LAPORAN PRAKTIKUM
ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN
“TEKANAN OSMOSIS CAIRAN SEL DAN
POTENSIAL AIR”
Disusun Oleh:
Nama : Mega Sintia NIM : F05112084 Kelompok : 6
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PONTIANAK
“TEKANAN OSMOSIS CAIRAN SEL DAN
POTENSIAL AIR”
ABSTRAK
Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan vang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan .sebagai larutan hipertonis. sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis. Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air. Potensial air merupakan alat diagnosis yang memungkinkan penentuan secara tepat keadaan status air dalam sel atau jaringan tumbuhan. Untuk mengukur tekanan osmosis dan potensial air digunakanlah alat yaitu mikroskop, pisau, silet, pinset tabung reaksi, gelas objektif, dan gelas penutup. Bahan yang digunakan yaitu daun Rhoe discolor, larutan gula dengan konsentrasi 0,14M ; 0,20M ; 0,26M. Sedangkan pada percobaan penetapan potensial air jaringan tumbuhan, bahan yang digunakan yaitu kentang, akuades, larutan gula dengan konsentrasi 0,05M ; 0,15M ; 0,30M ; 0,45M ; 0,60M. Berdasarkan praktikum Osmosis yang dilakukan diketahui bahwa semakin tinggi nilai molaritas larutan gula, maka sel akan semakin cepat terplasmolisis. Dan pada praktikum potensial air mengatakan bahwa air bergerak dari potensial air tinggi ke potensial air yang rendah. Perpindahan atau pergerakan molekul air dari potensial air yang tinggi kepotensial air yang rendah disebut dengan osmosis.
PENDAHULUAN
Peristiwa osmosis dan difusi sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari tanpa kita sadari. Pada tumbuhan pun tak terlepas dari peristiwa difusi dan osmosis. Hal tersebut terutama terjadi pada saat pengangkutan zat hara dan air dari akar ke daun maupun pada saat pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan yang memerlukan. Adapun peristiwa tersebut dapat terjadi ditentukan oleh adanya perbedaan potensial air. Untuk itulah pada praktikum kali ini akan dilakukan penghitungan tekanan osmosis cairan sel tersebut serta mengkur nilai potensial jaringan umbi kentang.
Tujuan praktikum Tekanan Osmosis Cairan Sel dan Potensial Air kali ini yaitu pada acara tekanan osmosis bertujuan untuk menghitung tekanan osmosis cairan sel tumbuhan Rhoe discolor dan pada acara penetapan potensial air jaringan tumbuhan bertujuan untuk mengukur nilai potensial jaringan umbi kentang.
Adapun permasalahan yang diangkat penulis dalam laporan ini adalah bagaimana pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap tekanan osmosis, bagaimana cara menghitung tekanan osmosis cairan sel tumbuhan Rhoe discolor
dan bagaimana konsentrasi larutan sukrosa terhadap potensial air pada umbi kentang serta bagaimana cara mengukur nilai potensial jaringan umbi kentang.
Air menjadi kebutuhan pokok bagi semua tanaman juga merupakan bahan penyusun utama dari protoplasma sel. Rhoeo discolor merupakan tumbuhan yang banyak tumbuh didaerah tropis. Umumnya tanaman ni tumbuh didaerah dingin dan cukup air. Tanaman ini tidak dapat tumbuh didaerah tanah yang jenuh atau tergenang karena batang dan daunnya akan cepat membusuk, dan tanaman ini juga tidak dapat tumbuh didaerah yang kurang air karena daun dan batangnya akan mengerdil (Fahn, 1991). Tanaman ini juga merupakan tanaman yang mempunyai ciri yaitu dengan bentuk daunya yang memanjang seperti daun jagung, mempunyai warna ungu pada pada permukaan bawah dan warna hijau dipermukaan atas. Pada permukaan atas licin karena terdapat lapisan lilin. Tanaman ini mempunyai akar serabut sehingga termasuk tanaman monocotyledoneae (Haryadi, 1996). Rhoeo mempunyai jaringan yang terdiri dari sel-sel yang bentuknya sama dapat juga melakukan fungsi khusus yang dapat juga bersama jaringan lain membentuk fungsi yang lebih kompleks. Pertumbuhan darai tana,mn ini sangat penting pada aktivitas jaringan meristem. Dan jaringanya terbagi dua yang berdasarkan kemampuan untuk tumbuh dan memperbanyak diri yaitu jaringan meristem dan jaringan yang permanen (Sastrodinoto,1980).
molekul tertentu, tetapi menghalangi melekul lain dikatakan permeabel secara diferensial. Seperti dikatakan diatas, pelarut universal adalah air. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ketempat berkonsentrasi rendah. Pertukaran air antara sel dan lingkungan adalah suatu faktor yang sangat penting sehingga memerlukan suatu penamaan khusus yaitu osmosis (Salisbury,1995).
Suatu percobaan yang menunjukan proses osmosis adalah suatu percobaan yang mengamati suatu lubang bawah dari tabung gelas ditutup dengan selaput. Selaput itu berfungsi sebagai membran permeabel secara differensiasi, yang meloloskan melekul-molekul air secara cepat, tetapi menghalangi molekul yang lebih besar (Dwidjoseputro,1984).
Tekanan osmosis cairan dapat ditentukan dengan cara mencari suatu larutan yang mempunyai tekanan osmosis sama dengan cairan tersebut. Dalam cara ini kita dapat mengambil patokan pada terjadinya peristiwa plasmolisis sel.dalam keadan insipien plasmolisis tekanan osmosis cairan sel adalah sama dengan tekanan osmosis larutan dalam massa jaringan sel tersebut direndam. Plasmolisis dapat dilihat dibawah mikroskop sebagai suatu percobaan (Lakitan, 2004).
Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air, yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, dibawah kondisi yang sama. Energi bebas suatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas mol-1) disebut potensial kimia.potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menuju daerah yang potensial kimianya lebih kecil (Sasmitamihardja, 1996).
Potensial air merupakan alat diagnosis yang memungkinkan penentuan secara tepat keadaan status air dalam sel atau jaringan tumbuhan. Semkain rendah potensial dari suatu sel atau jaringan tumbuhan, maka semakin besar kemampuan tanaman untuk menyerap air dari dalam tanah. Sebaliknya, semakin tinggi potensial air, semakin besar kemampuan jaringan untuk memberikan air kepada sel yang mempunyai kandungan air lebih rendah (Basahona, 2011).
sel tumbuhan ada tiga faktor yang menetukan nilai potensial airnya, yaitu matriks sel, larutan dalam vakuola dan tekanan hidrostatik dalam isi sel. Hal ini menyebabkan potensial air dalam sel tumbuhan dapat dibagi menjadi 3 komponen yaitu potensial matriks, potensial osmotik dan potensial tekanan (Basahona, 2011). Potensial kimia air atau biasanya dinyatakan sebagai potensial air, PA (ψ, psi) penting untuk diketahui agar dapat dimengerti pergerakan air di dalam sistem tumbuhan, tanah dan udara. Potensial air biasanya dinyatakan dalam satuan bar, atm, seperti satuan tekanan. Air akan bergerak dari PA tinggi ke PA yang lebih rendah. Jadi difusi termasuk osmosis, terjadi sebagai akibat adanya gradient dalam energi bebas dari partikel-partikel yang berdifusi (Ismail, 2011). Potensial air adalah suatu pernyataan dari status energi bebas air, suatu ukuran datat yang menyebabkan air bergerak ke dalam suatu sistem, seperti jaringan tumbuhan, tanah atau atmosfir, atau dari suatu bagian ke bagian lain dalam suatu sistem. Potensial air mungkin merupakan parameter yang paling bermanfaat untuk diukur dalam hubungannya dengan sistem tanah, tanaman dan atmosfir (Ismail, 2011). Komponen-komponen potensial air atau jaringan adalah sebagai berikut :
Ψw = Ψs + Ψp + Ψm (PA = PO + PT + PM)
Dimana Ψw = potensial air suatu tumbuhan Ψs = potensial osmotik
Ψp = potensial tekanan atau turgor Ψm = potensial matriks (Ismail, 2011)
Menurut Ismail 2011, potensial osmotik adalah potensial yang disebabkan oleh zat-zat terlarut. Tandanya selalui negatif. Potensial tekanan adalah potensial yang disebabkan oleh tekanan hidrostatik isi sel pada dinding sel. Nilainya ditandai dengan bilangan positif, nol, atau dapat juga negatif. Penambahan tekanan (terbentuknya tekanan turgor) mengakibatkan potensial tekanan lebih positif. Potensial matriks disebabkan oleh ikatan air pada koloid protoplasma dan permukaan (dinding sel). Potensial matriks bertanda negatif, tetapi pada umumnya pada sel-sel bervakuola, nilainya dapat diabaikan. Oleh karena itu, persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi :
Ψw = Ψs + Ψp (PA = PO + PT)
Analisis kuantitatif potensial air. Pengaruh gabungan dari tekanan dan konsentrasi zat terlarut ini terhadap potensial air ditulis dalam persamaan berikut ini :
Ψ = Ψp + Ψs
dimana Ψp adalah potensial tekanan (tekanan fisik suatu larutan) dan Ψs adalah potensial zat-zat terlarut, yang sebanding dengan konsentrasi zat-zat terlarut dari suatu larutan. (Ψs juga disebut potensial osmotik.) Tekanan pada suatu larutan (Ψp) bisa berupa suatu bilangan yang positif atau negatif (tegangan, suatu tekanan negatif). Sebaliknya, potensial zat-terlarut dari suatu larutan (Ψs) selalu negatif, dan semakin besar konsentrasi zat-zat terlarut, semakin tinggi nilai Ψs (Campbell, 2004).
Dehidrasi osmosis dilakukan dengan merendam pangan di dalam larutan dengan tekanan osmosis lebih tinggi daripada tekanan osmosis intraselular bahan pangan tersebut. Akibatnya, air dalam bahan akan keluar melintas membran sel menuju larutan perendam itu (Wirawan, 2006).
METODOLOGI
Praktikum mengenai tekanan osmosis cairan sel dan potensial air, dilaksanakan pada tanggal 3 April 2014 di Laboratorium Pendidikan Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Tanjungpura Pontianak, pukul 13.00 WIB – selesai. Adapun alat dan bahan yang digunakan saat praktikum ini, yaitu Alat yang digunakan berupa mikroskop, pisau silet, pinset, kaca objek, kaca penutup, cork borer dengan garis tengah 1cm untuk membuat potongan umbi kentang, pisau silet, timbangan analitik, gelas piala, dan gelas aqua. Sedangkan bahan yang digunakan berupa daun Rhoe discolor yang masih segar, larutan gula dengan konsentrasi 0,14M ; 0,20M ; 0,26M. Solanum tuberosum L, akuades dan larutan sukrosa 0,05M ; 0,15M ; 0,30M ; 0,45M ; 0,60M.
insipient plasmolisis memiliki potensial osmotic sama dengan potensial osmotik larutan yang digunakan. Potensial osmotik sel pada insipient plasmolisis ditentukan.
Cara kerja potensial air pada Solanum tuberosum L yaitu yang pertama dua gelas piala atau gelas beaker disiapkan dengan masing-masing tabung diisi dengan 100 ml larutan berikut ini: akuades, sukrosa dengan konsentrasi 0,05 molar; 0,15 molar ; 0,30 molar; 0,45 molar dan 0,60 molar. Tahap-tahap berkut ini harus dilakukan dengan cepat. Umbi kentang dibuat 12 silinder dengan bor yang bergaris tengah 1 cm, dengan panjang 4 cm. Bagian luar kulitnya dihilangkan. Sebaiknya semua silinder umbi kentang dibuat dari satu umbi saja dan diletakkan di sebuah wadah tertutup. Silinder kentang dipotong dengan pisau silet menjadi irisan-irisan tipis dengan tebal 1-2 mm. Irisan kentang dibilas dengan akuades dengan cepat dikeringkan dengan kertas hisap dan ditimbang. Selanjutnya di masukkan ke dalam salah satu larutan sukrosa yang telah disiapkan. Hal ini dilakukan pada setiap silinder kentang untuk masing-masing larutan berikutnya. Tepat 15 menit setelah direndam, irisan-irisan tersebut dikeluarkan dari masing-masing tabung. Lalu dikeringkan dengan kertas handuk atau hisap, semua hal ini dilakukan untuk semua contoh percobaan. Untuk menghitung perubahan berat digunakan rumus berikut:
peruba h an berat=Berat akhir−Berat mula−mula
Berat mula−mula x 100 %
Kemudian dibuat grafik dan diplotkan persen perubahan berat pada ordinat dan konsentrasi larutan sukrosa ( dalam molar ) pada absis. Potensial air jaringan dapat diperoleh setelah dihitung potensial osmotik ( ᴪs ) untuk masing-masing konsentrasi larutan sukrosa dan digunakan rumus berikut:
-φs = C.i.R.T
Dimana : -φs = Potensial air
I = Konstanta ionisasi sukrosa = 1
R= Konstanta gram (0,0831 bar/derajat mol) T= Suhu absolut (0C + 273)
Rumus diatas cukup digunakan untuk menghitung potensial osmotik suatu larutan sukrosa ( -φs ), selanjutnya potensial dari larutan-larutan lainnya dapat
ditentukan dengan menggunakan rumus berikut ini :
M1
φ s1=
M2
φ s2
Kemudian tentukan konsentrasi sukrosa yang tidak menghasilkan perubahan berat dengan menginterpolasikandari grafik. Dan dihitung φs dari larutan ini. Nilai
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Tekanan osmotik pada Rhoe discolor
Preparat Konsentras i gula
Jumlah sel sebelum perendaman
Jumlah sel yang terplasmolisis
Presentase plasmolisis Preparat 1 0,14 192 98 50 % Preparat 2 0,20 185 185 100 % Preparat 3 0,26 194 165 85 %
Tabel 2. Potensial air pada kentang (Solanum tuberosum L.)
Jenis Larutan Konsentrasi (M)
Berat Awal
Berat Akhir
% perubahan =
berat ak h ir−berat awal berat awal
Grafik Persentase perubahan berat kentang (Solanum tuberosum) digunakan adalah sel epidermis daun Rhoe discolor yang dikupas bagian lapisan epidermisnya dengan memakai larutan sukrosa pada konsentrasi yang berbeda. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan,pada konsentrasi sukrosa 0,14M ; 0,20M ; 0,26M diperoleh bahwa perlakuan pada larutan sukrosa 0,14M yang memiliki ± 50% sel yang terplasmolisis yang disebut plasmolisis insipien.
Tekanan yang mendorong terjadinya difusi ini dinamakan tekanan osmosis atau osmotic pressure. Tekanan yang menjadi penentuan dalam pencarian suatu larutan dengan tekanan osmosis yang sama dengan cairannya disebut dengan tekanan difusi. Karena konsentrasi larutan gula berperan dalam plasmolisis sel, maka dapat disimpulkan bahwa semakin banyak sel yang terplasmolisis. Hal tersebut dapat kita lihat dengan adanya suatu bintik atau titik yang berada di tengah-tengah sel tanaman tersebut. Menurut Salisbury dan Ross (1992), larutan yang di dalamnya terdapat sekumpulan sel dimana 50% berplasmolisis dan 50% tidak berplasmolisis disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis ini terjadi apabila sel berada dalam keadaan tanpa tekanan.
literatur bisa saja disebabkan kurang telitinya praktikan dalam membuat larutan konsentrasi sukrosa.
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah mengukur nilai potensial air pada jaringan umbi kentang (Solanum tuberosum). Dengan proses yaitu dengan melakukan perendaman terhadap umbi kentang yang sudah terpotong-potong sesuai prosedur kerja dan dimasukan kedalam larutan sukrosa dengan konsentrasi serta dalam aquades sebagai variabel konntrol. Setelah itu merendam umbi kentang kedalam larutan sukrosa selama masing-masing selama 2 jam.
Berdasarkan dari tabel hasil pengamatan laporan sementara, aquades, memiliki perubahan berat 16,9 %. Nilai positif ini diperoleh dari berat akhir kentang yang lebih besar dari berat awal kentang, akibat terjadinya penambahan berat jaringan oleh air dari larutan sukrosa. Pergerakan air dari larutan sukrosa menuju sel kentang menunjukkan bahwa konsentrasi air dalam larutan sukrosa lebih tinggi daripada dalam sel kentang. Dengan demikian larutan sukrosa 0,05 M, 0,15 M, 0,30 M, 0,45M disebut larutan hipotonis (larutan dengan kandungan solute yang lebih rendah dari larutan lain). Sedangkan pada konsentrasi 0,60M perubahan berat kentang bernilai negatif. Nilai ini diperoleh dari berat akhir kentang yang lebih kecil dari berat awal kentang, akibat terjadi penyusutan berat jaringan karena air keluar dari sel menuju larutan sukrosa sehingga dapat disimpulkan merupakan larutan hipertonis (kandungan solutenya lebih tinggi daripada sekelilingnya)(Listiana,2010). Hal ini berarti telah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa air bergerak dari potensial air tinggi ke potensial air yang rendah. Perpindahan atau pergerakan molekul air dari potensial air yang tinggi kepotensial air yang rendah disebut dengan osmosis.
KESIMPULAN DAN SARAN
Plasmolisis adalah peristiwa lepasnya protoplasma dari dinding sel karena keluarnya sebagian air dari vakuola. Larutan yang di dalamnya terdapat sekumpulan sel dimana 50% berplasmolisis dan 50% tidak berplasmolisis disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis ini terjadi apabila sel berada dalam keadaan tanpa tekanan. Semakin tinggi nilai molaritas larutan sukrosa, maka semakin cepat sel terplasmolis. Senyawa yang terkandung dalam daun Rhoeo discolor adalah senyawa antosianin yang berwarna keunguan. Sel epidermis daun Rhoeo discolor pada praktikum yang mengalami plasmolisis insipien adalah pada perlakuan 0,22 M.
Sedangkan larutan isotonis tidak terjadi perpindahan molekul air sehingga berat jaringan tetap.
Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan praktikum agar hasil yang di peroleh sesuai dengan tujuan yang diharapkan dan meningkatkan kerjasama antara sesama anggota kelompok. Sebaiknya laboran memperbarui alat-alat praktikum, misalnya mikroskop atau alat bedah, karena sudah banyak yang rusak (tak layak pakai) serta menambah alat-alat praktikum lainnya, guna kelancaran kegiatan praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Basahona, Sumanto. 2011. Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan Pengukuran Potensial Air Jaringan Tumbuhan.(Online) (http://basahona.blogspot.com/2010 / 12 /laporan-praktikum-fisiologi-tumbuhan. html) diakses tanggal 9 April 2014. Campbell, Neil A, Jane B Reece, dan Lawrence G Mitchel. 2004. Biologi Edisi ke 5
jilid II. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Dwidjoseputro, D. 1984. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia: Jakarta.
Fahn, A. 1991. Anatomi Tumbuhan Edisi Ketiga. Gajah Mada Universitas Press: Yogyakarta.
Haryadi, Sri Setyadi. 1996. Pengantar Agronomi. PT. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
Ismail dan Abd Muis. 2011. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi Universitas Negeri Makassar, Makassar.
Lakitan, Benjamin. 2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafindo Persada: Jakarta.
Salisbury, B. Frank dan Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB: Bandung.
Sasmitamihardja, Dardjat, dan Arbayah Siregar. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi .ITB : Bandung.
Sastrodinoto, Soenarjo. 1980. Biologi UmumII. PT. Gramedia: Jakarta
