Biologi umum

MAKALAH ORGANISME AUTOTROF

Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah BIOLOGI UMUM

 

Dosen Pengampu Mata Kuliah : Dra. St. A . Widayati, M.Pd

Oleh :

MATEMATIKA ( 2013 C / Sore )

1. Imam Abadi                                              ( 1331037 )

2. M. Ali Murtadho                                      ( 1331052 )

3. Rizul Nurmalita Sari                                ( 1331093 )

4. Syafa’atul Ilmiah                                      ( 1331101 )

5. Umi Chabibah                                          ( 1331108 )

PROGRAM STUDI MATEMATIKA TAHUN 2013

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

(STKIP) PGRI SIDOARJO

DAFTAR ISI

Cover .................................................................................................................  1

Daftar isi ............................................................................................................  2

PEMBAHASAN

1.1.Pengertian Organisme Autotrof ............................................................  3

1.2.Macam-macam Organisme Autotrof ....................................................  3

1.3.Metabolisme Autotrof ..........................................................................  4

1.4.Pengertian Organisme Heterotrof .........................................................  6

1.5.Macam-macam Organisme Heterotrof .................................................  6

1.6.Metabolisme Heterotrof .......................................................................  6

PEMBAHASAN

1.1.Pengertian Organisme Autotrof

Organisme Autotrof adalah makhluk hidup yang mampu membuat makanan sendiri dengan mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik.

Contoh organisme autotrof adalah tumbuhan dan beberapa jenis bakteri.

Proses pembuatan makanan oleh organisme autotrof disebut sintesis. Dalam proses mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik, organisme tersebut membutuhkan energi. Energi yang digunakan dapat berasal dari cahaya matahari dan dapat juga dari energi kimia hasil metabolisme tubuh. Organisme Autotrof berkedudukan sebagai produsen dalam jaring-jaring makanan.

1.2.  Macam-macam Organisme Autotrof

Berdasarkan jenis energi yang digunakan saat sintesis makanan, organisme autotrof terbagi menjadi 2, yaitu :

a.    Organisme Fotoautotrof

Organisme Fotoautotrof adalah organisme yang dapat mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik dengan bantuan sinar matahari dan sejenisnya.

Contoh organisme fotoautotrof adalah tumbuhan hijau.

Proses pembuatan makanan dengan bantuan sinar matahari oleh tumbuhan hijau disebut fotosintesis. Selain tumbuhan hijau, sejenis bakteri juga ada yang merupakan organisme fotoautotrof hanya saja prosesnya dilakukan secara anaerob sehingga tidak dapat menghasilkan oksigen.

b.   Organisme Kemoautotrof

Organisme Kemoautotrof adalah organisme yang dapat membuat makanan sendiri dengan memanfaatkan energi kimia dari hasil reaksi oksidasi molekul.

Contoh organisme kemoautotrof adalah bakteri.

Pada proses reaksi oksidasi molekul organik ini dibutuhkan oksigen. Sedangkan senyawa organik yang dapat digunakan dalam proses kemoautotrof antara lain adalah besi, belerang, nitrogen. Bakteri Kemoautotrof diberi nama sesuai dengan molekul organik yang menjadi medianya , seperti bakteri belerang, bakteri besi,bakteri nitrogen, dll.

Macam-macam bakteri autotrof

Bakteri autotrof termasuk organisme yang mensintesis makanan organik mereka sendiri.

Bakteri autotrof menggunakan bahan anorganik untuk menghasilkan makanan organik.

Bakteri autotrof mendapatkan karbon dari karbon dioksida dan menggunakan hidrogen yang diperoleh dari hidrogen sulfida (H₂S), amonia (NH₃), atau hidrogen (H₂).

Bakteri autotrof dibagi lagi menjadi fototrof dan kemotrof (litotrof dan organotrof) :

1.     Bakteri Fototrof

Bakteri fototrof memiliki pigmen fotosintesis pada membran yang disebut ‘bacteriochlorophyll’ (seperti klorofil pada tumbuhan).

Bakteri fototrof memanfaatkan cahaya matahari untuk membuat makanan dan menghasilkan energi.

Namun tidak seperti halnya tumbuhan, bakteri ini tidak menghasilkan oksigen selama fotosintesis.

Beberapa bakteri fototrof diantaranya adalah Cyanobacteria, bakteri sulfur hijau, bakteri Chloroflexi, dan bakteri Purple.

2.     Bakteri Litotrof

Sumber energi utama bagi bakteri litotrof adalah senyawa anorganik.

Bakteri ini mendapatkan nutrisi berupa senyawa anorganik dari mineral pada batuan.

Bakteri ini membutuhkan karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor serta beberapa elemen lain.

3.    Bakteri Organotrof

Bakteri organotrof mendapatkan nutrisi dan menghasilkan energi dari senyawa organik.

Untuk bertahan hidup, bakteri organotrof mengonsumsi organisme autotrof atau heterotrofi, susu, daging, dan bahan-bahan yang membusuk (sisa-sisa).

Bakteri patogen termasuk ke dalam organotrof. Mereka hidup dalam tubuh hewan dan tumbuhan serta mendapatkan makanan organik dari tubuh inangnya.

Bakteri yang termasuk organotrof diantaranya bakteri Bacillus, Clostridium atau Enterobacteriaceae.

1.3.  Metabolisme Autotrof

Metabolisme Autotrof - Selain Mikrobia Heterotrof dalam Ilmu Biologi juga dipelajari mikrobia Autotrof. Mikrobia Autotrof adalah mikroorganisme yang dapat mensintesis sendiri kebutuhan hidupanya. Sumber energi yang digunakan mikroorganisme Autotrof adalah sinar matahari (fotoautotrof ) dan hasil reaksi reduksi oksidasi tanpa menggunakan sinar matahari (kemoautotrof).

Litotrof

Litotrof merupakan mikroorganisme yang menggunakan bahan anorganik sebagai donor elektron. Kombinasi antara sumber energi dan donor elektron yang dibutuhkan dapat membagi mikroorganisme menjadi kelompok-kelompok berikut :

·         Fotolitotrof yaitu mikroorganisme yang menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi dan menggunakan senyawa anorganik sebagai donor elektron. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri-bakteri fotosintetik.

·         Kemolitotrof yang menggunakan sumber energi dari reduksi oksidasi senyawa anorganik dan menggunakan bahan anorganik sebagai donor elektron Contoh: bakteri sulfur, bakteri nitrogen dan bakteri yang berperan dalam nitrifikasi.

Fotolitotrof dan kemolitotrof dapat sering menggunakan CO₂ sebagai satu-satunya sumber karbon dan digunakan istilah autotrof untuk menggambarkan gaya hidup semacam itu. Semua mikroorganisme autotrof menggunakan CO₂ sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan. Nitrogen mereka berasal dari senyawa inorganik seperti NH₃, NO_3-, atau N₂. Sumber energi untuk organisme seperti itu adalah oksidasi senyawa inorganik spesifik. Senyawa inorganik mana yang dioksidasi tergantung pada bakterinya. Banyak autotrof tidak akan tumbuh pada media yang mengandung materi organik, bahkan agar.

Juga ditemukan diantara mikroorganisme autotrof adalah pengoksidasi sulfur atau bakteri pengoksidasi senyawa sulfur, yang jarang menunjukkan mode metabolisme autotrof secara ketat seperti bakteri penitrit obligat. Diantara bakteri sulfur terdapat dua organisme yang sangat menarik, Thiobacillus ferrooxidans, yang memperoleh energinya dari pertumbuhan autotrof dengan mengoksidasi unsur sulfur atau besi fero dan  Thiobacillus Denitrificans yang memperoleh energinya dengan mengoksidasi S₂O₃ secara anaerob, menggunakan NO_3- sebagai satu-satunya akseptor elektron akhir. Bakteri ini mengurangi NO₃ menjadi N₂ molekular, yang dihasilkan sebagia gas. Proses biologis ini disebut denitrifikasi.

Semua bakteri autotrof harus berasimilasi dengan CO₂, yang direduksi menjadi glukosa dimana materi selular organik disintesis. Energi untuk proses biosintesis ini berasal dari oksidasi senyawa inorganik. Semua bakteri autotrof dan fototrof secara esensial memiliki bentukan selular organik yang sama yang ditemukan di bakteri heterotrofik. Dari sudut pandang nutrisional, mode metabolisme autotrof unik, hanya terjadi di bakteri. Senyawa nitrogen anorganik yang paling sering digunakan sebagai donor elektron adalah amonia (NH₃) dan nitrit (NO_2-), yang dioksidasi secara aerobik oleh bakteri penitrifikasi kemolitotrof. Contoh bakteri penitrifikasi adalah Nitrosomonas dan Nitrobacter.

1.4.  Pengertian Organisme Heterotrof

Heterotrof adalah organisme atau makhluk hidup yang tidak dapat membuat makanannya sendiri, sehingga makanan diperoleh dari makhluk hidup lainnya atau dengan cara memakan makhluk hidup lainnya.

Contoh makhluk hidup yang tergolong heterotrof adalah hewan dan manusia.

Organisme Heterotrof berkedudukan sebagai konsumen dalam jaring-jaring makanan.

1.5.  Macam-macam Organisme Heterotrof

Organisme heterotrof dapat dikelompokkan dalam beberapa kelompok berdasarkan jenis makanannya yaitu:

a.    Herbivora

Yaitu hewan yang hanya makan tumbuhan/produsen (hewan pemakan tumbuhan). Kelompok hewan ini dalam rantai makanan biasanya bertindak sebagai konsumen tingkat I. Contoh kelompok ini adalah : kambing, kerbau, sapi, belalang, kupu-kupu, dll.

b.   Karnivora

Yaitu hewan yang hanya makan daging (hewan lain). Contoh hewan yang termasuk kelompok ini adalah: serigala, harimau, singa, ular, elang, dan lain-lain.

c.    Omnivora

Yaitu makhluk hidup pemakan hewan dan tumbuhan (pemakan segala). Contoh makhluk hidup yang termasuk kelompok ini adalah manusia dan beruang.

Macam-macam bakteri heterotrof

Bakteri heterotrof mengonsumsi makanan yang sudah tersedia di lingkungan sekitar mereka. Artinya bakteri ini tidak dapat mensintesis makanan mereka sendiri.

Pada bakteri autotrof, karbon diperoleh dari pengubahan karbon dioksida. Sedangkan pada bakteri heterotrofik, karbon berasal dari senyawa karbon organik.

a.      Bakteri Saprofit

Bakteri saprofit adalah bakteri yang memperoleh nutrisi dari bahan organik yang mati.

Enzim eksogen disekresikan oleh bakteri untuk membantu menguraikan bahan organik kompleks menjadi bentuk yang mudah larut dan mudah diserap.

Bakteri akan menyerap nutrisi tersebut untuk menghasilkan energi.

Bakteri saprofit dianggap sebagai bakteri yang ramah karena berperan penting dalam ekosistem sebagai dekomposer.

b.      Bakteri Aerobik dan Anaerobik

Bakteri jenis ini dapat menguraikan bahan organik. Bakteri seperti inilah yang digunakan dalam industri makanan untuk pematangan keju, melonggarkan serat, dan lain-lain. Proses penguraian bahan organik secara aerobik disebut sebagai pembusukan atau dekomposisi. Sedangkan penguraian bahan organik secara anaerobik disebut sebagai fermentasi.

1.6.  Metabolisme Heterotrof

Metabolisme Heterotrof - Dalam Ilmu Biologi, Mikrobia Heterotrof menggunakan molekul organik sebagai sumber energi. Mikrobia heterotrof juga harus melewati serangkaian jalur katabolis untuk mendapatkan energi. Jalur Heterotrofik yang berlangsung didalam sel mikrobia diantaranya : Glikolisis, jalur Entner-Doudoroff, Jalur pentosa fosfat, dan siklus asam sitrat. Berikut adalah penjelasan tiap jalur pada Metabolisme Heterotrof.

• Glikolisis atau Jalur Embden-Meyerhof

Glikolisis merupakan proses perombakan karbohidrat (dalam bentuk glukosa atau fruktosa) menjadi asam piruvat. Jalur ini dikenal juga sebagai jalur Embden-Meyerhof. Di dalam sitoplasma mikrobia, reaksi kimia dapat berlangsung secara aerob (dengan adanya oksigen) maupun anaerob (tanpa Oksigen). 

·       Jalur Entner-Doudoroff

Beberapa bakteri menggunakan jalur Entner-Doudoroff sebagai pengganti jalur glikolisis. Pada jalur ini disamping produk yang dihasilkan sama dengan jalur glikolisis, juga ditemukan beberapa reaksi yang hampir sama. Meskipun demikian, jalur Entner-Doudoroff lebih sederhana bila dibandingkan dengan jalur Glikolisis. Jalur Entner-Doudoroff umumnya ditemukan pada Pseudomonas, Rhizobium, Azetobacter, Agrobacterium dan beberapa bakteri gram-negatif. Bakteri gram-positif yang menggunakan jalur ini sangat sedikit misalnya saja Enterococcus Faecalis. Jalur ini menggunakan enzim yang sama pada glikolisis.

·       Jalur Pentosa Fosfat

Jalur pentosa fosfat atau heksona monoposfat berlangsung bersamaan dengan jalur glikolisis atau jalur Entner-Doudoroff. Jalur ini dapat berjalan dengan adanya oksigen (aerob) atau tanpa oksigen (anaerob). Jalur Pentosa Fosfat merupakan sumber energi yang penting pada beberapa organisme. Proses ini juga berperan penting untuk biosintesis organisme tersebut. Jadi jalur pentosa fosfat merupakan sumber energi yang penting bagi mikroorganisme. Meskipun demikian, masih lebih banyak yang dimanfaatkan untuk biosintesis daripada sebagai sumber energi.

• Siklus Asam Sitrat (TCA Cycle atau Siklus Krebs)

Meskipun energi dapat diperoleh dari pemecahan piruvat pada jalur sebelumnya, hasil yang cukup besar dapat dicapai dengan adanya oksigen yaitu melalui oksidasi piruvat menjadi karbondioksida. Siklus tersebut dinamakan Siklus Asam Sitrat yang dikenal juga sebagai Siklus Asam Trikarboksilat. Piruvat tidak langsung memasuki jalur ini, melainkan sebelumnya harus diubah dulu menjadi Ko-enzim A (asetil KoA).

• Fermentasi

Proses pembentukan ATP secara anaerob dikenal sebagai fermentasi. Dengan adanya oksigen produk ATP akan dioksidasi melalui jalur transport elektron. Jika tidak terdapat oksigen produk tersebut harus dioksidasi kembali menjadi NAD+. Banyak mikroba yang menggunakan derivate dari piruvat sebagai elektron dan akseptor H+ yang menyebabkan NADH + H+ dapat direoksidasi menjadi NAD+. Proses pembentukan energi semacam inilah yang terjadi pada mikroorganisme anaerob.

Fermentasi pada Mikrobia Heterotrof yang terjadi pada beberapa mikroorganisme diantaranya :

1.    Fermentasi Alkohol yang diawali oleh glikolisis melalui jalur Embden-Meyerhof maupun jalur Entner-Doudoroff. Asam piruvat hasil glikolisis akan diubah menjadi ethanol dan CO2.

2.    Fermentasi Asam Laktat merupakan jenis fermentasi yang khas dari bakteri asam laktat dan beberapa spesies Bacillus. Fermentasi asam laktat dapat dibedakan menjadi fermentasi homolaktit, dimana semua piruvat direduksi menjadi asam laktat, dan fermentasi heterolaktit dimana produk lain dapat dibentuk seperti etanol dan CO2.

3.    Fermentasi Asam Format yang terjadi pada Enterobacteriaceae. Fermentasi asam format dapat dibedakan juga menjadi fermentasi asam format campuran (menghasilkan produksi ethanol dan campuran asam seperti asetat, laktat dan suksinat) yang merupakan kekhasan dari E.coli dan Salmonella. Jenis kedua adalah fermentasi butanediol yang menghasilkan 2,3-butanediol, etanol,dan sejumlah kecil asam organik. Fermentasi ini merupakan ciri khas dari Serratia dan Enterobacteriaceae. Reaksi ini berguna untuk identifikasi jumlah Enterobacteriaceae.

4.    Fermentasi Asam Amino oleh Clostridium. Reaksi ini dapat menghasilkan ATP dengan mengoksidasi satu asam amino dan menggunakan asam amino yang lain sebagai akseptor elektron dalam proses yang dikenal sebagai reaksi stickland.