Praktikum Virtual Zona Hambat: Antiseptik dan Antibiotik

Praktikum virtual zona hambat ini mengikuti praktikum wajib AQA GCSE Biology tentang antiseptik dan antibiotik. Siswa menyiapkan cawan agar dengan teknik aseptik, meletakkan cakram yang direndam klorheksidin dalam empat konsentrasi, dan menginkubasi tiga cawan. Mereka mengukur setiap zona bening dengan penggaris di layar, menghitung luasnya dengan πr², dan membandingkan rata-ratanya. Melewatkan satu langkah dengan sengaja membuat koloni kontaminan tumbuh. Setiap angka di bawah dibaca dari simulasi.

Keterkaitan dengan kurikulum

• AQA GCSE Biology: spesifikasi 4.1.1.6 (membiakkan mikroorganisme, khusus Biology) dan praktikum wajibnya tentang pengaruh antiseptik atau antibiotik terhadap pertumbuhan bakteri, yang diukur sebagai zona bening. Di dalamnya ada keterampilan matematika menghitung luas zona bening dengan πr².
• AP Biology: teknik aseptik yang sama dipakai sebelum investigasi transformasi bakteri. Lihat praktikum virtual bioteknologi.
• Simulic tidak berafiliasi dengan College Board maupun AQA dan tidak didukung oleh keduanya.

Sebelum praktikum (5 menit)

Tanyakan: "Empat cakram berisi klorheksidin 0,2 %, 0,1 %, 0,05 %, dan 0,02 %. Bagaimana zona bening akan berubah saat konsentrasinya turun?" Siswa memilih jawaban dan memberi satu alasan. Pada tautan kelas, ini adalah pertanyaan 1; simulasi terbuka setelah mereka menjawab.

Langkah kerja dalam simulasi

1. Pada nilai awal di bawah simulasi, pilih Bacillus subtilis, Klorheksidin dalam 4 konsentrasi, 25 °C, dan 48 jam. Biarkan variasi acak pada 5 %. Cakram E direndam air steril: itulah kontrolnya.
2. Cawan 1: tekan tombol teknik berwarna biru untuk setiap langkah dari delapan langkah, dari "Bakar, biarkan dingin" sampai "Balik, inkubasi 25 °C". Baca alasan yang ditampilkan di bawah setiap langkah.
3. Setelah inkubasi, atur Perbesar ke Cakram A. Geser penggaris sampai tepinya melewati pusat cakram, taruh angka 0 di satu tepi zona bening, lalu baca tepi seberangnya. Catat diameternya termasuk cakram 6 mm. Jika tidak ada zona, catat 6.
4. Ukur cakram B sampai E dengan cara yang sama, ketik diameternya di tabel hasil, lalu tekan Periksa ukuran. Pembacaan dalam selisih 1 mm dinilai benar.
5. Tekan Cawan baru (ulangi) lalu Cepat, semua langkah benar. Ukur cawan 2, lalu lakukan hal yang sama untuk cawan 3.
6. Baca diameter rata-rata d̄ dan luas A untuk setiap cakram di tabel. Pakai Hitung untuk untuk melihat langkah-langkah πr².
7. Uji kontaminasi: tekan Mulai lagi. Tekan "Bakar, biarkan dingin", lalu Lewati pada "Bekerja dekat nyala pembakar Bunsen", lalu Cepat. Hitung koloni yang tampak berbeda dari lapisan bakteri.

Cakram	Klorheksidin (%)	Cawan 1 d (mm)	Cawan 2 d (mm)	Cawan 3 d (mm)	Rata-rata d̄ (mm)	Luas πr² (mm²)
A	0,2
B	0,1
C	0,05
D	0,02
E	0 (air steril)

Hasil yang diharapkan

Tanpa variasi acak, zonanya 20,3 mm (A), 18,6 mm (B), 16,7 mm (C), dan 13,8 mm (D). Cakram E selalu memberi 6 mm: tidak ada zona. Dengan variasi 5 %, setiap cawan sedikit berbeda. Pada cawan uji kami, cakram A terukur 20,7, 20,8, 21,3, dan 21,5 mm. Rata-rata tiga cawan hampir selalu berada antara 18,5 dan 22 mm.

Luas rata-ratanya sekitar 320, 270, 220, dan 150 mm². Setiap kali konsentrasi digandakan, luasnya bertambah dengan jumlah yang kira-kira sama, sekitar 50 mm². Luasnya tidak menjadi dua kali lipat: dari 0,1 % ke 0,2 % luasnya hanya dikalikan sekitar 1,2. Zat berdifusi ke luar, sehingga konsentrasinya turun tajam seiring jarak dari cakram.

Saat "Bekerja dekat nyala pembakar Bunsen" dilewati, cawan ditumbuhi 2 atau 3 koloni kontaminan (kapang berbulu, kuning atau merah muda), dan catatan di bawah cawan menyatakan cawan terkontaminasi. Zonanya sendiri tidak berubah.

Pertanyaan untuk siswa

1. Prediksi: bagaimana zona bening akan berubah saat konsentrasi klorheksidin turun dari 0,2 % ke 0,02 %?
2. Manakah variabel kontrol dalam penyelidikan ini?
3. Cakram A (0,2 %), tiga cawan: berapa diameter rata-rata zona beningnya?
4. Dari 0,1 % ke 0,2 % konsentrasinya menjadi dua kali lipat. Apa yang terjadi pada luas zona rata-rata?
5. Lewati "Bekerja dekat nyala pembakar Bunsen" pada cawan baru. Uraikan apa yang tumbuh dan jelaskan mengapa langkah itu penting.

Jawaban untuk guru:

1. Zonanya makin kecil.
2. Suhu dan lama inkubasi (juga bakterinya, ukuran cakram, dan volume biakan).
3. Sekitar 20 mm; rata-rata berapa pun dari 17,5 sampai 23 mm diterima.
4. Luasnya bertambah, tetapi hanya sekitar 1,2 kali, bukan dua kali lipat.
5. Koloni kontaminan (kapang, kuning atau merah muda) tumbuh di antara lapisan bakteri. Udara panas yang naik dari api membawa spora dan debu menjauhi cawan yang terbuka. Tanpa itu, mikroba dari udara jatuh ke agar, bersaing dengan lapisan bakteri, mungkin berupa patogen, dan membuat hasilnya tidak dapat dipercaya.

Miskonsepsi umum

• "Zona yang lebih besar berarti bakterinya lebih besar." Zona menunjukkan tempat zat menghentikan pertumbuhan. Zona yang lebih besar berarti zat lebih efektif pada konsentrasi itu.
• "Konsentrasi dua kali lipat, zona dua kali lipat." Luasnya naik dengan langkah yang kira-kira sama untuk setiap penggandaan.
• "Etanol lemah karena zonanya kecil." Etanol menguap dari cakram dan minyak pohon teh sulit berdifusi di agar. Keduanya membunuh bakteri dengan baik jika bersentuhan langsung.
• "37 °C lebih baik karena bakteri tumbuh lebih cepat." Sekolah tidak pernah menginkubasi di atas 25 °C, karena patogen manusia tumbuh paling baik pada suhu tubuh. Dalam simulasi, zona juga sedikit lebih kecil pada 37 °C.

Pengayaan

• Bakteri Gram negatif. Pilih E. coli K-12 dan set Antibiotik dan antiseptik. Penisilin memberi sekitar 30 mm pada B. subtilis tetapi sama sekali tidak ada zona pada E. coli. Tanyakan alasannya kepada siswa.
• Bandingkan antiseptik. Pakai set Empat antiseptik dan urutkan berdasarkan luas rata-rata.

Pertanyaan umum

Apakah ini menggantikan praktikum wajib?

Tidak. Praktikum wajib AQA tetap harus dikerjakan langsung. Pakai simulasi untuk merencanakan dan melatih teknik aseptik, atau untuk membahas hasil. Lihat laboratorium virtual vs laboratorium fisik.

Mengapa zona saya berbeda dari zona teman saya?

Setiap cawan memiliki sedikit variasi acak, seperti cawan sungguhan. Karena itulah langkah kerjanya memakai tiga cawan dan rata-rata. Agar semua orang mendapat cawan yang sama persis, atur variasi acak ke 0 % pada nilai awal di tautan kelas Anda.

Bisakah saya mengunci pengaturan untuk kelas saya?

Bisa. Di halaman Bagikan, buat tautan lalu atur bakteri, set cakram, suhu, lama inkubasi, dan variasi pada nilai awal.

Terkait

Resistansi Antibiotik – Mengapa Obat Harus Dihabiskan Kurva pertumbuhan populasi bakteri

Untuk ide lain, lihat ide pelajaran biologi interaktif dan Predict–Observe–Explain dengan simulasi.