laporan praktikum - feridwiputra0123.files.wordpress.com filetumbuhan. respirasi merupakan proses...
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
RESPIRASI
Oleh:
Golongan A/Kelompok 6A
1. Henita Nur Kumala Sari (161510501156)
2. Feri Dwi Putra Suhartono (161510501251)
3. Hisyam Hardiansyah (161510501258).
LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2017
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Makhluk hidup termasuk didalamnya, baik hewan (makroorganisme dan
mikroorganisme) dan tumbuhan yang memiliki aktivitas tertentu dalam
mempertahankan kelangsungan hidupnya. Setiap makhluk hidup memiliki
struktur dan fungsi yang berbeda-beda pada setiap komponen penyusunnya,
diantaranya meliputi sel, jaringan, dan organ. Secara fungsional keseluruhan
komponen tersebut memiliki fungsi masing-masing yang membentuk suatu
kesatuan unit kerja tersruktur yang disebut sistem, dimana pada sistem ini
beberapa dari organ akan bekerja sama dan saling berhubungan. Sistem fungsional
yang terdapat di dalam individu makhluk hidup diantaranya seperti sistem
reproduksi, sistem peredaran darah, sistem pencernaan, sistem eksresi dan sistem
respirasi.
Sistem respirasi menjadi penting bagi makhluk hidup karena tanpa adanya
sistem ini makhluk hidup tidak dapat menjalankan aktivitas proses metabolisme.
Setiap aktivitas makhluk hidup membutuhkan energi begitu juga dengan
tumbuhan. Respirasi merupakan proses terjadinya perubahan energi kimia yang
tersimpan dalam bentuk karbohidrat ataupun lemak yang digunakan dalam proses
metabolisme. Respirasi pada tumbuhan dapat dikatakan sebagai suatu proses
perombakan zat organik yang telah tersimpan sebelumnya untuk digunakan
kembali guna melaksanakan proses-proses pada tumbuhan. Setiap sel aktif pada
makhluk hidup melakukan respirasi, baik itu pada sel yang terdapat pada
tumbuhan ataupun hewan. Respirasi pada umumnya digambarkan sebagai proses
pernapasan pada makhluk hidup yang membutuhkan oksigen. Respirasi dapat
dilakukan kapan saja oleh makhluk hidup baik pada siang ataupun malam hari,
karena berbeda dengan fotosintesis cahaya bukanlah syarat mutlak dalam proses
respirasi. Beragam faktor yang mempengaruhi tumbuhan dalam melakukan proses
respirasi, seperti benih yang membutuhkan lingkungan yang mendukung untuk
memulai perkecambahan yang diawali dengan suatu proses respirasi.
2
Respirasi tidak selalu melibatkan oksigen sebagai komponen utama pada
proses pemecahan energi yang tersimpan. Terdapat dua macam respirasi
berdasarkan keterlibatan oksigen di dalamnya. Tumbuhan juga memanfaatkan
oksigen dalam bernafas dengan menghirupnya melalui stomata, dari sini oksigen
akan berperan pada proses respirasi aerob. Respirasi aerob merupakan respirasi
yang membutuhkan oksigen pada prosesnya, sedangkan respirasi anaerob tidak
memerlukan oksigen atau disebut juga sebagai fermentasi. Respirasi pelepasan
energi kimia mencakup pada proses-proses dengan tahapan pertama oksidasi,
perombakan molekul dan diakhiri dengan transfer energi.
Acara praktikum ini dilatarbelakangi oleh proses respirasi yang
membutuhkan CO2 dan menghasilkan O2 pada kecambah tanaman kacang hijau.
Kegiatan praktikum ini bermaksud untuk mengetahui volume O2 dan CO2 yang
dihasilkan dari proses respirasi. Pengamatan ini penting dilakukan karena setiap
proses respirasi dalam waktu yang berbeda memiliki ukuran tersendiri, sehingga
perlu untuk dipelajari mengenai jumlah CO2 yang dibutuhkan tanaman dan O2
yang dihasilkan beserta pengaruh suhu terhadap proses respirasi.
1.2 Tujuan
Mengatahui volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi serta
membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Respirasi adalah proses metabolis pada tumbuhan yang menghasilkan
energi. Proses ini meliputi pemecahan senyawa kompleks seperti asam-asam
organik, gula (glukosa), asam lemak (gliserol), dan asam amino menjadi molekul
yang lebih sederhana. Senyawa kompleks yang dihasilkan dari fotosintesis berupa
glukosa (C6H12O6) akan dirombak pada saat proses respirasi yang nantinya akan
menjadi senyawa sederhana.. Selain itu, kadar oksigen di udara akan menipis
seiring bertambahnya karbondioksida. Hal tersebut menunjukkan bahwa
kandungan oksigen berkurang di udara disebabkan oleh pengaruh suhu yang
semakin tinggi (Fagundes et al., 2013).
Respirasi pada dasarnya membutuhkan oksigen sebagai bahan perombak
molekul. Berdasarkan keberadaan oksigen di udara, ada 2 cara respirasi pada
tumbuhan yaitu respirasi anaerob dan respirasi aerob. Respirasi aerob merupakan
suatu reaksi yang membutuhkan oksigen dan nantinya menghasilkan suatu energi
yang tersimpan dalam bentuk kimia atau ATP. Respirasi anaerob adalah respirasi
yang tidak membutuhkan oksigen dalam perombakannya. Proses respirasi aerob
lebih banyak menghasilkan energi dibandingkan dengan respirasi anaerob karena
pengaruh konsentrasi oksigen yang memiliki peran sebagai perombak glukosa
secara alami (Cokadar, 2012).
Energi yang dilepaskan dari glukosa dalam proses respirasi melalui
serangkaian reaksi kimia. Selama proses respirasi terdapat beberapa energi yang
hilang. Energi panas tereduksi yang digunakan oleh tanaman untuk proses
pertumbuhan dan perkembangan. Bahan utama dalam melakukan proses respirasi
ialah glukosa. Respirasi yang terjadi pada tumbuhan melibatkan oksidasi aerobik
pada gula. Energi yang didapat dari respirasi pada mitokondria dilepaskan
kedalam sitoplasma. Energi yang diperoleh dalam 1 mol glukosa sebesar kurang
lebih 673 kalori (Liang et al., 2013).
Proses respirasi apabila terjadi peningkatan suhu maka akan mempercepat
laju respirasi dan laju penggunaan oksigen akan meningkat pula. Kekurangan
oksigen pada perkecambahan menyebabkan energi yang digunakan berkurang.
4
Suhu semakin tinggi maka laju respirasi semakin meningkat, karena penurunan
defisit tekanan uap air dari udara yang hangat dan suhu daun yang tinggi.
Perubahan suhu dan kelembapan berpengaruh dalam mengontrol laju respirasi.
Kondisi lingkungan berupa suhu maupun kelembaban yang baik dapat menunjang
proses respirasi yang sempurna. Respirasi yang baik akan memberikan hasil
produksi (CO2, H2O, dan energi) dalam keadaan optimal (Aanderud et al., 2013).
Laju respirasi pada tanaman bersifat fluktuasi atau tidak tetap dari waktu
ke waktu. Kondisi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yang mempengaruhi
respirasi diantaranya kadar oksigen di udara, suhu, kadar karbondioksida,
intensitas cahaya, dan zat-zat kimia. Reaksi pada proses respirasi ialah reaksi
biokimia. Peningkatan suhu akan meningkatkan laju respirasi sebesar dua kali
lipat. Cahaya menjadi faktor penting dalam proses respirasi. Meningkatkan laju
fotosintesis dapat menghasilkan persedian makanan yang meningkat. Kondisi ini
dapat menyebabkan laju respirasi meningkat pula (Saktiyono, 2006).
Pengetahuan mengenai laju respirasi sangatlah berguna dalam penanganan
pasca panen. Produk pertanian yang memiliki laju respirasi cepat akan memiliki
daya simpan yang relatif pendek. Perbedaan laju respirasi setiap produk baik buah
ataupun sayur disebabkan adanya perbedaan antara fungsi botanis dari jaringan
buah tersebut. Aktivitas respirasi dengan menggunakan bahan oksigen pada
proses respirasi memiliki hasil yang berbeda-beda. Semakin banyak oksigen yang
digunakan, maka proses respirasi semakin aktif (Fransiska dkk, 2013).
Buah yang disimpan pada suhu rendah dapat menekan laju respirasi dan
metabolisme, percepatan pematangan dan pelunakan, menunda masa penuaan,
mencegah perubahan warna dan tekstur, menstabilkan kadar air pada buah, dan
menurunkan aktivitas mikroorganisme penyebab kerusakan. Pemberian lapisan
lilin pada permukaan buah berguna untuk mmemperhambat proses pematangan
buah dan menjaga agar tidak terjadi kerusakan pada permukaan buah. Buah
tersebut akan mengalami proses respirasi anaerob karena lapisan lilin yang terlalu
tebal menutupi stomata buah sehingga dapat memperhambat proses pertukaran
CO2 dan O2 (Ahmad dkk, 2014).
5
BAB 3. METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Kegiatan praktikum Agrobiosains acara “Respirasi” dilaksanakan pada
hari Senin, 9 Oktober 2017 pukul 06.30- selesai WIB. Bertempat di Laboratorium
Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian, Universitas Jember.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
1. Indikator pp
2. Erlenmeyer 250 cc
3. Beaker glass
4. Neraca
5. Botol semprot
6. Kertas saring
7. Biuret
8. Respirometer
3.2.2 Bahan
1. Kecambah kacang hijau
2. Larutan NaOH 0,2 N
3. Larutan CaCI2 0,2 N
4. Larutan HCI 0,05 N
5. aquadest
6. Vaseline
3.3 Pelaksanaan Praktikum
1. Memasukkan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) ke dalam dasar respirometer dan
memasukkan pula kassa logam ke dalam tabung objek. Menutup tabung objek
dengan tabung pengumpul.
2. Memaasukkan kecambah kacang hijau ke dalam tabung objek.
6
3. Mengisilah alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.
4. Menyuntikkan air satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung
pengumpul (sebaiknya tetes air tersebut berada pada angka yang mudah
terbaca).
5. Menunggu beberapa waktu lama akan terlihat perubahan tetes air (menurun)
dalam pipa ukur. 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
0,75 x (perubahan posisi tetes air)mm3.
3.4 Variabel Pengamatan
Variable pengamatan pada praktikum kali ini meliputi :
1. Volume O2 pada tanaman (mm3)
2. Volume CO2 pada tanaman (mm3)
3. Kuosien Respirasi (mm3)
3.5 Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil pengamatan praktikum, selanjutnya akan
dianalisis mengunakan analisis data statistika deskriptif kuantitatif.
7
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel 1. Pengamatan volume O2 dan CO2
NO PERLAKUAN INDIKATOR PERLAKUAN
VOLUME O2 VOLUME CO2
1. Imbibisi 0,66 mm3 3,74 mm
3
2. 24 Jam 1,2 mm3 4,29 mm
3
3. 48 Jam 1,4 mm3 4,48 mm
3
0
1
2
3
4
5
6
Imbibisi 24 JAM 48 JAM
Kuosien Respirasi
Kuosien Respirasi
Grafik 1. Kuosien Respirasi (KR) pada tiga perlakuan kacang hijau
4.1.1 Volume O2 pada pengamatan praktikum menunjukan adanya kandungan
O2 yang terkandung didalam kecambah kacang hijau. Berdasarkan data
pengamatan praktikum menunjukkan adanya perbedaan ukuran volume O2 pada
setiap perlakuan pada kecambah kacang hijau. Perlakuan yang dilakukan pada
kecambah kacang hijau seperti imbibisi, kecambah 24 jam, dan kecambah 48 jam.
Volume O2 pada perlakuan imbibisi diperoleh sebesar 0,66 mm3, sedangkan pada
perlakuan kecambah 24 jam didapat 1,2 mm3. Pada kecambah kacang hijau 48
jam diperoleh volume tertinggi sebesar 1,4 mm3.
Volume O2 dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
8
Volume O2 = 3,14 x (0,75)2 x H/S
= 3,14 x (0,75)2 x 95/ 120
= 1,4 mm3
4.1.2 Berdasarkan data pengamatan diperoleh volume CO2 yang berbeda dengan
volume O2. Perbedaan perlakuan pada kecambah kacang hijau menunjukan
perbedaan volume CO2. Volume CO2 yang dihasilkan pada perlakuan imbibisi
sebesar 3,74 mm3, sedangkan pada perlakuan kecambah 24 jam didapatkan 4,29
mm3. Pada kecambah kacang hijau perlakuan 48 jam diperoleh volume CO2
tertinggi yaitu sebesar 4,48 mm3.
Volume CO2 dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Volume CO2 = ½ x N HCl x Mr HCl x V HCl
= ½ x 0,05 x 44 x 4,4
= 4,48 mm3
4.1.3 Kuosien respirasi yang diperoleh dari pengamatan praktikum menunjukan
hasil yang berbeda. Kuesien reaksi sebagai suatu perbandingan hasil antara CO2
dengan O2. Berdasarkan data pengamatan kuosien respirasi tertinggi didapatkan
pada perlakuan imbibisi pada kacang hijau sebesar 5,7 mm3, sedangkan kuesien
respirasi terendah terjadi pada perlakuan kecambah kacang hijau 48 jam yaitu 3,2
mm3. Kecambah kacang 24 jam diperoleh kuesien respirasi sebesar 3,58 mm
3.
Kuosien respirasi dapat dihitung dengan rumus sebagau berikut:
Kuosien respiras = V CO2/V O2
= 4,48/ 1,4
= 3,2 mm3
4.2 Pembahasan
Berdasarkan data hasil pengamatan praktikum diperoleh volume O2 dan
CO2 pada perbedaan perlakuan kacang hijau. Perlakuan imbibisi yang diberikan
pada kacang hijau menunjukkan kadar volume O2 terendah sedangkan perlakuan
kecambah kacang hijau 48 jam menunjukkan volume O2 tertinggi. Proses imbibisi
yang terjadi mengalami peningkatkan laju respirasi, sehingga mengaktifkan
enzim-enzim yang ada didalam benih. Enzim tersebut memecahkan glukosa atau
9
cadangan makanan dengan bantuan O2 yang menghasilkan karbondioksida, air,
dan energi yang dibutuhkan untuk memulai proses perkecambahan. Volume O2
pada kecambah 48 jam menunjukan jumlah tertinggi karena benih yang telah
berkecambah mengalami proses fotosintesis.
Volume CO2 pada kacambah kacang hijau 48 jam memiliki jumlah volume
terbanyak dikarenakan jaringan yang terdapat pada kecambah kacang hijau lebih
matang untuk melakukan respirasi, sehingga menghasilkan CO2 lebih besar.
Kecambah kacang hijau 24 jam memiliki jaringan lebih muda, kondisi ini dapat
menghasilkan jumlah volume CO2 yang lebih rendah daripada kecambah 48 jam.
Volume CO2 pada benih imbibisi menunjukkan jumlah terendah karena pada
benih imbibisi belum maksimalnya proses respirasi apabila dibanding dengan
respirasi yang terjadi pada kecambah yang memiliki jaringan lebih matang. Pada
benih imbibisi oksigen dimanfaatkan untuk proses pemecahan glukosa, untuk
melakukan pertumbuhan selanjutnya.
Menurut Darmawan dan Baharsjah (2010), Respirasi merupakan suatu
proses yang sangat penting bagi tanaman. Secara singkatnya, respirasi atau
pernafasan tanaman memiliki beberapa faktor yang mempengaruhinya. Faktor –
faktor yang mempengaruhi proses respirasi yaitu kadar oksigen di udara,
intensitas cahaya matahari, penambahan atau pengurangan kebutuhan air, suhu,
pengaruh mekanis dan zat-zat senyawa kimia, dan faktor umur tanaman. Faktor
yang paling berperan pada saat proses respirasi yaitu faktor suhu. Peningkatan
suhu sebesar 100C akan meningkat laju reaksi 2-3 kali lipat.
Kuosien respirasi merupakan perbandingan dari jumlah volume CO2 yang
terlepas dengan O2 yang dibutuhkan dalam proses respirasi. Pengukuran
perbandingan CO2 dan O2 memungkinkan untuk dilakukannya pengevaluasian
sifat-sifat dari proses respirasi. Kuosien Respirasi bertujuan untuk menentukan
apakah proses respirasi tersebut bersifat aerobik ataupun anaerobik. Rumusan
kuosien respirasi untuk mendapatkan nilai variasinya adalah KR = CO2 yang
dihasilkan dibanding O2 yang dibutuhkan dalam satuan ml (Dwidjoseputro, 1980).
10
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum yang kami lakukan, maka dapat disimpulkan
bahwa:
1. Volume O2 pada proses respirasi kacang hijau tertinggi dihasilkan oleh
kecambah kacang hijau perlakuan 48 jam sebesar 1,4 mm3, sedangkan volume
O2 perlakuan kacang hijau perlakuan 24 jam sebesar 1,2 mm3. Benih imbibisi
mengahasilkan O2 yang terkecil yaitu 0,66 mm3.
2. Volume CO2 pada proses respirasi kecambah kacang hijau tertinggi diperoleh
oleh pelakuan kecambah 48 jam sebesar 4,48 mm3, sedangkan kecambah
terendah diperoleh oleh pada perlakuan imbibisi 3,74 mm3.
3. Kuosien respirasi sebagai suatu perbandingan antara CO2 yang dilepaskan dan
O2 yang dibutuhkan. Kuosien respirasi yang terjadi dengan sempurna
diperoleh dari perlakuan benih imbibisi kacang hijau.
5.2 Saran
Kegiatan praktikum acara respirasi, seharusnya pada saat proses
pelaksanaan uji coba peralatan yang disedikan lebih banyak. Pada saat
pelaksanaan praktikum setelah pretest atau diakhir acara dilakukan pembahasan
soal terkait dengan soal pretest. Hal ini dilakukan agar praktikan mampu
mengetahui jawaban yang benar dan sesuai.
DAFTAR PUSTAKA
Aanderud, Z. T., S. E. Jones, D. R. Schoolmaster Jr, N. Fierer, and J. T. Lennon.
2013. Sensitivity of Soil Respiration and Microbial Communities to
Altered Snowfall. Soil Biology dan Biochemistry, 57 (1): 217-227.
Ahmad, U., E. Darmawati, dan N. R. Refilla. 2014. Kajian Metode Pelilinan
terhadap Umur Simpan Buah Manggis (Garcinia mangostana) Semi-
Cutting dalam Penyimpanan Dingin. Ilmu Pertanian Indonesia, 19 (2):
104-110.
Cokadar, H. 2012. Photosynthesis and Respiration Processes: Prospective
Teachers’ Conception Levels. Eucation and Science, 37 (164): 81-93.
Darmawan, J dan J. Baharsjah. 2010. Dasar-Dasar Ilmu Fisiologi Tanaman.
Jakarta: SITC.
Dwidjoseputro, D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia.
Fagundes, C., B. A. M. Carciofi, and A. R. Monteiro. 2013. Estimate of
Respiration Rate and Physicochemical Changes of Fresh-cut Apples
Stored Under Different Temperatures. Food Science and Technology, 33
(1): 60-67.
Fransiska, A., R. Hartanto, B. Lanya, dan Tamrin. 2013. Karakteristik Fisiologi
Manggis (Garcinia mangostana L.) dalam Penyimpanan Atmosfer
Termodifikasi. Teknik Pertanian Lampung, 2(1): 1-6.
Liang, Z., X. Sun, F. Wang, W. Wang, and F. Liu. 2013. Impact of
Environmental Factors on the Photosynthesis and Respiration of Young
Seedlings of Sargassum thunbergii (Sargassaceae, Phaeophyta). Plant
Sciences, 4 (1): 27-33.
Saktiyono. 2006. IPA Biologi 2. Jogjakarta: Airlangga
LAMPIRAN
I. DATA
Tabel 1. Lembar Kerja Praktikum Respirasi
NO PERLAKUAN INDIKATOR PERLAKUAN
VOLUME O2 VOLUME CO2
1. Imbibisi 0,66 mm3 3,74 mm
3
2. 24 Jam 1,2 mm3 4,29 mm
3
3. 48 Jam 1,4 mm3 4,48 mm
3
II. Dokumentasi Foto
Gambar 1. Kecambah kacang hijau 48 jam
Gambar 2. Kecambah kacang hijau didalam tabung objek
Gambar 3. Larutan NaOH 0,2 N
Gambar 4. Memasukan NaOH kedalam gelas reaksi
Gambar 5. Proses memasukan tinta
Gambar 6. Proses pergerakan tinta pada pipa ukur
Gambar 7. Larutan aquadest
Gambar 8. Memasukkan larutan CaCO3
Gambar 9. Proses penyaringan
Gambar 10. Memasukkan larutan edapan
Gambar 11. Penambahan indicator pp
Gambar 12. Proses titrasi
Gambar 13. Pengukuran pada proses titrasi
III. Lampiran Jurnal dan Buku
Aanderud, Z. T., S. E. Jones, D. R. Schoolmaster Jr, N. Fierer, and J. T. Lennon.
2013. Sensitivity Of Soil Respiration and Microbial Communities to
Altered Snowfall. Soil Biology dan Biochemistry, 57(1): 217-227.
Ahmad, U., E. Darmawati, dan N. R. Refilla. 2014. Kajian Metode Pelilinan
terhadap Umur Simpan Buah Manggis (Garcinia mangostana) Semi-
Cutting dalam Penyimpanan Dingin. Ilmu Pertanian Indonesia, 19(2):
104-110.
Cokadar, H. 2012. Photosynthesis and Respiration Processes: Prospective
Teachers’ Conception Levels. Eucation and Science, 37(164): 81-93.
Fagundes, C., B. A. M. Carciofi, and A. R. Monteiro. 2013. Estimate of
Respiration Rate and Physicochemical Changes of Fresh-cut Apples
Stored Under Different Temperatures. Food Science and Technology, 33
(1): 60-67.
Fransiska, A., R. Hartanto, B. Lanya, dan Tamrin. 2013. Karakteristik Fisiologi
Manggis (Garcinia Mangostana L.) dalam Penyimpanan Atmosfer
Termodifikasi. Teknik Pertanian Lampung, 2(1): 1-6.
Liang, Z., X. Sun, F. Wang, W. Wang, and F. Liu. 2013. Impact of
Environmental Factors on the Photosynthesis and Respiration of Young
Seedlings of Sargassum thunbergii (Sargassaceae, Phaeophyta). Plant
Sciences, 4(1): 27-33.
Saktiyono. 2006. IPA Biologi 2. Jogjakarta: Airlangga.
Darmawan, J dan J. Baharsjah. 2010. Dasar-Dasar Ilmu Fisiologi Tanaman.
Jakarta: SITC.
Dwidjoseputro, D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia.
IV. Flowchart
V. Lembar ACC