LAPORAN PRAKTIKUM II ANATOMI DAN FISIOLOGI MANUSIA. Difusi dan Osmosis

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM II

ANATOMI DAN FISIOLOGI MANUSIA

“Difusi dan Osmosis”

Untuk memenuhi tugas salah satu tugas mata kuliah Anatomi dan Fisiologi Manusia semester dua dengan dosen mata kuliah dr. Eri T. M. MH, Kes, MH. Rosen,o S.Si, Apt,

Widyatiwi, Apt. M.Si.

20 Maret 2015

Disusun oleh:

Anitha Desiala (P17335114030) Fitri Rizky Nurjannah (P17335114057) Ghina Kholidaturizqi (P17335114036) Nur Hidayah W. (P17335114005) Rafika Zahraeni (P17335114062)

JURUSAN FARMASI

POLITEKNIK KESEHETAN KEMENKES BANDUNG

2015

(2)

I. Dasar teori

Osmosis

Osmosis merupakan difusi air melintasi membran semipermeabel dari daerah dimana air lebih banyak ke daerah dengan air yang lebih sedikit . 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, di bawah kondisi yang sama. Energi bebas zuatu 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 berpotensial kimia lebih kecil (Ismail, 2006).Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Masuknya larutan kedalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa.

Selain air,molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O2 dan CO2 juga mudah melewati membran sel.

Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan(Anonim, 2009).Struktur dinding sel dan membran sel berbeda. Membran memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut; dinding sel primer biasanya sangat permeable terhadap keduanya. Memang membran sel tumbuhan memungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yangmenimbulkan tekanan. Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbultekanan didalamnya, sel tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darahmerah dimasukkan dalam air. Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkantumbuhan yang tidak berkayu (Salisbury, 1995).Prinsip osmosis: transfer molekul solvent dari lokasi hypotonic (potensirendah) solution menuju hypertonic solution, melewati membran. Jika lokasihypertonic solution kita beri tekanan tertentu, osmosis dapat berhenti, atau malah berbalik arah (reversed osmosis).Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis disebut sebagai osmotic press.Jika dijelaskan sebagai konseptermodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagai proses perubahan entrropi.Komponen solvent murni memiliki entropi rendah, sedangkan komponen berkandunagn solut tinggi memiliki entropi yg tinggi juga. Mengikuti Hukum TermoII: setiap perubahan yang terjadi selalu menuju kondisi entropi maksimum, makasolvent akan mengalir menuju tempat yg mengandung solut lebih banyak, sehinggatotal entropi akhir yang diperoleh akan maksimum.Solvent akan kehilangan entropi,dan solut akan menyerap entropi. "Orang miskin akan semakin miskin, sedang yangkaya akan semakin kaya". Saat kesetimbangan tercapai, entropi akan maksimum, ataugradien (perubahan entropi terhadap waktu) = 0.

Faktor yang mempengaruhi Osmosis :

(3)

1. Ukuran molekul yang meresap: Molekul yang lebih kecil daripada garis pusat lubang membran akan meresap dengan lebih mudah.

2. Keterlarutan lipid: Molekul yang mempunyai keterlarutan yang tinggi meresap lebih cepat daripada molekul yang kelarutan yang rendah seperti lipid.

3. Luas permukaan membran: Kadar resapan menjadi lebih cepat jika luas permukaan membran yang disediakan untuk resapan adalah lebih besar.

4. Ketebalan membran: Kadar resapan sesuatu molekul berkadar songsang dengan jarak yang harus dilaluinya. Berbanding dengan satu membran yang tebal, kadar resapan melalui satu membran yang tipis adalah lebih cepat.

5. Suhu: Pergerakan molekul dipengaruhi oleh suhu. Kadar resapan akan menjadi lebih cepat pada suhu yang tinggi dibandingkan dengan suhu yang rendah.

Difusi

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida.

Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu:

1. Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehingga kecepatan difusi semakin tinggi.

2. Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

3. Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.

4. Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.

5. Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat.

Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

Dalam mengambil zat-zat nutrisi yang penting dan mengeluarkan zat-zat yang tidak diperlukan, sel melakukan berbagai jenis aktivitas, dan salah satunya adalah difusi. Ada dua jenis difusi yang dilakukan, yaitu difusi biasa dan difusi khusus.

Difusi biasa terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophobic atau tidak berpolar / berkutub. Molekul dapat langsung berdifusi ke dalam membran plasma yang terbuat dari phospholipids. Difusi seperti ini tidak memerlukan energi atau ATP (Adenosine Tri-Phosphate).

(4)

Difusi khusus terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophilic atau berpolar dan ion. Difusi seperti ini memerlukan protein khusus yang memberikan jalur kepada partikel- partikel tersebut ataupun membantu dalam perpindahan partikel. Hal ini dilakukan karena partikel- partikel tersebut tidak dapat melewati membran plasma dengan mudah. Protein-protein yang turut campur dalam difusi khusus ini biasanya berfungsi untuk spesifik partikel.

II. Alat dan bahan

• Alat 1 Plastik selofan 2 Benang kasur 3 Gelas kimia 4 Batang pengaduk 5 Tabung reaksi 6 Rak tabung 7 Bunsen 8 Gelas ukur

9 Timbangan analitik 10 Stopwatch

11 Label

• Bahan 1 NaCl 2 Albumin 3 Dextrofan 4 Sukrosa 20%

5 Sukrosa 30%

6 Sukrosa 40%

7 Sukrosa 60%

8 Aquadest 9 AgNO3

10 HNO3

11 Benedict

(5)

III. Prosedur kerja

1 Semua alat dan bahan disiapkan.

2 Plastik selofan dipotong dengan ukuran 15x15 cm.

• Proses Difusi NaCl

1 NaCl diambil sebanyak 3 ml menggunakan gelas ukur.

2 NaCl yang telah diambil tadi dimasukkan ke dalam plastik selofan.

3 Plastik selofan yang telah diisi dengan NaCl diikat menggunakan benang kasur, lalu diikatkan kembali pada batang pengaduk dan diberi label.

4 Plastik yang telah diikat dimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah diberi aquadest sama banyak.

5 Ditunggu selama 1 jam.

6 Setelah 1 jam, 3 tabung reaksi disiapkan. Tabung reaksi pertama diisi oleh air yang ada dalam gelas kimia, tabung reaksi kedua diisi oleh aquadest, dan tabung reaksi ketiga diisi oleh NaCl.

7 Ketiga tabung reaksi ditambahkan AgNO3. 8 Perubahan yang terjadi diamati.

Albumin

1 Albumin diambil sebanyak 3 ml menggunakan gelas ukur.

2 Albumin yang telah diambil tadi dimasukkan ke dalam plastik selofan.

3 Plastik selofan yang telah diisi dengan Albumin diikat menggunakan benang kasur, lalu diikatkan kembali pada batang pengaduk dan diberi label.

6 Setelah 1 jam, 3 tabung reaksi disiapkan. Tabung reaksi pertama diisi oleh air yang ada dalam gelas kimia, tabung reaksi kedua diisi oleh aquadest, dan tabung reaksi ketiga diisi oleh Albumin.

7 Ketiga tabung reaksi ditambahkan HNO3. 8 Perubahan yang terjadi diamati.

Dextrofan

1 Dextrofan diambil sebanyak 3 ml menggunakan gelas ukur.

2 Dextrofan yang telah diambil tadi dimasukkan ke dalam plastik selofan.

3 Plastik selofan yang telah diisi dengan Dextrofan diikat menggunakan benang kasur, lalu diikatkan kembali pada batang pengaduk dan diberi label.

(6)

6 Setelah 1 jam, 3 tabung reaksi disiapkan. Tabung reaksi pertama diisi oleh air yang ada dalam gelas kimia, tabung reaksi kedua diisi oleh aquadest, dan tabung reaksi ketiga diisi oleh Dextrofan.

7 Ketiga tabung reaksi ditambahkan Benedict dan dipanaskan.

8 Perubahan yang terjadi diamati.

• Proses Osmosis

Sukrosa 20%, 40% dan 60% dalam Aquadest

1 Sukrosa 20%, 40% dan 60% diambil sebanyak 3 ml menggunakan gelas ukur.

2 Sukrosa yang telah diambil tadi dimasukkan ke dalam plastik selofan yang berbeda-beda.

3 Plastik selofan yang telah diisi Sukrosa diikat dan diberi label, lalu ditimbang. Catat berat masing-masing Sukrosa.

4 Sukrosa yang telah ditimbang, diikatkan pada batang pengaduk dan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah berisi aquadest.

5 Ditunggu selama 1 jam, beratnya ditimbang setiap 15 menit dan dicatat. Saat penimbangan harus dipastikan plastik selofan yang berisi sukrosa telah kering.

Aquades dalam Sukrosa 30% dan 60%

1 Aquadest diambil sebanyak 3 ml menggunakan gelas ukur. Lakukan dua kali.

2 Aquadest yang telah diambil tadi dimasukkan ke dalam plastik selofan yang berbeda.

3 Plastik selofan yang telah diisi Aquadest diikat dan diberi label, lalu ditimbang. Catat berat masing-masing Aquadest.

4 Aquadest yang telah ditimbang, diikatkan pada batang pengaduk dan dimasukkan ke dalam gelas kimia yang telah berisi Sukrosa 30% dan Sukrosa 60%.

5 Ditunggu selama 1 jam, beratnya ditimbang setiap 15 menit dan dicatat. Saat penimbangan harus dipastikan plastik selofan yang berisi Aquadest telah kering.

IV. Data hasil pengamatan

Difusi

N O

SAMPEL + AgNO3

1 Air dalam beaker glass Terbentuk endapan warna putih

2 Air suling Tidak terjadi perubahan

3 NaCl 0,9% Terbentuk endapan warna putih

NO SAMPEL + HNO3

1 Air dalam beaker glass Terbentuk koagulasi

2 Air suling Tidak terjadi perubahan

3 Albumin Tidak terjadi perubahan

(7)

N O

SAMPEL + BENEDICT + PANAS 1 Air dalam beaker glass Tidak terjadi perubahan 2 Air suling Tidak terjadi perubahan

3 Albumin Tidak terjadi perubahan

Osmosis

NO LAR. SELOFAN LAR. BEAKER GLASS

0’ 15’ 30’ 45’ 60’

1 Sukrosa 20% Aquadest 3,61 7,14 7,55 7,10 7,41

NO LAR. SELOFAN LAR. BEAKER GLASS

0’ 15’ 30’ 45’ 60’

1 Aquadest Sukrosa 30% 3,57 5,27 5,49 6,4 6,41

2 Aquadest Sukrosa 60% 3,52 2,56 2,22 2,02 1,96

3

V. Pembahasan

Pada praktikum kali ini, kami melakukan percobaan mengenai Transpor Pasif, yaitu Difusi

dan Osmosis. Proses difusi dan osmosis yang terjadi pada sel, melibatkan membran sel yang

memisahkan lingkungan luar sel dan lingkungan dalam sel. Membran sel bersifat semi

permeabel, artinya dapat dilewati oleh air dan gas yang terlarut serta bersifat selektif

permeabel, artinya membran hanya dapat dilalui oleh molekul-molekul tertentu, contohnya

glukosa, asam amino, gliserol dan berbagai ion lainnya. Susunan membran plasma yang lengkap

dipaparkan menurut suatu model mosaik cair. Membran plasma memiliki struktur seperti

lembaran tipis. Membran plasma tersusun dari molekul-molekul lipid (lemak), protein dan

sedikit karbohidrat yang membentuk suatu lapisan dengan sifat dinamis dan asimetri. Bersifat

dinamis karena memiliki struktur seperti fluida (zat cair), sehingga molekul lipid dan protein

dapat bergerak. Bersifat asimetri karena komposisi protein dan lipid sisi l uar tidak sama dengan

sisi dalam membran sel. Molekul-molekul tersebut menyusun matriks lapisan fosfolipid rangkap

(fosfolipid bilayer) yang disisipi oleh protein membran. Ada dua macam protein membran, yaitu

protein yang terbenam (integral) dan yang menempel (periferal) di lapisan fosfolipid. Satu unit

fosfolipid terdiri dari bagian kepala (fosfat) dan ekor (asam lemak).

(8)

Sisi kepala merupakan sisi hidrofilik (suka air) yang menghadap ke luar membran plasma. Sisi ekor merupakan sisi hidrofobik (tidak suka air) yang bersembunyi di bagian dalam membran plasma.

Zat-zat keluar-masuk membran sel mengalir dari konsentrasi tinggi ke rendah atau sebaliknya. Berdasarkan kebutuhan energi, transportasi zat melalui membran sel ada dua macam, yaitu Transpor Pasif dan Transpor Aktif.

Mekanisme transport pasif adalah proses fisik yang tidak mengeluarkan energi selular ataupun metabolik, namun memakai sumber energi eksternal. Mekanisme ini meliputi difusi, dialisis, osmosis, difusi terfasilitasi, dan filtrasi.

Difusi adalah proses pergerakan acak partikel-partikel (atom, molekul) gas, cairan, dan larutan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah hingga mencapai tahap kesetimbangan. Difusi terbagi menjadi dua macam, yaitu difusi dipermudah dengan saluran protein dan didusi dipermudah dengan protein pembawa. Pada proses difusi dipermudah dengan saluran protein, substansi seperti asam amino, gula dan substansi bermuatan tidak dapat berdifusi melalui membran plasma. Substansi tersebut dapat melewati membran plasma melalui saluran yang dibentuk oleh protein. Protein yang membentuk saluran ini merupakan protein integral.

Sedangkan, pada proses difusi dipermudah dengan protein pembawa melibatkan protein yang membentuk suatu saluran dan mengikat substansi yang ditranspor. Protein ini disebut protein pembawa yang biasanya mengangkut molekul polar, contohnya asam amino dan glukosa.

Osmosis adalah perpindahan pelarut (misalnya air) melalui membran selektif permeabel

dari konsentrasi pelarut yang tinggi (hipotonik) menuju konsentrasi pelarut yang lebih rendah

(hipertonik). Membran selektif permeabel akan membiarkan air keluar dan masuk membran

(9)

dengan bebas, namun membatasi masuknya zat yang terlarut di dalamnya. Kondisi osmotik sel yang bervariasi selalu dialami oleh sel hewan dan sel tumbuhan. Sel hewan lebih mudah rusak akibat masuknya air, sedangkan sel tumbuhan relatif tidak mudah rusak akibat masuknya air karena memiliki dinding sel.

Proses osmosis pada sel hewan, mulanya sel-sel hewan dipertahankan dalam keadaan isotonik, yaitu keadaan dengan konsentrasi air di sekeliling sel sama dengan konsentrasi air di dalam sel. Pada lingkungan hipotonik dengan kondisi konsentrasi air di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel menyebabkan air terus-menerus ke dalam sel hingga sel tersebut pecah (hemolilis). Pada lingkungan hipertonik dengan kondisi konsentrasi air di luar sel lebih rendah (zat terlarut lebih pekat) daripada di dalam sel, mengakibatkan ai di dalam sel akan mengalir ke luar sel hingga sel mengkerut (krenasi).

Proses osmosis pada sel tumbuhan, dimana sel-sel tumbuhan memiliki dinding selulosa yang keras dan elastis sehingga dapat membatasi volum sel serta mempertahankan sel agar tidak pecah. Bila sel tumbuhan ditempatkan pada lingkungan hipotonik, misalnya aquades, air akan masuk ke dalam sel. Sel tumbuhan akan terus membengkak sampai selulosa tidak dapat direntangkan lagi, namun sel tidak pecah, pada keadaan ini sel tumbuhan disebut turgid. Sel-sel tumbuhan bila ditempatkan pada lingkungan hipertonik, misalnya pada larutan garam dengan konsentrasi lebih dari 1% akan menyebabkan keluarnya air dari vakuola. Sitoplasma mengkerut dan membran plasma terlepas dari dinding sel, peristiwa ini disebut plasmolisis.

Mekanisme transpor aktif berbeda dengan transpor pasif dikarenakan untuk melakukan

proses transpor aktif membutuhkan penggunaan penggunaan energi metabolik yang diperoleh

dari reaksi kimia selular da menggerakkan molekul atau ion melawan gradien konsentrasinya,

terjadi dari area berkonsentraso lebih rendah ke area berkonsentrasi lebih tingg. Transpor aktif

melibatkan mekanisme diperantai carrier dan transport massa berukuran besar.

(10)

Transpor aktif diperantai carrier, yang dimaksud carrier adalah protein integral yang disebut “pompa”. Pompa ini mempertahankan gradient ion yang menembus membran sel dan berkontribusi dalam terjadinya perbedaab voltase listrik yang lebih dikenal sebagai potensial membran.

Transpor massa berukuran besar merupakan suatu proses aktif yang mentranspor partikel besar dan makromolekul menembus membrane plasma dengan membungkusnya dalam suatu bagian atau dengan melipat membran untuk membentuk kantong atau vesikel (vakuola) yang melekat pada membran. Transpot ini mencakup endositosis dan eksositosis.

Endositosis (endo = bagian dalam) berarti masuk kedalam sel, terdiri dari fagositosis dan pinositosis. Yang dimaksud dengan proses fagosistosis (fago = memakan) berarti menelan suatu zat padat yang besar dengan cara melipat membran plasma untuk membentuk suatu vesikel fagositik. Sedangkan yang dimaksud dengan pinositosis (pino = minum) berarti menelan tetesan kecil cairan ekstraselular, yang mengandung nutrient yang sudah terurai, dan memasukkannya ke dalam sel.

Eksositosis merupakan suatu metode untuk mengendalikan sel suatu substansi yang tidak diinginkan dan sekaligus berfungsi untuk melepas produk sel yang berguna ke dalam cairan ekstraselular.

Pada praktikum yang telah dilakukan, kami menggunakan plastik selofan sebagai alat pengganti dari membran sel untuk dapat mengamati proses difusi dan osmosis. Seperti yang telah disinggung di awal bahwa sifat yang dimiliki oleh membran sel adalah semi permeabel dan selektif permeabel, sifat tersebut pun dimiliki oleh plastik selofan.

Pada proses difusi digunakan larutan NaCl 0,9 %, Albumin dan Dextrose 5%. Ketiga larutan tersebut dimasukkan kedalam masing-masing plastik selofan dan direndam selama 60 menit dalam masing-masing beaker glass berisi aqudest yang memiliki volume sama. Hasil yang didapat menunjukan bahwa proses difusi berlangsung pada beaker glass yang merendam plastik selofan berisi NaCl 0,9%. Hal tersebut dapat diketahui dengan cara mereaksikan aquadest yang berada dalam beaker glass dengan pereaksi AgNO

3

dan didapatkan hasil endapan putih yang menunjukan keberadaan dari ion-ion NaCl yang berhasil menembus membran plastik selofan (ion NaCl berdifusi dengan membran plastik selofan). Mengapa dapat terjadi demikian?

LAPORAN PRAKTIKUM II ANATOMI DAN FISIOLOGI MANUSIA. Difusi dan Osmosis