Perkembangan biak bakteri

1. Reproduksi dan Pertumbuhan Bakteri
A. Reproduksi Bakteri
o Asexual
o Binary fission/pembelahan biner melintang
o 1 sel induk  2 sel anak
Waktu bervariasi, tergantung banyak
faktor :makanan dan genetik
o E. coli 20 menit, bbrp lebih cepat,
kebanyakan lebih lambat

3. B. Pertumbuhan Bakteri
– Bertambah dalam jumlah, bukan ukuran
– Bertambah secara ekponensial /meningkat
2x secara konstan
– 1248163264128….
– Dapat diekspresikan dalam persamaan
logarithma 2x
– 20212223242526272n

4.  Waktu Generasi/Generation Time
– Waktu yang diperlukan oleh satu
populasi sel untuk meningkat
jumlahnya menjadi 2x
– Berbeda untuk tiap bakteri dan
tergantung kondisi lingkungan.
– Rata-rata 1-3 jam

5. Generation Time
 Generation Time – time required to complete fission cycle
from parent cell to 2 daughter cells. (Doubling time). In terms
of a population it is the amount of time needed to double the
population.
 The length of the generation time is a measure of the Growth
Rate of the microbe.
 It varies depending on environmental conditions.
 Different microbes have different generation times.
 Mycobacterium leprae  10-30 days
 Staphylococcus aureus  20-30 minutes

6. WAKTU GENERASI BEBERAPA SPESIES
BAKTERI
BAKTERI MEDIUM SUHU
(OC)
WAKTU
(mnt)
Bacillus mycoides Broth 37 28
B. thermophilus Broth 55 18.3
Escherichia coli Broth 37 17
Susu 37 12.5
Lactobacillus acidophilus Susu 37 66-87
Mycobacterium tuberculosis Sintetik 37 792-932
Staphylococcus aureus Broth 37 27-30
Streptococcus lactis Broth 37 48
Susu 37 26

7. Generation time
time for bacterial mass to double
Example
100 bacteria present at time 0
If generation time is 2 hr
After 8 hr mass = 100 x 24

8. Microbial Growth Cycle (batch
culture)
 Batch culture: a closed-system microbial culture of fixed
volume
 Typical growth curve for population of cells grown in a closed
system is characterized by four phases
– Lag phase
– Exponential phase
– Stationary phase
– Death phase

10. Kurva pertumbuhan bakteri
Lag phase (penyesuaian diri)
tidak ada pertambahan dalam jumlah
sel:
1. Peningkatan aktivitas metabolisme
2. Persiapan untuk reproduksi,
menyerap nutrisi untuk sumber
energi dan pembuatan bagian-bagian
sel.

11. Log phase (exponential growth)
1. Periode dimana reproduksi terjadi secara
cepat, populasi meningkat 2x secara
konstan.
2. Periode dimana bakteri memberikan reaksi
tipikal – test laboratorium dan
Uji sensitivitas antibiotika paling efektif.
3. Laju pertumbuhan dipengaruhi oleh faktor
lingkungan.
Stationary phase – laju reproduksi = laju
kematian, akibat berkurangnya nutrisi
dan akumulasi dari sisa metabolisme.
Death phase, laju kematian > laju reproduksi

12. Aplikasi praktis
Menentukan kapan uji laboratorium
Dilakukan
Uji antibiotika baru
Proses penyakit mirip dengan kurva
pertumbuhan

13. Continuous Culture: The
Chemostat
 Continuous culture: an open-system
microbial culture of fixed volume
 Chemostat: most common type of
continuous culture device

15. Mengukur Pertumbuhan Bakteri
Pertumbuhan perubahan pd populasi total, bukan
dalam satu individu organisme  pertumbuhan dpt
ditentukan dg menghitung jumlah sel atau jumlah
berbagai komponen seluler (DNA, RNA, protein)
Metode pengukuran kuantitatif pertumbuhan
 Menghitung langsung secara
mikroskopi (direct microscopic count)
 Jumlah Sel Hidup/viable count
 Kekeruhan/optical density

16. A. Jumlah sel total/total cell count
• Hitung langsung dibawah mikroskop direct
microscopic count
• 2 cara : kering dan basah
• Kering fiksasi  warnai hitung
• Basah ‘counting chamber’
• cara cepat utk menghitung bakteri
• Limitasi :
- sel mati-hidup tdk dpt dibedakan
- sel yg sangat kecil sulit utk dilihat
- Ketepatan sulit dicapai
- minimum jumlah 106
- utk sampel yg tdk diwarnai, harus
menggunakan fase kontras mikroskop
-

18. B. Jumlah Sel Hidup/Viable Count
• menghitung hanya sel yg hidup
• asumsi : Koloni berasal dari satu sel
bakteri
• Satuan CFU : Colony Forming Unit
• 2 cara : cawan tuang dan cawan sebar
• yg dihitung 30-300 koloni/cawan
• untuk mendapatkan jumlah koloni yang
baik pengenceran seri
• limitasi :
- besar inokulum
- Media & kondisi inkubasi
- lama inkubasi
 mempengaruhi jumlah koloni

21. Figure 6.15, step 1
Fig 6.17

22. Kelebihan ‘viable count’ :
• mempunyai sensitiviti yang tinggi
sampel dengan jumlah bakteri sedikit
bisa dihitung
• memungkinkan penggunaan media khusus
dan kondisi tertentu utk menghitung
spesies bakteri tertentu dalam populasi
campuran

23. Measuring Growth (Direct Measurement)
Filtration

24. Most Probable Number
A statistical estimating technique

25.  Indirect Methods
– Metabolic activity
– Dry weight
– Turbidity
 Spectrophotometer-measures amount of light
that passes through a sample. Absorbance is
related to the number of bacteria
Measuring Growth (Indirect
Measurement)

26. C. ‘Optical density
• Suspensi bakteri  keruh
• Kekeruhan  jumlah sel
• Kekeruhan dapat diukur, photometer dan
spectrophotometer
• pada organisme bersel satu,
photomdeter unit atau OD proporsional
dengan jumlah sel  tetapi hrs dibuat
kurva standar utk masing-masing bakteri

27. Turbidity

29. Faktor-faktor yang
mempengaruhi pertumbuhan
bakteri
A. Suhu
B. Oksigen
C. pH
D. Kelembaban
E. Cahaya
F. Nutrisi

30. A.Suhu
Semua bakteri tumbuh pd rentang
suhunya:minimum-maksimum
Pada suhu optimum, reprodusi maksimum
Bakteria terbagi 3 berdasar suhu
pertumbuhannya :
- Mesophiles 200C – 450C
- Thermophiles 450C – 800C,
- Psychrophiles 00C – 200C

31. Psikrofilik, tahan thd suhu dingin
Thermofilik, tahan thd suhu panas
Pertumbuhan pada suhu berbeda dapat
memberikan karakteristik berbeda :
Serratia marcescens pd 250C, merah
oranye. Pd 370C tdk berwarna
Lactobacillus plantaraum, pd 250C tdk
memerlukan fenilalanin, tetapi pd 370C
asam amino tsb perlu ditambahkan pd media.

32. B.Oksigen
Bakteri dapat diklasifikasikan ke dalam
4 grup berdasarkan kebutuhannya thd Oksigen:
 Aerobes
 Anaerobes
Tidak dpt hdp bila ada oksigen.
tdk memiliki enzim katalase,H2O2H2O + O2
Aerotoleran anaerob, dpt tumbuh bila ada
oksigen tapi tdk menggunakan oksigen utk
metabolisme
 Facultative aerobes/anaerobes
 Microaerophilic

34.  Oxygen (O2)
The Requirements for Growth: Chemical
Requirements
obligate
aerobes
Facultative
anaerobes
Obligate
anaerobes
Aerotolerant
anaerobes
Microaerophiles

35.  Anaerobic
jar
Anaerobic Culture Methods
Figure 6.5

36.  Candle jar
 CO2-packet
Capnophiles require high CO2
Figure 6.7

37. C.pH
Pada pH optimum pertumbuhan bakteri
maksimum
Bakteri dapat dibagi 3 kelompok
berdasarkan
rentang pH
Neutrophiles, pH 5 – 8
Acidophiles, pH 0 – 5
Alkalinophiles, pH 8 – 12

38. D.Kelembaban (air), tekanan osmosis
Semua bakteri yang aktif (metbolisme)
memerlukan air :
Sel terdiri dari sebagian besar air
Sebagian besar nutrisi, sisa metabolisme
larut dalam air sehingga dapat melewati
membrane sel
Sitoplasma tempat terjadinya reaksi
metabolisme

39. E.Cahaya (radiasi)
Fotosintesis bacteria, Cyanobacteria,
memerlukan sinar uktra violet
Nonfotosintesis bacteria, eubacteria, sinar ultra
violet mematikan (dapat menyebabkan mutasi.

40. F.Nutrisi
1. Nutrisi dasar yang diperlukan untuk pertumbuhan:
 Karbon - building block dr komponen-komponen
sel.
 Nitrogen – produksi protein dan nucleic acid.
 Hidrogen
 Oksigen
 Mineral diperlukan dlm jml sedikit (trace
elements)
2. Metabolit spesial (growth factors)
Zat yang dibutuhkan oleh bakteri untuk
pertumbuhannya yang tidak dapat di produksi
sendiri dari nutrisi/zat dasar, seperti vitamin, asam
amino, karbohidrat

41. BAKTERI VITAMIN YANG
DIBUTUHKAN
Bacillus anthracis Thiamin (B1)
Clostridium tetani Riboflavin (B2)
Brucella abortus Niasin
Lactobacillus sp Piridoksin
Kobalamin

42. 3.Sumber energi :
Kemotrofik, bahan kimia sbg sumber energi
Fototrofik, sinar cahaya sbg sumber energi
4. Sumber karbon :
Autotrophs, anorganik sebagai sumber karbon
Heterotrophs, organik sebagai sumber karbon
5. Sumber elektron :
Lithotrofik, anorganik sbg sumber elektron
Organotrofik, organik sbg sumber elektron
Perbedaan dalam kebutuhan akan zat-zat nutrisi dapat
dijadikan dasar untuk identifikasi dan klasifikasi
bakteri.

43. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Culture Media
Indications/ Need for culture -
 Isolate bacteria in pure cultures.
 Demonstrate their properties.
 Obtain sufficient growth for preparation
of antigens & for other tests.
 Typing bacterial isolates.
 Antibiotic sensitivity.
 Estimate viable counts.
 Maintain stock cultures.

44. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Classification of Media
 Based on the consistency :
Solid media
Semisolid media
Liquid media

45. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Classification
 Based on the function or property:
- Simple media
- Enriched media
- Enrichment broth
- Selective media
- Indicator media
- Differential media
- Composite media
- Transport media

46. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Constituents Of Media
 Agar or agar- agar
 Peptone - mixture of partially digested
proteins
 Yeast or meat extract
 NaCl
 Melting point : 98°C
 Solidifying point : 42°C
 % of agar : Solid media (2%)

47. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Simple Media
 Also called Basal medium
 Most commonly used in routine labs.
e.g. Nutrient broth, NA

48. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Enriched Media
 Blood, serum or egg added to the
basal medium.
 To grow bacteria which are more
exacting in nutritional requirements.
e.g. Blood Agar, Chocolate Agar

49. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Enrichment Broth (media)
 For mixed cultures or materials
containing more than one bacterium.
 Contains substances which stimulates
wanted bacteria & inhibits unwanted
bacteria.
e.g. Tetrathionate broth

50. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Selective Media
 Substances added to a solid media to
favour the growth of wanted bacteria.
e.g. TCBS agar for Vibrio cholerae

51.  Suppress
unwanted
microbes and
encourage
desired microbes.
Selective Media
Figure 6.9b, c

52. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Differential Media
 To bring out differing characteristics
of bacteria.
e.g. MacConkey’s agar

53. Oct 07 Dr Ekta, Microbiology, GMCA
Composite Media
 For identification of
isolates
e.g. Triple Sugar Iron
Transport Media
 For delicate organisms
 Delay in transit
e.g. Stuart’s transport
media

54. Transport Media
 For delicate organisms
 Delay in transit
 e.g.
Stuart’s transport
media
A Cary-Blair transport
medium
Amies transport
medium

55. 55
Inoculation and Transfer
Techniques
 Streak-plate technique
 Slant inoculation
 Liquid medium inoculation
 Semisolid medium inoculation

56. 3 or 4 quadrant
methods
Streak Plate Method

57. 57
Streak-plate technique
four-area streak plate technique
IV
II
I 1/5
I
1/10
Rotate
plate 90
Flame
loop
Rotate
90
Rotate
90
III
1/4
Flame
loop

58. 58
Slant inoculation

59. 59
Liquid medium
inoculation

60. Terima kasih