METABOLISME HEWAN DAN TUMBUHAN
(Laporan Praktikum Biologi Umum)OLEH:
EVI KURNIA SARI 1417021038
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGENTAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG
Judul Praktikum : Metabolisme hewan dan tumbuhan
Tanggal Praktikum : 16 Oktober 2014
Tempat Praktikum : Laboratorium Zoologi 1
Nama : Evi Kurnia Sari
NPM : 1417021038
Jurusan : Biologi
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Kelompok : 3
Bandar Lampung, 30 Oktober 2014
Mengetahui,
Asisten Dosen
Melinda Juniar
DAFTAR ISI
COVER
LEMBAR PENGESAHAN
DAFTAR ISI
I. PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
1.2Tujuan Praktikum
II. TINJAUAN PUSTAKA
III. METODE KERJA
3.1 Alat dan Bahan
3.2 Cara Kerja
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
4.2 Pembahasan
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
DAFTAR PUSTAKA
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Makhluk hidup terdiri atas sel, karena itulah manusia harus mempelajari tentang keadaan selnya atau sel- sel lainnya yang menunjang kehidupannya. Suatu sistem transportasi sangat penting bagi tunbuhan dan hewan yang berkaitan dengan masa organisme tersebut. Pada tanaman dan hewan yang masih sederhana transfor materi berlangsung secara osmosis, dan difusi. Pada sel hewan, jika suatu sel (sel darah merah) berada pada cairan yang Hipotonik maka sel darah merah akan pecah, namun jika berada dalam cairan yang hiportonis maka sel darah akan pecah.
Metabolisme berasal dari kata Yunani “Metabole” yang berarti perubahan. Metabolisme kadang juga diartikan pertukaran zat antaara satu sel atau secara keseluruhan dengan
lingkungannya. Salah satu aktivitas protoplasma yang penting adalah pembentukan sel baru dengan cara pembelahan. Sebelum sel melakukan pembelahan, maka protoplasma akan aktif mengumpulkan serta mensintesa karbohidrat, protein, lemak dan banyak lagi senyawa kompleks yang merupakan bagian dari protoplasma dan dinding sel. Bahan dasar untuk sintesa senyawa organic tersebut adalah unsure-unsur aorganic yang diserap oleh akar dan gula yang dibentuk dari karbon dioksida dan air pada proses fotosintesa (asimilasi karbon).
Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel satu hingga yang memiliki susunan tubuh kompleks seperti manusia. Dalam hal ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.
Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup. Semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabollisme adalah perenannya dalam penawar racun atau detoksifikasi.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut: 1. Mengamati terjadinya plasmolisis pada sel tumbuhan
2. Memahami proses fotosintesisyang terjadi pada tumbuhan berklorofil 3. Memahami proses respirasi yang terjadi pada sel hewan
II. TINJAUAN PUSTAKA
Salah satu ciri makhluk hidup ataupun sel hidup adalah melakukan metabolism (pertukaran zat) yakni istilah untuk menunjukkan perubahan-perubahan kimiawi yang terjadi di dalam tubuh untuk melaksanakan berbagai fungsi vitalnya. Setiap sel terdiri atas protoplasma yang memiliki kemampuan memungut oksigen dan bahan keperluannya, dan untuk menyisihkan bahan tertentu lainnya sebagai bahan barang buangan (kartono,1982).
Semua kegiatan hidup yang terdapat dalam sel tidak dapat di pisahkan dengan reaksi kimia. Pertumbuhan, perkembangan, sekresi, ekskresi, dan kegiatan hidup lainnya merupakan proses reaksi kimia. Namun secara garis besarnya perubahan reaksi kimia atau metabolism, dalam sel dapat di bedakan menjadi dua yaitu anabolisme atau reaksi penyusunan atau sintesis dan katabolisme atau pembongkaran atau pemecahan (Slamet, 2004).
Plasmolisis adalah proses terlepasnya protoplasma dari dinding sel yang disebabkan oleh air yang berada dalam vakoula merembes keluar dari sel, yaitu bila tumbuhan berada pada lingkungan yang kadar airnya rendah, maka tumbuhan akan sulit menyerap air. Pada kasus tertentu, air di dalam sel juga akan keluar. Bila terjadi terus-menerus, maka selaput plasma akan lepas dari dinding sel. Bila plasmolisis berkepanjangan, maka sel tersebut akan mati dan untuk mengembalikannya diperlukan proses sebaliknya. Keadaan ini dapat kembali ke keadaan semula apabila sel tersebut diletakkan di lingkungan dengan kadar air yang lebih tinggi (hipotonis). Peristiwa kembalinya protoplasma ini disebut dengan deplasmolisis (Wilkins, 1992).
Plasmolisis merupakan dampak dari peristiwa osmosis. Plasmolisis hanya terjadi pada kondisi eksterm, dan jarang terjadi di alam. Biasanya terjadi secara sengaja di laboratorium dengan meletakkan sel pada larutan bersalinitas tinggi atau larutan gula untuk menyebabkan ekosmosis, seringkali menggunakan tanaman Elodea atau sel epidermal bawang yang memiliki pigmen warna sehingga proses dapat diamati dengan jelas ( Lukyati, 1999).
Fotosintesis adalah proses pembentukan molekul-molekul makanan yang kompleks dan berenergi tinggi dari komponen-komponen yang lebih sederhana oleh tumbuhan hijau dan organisme autotrofik lainnya dengan keberadaan energi cahaya (Fried, 2005).
Fotosintesis adalah proses yng dilakukan oleh organisme hidup untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dari molekul organik. Fotosintesis menyediakan energi untuk segala kehidupan di dunia. Formula proses fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut: CO2 + H2O + energi cahaya (CH2O) + O2 + energi kimia
(Rosenberg, 1965).
Reaksi fotosintesis pada tumbuhan dibagi dalam dua tahap, yaitu: A. Reaksi terang
Reaksi terang mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimiawi berupa ATP dan NADPH (Campbell, 2000).
B. Reaksi gelap
Reaksi gelap adalah jalur dimana terjadi reduksi CO2 menjadi gula. Komponen ini ditemukan pada stroma kloroplas. Reaksi gelap sebenarnya tidak harus terjadi dalam kondisi gelap; hanya saja reaksi gelap tidak bergantung pada cahaya (Fried, 2005).
Respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan baik pada siang maupun malam hari. Sebagaimana kita ketahui dalam semua aktivitas makhluk hidup memerlukan energi begitu juga dengan tumbuhan (Campbell, 2002).
Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002).
Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen (Tobin, 2005).
Secarasederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut: C6H12O6 + 6O2→ 6 CO2 + 6H2O + ATP
(Tobin, 2005)
Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya juga. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen (Tobin, 2005).
Laju metabolisme dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk umur, jenis kelamin, status reproduksi, makanan dalam usus, stress fisiologis, aktivitas, musim, ukuran tubuh dan temperature lingkungan. Laju metabolisme baku (standard metabolic rate) merupakan laju metabolisme hewan manakala hewan tersebut sedang istirahat dan tidak ada makanan dalam ususnya. Ketika pengukuran laju metabolisme tengah dilakukan, jarang sekali ikan berada dalam keaadaan diam, sehingga istilah laju metabolsme rutin sering dipakai untuk menunjukkan bahwa laju metabolisme diukur dalam keaadaan selama level aktifitas rutin. Ini menyebabkan hasil pengukurannya biasanya lebih tinggi dari laju metabolisme manakala ikan benar-benar diam (Yuwono, 2001).
Mekanisme respirasi hewan jangkrik yaitu corong hawa (trakea) adalah alat pernafasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada dikerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, yang terletak berpasangan pada setiap sekmen tubuh. Spirakel mempunyai tutup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan menutup saat beristirahat. Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dan spirakel menuju pembuluh – pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus. Sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis titin, terisi cairan dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel – sel tubuh. Trakeolus mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler. Pada sistem pengangkutan pada vertebrata. Mekanisme pernapasan pada serangga ini, misalnya belalang adalah : jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea menyerpi sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea kembali pada volume semula. Sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan diluar sebagai akibatnya udara diluar yang kaya oksigen masuk ke trakea, sistem trake berfungsi mengangkut oksigen dan mengedarkan keseluruh tubuh, sebaliknya mengangkut karbondioksida hasil respirasi dikeluarkan dalam tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan tidak mengangkut gas. Bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan (Johnson, 1984).
Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme adalah:
1. Faktor Dalam (Internal) a. Gen
Gen adalah substansi/materi pembawa sifat yang diturunkan dari induk. Gen
mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup, misalnya bentuk tubuh, tinggi tubuh, warna kulit, warna bunga, warna bulu, rasa buah, dan sebagainya. Gen juga menentukan kemampuan metabolisme makhluk hidup, sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya.
Hewan, tumbuhan, dan manusia yang memiliki gen tumbuh yang baik akan tumbuh dan berkembang dengan cepat sesuai dengan periode pertumbuhan dan perkembangannya. Meskipun peranan gen sangat penting, faktor genetis bukan satu-satunya faktor yang menentukan pola pertumbuhan dan perkembangan, karena juga dipengaruhi oleh faktor lainnya. Misalnya tanaman yang mempunyai sifat unggul dalam pertumbuhan dan perkembangannya, hanya akan tumbuh dengan cepat, lekas berbuah, dan berbuah lebat jika ditanam di lahan subur dan kondisinya sesuai. Bila ditanam di lahan tandus dan kondisi lingkungannya tidak sesuai, pertumbuhan dan perkembangannya menjadi kurang baik. Demikian juga ternak unggul hanya akan berproduksi secara optimal bila diberi pakan yang baik dan dipelihara di lingkungan yang sesuai.
b. Hormon
perkembangan pada makhluk hidup beragam jenisnya.
2. Faktor Luar (External)
Faktor luar yang mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup berasal dari faktor lingkungan. Beberapa faktor lingkungan yang memengaruhi
pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup adalah sebagai berikut.
a. Makanan atau Nutrisi
Makanan merupakan bahan baku dan sumber energi dalam proses metabolisme tubuh. Kualitas dan kuantitas makanan
akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Karena sedang dalam masa pertumbuhan, kamu harus cukup makan makanan yang bergizi untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tubuhmu.
Zat gizi yang diperlukan manusia dan hewan adalah karbohidrat, protein, lemak, vitamin, dan mineral. Semua zat ini diperoleh dari makanan. Sedangkan bagi tumbuhan, nutrisi yang diperlukan berupa air dan zat hara yang terlarut dalam air. Melalui proses fotosintesis, air dan karbon dioksida (CO2) diubah menjadi zat makanan dengan bantuan sinar matahari. Meskipun tidak berperan langsung dalam fotosintesis, zat hara diperlukan agar tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Coba kamu amati, tanaman padi yang terlambat dipupuk, daunnya akan berwarna
kekuningan. Setelah dipupuk, daun tanaman padi itu akan kembali berwarna hijau dan tumbuh dengan baik. Mengapa demikian? Di dalam pupuk terkandung zat hara yang penting sebagai nutrisi tanaman.
b. Suhu
Semua makhluk hidup membutuhkan suhu yang sesuai untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangannya. Suhu ini disebut suhu optimum, misalnya suhu tubuh manusia yang normal adalah sekitar 37°C. Pada suhu optimum, semua makhluk hidup dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Hewan dan manusia memiliki kemampuan untuk bertahan hidup dalam kisaran suhu lingkungan tertentu. Tumbuhan menunjukkan pengaruh yang lebih nyata terhadap suhu. Padi yang ditanam pada awal musim kemarau (suhu udara rata-rata tinggi) lebih cepat dipanen daripada padi yang ditanam pada musim penghujan (suhu udara rata-rata rendah). Jenis bunga mawar yang tumbuh dan berbunga dengan baik di pegunungan yang sejuk, ketika ditanam di daerah pantai yang panas pertumbuhannya menjadi lambat dan tidak menghasilkan bunga yang seindah sebelumnya. Hal ini disebabkan karena semua proses dalam pertumbuhan dan perkembangan seperti penyerapan air, fotosintesis, penguapan, dan pernapasan pada tumbuhan dipengaruhi oleh suhu.
c. Cahaya
Cahaya berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Tumbuhan sangat membutuhkan cahaya matahari untuk fotosintesis. Namun
d. Air dan Kelembapan
Air dan kelembapan merupakan faktor penting untukpertumbuhan dan perkembangan. Air sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. Tanpa air, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. Air merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia di dalam tubuh. Tanpa air, reaksi kimia di dalam sel tidak dapat berlangsung, sehingga dapat mengakibatkan kematian. Kelembapan adalah banyaknya kandungan uap air dalam udara atau tanah. Tanah yang lembab berpengarauh baik terhadap pertumbuhan tumbuhan. Kondisi yang lembab banyak air yang dapat diserap oleh tumbuhan dan lebih sedikit penguapan. Kondisi ini sangat mempengaruhi sekali terhadap
pemanjangan sel. Kelembapan juga penting untuk mempertahankan stabilitas bentuk sel.
e. Tanah
III. METODE KERJA
3.1.Alat dan Bahan
1.Plasmolisis
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
1. Mikroskop 2. Objek glass
3. Penutup objek glass 4. Silet
5. Stopwatch
Bahan yang digunakan adalah:
1. daun jadam (Rhoeo discolor) 2. Aquades
3. Larutan sukrosa 20%
2.Fotosintesis
Alat yang digunakan untuk praktikum fotosintesis adalah:
1. Gelas piala 100 ml, 250 ml, 600 ml, dan 1000 ml 2. Tripot, kasa asbes, bunsen, cawan patri
3. Tabung reaksi, corong kaca 7 cm, batang gelas 25 cm 4. Termometer
5. Kawat penyangga 6. Stopwatch
Bahan yang digunakan adalah:
1. Tanaman Hydrilla verticilata 2. Aquades.
3.Respirasi
Alat yang digunakan adalah:
7. Kapas/tissu
Bahan yang digunakan adalah:
1. jangkrik 2. kecambah 3. kristal KOH 4. eosin
5. vaselin
3.2. Cara Kerja
1.Plasmolisis dan Deplasmolisis
Pertama menyiapkan semua alat dan bahan, menyayat permukaan daun Rhoeo discolor bagian yang berwarna ungu setipis mungkin, meletakan sayatan pada objek glass, kemudian mengamatinya dengan mikroskop, jika sudah tetrlihat jelas teteskan larutan sukrosa 20% pada tepi gelas penutup dan amati dengan mikroskop dan mencatat apa yang terjadi dengan memperhatikan waktunya juga, setelah itu mencobanya lagi dengan aquades dan mengamatinya kembalidan mencatat perubahan yang terjadi beserta waktu yang dibutuhkan.
2.Fotosintesis
Meyiapkan semua alat dan bahan, kemudian memasukan aquades sebanyak 500 ml kedalam gelas kimia A dan B, memasukan tanaman Hydrilla verticilata kedalam corong dengan pangkal tanaman diatas. Selanjutnya mengatur letak corong dan tabung reaksi pada masing-masing gelas kimia didalam air, untuk menyangga corong menggunakan kawat penyangga, perlakuan pada gelas A yaitu meletakannya pada tempat yang mendapatkan banyak sinar matahari, selanjutnya menghitung jumlah gelembung yang dihasilkan dan mencatat waktunya. Sedangkan perlakuan untuk gelas B yaitu meletakkan pada tempat yang gelap selanjutnya menghitung jumlah gelembung yang dihasilkan dan mencatat waktunya.
3. Respirasi
Menyiapkan semua alat dan bahan, kemudian menimbang massa kecambah yang digunakan, memasukan KOH kedalam kapas kemudian memasukannya kedalam respirometer, kemudian memasukan kecambah kedalam respirometer juga, selanjutnya mengolesi vaselin kepermukaan tabung respirometer dan menutupnya dan memastikan tidak adanya kebocoran udara. menyuntikan larutan eosin melalui lubang pada respirometer tepat diangka nol kemudian mengamati pergerakan eosin dan mencatat waktu pergerakan eosin tersebut.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
1. Respirasi
Berikut merupakan tabel hasil pengamatan praktikum respirasi Jangkrik betina bermassa
0,275 gram sebagai berikut:
Percobaan ke- waktu ml O2 Laju respirasi
Percobaan 1 2 menit 0,36 0,010
4 menit 0,61 0,018
6 menit 0,79 0,023
8 menit 1,00 0,030
Percobaan 2 2 menit 0,22 0,006
4 menit 0,36 0,010
6 menit 0,45 0,013
8 menit 0,53 0,016
Percobaan 3 2 menit 0,11 0,003
4 menit 0,22 0,006
6 menit 0,30 0,009
Berikut merupakan tabel hasil pengamatan praktikum respirasi kecambah bermassa
5,088 gram sebagai berikut:
Percobaan ke- waktu ml O2 Laju respirasi
Percobaan 1 2 menit 0,18 0,00029
4 menit 0,37 0,00060
6 menit 0,54 0,00088
8 menit 0,70 0,00114
Percobaan 2 2 menit 0,135 0,00022
4 menit 0,32 0,00052
6 menit 0,47 0,00077
8 menit 0,63 0,00103
Percobaan3 2 menit 0,12 0,00019
4 menit 0,25 0,00041
6 menit 0,35 0,00057
2.Fotosintesis
Hasil pengamatan yang diperoleh pada percobaan fotosintesis yaitu sebagai berikut:
Percobaan Waktu Jumlah Gelembung
Terang Gelap
Percobaan III 3 menit
6 menit
Seperti yang telah dijelaskan dalam pendahuluan, setiap mahluk pasti melakukan proses penguraian zat makanan dalam tubuhnya untuk melakukan aktivitas kehidupan. Proses – proses tersebut berlangsung di dalam sel mahluk hidup.proses inilah yang sering disebut proses metabolisme mahluk hidup.
Metabolisme merupakan suatu proses pembentukan atau pengurain zat di dalam sel yang di sertai dengan adanya perubahan energi. Proses – proses ini terjadi di dalam sel mahluk hidup. Proses yang ter jadi dapat berupa pembentukan zat atau dapat pula berupa penguraian zat menjadi zat – zat yang lebih sederhana. Proses pembentukan zat terjadi pada proses
fotosintesis , kemosintesis, sintesis lemak, dan sintesis protein. Proses penguraian zat dapat berupa respirasi sel dan fermentasi sel.
Dalam proses metabolisme, enzim sangat diperlukan sebagai katalisator ( senyawa yang dapat mempercepat proses terjadinya reaksi tanpa habis reaksi ). Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat – zat yang bereaksi, dan dengan demikian dapat mempercepat proses reaksi.
Seperti yang telah dijelaskan di atas, bahwa dalam proses metabolisme ada dua proses yaitu proses pembentukan dan penguraian.Proses pembentukan dalam metabolisme di sebut juga proses anabolisme. Sedangkan proses penguraian disebut juga dengan proses katabolisme. Kedua proses ini disebut juga sebagai arah lintasan dari proses metabolisme.
Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepatkan oleh senyawa organik yang disebut sebagai enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promor dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.
Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang berinteraksi dengan enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat yang lazim disebut dengan metabolit, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom . Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologiyang disebut.
Proses anabolisme biasanya lebih banyak membutuhkan energi sehingga reaksinya dapat berlangsung cepat dan efisien serta memerlukan energi dalam bentuk energi panas.proses ini memerlukan energi yang lebih besar karena, dalam proses anabolisme proses yang terjadi lebih banyak dan prosesnya yang cepat dan efisien panas sehingga nergy yang di perlukan lebih besar. Reaksi seperti ini disebut juga reaksi endergonik atau reaksi endoterm.
Sedangkan dalam proses katabolisme energi yang di butuhkan lebih sedikit. Karena, pada reaksi katabolisme hanya menguraikan zat dan melepaskan energi, jadi nergy yang
diperlukan lebih sedikit. Suatu proses di mana terjadi pelepasan energi disebut juga reaksi eskergonik atau reaksi eksoterm.
Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks.Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa
kompleks yang terbentuk.
Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakaria, dan nukleotida. Kedua, adalah aktivasi senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakaria, lemak, dan asam nukleat.
Hasil-hasil anabolisme berguna dalam fungsi yang esensial. Hasil-hasil tersebut misalnya glikogen dan protein sebagai bahan bakar dalam tubuh, asam nukleat untuk pengkopian informasi genetik. Protein, lipid, dan karbohidrat menyusun struktur tubuh makhluk hidup, baik intraselular maupun ekstraselular. Bila sintesis bahan-bahan ini lebih cepat dari perombakannya, maka organisme akan tumbuh.
Reaksi yang termasuk dalam reaksi anabolisme yaitu fotosintesis dan kemosintesis. Fotosintesis ialah reaksi anabolisme yang menggunakan energi cahaya. sedangkan kemosintesis ialah reaksi anabolisme yang menggunakan energi kimia. Berikut akan di jelaskan lebih lanjut mengenai salah satu reaksi anabolisme yaitu fotosintesis.
fotosintesis dilakukan oleh tumbuhan tingkat tinggi, tumbuhan pakis, lumut, ganggang ( ganggang hijau, biru, merah dan cokelat ).
Energi matahari yang di tangkap oleh proses fotosintesis merupakan lebih dari 90% sumber energi yang di pakai oleh manusia untuk pemanasan, cahaya, dan tenaga.Batu bara, gas bumi, dan minyak bumi adalah sumber energi yang berasal dari hasil perombakan bahan alam hayati oleh adanya jasad berfotosintesis dalam waktu jutaan tahun yang silam.
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.
Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2). Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang
membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang
digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang. Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang
mengandung atom karbon menjadi molekul gula. Dari semua radiasi matahari yang
dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm).
Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah. Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.
Tumbuhan menggunakan karbon dioksia dan air untuk menghasilkan guladan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari
fotosintesis. Selain itu, cahaya matahari juga punya peran penting dalam proses fotosintesis.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.
Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
Proses fotosintesis berlangsung pada organel tumbuhan yaitu kloroplas.Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk batangdan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli.
Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentuk grana(kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid. Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun perak (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid. Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber.Proses pembongkaran ini dibedakan menjadi dua macam.yaitu sebagai berikut :
1. Apabila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan memerlukan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirasi.
2. Apabila pembongkaran suatu zat dalam dalam lingkungan tanpa memerlukan oksigen (anaerob) disebut proses fermentasi.
Berikut contoh persamaan dua reaksi di atas :
Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
A. Plasmolisis dan Deplasmolisis
Berdasarkan pada pengamatan yang dilakukan, yaitu mengamati sayatan daun Rhoeo discolor dengan mikroskop , hal ini bertujuan untuk melihat bentuk awal dari sel sayatan daun Rhoeo discolor. Lalu pelakuan selanjutnya meneteskan larutan sukrosa 20% dan aquades pada masing-masing sayatan untuk mengamati plasmolisis dan deplasmolisis pada sel. Perbedaan waktu yang terjadi pada masing-masing percobaan dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya yaitu tebal tipisnya sayatan pada daun. Hal ini menyebabkan
penampakan sitoplasma sel menjadi lebih jelas pada sayatan yang lebih tipis, selain hal tersebut ada beberapa faktor yang mempengaruhi plasmolisis dan deplasmolisis yaitu:
1. Konsentrasi, meningkatnya konsentrasi suatu larutan akan menurunkan nilai osmotiknya,
2. Ionisasi zat terlarut,
3. Suhu, potensial osmotik larutan akan berkurang nilainya dengan naiknya suhu, 4. Hidrasi molekul zat terlarut, air yang berasosiasi dengan partikel zat terlarut
disebut air hidrasi, dapat menyebabkan larutan menjadi lebih pekat.
B. Respirasi
Berdasarkan pada pengamatan yang telah dilakukan dari percobaan respirasi menggunakan jangkrik dan kecambah dengan bantuan alat respirometer dapat dilihat bahwa laju repirasi hewan (jangkrik), lebih besar dibandingkan dengan laju respirasi tumbuhan kecambah, hal ini disebabkan hewan jangkrik membutuhkan oksigen lebih banyak dibandingkan dengan
kecambah.
Berikut ini merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya laju respirasi :
1. Umur
Frekuensi pernapasan yang dilakukan anak-anak berbeda dengan orang dewasa. Frekuensi pernafasan anak-anak lebih banyak dari orang dewasa, hal ini karena anak-anak masih dalam proses pertumbuhan sehingga banyak memerlukan energi. Sama halnya dengan tumbuhan juga.
2. Jenis kelamin
Pada umumnya dalam keadaan normal, frekuensi pernafasan perempuan lebih banyak dari pada laki-laki. Karena perempuan lebih cenderung membutuhkan energi yang lebih banyak.
3. Suhu tubuh
Semakin tinggi suhu tubuh seseorang maka, maka ia membutuhkan energi yang lebih banyak, sehingga kebutuhan oksigen akan meningkat.
4. Posisi tubuh
Seseorang yang sedang berdiri frekuensi pernafasan akan lebih sering
dibandingkan dengan orang yang sedang berbaring. Hal tersebut dikarenakan saat berdiri otot akan lebih sering berkontraksi sehingga membutuhkan bannyak energi.
bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya.
Jangkrik dtimbang terlebih dahulu sebelum digunakan. Pada dasar respirometer diletakkan kapas yang telah ditetesi dengan KOH 20%, kemudian kapas ditutup menggunakan kawat kasa. Fungsi KOH adalah untuk mengikat CO2, sehingga pergerakan yang terjadi pada
respirometri hanya disebabkan oleh konsumsi oksigen. Reaksi pengikatan CO2 oleh KOH
adalah sebagai berikut:
KOH + CO2 → K2CO3 + H2O (Chang, 1996)
Jangkrik yang telah diketahui bobot tubuhnya dimasukkan ke dalam tabung respirometer. Pipet respirometer yang telah diisi dengan larutan giemsa dipasangkan pada tabung respirometer. Kemudian dicatat posisi larutan pada skala pipet respirometer. Setiap 5 menit diamati perubahan letak larutan, pengamatan dilakukan selama satu jam dan diukur setiap volume yang berubah.
Parameter yang diukur meliputi tiga hal yaitu laju konsumsi oksigen pada STB (suhu temperatur baku), laju volume oksigen yang dikonsi per hari, dan laju metabolisme.
Laju konsumsi oksigen yang diukur menunjukkan berapa banyak volume yang dikonsumsi oleh seekor jangkrik untuk menghasilkan energi per jam dan per harinya. Laju konsumsi oksigen ini dipengerahui oleh banyak faktor yaitu, spesies hewan, suhu lingkungan (terutama bagi hewan ektoterm), dan aktivitas. Selain ketiga hal tersebut, ukuran tubuh juga menentukan besarnya laju konsumsi oksigen (Tobin, 2005). Untuk hewan endoterm, hewan yang berukuran tubuh kecil akan memiliki laju konsumsi oksigen per unit massa yang lebih besar dibanding hewan yang berukuran lebih besar.Jika aktivitas yang dilakukan oleh suatu hewan lebih banyak maka akan mengkonsumsi oksigen lebih banyak pula dan sebaliknya.
Laju metabolisme menunjukkan jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi dan nutrisi yang dikonsumsi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen
Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut: C6H12O6 + 6O2→ 6 CO2 + 6H2O + ATP
(Tobin, 2005)
Laju metabolisme dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk umur, jenis kelamin, status reproduksi, makanan dalam usus, stress fisiologis, aktivitas, musim, ukuran tubuh dan temperature lingkungan. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Tang (2001), bahwa laju metabolisme dipengaruhi oleh faktor biotik seperti suhu, salinitas, oksigen, karbondioksida, amoniak, pH, fotoperiode, musim dan tekanan. Sedangkan untuk faktor abiotik seperti aktivitas, berat, kelamin, umur, scooling, stress, puasa dan ratio makan.
menghasilkan energi sebesar 4.825 kalori dengan laju metabolisme pada jangkrik sebesar 6,95 Kcal / hari.
C. Fotosintesis
Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun. Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO2 dan H2O.
Cahaya matahari terdiri atas beberapa spektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang berbeda, sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis juga berbeda. Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur membran yang disebut tilakoid.
Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat, dan cahaya. Tetapi yang menjadi faktor utama fotosintesis agar dapat berlangsung adalah cahaya, air, dan karbondioksida.
Fotosintesis merupakan proses sintesis senyawa organik (glukosa) dari zat anorganik (CO2 dan H2O) dengan bantuan energi cahaya matahari. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Maka persamaan reaksinya dapat dituliskan : 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 + Energi Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol Co2 yang dilepaskan dan jumlah mol O2 yang diperlukan tidak selalu sama. Persamaan reaksi kimia respirasi merupakan kebalikan dari reaksi kimia fotosintesis.
Fotosintesis berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :
1. Reaksi Terang Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung digrana yang dilaksanakan oleh fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahay matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektron.
2. Reaksi gelap Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO2 oleh molekul RBP (Ribolosa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung distroma.
Reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu:
a. Karboksilasi, merupakan pengikatan CO2 oleh RPB untuk membentuk molekul PGA. b. Reduksi ; PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C).
c. Regenerasi ; pembentukan kembali RBP. Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun berfotosintesis atau tidak.
Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis yaitu:
1. Ketersediaan air Kekurangan air menyebabkan daun layu dan stomata menutup, akibatnya penyerapan karbondioksida terhambat sehingga laju fotosintesis menurun.
2. Intensitas cahaya makin tinggi intensitas cahaya makin banyak energi yang terbentuk, sehingga mempercepat fotosintesis. Namun, intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan mengurangi kecepatan fotosintesis.
3. Konsentrasi karbondioksida. Semakin banyak karbondioksida, semakin banyak bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk fotosintesis.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan penelitian maka dapat di ambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Larutan yang hipertonis menyebabkan peristiwa plasmolisis dan jika diencerkan kembali (hipotonis) akan menyebabkan peristiwa deplasmolisis.
2. Sel tumbuhan dimasukkan ke dalam larutan hipertonis, protoplasmanya akan menyusut dan lepas dari dinding selnya. Proses ini disebut plasmolisis. Plasmolisis dapat menyebabkan tumbuhan menjadi layu.
3. Penyebab dari plasmolisis adalah terjadinya peristiwa osmosis antara sel dengan lingkungannya.
4. Ada atau tidaknya plasmolisis menjadi indicator dari ada atau tidaknya osmosis yang terjadi.
5. Plasmolisis dan deplasmolisis terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi zat yang mengakibatkan adanya keadaan hipertonis dan hipotonis.
6. Menentukan konsumsi oksigen pada hewan invertebrata yaitu, jangkrik dengan menggunakan alat respirometer.
7. Respirometer bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya 8. Proses respirasi dipengaruhi oleh pembakaran energi dan karbondioksida sebagai
sumbernya.
9. Respirasi yang menunjukkan hasil bergantung pada banyaknya jumlah oksigen yang diterima.
10.Respirasi dipengaruhi juga oleh substrat respirasi, oksigen temperature dan CO 11.Fotosintesis terjadi pada tumbuhan yang berklorofil
12.Adanya peran cahaya yang dominan
13.Beberapa faktor utama yang mempengaruhi laju fotosintesis adalah intensitas cahaya, konsentrasi karbon dioksida, suhu, kadar air.
14.Dalam proses fotosintesis diperlukan air, cahaya matahari, dan karbon dioksida. Pada proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O2).
5.2Saran
Saran-saran untuk praktikum yang selanjutnya adalah:
1. Hidrilla yang digunakan sebaiknya hidrilla yang masih segar agar hidrilla dapat melakukan fotosintesis dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Muhammad, Kartono. 1982. Anatomi dan Fisiologi untuk Paramedic. Jakarta: Erlangga.
Prawirohartono, Slamet. 2004. Sains Biologi. Jakarta: Bumi Aksara.
Wilkins, M.B.1992.Fisiologi Tanaman. Jakarta: Bumi Angkasa.
Lukyati, Betty. 1999. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Malang: FMIPA UM.
Campbell, N.A, Jane B, Reece and Lawrence G. Mitchell. 2000. Biologi Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.
Campbell, N.A. 2002. Biologi. Jakarta: Erlangga.
Seeley,R.R., T.O. Stephens, P. Tate. 2002. Essentials of Anatomy and Physiology Fourth Edition. New York: mcGraw-Hill Companies.
Tobin, A.J. 2005. Asking About Life. Canada: Thomson Brooks/Cole.
Jhonson, D.R. 1984. Biology an Introduction. New York: The Benjamin Cummings Publishing Co, Inc.
Munawaroh, Siti. 2010. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan.
Percobaan 1
Percobaan 1
