Sistematika MikrobiaNama Mata Kuliah : Sistematika MikrobiaBobot : 4 SKS (3-1)Kode : BIO 220Status : Wajib Prasyarat : Mikrobiologi, Teknik BiokimiaDosen : L. Sembiring, M.Sc., Ph.D.

Tujuan pengadaan matakuliah Memeperkenalkan konsep mutakhir yang melandasi klasifikasi, tatanama dan identifikasi mikrobia.Menjelaskan peranan sistematika mikrobia dalam ilmu hayati.Memaparkan cakupan dan kepentingan keanekargaman taksonomis mikrobia.Menekankan pentingnya perangkat lunak dan database dalam sistematika mikrobia.Memperkenalkan takson mikrobia representatif yang berperan penting dalam bidang pertanian, lingkungan dan kesehatan.

Kompetensi mahasiswa Pemahaman yang menyeluruh mengenai prinsip dasar dan praktek sistematika mikrobia.Pengetahuan mengenai konsep yang mendasari pengembangan klasifikasi fenetik dan filogenetik.Pemahaman tentang metode yang dipakai untuk mengidentifikasi mikrobia.Pengetahuan mengenai pokok pikiran dalam tatanama organisme (mikrobia).Pengetahuan mengenai cakupan dan kepentingan keanekaragaman mikrobia.Pemahaman mengenai pentingnya perangkat lunak dan database taksonomis.Kemampuan mengklasifikasi dan mengidentifikasi mikrobia.

Outcome pembelajaranPengetahuan dan PemahamanKemampuan (ability/intelectual skill)Ketrampilan (Practical Skill)Kemampuan manajerial dan alih ilmuSikap (Atitude)

Outcome pembelajaranA. Kognitif : TahuPahamAplikasiAnalisisSintesisEvaluatifB. Afektif (sikap: attitude)C. Psikomotorik (Practical Skill)

Cara evaluasi dan PenilaianA. Kuliah:75%1. Ujian sisipan : 25 %2. Ujian akhir : 60%3. Tugas : 15 % B. Praktikum : 25% Nilai kuliah (K)= 0,25 (US) + 0,60 (UA) + 0,15 (T) Nilai Total = 0,75(K) + 0,25(P)Komponen tugas: A. Tugas mandiri: tugas latihan dan Kuis B. Tugas kelompok: presentasi makalahSayarat ikut ujian: kehadiran 75%

Bentuk Soal UjianA. Pilihan ganda: ( 1 skor/nomer)B. Isian singkat: 1 skor/poin)C. Esai: bobot/nomer

Standar PenilaianSistem PAN (Penilaian Acuan Normal)Sistem PAP (Penilaian acuan Patokan)A 8066 B 8056 C 6646 D 56E 46

Metode pembelajaranA. Orientasi : Ceramah & DiskusiB. Latihan : Tanya-jawab dan KuisTugas mandiri (buku, jurnal dan internet)Peragaan di depan kelas Tugas kelompok (penulisan dan presentasi makalah)C. Umpan balik : penjelasan atas tugasD. Tindak lanjut : evaluasi pencapaian dan tindakan perbaikan atau pengulangan

Metode pembelajaranStudent-Centered Learning (SCL)

Active learning/individual learningColaborative learningGroup discussion learningProject-based learning

01. 05/09/2012 Pengantar ke arah studi sistematika (1x) Sistematika, Taksonomi dan Klasifikasi (1x) 02 12/09/2012 Klasifikasi numerik-fenetik (2 x) 03. 19/09/2012 Klasifikasi kimiawi (khemotaksonomi) (2x) 04. 26/09/ 2012 05. 03/10/2012 Klasifikasi molekular-filogenetik (2x)06. 10/10/2012 Klasifikasi molekular-filogenetik (2x)07. 17/10/2012 Tatanama mikrobia ) (2x)08. 24/10/2012 Identifikasi Mikrobia (2x) 09. 31/10/2012 Ujian Tengah Semester (2x)10. 07/11/2012 Ujian Tengah Semester (2x) 14/11/2012 Keanekaragaman Bakteria : Domain Bakteria (2x)12. 21/11/2012 Keanekaragaman Archaea : Domain Archaea (2x) 28/11/2012 Keanekaragaman Protista (2x) 05/12/2012 Keanekaragaman Protozoa (2x) 12/12/2012 Keanekaragaman Algae (2x) 19/12/2012 Keanekaragaman Fungi, 26/12/2010 Keanekaragaman Water molds dan Slime molds18. 20-21/12/2010 Peranan Culture Collection dalam studi sistematika mikrobia (2x)19. 27-28/12/2010 Rekapitulasi Perkuliahan dan Diskusi Kelompok Rencana Topik Kuliah

Tugas KelompokMenyusun suatu Tulisan (Paper) mengenai Topik yang ditugaskanMenyusun bahan Presentasi yang diambil dari TulisanMempresentasikan Tugas di depan kelas selama 15 mneit dengan rincian:Presentasi oral (10 menit)Diskusi (5 menit)

Daftar Tugas KelompokKelompok I : Pengantar SismikKelompok II : Klasifikasi Numerik- Prinsip dasarKelompok III : Klasifikasi Numerik- AplikasiKelompok IV : Klasifikasi Kimiawi ProteinKelompok V : Klasifikasi Kimiawi LipidKelompok VI : Klasifikasi molekular- DNA FingerprintingKelompok VII : Klasifikasi molekular- Analisis FilogenetikKelompok VIII : Tatanama mikrobiaKelompok IX : Identifikasi mikrobiaKelompok X : Keanekaragaman Bakteria (Phylum 1 5)Kelompok XI : Kenakergaman Bakteria (Phylum 6 - 10)Kelompok XII : Kenakergaman Bakteria (Phylum 11 15)Kelompok XIII : Kenakergaman Bakteria (Phylum 16 19)Kelompok XIV : Keanekaragaman Bakteria (Phylum 20 23)Kelompok XV : Keanekaragaman ArkhaeaKelompok XVI : Keakeragaman ProtozoaKelompok XVII : Keanekaragaman AlgaeKelompok XVIII : Keanekaragaman Fungi,Slime molds & Water moldsKelompok XIX : Peran Culture Collection dalam studi Mikrobia

. Buku Acuan

1. Goodfellow, M. 2000. Microbial Systematics: Background and Uses. In Applied Microbial Systematics ( F.G. Priest & M. Goodfellow, Eds.) Kluwer Academic Publisher.2. Stackebrandt, E., Tindall, B., Ludwig, W. & Goodfellow, M. 1999. Prokaryotic Diversity and Systematics. In Biology of The Prokaryotes (J.W. Langeler, G. Drews & H.G. Schlegel, Eds.), Blackwell Science, Thieme Stuttgart, New York.3. Goodfellow, M. & ODonnell, A.G. (Eds.) 1993. Handbook of New Bacterial Systematics. Academic Press, Harcourt Brace & Company Publishers, London.4. Priest, F.G. & Austin, B. 1995. Modern bacterial taxonomy. Chapman & Hall.5. Atlas, R.M. 1997. Principles of Microbiology, 2nd ed., Wm. C. Brown Publishers.6. Sneath, P.H.A., (Ed.) 1992. International Code of Nomenclature of Bacteria, 1990 Revision. The American Society for Microbiology, Washington, D.C7. Kirshop, A.E. & Doyle, A. (Eds.) . 1991. Maintenance of Microorganisms and Cultured Cells: A Manual of Laboratory Methods. Academic Press, Harcourt Brace Jovanovich Publishers, London.8. Logan, N.A. 1994. Bacterial Systematics. Blackwell Scientific Publications, Oxford, UK.

Pengantar Sistematika Mikrobia Sistematika: ilmu yang mempelajari keanekaragaman makhluk hidup serta hubungan antar sesamanya, baik hubungan yang bersifat kemiripan (fenetik) maupun yang bersifat kekerabatan (filogenetik).Tiga bidang kajian sistematika:KlasifikasiTatanama (Nomenklatur)Identifikasi

Taksonomi : ilmu yang mempelajari teori klasifikasi yang mencakup dasar, prinsip serta aturan klasifikasi.Klasifikasi : praktek taksonomi yaitu proses penataan organisme ke dalam suatu kelompok (takson) berdasarkan hubungan kemiripan (similaritas) atau hubungan kekerabatan (evolusioner).Identifikasi: proses dan hasil penentuan apakah suatu organisme yang belum dikenal merupakan anggota kelompok yang sudah diketahui sebelumnya atau bukan.Tatanama: cara pemberian nama ilmiah mahluk hidup menurut kode tatanama.

Sejarah klasifikasi mahluk hidup:Aristoteles (- mid 1800-san) : Dunia Plantae; Dunia Animalia E. Haeckel (1866) : Dunia Plantae; Dunia Animalia; Dunia Protista E. Chatton (1937) : Prokaryotae; Eukaryotae R.H. Whittaker (1969): Dunia Monera Dunia Protista Dunia Fungi Dunia Plantae Dunia Animalia Carl Woese (1978): Domain Bakteria Domain Arkhaea Domain Eukarya Carol J. Bult (1996) : selesai sequencing genom Methanococcus janashii (Arkhaea) Solomon et al. (1999 - 2002): Dunia Bakteria Dunia Arkhae(bakteria) Dunia Protista Dunia Fungi Dunia Plantae Dunia Animalia

Dasar klasifikasi:Aristoteles ( 400 SM 1800-an) : kenampakan morfologi luar

E. Haeckel (1866): morfologi (mikroskopis) dan fisiologi E. Chatton (1937) : struktur organisasi internal sel (prokaryotik & eukaryotik)

R.H. Whittaker (1969) : organisasi internal sel; nutrisi; struktur organisasi selular

Carl. Woese (1978) : molekul RNA ribosomal (biologi molekular) 16S rRNA (Arkhaea & Bakteria) 18S rRNA (Eukarya)

Sistem klasifikasi:

Fenetik: berdasarkan kemiripan sifat

Filogenetik: berdasarkan hubungan evolusi

Dasar (Pendekatan) sistem klasifikasi:Klasifikasi klasik monotetikKlasifikasi numerik-fenetik- politetikKlasifikasi kimiawi (khemotaksonomi)Klasifikasi molekular (taksonomi molekular)Taksonomi polifasik

Klasifikasi dan Hierarki Taksonomis:

Hierarki TaksonomisDom ainEukaryaBakteriaArkhaeaDuniaPlantaeBakteriaArkhaeaPhylumAnthophyta ProteobacteriaCrenarcheotaClassisMonocotyledoneaeGamma ProteobacteriaThermoproteiOrdoCommelinalesEnterobacterialesSulfolobales

FamiliaPoaceaeEnterobacteriaceaeSulfolobaceae

GenusZeaSalmonellaSulfolobusSpeciesZea maysS. dysenteriaeSlf. Metallicus

Tatanama (Nomenklatur): International Code of Bacterial Nomenclature (Sneath, 1992).International Code of Botanical Nomenclature (Greuter et al., 1994)International Code of Zoological Nomenclature (Ride et al., 1985)Sistem binomial: nama spesies terdiri dari dua kataBahasa Latin atau diperlakukan sebagai bahasa LatinNama genus : diawali dengan huruf kapital e.g. BacillusPenunjuk spesies : ditulis dengan huruf kecil e.g. subtilisNama spesies : Bacillus subtilis

Konsep spesies:

Nomenspecies: share the same type strain

Taxospecies : similarity index 70 (numerical taxonomy)Genospecies: genetic exchage

Genomic species: DNA relatedness value 70%

Microbial Systematics: microbial diversity & relationship Classificassion:Nomenclature:Identification:

ClassificationClassification: process & productTaxonomy : theoretical study of classification Artificial classification : special purposePhenetic classsification:Phylogenetic (phyletic) classification:

NomenclatureBacteria & Archaea:International Code of Nomenclature for Bacterial Approved List of Bacterial Name 1 January 1980. Valid publication (IJSB ---IJSEM (2000)Type strain must be designated

Fungi & Algae:International Code of Botanical Nomenclature

Protozoa:International Code of Zoological Nomenclature :

Modern SystematicsIdentification : microbial ecology, industrial biotechnology, diagnostic hospital microbiologyCurrent trends : Modern microbial systematicsChemistry: chemosystematicsMolecular biology: molecular systematicsData handling: numerical phenetic systematics

Chemotaxonomy1. Chemotaxonomy: amino acids, lipids, polysacharides, proteins, enzymes, whole-cell GC HPLC PyMS (Pyrolysis Mass Spectrometry) Electrophoresis

Numerical phenetic taxonomyNumerical phenetic taxonomy: phenotypic test & computer analysisCultural : colonial morphology, pigmentationMorphological : cell shape, staining reaction, motilityPhysiological : growth temp., anaerobic growthBiochemical : acid from carbohydrates, nitrate reductionNutritional : carbon sourcesChemotaxonomic: amino acids, cell wall, membrane lipidsInhibitory tests: sensitivity to antibioticsSerological : agglutinationGenomic : mol % GC, DNA-DNA reassociation

Molecular systematicsMolecular systematics (phylogenetic): nucleic acids analysis (evolutionary relationships: phylogeny tree)DNA sequencing (16S, 18S rDNA) DNA-DNA hybridizationMolecular fingerprinting

Polyphasic systematics

Polyphasic systematics: integrated use of genotypic and phenotypic data

Congruence: chemotaxonomic, numerical phenetic and molecular systematics

Five Kingdom & Three Domain

Tree of Life: Three Domain