MAKALAH METABOLISME MIKROBA Kelompok 7.doc

METABOLISME MIKROBA

(PENGADAAN ENERGI)

MAKALAH

Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah

Mikrobiologi

Yang dibimbing oleh Ibu Dr. Endang Suarsini, M.Ked dan

Bapak Agung Witjoro, S.Pd., M.Kes

Oleh:

Ahya Mujahidin(120341421982)

Annisa Rachma(120341421944)

Rianita Ulifianti(120341421934)

Zerlinda Mara Ditta(120341421966)

Kelompok 7/ Offering C-2012

The Learning University

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

September 2014

BAB I

PENDAHULUANA. Latar BelakangMikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang organisme hidup yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Makhluk-makhluk kecil itu disebut mikroorganisme, mikroba, protista, atau zat-zat renik. Mikrobiologi mencakup pengetahuan tentang virus (vyrology), pengetahuan tentang bakteri (bakteriologi), dan pengetahuan tentang jamur (mikologi). Mikroorganisme merupakan suatu nama kelompok besar dari makhluk-makhluk berukuran mikroskopis, hidup sebagai sel-sel tunggal atau sekelompok sel-sel yang sejenis.

Seperti halnya mahluk hidup yang lain, mikroorganisme juga memerkukan energy dan komponen bahan sel baru yang doperlukan untuk kegiatan proses hidup. Proses hidup ini berguna untuk mempertahankan tingkat organisasi yang kompleks sebab sebagai jasad renik bakteri bukan merupakan suatu sistm organisme yang terpisah dengan lingkungannya, akan tetapi merupakan system terbuka. Oleh karena itu golongan bakteri akan selalu mendapatkan suplai bahan makanan yang cukup sebagai sumber energi. Dalam kehidupan mahluk hidup memerlukan energy yang diperoleh dari proses metabolism. Metabolisme terjadi pada semua mahluk hidup termasuk kehidupan mikroba.

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka disusun makalah tentang metabolisme (pengadaan energi) pada mikrobia (bakteri dan jamur) dengan harapan dapat menambah wawasan kita dalam memahami metabolisme mikroorganisme.B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut.

1. Apakah yang dimaksud dengan metabolisme pada mikroba?

2. Bagaimanakah macam metabolism pada mikroba?

3. Apakah peranan dan macam enzim pada mikroba?

4. Bagaimanakah produksi energi (bioenergetik) secara anaerob, aerob, dan fotosintetik?

5. Bagaimanakah proses respirasi, fermentasi, dan fotosintesis pada mikroba?

C. TujuanSejalan dengan rumusan masalah di atas, maka tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut.

1. menjelaskan tentang pengertian metabolisme pada mikroba.

2. menjelaskan macam metabolism pada mikroba.

3. menjelaskan peranan dan macam enzim pada mikroba.

4. menjelaskan produksi energi (bioenergetik) secara anaerob, aerob, dan fotosintetik.

5. menjelaskan tentang respirasi, fermentasi, dan fotosintesis pada mikroba.

BAB II

PEMBAHASANA. Pengertian Metabolisme Pada MikrobaMetabolisme ialah semua reaksi yang mencakup semua proses kimiawi yang terjadi di dalam sel yang menghasilkan energi dan menggunakan energi untuk sintesis komponen-komponen sel dan untuk kegiatan-kegiatan seluller. Seperti untuk pertumbuhan, pembelahan sel, pembaruan komponen sel, dan lain-lain. Kegiatan kimiawi yang dilakukan oleh sel amatlah rumit, bergamnya bahan yang digunakan sebagai unsur nutrisi oleh sel. Dalam melakukan setiap aktivitas sel dalam tubuh sangatlah berkaitan erat dengan kerja enzim sebagai substansi yang ada dalam sel yang jumlahnya amat kecil dan mampu menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang berkaitan dengan proses-proses seluller dan kehidupan. Semua aktivitas metabolisme prosesnya dikatalisis oleh enzim. Jadi kehidupan tidak akan terjadi tanpa adanya enzim dalam tubuh mahluk hidup (Akarim, 2005).Proses metabolisme akan menghasilkan hasil metabolisme yang berfungsi (1) menghasilkan sub satuan makromolekul dari hasil metabolisme yang berguna sebagai penyediaan tahap awal bagi komponen-komponen sel; dan (2) menghasilkan dan menyediakan energi yang dihasilkan dari ATP lewat ADP dengan fosfat. Energi ini sangat penting untuk kegiatan proses lain yang dalam prosesnya hanya bisa berlagsung kalau tersedia energi.

B. Macam Metabolism Pada MikrobaJalur metabolisme terbagi menjadi tiga bagian yaitu jalur metabolisme yang mengkatalisis pemecahan suatu senyawa disebut jalur katabolisme, jalur untuk proses sintesis suatu senyawa dalam sel disebut anabolisme dan jalur yang digunakan untuk proses pemecahan dan proses sintesis disebut jalur amfibolisme. Jalur metabolisme dan reaksi-reaksi yang terjadi di dalam jalur metabolisme, baik pada organisme sederhana seperti bakteri, maupun organisme tingkat tinggi seperti mamalia. Glikolisis jalur utama dalam metabolisme karbohidrat untuk mengahasilkan energi dan berperan sebagai jalur amfibolik yang bersama dengan siklus asam sitrat serta berfungsi setiap saat dan tersebar dalam seluruh makhluk hidup.Baik reaksi katabolisme dan anabolisme berbagi beberapa jalur metabolik, seperti siklus krebs. Jalur metabolic yang berfungsi baik pada anabolisme maupun katabolisme disebut jalur amfibolik yang berarti bahwa jalur amfibolik memiliki dua tujuan.

Jalur amfibolik menjembatani reaksi yang menuju pemecahan sintesis karbohidrat, lipid, protein, dan nukleotida. Jalur semacam ini mampu bereaksi secara serempak untuk terjadi pada tempat dimana produk kerusakan terbentuk pada satu reaksi digunakan pada reaksi yang lain untuk mensintesis senyawa yang berbeda. Karena intermediet yang bermacam-macam adalah hal yang biasa untuk reaksi anabolisme dan katabolisme, mekanisme tersebut meregulasi sintesis dan jalur kerusakan dan mengijinkan reaksi-reaksi tersebut untuk terjadinya reaksi bersama.Kerangka C asam amino merupakan pembentuk senyawa amfibolik yang dapat diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak (Tortora, 2010).C. Peranan dan Macam Enzim Pada MikrobaEnzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel. Enzim berfungsi sebagai katalisator anorganik yaitu untuk mempercepat reaksi kimia. Setelah reaksi berlangsung enzim tidak mengalami perubahan jumlah sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai spesifitas yang tinggi terhadap reaktan yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisis. Enzim melakukan berbagai aktifitas fisiologik seperti penyusunan bahan organik, pencernaan, dan pembongkaran zat yang memerlukan aktivator berupa biokatalisator.1.Sifat Umum Enzim yaitu; Disusun oleh senyawa protein Bekerja secara spesifik yaitu hanya mengkatalisis satu macam reaksi saja Aktivitas enzim dipengaruhi suhu, PH, substrat dan inhibitor. Setiap enzim memiliki suhu dan PH optimum. Enzim memiliki sifat alosentrik, yaitu mampu berkaitan dengan inhibitor ataupun aktivator. 2. Mekanisme Kerja EnzimEnzim 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. Energi potensial hasil reaksi menjadi lebihrendah, tetapi enzim tidak mempengaruhi letak keseimbangan reaksi. Saat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadinya ikatan, sementara enzim dengan sunbstratnya reaktan. Ikatan sementara bersifat labil dan hanya untuk waktu yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim substrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir. Enzim yang terlepas kembali setelah reaksi dapat berfungsi lahi sebagai biokatalisator untk reaksi yang sama. 3. Struktur EnzimPada umumnya enzim tesusun dari protein. Protein penyusun enzim dapat berupa proteinsederhana atau protein yang terikat pada gugusan non protein. Banyak enzim yang hanya terdiri dari protein saja seperti tripsin. Dialisis enzim dapat memisahkan bagian-bagian protein, yaitu bagian protein yang disebut apoenzim dan bagian nonprotein yang berupa koenzim, gugus protetis dan kofaktor ion loga. Masing-masing bagian tersebuta apabila terpisah akan menjadi tidak aktif. Apoenzim apabila bergabung dengan bagian non protein disebut holoenzim yang bersifat aktif sebagai biokatalisator. Koenzim dan gugus prostetik berfungsi sama. Koenzim adalah bagian yang terikat secara lemah pada apoenzim (protein). Gugus prostetik adalah bagian yang terikat kuat pada apoenzim. Koenzim berfungsi dalam menentukan reaksi kimia yang dikatalisis enzim. Ion logam merupakan komponen yang sangatlah penting yang diperlukan untuk memantapkan struktur protein dengan adanya interaksi antar muatan (Akarim, 2005)

4. Klasifikasi/ Penggolongan Enzima.Penggolongan Enzim Berdasarkan Tempat Bekerjanya1. EndoenzimEndoenzim disebut juga enzim intraseluller yaitu enzim yang berkerja di dalam sel. Umumnya merupakan enzim yang digunakan untuk proses sintesisdi dalam sel dan untuk pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses kehidupan sel misalnya, dalam proses respirasi.2.Eksoenzim

Eksoenzim disebut juga enzim ekstraseluller yaitu enzim yang berkerjanyadi luar sel. Umumnya berfungsi untuk mencernakan substrat secara hidrolisis untuk dijadikan molekul yang lebih sederhana dengan berat molekul lebih rendah sehingga dapat masuk melewati membrane sel. Energi yang dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat di luar sel tidak digunakan dalam proses kehidupan sel.b.Penggolongan Enzim Berdasarkan Daya Katalisis1.OksidoreduktaseEnzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi yang merupakan pemindahan elektron, hydrogen atau oksigen. Contoh; enzim electron transfer oksidase dan hidrogen perioksidase (katalase)2. TransferaseEnzim ini mengkatalisis pemindahan gugus molekul dari satu molekul ke molekul lain. Contoh; Transaminase, Transfosforilase, dan Transasilase3.HidrolaseEnzim ini mengkatalisis reaksi-reaksi hidrolisis. Contoh; Karboksilesterase, Lipase dan Peptidase.4.LiaseEnzim ini berfungsi untuk mengkatalisis pengambilan atau penambahan gugus dari satu molekul tanpa melalui proses hidrolisis. Contoh; L Malat hidrolase (Fumarat), Dekarboksiiase.5.IsomeraseIsomerase meliputi enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi isomerisasi yaitu; Rasemase, epirerase, Co-transisomerase, Intramolekul ketolisorerase, dan Murase.6.LigaseEnzim ini mengkatalisis penggabungan dua molekul dengan dibebaskannya molekul priposfat dari nukleosida trifosfat. Contoh; Enzim Asetat7.Enzim Lain dengan Tata Nama BerbedaAda beberapa enzim yang penamaanya tidak menurut cara diatas misalnya enzim pepsin, triosin, dan sebagainya serta enzim yang termasuk permease. Permease adalah enzim yang berperan dalam menentukan sifat selektif permeabel dari membran sel (Palczar, 2008.).

c.Penggolongan Enzim Berdasarkan Cara Terbentuknya1.Enzim KonstitutifKadar enzim dalam sel berjumlah normal atau tetap pada sel hidup2.Enzim AdaptifEnzim yang pembentukkannya dirangsang oleh adanya subtract. Contoh; Enzim Beta galaktosidase yang dihasilkan oleh bakteri E. colid.Penggolongan Enzim Berdasarkan Substratnya1.Kerbohidrase, merupakan enzim yang menguraikan karbohidrat yang mencakup; Amilase, maltase, Laktase, Selulase dan Pektinase.2.Esterase, merupakan enzim yang memecah golongan ester antara lain; Lipase dan Posfatase.3.Protease, merupakan enzim yang menguraikan golongan protein, contohnya; Peptidase, Gelatinase, dan Renin.5.Faktor-faktor yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik1.Substrat (Reaktan)

Kecepatan reaksi enzimatik umumnya diketahui kadarsubstrat, penambahan kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah enzim yang tetap, akan mempercepat reaksi enzimatik sampai mencapai maksimum. Penambahan substrat selanjutnya tidak akan menambah kecepatan reaksi, kecepatan reaksi enzimatik juga dipengaruhi kadar enzim, jumlah enzim yang terikat substrat dan konstanta.

2.SuhuSeperti reaksi kimia pada umumnya, maka reaksi enzimatik dipengaruhi oleh suhu. Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti pula oleh kenaikan kecepatan reaksi enzimatik. Kepekaan enzim terhadap suhu pada keadaan suhu melebihi optimum disebabkan terjadinya perubahan fisikokimia protein penyusun enzim. Umumnya enzim mengalami enaturasi pada suhu diatas 500C. Walaupun demikian ada beberapa enzimyang tahan terhadap suhu tinggi, misalnnya Taka-diastase dan Tripsin.

3.Keasaman (PH)pH dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Daya katalisis enzim menjadi rendah pada pH rendah maupun tinggi, karena terjadinya denaturasi enzim. Enzim mempunyai gugus aktif yang bermuatan positif dan negatif. Aktivitas enzim akan optimum kalau terdapat keseimbangan antara muatannya. Pada keadaan masam muatannya cenderung positif, dan pada keadaan basis muatannya cenderung negatif sehingga aktivitas enzimnya menjadi berkurang atau bahkan menjadi tidak aktif. pH optimum u ntuk masing-masing enzim tidak sealu sama. Sebagai contoh amilase jamur mempunyai pH optimum 5,0 dan Arginase mempunyai pH optimum 10 (Palczar, 2008.).

4.Penghambat Enzim (Inhibitor)Inhibitor enzim adalah zat atau senyawa yang dapat menghambat enzim dengan beberapa cara yaitu:

a.Penghambat Bersaing (Kompetitif)Penghambatan disebabkan oleh senyawa tertentu yanng mempunyai struktur mirip dengan substrat saat reaksi enzimatik akan terjadi.

b. Penghambat Tidak Bersaing (Non-Kompetitif)Zat-zat kimia tertentu mempunyai afinitas yang tinggi terhadap ion, logam penyusun enzim.

c.Penghambat Umpan Balik (Feed Back Inhibitor)Penghambatan umpan balik disebabkan oleh hasil akhir suatu brangkaian reaksi enzimatik yang menghambat aktivat enzim pada reaksi pertama.

d.Penghambat RepresorAdalah hasil akhir suatu rangkaian reaksii enzimatik yang dapat mempengaruhi atau mengatur pembentukan enzim-enzim pada reaksi sebelumnya.

e.Penghambat Alosterik

Penghambat yang dapat mempengaruhi enzim Alosteri. Enzim Alosterik adalah enzim yang mempunyai dua bagian aktif, yaitu bagian aktif yang mengangkat substrat dan bagian yang menangkap penghambat.

5.Aktivator (Pengingat) atau KofaktorAdalah suatu zat yang dapat mengaktivkan enzim yang semula belum aktif. Enzim yang belum aktif disebut pre-enzim atau zymogen. Kovaktor dapat berbentuk ion-ion dari unsur H, Fe, Cu, Mg, Mo, Zn, Co atau berupa co-enzim, vitzmin dzn enzim lain.

6.Penginduksi (Induktor)Induktor adalah suatu substrat yang dapat merangsang pembentukan enzim. Sebagai contoh adalah Lactosa dappat menginduksi pembentukan enzim Beta galaktosidase.

D. Produksi Energi (Bioenergetik) Secara Anaerob, Aerob, dan FotosintetikAda tiga macam cara produksi energi pada mikrobia, yaitu secara anaerob, aerob, dan fotosintetik.

1. AerobIstilah aerobik yang digunakan dalam proses penanganan secara biologis berarti proses di mana terdapat oksigen terlarut (memerlukan oksigen). Oksidasi bahan organik menggunakan molekul oksigen sebagai aseptor elektron terakhir adalah proses utama yang menghasilkan energi kimia untuk mikroorganisme. Mikroba yang menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron terakhir adalah mikroorganisme aerobik, sedangkan sebaliknya disebut anaerobik. Organisme aerobik atau aerob adalah organisme yang melakukan metabolisme dengan bantuan oksigen. Aerob, dalam proses dikenal sebagai respirasi sel, menggunakan oksigen untuk mengoksidasi substrat (sebagai contoh gula dan lemak) untuk memperoleh energi.Respirasi aerob adalah respirasi yang menggunakan oksigen bebas sebagai penerima elektron. Hasil dari respirasi aerob ini dapat dioksidasi secara sempurna menjadi CO2 dan H2O. Hal ini merupakan keuntungan bagi mikroorganisme tersebut, karena banyaknya energi yang tersedia dari proses oksidasi sempurna molekul glukosa lebih besar daripada energi yang diperoleh dari fermentasi glukosa. Hal ini terjadi karena jalan bertahap setiap pasangan elektron dari NADH ke oksigen melalui serangkaian pengakutan sitokrom menghasilkan pembentukan tiga molekul ATP. ATP tersebut jika ditambahkan dengan ATP hasil oksidasi piruvat menjadi asetat, akan memiliki total ATP sebanyak 36 molekul ATP. Energi dari ATP tersebut akan digunakan untuk metabolisme sel, dan dihasilkan CO2 dan H2O. (Volk dan Wheeler :1988).Aerob obligat membutuhkan oksigen untuk melakukan respirasi sel aerobik. Aerob fakultatif dapat menggunakan oksigen tetapi dapat juga menghasilkan energi secara anaerobik. Contoh yang dapat diberikan adalah oksidasi glukosa (monosakarida) dalam respirasi aerobik.C6H12O6 + 6 O2 + 38 ADP + 38 fosfat 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATPEnergi yang dilepaskan pada reaksi ini sebesar 2880 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi 38 ATP dari 38 ADP per glukosa. Angka ini 19 kali lebih besar daripada yang dihasilkan reaksi anaerobik. Organisme eukariotik (semua kecuali bakteri) hanya memperoleh 36 ATP yang diregenerasi dari ADP dalam proses ini. Hal ini disebabkan terdapat membran yang harus dilewati oleh transport aktif.

2. Anaerob

Anaerobik adalah kata teknis yang secara harfiah berarti "tanpa udara" (dimana "udara" biasanya berarti oksigen). Kata yang berlawanan dengannya adalah aerobik. Dalam pengolahan limbah, tidak adanya oksigen dinamakan sebagai 'anoxic'; sedangkan anaerobik digunakan untuk mengindikasikan tidak adanya akseptor elektron (nitrat, sulfat atau oksigen). Anaerobik juga dapat merujuk pada aktifitas anaerobik, pemecahan bahan-bahan organis oleh bakteri dalam keadaan tanpa oksigen.Organisme anaerobik atau anaerob adalah setiap organisme yang tidak memerlukan oksigen untuk tumbuh. Anaerob obligat akan mati bila terpapar pada oksigen dengan kadar atmosfer. Anaerob fakultatif dapat menggunakan oksigen jika tersedia.Organisme aerotoleran dapat hidup walaupun terdapat oksigen di sekitarnya, tetapi mereka tetap anaerobik karena mereka tidak menggunakan oksigen sebagai terminal electron acceptor (akseptor elektron terminal). Anaerob obligat dapat menggunakan fermentasi atau respirasi anaerobik. Jika terdapat oksigen, anaerob fakultatif menggunakan respirasi aerobik; tanpa oksigen beberapa diantaranya berfermentasi, beberapa lagi menggunakan respirasi anaerobik. Organisme aerotoleran hanya dapat berfermentasi. Mikroaerofil melakukan respirasi aerobic dan beberapa diantaranya dapat juga melakukan respirasi anaerobik. Terdapat beberapa persamaan kimia untuk reaksi fermentasi anaerobik. Organisme anaerobik fermentatif biasanya menggunakan jalur fermentasi asam laktat:

C6H12O6 + 2 ADP + 2 fosfat 2 asam laktat + 2 ATPEnergi yang dilepaskan pada persamaan ini sekitar 150 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa. Ini hanya 5% energi per molekul gula daripada yang dapat dihasilkan oleh reaksi aerobik. Tumbuhan dan jamur (contohnya ragi) biasanya melakukan fermentasi alkohol (etanol) ketika oksigen terbatas melalui reaksi berikut:

C6H12O6 + 2 ADP + 2 fosfat 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP

Energi yang dilepaskan sekitar 180 kJ per mol, yang disimpan dalam regenerasi dua ATP dari ADP per glukosa. Bakteri anaerobik dan archaea menggunakan jalur ini dan beberapa jalur lainnya dalam melakukan fermentasi seperti: fermentasi asam propionat, fermentasi asam butirat, fermentasi pelarut, fermentasi asam campuran, fermentasi butanediol, fermentasi Stickland, asetogenesis atau metanogenesis. Beberapa bakteri anaerobik menghasilkan toksin (racun) seperti toksin tetanus atau botulinum yang sangat berbahaya bagi organisme yang lebih besar, termasuk manusia (Sumarsih: 2008).Respirasi anaerob ini dibedakan menjadi tiga yaitu:

a. Pereduksi sulfat

Merupakan organisme yang menggunakan sulfat sebagai penerima elektron terakhir, dengan mereduksinya sampai pada ke taraf sulfida. Secara menyeluruh reaksinya dituliskan sebagai berikut.

SO42- + 8e_ + 8H+ ( S2- + 4H2O.

Contohnya adalah Desulfovibri, dan Desulfotomaculum (untuk pembentukan spora).

b. Pereduksi nitrat

Kebanyakan organisme yang dapat menggunakan nitrit sebagai penerima elektron terakhir dapat dipandang sebagai anaerob fakultatif. Jadi, organisme ini dapat menggunakan nitrit jika bahan itu tersedia. Jika tidak tersedia maka organisme tersebut akan melakukan respirasi aerob atau fermentasi. Banyak diantara organisme yang mampu mereduksi nitrat langsung menjadi gas nitrogen. Reaksinya dituliskan sebagai berikut.

2NO3- + 12e + 12H+ ( N2 + 6 H2O

Proses semacam ini dinamakan denitrifikasi. Contohnya adalah Echerichia, Enterobakter, Basillus, Pseudomonas, Mikrococcus, Rhizobium.

c. Bakteri metan

Ada beberapa marga bakteri metan yang dapat menggunakan karbondioksida (CO2) sebagai penerima elektron, reaksinya dituliskan sebagai berikut.

CO2 + 8e + 8H+ ( CH4 + 2H2O

Organisme ini ditemukan dalam perut besar hewan memamah biak, pada perut sapi, diperkirakan hewan ini dapat memproduksi metan sebanyak 60 L setiap harinya. Selain itu organisme ini juga ditemukan di dalam lumpur hitam di kolam maupun danau yang bahan organiknya mengalami dekomposisi. Contohnya adalah Methanobakterium omelianskii.3. Fotosintetik

Fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan) (Anonim, 2000).

Kebanyakan bakteria tidak mempunyai klorofil, namun ada juga beberapa spesies yang mempunyai pigmen fotosintesis yang dinamakan bakterioklorofil. Fotosintesis bakteri terjadi dengan cara yang sama seperti pada tumbuhan hijau, kecuali bahwa bakteri tidak mempunyai fotosistem II untuk fotolisis air. Sehinggga air tidak pernah merupakan sumber reduktan dan oksigen tidak pernah terbentuk sebagai produk. Bakteri fotosintetik menyediakan reduktan yang diperlukan dengan oksidasi kimia donor hidrogen. Secara umum reaksi menyeluruh yang menggambarkan fotosintetsis sama dengan reaksi pada tumbuhan hijau kecuali bahwa air digantikan oleh substrat tereduksi yang berbeda yang dapat dituliskan sebagai H2A. Persamaan reaksi fotosintesis pada bakteri adalah sebagai berikut:

n CO2 + 2n H2A (CH2O)n + n H2O + 2n A

dimana: H2A= hidrogen donor (dapat berupa H2S atau asam-asam organik)

H2A dalam persamaan reaksi di atas dapat berupa substrat organik atau anorganik sebagai pengganti H2O.

Menurut Volk&Wheeler (1993) berdasarkan pigmen dan tipe reduktan yang digunakan dalam fotosintesis (diwakili H2A) bakteri fotosintetik diklasifikasi menjadi tiga suku.

a. Chlorobiaceae

Bakteri ini disebut juga sebagai bakteri bakteri belerang hijau. Organisme ini menggunakan beberapa senyawa yang mengandung belerang maupun gas hidrogen sebagai reduktan fotosintesis. Rumus khas unutk fotosintesis bakteri belerang hijau adalah salah satu diantara yang berikut tergantung pada reduktan yang tersedia (CH2O mewakili karbohidrat yang disintesis).

1) CO2 + 2H2S cahaya (CH2O) + H2O + 2S

2) 3CO2 + 2S + 5H2O cahaya 3(CH2O)

3) 2CO2 + Na2S2O3 + 3H2Ocahaya 2(CH2O) + Na2SO4 + H2SO44) CO2 + 2H2Ocahaya (CH2) + H2Ob. ChromaticeaeBakteri ini disebut juga bakteri belerang ungu yang berbeda dengan bakteri belerang hijau terutama karena bakteri ini mengandung sejumlah pigmen karotenoid merah dan ungu dalam selnya. Bakteri ini menggunakan reduktan fotosintesis yang sama dengan yang digunakan bakteri belerang hijau, sehingga bakteri belerang ungu dapat melakukan reaksi-reaksi yang sama dengan bakteri belerang hijau.

c. Rhodospirillaceae

Bakteri ini di sebut juga sebagai bakteri ungu non belerang. Secara morfologi bakteri ini memiliki kesamaan dengan Chromaticeae tetapi tidak mampu menggunakan senyawa belerang sebagai reduktan fotosintesis. Dua marga suku ini yang paling banyak dipelajari adalah Rhodospirillum dan Rhodopseudomonas. Organisme ini dapat menggunakan hidrogen atau berbagai senyawa organik sebagai reduktan. Berikut adalah salah satu contohnya:

CO2 + 2CH3CHOHCH3 cahaya (CH2O) + H2O + 2CH3COCH3Satu sifat penting fotosintesis bakteri yang tidak dapat di jumpai pada fotosintesis tumbuhan hijau adalah bahwa fotosintesis bakteri hanya dapat berlangsung dalam keadaan sama sekali tanpa oksigen. Namun beberapa anggota suku Rhodospirillaceae dapat tumbuh tanpa fotosintesis dalam keadaan ada oksigen jika di beri medium yang cukup subur untuk tumbuhnya. Klorofil bakteri sedikit berbeda dengan klorofil tumbuhan hijau, cahaya dengan gelombang yang lebih panjang diserap oleh bakteri daripada tumbuhan hijau.E. Proses Respirasi, Fermentasi, dan Fotosintesis Pada Mikrobaa. Respirasi pada Mikrobia

1. Respirasi pada bakteriPada golongan mikroba terjadi respirasi aerobik dan anaerobik. Respirasi yang menggunakan oksigen bebas sebagai penerima elektron disebut sebagai respirasi aerob, sedang yang menggunakan senyawa anorganik sebagai penerima elektron disebut respirasi anaerob atau respirasi anaerobik.

Pada bakteri yang melakukan respirasi secara aerob, biasanya menggunakan glukosa atau zat organik yang lain sebagai substrat untuk dioksidasikan menjadi karbondioksida dan air sedangkan bakterinya sendiri akan memperoleh energi. Bakteri genus Acetobacter substrat yang digunakan untuk dioksidasikan adalah alkohol (etanol), karena itu energi yang diperorehnya tidak begitu banyak.

Bakteri yang melakukan respirasi anaerobik tidak menggunakan oksigen bebas untuk menerima elekrron. Bahkan bakteri yang seperti ini malahan akan mati jika terkena oksigen bebas. Streptococcus lactis adalah bakteri yang tidak dapat memanfaat kan oksigen yang bebas untuk respirasinya. Sebab bakteri ini tidak mempunyai enzim respirasi pada membrannya yang dapat digunakan untuk mereduksi oksigen tersebut.

Bakteri jenis Desulftvibrio desulfuricans biasanya menggunakan sulfat sebagai oksidan. Beberapa bakteri denitrifikasi seperti Bacillus dan pseudomonas menggunakan nitrat yang semestinya merupakan racun dengan cara proses denitrifikasi untuk keperluan memperoleh oksigen dalam respirasi. Bakteri ini akan mereduksi nitrat bila tidak terdapat oksigen. Dalam prosesnya nitrat akan direduksi menjadi nitrogen, amonia atau nitrogen-oksida. Hal ini tergantung pada jenis bakteri yang merakukannya. Methanobacterium omelianskii akan mereduksikan CO2 menjadi methan bersama oksidasi karbohidrat menjadi asam aserat.

Bakteri yang melakukan respirasi aerob dan anaerob akan dapat dikenali pada biakan cairnya. Bakteri aerob akan berada dipermukaan atas karena ia akan mengambil oksigen bebas diudara, bakteri anaerob akan berada didasar jauh dari permukaan, bakreri yang anaerob fakultatif akan tumbuh tersebar pada medium cair tersebut, sedang bakteri mikroaerofil akan tumbuh sedikit di bawah permukaan.

Pembentukan ATP

Pembentukan ATP (adenosin triphosphat) adalah proses dihasilkannya energi. Energi yang hasilkan dalam bentuk ATP. untuk membentuk ATP ini diperlukan energi sebanyak 7-8 Kcal dan penambahan fosfat. Karena itu pembentukan ATP ini disebut juga dengan nama fosforilasi. pola umum pembentukan ATP digambarkan sebagai berikut.

Proses fosforilasi dari ADP (adenosin difosfat) dapat terjadi melalui:

a. fosforolasi fotosintetik, dilakukan oleh mikroba yang dapat melakukan proses fotosintetik.

b. fosforilasi substrat, dilakukan oleh mikroba yang tidak mempunyai kemampuan untuk melakukan fotosintetik, sumber utama untuk memperoleh energi adalah dari substrat.

c. fosforilasi oksidatif, dilakukan oleh mikroba yang tidak dapat melakukan fotosintesis serta tidak memerlukan substrat sebagai sumber untuk mendapatkan energi. Energi diperoleh secara oksidasi.

Fosforilasi dilakukan untuk memperoreh ATP karena itu perlu adanya suatu senyawa yang berikatan tinggi dan diperoleh dari hasil aktivasi substrat. Aktivasi ini dibantu oleh adanya enzim yaitu enzim NAD dan FAD. Beberapa bakteri khususnya golongan heterotrof didapatkan 4 cara yang digunakan untuk mengubah glukosa menjadi bentuk penengah atau antara metabolisme yaitu piruvat. Cara tersebut adalah sebagai berikut:

a. Jalur Embdem-Meyerhoff-Parnas (EMP) atau Glikolisis

Cara ini banyak ditemukan pada kebanyakan fungi dan bakteri. Hewan dan manusia juga biasa menggunakan cara ini. Glikolisis merupakan reaksi katabolik yang mengubah gula menjadi asam piruvat, ATP dan NADH2. EMP ini berfungsi sebagai sumber energi dan sumber carbon sebagai komPonen sel. Jadi jalur ini bersifat amfibolik.

Gambar 1. Bagan jalur Embdem-Meyerhoff-Parnas (menurut Bibiana W.Lay dalam Darkuni, 2001).b. Jalur Entner-Doudoroff (ED)

Cara ini hanya ditemukan pada beberapa bakteri. Ciri khas yang terlihat dalam cara ini adalah terbentuknya bentukan senyawa intermediar yang unik yaitu 2-keto-3-dioksi-6-fosfoglukonat (KDFG). Komponen ini akan dipecah oleh enzim aldolase menjadi dua triosa yaitu satu molekul piruvat dan satu molekul gliser-aldehida-3-fosfat. Senyawa terakhir ini dapat menjadi piruvat oleh bantuan enzim yang sama dengan jalur glikolisis. ED ditemukan pertama kali pada Pseudomonas sacharophilla.

Gambar 2. Bagan jalur Entner-Doudoroff (menurut Bibiana W.Lay dalam Darkuni, 2001).c. Jalur Heksosamonophosphat (HMP).

Cara ini ditemukan pada beberapa bakteri misalnya Zymomonas mobiris. Dalam proses HMP ini akan dihasilkan pentosa yang sangat diperlukan untuk sintesis Asam nukieat dan beberapa asam amino aromatik serta vitamin. Selain itu pentosa juga diperlukan sebagai sumber NADP + ion hidrogen yang akan dipergunakan sebagai bahan untuk proses biosintesis.

Gambar 3. Bagan jalur Heksosamonophosphat (menurut Bibiana W.Lay dalam Darkuni, 2001).d. Jalur Phosphoketolase (PK)

Cara ini hanya ditemukan pada beberapa bakteri yang tergolong Lactobacilli heterofermentatif. Jalur ini merupakan percabangan dari heksosamonophosphat. Bakten yang menggunakan jalur ini untuk proses metabolismenya dikarenakan tidak mempunyai enzim aldolase yang berfungsi memecah fruktosa 1,6-difosfat menjadi dua triosa-fosfat serta tidak mempunyai enzim transaldolase dan transketolase yang penting untuk jalur HMP.

Gambar 4. Hubungan antara jalur EMF, jalur ED, jalur HMF, dan jalur FK (Doelle, 1981 dalam Darkuni, 2001).2. Respirasi pada fungi

Respirasi adalah reaksi oksidasi yang menggunakan senyawa anorganik sebagai oksidan (penerima elektron) dan senyawa organik atau bahkan anorganik merupakan reduktan. Respirasi dapat terjadi karena adanya enzim oksidase. Karena itu organisme yang melakukan respirasi sebagai metabolisme untuk memperoleh energi menggunakan oksigen sebagai aseptor elektron. Respirasi yang menggunakan oksigen sebagai penerima elektron disebut respirasi aerobik, sedangkan yang menggunakan senyawa anorganik sebagai penerima elektron disebut respirasi anaerobik.

Molekul oksigen yang diperoreh sebenarnya merupakan substrat yang akan direduksi. Bahan oksigen ini sangat melimpah di udara, oleh karena itu organisme yang melakukan metabolisme dengan cara respirasi jauh lebih efisien dibanding dengan fermentasi. Energi yang dihasilkan dengan cara respirasi hampir dua puluh kali lipat lebih banyak dari pada energi yang dihasilkan dengan cara proses fermentasi.

a. Respirasi anaerobik

Pada umumnya respirasi selalu menggunakan oksigen (respirasi aerobik). Akan tetapi beberapa mikroba (bakteri dan fungi) dapat juga melakukan sebagai respirasi dengan tidak menggunakan oksigen bebas melainkan dengan menggunakan bahan anorganik dalam substrat untuk memperoleh oksigen. Bahan anorganik berupa substrat ini berlaku sebagai aseptor elektron. Respirasi seperti ini disebut respirasi anaerobik. Mikroba yang melakukan respirasi dengan anaerobik ini kana menghasilkan energi yang lebih sedikit dibanding dengan mikroba yang melakukan respirasi dengan aerobik, tetapi umumnya menghasilkan energi yang lebih banyak dibanding dengan fermentasi. Kebanyakan golongan fungi melakukan respirasi dengan cara anaerobik selain dengan fermentasi.

b. Respirasi aerobik

Pada respirasi aerobik oksigen bertindak sebagai aseptor hidrogen dan bila respirasi mengadakan reaksi dengan oksigen akan menghasilkan air. Jadi respirasi aerobik adalah reaksi oksidasi substrat menjadi karbondioksida dan air, membentuk energi daram bentuk ATP. Transport hidrogen dari substrat ke oksigen berlangsung melalui sikroma. Pigmen inilah yang melakukan reaksi oksidasi-reduksi. Respirasi aerobik ini jarang ditemukan pada gorongan fungi, sebab fungi tidak mempunyai enzim oksidase yang diperlukan untuk respirasi aerobik ini.b. Fermentasi pada Mikrobia

1. Fermentasi pada bakteri

Fermentasi merupakan penguraian bahan organik (karbohidrat, asam amino, gula asam organik, purin dan pirimidin) yang berlangsung secara anaerobik. Senyawa-senyawa organik yang diuraikan kelompok jasad renik atau bekteri merupakan donor elektron dan sekaligus sebagai ekseptor elektron (Darkuni, 2001).

Fermentasi ada dua kelompok, yaitu:

a. homofermentatif, yaitu beberapa bakteri atau jasad renik lain yang melakukan fermentasi dan menghasilkan satu macam hasil akhir. Misalnya beberapa bakteri yang mereduksikan asam piruvat menjadi asam laktat sebagai satu-sahrnya hasil akhir, dan

b. heterofermentatif, yaitu kegiatan fermentasi yang dilakukan oleh sekolompok bakteri atau jasad renik yang sama dan menghasilkan lebih dari satu macam hasil akhir. Misalnya kegiatan fermentasi oleh mikroorganisme yang menghasilkan asam laktat dan senyawa lain seperti asam asetat, asam format dan alkohol.

Proses fermentasi tidak hanya terjadi pada karbohidrat atau gula tetapi dapat juga terjadi pada asam amino (hanya oleh beberapa jenis bakteri tertentu), asam organik, basa purin dan basa pirimidin. Beberapa contoh fermentasi oleh mikroba dan hasilnya dapat dilihat berikut ini.

Tabel 1. Proses Fermentasi dan Produk Hasil Fermentasi.

Sumber: Mikrobiologi oleh Bibiana W. Lay. (1992) dalam Darkuni (2001).

2. Fermentasi pada fungi

Sebagaimana bakteri, fungi juga mengadakan metabolisme untuk proses kehidupannya. Energi yang diperolehnya digunakan untuk mempertahankan proses-proses hidup, seperti berkembangbiak, mempertahankan komposisi bahan kimia dalam sel, respirasi dan fungsi hidup lainnya.

Proses metabolisme terjadi dengan tahap-tahap tertentu yang berlangsung secara berkesinambungan. Dimulai dengan proses pembongkaran bahan mutrisi (katabolisme), amfibolisme dan dilanjutkan dengan anabolisme. Proses katabolisme disertai dengan pembebasan energi, sedang anabolisme atau biosintesis memerlukan energi. Ketiga proses tersebut di atas berlangsung dengan bantuan enzim.

Metabolisme yang terjadi pada beberapa fungi hampir sama dengan yang terjadi pada bakteri. Jalur yang digunakan untuk metabolisme pada fungi kebanyakan adalah glikolisis atau jalur Embden-Meyerhoff-Parnas (EMP). Jalur-jalur lain seperti Entner-Dudoroff (ED), Heksosamonophosphat (HMP), dan Fosfoketorase (PK) sangat jarang dilakukan oleh beberapa fungi.

Proses metabolisme yang banyak dilakukan oleh fungi umumnya dengan cara fermentasi dan respirasi aerobik. Fungi jenis khamir metabolismenya dibedakan atas fermentatif dan oksdatif.

Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi-reduksi yang menghasilkan energi, dimana donor dan aseptor elektron digunakan senyawa organik. Senyawa organik yang biasanya digunakan adalah karbohidrat dalam bentuk glukosa. Dalam tahap pertama fermentasi glukosa selalu terbentuk asam piruvat. Pemecahan glukosa menjadi asam piruvat dapat dilakukan dengan cara EMP, ED, HMF, dan PK.

Fermentasi glukosa dilakukan dalam dua tahap, yaitu: (1) terjadi pemecahan rantai karbon glukosa dan pelepasan dua pasang atom hidrogen dan menghasilkan senyawa karbon lainnya yang lebih mudah teroksidasi daripada glukosa; dan (2) senyawa yang teroksidasi tersebut direduksi kembali oleh atom hidrogen yang dilepaskan pada tahap (l), sehingga akan membentuk senyawa lain sebagai hasil samping proses fermentasi.

Proses fermentasi sering juga didefinisikan sebagai proses pemecahan karbohidrat dan asam amino secara anaerobik, yaitu proses tanpa memerlukan oksigen. Fermentasi yang banyak dilakukan oleh fungi adalah fermentasi karbohidrat, sedang fermentasi asam amino hanya dilakukan oleh beberapa jenis bakteri.

Fermentasi oksidatif yang dilakukan oleh khamir biasanya tidak dapat menghasilkan alkohol. Karena khamir biasanya melakukan respirasi aerobik yang memerlukan oksigen bebas untuk proses pertumbuhannya, misalnya spesies Candida dan beberapa fungi yang lainnya, maka oksigen yang diperlukannya sangat melimpah. Jumlah oksigen yang banyak ini sebenarnya merupakan suatu mekanisme aerasi yang menyebakan terjadinya fermentasi oksidasi. Aerasi yang terjadi dalam fermentasi oksidatif itu akan berakibat tidak terjadinya produk alkohol. Sebab dengan adanya aerasi ini aktivitas fermentasi akan menurun dan sebagian glukosa hanya akan direspirasi (dioksidasi) menjadi karbohidrat dan air. Fenomena ini disebut efek Pasteur. Proses fermentasi okidasi ini banyak diterapkan pada pembuatan roti dimana pembuatan ini tidak dikehendaki terjadinya pembentukan alkohol.c. Fotosintetik pada Mikrobia

Kebanyakan bakteria tidak mempunyai klorofil, namun ada juga beberapa spesies yang mempunyai pigmen fotosintesis yang dinamakan bakterioklorofil. Spesies-spesies bakteria yang mempunyai bakterioklorofil adalah Thiorhodaceae dan Chlorobacteriaceae. Proses fotosintesis pada bakteria analog dengan proses fotosintesis pada tumbuhan hijau dan dapat ditulis dengan persamaan reaksi sebagai berikut.

n CO2 + 2n H2A

(CH2O)n + n H2O + 2n A,

dimana:

H2A = hidrogen donor (dapat berupa H2S, atau asam-asam organik)

Bakteri ungu mempunyai bakterioklorofil yang dapat melakukan reaksi fotokimia pada reaksi pengikatan CO2, sehingga dihasilkan karbohidrat. Reaksi fotosistesis ini pada bakteria berbeda dengan reaksi fotosintesis tumbuhan hijau, karena fotosintesis pada bakteria tidak pernah dihasilkan oksigen, sedangkan reaksi fotosintesis pada tumbuhan hijau dapat menghasilkan karbohidrat dan oksigen. H2A dalam persamaan reaksi di atas, dapat berupa substrat organik atau anorganik sebagai pengganti H2O. Bakterioklorofil ini juga berwarna hijau, tetapi dapat ditutupi oleh pigmen-pigmen lain yang berwarna merah dan coklat yang terdapat di dalam sel sehingga berwarna agak biru kelabu. Persamaan reaksi fotosintesis pada bakteri belerang yang menggunakan H2S sebagai donor hidrogen dapat ditulis sebagai berikut.

cahaya

2 H2S + CO2

H2O + 2 S + (CH2O)

bakterioklorofil

Warna pada bakteri ungu disebabkan pula oleh adanya bermacam-macam pigmen karotenoid yang berwarna kuning dan merah. Pada Chlorobacteriaceae, pigmen karotenoidnya berwarna kuning, namun warna ini tidak dapat mengalahkan warna klorofil seluruhnya. Pigmen-pigmen karotenoid merupakan pigmen tambahan (accessory pigments) yang dapat pula digunakan untuk mengabsorbsi cahaya dalam fotosintesis. Sifat ini menguntungkan jasad tersebut karena cahaya yang tidak dapat diserap oleh klorofil, dapat digunakan untuk fotosintesis. Pada golongan algae terdapat fikobilin sebagai pigmen fotosintesis. Klorofil dan karotenoid terdapat pada semua jasad yang fotosintetik, sedangkana fikobilin hanya terdapat pada beberapa golongan algae saja terutama pada Rhodophyceae dan Cyanophyceae. Klorofil pada tumbuhan dapat mengabsorbsi bagian spektrum cahaya yang merah, sedangkan bakteri mengabsorbsi cahaya yang berdekatan dengan infra merah.1. Fotolitotrof

Jasad-jasad yang menggunakan zat-zat anorganik sebagai donor elektron, seperti H2, NH3, atau S dinamakan jasad litotrof. Jasad fotolitotrof hanya tergantung kepada cahaya matahari dan senyawa anorganik sebagai donor elektron untuk pertumbuhannya. Pada bakteri fotolitotrof, sumber hidrogennya bukanlah air, dan oksigen tidak pernah dihasilkan dalam proses fotosintesis. Bakteri belerang ungu dan bakteri belerang hijau adalah anggota dari Pseudomonadales. Yang pertama, mempunyai sejumlah bakterioklorofil yang berwarna hijau, tetapi diselubungi oleh karotenoid merah dan kuning. Bakteri belerang hijau mempunyai klorofil yang unik berbeda dengan bakterioklorofil. Juga berwarna hijau, tetapi tidak diselubungi oleh karotenoid yang berwarna kuning. Kedua kelompok bakteria tersebut di atas dapat menyesuaikan hidupnya di dalam lingkungan yang mengandung sulfur, misalnya hidrogen sulfida (H2S). Persenyawaan ini merupakan sumber hidrogen, sehingga pola reaksi fotosintesisnya dapat dituliskan sebagai berikut.

bakterioklorofil

cahaya

energi

S

H2S

H

CO2

karbohidrat

atau

n CO2 + n H2S

(CH2O) n + n H2O + 2n S

Dalam sintesis ini, O2 tidak dihasilkan, akan tetapi sulfur (S) tersimpan dalam sel untuk kemudian dikeluarkan dan H2S merupakan donor hidrogen. Alam proses fotosintesis tumbuhan hijau, energi matahari yang diserap oleh klorofil akan menghasilkan energi elektron yang digunakan untuk menguraikan molekul-molekul air menjadi ion-ion H+ dan OH-. Kemudian diikuti dengan terjadinya reaksi pengikatan CO2 sehingga dihasilkan karbohidrat.2. Kemolitotrof

Sumber energi jasad-jasad yang masuk dalam golongan kemolitotrof tergantung kepada hasil-hasil oksidasi reduksi, dan dapat menggunakan senyawa-senyawa anorganik sebagai donor elektron untuk pertumbuhannya.

Contoh:

a. Bakteri belerang (sulfur bacteria)

b. Bakteri besi (iron bacteria)

c. Bakteri hidrogen (hydrogen bacteria)

d. Bakteri nitrifikasi (nitrifying bacteria)

Semua contoh bakteria ini termasuk anggota dari Pseudomonadales, dengan pola umum fotosintesis sebagai berikut.

oksigen

senyawa organik

anorganik

energi

O

by product

H2O

H

CO2

karbohidrat

a. Bakteri belerang

Bakteri belerang mengabsorbsi H2S dan S2 dari lingkungan hidupnya, sehingga kedua metabolit ini bersenyawa dengan oksigen. Dengan ringkas dapat ditulis sebagai berikut.

H2S

S

atau

+ oksigen

atau

S2

energi

SO=Apabila dihasilkan S2 sebagai hasil sampingan (by product), maka unsur ini akan disimpan di dalam atau di luar sel dan apabila yang dihasilkan SO4, maka ion-ion ini dapat merupakan bagian dari kandungan mineral di dalam sel atau diekskresikan ke luar sel. Beberapa spesies dari bakteri belerang misalnya Thobacillus juga memegang peranan penting dalam siklus nitrogen terutama karena kegiatan denitrifikasinya. Bekteri belerang dapat mengubah ion-ion nitrat menjadi nitrogen udara.

b. Bakteri besi

Bakteri besi merupakan jasad yang berbentuk batang, hidup dalam air tawar dan air asin dimana senyawa besi berada dalam bentuk larutan. Bakteri ini mengabsorbsi persenyawaan tersebut dan bereaksi dengan oksigen sehingga terbentuk senyawa besi yang tidak terlarut. Energi diperoleh dari proses:

senyawa Fe

oksigen

senyawa Fe

dalam bentuk

yang tidak

larutan

berbentuk larutan

energi

c. Bakteri hidrogen

Bakteri hidrogen dapat menggunakan molekul-molekul hidrogen sebagai nutrien. Dengan bersenyawanya hidrogen dengan oksigen, akan diperoleh energi dan terbentuklah molekul H2O sebagai hasil sampingan.

oksigen

H2

H2O

energi

Ada dua macam bakteri nitrifikasi, yaitu bakteri yang menggunakan amonia sebagai donor elektron serta mengekskresikan ion-ion nitrit, dan bakteri yang menggunakan nitrat sebagai donor elektron serta mengekskresikan ion-ion nitrat. Kedua tipe bakteri ini dapat mensintesis nutrien khusus dengan oksigen, sehingga diperoleh energi. Proses penghasilan energi ini dapat diringkas sebagai berikut.

bakteri nitrit

bakteri nitrat

+ oksigen

+ oksigen

NH3

NO2-

NO2-

NO3-

energi

energi

Bagi bakterinya sendiri, produk yang penting adalah energi, sehingga makanannya dapat disintesis, tetapi bagi organisme lain yang penting adalah nitrit dan nitrat yang turut mengambil bagian dalam siklus nitrogen.

3. Fotoorganotrof

Jasad-jasad yang termasuk fotoorganotrof hanya tergantung kepada energi sinar matahari dengan menggunakan senyawa-senyawa organik sebagai donor elektron untuk pertumbuhannya. Bakteri ungu merupakan suatu contoh bakteri yang termasuk golongan fotoorganotrof yang mempunyai bakterioklorofil sebagai pigmen fotosintesis. Seperti pada bakteri belerang, bakteri ungu juga mempunyai karotenoid merah dan kuning yang menyelubungi warna pigmen hijau. Bakteri belerang mengabsorb bahan organik dari lingkungan hidupnya sebagai sumber hidrogen, tetapi metabolit ini tidak dapat digunakan langsung sebagai nutrien. H2 yang diperoleh akan bersenyawa dengan CO2 sehingga dihasilkan karbohidrat. Pola fotosintesisnya digambarkan sebagai berikut.

bakterioklorofil

cahaya

energi

senyawa organik

bahan-bahan organik

H2

karbondioksida

karbohidrat

Dalam hal ini, bakteri ungu dapat mensintesis makanannya hanya dengan adanya cahaya matahari dalam suasana yang anaerob.

4. Kemoorganotrof

Jasad-jasad yang termasuk kemoorganotrof ini hidupnya tergantung kepada hasil oksidasi-reduksi dan senyawa organik sebagai donor elektron untuk pertumbuhannya. Tipe nutrisi pada golongan ini berbeda dengan tipe nutrisi yang sebelumnya karena nutrisi pada jasad yang termasuk golongan kemoorganotrof dapat berlangsung dalam suasana gelap tetapi harus ada oksigen. Dalam hal ini bahan mentah organik diabsorbsi secara langsung dan digunakan dalam nutrien (Tarigan, 1988).

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan

B. Saran

DAFTAR RUJUKANAkarim, Nazip. 2005.Bahan Kuliah Mikrobiologi Dasar. Palembang: Universitas Sriwijaya.

Anonim. 2000. Metabolisme Bakteri. (Online). (http://biologi.wordpress.com, diakses 10 Oktober 2014).Darkuni, Noviar. 2001. Mikrobiologi (Bakteriologi, Virologi, dan Mikologi). Malang: JICA.Diktat Kuliah Dasar-dasar Mikrobiologi. 2011. Universitas Muhammadiyah Palembang.

Dwidjoseputro. 1978.Dasar-Dasar Mikrobiologi. Malang: Djambatan.

Palczar, michael j. 2008.Dasar-Dasar Mikrobiolgi. Jakarta: Universitas Indonesia.

Sumarsih. 2008. (Online). (http://sumarsih07.files.wordpress.com/2008/11/iii-nutrisi-dan-medium-kultur-mikroba.pdf, diakses 10 Oktober 2014).Tarigan, Jeneng. 1988. Pengantar Mikrobiologi. Jakarta: Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Tortora, Gerard J. 2010. Microbiology: An Introduction 10th Edition. USA: Pearson Benjamin Cummings.Volk, Wesley A dan Wheeler, Margaret F. 1988. Mikrobiologi Dasar. Jakarta: Erlangga.______________________. 1993. Mikrobiologi Dasar. Jakarta: Erlangga.