respirasi - lestariwati.files.wordpress.com · respirasi merupakan suatu proses pernafasan pada...
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
RESPIRASI
Oleh :
Golongan D/Kelompok 1B
1. Muhammad Rizal (161510501019)
2. Lailatul Lestariwati (161510501021)
3. Heni Dwi Sasmita (161510501029)
4. Muhammad Abdul Azis (161510501270)
LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2017
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Makhluk hidup pasti melakukan kegiatan metabolisme dalam siklus
hidupnya. Metabolisme dibagi menjadi dua macam, yaitu anabolisme dan
katabolisme. Anabolisme adalah proses pembentukan senyawa kompleks dari
senyawa-senyawa sederhana. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa-
senyawa sederhana dari senyawa yang kompleks untuk menghasilkan energi.
Proses respirasi adalah salah satu contoh proses katabolisme. Respirasi dibedakan
menjadi dua macam, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob
adalah respirasi yang membutuhkan oksigen dalam prosesnya, sedangkan
respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak membutuhkan oksigen dalam
prosesnya.
Respirasi merupakan suatu proses pernafasan pada tumbuhan, sama halnya
dengan respirasi pada manusia respirasi, pada tumbuhan juga terjadinya
pertukaran gas O2 dan gas CO2. Proses ini terjadi pada bagian sel daun, yaitu
sitoplasma dan mitokondria. Oksigen yang diserap tanaman untuk proses respirasi
akan masuk ke dalam tubuh tanaman melalui stomata dan kemudian menuju
bagian sel yang bertugas dalam proses respirasi. Respirasi menggunakan energi
yang tersimpan dalam tubuh tumbuhan dan akan ditimbulkan kembali untuk dapat
digunakan dalam proses-proses kehidupan pada tumbuhan. Laju respirasi pada
tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah suhu, jenis dan
jumlah bahan utama, kelembaban, ketersediaan oksigen, dan tipe serta usia
tanaman itu sendiri. Proses respirasi akan berjalan dengan baik apabila bahan
utama tersebut dapat tercukupi. Proses respirasi sendiri nantinya juga akan
mempengaruhi pertumbuhan suatu tanaman.
Panas merupakan suatu energi yang dikeluarkan pada saat proses respirasi
yang merupakan perwujudan dari sebagian energi yang terlepas dalam proses
respirasi. Energi panas yang dihasilkan oleh adanya proses respirasi ini akan
memberi pengaruh terhadap proses perkecambahan tanaman. Proses respirasi
yang terus meningkat akan menyebabkan oksigen menjadi terbatas sehingga
2
proses perkecambahan benih menjadi terhambat, hal tersebut terjadi karena proses
respirasi yang meningkat akan selalu disertai dengan peningkatan pengambilan
oksigen dan pelepasan karbon dioksida, air dan energi panas yang juga
meningkat.
Proses respirasi dipengaruhi oleh beberapa yaitu faktor dalam dan faktor
luar. Faktor internal antara lain umur tanaman dan konsentrasi substrat respirasi
yang tersedia, sedangkan yang termasuk faktor luar adalah suhu (temperatur),
cahaya, konsentrasi oksigen di udara, konsentrasi karbon dioksida, tersedianya air
serta ada tidaknya luka pada tumbuhan. Panas hasil respirasi digunakan tanaman
untuk sintesa, gerak, transport, dan penyerapan unsur hara. Praktikum kali ini
akan membuktikan bahwa faktor eksternal (suhu) dan faktor internal (umur
tanaman) merupakan salah satu pengaruh bagi respirasi tumbuhan dalam
menghasilkan jumlah CO2 dan O2.
1.2 Tujuan
1. Mengetahui volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi serta
membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Metabolisme dibutuhkan bagi tanaman agar sel dapat tumbuh dan
bereproduksi, mempertahankan strukturnya, serta merespon lingkungannya.
Proses ini terdiri dari proses anabolisme dan katabolisme. Metabolisme
karbohidrat banyak dilakukan pada tanaman yang mempunyai peran penting
dalam mengoksidasikan karbohidrat menjadi suatu energi kimia yang ada di
dalam sel tanaman menjadi energi dalam bentuk ATP, kemudian karbohidrat
mampu menyediakan karbon yang diperlukan saat asimilasi, serta mampu
mengandung karbohidrat, protein, dan asam nukleat (Gandjar dkk., 2006).
Fotosintesis merupakan suatu penggantian energi matahari yang menjadi
biokimia secara kompleks. Proses ini termasuk proses metabolisme, yaitu
anabolisme. Sinar matahari sangat dibutuhkan dalam proses fotosintesis sebagai
sumber energi dalam fotosintesis. Tanaman berdaun yang memiliki kloroplas, di
dalamnya terdapat klorofil yang mampu menyerap sinar matahari untuk
berfotosintesis. Proses fotosintesis pada daun terjadi di jaringan mesofil. Faktor
yang mempengaruhi proses fotosintesis yaitu, air, CO2 dan H2O, serta cahaya
matahari (Ai, 2012).
Respirasi merupakan proses pembongkaran energi dari energi kimia yang
tersimpan untuk membentuk karbohidrat yang berbentuk ATP. Energi ATP dapat
digunakan tanaman untuk sintesis senyawa baru, mengeluarkan panas, dan
mengambil ion dari dalam tanah. Perkecambahan merupakan suatu rangkaian
komplek perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia benih tanaman. Kecambah
yang sudah tumbuh mulai melakukan kegiatan-kegiatan sel dan enzim, serta
meningkatkan tingkat respirasi benih (Cokadar, 2012).
Cahaya merupakan faktor esensial untuk pertumbuhan dan perkembangan
tanaman. Cahaya berperan penting dalam proses fisiologi tanaman, terutama
fotosintesis, respirasi, dan transpirasi. Unsur radiasi matahari yang penting bagi
tanaman ialah intensitas cahaya, kualitas cahaya, dan lamanya penyinaran.
Intensitas cahaya yang rendah mengakibatkan jumlah cahaya yang diterima oleh
satuan luas permukaan daun dalam jangka waktu tertentu juga rendah. Titik
4
kompensasi cahaya dapat mengakumulasi produk fotosintat pada tingkat cahaya
yang rendah dibandingkan dengan tanaman cahaya penuh (Pantilu et al., 2012).
Faktor yang mempengaruhi respirasi meliputi suhu, kelembaban, dan
kadar oksigen yang tersedia, dan kadar air. Kadar air benih yang naik akan
meningkatkan pula suhu dan laju respirasi benih. Jumlah karbondioksida, air, dan
panas yang semakin banyak yang dihasilkan selama penyimpanan akan
menunjukkan laju respirasi semakin cepat serta meningkatkan suhu. Kadar air
merupakan suatu faktor yang sangat mempengaruhi kemunduran dan peningkatan
benih (Purba dkk., 2013).
Kandungan pati pada laju respirasi kacang-kacangan lebih tinggi dan
rendah akan lemak. Lemak mengandung banyak hidrogen dan rendah oksigen
sehingga proses respirasi lebih sedikit. Ketersediaan oksigen mempengaruhi laju
respirasi, namun kandungan oksigen di udara tidak mempengaruhi laju respirasi
karena oksigen yang dibutuhkan tanaman untuk proses respirasi lebih rendah
daripada oksigen di udara (Fazri dan Rakatika, 2012).
Fotosintesis dan respirasi sangat berhungan. Respirasi tidak akan berjalan
tanpa adanya fotosintesis, karena respirasi membutuhkan senyawa-senyawa
kompleks yang dihasilkan pada saat proses fotosintesis. Hasil fotosintesis yang
berupa senyawa-senyawa kompleks tidak akan berubah menjadi energi, sehingga
aktivitas metabolisme tidak dapat berlangsung pada tanaman (Slot and Kitajima,
2015)
5
BAB 3. METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum Agrobiosains acara “Respirasi” dilaksanakan pada hari Sabtu,
14 Oktober 2017 pukul 12.30 WIB sampai selesai yang bertempat di
Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Jember.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
1. Neraca
2. Indikator pp
3. Kertas saring
4. Respirometer
5. Beaker glass
6. Botol semprot
3.2.2 Bahan
1. Kecambah kacang hijau
2. Larutan CaCl2 0,2 N
3. Erlenmeyer 250 cc
4. Larutan NaOH 0,2 N
5. Larutan HCl 0,05 N
6. Aquadest
7. Biuret
8. Vaseline
3.3 Pelaksanaan Praktikum
1. Memasukkan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) dalam dasar respirometer dan
memasukkan pula kassa logam dalam tabung lalu menutup tabung objek
dengan tabung pengumpul.
2. Memasukkan kecambah kacang hijau dalam tabung objek.
6
3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.
4. Menyuntik air satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung pengumpul
(sebaliknya tetes air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).
5. Melihat perubahan tetes air (menurun) dalam pipa ukur setelah mengetahui
volume oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut dalam selang waktu
tertentu.
6. Menghitung volume oksigen yang terpakai dengan rumus V = 3,14 x 0,75 x
0,75x (perubahan posisi tetes air) mm³.
3.4 Variabel Pengamatan
1. Jumlah volume O2
2. Jumlah volume CO2
3.5 Analisis Data
Data yang diperoleh dalam praktikum selanjutnya akan dianalisis
menggunakan analisis deskriptif kuantitatif.
7
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
No Perlakuan Indikator Perlakuan
Volume O2 Volume CO2 KR
1 Imbibisi 0,62 mm3 12,65 mm
3 20,40
2 24 jam 0,28 mm3 4,4 mm
3 15,71
3 48 jam 0,21 mm3 7,26 mm
3 34,57
Rumus :
1. Imbibisi
VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 41,9
120
= 0,62 mm3
VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl
= ½ (15,5 – 4) x 0,05 x 44
= 12,65 mm3
KR = 12,65 = 20,40
0,62
2. 24 jam
VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 19
20
= 0,28 mm3
VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl
= ½ x 4 x 0,05 x 44
= 4,4 mm3
KR = 4,4 = 15,71
0,28
8
3. 48 jam
VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 14
120
= 0,21 mm3
VCO2 = ½ x 6,6 x 0,5 x 44
= 7,26 mm3
KR = 7,26 = 34,57
0,21
4.2 Pembahasan
Grafik 1. Volume O2, CO2, dan Nilai Kuosien Respirasi pada masing-masing
Perlakuan Biji Kacang Hijau
Grafik 1. menunjukkan volume masing-masing O2 dan CO2 yang
dikeluarkan oleh kecambah kacang hijau serta kuosien respirasinya. Nilai pada
masing-masing indikator yang diamati menunjukkan keberagaman hasil. Volume
O2 menunjukkan perbedaan secara regresif terhadap masing-masing perlakuan.
Nilai volume O2 tertinggi diperoleh biji kacang hijau yang diimbibisi yakni 0,62
mm3, sedangkan nilai terendah diperoleh kecambah kacang hijau 48 jam,
sejumlah 0,21 mm3. Perlakuan pada kecambah kacang hijau 24 jam menduduki
posisi tengah dengan nilai jumlah volume 0,28 mm3. Data tersebut menunjukkan
9
bahwa kecambah akan mengeluarkan O2 dalam jumlah volume yang lebih sedikit
ketika mengalami pertumbuhan.
Model hasil yang berbeda ditunjukkan oleh volume CO2 yang diserap.
Perbedaan perlakuan sepertinya tidak berpengaruh terhadap CO2 yang
dikonsumsi. Hal tersebut dapat diketahui melalui data yang diperoleh, bahwa
volume CO2 yang diserap cenderung fluktuatif. Biji kajang hijau imbibisi
menyerap CO2 dalam jumlah yang lebih besar daripada kecambah kacang hijau 24
jam dan 48 jam yakni sebesar 12,65 mm3. Penyerapan CO2 terendah terjadi pada
kecambah kacang hijau 24 jam dengan volume 4,4 mm3, sedangkan kecambah
kacang hijau 48 jam menyerap CO2 sejumlah 7,26 mm3.
Nilai kuosien respirasi (KR) dihitung menggunakan perbandingan antara
volume CO2 yang diserap dan volume O2 yang dihasilkan. Kecambah kacang
hijau 48 jam memiliki nilai KR paling tinggi sebesar 20,40 mm3, sedangkan
kecambah kajang hijau 24 jam memiliki nilai KR terendah sebesar 15,71.
Lakitan (2015) menjelaskan bahwa tumbuhan yang mengandung cadangan
pati, fruktan, dan gula yang rendah akan menunjukkan laju respirasi yang rendah
pula. Kasus semakin sedikitnya volume O2 yang dikeluarkan seiring tumbuhnya
kecambah kacang hijau mungkin diakibatkan oleh cadangan pati, fruktan, dan
gula pada biji kacang hijau berkurang saat terjadi pertumbuhan, sehingga laju
respirasi yang terjadi semakin menurun. Lakitan (2015) selanjutnya menjelaskan
laju respirasi akan tetap tinggi pada saat awal perkecambahan, kemudian akan
mengalami penurunan dengan bertambahnya umur tumbuhan.
Faktor lain yang mempengaruhi laju respirasi adalah suhu. Suhu yang
meningkat, dapat meningkatkan laju respirasi kecambah kacang hijau (Yunfeng et
al, 2014). Perbedaan volume CO2 yang dikeluarkan pada masing-masing
perlakuan diduga disebabkan oleh adanya perbedaan suhu ketika melakukan
percobaan. Menurut Chen et al (2015) laju respirasi meningkat dari 10,21 menjadi
66,86 mL / (kg h) dan 13,00 menjadi 68,71 mL / (kg h) masing-masing pada CO2
dan O2 dengan menaikkan suhu dari 8 ᵒC menjadi 28
ᵒC.
10
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Volume O2 tertinggi dihasilkan oleh biji kacang hijau yang diimbibisi.
2. Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan keberadaan substrat di dalam biji dan
kecambah.
5.2 Saran
Bagi praktikan, saat jalannya praktikum sebaiknya lebih memperhatikan
instruksi dari para asisten dan lebih aktif dalam bekerja. Praktikan yang tidak
kondusif dapat menyulitkan proses praktikum, karena pada acara respirasi ini,
oksigen di udara dan dari nafas kita tidak begitu diperlukan. Praktikan pada setiap
anggota kelompok diharap bisa bekerja sama dengan kelompoknya masing-
masing dan memiliki tanggung jawab.
11
DAFTAR PUSTAKA
Ai, N. 2012. Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Ilmia Sains, 12(1): 29-34.
Cokadar, H. 2012. Photosynthesis and Respiration Processes: Prospective
Teachers’ Conception Levels. Education and Science, 37(164): 81-93.
Chen, J., Y. Hu, J. Wang, Y. Yao, dan H. Hu. 2015. Respiration Rate
Measurement and Chemical Kinetic Modelling for Mung Bean Sprouts.
Food Process Enginering, 2017(40): 1-7.
Fazri, H dan Rakatika. 2012. Pengaruh Perbedaan Berat Kecambah Kacang Hijau
(Phaseolus radiatus L.) terhadap Konsumsi Oksigen (O2) dalam Proses
Respirasi Tumbuhan. Agrisains, 5(2): 12-17.
Gandjar, I., W. Sjamsuridzal., A. Octari. 2006. Mikologi Dasar dan Terapan.
Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.
Lakitan, M. 2015. Dasa-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Rajawali Press.
Pantilu, L. I., Feky, R. M., Nio, S., dan Dingse, P. 2012. Respons Morfologi dan
Anatomi Kecambah Kacang Kedelai (Glycine max (L.) Merill) terhadap
Intensitas Cahaya yang Berbeda. Bioslogos, 2(2): 79-87.
Purba, H. W. S., F. E. Sitepu., dan Haryati. 2013. Viabilitas Benih Rosela
(Hibiscus sabdariffa) pada berbagai Kadar Air Awal dan Kemasan Benih.
Agroteknologi, 1(2): 318-325.
Slot, M., dan K. Kitajima. 2015. General Patterns of Acclimation of Leaf
Respiration to Elevated Temperatures Across Biomes and Plant Types.
Eccologial, 177(2015): 885-900.
Yunfeng, HU., L. Guohua, Y. Yao, Y. Shuyan, L. Min, dan L. Ping. 2014. Studies
on Respiration Rate Model of Mung Bean Sprout in Modified Atmosphere
Packaging. Applied Mechanics and Materials, 469(2014): 185-188.
12
DOKUMENTASI
Gambar 1. Memasukkan benih yang sudah diimbibisi kedalam cassa kawat
Gambar 2. Menyiapkan tabung respirator
Gambar 3. Memasukkan kristal NaOH dalam tabung respirator
13
Gambar 4. Mengolesi tabung bagian ujung dengan vaselin
Gambar 5. Menutup ujung tabung respirator
Gambar 6. Menyuntikkan tinta
14
Gambar 7. Mengamati laju tinta yang mengalir
Gambar 8. Melarutkan larutan NaOH dalam beaker glass
Gambar 9. Menyaring endapan NaOH yang dilarutkan
15
Gambar 10. Menambahkan aquadest sebanyak 20 ml
Gambar 11. Menambahkan indikator pp sebanyak 8-10 tetes
Gambar 12. Mentitrasi dengan larutan HCl
16
LAMPIRAN
Flowchart Muhammad Rizal (161510501019)
17
LAMPIRAN
Flowchart Lailatul Lestariwati (161510501021)
18
LAMPIRAN
Flowchart Heni Dwi Sasmita (161510501029)
19
LAMPIRAN
Flowchart M. Abdul Azis (161510501270)
20
LAMPIRAN
Tabel ACC Muhammad Rizal
21
LAMPIRAN
Tabel ACC Lailatul Lestariwati
22
LAMPIRAN
Tabel ACC Heni Dwi Sasmita
23
LAMPIRAN
Tabel ACC M. Abdul Azis
24
LITERATUR
Ai, N. 2012. Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Ilmia Sains, 12(1): 29-34.
25
LITERATUR
Cokadar, H. 2012. Photosynthesis and Respiration Processes: Prospective
Teachers’ Conception Levels. Education and Science, 37(164): 81-93.
26
LITERATUR
Fazri, H dan Rakatika. 2012. Pengaruh Perbedaan Berat Kecambah Kacang Hijau
(Phaseolus radiatus L.) terhadap Konsumsi Oksigen (O2) dalam Proses
Respirasi Tumbuhan. Agrisains, 5(2): 12-17.
27
LITERATUR
Gandjar, I., W. Sjamsuridzal., A. Octari. 2006. Mikologi Dasar dan Terapan.
Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.
28
LITERATUR
Pantilu, L. I., Feky, R. M., Nio, S., dan Dingse, P. 2012. Respons Morfologi dan
Anatomi Kecambah Kacang Kedelai (Glycine max (L.) Merill) terhadap
Intensitas Cahaya yang Berbeda. Bioslogos, 2(2): 79-87.
29
LITERATUR
Purba, H. W. S., F. E. Sitepu., dan Haryati. 2013. Viabilitas Benih Rosela
(Hibiscus sabdariffa) pada berbagai Kadar Air Awal dan Kemasan Benih.
Agroteknologi, 1(2): 318-325.
30
LITERATUR
Slot, M., dan K. Kitajima. 2015. General Patterns of Acclimation of Leaf
Respiration to Elevated Temperatures Across Biomes and Plant Types.
Eccologial, 177(2015): 885-900.