Tugas Perkuliahan Biologi

LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI FISIOLOGI TUMBUHAN

“ PENENTUAN KADAR KARBONDIOKSIDA JARINGAN TUMBUHAN“

OLEH

RISFI PRATIWI SUTRISNO (F16111004)

PRODI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2013

ABSTRAK

Respirasi merupakan salah satu proses terpenting dalam makhluk hidup. Dalam proses ini terbentuk energi bebas. ( ATP dan NADH ) yang diperlukan dalam sintesis sel dan senyawa-senyawa intermediate yang merupakan substrat sinensis bagi senyawa-senyawa lain. Oleh karena itu laju respirasi jaringan dapat memberikan gambaran tentang tingkat kegiatan metabolisme dalam jaringan itu. Laju respirasi ditetapkan dengan mengukur banyaknya CO₂ yang terbentuk dan gas O₂ yang diserap per satuan berat segar jaringan per satuan waktu. Adapun tujuannya yaitu menghitung jumlah kadar CO₂ yang dihasilkan oleh tumbuhan Phaseolus radiatus selama melakukan respirasi dan mengetahui pengaruh suhu terhadap respirasi suatu tumbuhan Phaseolus radiatus. Dalam menentukan jumlah kadar CO₂ sebagai berikut :

Jumlah kadar CO₂ =

Berdasarkan praktikum yang dilakukan, adanya suatu kondisi optimal pada respirasi yaitu dapat terjadi dalam kondisi yang spesifik terutama hubungannya terhadap temperatur. Pada suhu ruang 25^oC, laju transpirasi relatif cepat dan kadar CO₂ yang dihasilkan juga banyak, sedangkan pada suhu oven 40^oC terjadi peningkatan. Semakin tinggi suhu maka semakin tinggi pula kadar CO₂ dan laju respirasinya semakin cepat. Jika suhu terlalu panas Phaseolus radiatus tidak mampu melakukan respirasi dengan sempurna. Dimana suhu yang optimum untuk tumbuhan dapat berespirasi yaitu 37^oC.

Kata kunci : Respirasi, Laju Respirasi, CO₂, O₂, Jumlah Kadar CO₂, Phaseolus radiatus, Suhu, Titran.

PENDAHULUAN

Hewan, manusia, dan tumbuhan merupakan makhluk hidup yang memiliki kehidupan masing-masing. Dalam fisiologi ketiganya melakukan respirasi, dimana dilakukan suatu proses pengambilan O₂ untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO₂, H₂O, dan energi. Namun respirasi pada umumnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO₂ sedangkan O₂ yang diserap sebagai oksidator yang mengalami reduksi menjadi H₂O. Kebanyakan hanya mengetahui proses respirasi pada hewan dan manusia saja. Ini dikarenakan fisiologi pada hewan dan manusia cukup jelas sehingga proses respirasinya lebih mudah di amati. Maka tujuan pada praktikum ini yaitu menghitung jumlah kadar CO₂ yang dihasilkan oleh tumbuhan Phaseolus radiatus selama melakukan respirasi dan mengetahui pengaruh suhu terhadap respirasi suatu tumbuhan Phaseolus radiatus. Banyak sekali faktor-faktor dalam penentuan kadar karbondioksida pada jaringan tumbuhan. Agar mudah memahaminya, ada pula hal-hal yang perlu dibahas berupa tujuan penggunaan NaOH, indikator pp dan BaCl₂, dan perbandingan hasil kadar CO₂ yang dihasilkan antara tanaman yang disimpan pada suhu 40^oC dengan suhu ruang ( 25^oC ), mana yang lebih besar kaitannya dengan teori yang ada.

Proses respirasi merupakan reaksi oksidasi-reduksi yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO₂dan O₂ yang diserap direduksi menjadi H₂O. Pati, fruktan, sukrosa, atau gula yang lainnya, lemak, asam organik, bahkan protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi. ( Salisbury, 1995 ) .

Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetal dehida atau asam asetat dan sedikit energi. ( Lovelles, 1997 ) .

Respirasi dibedakan dalam tiga tingkat sebagai berikut :

1. Pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana

2. Oksidasi gula menjadi asam piruvat

3. Transformasi piruvat dan asam-asam organik lainnya secara aerobik menjadi CO₂, air dan energi.

Bahwa besar kecilnya respirasi dapat diukur dengan menentukan jumlah substrat yang hilang, O₂ yang diserap, CO₂ yang dikeluarkan, panas yang dihasilkan dan energi yang timbul. ( Pantastico, 1989 ) .

Proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan anorganik (CO2 dan H2O) pada tumbuhan berpigmen dengan bantuan energi cahaya matahari disebut fotosintesis dengan persamaan reaksi kimia berikut ini :

6 CO₂ + 6 H₂O C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

( Nio Song Ai, 2012 ) .

Fotosintesis menyediakan molekul organik yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan mahluk hidup lainnya. Respirasi adalah suatu proses pengambilan O₂ untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO₂, H₂O dan energi . Respirasi dan metabolisme karbon yang terkait di dalamnya melepas energi yang tersimpan di dalam senyawa karbon dengan cara yang terkontrol untuk digunakan oleh sel. Pada waktu yang bersamaan, respirasi menghasilkan banyak senyawa karbon yang dibutuhkan sebagai prekursor untuk biosintesis senyawa organik lainnya. Respirasi aerob merupakan proses yang umum terjadi dalam hampir semua organisme eukariot, dan secara umum proses respirasi di dalam tumbuhan mirip dengan apa yang dijumpai di dalam hewan dan eukoriot tingkat rendah, tetapi beberapa aspek khusus dari respirasi tumbuhan membedakannya dari respirasi hewan. Respirasi aerob adalah proses biologi yang memobilisasi dan mengoksidasi molekul organik secara terkontrol. Selama respirasi, energi bebas dilepas dan disimpan sementara dalam bentuk ATP yang siap digunakan untuk aktifitas sel dan perkembangan tumbuhan ( Tjitrosomo, 1987 ) .

Faktor yang mempengaruhi laju respirasi ada dua, yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal meliputi tingkat perkembangan, susunan kimia jaringan, ukuran produk, pelapis alami dan jenis jaringan. Sedangkan faktor eksternal meliputi suhu, gas etilen, ketersediaan O₂ dan CO₂. Laju respirasi menentukan daya tahan produk yang disimpan sehingga produk yang laju respirasinya rendah umumnya disimpan lebih lama dalam kondisi yang baik. Respirasi pada tumbuhan ditandai oleh penurunan konsentrasi gas O₂ dan peningkatan konsentrasi CO₂ dalam chamber. Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu di antara 0-35° C kecepatan reaksi akan berlangsung dua atau tiga kali lebih besar untuk tiap kenaikan suhu 10° C.

( Wills, 1981 ) .

Penurunan suhu penyimpanan akan menurunkan laju respirasi tumbuhan karena penurunan suhu dapat menurunkan kecepatan reaksi kimia yang terjadi di dalam jaringan tumbuhan. Laju pernapasan adalah berat CO₂ yang dihasilkan per satuan berat bahan pada selang waktu tertentu, dengan dimensi satuannya mg CO₂/kg.jam. Dengan pengukuran O₂ dan CO₂ dimungkinkan untuk mengevaluasi sifat proses pernapasan.

( Umbara, 2008 ) .

Temperatur merupakan salah satu factor yang dapat mempengaruhi produksi CO₂ yang akan menyebabkan peningkatan produksi CO₂, sejalan dengan meningkatnya suhu. CO₂merupakan salah satu hasil atau produk dari respirasi. Respirasi dan fotosintesis sangat berpengaruh dengan temperatur. Sedikit perubahan temperatur akan mempengaruhi laju fotosintesis dan respirasi. Beberapa jenis tanaman mengalami ini, temperatur akan mempengaruhi fotosintesis yang juga akan mempengaruhi laju respirasi atau sebaliknya. ( Atkin, 2007 ) .

Kecambah melakukan pernapasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan melibatkan gas oksigen (O₂) sebagai bahan yang diserap atau diperlukan dan menghasilkan gas karbondioksida (CO₂), air (H₂O) dan sejumlah energi.

( Putra, 2010 ) .

Oksigen sangat penting dalam perkembangan kecambah, karena kecambah melakukan respirasi aerob untuk memecahkan cadangan makanan dalam endosperma yang kaya akan lemak. Cadangan makanan yang digunakan dalam respirasi ini, berfungsi sebagai substrat yang dapat menghasilkan energi dalam menyokong proses pembelahan sel dan metabolisme sel lainnya (tahap awal pertumbuhan).

( Achmad, 2010 ) .

Efek ekosistem peningkatan tingkat CO₂ di atmosfer akan tergantung pada status gizi hutan tertentu. Hutan produksi meningkat akan terjadi di mana tanah mengandung nitrogen yang memadai. Di daerah di mana nitrogen membatasi, kadar CO₂ tinggi tidak akan meningkatkan pertumbuhan pohon - meskipun fotosintesis dapat meningkat. Tanpa nitrogen yang cukup, pohon-pohon tidak dapat menggunakan CO₂ tambahan untuk pertumbuhan. Karbon tambahan digunakan oleh organisme tanah dan respirasi ke atmosfer. Selain berkontribusi terhadap penumpukan CO₂ di atmosfer perubahan tersebut di foodweb tanah, yang mengontrol ketersediaan hara bagi tanaman, bisa memiliki efek jangka panjang pada fungsi ekosistem. Tingkat CO₂ meningkat, pertumbuhan tanaman. dan hasil pertanian akan meningkat sebagai akibat dari peningkatan tingkat fotosintesis dan peningkatan efisiensi penggunaan air. Peningkatan kadar peningkatan pertumbuhan tanaman CO₂ pada tumbuhan C3 seperti kapas (Gossypium hirsutum L.) dan kedelai dengan meningkatkan luas daun dan fotosintesis per satuan luas daun, sedangkan pada tanaman C4 seperti jagung (Zea mays L.) dan sorgum, peningkatan pertumbuhan adalah hasil menurunkan konduktansi stomata dan peningkatan efisiensi penggunaan air. ( Reeves, 1994 ) .

METODOLOGI

Praktikum mengenai penentuan kadar karbondioksida jaringan tumbuhan, dilaksanakan pada tanggal 23-24 mei 2013 di laboratorium pendidikan biologi, fakultas keguruan dan ilmu pendidikan, universitas tanjungpura pontianak, pukul 07.30-selesai WIB.

Adapun alat dan bahan yang digunakan saat praktikum ini, yaitu Alat yang digunakan berupa botol selai, pipet volume, bulp, kain kassa, aluminium foil, benang, neraca digital, buret, statif dan klem buret, corong, pipet tetes, gelas ukur, gelas kimia, oven dan erlenmeyer. Sedangkan bahan yang digunakan berupa kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus ), NaOH 10 N, indikator pp, BaCl₂ 0,2 M, HCL 1 M .

Langkah kerja pada praktikum ini yaitu masukkan NaOH 10 N ke dalam enam botol selai seanyak 10 ml kedalam masing-masing botol. Kemudian pilih kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus ) yang memiliki kualitas yang baik untuk ditimbang dan kemudian bungkus dengan kain kassa kemudian masukkan kedalam botol selai yang berisi NaOH 10 N (kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus ) tidak menyentuh larutan NaOH ) selanjutnya tutup botol dengan aluminium foil. Keenam botol tersebut dibagi menjadi dua bagian dimana tiga diantaranya dimasukkan kedalam oven dengan suhu 40^oC, sementara tiga botol yang lainnya disimpan pada suhu ruang ( 25^oC ), biarkan selama 24 jam. Setelah 24 jam, ambil NaOH sebanyak 2 ml untuk masing-masing botol dan masukkan ke dalam erlenmeyer. Kemudian tambahkan 2 tetes indikator pp ke dalam erlenmeyer dan tambahkan larutan BaCl₂ 0,2 M sebanyak 0,5 ml kemudian titrasi dengan HCL 1 M sampai warna larutan berubah menjadi merah muda. Hitung volume titran yang digunakan kemudian tentukan kadar CO₂ dengan menggunakan rumus berikut :

Jumlah kadar CO₂ =

DATA DAN PEMBAHASAN

Data Pengamatan :

1. Tabel Pengamatan kadar Co₂ Dalam Oven ( 40^oC )

NO	BOTOL	VOLUME TITRAN ( HCL )	KADAR CO₂
1	1	5,5 ml	110
2	2	13 ml	260
3	3	6,2 ml	124
	Rata-rata 164,6

2. Tabel Pengamatan kadar Co₂ Pada Suhu Ruang ( 25^oC )

NO	BOTOL	VOLUME TITRAN ( HCL )	KADAR CO₂
1	1	4,5 ml	90
2	2	3 ml	60
3	3	9 ml	180
	Rata-rata 110

Pembahasan :

Pada praktikum ini digunakan bahan berupa kecambah kacang hijau ( Phaseolus radiatus ) untuk menetapkan laju respirasi yang dapat dilihat dari banyaknya kadar CO₂. Kadar CO₂ tersebut dapat diketahui dari hasil titrasi sampel ( NaOH ) dengan menggunakan HCL. Semakin banyak CO₂ yang dihasilkan, maka semakin banyak pula HCL yang digunakan untuk titrasi, yang menunjukkan laju respirasi dari kecambah tersebut. NaOH di sini berperan dalam mengikat CO₂. Fungsi penambahan indikator fenoftalein untuk mengetahui terjadinya suatu titik ekivalen dalam proses penitrasian dengan terjadinya perubahan warna pada larutan. Indikator PP dengan range pH 8,0 ± 9,6 merupakan indikator yang baik untuk larutan basa dimana indikator ini akan merubah warna larutan dari bening menjadi merah muda akibat dari perubahan pH larutan pada saat penitrasian. ( Anonim, 2013 ) .

Dari hasil titrasi dapat diketahui bahwa kadar CO₂ pada kecambah yang diberi perlakuan dengan dimasukkan kedalam oven dengan suhu 40^oC selama 24 jam menghasilkan lebih sedikit CO₂ yaitu sebanyak 164,6 dibanding kadar CO₂ yang dihasilkan oleh kecambah yang diberi perlakuan diletakkan pada suhu ruang yaitu 25^oC sebanyak 110.

Absorbsi CO₂dari campuran biogas ke dalam larutan NaOH dapat dilukiskan sebagai berikut :

CO_2(g) CO_2(g)(1)

II.

CO_2(g)+ NaOH_(aq) NaHCO_3(aq)(2)

III.

NaOH_(aq)+ NaHCO₃Na₂CO_3(s)+ H₂O_(l)(3)

CO_2(g)+ 2NaOH_(aq)Na₂CO_3(s)+ H₂O_(l)

Saat sampel dititrasi dengan HCL, maka terjadi reaksi :

CO_2(g)+ 2NaOH_(aq)Na₂CO_3(s)+ H₂O_(l)(4)

II.

Na₂CO_3(s)+ BaCl_{2 (l)}2NaCl_(l)+ BaCO_3(aq)

BaCO_3(aq)+ 2HCl_(l) BaCl_2(l)+ CO_2(g)+ H₂O_(l)

Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan kadar O₂ yang ada. Suhu dan ketersediaan O₂ di dalam botol selai yang tertutup rapat mempengaruhi laju respirasi dari kecambah pada tiap perlakuan, yang dapat dilihat dari kadar CO₂ yang dihasilkan. Suhu dalam oven yang panas dengan ketersediaan O₂ mengganggu proses respirasi kecambah sehingga CO₂ yang dihasilkan lebih sedikit dari yang berada pada suhu ruang.

Kadar CO₂ yang dihasilkan pada kecambah yang diberi perlakuan dengan dimasukkan kedalam oven 40^oC selama 24 jam lebih sedikit dibanding kecambah pada suhu ruang, disebabkan pada peningkatan suhu mencapai 40^oC atau lebih, laju repirasi berlahan menurun, karena enzim yang diperlukan mulai mengalami denaturasi, sehingga memperlambat metabolic yang terjadi. Bila suhu meningkat sampai 30^oC atau 35^oC, laju respirasi akan meningkat tapi lebih lambat. Hal ini terjadi karena pada suhu yang tinggi inilah laju penetrasi O₂ ke dalam sel lewat kutikula atau periderma mulai menghambat respirasi saat reaksi kimia berlangsung dengan cepat. ( Salisbury,1995 ) .

KESIMPULAN

Bahwa tinggi rendahnya suhu disekitar tanaman ditentukan oleh radiasi matahari, kerapatan tanaman, distribusi cahaya dalam tajuk tanaman, kandungan lengas tanah. Suhu mempengaruhi beberapa proses fisiologis penting: bukaan stomata, laju transpirasi, laju penyerapan air dan nutrisi, fotosintesis, dan respirasi. Peningkatan suhu sampai titik optimum akan diikuti oleh peningkatan proses di atas. Setelah melewati titik optimum, proses tersebut mulai dihambat: baik secara fisik maupun kimia, menurunnya aktifitas enzim. Suhu merupakan faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Kadar O₂ juga mempengaruhi laju respirasi. Banyaknya HCL yang digunakan untuk titrasi menunjukkan banyaknya kadar CO₂ pada sampel. NaOH yang dipakai berperan dalam mengikat CO₂ yang dilepaskan oleh kecambah.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Fungsi Penambahan PP. ( online ).

http://www.scribd.com/doc/51391404/Fungsi-penambahan-PP.

diakses tanggal 25 mei 2013.

Achmad. 2010. Penetapan Kuosien Respirasi Jaringan Tumbuhan. ( online )

http://arcturusarancione.wordpress.com/2010/06/28/penetapan-kuosien-respirasi-jaringan-tumbuhan/. diakses tanggal 25 mei 2013.

Atkin. 2006. Respiration as a percentage of daily photosynthesis in whole plants is homeostatic at moderate, but not high, growth temperatures. Journal compilation 368.

Lovelles. 1997. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk daerah Tropik. Jakarta: PT Gramedia.

Nio Song Ai. 2012. Evolusi Fotosintesis Pada Tumbuhan. Jurnal Ilmiah Sains ( Vol 12 ) No. 1. nio_ai@yahoo.com.

Pantastico. 1986. Fisiologi Pasca Panen dan Pemanfaatan Buah - buahan dan Sayur-sayuran Tropika dan Subtropika. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Putra. 2010. Penetapan Kuosien Jaringan Tumbuhan.

( online ). http://4thena.wordpress.com/category/fisiologi-tumbuhan/. diakses tanggal 25 mei 2013.

Reeves. 1994. ELEVATED ATMOSPHERIC CARBON DIOXIDE EFFECTS ON SORGHUM AND SOYBEAN NUTRIENT STATUS.). JOURNAL OF PLANT NUTRITION, 17(11), 1939-1954 (1994).

Salisbury. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: Penerbit ITB.

Tjitrosomo. 1987. Botani Umum 2. Bandung: Penerbit Angkasa.

Umbara. 2008. Pengembangan Teknik Modified Atmosphere Packaging untuk Sayuran Campuran Terolah Minimal. ( online ).

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:VXsSje3QQaQJ:repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/13949/DANU%2520UMBARA%2520S_F2008.pdf?sequence%3D2+kuosien+respirasi+tumbuhan+kecambah+pdf&hl=id&gl=id. diakses tanggal 25 mei 2013.

Wills. 1981. Postharvest. An Introduction to the Physiology and Handling of Fruits and vegetables. New South Wales University Press Limited. Kensington, N.S.W. Australia.