PROTOZOA
1. PENGERTIAN PROTOZOA
Protozoa secara umum dapat dijelaskan bahwa protozoa adalah berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos artinya pertama dan zoon artinya hewan. Jadi, protozoa adalah hewan pertama. Protozoa merupakan kelompok lain protista eukariotik. Kadang-kadang antara algae dan protozoa kurang jelas perbedaannya. Kebanyakan Protozoa hanya dapat dilihat di bawah mikroskop. Beberapa organisme mempunyai sifat antara algae dan protozoa. Sebagai contoh algae hijau Euglenophyta, selnya berflagela dan merupakan sel tunggal yang berklorofil, tetapi dapat mengalami kehilangan klorofil dan kemampuan untuk berfotosintesa. Semua spesies Euglenophyta yang mampu hidup pada nutrien komplek tanpa adanya cahaya, beberapa ilmuwan memasukkannya ke dalam filum protozoa. Contohnya strain mutan algae genus Chlamydomonas yang tidak berklorofil, dapat dimasukkan ke dalam kelas Protozoa genus Polytoma. Hal ini merupakan contoh bagaimana sulitnya membedakan dengan tegas antara algae dan protozoa. Protozoa dibedakan dari prokariot karena ukurannya yang lebih besar, dan selnya eukariotik. Protozoa dibedakan dari algae karena tidak berklorofil, dibedakan dari jamur karena dapat bergerak aktif dan tidak berdinding sel, serta dibedakan dari jamur lendir karena tidak dapat membentuk badan buah.
Merupakan filum hewan bersel satu yang dapat melakukan reproduksi seksual (generatif) maupun aseksual (vegetatif). Habitat hidupnya adalah tempat yang basah atau berair. Jika kondisi lingkungan tempat hidupnya tidak menguntungkan maka protozoa akan membentuk membran tebal dan kuat yang disebut Kista. Ilmuwan yang pertama kali mempelajari protozoa adalah Anthony van Leeuwenhoek.
Karakeristik Umum Protozoa, Fagositosis (memakan partikel) dan Pinositosis (meminum cairan).
• Sel terbungkus plasmalemma/membran plasma, ada yang dilengkapi ektoplasma dan endoplasma
• Dapat hidup (bebas, komensal, mutualistik, dan parasit)
• Beberapa protozoa dikelompokkan sama dengan algae atau fungi, misalnya Euglena atau slime molds
• Reproduksi aseksual dan seksual
• Sebagian besar protozoa bersifat parasit dan memiliki dua bentuk, dalam keadaan yang sesuai bentuknya adalah Tropozoit, jika dalam keadaan ekstrim berbentuk Kista (cyst)
2. ARTI PENTING PROTOZOA
Protozoa berperan sebagai mata rantai penting dalam rantai makanan untuk komunitas dalam lingkungan akuatik. Sebagai contoh dalam perairan marin, zooplankton (organisme seperti hewan) adalah protozoa yang hidup dari fitoplankton (organism seperti tumbuhan) yang fotosintetik. Pada gilirannya mereka menjadi makanan bagi organisme-organisme laut yang besar. Hal mini dapat digambarkan sebagai berikut:
Energi cahaya fitoplankton zooplankton karnivora
(produsen primer) (konsumen primer) (konsumen sekunder)
Yang termasuk penting juga dalam keseimbangan ekologis pada banyak komunitas, baik dalam lingkungan daratan basah maupun dalam lingkungan akuatik, ialah protozoa saprofitik dan protozoa pemakan bakteri. Amaereka memanfaatkan substansi yang dihasilkanserta organism-organisme yang terlibat dalam tingkat dekomposisi akhir bahan organik. Hal ini dapat digambarkan sebagai berikut
Ada beberapa protozoa yang menyebabkan penyakit pada binatang, termasuk manusia. Mereka itu berkembang biak didalam inangnya, kurang lebih sama seperti bakteri. Beberapa hanya hidup sebagai parasit obligat dan dapat menimbulkan penyakit kronis atau akut pada manusia. Beberapa penyakit yang disebabkan oleh protozoa pada manusia adalah amebiasis usus, penyakit tidur afrika, dan malaria.
Morfologi
Ukuran dan bentuk protozoa sangat beragam. Beberapa bentuk lonjong atau membola, ada yang memanjang, ada pula yang polimorfik (mempunyai berbagai bentuk morfologi pada tingkat-tingkat yang berbeda dalam daur hidupnya). Beberapa protozoa berdiameter sekecil 1µm, yang lain seperti Amoeba proteus, berukuran 600µm atau lebih. Beberapa ciliata yang umum mencapai ukuran 2.000µm atau 2mm, jadi dapat dilihat dengan mudah tanpa perbesaran. Sel protozoa yang khas terbungkus oleh membran sitoplasma. Banyak yang dilengkapi dengan laisan luar sitoplasma bagian, yaitu ektoplasma, yang dapat dibedakan dari sitoplasma bagian dalam, atau endoplasma. Kebanyakan struktur selular terdapat dalam endoplasma. Setiap sel protozoa paling tidak mempunyai satu nucleus. Akan tetapi, banyak protozoa mempunyai nucleus bahurangkap (multiple nuclei) di sebagian besar siklus hidupnya. Pada siliata terdapat satu makronukleus besar dan satu mikronukleus kecil. Makronukleus mengawasi kegiatan metabolisme dan proses pertumbuhan serta regenerasi, sedangkan mikronukleus mengendalikan kegiatan reproduksi. Pelikel adalah lapisan yang meliputi membrane sitoplasma sel. Pada beberapa spesies amoeba pelikel ini merupakan lapisan yang tipis dan tidak kompak. Pelikel siliata tebal dan acapkali mempunyai lekukan-lekukan dan struktur yang beragam. Banyak protozoa membentuk struktur kerangka yang memberikan kekakuan kepada sel-selnya. Lapisan penutup yang longgar ini yang ada di sebelah luar pelikel dinamakan cangkang atau cangkerang (shell), terdiri dari bahan organic yang diperkuat dengan zat-zat organic seperti kalsium karbonat atau silika. Adanya pelikel, dan bukannya dinding sel, sebagai penutup merupakan salah satu cirri pembeda yang utama dalam kelompok protista. Banyak protozoa dapat membentuk sista, yang untuk sementara merupakan seludang. Dengan cara ini bentuk-bentuk vegetatif, atau trofozoit, melindungi dirinya terhadap bahaya dari alam sekitarnya, misalnya kekeringan dan kehabisan makanan atau keasaman perut dalam inangnya. Tingkatan perkembangan spesies-spesies parasitik yang dipindahkan ke inang yang lain selalu diseludangi oleh sista resisten.
Reproduksi
Protozoa berkembang biak melalui berbagai proses aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual berlangsung dengan pembelahan sel atau pembagian sel. Anak-anak sel dapat berukuran sama atau tak sama. Jika ada dua sel anak, maka proses pembagiannya ialah pembelahan biner, jika terbentuk banyak anak sel maka berlangsung pembelahan bahurangkap (multiple fision). Pembelahan dapat terjadi melintang atau secara membujur sepanjang selnya. Bertunas (berkuncup), yaitu suatu bentuk reproduksi aseksual, juga umum. Reproduksi seksual terjadi pada berbagai kelompok protozoa. Konjugasi yang merupakan penyatuan fisik sementara ada dua individu dibarengi dengan pertukaran bahan nucleus, hanya dijumpai pada siliata. Beberapa protozoa mempunyai daur reproduksi yang rumit, sebagian dari padanya harus berlangsung dalam inang vertebrata sedangkan sebagian lagi harus terjadi dalam inang-inang lain. Sebagai contoh, banyak spesies tripanosoma menghabiskan sebagian daur hidupnya dalam system peredaran inang-inang vertebrata dan sebagian lagi dalam avertebrata pengisap darah, seperti misalnya serangga.
Fisiologi
Stadium vegetatif atau stadium trofik protozoa yang hidup bebas terdapat dalam semua lingkungan akuatik, pasir, tanah, dan bahan organik yang membusuk.
Bagi protozoa yang mempunyai pigmen fotosintetik (protozoa seperti ini oleh beberapa ahli biologi dianggap algae), cahaya itu perlu sekali. Tetapi galibnya protozoa itu nonfotosintetik. Beberapa protozoa memperoleh nutrien organik terlarut melalui membrane sitoplasma, sebagaimana bakteri. Protozoa yang lain adalah holozoik, artinya mereka menelan makanan sebagi partikel-partikel padat melalui rongga mulut. Makanan yang ditelan itu biasanya ialah bakteri, ganggang atau protozoa lain. Setelah ditelan makanan itu terkurung dalam vakuola dan substansi yang kompleks itu dirombak oleh enzim-enzim menjadi bentuk terlarut yang dapat diasimilasi. Bahan tertelan yang tidak terurai menjadi bentuk terlarut di dalam vakuola dapat dikeluarkan dari sel melaui pori anus atau dapat tetap ada di vakuola tadi, yang kemudian bergerak ke permukaan sel. Disitu vakuola tersebut pecah dan membuka untuk membuang kotoran itu dari dalam sel. Jikalu protozoa itu parasit, maka dapat hidup dari sel-sel inangnya dan zat alir jaringannya. Parasit itu bahkan dapat memasuki sel-sel inangnya, hidup dari sitoplasma dan nukleusnya. Akibat kegiatan ini, inang itu dapat mengalami keadaan patologis.
Kadang kala, interaksi itu dapat secara timbale balik memberi keuntungan kepada kedua organism yang berasosiasi itu. Asosiasi (hubungan) seperti emikian dinamakan mutualisme. Sebagai contoh, flagelata tertentu yang hidup dalam usus rayap dan mencernakan selulosa dalam kayu menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan rayap tersebut. Jika flagelata ini dihilangkan, maka rayapnya mati; kalau flagelatanya dibuang dari usus rayap, mereka juga mati. Jadi flagelata itu dilengkapi dengan lingkungan terlindung dan persediaan makanan. Kebanyakan protozoa merupakan aerob obligat atau anaerob fakultatif. Baru sedikit saja spesies anaerob obligat yang sudah dilaporkan.
C. KLASIFIKASI PROTOZOA
Menurut klasifikasi lama protozoa dibagi menjadi 4 kelas berdasarkan alat
geraknya:
1. Rhizopoda (Sarcodina), alat geraknya berupa pseudopoda (kaki semu).
Bergerak dengan kaki semu (pseudopodia)yang merupakan penjuluran protoplasma sel. Hidup di air tawar, air laut, tempat-tempat basah, dan sebagian ada yang hidup dalam tubuh hewan atau manusia.Jenis yang paling mudah diamati adalah Amoeba.
Ektoamoeba adalah jenis Amoeba yang hidup di luar tubuh organisme lain (hidup bebas), contohnya Ameoba proteus, Foraminifera, Arcella, Radiolaria.
Entamoeba adalah jenis Amoeba yang hidup di dalam tubuh organisme, contohnya Entamoeba histolityca, Entamoeba coli.
• Amoeba proteus
memiliki dua jenis vakuola yaitu vakuola makanan dan
vakuola kontraktil.
• Entamoeba histolityca
menyebabkan disentri amuba (bedakan dengan disentri basiler
yang disebabkan Shigella dysentriae)
• Entamoeba gingivalis
menyebabkan pembusukan makanan di dalam mulut
radang gusi (Gingivitis)
• Foraminifera sp.
fosilnya dapat dipergunakan sebagai petunjuk adanya minyak
bumi. Tanah yang mengandung fosil fotaminifera disebut tanah globigerina.
• Radiolaria sp.
endapan tanah yang mengandung hewan tersebut digunakan
untuk bahan penggosok.
2. Flagellata (Mastigophora), alat geraknya berupa nagel (bulu cambuk). Dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu:
• Golongan phytonagellata
- Euglena viridis (makhluk hidup peralihah antara protozoa dengan ganggang)
- Volvax globator (makhluh hidup peralihah antara
protozoa dengan ganggang)
- Noctiluca millaris (hidup di laut dan dapat mengeluarkan
cahaya bila terkena rangsangan mekanik)
• Golongan Zooflagellata, contohnya :
- Trypanosoma gambiense & Trypanosoma rhodesiense.
Menyebabkan penyakit tidur di Afrika dengan vektor (pembawa)
lalat Tsetse (Glossina sp.)
Trypanosoma gambiense vektornya Glossina palpalis tsetse
sungai
Trypanosoma rhodeslense vektornya Glossina morsitans tsetse semak
- Trypanosoma cruzl penyakit chagas
- Trypanosoma evansi penyakit surra, pada hewan ternak
(sapi).
- Leishmaniadonovani penyakit kalanzar
- Trichomonas vaginalis penyakit keputihan
3. Ciliata (Ciliophora), alat gerak berupa silia (rambut getar).
Anggota Ciliata ditandai dengan adanya silia (bulu getar) pada suatu fase hidupnya, yang digunakan sebagai alat gerak dan mencari makanan. Ukuran silia lebih pendek dari flagel
Memiliki 2 inti sel (nukleus), yaitu makronukleus (inti besar) yang mengendalikan fungsi hidup sehari-hari dengan cara mensisntesis RNA, juga penting untuk reproduksi aseksual, dan mikronukleus (inti kecil) yang dipertukarkan pada saat konjugasi untuk proses reproduksi seksual.
Ditemukan vakuola kontraktil yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan air dalam tubuhnya. Banyak ditemukan hidup di laut maupun di air tawar. Contohnya:
Paramaecium caudatum disebut binatang sandal, yang memiliki dua jenis vakuola yaitu vakuola makanan dan vakuola kontraktil yang berfungsi untuk mengatur kesetimbangan tekanan osmosis (osmoregulator).
Memiliki dua jenis inti Makronukleus dan Mikronukleus (inti reproduktif). Cara reproduksi, aseksual membelah diri, seksual konyugas contoh, Balantidium coli menyebabkan penyakit diare.
4. Sporozoa, adalah protozoa yang tidak memiliki alat gerak
Cara bergerak hewan ini dengan cara mengubah kedudukan tubuhnya. Pembiakan secara vegetatif (aseksual) disebut juga Skizogoni dan secara generatif (seksual) disebut Sporogoni. Pada Apicomplexa (Sporozoa), tidak memiliki alat gerak khusus, menghasilkan spora (sporozoid) sebagai cara perkembang biakannya. Sporozoid memiliki organel-organel kompleks pada salah satu ujung (apex) selnya yang dikhususkan untuk menembus sel dan jaringan inang. Hidupnya parasit pada manusia dan hewan. Contoh : Plasmodium falciparum, Plasmodium malariae, Plasmodium vivax, Gregarina.
Perkembangbiakan dengan cara pembelahan-mitosis Sebagian besar Protozoa berkembang biak secara aseksual (vegetatif) dengan cara : Pembelahan mitosis (biner), yaitu pembelahan yang diawali dengan pembelahan inti dan di ikuti pembelahan sitoplasma, kemudian menghasilkan 2 sel baru.Pembelahan biner terjadi pada Amoeba. Paramaecium, Euglena. Paramaecium membelah secara membujur/ memanjang setelah terlebih dahulu melakukan konjugasi.Euglena membelah secara membujur /memanjang (longitudinal).
Spora, Perkembangbiakan aseksual pada kelas Sporozoa (Apicomplexa) dengan membentuk spora melalui proses sporulasi di dalam tubuh nyamuk Anopheles. Spora yang dihasilkan disebut sporozoid. Seksual (Generatif), Perkembangbiakan secara seksual pada Protozoa dengan cara : Konjugasi, Peleburan inti sel pada organisme yang belum jelas alat kelaminnya. Pada Paramaecium mikronukleus yang sudah dipertukarkan akan melebur dengan makronukleus, proses ini disebut singami. Peleburan gamet Sporozoa (Apicomplexa) telah dapat menghasilkan gamet jantan dan gamet
Marga yang berhubungan dengan kesehatan manusia Toxopinsma dan Plasmodium.
Jenis-jenisnya antara lain:
- Plasmodiumfalciparum malaria tropika sporulasi tiap hari
- Plasmodium vivax malaria tertiana sporulasi tiap hari ke-3
(48 jam)
- Plasmodium malariae malaria knartana sporulasi tiap hari
ke-4 (72 jam)
- Plasmodiumovale malaria ovale
Klasifikasi baru (sejak 1986) berdasarkan struktur sel di bawah elektron mikroskop :
Phylum : Sarcomastigophora : Trypanosoma
• Sub-phylum Mastigophora
• Sub-pyhlum Opalinata
• Sub-pyhlum Sarcodina
Phylum : Labyrinthomorpha : Labyrinthula
Phylum : Apicomplexa: Toxoplasma
Phylum : Myxozoa : Ceratomyxa
Phylum : Microspora : Encephalitozoon
Phylum : Ascetospora : Marteilia
Phylum : Ciliophora : Balantidium
1. Sarcomastigophora
Flagela, pseudopodia, atau keduanya
Sub-phylum Mastigophora (flagela ada pada tahap dewasa)
o Kelas Phytomastigophorea: Flagelata yang mirip tanaman, mis. Euglena, Volvox
o Kelas Zoomastigophorea: flagelata yang tidak memiliki kromoplast, misal: Trichomonas, Trypanosoma
Sub-phylum Opalinata : parasit
Sub-phylum Sarcodina : pseudopodia
o Kelas Rhizopoda :misal Amoeba, Entamoeba
o Kelas Actinopoda : misal plankton
2. Labyrinthomorpha
• Kebanyakan hidup di laut
• Jumlah tidak banyak
• Parasit pada algae
• Contoh : Labyrinthula
3. Apicomplexa
Apical complex : seperangkat organel terdapat pada daerah ujung sel)
Pada tahap dewasa tidak ada flagela atau cilia Contoh : Plasmodium, Toxoplasma
4. Myxozoa
Spora multisel, bentuk kapsul dengan satu atau lebih polar
Parasit pada ikan dan invertebrata Contoh : Ceratomyxa, Myxidium
.
5. Microspora
Parasit pada invertebrata dan vertebrata rendah
Spora berdinding tebal yang mengandung suatu bahan infeksi atau sporoplasma ang berperan dalam proses invasi. Contoh : Encephalitozoon cuniculi, Enterocytozoon bieneusi
6. Ascetospora
Parasit pada invertebrata dan sedikit vertebrata
Spora multisel, tanpa kapsul atau filamen
Seluruh spesiesnya adalah parasit Contoh : Marteilia, Haplosporidium
7. Ciliophora
• Ada cilia
• 2 jenis nukleus
• Heterotrof
• Vakuola kontraktil
• Contoh : Paramecium, Balantidium, merupakan parasit yang biasa menginfeksi babi, tikus, monyet, anjing, juga manusia
8. Parasit Helminths
• Termasuk parasit Metazoa
• Menginfeksi manusia, terutama di daerah tropis
• Terdiri dari dua Phyla : Platyhelminthes dan Nematoda
• Phylum : Platyhelminthes
Kelas Monogenea
Kelas Cestoda (contoh: Taenia)
Kelas Aspidogastrea
Kelas Digenea
• Phylum : Nematoda
Kelas Rhabditida
Kelas Strongylida
Kelas Ascaridida (contoh : Ascaris)
Kelas Oxyurida
Kelas Spirurida
Kelas Enoplida
VEKTOR
• Pada umumnya parasit protozoa maupun helminths masuk menginfeksi hewan dan manusia melalui vektor
• Umumnya vektor berupa serangga, seperti nyamuk, lalat, kutu, kumbang, ticks, dan moluska
• Infeksi (transmisi): hewan ke hewan, hewan ke manusia
Vektor adalah organisme yang tidak menyebabkan penyakit tapi menyebarkannya dengan membawa patogen dari satu inang ke yang lain. Berbagai jenis nyamuk, sebagai contoh, berperan sebagai vektor penyakit malaria yang mematikan. Pengertian tradisional dalam kedokteran ini sering disebut "vektor biologi" dalam epidemiologi dan pembicaraan umum.
Dalam terapi gen, virus dapat dianggap sebagai vektor jika telah di-rekayasa ulang dan digunakan untuk mengirimkan suatu gen ke sel targetnya. "Vektor" dalam pengertian ini berfungsi sebagai kendaraan untuk menyampaikan materi genetik seperti DNA ke suatu sel.
Minggu, 26 Desember 2010
POSTING FISIOLOGI HEWAN 3
TERMOREGULASI
Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia.
Endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia. Hewan endoterm disebut juga hewan homoiterm. Karena Suhu tubuh hewan ini lebih konstan . Pada hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi. Mekanisme Termoregulasi yaitu mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas.
Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Panas yang hilang dapat berlangsung secara radiasi, konveksi, konduksi dan evaporasi. Radiasi adalah transfer energi secara elektromagnetik, tidak memerlukan medium untuk merambat dengan kecepatan cahaya. Frekuensi dan Intensitas Radiasi:
1. Tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggi suhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitas radiasinya
2. tubuh hewan (kulit, rambut, dan bulu) menyerap panas radiasi dengan baik
3. berjemur pada hewan (khususnya poikiloterm) untuk menaikkan atau memperoleh panas tubuh
Konduksi merupakan transfer panas secara langsung antara dua materi padat yang berhubungan lansung tanpa ada transfer panas molekul. Panas menjalar dari yang suhunya tinggi kebagian yang memiliki suhu yang lebih rendah. Konveksi adalah suatu perambatan panas melalui aliran cairan atau gas. Besarnya konveksi tergantung pada luas kontak dan perbedaan suhu.
Proses Konveksi:
1. Berlangsung sampai suhu tubuh kembali ke suhu normal.
2. Perpindahan panas bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida di sekeliling tubuh ditingkatkan.
3. Terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan, misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat hewan, lama-kelamaan tubuh hewan akan menjadi lebih panas juga.
Evaporasi merupakan konveksi dari zat cair menjadi uap air, besarnya laju konveksi kehilangan panas karena evaporasi (Martini, 1998).
Evaporasi:
1. Cara penting untuk melepaskan panas tubuh
2. Hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat, jika tubuhnya panas, penguapan melalui saluran pernafasan dengan cara terengah-engah (pada anjing diikuti dengan menjulurkan lidahnya)
3. Jika suhu tubuh meningkat, keringat akan membasahi kulit, selanjutnya keringat akan menyerap kelebihan panas dari tubuh dan mengubahnya menjadi uap, setelah keringat mengering, suhu tubuh pun turun
Hewan homoiterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat dari kemampuan mengatur suhu tubuh. Hewan homoiterm mempunyai variasi temperatur normal yang dipengaruhi oleh faktor umur, faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor panjang waktu siang dan malam, faktor makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh pencernaan air.
Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontruksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi.
Suhu Tubuh Hewan
Suhu tubuh ideal yang paling disukai yaitu Suhu Ekritik (berkisar antara 35-40oC). Kisaran toleransi termal adalah kisaran suhu yang lebih luas dan dapat diterima hewan. Titik terendah dari kisaran toleransi termal yaitu suhu kritis minimum, titik tertinggi dari kisaran toleransi termal suhu kritis maksimum. Apabila suhu berada di titik terendah (dibawah) dan tertinggi(diatas) maka tidak cocok. Suhu tubuh konstan sangat dibutuhkan karena perubahan suhu berpengaruh pada konformasi protein dan ativitas enzim apabila aktivitas enzim terganggu maka reaksi dalam sel terganggu serta perubahan suhu tubuh berpengaruh pada energi kinetik molekul zat partikel zat saling bertumbukan maka laju reaksi dalam sel terganggu. Kenaikan suhu lingkungan mengakibatkan peningkatan laju reaksi dan berpengaruh pada aktivitas metabolisme sel tubuh.
Laju aliran panas dipengaruhi oleh:
1. Luas permukaan benda yang saling bersentuhan
2. Perbedaan suhu awal antara kedua benda tersebut
3. Konduktivitas panas (tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yang dimiliki suatu benda) dari kedua benda
Hewan ektoterm terestrial pada invertebrata dan vertebrata memperoleh panas dengan cara menyerap radiasi matahari.
1. Mengubah warna permukaan tubuh (ubah penyerapan melanin, contoh: belalang rumput dan kumbang mengubah warna tubuhnya menjadi lebih gelap
2. Menghadapkan tubuh ke arah matahari, contoh: belalang Locust tegak lurus ke arah matahari
Hewan Ektoterm Terestrial pada invertebrata dan vertebrata melepaskan panas dengan cara:
1. Mengubah orientasi tubuh menjauhi sinar matahari
2. Memanjat pohon
3. Vasokonstriksi
4. Vasodilatasi
ADAPTASI HEWAN EKTOTERM TERHADAP SUHU SANGAT PANAS DAN SANGAT DINGIN
Adaptasi terhadap suhu sangat panas
1. Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan:
a. melalui kulit, bagi hewan yang berkulit lembab (cacing dan katak) atau dengan cara berkeringat (untuk hewan yang mempunyai kelenjar keringat)
b. melalui saluran pernafasan, bagi hewan yang kulitnya tebal dan kedap air (reptil dan insekta)
2. Mengubah mesin metaboliknya agar bisa bekerja pada suhu tinggi (kadal dan reptil gurun)
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
1. meningkatkan konsentrasi osmotik, titik beku cairan tubuh dapat diturunkan hingga dibawah 0oC
2. menghambat pembentukan kristal es di dalam sel, mencegah kerusakan membran.
Termoregulasi pada hewan endoterm
Suhu tubuh terlalu tinggi dilepaskan dengan cara:
a. Vasodilatasi daerah perifer tubuh
b. Berkeringat dan terengah-engah
c. Menurunkan laju metabolisme (misal: menekan sekresi tiroksin)
d. Respons perilaku (misal: berendam di air)
Suhu tubuh terlalu rendah, cara untuk mempertahankan atau meningkatkan produksi panas:
a. Vasokonstriksi
b. Menegakkan rambut (merinding)
c. Menggigil (shivering)
d. Meningkatkan laju metabolisme (dengan meningkatkan sekresi tiroksin)
e. Respons perilaku (menghangatkan diri)
Mekanisme produksi panas pada hewan endoterm
Pertama, meningkatkan produksi panas metabolik dalam otot rangka (kontraksi otot), terjadi secara sadar dengan cara menggerakkan anggota tubuh dan tanpa sadar dengan cara menggigil (gerakan yang tidak teratur dan tidak mempunyai tujuan pergerakan tertentu, misalnya saat dingin).
Kedua
A. Memetabolisme jaringan lemak cokelat:
jaringan lemak coklet berbeda dengan jaringan lemak putih
jaringan lemak coklet dibungkus oleh selaput yang dipersarafi dengan baik oleh sistem saraf simpatis
jika dirangsang, lemak akan dimetabolisme dalam mitokondria sel lemak, dan panas akan dihasilkan
membutuhkan banyak oksigen sehingga hewan harus meningkatkan pasokan oksigen
B. Meningkatkan sekresi hormon tiroid (T3 dan T4), hormon yang dapat meningkatkan aktivitas metabolisme dalam sel
C. Menyerap radiasi panas matahari
D. Menegakkan rambut/bulu sehingga pelepasan panas secara konveksi dapat diperkecil
E. Mengurangi aliran darah ke organ perifer dengan vasokonstriksi (menyempitkan pembuluh darah)
F. Memberikan berbagai tanggapan perilaku
Adaptasi hewan endoterm terhadap suhu sangat panas dan sangat dingin
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
Pertama, Masuk ke dalam kondisi heterotermi, yaitu mempertahankan adanya perbedaan suhu di antara berbagai bagian tubuh, contoh: burung dan mamalia kutub yang mempunyai suhu pada pusat tubuh sebesar 38oC, namun suhu kakinya hanya sekitar 3oC, secara fisiologis, kaki tetap berfungsi normal (telah beradaptasi pada tingkat sel dan tingkat molekul)
Kedua, Hibernasi atau torpor, yaitu penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan adanya penurunan laju metabolisme, laju denyut jantung, laju respirasi, dan sebagainya. Periode hibernasi, mulai dari beberapa jam hingga beberapa minggu, bahkan beberapa bulan. Berakhirnya hibernasi dicapai dengan kebangkitan spontan melalui peningkatan laju metabolisme dan suhu tubuh secara cepat, yang akan segera mengembalikannya ke keadaan nomal.
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Panas
Pertama, Meningkatkan pelepasan panas tubuh dengan meningkatkan penguapan, baik melalui proses berkeringat ataupun terengah-terengah.
Kedua, Melakukan gular fluttering, yaitu menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat dan terus-menerus sehingga penguapan melalui saluran pernafasan (dan mulut) dapat meningkat, akibatnya pelepasan panas tubuh juga meningkat. Misalnya pada ayam yang sedang mengerami telur. Menggunakan strategi hipertermik, yaitu mempertahankan atau menyimpan kelebihan panas metabolik di dalam tubuh sehingga suhu tubuh meningkat sangat tinggi, contoh: unta dan rusa gurun.
Ketiga Hipertermik mengurangi pelepasan air dari tubuh, yang seharusnya digunakan untuk mendinginkan tubuh melalui penguapan (untuk sementara). Hipertermik menimbulkan masalah karena organ tertentu dalam tubuh (misalnya otak) kurang mampu mentoleransi kenaikan suhu yang terlalu besar. Pendinginan dilakukan dengan cara kerja mirip heat exchanger, lokasinya terletak pada rongga hidung.
Pengendalian Suhu Tubuh Hewan Endoterm
Komponen penyelenggara pengendalian suhu tubuh, reseptor (Termoreseptor) yaitu reseptor panas aktif bila suhu tubuh meningkat dan reseptor dingin aktif bila suhu tubuh menurun. Komparator (kordinator) yaitu pusat control. Efektor mekanisme perbaikan.
Pengaturan suhu tubuh (termoregulasi), pengaturan cairan tubuh, dan ekskresi adalah elemen-elemen dari homeostasis. Dalam termoregulasi dikenal adanya hewan berdarah dingin (cold-blood animals) dan hewan berdarah panas (warm-blood animals). Namun, ahli-ahli Biologi lebih suka menggunakan istilah ektoterm dan endoterm yang berhubungan dengan sumber panas utama tubuh hewan. Ektoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari lingkungan (menyerap panas lingkungan). Suhu tubuh hewan ektoterm cenderung berfluktuasi, tergantung pada suhu lingkungan. Hewan dalam kelompok ini adalah anggota invertebrata, ikan, amphibia, dan reptilia.
Endoterm adalah hewan yang panas tubuhnya berasal dari hasil metabolisme. Suhu tubuh hewan ini lebih konstan. Endoterm umum dijumpai pada kelompok burung (Aves), dan mamalia. Hewan endoterm disebut juga hewan homoiterm. Karena Suhu tubuh hewan ini lebih konstan . Pada hewan homoiterm suhunya lebih stabil, hal ini dikarenakan adanya reseptor dalam otaknya sehingga dapat mengatur suhu tubuh. Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Termoregulasi manusia berpusat pada hypothalamus anterior terdapat tiga komponen pengatur atau penyusun sistem pengaturan panas, yaitu termoreseptor, hypothalamus, dan saraf eferen serta termoregulasi. Mekanisme Termoregulasi yaitu mengatur keseimbangan antara perolehan panas dengan pelepasan panas.
Suhu tubuh tergantung pada neraca keseimbangan antara panas yang diproduksi atau diabsorbsi dengan panas yang hilang. Panas yang hilang dapat berlangsung secara radiasi, konveksi, konduksi dan evaporasi. Radiasi adalah transfer energi secara elektromagnetik, tidak memerlukan medium untuk merambat dengan kecepatan cahaya. Frekuensi dan Intensitas Radiasi:
1. Tergantung pada suhu benda yang mengeluarkan radiasi. Semakin tinggi suhu benda yang mengeluarkan radiasi, semakin tinggi pula intensitas radiasinya
2. tubuh hewan (kulit, rambut, dan bulu) menyerap panas radiasi dengan baik
3. berjemur pada hewan (khususnya poikiloterm) untuk menaikkan atau memperoleh panas tubuh
Konduksi merupakan transfer panas secara langsung antara dua materi padat yang berhubungan lansung tanpa ada transfer panas molekul. Panas menjalar dari yang suhunya tinggi kebagian yang memiliki suhu yang lebih rendah. Konveksi adalah suatu perambatan panas melalui aliran cairan atau gas. Besarnya konveksi tergantung pada luas kontak dan perbedaan suhu.
Proses Konveksi:
1. Berlangsung sampai suhu tubuh kembali ke suhu normal.
2. Perpindahan panas bisa dipercepat, apabila kecepatan aliran fluida di sekeliling tubuh ditingkatkan.
3. Terjadi dari lingkungan ke tubuh hewan, misalnya pada saat udara panas bertiup di dekat hewan, lama-kelamaan tubuh hewan akan menjadi lebih panas juga.
Evaporasi merupakan konveksi dari zat cair menjadi uap air, besarnya laju konveksi kehilangan panas karena evaporasi (Martini, 1998).
Evaporasi:
1. Cara penting untuk melepaskan panas tubuh
2. Hewan yang tidak memiliki kelenjar keringat, jika tubuhnya panas, penguapan melalui saluran pernafasan dengan cara terengah-engah (pada anjing diikuti dengan menjulurkan lidahnya)
3. Jika suhu tubuh meningkat, keringat akan membasahi kulit, selanjutnya keringat akan menyerap kelebihan panas dari tubuh dan mengubahnya menjadi uap, setelah keringat mengering, suhu tubuh pun turun
Hewan homoiterm dapat melakukan aktifitas pada suhu lingkungan yang berbeda akibat dari kemampuan mengatur suhu tubuh. Hewan homoiterm mempunyai variasi temperatur normal yang dipengaruhi oleh faktor umur, faktor kelamin, faktor lingkungan, faktor panjang waktu siang dan malam, faktor makanan yang dikonsumsi dan faktor jenuh pencernaan air.
Hewan mempunyai kemampuan adaptasi terhadap perubahan suhu lingkungan. Sebagai contoh, pada suhu dingin, mamalia dan burung akan meningkatkan laju metabolisme dengan perubahan hormon-hormon yang terlibat di dalamnya, sehingga meningkatkan produksi panas. Pada ektoterm (misal pada lebah madu), adaptasi terhadap suhu dingin dengan cara berkelompok dalam sarangnya. Hasil metabolisme lebah secara kelompok mampu menghasilkan panas di dalam sarangnya.
Beberapa adaptasi hewan untuk mengurangi kehilangan panas, misalnya adanya bulu dan rambut pada burung dan mamalia, otot, dan modifikasi sistim sirkulasi di bagian kulit. Kontruksi pembuluh darah di bagian kulit dan countercurrent heat exchange adalah salah satu cara untuk mengurangi kehilangan panas tubuh. Perilaku adalah hal yang penting dalam hubungannya dengan termoregulasi. Migrasi, relokasi, dan sembunyi ditemukan pada beberapa hewan untuk menurunkan atau menaikkan suhu tubuh. Gajah di daerah tropis untuk menurunkan suhu tubuh dengan cara mandi atau mengipaskan daun telinga ke tubuh. Manusia menggunakan pakaian adalah salah satu perilaku unik dalam termoregulasi.
Suhu Tubuh Hewan
Suhu tubuh ideal yang paling disukai yaitu Suhu Ekritik (berkisar antara 35-40oC). Kisaran toleransi termal adalah kisaran suhu yang lebih luas dan dapat diterima hewan. Titik terendah dari kisaran toleransi termal yaitu suhu kritis minimum, titik tertinggi dari kisaran toleransi termal suhu kritis maksimum. Apabila suhu berada di titik terendah (dibawah) dan tertinggi(diatas) maka tidak cocok. Suhu tubuh konstan sangat dibutuhkan karena perubahan suhu berpengaruh pada konformasi protein dan ativitas enzim apabila aktivitas enzim terganggu maka reaksi dalam sel terganggu serta perubahan suhu tubuh berpengaruh pada energi kinetik molekul zat partikel zat saling bertumbukan maka laju reaksi dalam sel terganggu. Kenaikan suhu lingkungan mengakibatkan peningkatan laju reaksi dan berpengaruh pada aktivitas metabolisme sel tubuh.
Laju aliran panas dipengaruhi oleh:
1. Luas permukaan benda yang saling bersentuhan
2. Perbedaan suhu awal antara kedua benda tersebut
3. Konduktivitas panas (tingkat kemudahan untuk mengalirkan panas yang dimiliki suatu benda) dari kedua benda
Hewan ektoterm terestrial pada invertebrata dan vertebrata memperoleh panas dengan cara menyerap radiasi matahari.
1. Mengubah warna permukaan tubuh (ubah penyerapan melanin, contoh: belalang rumput dan kumbang mengubah warna tubuhnya menjadi lebih gelap
2. Menghadapkan tubuh ke arah matahari, contoh: belalang Locust tegak lurus ke arah matahari
Hewan Ektoterm Terestrial pada invertebrata dan vertebrata melepaskan panas dengan cara:
1. Mengubah orientasi tubuh menjauhi sinar matahari
2. Memanjat pohon
3. Vasokonstriksi
4. Vasodilatasi
ADAPTASI HEWAN EKTOTERM TERHADAP SUHU SANGAT PANAS DAN SANGAT DINGIN
Adaptasi terhadap suhu sangat panas
1. Meningkatkan laju pendinginan dengan penguapan:
a. melalui kulit, bagi hewan yang berkulit lembab (cacing dan katak) atau dengan cara berkeringat (untuk hewan yang mempunyai kelenjar keringat)
b. melalui saluran pernafasan, bagi hewan yang kulitnya tebal dan kedap air (reptil dan insekta)
2. Mengubah mesin metaboliknya agar bisa bekerja pada suhu tinggi (kadal dan reptil gurun)
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
1. meningkatkan konsentrasi osmotik, titik beku cairan tubuh dapat diturunkan hingga dibawah 0oC
2. menghambat pembentukan kristal es di dalam sel, mencegah kerusakan membran.
Termoregulasi pada hewan endoterm
Suhu tubuh terlalu tinggi dilepaskan dengan cara:
a. Vasodilatasi daerah perifer tubuh
b. Berkeringat dan terengah-engah
c. Menurunkan laju metabolisme (misal: menekan sekresi tiroksin)
d. Respons perilaku (misal: berendam di air)
Suhu tubuh terlalu rendah, cara untuk mempertahankan atau meningkatkan produksi panas:
a. Vasokonstriksi
b. Menegakkan rambut (merinding)
c. Menggigil (shivering)
d. Meningkatkan laju metabolisme (dengan meningkatkan sekresi tiroksin)
e. Respons perilaku (menghangatkan diri)
Mekanisme produksi panas pada hewan endoterm
Pertama, meningkatkan produksi panas metabolik dalam otot rangka (kontraksi otot), terjadi secara sadar dengan cara menggerakkan anggota tubuh dan tanpa sadar dengan cara menggigil (gerakan yang tidak teratur dan tidak mempunyai tujuan pergerakan tertentu, misalnya saat dingin).
Kedua
A. Memetabolisme jaringan lemak cokelat:
jaringan lemak coklet berbeda dengan jaringan lemak putih
jaringan lemak coklet dibungkus oleh selaput yang dipersarafi dengan baik oleh sistem saraf simpatis
jika dirangsang, lemak akan dimetabolisme dalam mitokondria sel lemak, dan panas akan dihasilkan
membutuhkan banyak oksigen sehingga hewan harus meningkatkan pasokan oksigen
B. Meningkatkan sekresi hormon tiroid (T3 dan T4), hormon yang dapat meningkatkan aktivitas metabolisme dalam sel
C. Menyerap radiasi panas matahari
D. Menegakkan rambut/bulu sehingga pelepasan panas secara konveksi dapat diperkecil
E. Mengurangi aliran darah ke organ perifer dengan vasokonstriksi (menyempitkan pembuluh darah)
F. Memberikan berbagai tanggapan perilaku
Adaptasi hewan endoterm terhadap suhu sangat panas dan sangat dingin
Adaptasi terhadap suhu sangat dingin
Pertama, Masuk ke dalam kondisi heterotermi, yaitu mempertahankan adanya perbedaan suhu di antara berbagai bagian tubuh, contoh: burung dan mamalia kutub yang mempunyai suhu pada pusat tubuh sebesar 38oC, namun suhu kakinya hanya sekitar 3oC, secara fisiologis, kaki tetap berfungsi normal (telah beradaptasi pada tingkat sel dan tingkat molekul)
Kedua, Hibernasi atau torpor, yaitu penurunan suhu tubuh yang berkaitan dengan adanya penurunan laju metabolisme, laju denyut jantung, laju respirasi, dan sebagainya. Periode hibernasi, mulai dari beberapa jam hingga beberapa minggu, bahkan beberapa bulan. Berakhirnya hibernasi dicapai dengan kebangkitan spontan melalui peningkatan laju metabolisme dan suhu tubuh secara cepat, yang akan segera mengembalikannya ke keadaan nomal.
Adaptasi terhadap Suhu Sangat Panas
Pertama, Meningkatkan pelepasan panas tubuh dengan meningkatkan penguapan, baik melalui proses berkeringat ataupun terengah-terengah.
Kedua, Melakukan gular fluttering, yaitu menggerakkan daerah kerongkongan secara cepat dan terus-menerus sehingga penguapan melalui saluran pernafasan (dan mulut) dapat meningkat, akibatnya pelepasan panas tubuh juga meningkat. Misalnya pada ayam yang sedang mengerami telur. Menggunakan strategi hipertermik, yaitu mempertahankan atau menyimpan kelebihan panas metabolik di dalam tubuh sehingga suhu tubuh meningkat sangat tinggi, contoh: unta dan rusa gurun.
Ketiga Hipertermik mengurangi pelepasan air dari tubuh, yang seharusnya digunakan untuk mendinginkan tubuh melalui penguapan (untuk sementara). Hipertermik menimbulkan masalah karena organ tertentu dalam tubuh (misalnya otak) kurang mampu mentoleransi kenaikan suhu yang terlalu besar. Pendinginan dilakukan dengan cara kerja mirip heat exchanger, lokasinya terletak pada rongga hidung.
Pengendalian Suhu Tubuh Hewan Endoterm
Komponen penyelenggara pengendalian suhu tubuh, reseptor (Termoreseptor) yaitu reseptor panas aktif bila suhu tubuh meningkat dan reseptor dingin aktif bila suhu tubuh menurun. Komparator (kordinator) yaitu pusat control. Efektor mekanisme perbaikan.
Sabtu, 20 November 2010
MIKROBIOLOGI
KEHIDUPAN MIKROBA
1. Pertumbuhan Mikroba
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. Dalam membahas pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara: pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel (pertumbuhan populasi).
Pertumbuhan yaitu meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Bakteri memperbanyak diri dengan pembelahan biner, Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi. Doubling Time atau Waktu penggandaan adalah Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula. Kecepatan Pertumbuhan adalah perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu. Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus:
slope = 0,301/ waktu generasi
Dari contoh tadi didapat slope = 0,15 sehingga diperoleh :
0,15 = 0,31/waktu generasi
Jadi Waktu Generasi= 0,31/0,15 = 2 jam
Pengukuran 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. Untuk mengetahui pertumbuhan mikrobia dilakukan dengan cara membiakan mikrobia, dua sistem pembiakan mikrobia, yaitu: Biakan Sistem Tertutup (Batch Culture), Biakan Sistem Terbuka (Continous Culture).
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
2. Faktor Lingkungan Mikroba
Aktivitas mikroba dipengaruhi faktor-faktor lingkungan yaitu: biotik dan abiotik. Aktivitas mikroba mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan dan dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor abiotik yaitu: Suhu, Air (pengeringan), Tekanan Osmose, Ion-ion dan Listrik.
Pengaruh Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi: Titik Kematian Thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu, waktu Kematian Thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor biotik yaitu Interaksi dalam satu populasi mikroba, Interaksi antar populasi mikroba.
3. 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
Setiap mikroba mempunyai sifat fisiologi tertentu, sehingga memerlukan nutrisi tertentu pula
Susunan kimia sel mikroba relatif tetap, baik unsur kimia maupun senyawa yang terkandung di dalam sel. Penyusun utama sel adalah C, H, O, N, dan P, yang jumlahnya + 95 % dari berat kering sel, sedangkan sisanya tersusun dari unsur-unsur lain
Air 80-90 %, dan bagian lain 10-20 % terdiri dari protoplasma, dinding sel, lipida untuk cadangan makanan, polisakarida, polifosfat, dan senyawa lain
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
Mikroba dapat menggunakan makanannya dalam bentuk padat (tergolong tipe holozoik ) maupun cair (tergolong tipe holofitik)
Mikroba holofitik dapat pula menggunakan makanan dalam bentuk padat, tetapi makanan tersebut harus dicernakan lebih dulu di luar sel dengan pertolongan enzim ekstraseluler (extracorporeal digestion)
Bahan makanan yang digunakan berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu: air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, sumber nitrogen.
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
Medium Pertumbuhan Mikroba, susunan dan kadar nutrisi suatu medium harus seimbang agar mikroba dapat tumbuh optimal, jika kadarnya terlalu tinggi akan menjadi zat penghambat atau racun bagi mikroba yang menyebabkan aktivitas metabolisme, pertumbuhan mikroba, dan aktivitas fisiologi dapat terganggu hingga dapat mati. Medium memerlukan kemasaman (pH) tertentu tergantung pada jenis jasad yang ditumbuhkan . Aktivitas metabolisme mikroba dapat mengubah pH, sehingga untuk mempertahankan pH medium ditambahkan bahan buffer. Beberapa komponen penyusun medium dapat juga berfungsi sebagai buffer.
4.Enzim Mikroba
Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel yang berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia. Setelah reaksi berlangsung, enzim tidak mengalami perubahan jumlah, sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai selektivitas dan spesifitas yang tinggi terhadap reaktan yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisasi.
Mekanisme Bekerjanya Enzim
1. Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi
2. Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan sehingga dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain
3. Saat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadi ikatan sementara antara enzim dengan substratnya (reaktan) yang bersifat labil dan hanya untuk waktu yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim-substrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir
4. Enzim yang terlepas kembali setelah reaksi dapat berfungsi lagi sebagai biokatalisator untuk reaksi yang sama
Berdasarkan tempat bekerjanya, Endoenzim, disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di dalam sel. Eksoenzim, disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di luar sel.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik
1. Substrat (reaktan)
Penambahan kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah enzim yang tetap, akan mempercepat reaksi enzimatik sampai mencapai maksimum. Namun penambahan substrat selanjutnya tidak akan menambah kecepatan reaksi
2. Suhu
Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti pula oleh kenaikan kecepatan reaksi enzimatik. Kemasaman (pH), pH dapat mempengaruhi aktivitas enzim, daya katalisis enzim menjadi rendah pada pH rendah maupun tinggi, karena terjadinya denaturasi protein enzim .
5. 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)
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
Energi yang dibebaskan ATP tergantung pada keadaan hidrolisisnya, terutama pH dan kadar reaktan. Meskipun ATP mengandung 2 fosfat berenergi tinggi, dalam reaksi umumnya hanya satu fosfat berenergi tinggi digunakan untuk aktivasi
Oksidasi dalam sel dikatalisis oleh enzim yang mempunyai kofaktor atau gugus prostetis
Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi-reduksi disebut fermentasi (respirasi anaerob) apabila sebagai aseptor elektron yang terakhir bukan oksigen, dan fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob. Banyak jasad yang dapat melakukan fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu, antara lain melalui jalur: Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP), Jalur Entner-Doudoroff (ED), jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP), Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat, jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob.
1. Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP)
Reaksi ini disebut glikolisis, pemecahan gula secara anaerob sampai asam piruvat yang dilakukan oleh kebanyakan jasad dari tingkat tinggi hingga tingkat rendah
2. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
Reaksi ini dilakukan oleh beberapa jasad antara lain Pseudomonas sp. yang dapat membentuk alkohol dari gula lewat jalur ini
3. Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP)
Reaksi ini berguna untuk membentuk gula pentosa dan lain-lain untuk keperluan biosintesis terutama membentuk NADPH2
4. Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat
Pada fermentasi secara heterofermentatif selain asam laktat dihasilkan pula asam asetat, etanol, dan CO2
5. Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob
Banyak jasad anaerob yang mempunyai enzim berbeda-beda yang digunakan dalam perombakan asam piruvat
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.
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
Katabolisme makromolekul, terjadi proses peruraian, antara lain Peruraian Karbohidrat, Peruraian Lemak, Peruraian Protein, Peruraian Asam Nukleat. Dibantu oleh enzim, dan selanjutnya dimetabolisme lewat siklus Krebs.
1. Pertumbuhan Mikroba
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. Dalam membahas pertumbuhan mikrobia harus dibedakan antara: pertumbuhan masing-masing individu sel dan pertumbuhan kelompok sel (pertumbuhan populasi).
Pertumbuhan yaitu meningkatnya jumlah sel atau massa sel (berat kering sel). Bakteri memperbanyak diri dengan pembelahan biner, Waktu yang diperlukan untuk membelah diri dari satu sel menjadi dua sel sempurna disebut waktu generasi. Doubling Time atau Waktu penggandaan adalah Waktu yang diperlukan oleh sejumlah sel atau massa sel menjadi dua kali jumlah/massa sel semula. Kecepatan Pertumbuhan adalah perubahan jumlah atau massa sel per unit waktu. Waktu generasi juga dapat dihitung dari slope garis dalam plot semilogaritma kurva pertumbuhan eksponensial, yaitu dengan rumus:
slope = 0,301/ waktu generasi
Dari contoh tadi didapat slope = 0,15 sehingga diperoleh :
0,15 = 0,31/waktu generasi
Jadi Waktu Generasi= 0,31/0,15 = 2 jam
Pengukuran 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. Untuk mengetahui pertumbuhan mikrobia dilakukan dengan cara membiakan mikrobia, dua sistem pembiakan mikrobia, yaitu: Biakan Sistem Tertutup (Batch Culture), Biakan Sistem Terbuka (Continous Culture).
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
2. Faktor Lingkungan Mikroba
Aktivitas mikroba dipengaruhi faktor-faktor lingkungan yaitu: biotik dan abiotik. Aktivitas mikroba mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba. Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan dan dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru tersebut. Faktor abiotik yaitu: Suhu, Air (pengeringan), Tekanan Osmose, Ion-ion dan Listrik.
Pengaruh Suhu tinggi
Apabila mikroba dihadapkan pada suhu tinggi diatas suhu maksimum, akan memberikan beberapa macam reaksi: Titik Kematian Thermal, adalah suhu yang dapat mematikan spesies mikroba dalam waktu 10 menit pada kondisi tertentu, waktu Kematian Thermal, adalah waktu yang diperlukan untuk membunuh suatu spesies mikroba pada suatu suhu yang tetap. Faktor biotik yaitu Interaksi dalam satu populasi mikroba, Interaksi antar populasi mikroba.
3. 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
Setiap mikroba mempunyai sifat fisiologi tertentu, sehingga memerlukan nutrisi tertentu pula
Susunan kimia sel mikroba relatif tetap, baik unsur kimia maupun senyawa yang terkandung di dalam sel. Penyusun utama sel adalah C, H, O, N, dan P, yang jumlahnya + 95 % dari berat kering sel, sedangkan sisanya tersusun dari unsur-unsur lain
Air 80-90 %, dan bagian lain 10-20 % terdiri dari protoplasma, dinding sel, lipida untuk cadangan makanan, polisakarida, polifosfat, dan senyawa lain
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
Mikroba dapat menggunakan makanannya dalam bentuk padat (tergolong tipe holozoik ) maupun cair (tergolong tipe holofitik)
Mikroba holofitik dapat pula menggunakan makanan dalam bentuk padat, tetapi makanan tersebut harus dicernakan lebih dulu di luar sel dengan pertolongan enzim ekstraseluler (extracorporeal digestion)
Bahan makanan yang digunakan berfungsi sebagai sumber energi, bahan pembangun sel, dan sebagai aseptor atau donor elektron. Dalam garis besarnya bahan makanan dibagi menjadi tujuh golongan yaitu: air, sumber energi, sumber karbon, sumber aseptor elektron, sumber mineral, faktor tumbuh, sumber nitrogen.
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
Medium Pertumbuhan Mikroba, susunan dan kadar nutrisi suatu medium harus seimbang agar mikroba dapat tumbuh optimal, jika kadarnya terlalu tinggi akan menjadi zat penghambat atau racun bagi mikroba yang menyebabkan aktivitas metabolisme, pertumbuhan mikroba, dan aktivitas fisiologi dapat terganggu hingga dapat mati. Medium memerlukan kemasaman (pH) tertentu tergantung pada jenis jasad yang ditumbuhkan . Aktivitas metabolisme mikroba dapat mengubah pH, sehingga untuk mempertahankan pH medium ditambahkan bahan buffer. Beberapa komponen penyusun medium dapat juga berfungsi sebagai buffer.
4.Enzim Mikroba
Enzim adalah katalisator organik (biokatalisator) yang dihasilkan oleh sel yang berfungsi untuk mempercepat reaksi kimia. Setelah reaksi berlangsung, enzim tidak mengalami perubahan jumlah, sehingga jumlah enzim sebelum dan setelah reaksi adalah tetap. Enzim mempunyai selektivitas dan spesifitas yang tinggi terhadap reaktan yang direaksikan dan jenis reaksi yang dikatalisasi.
Mekanisme Bekerjanya Enzim
1. Enzim meningkatkan kecepatan reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi
2. Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk mengaktifkan suatu reaktan sehingga dapat bereaksi untuk membentuk senyawa lain
3. Saat berlangsungnya reaksi enzimatik terjadi ikatan sementara antara enzim dengan substratnya (reaktan) yang bersifat labil dan hanya untuk waktu yang singkat saja. Selanjutnya ikatan enzim-substrat akan pecah menjadi enzim dan hasil akhir
4. Enzim yang terlepas kembali setelah reaksi dapat berfungsi lagi sebagai biokatalisator untuk reaksi yang sama
Berdasarkan tempat bekerjanya, Endoenzim, disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di dalam sel. Eksoenzim, disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di luar sel.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik
1. Substrat (reaktan)
Penambahan kadar substrat sampai jumlah tertentu dengan jumlah enzim yang tetap, akan mempercepat reaksi enzimatik sampai mencapai maksimum. Namun penambahan substrat selanjutnya tidak akan menambah kecepatan reaksi
2. Suhu
Kenaikan suhu sampai optimum akan diikuti pula oleh kenaikan kecepatan reaksi enzimatik. Kemasaman (pH), pH dapat mempengaruhi aktivitas enzim, daya katalisis enzim menjadi rendah pada pH rendah maupun tinggi, karena terjadinya denaturasi protein enzim .
5. 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)
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
Energi yang dibebaskan ATP tergantung pada keadaan hidrolisisnya, terutama pH dan kadar reaktan. Meskipun ATP mengandung 2 fosfat berenergi tinggi, dalam reaksi umumnya hanya satu fosfat berenergi tinggi digunakan untuk aktivasi
Oksidasi dalam sel dikatalisis oleh enzim yang mempunyai kofaktor atau gugus prostetis
Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi-reduksi disebut fermentasi (respirasi anaerob) apabila sebagai aseptor elektron yang terakhir bukan oksigen, dan fermentasi merupakan bagian perombakan gula secara anaerob. Banyak jasad yang dapat melakukan fermentasi lewat (jalur) rangkaian reaksi kimia tertentu, antara lain melalui jalur: Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP), Jalur Entner-Doudoroff (ED), jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP), Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat, jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob.
1. Jalur Emden-Meyerhof-Parnas (EMP)
Reaksi ini disebut glikolisis, pemecahan gula secara anaerob sampai asam piruvat yang dilakukan oleh kebanyakan jasad dari tingkat tinggi hingga tingkat rendah
2. Jalur Entner-Doudoroff (ED)
Reaksi ini dilakukan oleh beberapa jasad antara lain Pseudomonas sp. yang dapat membentuk alkohol dari gula lewat jalur ini
3. Jalur Heksosa Mono Fosfat (HMP)
Reaksi ini berguna untuk membentuk gula pentosa dan lain-lain untuk keperluan biosintesis terutama membentuk NADPH2
4. Jalur Heterofermentatif bakteri asam laktat
Pada fermentasi secara heterofermentatif selain asam laktat dihasilkan pula asam asetat, etanol, dan CO2
5. Jalur Metabolisme asam piruvat secara anaerob
Banyak jasad anaerob yang mempunyai enzim berbeda-beda yang digunakan dalam perombakan asam piruvat
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.
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
Katabolisme makromolekul, terjadi proses peruraian, antara lain Peruraian Karbohidrat, Peruraian Lemak, Peruraian Protein, Peruraian Asam Nukleat. Dibantu oleh enzim, dan selanjutnya dimetabolisme lewat siklus Krebs.
FISIOLOGI HEWAN
1. FISIOLOGI RESEPTOR DAN EFEKTOR
Organisme mengalami dua rangsangan yakni, rangsangan dari dalam dan dari luar. Alat terima (reseptor), tanggap (efektor). Saraf sensorik, reseptor transduser mengubah bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Energi reseptor perubahan elektrokimia energi listrik, potensial aksi.
Cara Berfungsi Potensial Aksi: Rangsang Reseptor Rangsang besar
Proses direseptor Membran Reseptor terjadi peristiwa elektorkimia yang menyebabkan potensial aksi yang kemudian kedua potensial itu disebut potensial generator. Reseptor besar melalui membran sel lainnya dan membran sebelahnya yaitu sel saraf aferen. Cara kerja reseptor contoh, mekanoreseptor. Mekanoreseptor mempunyai pintu ion. Pintu ion dibedakan menjadi dua : terbuka, tertutup. Hal ini disebut deformasi mekanik. Deformasi mekanik ialah perubahan bentuk protein penyusun pintu ion akibat rangsang mekanik, misalnya sentuhan/peningkatan tekanan. Bentuk fisik protein penyusunan pintu ion berubah sedemikian rupa sehingga pintu untuk ion tertentu akan terbuka. Rangsang mempunyai hubungan yang rumit dan erat dengan tanggapan, kekuatan rangsangan kekuatan tanggapan sehingga terjadi perbedaan kemampuan reseptor beradaptasi terhadap rangsang, ada reseptor yang beradaptasi dengan cepat (adaptasi fisik). Reseptor beradaptasi sangat lambat (adaptasi tonik).Proses terjadinya : melalui deformasi mekanik. Kemudian pembukuan pintu ion Na sel menjadi polarisasi membran. Reseptor berdasarkan jenis rangsangan: Kemoreseptor, Termoreseptor, Mekanoreseptor, Fotoreseptor, Magnetoreseptor, Elektroreseptor.
Kemoreseptor
Bahan kimia terjadi interaksi kemoreseptor, proses interaksinya yaitu : membentuk kompleks bahan kimia kemoreseptor di sini terjadi peristiwa elektrokimia Potensial Aksi Potensial Reseptor.Di potensial aksi potensial reseptor besar melalui membran sebelahnya sel aferen terjadi tanggapan. Contoh lain kemoreseptor: pada invertebrata, Mulut antena kaki rambut/duri sensoris neuron (gula, air, garam, senyawa). Vertebrata, pengecap pembau makan/minum seks reproduksi.
Mekanoreseptor
Deformasi mekanik kemudian terjadi pembukaan pintu ion Na+ masuk kedalam sel lalu terjadi depolarisasi membran mekanoreseptor potensial lokal lalu diijalarkan oleh sistem saraf potensial generator pelepasan neutrotransmitor terjadi perubahan elektrokimia. Depolarisasi sel saraf sensoris potensial aksi menjalar ke efektor tangggapan. Contoh mekanoreseptor: proses penerimaan rangsang berupa gelombang suara. Proses pendengaran mekanoreseptor, gelombang suara reseptor masuk kedalam alat dengar menggetarkan membran timpani melakukan getaran didalam maleus, inkus, dan stapes, getaran gelombang pada cairan limfe kemudian depolarisasi sel rambut pendengaran lalu melepaskan neurotransmiter sel saraf pendengaran (saraf auditorius), sel mangalami depolarisasi Impuls dijalarkan pusat pendengaran di otak, potensial aksi diterjemahkan dan mendengar. Mekanoreseptor pada invertebrata, Mekanoreseptor untuk menerima rangsang yaitu, tekanan, suara, gerakan.Mekanoreseptor pada invertebrata terdapat pada permukaan tubuhnya informasi mengenai: arah angin, orientasi tubuh saat berada di ruangan, orientasi kecepatan gerakan dan suara. Mekanoreseptor pada Vertebrata, mekanoreseptor untuk: memantau panjang otot, alat pendengaran, organ keseimbangan, organ pendengaran, silia pada sel reseptor sensoris, reseptor proses mendengar.
Termoreseptor
Rangsang suhu termoreseptor, proses dari termoreseptor disebut termoresepsi yaitu proses mengenali suhu tinggi dan rendah serta perubahan suhu lingkungan contoh insekta: pada antena dan kaki, mamalia: di kulit dan hipotalamus. Apabila Suhu naik struktur protein dan enzim akan terganggu dan tidak berfungsi kemudian reaksi metabolik terganggu.
Fotoreseptor
Fotoreseptor (Cahaya rangsang) prosesnya disebut fotoresepsi. Struktur Fotoreseptor Hewan sederhana → eye-spot. Vertebrata → rumit dan terorganisasi. Perbedaan cara kerja terletak pada jenis rangsang yang dapat diterimanya. Sinar matahariSel Fotoreseptor vertebrata mengandung rodopsin kemudian SEL TERDEPOLARISASI lalu RODOPSIN BERUBAH.
Elektroreseptor
Elektroreseptor (rangsang listrik) prosesnya disebut elektroresepsi . Medan Listrik dihasilkan dari aktivitas otot- organ listrik- hewan akuatik mampu dideteksi untuk pertahanan diri.
Magnetoreseptor
Magnetoreseptor (rangsang medan magnet) prosesnya disebut magnetoresepsi contoh beberapa jenis hewan memiliki kemampuan untuk berorientasi terhadap medan magnetik bumi- navigasi utara-selatan. lebah madu untuk berkomunikasi-menemukan sumber makanan.
EFEKTOR
Efektor yaitu alat penghasil tanggapan ada yang terlihat gerakan tubuh dan TIDAK TERLIHAT sekresi hormon yang dihasilkan tergantung oleh jenis rangsang dan jenis efektor. Tanggapan perubahan gerak, sel mengandung sitoskeleton(aliran sitoplasmik) yang fungsinya untuk gerak.
Kontrakasi otot gerak relaksasi otot
Kontraksi selalu diikuti oleh relaksasi, kontraksi (proses aktif otot berpasangan kerja secara antagonis, relaksasi ( proses pasif otot berpasangan kerja secara antagonis) aktivitas berulang memerlukan Tulang atau Rangka: tempat bertumpu dan penahan tarikan otot.
SISTEM RANGKA HEWAN
Rangka Hidrostatik terdapat pada invertebrata yang bertubuh lunak, contoh: annelida. Fungsi, mirip dengan gerakan amuboid.Rangka Luar, terdapat di luar tubuh contoh: moluska dan Artropoda, Fungsi melindungi diri dan pelekatan otot. Rangka dalam terdapat di dalam tubuh, contoh: vertebrata, pada invertebrata rangka mengandung berbagai garam kalsium dan fungsi sama dengan hewan lain.
2. FISIOLOGI ENDOKRIN
Endokrinologi adalah 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.
Hormon adalah senyawa kimiayang ada dalam darah dengan kadar yang sangat rendah, fungsinya sebagai pengatur metabolisme jaringan disekresi langsung oleh sel khusus yaitu kelenjar endokrin. Sistem endokrin bekerjasama secara kooperatif dengan sistem saraf. sistem neuroendokrin sebagai fungsi kendali dan koordinasi fisiologis tubuh hewan. sistem neuroendokrin bekerjasama dengan sistem saraf dan sistem endokrin perbedaan cara kerjanya yaitu: sistem saraf, transmisi elektrik, waktu respons cepat sedangkan sistem endokrin, transmisi kimia , waktu respons lambat.
EFEK HORMON TERHADAP TUBUH HEWAN
Kelenjar endokrin menghasilkan hormon lalu bergabung dengan organ sasaran yang menghasilkan reseptor khusus membentuk ikatan sesuai dan tepat hal ini berpengaruh terhadap efek biologis dan efek biologis ini sangat berpengaruh sekali terhadap aktivitas kehidupan.
MEKANISME KERJA HORMON
Kelenjar endokrin menghasilkan hormon dan sel sasaran menghasilkan reseptor khusus kemudian antara hormon dan reseptor khusus membentuk aktivasi enzim didalam sel, reseptor sesuai dan tepat lalu diperantai oleh duta kedua (second messenger) menuju sel sasaran metabolisme dan fungsi sel aktif dan berpengaruh terhadap efek biologis.
KERJA HORMON BERDASARKAN KONSEP KLASIK
Aktivitas Tubuh
Hormon yang mengendalikan
Pencernaan dan fungsi metabolik yang terkait
Sekretin, gastrin, insulin, glukagon, noradrenalin, tiroksin, dan hormon dari korteks adrenal
Osmoregulasi, pengeluaran, dan metabolisme air dan garam Prolaktin, vasopresin, aldosteron
Metabolisme kalsium
Hormon paratiroid, kalsitonin
Pertumbuhan dan perubahan morfologis
*Hormon pertumbuhan, androgen dari korteks adrenal
*tiroksin (untuk metamorfosis amfibi)
*MSH (perubahan warna amfibi)
Organ dan proses reproduksi
FSH, LH, estrogen, progesteron, prolaktin, dan testosteron
Komponen penyusun organ endokrin terbagi menjadi dua yaitu, Sel neurosekretori terdapat pada hewan tingkat rendah, hewan Tingkat tinggi sedangkan sel endokrin sejati terdapat pada invertebrata dan vertebrata.
3. FISIOLOGI PENCERNAAN
Bahan makanan masuk kedalam sistem pencernaan digunakan dan diserap oleh tubuh hewan supaya homeostatisnya terjaga. Cara memperoleh makanan, berdasarkan kemampuannya dibagi menjadi dua yaitu, hewan heterotrof adalah Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain sedangkan hewan autotrof adalah hewan mesotrof adalah 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 pencernaannya dan kemampuan menyerap makanan itu sendiri. Hewan Primitif: tidak memiliki alat pencernaan makanan, cara mengambil makanan penyerapan atau pinositosis, makanan berupa zat organik terlarut, alat pencernaan makanan berupa vakuola makanan. Hewan tingkat rendah, tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan. Proses tahapan pencernaan: lisosom mensekresikan enzim pencernaan yang menyebabkan suasana berubah menjadi asam, terjadi pemisahan berbagai garam kalsium yang akan menciptakan kondisi pH yang tepat untuk enzim berfungsi, sehingga bahan makanan dapat diserap oleh sitoplasma, akhir proses pencernaan keadaan lingkungan menjadi netral. Bahan makanan yang tidak tercerna dikeluarkan melalui proses eksositosis . hewan tingkat tinggi, Makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik. Pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal (secara ekstraseluler). Sistem gastrointestinal tersusun atas berbagai organ yang secara fungsional dapat dibedakan menjadi empat bagian: daerah penyimpanan, daerah penerimaan, daerah pencernaan dan penyerapan nutrien, daerah penyerapan dan ekskresi.
PROSES PASCA PENYERAPAN 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 (Siklus Asam Sitrat)
• 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-hasil pencernaan tersebut selanjutnya diserap oleh sel epitel mukosa usus, dan diteruskan ke darah (langsung ke pembuluh darah atau melalui pembuluh lakteal terlebih dahulu) hingga akhirnya sampai ke sel tubuh
• Dalam sel, asam amino mengalami deaminasi, glukosa/gula dan gliserol mengalami glikolisis, dan asam lemak mengalami oksidasi beta
• Deaminasi, glikolisis, dan oksidasi beta tersebut menghasilkan berbagai bahan yang dibutuhkan untuk menyelenggarakan siklus asam sitrat (siklus Krebs) dan zat lain
• Deaminasi asam amino menghasilkan zat lain berupa NH3, yang dapat diubah menjadi urea
• Glikolisis menghasilkan zat lain berupa lemak, yang kemudian disimpan sebagai cadangan makanan.
• Oksidasi beta menghasilkan zat lain berupa badan-badan keton
• 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)
4. FISIOLOGI SIRKULASI
Pokok bahasan:
1. Sistem Sirkulasi
2. Komponen Sistem Sirkulasi
3. Sistem Sirkulasi Pada Hewan
4. Mekanisme Pertukaran Zat
1. Sistem Sirkulasi
Sistem Sirkulasi, makanan, sisa metabolisme, gas respiratori kemudian berdifusi melalui ruang antarsel dengan mudah, proses berlangsung sangat lambat.
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
2. Komponen Sirkulasi
Sistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama: jantung, pembuluh, cairan tubuh. Komponen penyusun sistem sirkulasi yang berfungsi sebagai pompa penggerak cairan tubuh di sepanjang pembuluh, dua jenis jantung: jantung Tubuler/Vaskuler, Jantung Berongga. Jantung beronggga terdapat pada hewan vertebrata sedangkan jantung tubuler terdapat pada hewan invertebrata Contoh Jantung Tubuler (Vaskuler) Pada Moluska.
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
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
Pembuluh darah yaitu 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 . Pembuluh kapiler hanya tersusun atas Tunika Intima Lapisan jaringan penyusun ketiga jenis pembuluh darah tersebut memperlihatkan komposisi yang bervariasi. Arteri Berfungsi untuk mengangkut darah yang keluar dari jantung, Kapiler berfungsi sebagai tempat terjadinya pertukaran gas dan zat lainnya antara pembuluh darah dan sel jaringan. Aliran darah dalam pembuluh vena dibantu oleh kontraksi otot dinding pembuluh vena, kontraksi otot lurik di sekitar pembuluh.
CAIRAN EKSTRASEL
Ditemukan pada berbagai tempat dengan sebutan yang berbeda: Cairan jaringan, Cairan darah, Cairan limfe, Hemolimfe. 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. Darah yaitu cairan dalam pembuluh darah yang beredar ke seluruh tubuh mulai dari jantung dan segera kembali ke jantung. Cairan darah tersusun atas, sel darah (eritrosit, leukosit, dan trombosit) dan plasma darah. Plasma darah memiliki komposisi sangat berbeda dari cairan intrasel yaitu mengandung protein penting dalam konsentrasi relatif rendah, antara 1,0 hingga 100-150 mg/ml. untuk menghasilkan tekanan osmotik koloid yang bekerja untuk reabsorpsi. Protein plasma pada Vertebrata tingkat tinggi dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: Fibrinogen: proses pembekuan darah, Globulin: reaksi imun dan transpor molekul, Albumin: mempertahankan volume plasma.
3. Sistem Sirkulasi Pada Hewan
Sistem Sirkulasi Pada Hewan dibagi menjadi dua: Sistem Sirkulasi Terbuka contoh molusca. Sirkulasi Tertutup contoh: vertebrata.Mekanisme Sistem 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.
4. Mekanisme Pertukaran Zat
Tekanan sistole dan diastole manusia adalah 120/80 mm Hg artinya darah yang dipompa oleh jantung memberikan tekanan sebesar 120 mm Hg. Pertukaran Zat antara Pembuluh Kapiler dan Cairan Ekstrasel, dinding kapiler yang semipermiabel dan tekanan darah yang lebih tinggi mendorong cairan ke luar dari pembuluh dengan ultrafiltrasi, namun protein plasma tetap dipertahankan dalam kapiler.
5. FISIOLOGI RESPIRASI
Pokok bahasan:
1. Sistem Respirasi
2. Organ Respirasi
3. Mekanisme Respirasi
4. Transport Zat dalam Sistem Respirasi
5. Pertukaran Zat dalam Sistem Respirasi
6. Sistem Respirasi Pada Berbagai Hewan
1. Sistem Respirasi
Sistem respirasi terdiri dari dua yaitu, respirasi eksternal dan respirasi internal
Respirasi seluler
Respirasi anaerob yaitu ATP dihasilkan tanpa oksigen ATP dan yang dihasilkan tidak banyak, sedangkan respirasi aerob yaitu ATP dihasilkan dengan oksigen dan ATP dihasilkan 36 - 38 molekul.
2. Organ Respirasi
Organ Respirasi dibagi menjadi organ respirasi hewan akuatik dan organ respirasi hewan terrestial. organ respirasi hewan akuatik ada yang berupa kulit termasuk hewan inaktif, dan adapula yang berupa insang, termasuk hewan aktif, jenis insang terbagi menjadi dua yaitu insang luar ( contoh: larva katak) dan insang dalam ( contoh: ikan). Organ respirasi ikan terdapat kantong udara. Fungsi:
• 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. Trakea yaitu organ pernafasan pada insekta. Paru-paru alveoler amfibia masih sederhana dan kurang elastis (juga digunakan kulit), aves (dilengkapi dengan buoyancy), reptil.
3.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. Inspirasi diikuti ekspirasi yang tidak memerlukan kontraksi otot, Berat dan struktur seluruh dinding thorax, elastisitas paru-paru dan dinding abdomen akan mengembalikan ke posisi.
4. Transpor Zat dalam Sistem Respirasi
Transpor O¬2 dan transpor CO¬2
Transpor Oksigen dalam darah terbagi dua ada yang diikat oleh pigmen respirasi, yang dimaksud pigmen respirasi disini adalah protein dalam sel darah atau plasma yang memiliki afinitas gabung tinggi terhadap oksigen, kemudian untuk meningkatkan kapasitas pengangkutan oksigen, terdapat pada invertebrata sederhana karena tingkat metabolisme yang rendah, sedangkan yang kedua ada yang terlarut dalam plasma darah terdapat pada Vertebrata karena tingkat metabolisme yang tinggi.
Transpor karbondioksida (CO2) hasil dari metabolisme sel yaitu CO2 yang dikeluarkan oleh tubuh, Menimbulkan gangguan fisiologis penting , CO2 sangat mudah berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang memiliki kekuatan untuk menciptakan kondisi asam.
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.
5. Pertukaran Zat dalam Sistem Respirasi
Pertukaran O2 dan CO2 Dalam Pernafasan
Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan.
Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian. Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.
Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh.
Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.
Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihat-kan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini :
Hb4 + O2 4 Hb O2
(oksihemoglobin) berwarna merah jernih.
Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan kadar O2dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi.
Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi.
Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104 mm hg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 – 40 mm hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mm hg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mm Hg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mm hg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas.
Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm Hg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah.
Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi kimia berikut:
C02 + H20 (karbonat anhidrase) H2CO3
Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.
Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara yakni sebagai berikut.
1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2).
2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2).
3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut.
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO-3
Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis.
6.Sistem Respirasi Pada Berbagai Hewan
Amfibia
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
Mammalia
Fase insiprasi proses aktif kontraksi otot inspiratori akibat tekanan udara negatif.
Fase ekspirasi merupakan proses pasif dan terjadi karena adanya relaksasi otot inspiratori dan pengerutan dinding alveoli.
Organisme mengalami dua rangsangan yakni, rangsangan dari dalam dan dari luar. Alat terima (reseptor), tanggap (efektor). Saraf sensorik, reseptor transduser mengubah bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Energi reseptor perubahan elektrokimia energi listrik, potensial aksi.
Cara Berfungsi Potensial Aksi: Rangsang Reseptor Rangsang besar
Proses direseptor Membran Reseptor terjadi peristiwa elektorkimia yang menyebabkan potensial aksi yang kemudian kedua potensial itu disebut potensial generator. Reseptor besar melalui membran sel lainnya dan membran sebelahnya yaitu sel saraf aferen. Cara kerja reseptor contoh, mekanoreseptor. Mekanoreseptor mempunyai pintu ion. Pintu ion dibedakan menjadi dua : terbuka, tertutup. Hal ini disebut deformasi mekanik. Deformasi mekanik ialah perubahan bentuk protein penyusun pintu ion akibat rangsang mekanik, misalnya sentuhan/peningkatan tekanan. Bentuk fisik protein penyusunan pintu ion berubah sedemikian rupa sehingga pintu untuk ion tertentu akan terbuka. Rangsang mempunyai hubungan yang rumit dan erat dengan tanggapan, kekuatan rangsangan kekuatan tanggapan sehingga terjadi perbedaan kemampuan reseptor beradaptasi terhadap rangsang, ada reseptor yang beradaptasi dengan cepat (adaptasi fisik). Reseptor beradaptasi sangat lambat (adaptasi tonik).Proses terjadinya : melalui deformasi mekanik. Kemudian pembukuan pintu ion Na sel menjadi polarisasi membran. Reseptor berdasarkan jenis rangsangan: Kemoreseptor, Termoreseptor, Mekanoreseptor, Fotoreseptor, Magnetoreseptor, Elektroreseptor.
Kemoreseptor
Bahan kimia terjadi interaksi kemoreseptor, proses interaksinya yaitu : membentuk kompleks bahan kimia kemoreseptor di sini terjadi peristiwa elektrokimia Potensial Aksi Potensial Reseptor.Di potensial aksi potensial reseptor besar melalui membran sebelahnya sel aferen terjadi tanggapan. Contoh lain kemoreseptor: pada invertebrata, Mulut antena kaki rambut/duri sensoris neuron (gula, air, garam, senyawa). Vertebrata, pengecap pembau makan/minum seks reproduksi.
Mekanoreseptor
Deformasi mekanik kemudian terjadi pembukaan pintu ion Na+ masuk kedalam sel lalu terjadi depolarisasi membran mekanoreseptor potensial lokal lalu diijalarkan oleh sistem saraf potensial generator pelepasan neutrotransmitor terjadi perubahan elektrokimia. Depolarisasi sel saraf sensoris potensial aksi menjalar ke efektor tangggapan. Contoh mekanoreseptor: proses penerimaan rangsang berupa gelombang suara. Proses pendengaran mekanoreseptor, gelombang suara reseptor masuk kedalam alat dengar menggetarkan membran timpani melakukan getaran didalam maleus, inkus, dan stapes, getaran gelombang pada cairan limfe kemudian depolarisasi sel rambut pendengaran lalu melepaskan neurotransmiter sel saraf pendengaran (saraf auditorius), sel mangalami depolarisasi Impuls dijalarkan pusat pendengaran di otak, potensial aksi diterjemahkan dan mendengar. Mekanoreseptor pada invertebrata, Mekanoreseptor untuk menerima rangsang yaitu, tekanan, suara, gerakan.Mekanoreseptor pada invertebrata terdapat pada permukaan tubuhnya informasi mengenai: arah angin, orientasi tubuh saat berada di ruangan, orientasi kecepatan gerakan dan suara. Mekanoreseptor pada Vertebrata, mekanoreseptor untuk: memantau panjang otot, alat pendengaran, organ keseimbangan, organ pendengaran, silia pada sel reseptor sensoris, reseptor proses mendengar.
Termoreseptor
Rangsang suhu termoreseptor, proses dari termoreseptor disebut termoresepsi yaitu proses mengenali suhu tinggi dan rendah serta perubahan suhu lingkungan contoh insekta: pada antena dan kaki, mamalia: di kulit dan hipotalamus. Apabila Suhu naik struktur protein dan enzim akan terganggu dan tidak berfungsi kemudian reaksi metabolik terganggu.
Fotoreseptor
Fotoreseptor (Cahaya rangsang) prosesnya disebut fotoresepsi. Struktur Fotoreseptor Hewan sederhana → eye-spot. Vertebrata → rumit dan terorganisasi. Perbedaan cara kerja terletak pada jenis rangsang yang dapat diterimanya. Sinar matahariSel Fotoreseptor vertebrata mengandung rodopsin kemudian SEL TERDEPOLARISASI lalu RODOPSIN BERUBAH.
Elektroreseptor
Elektroreseptor (rangsang listrik) prosesnya disebut elektroresepsi . Medan Listrik dihasilkan dari aktivitas otot- organ listrik- hewan akuatik mampu dideteksi untuk pertahanan diri.
Magnetoreseptor
Magnetoreseptor (rangsang medan magnet) prosesnya disebut magnetoresepsi contoh beberapa jenis hewan memiliki kemampuan untuk berorientasi terhadap medan magnetik bumi- navigasi utara-selatan. lebah madu untuk berkomunikasi-menemukan sumber makanan.
EFEKTOR
Efektor yaitu alat penghasil tanggapan ada yang terlihat gerakan tubuh dan TIDAK TERLIHAT sekresi hormon yang dihasilkan tergantung oleh jenis rangsang dan jenis efektor. Tanggapan perubahan gerak, sel mengandung sitoskeleton(aliran sitoplasmik) yang fungsinya untuk gerak.
Kontrakasi otot gerak relaksasi otot
Kontraksi selalu diikuti oleh relaksasi, kontraksi (proses aktif otot berpasangan kerja secara antagonis, relaksasi ( proses pasif otot berpasangan kerja secara antagonis) aktivitas berulang memerlukan Tulang atau Rangka: tempat bertumpu dan penahan tarikan otot.
SISTEM RANGKA HEWAN
Rangka Hidrostatik terdapat pada invertebrata yang bertubuh lunak, contoh: annelida. Fungsi, mirip dengan gerakan amuboid.Rangka Luar, terdapat di luar tubuh contoh: moluska dan Artropoda, Fungsi melindungi diri dan pelekatan otot. Rangka dalam terdapat di dalam tubuh, contoh: vertebrata, pada invertebrata rangka mengandung berbagai garam kalsium dan fungsi sama dengan hewan lain.
2. FISIOLOGI ENDOKRIN
Endokrinologi adalah 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.
Hormon adalah senyawa kimiayang ada dalam darah dengan kadar yang sangat rendah, fungsinya sebagai pengatur metabolisme jaringan disekresi langsung oleh sel khusus yaitu kelenjar endokrin. Sistem endokrin bekerjasama secara kooperatif dengan sistem saraf. sistem neuroendokrin sebagai fungsi kendali dan koordinasi fisiologis tubuh hewan. sistem neuroendokrin bekerjasama dengan sistem saraf dan sistem endokrin perbedaan cara kerjanya yaitu: sistem saraf, transmisi elektrik, waktu respons cepat sedangkan sistem endokrin, transmisi kimia , waktu respons lambat.
EFEK HORMON TERHADAP TUBUH HEWAN
Kelenjar endokrin menghasilkan hormon lalu bergabung dengan organ sasaran yang menghasilkan reseptor khusus membentuk ikatan sesuai dan tepat hal ini berpengaruh terhadap efek biologis dan efek biologis ini sangat berpengaruh sekali terhadap aktivitas kehidupan.
MEKANISME KERJA HORMON
Kelenjar endokrin menghasilkan hormon dan sel sasaran menghasilkan reseptor khusus kemudian antara hormon dan reseptor khusus membentuk aktivasi enzim didalam sel, reseptor sesuai dan tepat lalu diperantai oleh duta kedua (second messenger) menuju sel sasaran metabolisme dan fungsi sel aktif dan berpengaruh terhadap efek biologis.
KERJA HORMON BERDASARKAN KONSEP KLASIK
Aktivitas Tubuh
Hormon yang mengendalikan
Pencernaan dan fungsi metabolik yang terkait
Sekretin, gastrin, insulin, glukagon, noradrenalin, tiroksin, dan hormon dari korteks adrenal
Osmoregulasi, pengeluaran, dan metabolisme air dan garam Prolaktin, vasopresin, aldosteron
Metabolisme kalsium
Hormon paratiroid, kalsitonin
Pertumbuhan dan perubahan morfologis
*Hormon pertumbuhan, androgen dari korteks adrenal
*tiroksin (untuk metamorfosis amfibi)
*MSH (perubahan warna amfibi)
Organ dan proses reproduksi
FSH, LH, estrogen, progesteron, prolaktin, dan testosteron
Komponen penyusun organ endokrin terbagi menjadi dua yaitu, Sel neurosekretori terdapat pada hewan tingkat rendah, hewan Tingkat tinggi sedangkan sel endokrin sejati terdapat pada invertebrata dan vertebrata.
3. FISIOLOGI PENCERNAAN
Bahan makanan masuk kedalam sistem pencernaan digunakan dan diserap oleh tubuh hewan supaya homeostatisnya terjaga. Cara memperoleh makanan, berdasarkan kemampuannya dibagi menjadi dua yaitu, hewan heterotrof adalah Kemampuannya untuk mensintesis senyawa organik sangat terbatas dan berusaha memenuhi semua kebutuhannya dari tumbuhan dan hewan lain sedangkan hewan autotrof adalah hewan mesotrof adalah 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 pencernaannya dan kemampuan menyerap makanan itu sendiri. Hewan Primitif: tidak memiliki alat pencernaan makanan, cara mengambil makanan penyerapan atau pinositosis, makanan berupa zat organik terlarut, alat pencernaan makanan berupa vakuola makanan. Hewan tingkat rendah, tidak ada organ pencernaan dan pencernaannya secara intraseluler terjadi di dalam vakuola makanan. Proses tahapan pencernaan: lisosom mensekresikan enzim pencernaan yang menyebabkan suasana berubah menjadi asam, terjadi pemisahan berbagai garam kalsium yang akan menciptakan kondisi pH yang tepat untuk enzim berfungsi, sehingga bahan makanan dapat diserap oleh sitoplasma, akhir proses pencernaan keadaan lingkungan menjadi netral. Bahan makanan yang tidak tercerna dikeluarkan melalui proses eksositosis . hewan tingkat tinggi, Makanan dicerna di dalam saluran yang sudah berkembang dengan baik. Pencernaan makanan berlangsung di dalam organ gastrointestinal (secara ekstraseluler). Sistem gastrointestinal tersusun atas berbagai organ yang secara fungsional dapat dibedakan menjadi empat bagian: daerah penyimpanan, daerah penerimaan, daerah pencernaan dan penyerapan nutrien, daerah penyerapan dan ekskresi.
PROSES PASCA PENYERAPAN 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 (Siklus Asam Sitrat)
• 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-hasil pencernaan tersebut selanjutnya diserap oleh sel epitel mukosa usus, dan diteruskan ke darah (langsung ke pembuluh darah atau melalui pembuluh lakteal terlebih dahulu) hingga akhirnya sampai ke sel tubuh
• Dalam sel, asam amino mengalami deaminasi, glukosa/gula dan gliserol mengalami glikolisis, dan asam lemak mengalami oksidasi beta
• Deaminasi, glikolisis, dan oksidasi beta tersebut menghasilkan berbagai bahan yang dibutuhkan untuk menyelenggarakan siklus asam sitrat (siklus Krebs) dan zat lain
• Deaminasi asam amino menghasilkan zat lain berupa NH3, yang dapat diubah menjadi urea
• Glikolisis menghasilkan zat lain berupa lemak, yang kemudian disimpan sebagai cadangan makanan.
• Oksidasi beta menghasilkan zat lain berupa badan-badan keton
• 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)
4. FISIOLOGI SIRKULASI
Pokok bahasan:
1. Sistem Sirkulasi
2. Komponen Sistem Sirkulasi
3. Sistem Sirkulasi Pada Hewan
4. Mekanisme Pertukaran Zat
1. Sistem Sirkulasi
Sistem Sirkulasi, makanan, sisa metabolisme, gas respiratori kemudian berdifusi melalui ruang antarsel dengan mudah, proses berlangsung sangat lambat.
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
2. Komponen Sirkulasi
Sistem sirkulasi tersusun atas 3 komponen utama: jantung, pembuluh, cairan tubuh. Komponen penyusun sistem sirkulasi yang berfungsi sebagai pompa penggerak cairan tubuh di sepanjang pembuluh, dua jenis jantung: jantung Tubuler/Vaskuler, Jantung Berongga. Jantung beronggga terdapat pada hewan vertebrata sedangkan jantung tubuler terdapat pada hewan invertebrata Contoh Jantung Tubuler (Vaskuler) Pada Moluska.
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
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
Pembuluh darah yaitu 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 . Pembuluh kapiler hanya tersusun atas Tunika Intima Lapisan jaringan penyusun ketiga jenis pembuluh darah tersebut memperlihatkan komposisi yang bervariasi. Arteri Berfungsi untuk mengangkut darah yang keluar dari jantung, Kapiler berfungsi sebagai tempat terjadinya pertukaran gas dan zat lainnya antara pembuluh darah dan sel jaringan. Aliran darah dalam pembuluh vena dibantu oleh kontraksi otot dinding pembuluh vena, kontraksi otot lurik di sekitar pembuluh.
CAIRAN EKSTRASEL
Ditemukan pada berbagai tempat dengan sebutan yang berbeda: Cairan jaringan, Cairan darah, Cairan limfe, Hemolimfe. 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. Darah yaitu cairan dalam pembuluh darah yang beredar ke seluruh tubuh mulai dari jantung dan segera kembali ke jantung. Cairan darah tersusun atas, sel darah (eritrosit, leukosit, dan trombosit) dan plasma darah. Plasma darah memiliki komposisi sangat berbeda dari cairan intrasel yaitu mengandung protein penting dalam konsentrasi relatif rendah, antara 1,0 hingga 100-150 mg/ml. untuk menghasilkan tekanan osmotik koloid yang bekerja untuk reabsorpsi. Protein plasma pada Vertebrata tingkat tinggi dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: Fibrinogen: proses pembekuan darah, Globulin: reaksi imun dan transpor molekul, Albumin: mempertahankan volume plasma.
3. Sistem Sirkulasi Pada Hewan
Sistem Sirkulasi Pada Hewan dibagi menjadi dua: Sistem Sirkulasi Terbuka contoh molusca. Sirkulasi Tertutup contoh: vertebrata.Mekanisme Sistem 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.
4. Mekanisme Pertukaran Zat
Tekanan sistole dan diastole manusia adalah 120/80 mm Hg artinya darah yang dipompa oleh jantung memberikan tekanan sebesar 120 mm Hg. Pertukaran Zat antara Pembuluh Kapiler dan Cairan Ekstrasel, dinding kapiler yang semipermiabel dan tekanan darah yang lebih tinggi mendorong cairan ke luar dari pembuluh dengan ultrafiltrasi, namun protein plasma tetap dipertahankan dalam kapiler.
5. FISIOLOGI RESPIRASI
Pokok bahasan:
1. Sistem Respirasi
2. Organ Respirasi
3. Mekanisme Respirasi
4. Transport Zat dalam Sistem Respirasi
5. Pertukaran Zat dalam Sistem Respirasi
6. Sistem Respirasi Pada Berbagai Hewan
1. Sistem Respirasi
Sistem respirasi terdiri dari dua yaitu, respirasi eksternal dan respirasi internal
Respirasi seluler
Respirasi anaerob yaitu ATP dihasilkan tanpa oksigen ATP dan yang dihasilkan tidak banyak, sedangkan respirasi aerob yaitu ATP dihasilkan dengan oksigen dan ATP dihasilkan 36 - 38 molekul.
2. Organ Respirasi
Organ Respirasi dibagi menjadi organ respirasi hewan akuatik dan organ respirasi hewan terrestial. organ respirasi hewan akuatik ada yang berupa kulit termasuk hewan inaktif, dan adapula yang berupa insang, termasuk hewan aktif, jenis insang terbagi menjadi dua yaitu insang luar ( contoh: larva katak) dan insang dalam ( contoh: ikan). Organ respirasi ikan terdapat kantong udara. Fungsi:
• 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. Trakea yaitu organ pernafasan pada insekta. Paru-paru alveoler amfibia masih sederhana dan kurang elastis (juga digunakan kulit), aves (dilengkapi dengan buoyancy), reptil.
3.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. Inspirasi diikuti ekspirasi yang tidak memerlukan kontraksi otot, Berat dan struktur seluruh dinding thorax, elastisitas paru-paru dan dinding abdomen akan mengembalikan ke posisi.
4. Transpor Zat dalam Sistem Respirasi
Transpor O¬2 dan transpor CO¬2
Transpor Oksigen dalam darah terbagi dua ada yang diikat oleh pigmen respirasi, yang dimaksud pigmen respirasi disini adalah protein dalam sel darah atau plasma yang memiliki afinitas gabung tinggi terhadap oksigen, kemudian untuk meningkatkan kapasitas pengangkutan oksigen, terdapat pada invertebrata sederhana karena tingkat metabolisme yang rendah, sedangkan yang kedua ada yang terlarut dalam plasma darah terdapat pada Vertebrata karena tingkat metabolisme yang tinggi.
Transpor karbondioksida (CO2) hasil dari metabolisme sel yaitu CO2 yang dikeluarkan oleh tubuh, Menimbulkan gangguan fisiologis penting , CO2 sangat mudah berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang memiliki kekuatan untuk menciptakan kondisi asam.
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.
5. Pertukaran Zat dalam Sistem Respirasi
Pertukaran O2 dan CO2 Dalam Pernafasan
Jumlah oksigen yang diambil melalui udara pernapasan tergantung pada kebutuhan dan hal tersebut biasanya dipengaruhi oleh jenis pekerjaan, ukuran tubuh, serta jumlah maupun jenis bahan makanan yang dimakan.
Pekerja-pekerja berat termasuk atlit lebih banyak membutuhkan oksigen dibanding pekerja ringan. Demikian juga seseorang yang memiliki ukuran tubuh lebih besar dengan sendirinya membutuhkan oksigen lebih banyak. Selanjutnya, seseorang yang memiliki kebiasaan memakan lebih banyak daging akan membutuhkan lebih banyak oksigen daripada seorang vegetarian. Dalam keadaan biasa, manusia membutuhkan sekitar 300 cc oksigen sehari (24 jam) atau sekitar 0,5 cc tiap menit. Kebutuhan tersebut berbanding lurus dengan volume udara inspirasi dan ekspirasi biasa kecuali dalam keadaan tertentu saat konsentrasi oksigen udara inspirasi berkurang atau karena sebab lain, misalnya konsentrasi hemoglobin darah berkurang.
Oksigen yang dibutuhkan berdifusi masuk ke darah dalam kapiler darah yang menyelubungi alveolus. Selanjutnya, sebagian besar oksigen diikat oleh zat warna darah atau pigmen darah (hemoglobin) untuk diangkut ke sel-sel jaringan tubuh.
Hemoglobin yang terdapat dalam butir darah merah atau eritrosit ini tersusun oleh senyawa hemin atau hematin yang mengandung unsur besi dan globin yang berupa protein.
Secara sederhana, pengikatan oksigen oleh hemoglobin dapat diperlihat-kan menurut persamaan reaksi bolak-balik berikut ini :
Hb4 + O2 4 Hb O2
(oksihemoglobin) berwarna merah jernih.
Reaksi di atas dipengaruhi oleh kadar O2, kadar CO2, tekanan O2 (P O2), perbedaan kadar O2dalam jaringan, dan kadar O2 di udara. Proses difusi oksigen ke dalam arteri demikian juga difusi CO2 dari arteri dipengaruhi oleh tekanan O2 dalam udara inspirasi.
Tekanan seluruh udara lingkungan sekitar 1 atmosfir atau 760 mm Hg, sedangkan tekanan O2 di lingkungan sekitar 160 mm Hg. Tekanan oksigen di lingkungan lebih tinggi dari pada tekanan oksigen dalam alveolus paru-paru dan arteri yang hanya 104 mm Hg. Oleh karena itu oksigen dapat masuk ke paru-paru secara difusi.
Dari paru-paru, O2 akan mengalir lewat vena pulmonalis yang tekanan O2 nya 104 mm; menuju ke jantung. Dari jantung O2 mengalir lewat arteri sistemik yang tekanan O2 nya 104 mm hg menuju ke jaringan tubuh yang tekanan O2 nya 0 – 40 mm hg. Di jaringan, O2 ini akan dipergunakan. Dari jaringan CO2 akan mengalir lewat vena sistemik ke jantung. Tekanan CO2 di jaringan di atas 45 mm hg, lebih tinggi dibandingkan vena sistemik yang hanya 45 mm Hg. Dari jantung, CO2 mengalir lewat arteri pulmonalis yang tekanan O2 nya sama yaitu 45 mm hg. Dari arteri pulmonalis CO2 masuk ke paru-paru lalu dilepaskan ke udara bebas.
Berapa minimal darah yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan oksigen pada jaringan? Setiap 100 mm3 darah dengan tekanan oksigen 100 mm Hg dapat mengangkut 19 cc oksigen. Bila tekanan oksigen hanya 40 mm Hg maka hanya ada sekitar 12 cc oksigen yang bertahan dalam darah vena. Dengan demikian kemampuan hemoglobin untuk mengikat oksigen adalah 7 cc per 100 mm3 darah.
Pengangkutan sekitar 200 mm3 C02 keluar tubuh umumnya berlangsung menurut reaksi kimia berikut:
C02 + H20 (karbonat anhidrase) H2CO3
Tiap liter darah hanya dapat melarutkan 4,3 cc CO2 sehingga mempengaruhi pH darah menjadi 4,5 karena terbentuknya asam karbonat.
Pengangkutan CO2 oleh darah dapat dilaksanakan melalui 3 Cara yakni sebagai berikut.
1. Karbon dioksida larut dalam plasma, dan membentuk asam karbonat dengan enzim anhidrase (7% dari seluruh CO2).
2. Karbon dioksida terikat pada hemoglobin dalam bentuk karbomino hemoglobin (23% dari seluruh CO2).
3. Karbon dioksida terikat dalam gugus ion bikarbonat (HCO3) melalui proses berantai pertukaran klorida (70% dari seluruh CO2). Reaksinya adalah sebagai berikut.
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO-3
Gangguan terhadap pengangkutan CO2 dapat mengakibatkan munculnya gejala asidosis karena turunnya kadar basa dalam darah. Hal tersebut dapat disebabkan karena keadaan Pneumoni. Sebaliknya apabila terjadi akumulasi garam basa dalam darah maka muncul gejala alkalosis.
6.Sistem Respirasi Pada Berbagai Hewan
Amfibia
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
Mammalia
Fase insiprasi proses aktif kontraksi otot inspiratori akibat tekanan udara negatif.
Fase ekspirasi merupakan proses pasif dan terjadi karena adanya relaksasi otot inspiratori dan pengerutan dinding alveoli.
Kamis, 21 Oktober 2010
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL MIKROBA
Sel adalah unit fisik terkecil dari organisme 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). Tipe sel prokariotik diantaranya: mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik, beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran 0,4-0,7µ diameternya dan panjangnya 2-3µ, tidak mempunyai organela seperti mitokondria, khloroplas, dan aparat golgi, inti sel prokariotik tidak mempunyai membran, bahan genetis terdapat di dalam sitoplasma, berupa untaian ganda (double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup, kromosom bakteri pada umumnya hanya satu.Sedangkan sel prokariotik tidak seluruhnya membutuhkan oksigen, misalnya pada bakteri anaerob. 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. Tipe sel eukariotik diantaranya: Sel eukariotik mempunyai inti sejati yang diselimuti membran inti, inti sel mengandung bahan genetis berupa genome/DNA yang tersusun dalam suatu kromosom, di dalam kromosom terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu protein yang disebut histon, kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses mitosis.
Struktur Sel
Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers), DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom ,Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis.Membran Sel Prokariotik Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob.Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik, Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah, Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel, 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, 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.
Struktur Sel
Inti sel eukariotik pada interfase dikelilingi oleh suatu membran yang terdiri atas 2 lapisan lemak (lipid bilayers), DNA pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom ,Pembelahan inti dari satu menjadi dua anak inti dikenal sebagai mitosis.Membran Sel Prokariotik Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob.Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik, Dinding sel bakteri bersifat agak elastis dan tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah, Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel, 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, 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.
SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROBIOLOGI
Leeuwenhoek (1633-1723) diketahuinya dunia mikroba yang disebut sebagai animalculus atau hewan kecil. Aimalculus adalah jenis-jenis mikroba seperti protozoa, algae, khamir, dan bakteri.
Teori dan pendapat
Teori Abiogenesis berpendapat bahwa animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati, Doktrin Abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance, kemajuan pengetahuan mengenai mikroba, diakibatkan semakin lama doktrin menjadi tidak terbukti.
Teori Biogenesis berpendapat bahwa Animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara. untuk mempertahankan pendapat, penganut teori membuktikan dengan berbagai percobaan.
Francesco Redi (1626-1697) kesimpulan: bahwa ulat tidak secara spontan berkembang dari daging, belatung pada daging busuk berasal dari telur lalat bukan berasal dari daging itu sendiri.
Lazaro spalanzzani (1729-1799) pada percobaan menggunakan kaldu ternyata pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh, Mikroba tidak muncul dengan sendirinya, perkembangan mikroba di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut.
Louise Pasteur (1822-1895) Pasteurisasi adalah cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang lebih 62oC.Sterilisasi adalah cara untuk mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan tinggi. Penemuan bakteri berspora yang dikemukakan john tyndall (1820-1893) Tyndallisasi adalah pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali. Peran mikroba dalam transformasi bahan organik mikroba mengalami perubahan susunan kimianya, dan perubahannya disebut Fermentasi (pengkhamiran) Pembusukan (putrefaction). Pasteur (1875-1876) meneliti tentang proses fermentasi dalam pembuatan anggur dari gula bit, menghasilkan anggur yang masam.
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. Mikroba penyebab penyakit Pasteur (1875-1876) kerusakan pada minuman anggur oleh mikrobia, penyakit bir.
Penemuan virus oleh 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.
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 . Penggunaan mikroba untuk proses klasik yaitu, khamir untuk membuat anggur dan roti, bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir, bakteri asam asetat untuk vinegar, jamur Aspergillus sp. untuk kecap, jamur Rhizopus sp. untuk tempe. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik yaitu, penisilin oleh jamur Penicillium sp., streptomisin oleh Actinomysetes streptomyces sp. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru yaitu, karotenoid dan steroid oleh jamur, asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum, pembuatan enzim amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain.
Teori dan pendapat
Teori Abiogenesis berpendapat bahwa animalculus timbul dengan sendirinya dari bahan-bahan mati, Doktrin Abiogenesis dianut sampai jaman Renaissance, kemajuan pengetahuan mengenai mikroba, diakibatkan semakin lama doktrin menjadi tidak terbukti.
Teori Biogenesis berpendapat bahwa Animalculus terbentuk dari “benih” animalculus yang selalu berada di udara. untuk mempertahankan pendapat, penganut teori membuktikan dengan berbagai percobaan.
Francesco Redi (1626-1697) kesimpulan: bahwa ulat tidak secara spontan berkembang dari daging, belatung pada daging busuk berasal dari telur lalat bukan berasal dari daging itu sendiri.
Lazaro spalanzzani (1729-1799) pada percobaan menggunakan kaldu ternyata pemanasan dapat menyebabkan animalculus tidak tumbuh, Mikroba tidak muncul dengan sendirinya, perkembangan mikroba di dalam suatu bahan, dalam arti terbatas menyebabkan terjadinya perubahan kimiawi pada bahan tersebut.
Louise Pasteur (1822-1895) Pasteurisasi adalah cara untuk mematikan beberapa jenis mikroba tertentu dengan menggunakan uap air panas, suhunya kurang lebih 62oC.Sterilisasi adalah cara untuk mematikan mikroba dengan pemanasan dan tekanan tinggi. Penemuan bakteri berspora yang dikemukakan john tyndall (1820-1893) Tyndallisasi adalah pemanasan yang terputus dan diulang beberapa kali. Peran mikroba dalam transformasi bahan organik mikroba mengalami perubahan susunan kimianya, dan perubahannya disebut Fermentasi (pengkhamiran) Pembusukan (putrefaction). Pasteur (1875-1876) meneliti tentang proses fermentasi dalam pembuatan anggur dari gula bit, menghasilkan anggur yang masam.
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. Mikroba penyebab penyakit Pasteur (1875-1876) kerusakan pada minuman anggur oleh mikrobia, penyakit bir.
Penemuan virus oleh 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.
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 . Penggunaan mikroba untuk proses klasik yaitu, khamir untuk membuat anggur dan roti, bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir, bakteri asam asetat untuk vinegar, jamur Aspergillus sp. untuk kecap, jamur Rhizopus sp. untuk tempe. Penggunaan mikroba untuk produksi antibiotik yaitu, penisilin oleh jamur Penicillium sp., streptomisin oleh Actinomysetes streptomyces sp. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru yaitu, karotenoid dan steroid oleh jamur, asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum, pembuatan enzim amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain.
PENGERTIAN MIKROBIOLOGI DAN MIKROBA
a. Pengertian Mikrobiologi
Mikrobiologi adalah adalah salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi: virus, bakteri, archaea, protozoa, algae, fungi.
Menurut Wikipedia pengertian mikrobologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea. Virus sering juga dimasukkan walaupun sebenarnya tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup.
Beberapa mikroba (algae dan fungi) yang berukuran cukup besar dan dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi masih dimasukan dalam kajian mikrobiologi karenateknik yang sama (isolasi, sterilisasi, dan penumbuhan pada media artifisial) digunakan untuk mempelajarinya. Mikrobiologi dapat dibedakan menjadi beberapa sub disiplin berdasarkan berbagai macam orientasi: Orientasi taksoomi, orientasi habitat dan orientasi problema. Orientasi taksonomi meliputi: virology, bakteriologi, mikologi, fikologi/ algologi, protozoologi. Orientasi Habitat meliputi: Mikrobiologi air, mikrobiologi tanah, dan mikrobiologi laut. Orientasi Problema meliputi: ekologi mikroba, Mikrobiologi patogenik, mikrobiologi pertanian, mikrobiologi industry, mikrobiologi geologi.
Lapangan mikrobologi terapan: mikrobiologi kedokteran, akuatik, aeromikrobiologi, mikrobiologi makanan, pertanian, industri, eksomikrobiologi, dan mikrobiologi geokimia.
b. Pengertian Mikroba
Jasad hidup yang ukurannya kecil disebut mikroba/ mikroorganisme/jasad renik. Syarat mikroba tumbuh: ada sel hidup, ada sumber energy, ada nutrisi dan faktor pertumbuhan , tidak ada inhibitor atau toksin. Penggolongan mikroba diantara jasad hidup, secara klasik jasad hidup dapat digolongkan menjadi dunia tumbuhan dan binatang, mikroba ukurannya sangat kecil sulit untuk digolongkan kedalam plantae atau animalia. Menurut teori evolusi, setiap jasad hidup berkembang menuju ke sifat plantae dan atau animalia. Hal ini digambarkan sebagai pengelompokan jasad berturut-turut oleh Haeckel, Whittaker, dan Woese. Ciri umum mikroba di alam secara umum berperan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu virus. Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau submikroskopik dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Struktur virus terutama terdiri dari bahan genetik Virus bukan berbentuk sel dan tidak dapat membentuk energi sendiri serta tidak dapat berbiak tanpa menggunakan jasad hidup lain. Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid, yaitu bahan genetik RNA yang bersifat infeksius (dapat menginfeksi) sel inang viroid membawa sifat genetiknya sendiri yang dapat diekspresikan di dalam sel inang jasad yang lebih sederhana dari virus adalah prion, yang terdiri suatu molekul protein yang infeksius kenyataan ini merupakan perkecualian sistem biologi, sebab prion menyimpan sifat genetiknya di dalam rantaian polipeptida, bukan di dalam RNA atau DNA. Prion dapat menggandakan diri di dalam sel inang dengan mekanisme yang belum diketahui dengan jelas. Diversitas kehidupan mikroba yaitu, thermofilik, psikrofilik, acidofilik, alkalofilik, halofilik, barofilik, radiofilik, anaerobic obligat.
Mikrobiologi adalah adalah salah satu cabang biologi yang menelaah mengenai organisme hidup berukuran mikroskopis yang meliputi: virus, bakteri, archaea, protozoa, algae, fungi.
Menurut Wikipedia pengertian mikrobologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme. Objek kajiannya biasanya adalah semua makhluk (hidup) yang perlu dilihat dengan mikroskop, khususnya bakteri, fungi, alga mikroskopik, protozoa, dan Archaea. Virus sering juga dimasukkan walaupun sebenarnya tidak sepenuhnya dapat dianggap sebagai makhluk hidup.
Beberapa mikroba (algae dan fungi) yang berukuran cukup besar dan dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi masih dimasukan dalam kajian mikrobiologi karenateknik yang sama (isolasi, sterilisasi, dan penumbuhan pada media artifisial) digunakan untuk mempelajarinya. Mikrobiologi dapat dibedakan menjadi beberapa sub disiplin berdasarkan berbagai macam orientasi: Orientasi taksoomi, orientasi habitat dan orientasi problema. Orientasi taksonomi meliputi: virology, bakteriologi, mikologi, fikologi/ algologi, protozoologi. Orientasi Habitat meliputi: Mikrobiologi air, mikrobiologi tanah, dan mikrobiologi laut. Orientasi Problema meliputi: ekologi mikroba, Mikrobiologi patogenik, mikrobiologi pertanian, mikrobiologi industry, mikrobiologi geologi.
Lapangan mikrobologi terapan: mikrobiologi kedokteran, akuatik, aeromikrobiologi, mikrobiologi makanan, pertanian, industri, eksomikrobiologi, dan mikrobiologi geokimia.
b. Pengertian Mikroba
Jasad hidup yang ukurannya kecil disebut mikroba/ mikroorganisme/jasad renik. Syarat mikroba tumbuh: ada sel hidup, ada sumber energy, ada nutrisi dan faktor pertumbuhan , tidak ada inhibitor atau toksin. Penggolongan mikroba diantara jasad hidup, secara klasik jasad hidup dapat digolongkan menjadi dunia tumbuhan dan binatang, mikroba ukurannya sangat kecil sulit untuk digolongkan kedalam plantae atau animalia. Menurut teori evolusi, setiap jasad hidup berkembang menuju ke sifat plantae dan atau animalia. Hal ini digambarkan sebagai pengelompokan jasad berturut-turut oleh Haeckel, Whittaker, dan Woese. Ciri umum mikroba di alam secara umum berperan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu virus. Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau submikroskopik dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Struktur virus terutama terdiri dari bahan genetik Virus bukan berbentuk sel dan tidak dapat membentuk energi sendiri serta tidak dapat berbiak tanpa menggunakan jasad hidup lain. Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid, yaitu bahan genetik RNA yang bersifat infeksius (dapat menginfeksi) sel inang viroid membawa sifat genetiknya sendiri yang dapat diekspresikan di dalam sel inang jasad yang lebih sederhana dari virus adalah prion, yang terdiri suatu molekul protein yang infeksius kenyataan ini merupakan perkecualian sistem biologi, sebab prion menyimpan sifat genetiknya di dalam rantaian polipeptida, bukan di dalam RNA atau DNA. Prion dapat menggandakan diri di dalam sel inang dengan mekanisme yang belum diketahui dengan jelas. Diversitas kehidupan mikroba yaitu, thermofilik, psikrofilik, acidofilik, alkalofilik, halofilik, barofilik, radiofilik, anaerobic obligat.
Langganan:
Postingan (Atom)