berupa zat organik terlarut
• cara mengambil makanan penyerapan atau pinositosis
• alat pencernaan makanan berupa vakuola makanan
Hewan yang hidup menetap =>mendapatkan makanan dengan cara menjerat (trapping method)alatnya adalah knidoblas atau nematosit yang dilengkapi dengan racun
Hewan yang aktif =>mencari makanan dengan cara menyaring (filter feeding) yang merupakan variasi dari cara menyaring dan menjerat (trapping)
Non Selective Feeder : Hewan ini tanggap terhadap senyawa kimia atau rangsang, Hewan filter feeding yang tidak memilih makanan, Mekanisme menyaring dapat
diaktifkan atau dihentikan
Selective Feeder : Hewan filter feeding yang memilih dan menggunakan makanan secara selektif, Mendapat makanan dengan cara menangkap atau memangsa
organ pencernaan makanan berfungsi :
memasukan makanan ke dalam tubuh (ingesti)
mengubah bahan makanan kompleks menjadi sederhana (digesti)
menyerap hasil pencernaan serta membawanya ke dalam darah (absorpsi)
mengeluarkan sisa makanan yang tidak tercerna tidak diserap oleh tubuh (eliminasi)
Hewan Tingkat Rendah
tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan
tahapan proses pencernaan
lisosom mensekresikan enzim pencernaan terjadi pemisahan berbagai garam kalsium yang akan menciptakan kondisi pH yang tepat untuk enzim sehingga bahan makanan dapat diserap oleh sitoplasma akhir proses pencernaan keadaan lingkungan menjadi netral. Bahan makanan yang tidak tercerna dikeluarkan melalui proses eksositosis
Hewan mempunyai alat pencernaan berupa gastrovaskuler, yaitu ruang yang berfungsi untuk proses pencernaan dan sirkulasi. Beberapa spesies hewan sudah mempunyai mulut, tetapi tidak mempunyai rongga pencernaan.
Hewan Tingkat Tinggi
Makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik
Pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal (secara ekstraseluler)
• Daerah Penerimaan
• Daerah Penyimpanan.
• Daerah Pencernaan dan Penyerapan
Pencernaan ada 3 yaitu:
a. pencernaan karbohidrat
b. Pencernaan Protein
Enzim Proteolitik dibagi menjadi 2:
1. Endopeptidase
2. Eksopeptidase
c. Pencernaan lipid
Penyerapan sari makanan :
a. Penyerapan karbohidrat
b. Penyerapan protein
c. penyerapan lipid
PROSES PASCAPENYERAPAN MAKANAN
Setelah sampai di dalam sel, sari makanan (karbohidrat, protein, dan lipid) akan dimetabolisasi lebih lanjut dan digunakan untuk menghasilkan ATP, terutama melalui siklus Krebs Makanan yang masuk ke dalam tubuh hewan akan mengalami berbagai proses, yang dapat diuraikan sebagai berikut:
• Pada mulanya, bahan makanan yang terdiri atas karbohidrat, lipid, dan protein dicerna menjadi gula, asam amino, asam lemak, dan gliserol. Hasil pencernaan tersebut selanjutnya diserap oleh sel epitel mukosa usus, dan diteruskan ke darah, hingga akhirnya sampai ke sel tubuh.Dalam sel, asam amino mengalami deaminasi, glukosa dan gliserol mengalami glikolisis, dan asam lemak mengalami oksidasi beta,Deaminasi, glikolisis, dan oksidasi beta tersebut menghasilkan berbagai bahan yang dibutuhkan Siklus kreb dan zat lain.Deaminasi asam amino menghasilkan zat lain berupa NH3, yang dapat diubah menjadi urea,Siklus Krebs berlangsung dalam matriks mitokondria.Proses ini berlangsung secara aerob dan menggunakan bahan pokok berupa asetil Ko-A untuk menghasilkan NADH dan FADH2 yang merupakan senyawa tereduksi yang dibutuhkan dalam proses fosforilasi oksidatif (sistem transpor elektron), yaitu proses yang dapat menghasilkan sejumlah besar ATP dan panas (sebagai hasil utama) serta CO2 dan air (sebagai zat sisa)
FISIOLOGI SIRKULASI
Sistem sirkulasi
Makanan,sisa metabolisme,gas respiratori berdifusi melalui ruang antarsel dengan mudah dalam proses berlangsung sangat lambat,dan tidak dapat memenuhi semua kebutuhan
Fungsi Sistem Sirkulasi
1. Menjamin terpenuhinya kebutuhan tubuh akan sari makanan dan oksigen
2. Menjamin pembuangan zat sisa metabolisme dari tubuh dengan segera
3. Berperan penting dalam penyebaran panas tubuh
4. Menyebarkan tekanan/kekuatan
Sistem Sirkulasi pada Hewan bervariasi tergantung tingkat perkembangan tubuh hewan,Hewan Tingkat Rendah (sederhana) dan Hewan Tingkat Tinggi (lebih lengkap)
Komponen Sistem Sirkulasi
Sistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama:
1) Jantung =>komponen penyusun sistem sirkulasi yang berfungsi sebagai pompa penggerak cairan tubuh di sepanjang pembuluh
dua jenis jantung:
1. Jantung Tubuler (Vaskuler)
• Terdapat pada hewan Invertebrata
• Bentuk sederhana dan tidak mempunyai klep
• Bekerja secara kontraksi peristaltik, sehingga disebut juga: jantung peristaltik
2. Jantung Berongga
• Terdapat pada hewan Vertebrata
• Merupakan organ berotot yang mampu mendorong darah ke berbagai bagian tubuh dan mampu mempertahankan aliran darah dengan bantuan sejumlah klep
• Gerakan memompa jantung merupakan kekuatan utama yang menjamin kelancaran aliran darah
• Kontraksi otot jantung terjadi secara periodik
Jantung pada Mamalia
1. Terletak di daerah dada dan dibungkus oleh perikardium
2. Memiliki empat rongga:
• dua ruang serambi yang berdinding lebih tipis
• dua ruang bilik yang berdinding lebih tebal
Siklus Jantung atau Siklus Kardiak
Serambi dan bilik kontraksi/relaksasi secara bergantian
saat serambi berkontraksi (fase sistol)
• darah dari vena ke serambi tertutup oleh kontraksi otot-otot di sekitarnya
• tekanan meningkat sehingga akan terdorong menuju bilik yang sedang berelaksasi melalui: klep atrioventrikularis
• serambi relaksasi
• Jalan masuk darah dari vena ke serambi terbuka
• Tekanan di serambi menurun, sehingga akan masuk ke dalam serambi
Pengaturan Kecepatan Denyut Jantung
Kecepatan denyut jantung di pengaruhi
Sarap simpatis => mempercepat denyut jantung dan Sarap vagus => memperlambat denyut jantung
Mekanisme Pengaturan Kecepatan Denyut Jantung
Sinyal pengatur denyut jantung menuju NSA (Nodus Sino Atrial) -> menyebar ke seluruh otot jantung bagian serambi dan NAV (Nodus Atrio Ventrikuler) -> menyebabkan otot serambi berkontraksi dan sel saraf di NAV terdepolarisasi -> pada saat yang sama, terjadi penjalaran impuls dari NAV ke berkas Hiss hingga ke sistem Purkinye yang bersinaps dengan otot pada bilik jantung yang mengakibatkan otot bilik jantung segera berkontraksi sehingga ruangan dalam bilik menyempit
rangsang dari saraf simpatis ke NSA => peningkatan aktivitas NSA akan berakibat peningkatan aktivitas kontraksi-relaksasi jantung
rangsang dari saraf vagus ke NSA => penurunan aktivitas NSA akan berakibat penurunan aktivitas kontraksi-relaksasi jantung
Faktor-faktor lain yang mempengaruhi ritme denyut jantung
1. Rangsang kimiawi seperti hormon dan perubahan kadar O2 dan CO2 ataupun rangsang panas
• Hormon Adrenalin meningkatkan kontraksi jantung
• Hormon Asetilkolin menurunkan denyut jantung
• Peningkatan kadar CO2 meningkatkan kontraksi jantung
2. Berbagai rangsang psikis mempengaruhi kecepatan denyut jantung
Klep Trikuspidalis dan Klep Bikuspidalis
Klep Trikuspidalis: pembatas antara rongga serambi dengan bilik jantung sebelah kiri
Klep Bikuspidalis: pembatas antara rongga serambi dengan bilik jantung sebelah kanan
2) Pembuluh => Saluran yang akan dilewati/dilalui oleh cairan yang beredar ke seluruh tubuh
Terdiri dari :
1. Pembuluh Darah => saluran khusus untuk mengalirkan darah
pada Vertebrata sistem pembuluh darah terdiri atas: Arteri, Vena, Kapiler Arteri dan Vena tersusun atas tiga lapisan jaringan melingkar dan membentuk saluran/lumen di bagian tengahnya
Nama lapisan dari arah dalam ke luar ialah:
Tunika Intima (Endotelium)
Tunika Media
Tunika Adventitia
Ateri => Berfungsi untuk mengangkut darah yang keluar dari jantung
1. Dinding arteri harus cukup tebal, kuat, dan elastis
2. Sangat penting untuk memastikan aliran darah yang konstan
Tekana Darah
Tekanan pada arteri ketika jantung berkontraksi dan berelaksasi disebut tekanan Sistolik dan Diastolik
tekanan Sistolik/Diastolik di pantau oleh
reseptor regangan (stretch receptor) => yaitu reseptor yang peka terhadap peregangan dinding pembuluh darah (letaknya di dinding sinus karotid dan lengkung aorta)
Arteriola =>pembuluh arteri kecil yang dindingnya mengandung sejumlah besar otot polos
proses kontraksinya tidak dikendalikan oleh pusat kesadaran,berfungsi: mengendalikan aliran
darah
Faktor-Faktor lain yang mempengaruhi kondisi Arteriola
Kadar asam laktat, CO2 , dan ion H-
Otot Aktif menghasilkan sisa metabolisme, seperti: asam laktat, CO2 , dan ion H+ berdifusi terjadi: vasodilatasi aliran darah ke jaringan otot meningkatmengakibatkan: pelepasan oksigen dan sari makanan ke sel otot maksimal
kapiler => pembuluh darah terkecil dalam sistem sirkulasi, fungsinya:tempat terjadinya pertukaran gas dan zat lainnya antara pembuluh darah dan sel jaringan,Karena:
1. struktur sangat tipis dan hanya satu lapis sel endotelial
2. total luas permukaannya yang sangat besar
Vena dan vanula => pembuluh vena yang paling kecil dan berhubungan langsung dengan
Kapiler
Tugas vena dan vanula yaitu darah dari jaringan membawa capillaries,venules,vein kembali ke
jantung
Aliran darah dalam pembuluh vena dibantu oleh : kontraksi otot dinding pembuluh vena dan kontraksi otot lurik di sekitar pembuluh
Kondisi Pembuluh Limfe pada Berbagai Hewan .
Vertebrata Tingkat Tinggi => saluran buntu dengan ujung terbuka,Fungsi mengangkut kelebihan cairan
di ekstrasel ke sirkulasi darah
Hewan Invertebrata => tidak ditemukan adanya pembuluh limfe (kecuali pada Teleostei)
Hewan Tingkat Rendah => ditemukan berbagai bentuk peralihan (intermediet) yang menunjukkan
adanya perkembangan sistem pembuluh limfe
3) Cairan tubuh => cairan eksternal dan cairan internal
• Cairan ekstrasel pada semua hewan mengandung sel jenis tertentu yang bergerak melalui ruang-ruang antar jaringan yang berfungsi dalam transport gas, pertahanan tubuh, dan proses pembekuan darah
• Pada hewan Invertebrata pembatasan antara cairan darah dengan cairan limfe tidak jelas, sedangkan pada hewan Vertebrata, darah dan cairan jaringan merupakan dua cairan yang terpisah secara jelas
• Pada hewan dengan sistem sirkulasi terbuka, cairan yang mengalir dalam pembuluh dan di ruang antarsel merupakan cairan yang sama yang dinamakan hemolimfe
Fungsi Darah
Fungsi umum darah: mempertahankan kondisi lingkungan dalam keadaan relatif konstan, yang mana mekanismenya disebut Homeostatik
Fungsi khusus darah:
1. Mensuplai zat-zat makanan dari saluran pencernaan ke jaringan-jaringan
2. Mensuplai oksigen dari paru-paru ke jaringan-jaringan
3. Membawa dan membuang zat-zat yang tidak berguna dari jaringan-jaringan ke organ-organ ekskresi
4. Mendistribusikan sekresi kelenjar endokrin dan zat lain yang mengatur fungsi sel
5. Membantu menyelenggarakan keseimbangan komposisi air dalam berbagai organ tubuh
Cairan Darah => cairan dalam pembuluh darah yang beredar ke seluruh tubuh mulai dari jantung dan segera kembali ke jantung
Cairan darah tersusun atas: sel darah dan plasma darah
Sel darah terdiri dari : eritrosit,leukosit,trombosit
Plasma Darah
Plasma darah mengandung sekitar 90% air dan berbagai zat terlarut di dalamnya
Kandungan zat terlarut di dalam Plasma darah:
• Nutrien: glukosa, monosakarida, asam amino, dan lipid
• Bahan untuk dibuang: urea dan senyawa nitrogen
• Berbagai ion, misalnya natrium, kalium, dan sulfat
• Bahan lain yang terdapat dalam darah, misalnya hormon, gas respiratori, vitamin, dan enzim
• Protein plasma: albumin, globulin, dan fibrinogen
Plasma darah memiliki komposisi sangat berbeda dari cairan intraselmengandung protein penting dalam konsentrasi relatif rendah, antara 1,0 hingga 100-150 mg/ml
Protein plasma pada Vertebrata tingkat tinggi dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:
Fibrinogen: proses pembekuan darah
Globulin:reaksi imun dan transpor molekul
Albumin: mempertahankan volume plasma
Sirkulasi Pada Hewan
Sistem Sirkulasi tertutup co:moluska dan Sistem sirkulasi terbuka co:vertebrata
Mekanisme sirkulasi terbuka => sistem sirkulasi terbuka bekerja dengan tekanan rendah pada setiap kontraksi jantung.volume darah yang dapat dikeluarkan hanya sedikit terdorong rendah dan mengalir dengan lambat yang mengakibatkan sari makanan yang dilepaskan ke sel terbatas sehingga aktivitas metabolisme terbatas
Mekanisme Sistem Sirkulasi Tertutup => Jantung bekerja dengan melakukan gerakan memompa secara terus menerus tekanan dipertahankan tetap tinggi Mengakibatkan:
• darah yang keluar dari pembuluh akan segera masuk kembali ke jantung dengan cepat
• Darah mengalir secara langsung ke setiap sel tubuh
• Pasokan sari makanan dan oksigen dalam jumlah yang memadai ke tiap sel
• Proses metabolisme dapat terselenggara dengan baik
FISIOLOGI RESPIRASI
Sistem Respirasi : Respiras internal dan eksternal
Respirasi seluler
respirasi anaerob => ATP dihasilkan tanpa oksigen => ATP yang dihasilkan tidak banyak
respirasi aerob => ATP dihasilkan dengan oksigen => ATP dihasilkan 36 - 38 molekul
pengaturan respirasi prosesnya di atur oleh saraf mencukupi kebutuhan oksigen dan membuang karbondioksida menjaga keseimbangan kadar oksigen dan kadar karbondioksida di dalam tubuh.
Organ Respirasi
Organ Respirasi Hewan Akuatik
Dengan kulit(hewan in aktif) dengan insang (hewan aktif) insang luar : larva katak insang dalam : ikan dan hewan air
Organ Respirasi Ikan
• terdapat kantong udara => mengatur daya apung tubuh hewan (buoyancy) agar dapat bergerak naik atau turun
• berperan dalam proses respirasi
Mekanisme:
mensekresikan gas (sebagian oksigen) atau mengabsorbsinya kembali sehingga gelembung udara akan menyusut atau mengembang
Organ Respirasi Hewan Terestrial
Paru-Paru Difusi
• modifikasi dari insang
• pertukaran gas tidak dipengaruhi oleh pertukaran udara, tetapi oleh laju difusi gas
• struktur berupa rongga mantel
contoh: bekicot tidak bercangkang
Paru-Paru Buku => ditemukan pada Arakhnida contoh: laba-laba dan kalajengking
Trakhea => organ pernafasan pada insekta
Paru-Paru Alveoler => - amfibia masih sederhana dan kurang elastis (juga digunakan kulit)
- aves (dilengkapi dengan buoyancy), reptil
Mekanisme Respirasi
Mekanisme Inspirasi
yaitu pembesaran rongga thorax yang diikuti mengembangnya paru-paru sehingga tekanan dalam paru-paru lebih rendah dari tekanan udara luar, akibatnya udara akan mengalir masuk ke dalam paru-paru
Mekanisme Ekspirasi
yaitu pengecilan dari rongga thorax dan paru-paru yang diikuti oleh pengeluaran udara dari paru-paru
Transpor Zat dalam Sistem Respirasi
TRANSPOR O2
Transpor Oksigen dalam Darah
Diikat oleh pigmen respirasi
• Invertebrata sederhana
• Tingkat metabolisme yang rendah
Terlarut dalam plasma darah
• Vertebrata
• Tingkat metabolisme yang tinggi
Pigmen Respirasi:
• Protein dalam sel darah atau plasma yang memiliki afinitas gabung tinggi terhadap oksigen
• Untuk meningkatkan kapasitas pengangkutan oksigen
TRANSPOR O2
paru-paru (alveoli) ke kapiler darah berdifusi tekanan oksigen yang ada dalam alveoli lebih tinggi daripada tekanan oksigen dalam kapiler
• sebagian kecil oksigen tetap ada dalam plasma dalam bentuk larutan sederhana
• sebagian besar masuk ke dalam eritrosit berikatan dengan hemoglobin membentuk oxyhemoglobin
Reaksi antara CO2 dan air terjadi melalui
persamaan reaksi berikut: CO2 + H2O à H2CO3
• terjadi di dalam cairan jaringan/ruang ekstrasel, plasma, maupun di dalam sel darah merah
• berlangsung sangat cepat (disebut reaksi cepat) karena di dalamnya terdapat enzim karbonat anhidrase yang berperan sebagai katalis
Fungsi Lain Sistem Respirasi
menjaga keseimbangan elektrik dalam darah dengan cara Chloride Shift atau pertukaran HCO3- / Cl- mekanisme untuk menjaga keseimbangan elektrik antara plasma darah dan sel darah merah
HCO3- / Cl- mengatur perpindahan ion Cl- ke arah tertentu (ke dalam atau ke luar sel), sebagai imbangan bagi kepindahan ion HCO3- ke arah yang berlawanan dengan arah yang ditempuh ion Cl-
Sistem Respirasi Pada Berbagai Hewan
Amfibhi
1. Pengambilan oksigen dan pengeluaran CO2 terjadi melalui paru-paru maupun kulit
2. Jalur pengeluaran CO2 yang utama ialah melalui kulit
3. Inspirasi diawali dengan kontraksi otot di dasar mulut, kemudian rongga mulut meluas sehingga terjadi tekanan negatif di dalamnya. Selanjutnya, nostril terbuka dan udara mengalir masuk melalui nostril
Burung
Sistem Respiratori:
Paru-paru yang dilengkapi dengan kantong udara besar dan memiliki membran tebal
1. Gerakan inspirasi: kontraksi otot-otot respiratori yang mendorong tulang-tulang iga ke arah depan sehingga menghasilkan gerakan sternum ke depan dan ke bawah
2. Tulang-tulang iga lainnya bergerak ke arah lateral dan menyebabkan peningkatan volume rongga tubuh, paru-paru dan kantung udara ikut mengembang.
3. Akibatnya, tekanan gas dalam paru-paru dan kantung udara turun sehingga udara atmosfer masuk ke dalamnya
Mamalia
Fase Inspirasi => Proses aktif kontraksi otot inspiratori mengakibatkan tekanan negatf
Fase Ekspirasi => Merupakan proses pasif dan terjadi karena adanya relaksasi otot inspiratori dan pengerutan dinding alveoli
Traktus Respiratorius terdiri atas:
Rongga Hidung
• diseliputi oleh mukosa
• reseptor saraf olfactorius yang peka bila ada gas/debu yang merusak atau racun maka reseptor ini akan dirangsang dan terjadi bersin (mengeluarkan gas/debu agar tidak masuk ke alat respirasi)
• mempersiapkan udara yang dihisap yang akan masuk ke paru-paru, baik dalam hal penyesuaian suhu, kelembapan, maupun kebersihannya
Pharinx => saluran masuknya udara dan makanan ke bagian oesofagus
Larynx => Terdapat klep yang terdiri atas otot dan tulang rawan. Fungsi: sebagai alat untuk mengatur banyaknya udara yang keluar atau masuk paru-paru
trakhea =>
• Terdapat cincin tulang rawan yang menyebabkan trakhea selalu terbuka rongganya
• Dilapisi oleh membran mukosa (kelenjar mukosa dan epitil bersilia untuk menghalangi masuknya debu dan benda-benda asing lainnya
Bronchi => Fungsi dan strukturnya sama dengan trakhea
Hemoglobin
• Ada dalam darah manusia, protozoa, dan hewan
• Pigmen respiratori yang cara kerjanya paling efisien
• Tersusun atas senyawa pofirin besi (hemin) yang berikatan dengan protein globin
Selasa, 02 November 2010
PERTEMUAN 1 MIKROBIOLOGI
Pengertian mikrobiologi dan mikroba
Definisi Mikrobiologi
Salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi:
virus,bakteri,archaea, protozoa,algae,fungi
Beberapa mikroba (algae dan fungi) yang berukuran cukup besar dan dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi masih dimasukan dalam kajian mikrobiologi
karena: teknik yang sama (isolasi, sterilisasi, dan penumbuhan pada media artifisial) digunakan untuk mempelajarinya
Ruang Lingkup Mikrobiologi :
Mikrobiologi adalah salah satu cabang ilmu dari biologi yang mempelajari mikroba yang memerlukan ilmu pendukung seperti: kimia, fisika, dan biokimia
mikrobiologi dapat dibeda-bedakan menjadi beberapa sub disiplin berdasarkan berbagai macam orientasi :
Orientasi Taksonomi
1. Virologi: ilmu yang mempelajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi virus.
2. Bakteriologi: Ilmu yang mempelajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi makhluk hidup termasuk bakteri.
3. Mikologi: Ilmu yang mempempelajari tentang struktur susunan dan klasifikasi maklhuk hidup termasuk jamur.
4. Fikologi atau Algologi: Ilmu yang mempalajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi makluk yang termasuk ganggang atau algae.
5. Protozoologi: Ilmu yang mempelajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi makhluk hidup termasuk protozoa.
Orientasi Habitat
1. Mikrobiologi Air: Ilmu yang mempelajari tentang peri kehidupan dan peranan mikroba dalam air.
2. Mikrobiologi Tanah: Ilmu yang mempelajari tentang peri kehidupan dan peranan mikroba dalam tanah.
3. Mikrobiologi Laut: Ilmu yang mempalajari tentang peri kehidupan mikroba yang hidup dalam habitat air laut.
Orientasi Problema
1. Ekologi Mikroba: Ilmu yang mempelajari tentang timbal balik antara mikroba dan lingkungan hidupnya.
2. Mikrobiologi Patogenik (Pathogenic microbiology): Ilmu yang mempalajari tentang mikroba yang dapat menimbulkan penyakit.
3. Mikrobiologi Pertanian: Ilmu yang mempelajari tentang peranan mikroba dalam bidang pertanian.
4. Mikrobiologi Industri: Ilmu yang mempelajari tentang mikroba-mikroba yang berperan dalam bidang industri.
5. Mikrobiologi Geologi: Ilmu yang mempelajari tentang struktur, sifat dan peranan mikroba dalam bidang geologi.
Lapangan Mikrobiologi Terapan
1. Mikrobiologi Kedokteran: mempelajari mikroba-mikroba yang dapat menimbulkan penyakit, prosedur diognosa dan identifikasi mikroba penyebab penyakit dan cara penyegahannya.
2. Mikrobiologi Akuatik: diterapkan dalam pemurnian air, pengujian mikrobiologis, pengurangan pencemaran biologis dan ekologis.
3. Aeromikrobiologi: mempelajari tentang kontaminasi dan kerusakan-kerusakan yang disebabkan oleh mikroba, dan penyebaran penyakit-penyakit.
4. Mikrobiologi makanan: diterapkan dalam penyediaan bahan makanan, pengawetan bahan makanan, penyakit-penyakit yang disebabkan oleh keracunan makanan dan pencegahannya.
5. Mikrobiologi Pertanian: penyerapannya dibidang penyuburan tanah, penelitian tentang penyakit hewan dan tanaman.
6. Mikrobiologi Industri: diterapkan dalam pembuatan antibiotika, vaksin, minuman fermentasi, zat-zat kimia, pembuatan protein dan hormon-hormon.
7. Eksomikrobiologi: diterapkan dalam eksplorasi tentang kehidupan di angkasa luar.
8. Mikrobiologi Geokimia: diterapkan dalam pertambangan batubara, pembentukan mineral dan gas, pencarian barang tambang seperti batubara, minyak dan gas bumi.
Pengertian Mikroba
Jasad hidup yang ukurannya kecil disebut Mikroba atau Mikroorganisme atau Jasad renik
• Karena ukurannya yang kecil (kurang dari 0,1 mm), sehingga sukar dilihat dengan mata biasa
• Umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar atau mikroskop
• Ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat pembesar
• Pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi
Penggolongan Mikroba diantara jasad hidup
Secara klasik jasad hidup digolongkan menjadi : dunia tumbuhan (plantae) dan dunia binatang (animalia)
• Jasad hidup yang ukurannya besar dengan mudah dapat digolongkan ke dalam plantae atau animalia
• Mikroba ukurannya sangat kecil sulit untuk digolongkan ke dalam plantae atau animalia
• Mikroba kadang-kadang juga mempunyai sifat antara plantae dan animalia
Ciri Umum Mikroba
Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen
Jasad Produsen => menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar matahari. Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah algae dan bakteri fotosintetik
Jasad Konsumen => Menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh produsen. Contoh: protozoa
Jasad Redusen => Menguraikan bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia (mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur kimia. Contoh: bakteri dan jamur (fungi)
Menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad, yaitu:
1. Prokariota (jasad prokariotik/primitif), yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna
2. Eukariota (jasad eukariotik), yaitu jasad yang perkembangan selnya telah sempurna
Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau submikroskopik dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop electron. Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid, yaitu bahan genetik RNA yang bersifat infeksius (dapat menginfeksi) sel inang, Jasad yang lebih sederhana dari virus adalah prion, yang terdiri suatu molekul protein yang infeksius
Sejarah Dan Perkembangan Mikrobiologi
A. PENEMUAN ANIMALCULUS
• Leeuwenhoek (1633-1723)
mikroskop (sangat sederhana dengan satu lensa jarak fokus yang sangat pendek perbesarannya antara 50-300 kali )
struktur mikroskopis: biji,jaringan tumbuhan, dan invertebrata kecil.
Animalculus adalah jenis-jenis mikroba seperti protozoa, algae, khamir, dan bakteri
B. TEORI DAN PENDAPAT
Teori Abiogenesis => animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati Doktrin Abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance kemajuan pengetahuan mengenai mikroba akibatkan semakin lama doktrin menjadi tidak terbukti
Teori Biogenesis => Animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara untuk mempertahankan pendapat penganut teori membuktikan dengan berbagai percobaan
• Francesco redi (1626-1697)
ulat di dalam daging busuk, tidak akan berkembang biak apabila disimpan di dalam suatu tempat tertutup yang tidak dapat disentuh oleh lalat
kesimpulan:
• bahwa ulat tidak secara spontan berkembang dari daging
• belatung pada daging busuk berasal dari telur lalat bukan berasal dari daging itu sendiri
• Lazzaro spallanzani(1729-1799)
Pada percobaan menggunakan kaldu ternyata pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh, Mikroba tidak muncul dengan sendirinya , perkembangan mikrobia di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut
• Louis Pasteur(1822-1895)
Penemuan Louis Pasteur yang penting adalah:
Udara mengandung mikrobia yang pembagiannya tidak merata
Cara pembebasan cairan dan bahan-bahan dari mikrobia, yang sekarang dikenal sebagai pasteurisasi dan sterilisasi
Pasteurisasi => cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan
menggunakan uap air panas, suhunya kurang lebih 62oC
Sterilisasi => cara untuk mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan .
tinggi
C. PENEMUAN BAKTERI BERSPORA
• Jhon tyndall (1820-1893)
Percobaannya mendukung pendapat Pasteur,Cairan bahan organik dipanaskan dalam air garam yang mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam ruangan bebas debu
tidak akan membusuk dalam waktu berbulan-bulan
tanpa pemanasan maka akan terjadi pembusukan
Termolabil => tidak tahan pemanasan, saat bakteri melakukan pertumbuhan
Termoresisten => bakteri sangat tahan terhadap panas
Tyndallisasi => Pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora, adalah pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali.
D. PERAN MIKROBA DALAM TRANSFORMASI BAHAN ORGANIK
Bahan mikroba akan mengalami perubahan susunan kimianya ,perubahan kimia yang terjadi Fermentasi (pengkhamiran) = proses yang menghasilkan alkohol atau asam organik, misalnya terjadi pada bahan yang mengandung karbohidrat
Pembusukan (putrefaction) = proses peruraian yang menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein
• C Latour Th. Schwann F Kutzing (tahun 1837)
Secara terpisah menemukan zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya khamir. disimpulkan: perubahan gula menjadi alkohol dan CO2 merupakan fungsi fisiologis dari sel khamir .
• Pasteur (1875-1876)
Meneliti tentang proses fermentasi dalam pembuatan anggur dari gula bit yang menghasilkan menghasilkan anggur yang masam
sebagai contoh :
fermentasi alkohol oleh khamir
fermentasi asam laktat oleh bakteri Lactobacillus
fermentasi asam sitrat oleh jamur Aspergillus
E. PENEMUAN KEHIDUPAN ANAEROB
Penelitian Pasteur: Pada fermentasi asam butirat ditemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara
jika udara dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi menjadi terhambat, bahkan dapat terhenti sama sekali
Dari hal tersebut kemudian dibuat 2 istilah,yaitu: ANAEROB dan AEROB
• Kehidupan Anaerob => mikroba yang tidak memerlukan Oksigen
• Kehidupan aerob => mikroba yang memerlukan Oksigen
• Fakultatif anaerob => Mikroba yang mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi: Apabila ada Oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada Oksigen energi diperoleh secara fermentasi anaerob
PENEMUAN ENZIM
Pasteur: proses fermentasi merupakan proses vital untuk kehidupan yang di tentang oleh Bernard (1875):
bahwa khamir dapat memecah gula menjadi alkohol dan CO2 karena mengandung katalisator biologis dalam selnya,Katalisator biologis diekstrak sebagai larutan yang tetap dapat menunjukkan kemampuan fermentasi, sehingga fermentasi dapat dibuat sebagai proses yang tidak vital lagi (tanpa sel)
• Buchner (1897)
membuktikan gagasan Bernard menggerus sel khamir dengan pasir dan gula dibebaskan CO2 dan alkohol Penemuan ini membuka jalan ke perkembangan Biokimia Modern
pembentukan alkohol dari gula oleh khamir, merupakan hasil urutan beberapa reaksi kimia, yang masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau dikenal sebagai ENZIM
G. MIKROBA PENYEBAB PENYAKIT
Pasteur (1875-1876) kerusakan pada minuman anggur oleh mikrobia penyakit Bir
Diduga adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada jasad tingkat tinggi
Bukti ditemukannya jamur penyebab : penyakit pada tanaman gandum (1813)
tanaman kentang (1845)penyakit pada ulat sutera penyakit kulit manusia
Pada tahun 1850 ditemukan bakteri berbentuk batang dalam darah hewan yang sakit antraks
1. Davaine (1863-1868) membuktikan: bahwa bakteri tersebut hanya terdapat pada hewan yang sakit, dan dapat ditularkan pada hewan yang sehat sehingga menimbulkan penyakit yang sama
2. Robert Koch (1876) Membuktian : bahwa antraks disebabkan oleh bakteri sehingga ditemukan “Postulat Koch” yang merupakan langkah-langkah untuk membuktikan bahwa suatu mikroba adalah penyebab penyakit
H. PENEMUAN VIRUS
• Iwanowsky:
menemukan bahwa filtrat bebas bakteri (cairan yang telah disaring dengan saringan bakteri) dari ekstrak tanaman tembakau yang terkena penyakit mozaik
masih tetap dapat menimbulkan infeksi pada tanaman tembakau yang sehat
diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai ukuran jauh lebih kecil dari bakteri (submikroskopik) karena dapat melalui saringan bakteri yang dikenal sebagai VIRUS
• Postulat River (1937)
Untuk membuktikan penyakit yang disebabkan oleh virus, yaitu:
1. Virus harus berada di dalam sel inang
2. Filtrat bahan yang terinfeksi tidak mengandung bakteri atau mikroba lain yang dapat ditumbuhkan di dalam media buatan
3. Filtrat dapat menimbulkan penyakit pada jasad yang peka
Filtrat yang sama yang berasal dari hospes peka tersebut harus dapat menimbulkan kembali penyakit yang sama
I. GENERATIO SPONTANEA (ABIOGENESIS) MENURUT PANDANGAN BARU
Bukti-Bukti baru : Kehidupan terjadi dari berbagai unsur kimia, dengan rangkaian reaksi yang mirip dengan reaksi yang terjadi di alam
Oparin (1938) dan Haldane (1932):
bumi pada jaman prebiotik mempunyai atmosfer yang bersifat anaerob yang mengandung Nitrogen, Hidrogen, CO2, uap air, ammonia, CO, dan H2S
Teori asal mula kehidupan didukung oleh S. Miller (1957) dan H. Urey (1954)
J. PENGGUNAAN MIKROBA
1. Penggunaan mikroba untuk proses klasik
a. khamir untuk membuat anggur dan roti
b. bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir
c. bakteri asam asetat untuk vinegar
d. jamur Aspergillus sp. untuk kecap
e. jamur Rhizopus sp. untuk tempe
2. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik
a. Penisilin oleh jamur Penicillium sp.
b. Streptomisin oleh Actinomysetes streptomyces sp.
3. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru
a. karotenoid dan steroid oleh jamur
b. asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum
c. pembuatan enzim amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain .
4. Penggunaan mikroba dalam teknik
genetika modern
a. pemindahan gen dari manusia, binatang, atau tumbuhan ke dalam sel mikrobia
b. penghasilan hormon, antigen, antibodi, dan senyawa lain misalnya insulin, dan lain-lain
5. Penggunaan mikroba di bidang pertanian
untuk pupuk hayati (biofertilizer), biopestisida, pengomposan, dan sebagainya
6. Penggunaan mikroba di bidang pertambangan
a. untuk proses leaching di tambang emas
b. desulfurisasi batubara
c. untuk proses penambangan minyak bumi
7. Penggunaan mikroba di bidang lingkungan
mengatasi pencemaran limbah organik/anorganik termasuk logam berat dan senyawa xenobiotik
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
Sel unit terkecil dari organism hidup
Komposisi material sel : DNA dan RNA,protein, lemak,fosfolipid
adanya perbedaan sangat mendasar antara sel bakteri dan sianobakteria dengan sel hewan dan sel tumbuhan
Ada dua tipe sel :
sel Prokariotik => merupakan tipe sel pada bakteri dan sianobakteria/alga biru
(disebut jasad prokariot)
sel Eukariotik => merupakan tipe sel pada jasad yang tingkatnya lebih tinggi dari
bakteri (disebut jasad eukariot) yaitu khamir, jamur (fungi), alga
selain alga biru, protozoa, dan tanaman serta hewan
SEL PROKARIOTIK
1. mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik
2. Beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7µ diameternya
dan panjangnya 2-3µ
3. tidak mempunyai organela seperti mitokondria, khloroplas, dan aparat golgi
4. inti sel prokariotik tidak mempunyai membran
5. Bahan genetis terdapat di dalam sitoplasma, berupa untaian ganda
(double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup
6. Kromosom bakteri pada umumnya hanya satu
7. mempunyai satu atau lebih molekul DNA yang melingkar (sirkuler) yang disebut plasmid
8. Sel prokariotik tidak mengandung organel yang dikelilingi oleh membran
9. Ribosom yang dimiliki sel prokariot lebih kecil yaitu berukuran 70S
10. Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan sel eukariot
11. Jumlah DNA penyusun pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa (pb) DNA
12. DNA pada sel eukariot mempunyai pasangan basa lebih tinggi
SEL EUKARIOTIK
1. Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti
2. Inti sel mengandung bahan genetis berupa genome/DNA yang tersusun dalam suatu kromosom
3. Di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu protein yang disebut histon
4. Kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses mitosis
5. Di dalam sel eukariotik terdapat mitokondria dan khloroplas yang mengandung sedikit DNA yang berbentuk sirkuler tertutup (seperti DNA prokariot)
6. Di dalam sel eukariotik terdapat Ribosom yang lebih besar dibandingkan prokariotik (berukuran 80S), selain itu juga dijumpai aparatus golgi yang pada tanaman, organela ini mirip dengan diktiosom
7. Kedua organel tersebut berperan dalam proses sekresi
STRUKTUR SEL
1. Inti Sel
a. Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers)
b. DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom
c. Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis
d. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara seksual
e. Pada saat pembuahan, ke dua inti dari sel jantan dan sel betina (gamet) melebur membentuk sigot
f. Masing-masing jenis gamet menyumbang sejumlah (n) kromosom
g. Dengan demikian sigot mengandung dua set kromosom (2n)
h. Apabila gamet bersifat haploid, maka sigot bersifat diploid
i. Semua sel somatik bersifat diploid (mengandung 2 set kromosom)
j. Pada saat generasi seksual berikutnya, kromosom normal (2n) mengalami segregasi menjadi haploid
k. Proses pengurangan separo kromosom dari 2n menjadi n kromosom disebut meiosis
2. Membran Sel Prokariotik
a. Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob
b. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik
c. Pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada permukaannya
d. Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan adanya lipatan, sedangkan membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut mesosom
e. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas, melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang disebut membran tilakoid
f. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan khlorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yang menghasilkan ATP pada proses fotosintesis
3. Dinding Sel
a. Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah
b. Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel
c. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir ke luar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel, proses ini disebut dengan plasmolisis
4. Flagel dan Pili
Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri yang letaknya dapat polar, bipolar, peritrik, maupun politrik
Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar
Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah
Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm
5. Kapsul dan Lendir
Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir
Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya Penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp
Lendir merupakan kapsul yang lebih encer.
Perbedaan ,Sel Tanaman, Sel Hewan, Dan Sel Bakteri
Perbedaan ini dapat dilihat dari:
Dinding Sel
• Membran Sel
• Inti Sel
• Mitokondria
• Endoplasmik Retikulum (Er) Dan Ribosome
• Khloroplas
• Vakuola
Definisi Mikrobiologi
Salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi:
virus,bakteri,archaea, protozoa,algae,fungi
Beberapa mikroba (algae dan fungi) yang berukuran cukup besar dan dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi masih dimasukan dalam kajian mikrobiologi
karena: teknik yang sama (isolasi, sterilisasi, dan penumbuhan pada media artifisial) digunakan untuk mempelajarinya
Ruang Lingkup Mikrobiologi :
Mikrobiologi adalah salah satu cabang ilmu dari biologi yang mempelajari mikroba yang memerlukan ilmu pendukung seperti: kimia, fisika, dan biokimia
mikrobiologi dapat dibeda-bedakan menjadi beberapa sub disiplin berdasarkan berbagai macam orientasi :
Orientasi Taksonomi
1. Virologi: ilmu yang mempelajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi virus.
2. Bakteriologi: Ilmu yang mempelajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi makhluk hidup termasuk bakteri.
3. Mikologi: Ilmu yang mempempelajari tentang struktur susunan dan klasifikasi maklhuk hidup termasuk jamur.
4. Fikologi atau Algologi: Ilmu yang mempalajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi makluk yang termasuk ganggang atau algae.
5. Protozoologi: Ilmu yang mempelajari tentang struktur, susunan dan klasifikasi makhluk hidup termasuk protozoa.
Orientasi Habitat
1. Mikrobiologi Air: Ilmu yang mempelajari tentang peri kehidupan dan peranan mikroba dalam air.
2. Mikrobiologi Tanah: Ilmu yang mempelajari tentang peri kehidupan dan peranan mikroba dalam tanah.
3. Mikrobiologi Laut: Ilmu yang mempalajari tentang peri kehidupan mikroba yang hidup dalam habitat air laut.
Orientasi Problema
1. Ekologi Mikroba: Ilmu yang mempelajari tentang timbal balik antara mikroba dan lingkungan hidupnya.
2. Mikrobiologi Patogenik (Pathogenic microbiology): Ilmu yang mempalajari tentang mikroba yang dapat menimbulkan penyakit.
3. Mikrobiologi Pertanian: Ilmu yang mempelajari tentang peranan mikroba dalam bidang pertanian.
4. Mikrobiologi Industri: Ilmu yang mempelajari tentang mikroba-mikroba yang berperan dalam bidang industri.
5. Mikrobiologi Geologi: Ilmu yang mempelajari tentang struktur, sifat dan peranan mikroba dalam bidang geologi.
Lapangan Mikrobiologi Terapan
1. Mikrobiologi Kedokteran: mempelajari mikroba-mikroba yang dapat menimbulkan penyakit, prosedur diognosa dan identifikasi mikroba penyebab penyakit dan cara penyegahannya.
2. Mikrobiologi Akuatik: diterapkan dalam pemurnian air, pengujian mikrobiologis, pengurangan pencemaran biologis dan ekologis.
3. Aeromikrobiologi: mempelajari tentang kontaminasi dan kerusakan-kerusakan yang disebabkan oleh mikroba, dan penyebaran penyakit-penyakit.
4. Mikrobiologi makanan: diterapkan dalam penyediaan bahan makanan, pengawetan bahan makanan, penyakit-penyakit yang disebabkan oleh keracunan makanan dan pencegahannya.
5. Mikrobiologi Pertanian: penyerapannya dibidang penyuburan tanah, penelitian tentang penyakit hewan dan tanaman.
6. Mikrobiologi Industri: diterapkan dalam pembuatan antibiotika, vaksin, minuman fermentasi, zat-zat kimia, pembuatan protein dan hormon-hormon.
7. Eksomikrobiologi: diterapkan dalam eksplorasi tentang kehidupan di angkasa luar.
8. Mikrobiologi Geokimia: diterapkan dalam pertambangan batubara, pembentukan mineral dan gas, pencarian barang tambang seperti batubara, minyak dan gas bumi.
Pengertian Mikroba
Jasad hidup yang ukurannya kecil disebut Mikroba atau Mikroorganisme atau Jasad renik
• Karena ukurannya yang kecil (kurang dari 0,1 mm), sehingga sukar dilihat dengan mata biasa
• Umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar atau mikroskop
• Ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat pembesar
• Pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi
Penggolongan Mikroba diantara jasad hidup
Secara klasik jasad hidup digolongkan menjadi : dunia tumbuhan (plantae) dan dunia binatang (animalia)
• Jasad hidup yang ukurannya besar dengan mudah dapat digolongkan ke dalam plantae atau animalia
• Mikroba ukurannya sangat kecil sulit untuk digolongkan ke dalam plantae atau animalia
• Mikroba kadang-kadang juga mempunyai sifat antara plantae dan animalia
Ciri Umum Mikroba
Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen
Jasad Produsen => menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar matahari. Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah algae dan bakteri fotosintetik
Jasad Konsumen => Menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh produsen. Contoh: protozoa
Jasad Redusen => Menguraikan bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia (mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur kimia. Contoh: bakteri dan jamur (fungi)
Menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad, yaitu:
1. Prokariota (jasad prokariotik/primitif), yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna
2. Eukariota (jasad eukariotik), yaitu jasad yang perkembangan selnya telah sempurna
Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau submikroskopik dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop electron. Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid, yaitu bahan genetik RNA yang bersifat infeksius (dapat menginfeksi) sel inang, Jasad yang lebih sederhana dari virus adalah prion, yang terdiri suatu molekul protein yang infeksius
Sejarah Dan Perkembangan Mikrobiologi
A. PENEMUAN ANIMALCULUS
• Leeuwenhoek (1633-1723)
mikroskop (sangat sederhana dengan satu lensa jarak fokus yang sangat pendek perbesarannya antara 50-300 kali )
struktur mikroskopis: biji,jaringan tumbuhan, dan invertebrata kecil.
Animalculus adalah jenis-jenis mikroba seperti protozoa, algae, khamir, dan bakteri
B. TEORI DAN PENDAPAT
Teori Abiogenesis => animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati Doktrin Abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance kemajuan pengetahuan mengenai mikroba akibatkan semakin lama doktrin menjadi tidak terbukti
Teori Biogenesis => Animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara untuk mempertahankan pendapat penganut teori membuktikan dengan berbagai percobaan
• Francesco redi (1626-1697)
ulat di dalam daging busuk, tidak akan berkembang biak apabila disimpan di dalam suatu tempat tertutup yang tidak dapat disentuh oleh lalat
kesimpulan:
• bahwa ulat tidak secara spontan berkembang dari daging
• belatung pada daging busuk berasal dari telur lalat bukan berasal dari daging itu sendiri
• Lazzaro spallanzani(1729-1799)
Pada percobaan menggunakan kaldu ternyata pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh, Mikroba tidak muncul dengan sendirinya , perkembangan mikrobia di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut
• Louis Pasteur(1822-1895)
Penemuan Louis Pasteur yang penting adalah:
Udara mengandung mikrobia yang pembagiannya tidak merata
Cara pembebasan cairan dan bahan-bahan dari mikrobia, yang sekarang dikenal sebagai pasteurisasi dan sterilisasi
Pasteurisasi => cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan
menggunakan uap air panas, suhunya kurang lebih 62oC
Sterilisasi => cara untuk mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan .
tinggi
C. PENEMUAN BAKTERI BERSPORA
• Jhon tyndall (1820-1893)
Percobaannya mendukung pendapat Pasteur,Cairan bahan organik dipanaskan dalam air garam yang mendidih selama 5 menit dan diletakkan di dalam ruangan bebas debu
tidak akan membusuk dalam waktu berbulan-bulan
tanpa pemanasan maka akan terjadi pembusukan
Termolabil => tidak tahan pemanasan, saat bakteri melakukan pertumbuhan
Termoresisten => bakteri sangat tahan terhadap panas
Tyndallisasi => Pada fase termoresisten, bakteri dapat membentuk endospora, adalah pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali.
D. PERAN MIKROBA DALAM TRANSFORMASI BAHAN ORGANIK
Bahan mikroba akan mengalami perubahan susunan kimianya ,perubahan kimia yang terjadi Fermentasi (pengkhamiran) = proses yang menghasilkan alkohol atau asam organik, misalnya terjadi pada bahan yang mengandung karbohidrat
Pembusukan (putrefaction) = proses peruraian yang menghasilkan bau busuk, seperti pada peruraian bahan yang mengandung protein
• C Latour Th. Schwann F Kutzing (tahun 1837)
Secara terpisah menemukan zat gula yang mengalami fermentasi alkohol selalu dijumpai adanya khamir. disimpulkan: perubahan gula menjadi alkohol dan CO2 merupakan fungsi fisiologis dari sel khamir .
• Pasteur (1875-1876)
Meneliti tentang proses fermentasi dalam pembuatan anggur dari gula bit yang menghasilkan menghasilkan anggur yang masam
sebagai contoh :
fermentasi alkohol oleh khamir
fermentasi asam laktat oleh bakteri Lactobacillus
fermentasi asam sitrat oleh jamur Aspergillus
E. PENEMUAN KEHIDUPAN ANAEROB
Penelitian Pasteur: Pada fermentasi asam butirat ditemukan adanya proses kehidupan yang tidak membutuhkan udara
jika udara dihembuskan ke dalam bejana fermentasi butirat, proses fermentasi menjadi terhambat, bahkan dapat terhenti sama sekali
Dari hal tersebut kemudian dibuat 2 istilah,yaitu: ANAEROB dan AEROB
• Kehidupan Anaerob => mikroba yang tidak memerlukan Oksigen
• Kehidupan aerob => mikroba yang memerlukan Oksigen
• Fakultatif anaerob => Mikroba yang mempunyai dua mekanisme untuk mendapatkan energi: Apabila ada Oksigen, energi diperoleh secara respirasi aerob, apabila tidak ada Oksigen energi diperoleh secara fermentasi anaerob
PENEMUAN ENZIM
Pasteur: proses fermentasi merupakan proses vital untuk kehidupan yang di tentang oleh Bernard (1875):
bahwa khamir dapat memecah gula menjadi alkohol dan CO2 karena mengandung katalisator biologis dalam selnya,Katalisator biologis diekstrak sebagai larutan yang tetap dapat menunjukkan kemampuan fermentasi, sehingga fermentasi dapat dibuat sebagai proses yang tidak vital lagi (tanpa sel)
• Buchner (1897)
membuktikan gagasan Bernard menggerus sel khamir dengan pasir dan gula dibebaskan CO2 dan alkohol Penemuan ini membuka jalan ke perkembangan Biokimia Modern
pembentukan alkohol dari gula oleh khamir, merupakan hasil urutan beberapa reaksi kimia, yang masing-masing dikatalisir oleh biokatalisator yang spesifik atau dikenal sebagai ENZIM
G. MIKROBA PENYEBAB PENYAKIT
Pasteur (1875-1876) kerusakan pada minuman anggur oleh mikrobia penyakit Bir
Diduga adanya peran mikroba dalam menyebabkan timbulnya penyakit pada jasad tingkat tinggi
Bukti ditemukannya jamur penyebab : penyakit pada tanaman gandum (1813)
tanaman kentang (1845)penyakit pada ulat sutera penyakit kulit manusia
Pada tahun 1850 ditemukan bakteri berbentuk batang dalam darah hewan yang sakit antraks
1. Davaine (1863-1868) membuktikan: bahwa bakteri tersebut hanya terdapat pada hewan yang sakit, dan dapat ditularkan pada hewan yang sehat sehingga menimbulkan penyakit yang sama
2. Robert Koch (1876) Membuktian : bahwa antraks disebabkan oleh bakteri sehingga ditemukan “Postulat Koch” yang merupakan langkah-langkah untuk membuktikan bahwa suatu mikroba adalah penyebab penyakit
H. PENEMUAN VIRUS
• Iwanowsky:
menemukan bahwa filtrat bebas bakteri (cairan yang telah disaring dengan saringan bakteri) dari ekstrak tanaman tembakau yang terkena penyakit mozaik
masih tetap dapat menimbulkan infeksi pada tanaman tembakau yang sehat
diketahui adanya jasad hidup yang mempunyai ukuran jauh lebih kecil dari bakteri (submikroskopik) karena dapat melalui saringan bakteri yang dikenal sebagai VIRUS
• Postulat River (1937)
Untuk membuktikan penyakit yang disebabkan oleh virus, yaitu:
1. Virus harus berada di dalam sel inang
2. Filtrat bahan yang terinfeksi tidak mengandung bakteri atau mikroba lain yang dapat ditumbuhkan di dalam media buatan
3. Filtrat dapat menimbulkan penyakit pada jasad yang peka
Filtrat yang sama yang berasal dari hospes peka tersebut harus dapat menimbulkan kembali penyakit yang sama
I. GENERATIO SPONTANEA (ABIOGENESIS) MENURUT PANDANGAN BARU
Bukti-Bukti baru : Kehidupan terjadi dari berbagai unsur kimia, dengan rangkaian reaksi yang mirip dengan reaksi yang terjadi di alam
Oparin (1938) dan Haldane (1932):
bumi pada jaman prebiotik mempunyai atmosfer yang bersifat anaerob yang mengandung Nitrogen, Hidrogen, CO2, uap air, ammonia, CO, dan H2S
Teori asal mula kehidupan didukung oleh S. Miller (1957) dan H. Urey (1954)
J. PENGGUNAAN MIKROBA
1. Penggunaan mikroba untuk proses klasik
a. khamir untuk membuat anggur dan roti
b. bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir
c. bakteri asam asetat untuk vinegar
d. jamur Aspergillus sp. untuk kecap
e. jamur Rhizopus sp. untuk tempe
2. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik
a. Penisilin oleh jamur Penicillium sp.
b. Streptomisin oleh Actinomysetes streptomyces sp.
3. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru
a. karotenoid dan steroid oleh jamur
b. asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum
c. pembuatan enzim amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain .
4. Penggunaan mikroba dalam teknik
genetika modern
a. pemindahan gen dari manusia, binatang, atau tumbuhan ke dalam sel mikrobia
b. penghasilan hormon, antigen, antibodi, dan senyawa lain misalnya insulin, dan lain-lain
5. Penggunaan mikroba di bidang pertanian
untuk pupuk hayati (biofertilizer), biopestisida, pengomposan, dan sebagainya
6. Penggunaan mikroba di bidang pertambangan
a. untuk proses leaching di tambang emas
b. desulfurisasi batubara
c. untuk proses penambangan minyak bumi
7. Penggunaan mikroba di bidang lingkungan
mengatasi pencemaran limbah organik/anorganik termasuk logam berat dan senyawa xenobiotik
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
Sel unit terkecil dari organism hidup
Komposisi material sel : DNA dan RNA,protein, lemak,fosfolipid
adanya perbedaan sangat mendasar antara sel bakteri dan sianobakteria dengan sel hewan dan sel tumbuhan
Ada dua tipe sel :
sel Prokariotik => merupakan tipe sel pada bakteri dan sianobakteria/alga biru
(disebut jasad prokariot)
sel Eukariotik => merupakan tipe sel pada jasad yang tingkatnya lebih tinggi dari
bakteri (disebut jasad eukariot) yaitu khamir, jamur (fungi), alga
selain alga biru, protozoa, dan tanaman serta hewan
SEL PROKARIOTIK
1. mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik
2. Beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7µ diameternya
dan panjangnya 2-3µ
3. tidak mempunyai organela seperti mitokondria, khloroplas, dan aparat golgi
4. inti sel prokariotik tidak mempunyai membran
5. Bahan genetis terdapat di dalam sitoplasma, berupa untaian ganda
(double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup
6. Kromosom bakteri pada umumnya hanya satu
7. mempunyai satu atau lebih molekul DNA yang melingkar (sirkuler) yang disebut plasmid
8. Sel prokariotik tidak mengandung organel yang dikelilingi oleh membran
9. Ribosom yang dimiliki sel prokariot lebih kecil yaitu berukuran 70S
10. Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan sel eukariot
11. Jumlah DNA penyusun pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa (pb) DNA
12. DNA pada sel eukariot mempunyai pasangan basa lebih tinggi
SEL EUKARIOTIK
1. Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti
2. Inti sel mengandung bahan genetis berupa genome/DNA yang tersusun dalam suatu kromosom
3. Di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu protein yang disebut histon
4. Kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses mitosis
5. Di dalam sel eukariotik terdapat mitokondria dan khloroplas yang mengandung sedikit DNA yang berbentuk sirkuler tertutup (seperti DNA prokariot)
6. Di dalam sel eukariotik terdapat Ribosom yang lebih besar dibandingkan prokariotik (berukuran 80S), selain itu juga dijumpai aparatus golgi yang pada tanaman, organela ini mirip dengan diktiosom
7. Kedua organel tersebut berperan dalam proses sekresi
STRUKTUR SEL
1. Inti Sel
a. Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers)
b. DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom
c. Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis
d. Pada tanaman dan hewan tingkat tinggi dikenal adanya reproduksi secara seksual
e. Pada saat pembuahan, ke dua inti dari sel jantan dan sel betina (gamet) melebur membentuk sigot
f. Masing-masing jenis gamet menyumbang sejumlah (n) kromosom
g. Dengan demikian sigot mengandung dua set kromosom (2n)
h. Apabila gamet bersifat haploid, maka sigot bersifat diploid
i. Semua sel somatik bersifat diploid (mengandung 2 set kromosom)
j. Pada saat generasi seksual berikutnya, kromosom normal (2n) mengalami segregasi menjadi haploid
k. Proses pengurangan separo kromosom dari 2n menjadi n kromosom disebut meiosis
2. Membran Sel Prokariotik
a. Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob
b. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik
c. Pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada permukaannya
d. Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan adanya lipatan, sedangkan membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut mesosom
e. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas, melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang disebut membran tilakoid
f. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan khlorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yang menghasilkan ATP pada proses fotosintesis
3. Dinding Sel
a. Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah
b. Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel
c. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir ke luar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel, proses ini disebut dengan plasmolisis
4. Flagel dan Pili
Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri yang letaknya dapat polar, bipolar, peritrik, maupun politrik
Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar
Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah
Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm
5. Kapsul dan Lendir
Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir
Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya Penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp
Lendir merupakan kapsul yang lebih encer.
Perbedaan ,Sel Tanaman, Sel Hewan, Dan Sel Bakteri
Perbedaan ini dapat dilihat dari:
Dinding Sel
• Membran Sel
• Inti Sel
• Mitokondria
• Endoplasmik Retikulum (Er) Dan Ribosome
• Khloroplas
• Vakuola
Langganan:
Postingan (Atom)