i LAPORAN PRAKTIKUM RESPIRASI Oleh : Golongan F/Kelompok 5C 1. Ahmad Jaenuri (161510501218) 2. Shara Wahyuli (161510501230)
LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman merupakan organisme yang memiliki beberapa kesamaan dengan organisme lain seperti manusia. Seperti halnya manusia, tanaman juga melakukan aktifitas yang manusia juga melakukannya, salah satunya adalah proses respirasi. Respirasi dilakukan oleh seluruh makhluk hidup sebagai pertanda kalau makhluk tersebut masih hidup. Proses respurasi tidak hanya berlangsung pada organ daun saja, melainkan juga terjadi pada beberapa organ seperti pada buah. Secara umum respirasi dikatakan sebagai proses pertukaran antara gas O2 dan CO2. Respirasi merupakan suatu proses yang mengubah energi kimia yang tersimpan dalam bentuk karbohidrat untuk menghasilkan suatu energi yang digunakan untuk menggerakkan proses-proses metabolisme.
Respirasi tumbuhan terjadi pada sitoplasma dan mitokondria. Respirasi pada tumbuhan berdasarkan ada atau tidaknya O2 dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu respirasi aerob dan anaerob. Respirasi aerob merupakan respirasi yang membutuhkan O2 sedangkan respirasi anaerob tidak membutuhkan O2. Proses respirasi aerob di dalamnya terjadi penerimaan hidrogen oleh oksigen yang bersifat sebagai akseptor hidrogen membentuk molekul air. Produk yang dihasilkan dari proses respirasi adalah karbondioksida, H2O, dan energi.
Proses-proses dalam respirasi diawali dengan penangkapan O2 di udaa oleh siklus asam trikarboksilat, sedangkan gula yang merupakan salah satu bentuk karbohidrat berada di dalam sel. Oksigen masuk ke dalam daun melalui stomata, lentisel, dan melalui ruang antar sel pada semua bagian tumbuhan. Sama halnya seperti oksigen, karbondioksida yang dihasilkan juga akan keluar dari tubuh tanaman melalui jalur yang sama dengan oksigen. Bagian-bagian tumbuhan yang aktif melakukan respirasi adalah bagian yang sedang aktif tumbuh, seperti kuncup bunga, tunas, biji yang berkecambah, ujung batang, ujung akar, dan pastinya daun.
Laju respirasi pada tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor, baik internal maupun eksternal. Faktor internal seperti umur tumbuhan dan ada atau tidaknya
2
lukan pada tumuhan tersebut, sedangkan faktor eksternal umumnya berasal dari lingkungan tempat tumbuhan tersebut tumbuh seperti suhu, kelembaban, banyaknya bahan makanan yang tersedia, dan masih banyak lagi. Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi ketersediaan karbondioksida yang dihasilkan. Karbondioksida yang dihasilkan dari proses respirasi akan digunakan tumbuhan dalam proses fotosintesis.
1.2 Tujuan
1. Membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.
3
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Semua tumbuhan yang melakukan fotosintesis pasti melakukan proses respirasi pula. respirasi merupakan suatu proses dimana semua organisme memperoleh energi dari bahan organik dalam kondisi aerobik dan anaerobik. Fotosintesis dan respirasi adalah proses yang sangat penting dalam memahami pergerakan energi dan bahan baku dalam ekosistem (Cokadar, 2012). Menurut Fonseca et al. dalam Barbosa et al., (2011) bahwa respirasi merupakan suatu proses metabolisme yang menyediakan energi untuk proses biokimia tumbuhan. Poses metabolisme yang melibatkan kerusakan senyawa organik kompleks seperti gula, asam organik, asam amino, dan asam lemak sehingga berat molekul rendah dan kemudian memproduksi ATP yang berhubungan dengan pelepasan panas. dalam kata lain, respirasi dapat dianggap sebagai proses metabolisme untuk memecah oksidatif dari bahan organik menjadi molekul sederhana seperti CO2 dan H2O dengan memproduksi energi.
Reaksi respirasi termasuk dalam reaksi katabolisme yang memecah molekul-molekul gula menjadi molekul-molekul anorganik berupa CO2 dan H2O. Respirasi atau pernafasan berfungsi untuk mendapatkan energi dari bahan-bahan organik melalui proses pemecahan gula disebut proses glikolisis (Natalia dkk., 2009). respirasi berdasarkan ada atau tidaknya oksigen dibedakan menjadi dua yaitu respirasi aerob (respirasi seluler) dan anaerob (fermentasi). Respirasi seluler dan fermentasi merupakan jalur katabolek atau penghasil energi. Sel mendaur ulang ATP yang digunakan untuk melakukan aktivitas. Reaksi redoks melepas energi ketika elektron bergerak lebih dekat ke atom elektronegatif. Elektron jatuh dari molekul organik ke oksigen selama respirasi seluler. Jatuhnya elektron selam respirasi berlangsung secara bertahap, melalui NAD dan rantai transpor elektron. Proses respirasi seluler melibatkan glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron. Glikolisis menghasilkan energi kimiawi dengan mengoksidasi glukosa menjadi piruvat. Siklus Krebs menyempurnakan oksidasi molekul organik dengan mensintesis ATP. Respirasi seluler menghasilkan banyak molekul ATP untuk setiap molekul gula yang dioksidasinya (Cammpbell et al., 2002).
4
Metabolisme aerobik berdasarkan definisinya membutuhkan oksigen. Oksigen berfungsi sebagai elektron terminal akseptor untuk fosforilasi oksidatif yang merupakan komponen fundamental rspirasi, dan proses ini terjdi di mitokondria. Bagi tumbuhan, oksigen merupakan produk lain ang dihasilkan dari proses fotosintesis. Fotosintesis dan respirasi merupakan dasar kehidupan di bumi, pemahaman tentang mekanisme tersebut mengarahkan konsumsi oksigen, produksi, dan homoeostasis telah lama menjadi tujuan utama penelitian dalam bidang biologi dan bioteknologi (Vlokmer et al., dalam Tschiersch et al., 2012).
Proses respirasi memberikan pengaruh yang cukup nesar bagi tumbuhan, misalnya respirasi pada saat tumbuhan dalam masa perkecambahan. Laju respirasi yang rendah dan ketersediaan oksigen yang sedikit pada saat perkeambahan dapat menyenbabkan benih gagal dalam berkecambah. Oksigen dalam proses respirasi sangat diperlukan untuk proses pembongkaran zat makanan untuk mendapatkan energi. Energi yang dibutuhkan selama proses perkecambahan diperoleh dari respirasi (Ruliyansyah, 2011).sebagian besar masuknya C di ekosistem daratan dapat dikaitkan dengan fotosintesis selama musim semi dan musim panas, proses mineralisasi, seperti respirasi tanah terjadi sepanjang tahun. Hal tersebut mengakbatkan respirasi tanah di musim dingin bersifat penting ketika memperhitungkan kebutuhan karbon tahunan (Aanderud et al., 2013).
Proses respirasi pada produk hortikultura memerlukan oksigen untuk memecah bahan-bahan organik dan menghasilkan CO2, uap air, dan panas sehingga laju respirasi biasanya dinyatakan dalam laju konsumsi O2 dan atau laju produksi CO2. Akan tetapi laju respirasi suatu produk hortikultura lazimnya diketahui berdasarkan perubahan konsumsi CO2 yang dihasilkan (Iflah dkk., 2012). Proses respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan, seperti air dan ketersediaan oksigen. Peran penting air dalam proses respirasi menyenbabkan tanaman mengadakan pembelahan dan pembentangan sel pada daun untuk meningkatkan panjang daun ( Umami dkk., 2011). Respirasi pada tumbuhan juga dipengaruhi oleh keberadaan oksigen. oksigen dapat meningkatkan jumlah energi untuk respirasi sebanyak 10 kali lipat dengan cara berperan sebagai reseptor terminal untuk proses fotosintesis (Ai, 2012).
5
BAB 3. METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Kegiatan praktikum Fisiologi Tumbuhan acara Respirasi dilaksanakan pada hari Sabtu, Tanggal 14 Oktober 2017, Pukul 15.30–selesai, di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan yang berada di gedung Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Jember.
3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan
1. Kecambah kacang hijau 2. Larutan CaCl2 0,2 N 3. Larutan NaOH 0,2 N 4. Larutan HCl 0,05 N 5. Aquadest 6. Indikator PP 3.2.2 Alat 1. Erlenmeyer 250 cc 2. Neraca 3. Kertas saring 4. Respirometer 5. Beaker glass 6. Botol semprot 7. Biuret 3.3 Cara Kerja
1. Memasukkan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) ke dalam dasar respirometer dan memasukkan pula kassa logam ke dalam tabung objek. Menutup tabung objek dengan dengan tabung pengumpul.
6
3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.
4. Menyuntikkan air satu tetes kecil ke ujung atas pipa dan tabung pengumpul (sebaiknya tetes air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).
5. Dalam waktu beberapa lama akan terlihay perubahan tetes air (menurun) dalam pipa ukur. Setelah selang waktu tertentu dapat mengetahiu volume oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut.
6. Menghitung volume oksigen yang tepakai dengan menggunakan rumus : V = 3,14 x 0,75 x 0,75 x (perubahan posisi tetes air) mm3
Catatan: diameter pipa ukur 1,5 mm.
Dari hasil ini dapat kita ketahui hubungan antara berat sample, waktu dan oksigen yang terpakai.
Pengamatan :
a. Melakukan pengamatan setelah 24 jam. b. Mengambil NaOH dan respirometer.
c. Memasukkan larutan tersebut kedalam beaker glass dan menambahkan 2,5 cc CaCl2 (endapan putih yang tejadi adalah CaCO3 yang menunjukkan adanya CO2).
d. Menyaring kertas tersebut dengan kertas filter, endapan yang tejadi/melekat pada kertas filter dicuci dengan aquades dan ditampung sampai volume 300cc kemudian menambahkan beberapa indikator pp sampai warna menjadi pink/merah.
e. Menitrasi dengan HCl 0,05 N sampai warna merah hilang dan mencatat volume HCl yang digunakan.
3.4 Variabel Pengamatan 1. Volume CO2
2. Volume O2 3. Kuosien Respirasi
7 3.5 Analisi Data
Pada praktikum Agrobiosains dengan judul “Respirasi” menggunakan analisis data statistik deskriptif.
8
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
No. Perlakuan Indikator Perlakuan
Volume O2 Volume CO2
1. Imbibisi 1,47 5,94
2. 24 Jam 0,65 1,55
3. 48 Jam 2,72 2,56
Tabel diatas merupakan tabel hasil pengamatan respirasi pada kacang hijau dengan menggunakan tiga perlakuan, yaitu perlakuan imbibisi, perlakuan 24 jam, dan perlakuan 48 jam. Diperoleh hasil berupa volume O2 dan volume CO2 dari tiga perlakuan tersebut. Volume O2 dan volume CO2 kecambah yang diberi perlakuan imbibisi masing-masing sebesar 1,47 dan 5,94. Volume O2 dan volume CO2 kecambah yang diberi perlakuan 24 jam masing-masing sebesar 0,65 dan 1,55, dan volume O2 dan volume CO2 kecambah yang diberi perlakuan 48 jam masing-masing adalah sebesar 2,72 dan 2,56. Menghitung volume O2 dan volume CO2 pada perlakuan 48 jam dapat menggunakan rumus perhitungan sebagai berikut : Volume O2 = 3,14 x (0,75)2 x = 3,14 x (0,75)2 x = 3,14 x 0,5625 x 1,54 mm3/s = 2,72 mm3/s Volume CO2 = ½ x V.HCl x N.HCl x Mr.HCl = ½ x 2,8 x 0,05 x 36,5 = 2,56 mm3/s KR = = = 0,94
9 4.2 Pembahasan
Respirasi merupakan proses mengubah energi kimia yang tersimpan dalam bentuk karbohidrat dan lemak. Mengamati proses respirasi pada kecambah dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang bernama respirometer. Praktikum acara 2 yang mengangkat judul respirasi tersebut melakukan pengamatan pada proses respirasi kecambah menggunakan alat respirometer dengan 3 (tiga) perlakuan yang berbeda, yaitu perlakuan imbibisi, perlakuan 24 jam, dan perlakuan 48 jam. Perbedaan perlakuan tersebut akan menghasilkan volume O2 dan volume CO2 yang berbeda pula.
Langkah pertama yang dilakukan adalah memasukkan sebanyak 15 kecambah ke dalam kassa logam, kemudian menyuntikkan tinta kedalam respirometer selama 2 menit, tinta akan berjalan menjauhi titik angka 0. Selanjutnya melarutkan padatan NaOH menggunakan aquadest 20 ml, kemudian menambahkan 2,5 ml CaCl3 pada larutan NaOH sehingga menghasilkan endapan CaCO3. Selanjutnya endapan CaCO3 disaring, setelah endapan disaring kemudian dicuci dengan menggunakan aquadest 100 ml. Langkah selanjutnya adalah meneteskan larutan dengan indikator PP sebanyak 2 tetes, maka larutan akan berubah warna menjadi pink. Langkah terakhir yang dilakukan kemudian adalah mentitrasi larutan dengan meneteskan HCl 0,05 N sampai terjadi perubahan warna yang semula pink menjadi bening.
Grafik Volume O2 dan Volume CO2
1,47 0,65 2,72 5,94 1,55 2,56 0 1 2 3 4 5 6 7
Imbibisi 24 Jam 48 Jam
10
Grafik diatas menjelaskan adanya perbedaan volume O2 dan volume CO2 yang dihasilkan dari tiap-tiap perlakuan. Perlakuan imbibisi menghasilkan volume CO2 paling tinggi diantara 2 perlakuan yang lainnya yaitu sebesar 5,94 mm3/s, dan volume CO2 paling rendah dihasilkan oleh perlakuan 24 jam yakni sebesar 1,55 mm3/s. Volume O2 paling tinggi dihasilkan oleh perlakuan 48 jam yaitu sebesar 2,72 mm3/s dan perlakuan 24 jam juga menghasilkan volume O2 paling rendah yaitu sebesar 0,65 mm3/s. Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi proses respirasi adalah suhu. Peningkatan suhu dapat menyebabkan terjadinya konsumsi O2.
Volume O2 dan volume CO2 kecambah yang diberi perlakuan imbibisi diperoleh hasil masing-masing sebesar 1,47 mm3/s dan 5,94 mm3/s. Perlakuan 24 jam diperoleh hasil volume O2 dan volume CO2 masing-masing sebesar 0,65 mm3/s dan 1,55 mm3/s, dan volume O2 dan volume CO2 kecambah yang diberi perlakuan 48 jam masing-masing memperoleh hasil sebesar 2,72 mm3/s dan 2,56 mm3/s. Selain mengetahui nilai volume O2 dan CO2 maka dapat diketahui nilai kuosien respirasi dengan membagi hasil CO2 dengan O2 yang di dapatkan. Nilai KR pada perlakuan imbibisi yang didapat adalah sebesar 4,04. Nilai KR pada perlakuan 24 jam adalah sebesar 2,384, dan nilai KR yang dihasilkan pada perlakuan 48 jam adalah sebesar 0,94. Nilai KR tertinggi dicapai oleh perlakuan imbibisi, dan nilai KR terendah dicapai oleh perlakuan 48 jam. Kejadian ini disebabkan karena benih kacang hijau tidak dapat melakukan respirasi pada saat proses imbibisi. Imbibisi merupakan kemampuan dinding sel dalam menyerap air dari luar sel atau suatu kejadian berpindahnya molekul air ke dalam suatu zat.
11
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Volume CO2 yang didapatkan oleh masing-masing perlakuan adalah pada imbibisi diperoleh sebesar 5,94 mm3/s, pada perlakuan 24 jam sebesar 1,55 mm3/s, dan pada perlakuan 48 jam sebesar 2,56 mm3/s
2. Volume O2 yang didapatkan oleh masing-masing perlakuan adalah pada imbibisi diperoleh sebesar 1,47 mm3/s, pada perlakuan 24 jam sebesar 0,65 mm3/s, dan pada perlakuan 48 jam sebesar 2,72 mm3/s
3. Kuosien Respirasi yang didapatkan oleh masing-masing perlakuan adalah pada imbibisi senilai 4,04, pada perlakuan 24 jam senilai 2,384, dan pada perlakuan 48 jam senilai 0,94
4. Proses respirasi dipengaruhi oleh suhu, peningkatan suhu dapat menyebabkan terjadinya konsumsi O2.
5.2 Saran
Praktikum acara 2 (dua) berjudul Respirasi yang dilakukan pada hari Sabtu, 14 Oktober 2017 di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Jember terjadi beberapa kendala, salah satunya adalah ketidaktepatan (keterlambatan) waktu praktikum. Jadwal praktikum yang seharusnya berlangsung pada pukul 15.30 WIB terhambat karena adanya suatu kendala yang menyebabkan praktikan menunggu selama kurang lebih 30 menit untuk pergantian praktikum dengan golongan sebelumnya. Diharapkan dapat lebih mengatur waktu agar kejadian yang sama tidak terulang kembali.
DAFTAR PUSTAKA
Aanderud, Z.T., S.E. Jones., D.R. Schoolmaster J., N. Fierer, dan J.T. Lennon. 2013. Sensitivity Of Soil Respiration and Microbial Communities to Altered Snowfall. Soil Biology dan Biochemistry, 57: 217-227.
Ai, N. S. 2012. Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Ilmiah Sains, 12(1): 28-34. Barbosa, L. N., B. A. M Carciofi., C. E. Dannenhauer, dan A. R Monteiro. 2011.
Inluence of temperature on the respiration rate of minimally processed organic carrots (Daucus Carota L. cv. Brasília).
Cienc.Tecnol.aliment.,Campinas, 31(1): 78-85.
Campbell, N. A., J. B. Reece, and L. G. Mitchell. 2002. Biology. Jakarta: Erlangga.
Cokadar, H. 2012. Photosynthetis and Respiration Processes: Prospective Teachers Conception Levels. Education and Science, 37(164): 81-93. Iflah, T., Sutrisno dan T. C. Sunarti. 2012. Pengaruh Kemasan Starch-Based
Plastics (Bioplastik) terhadap Mutu Tomat dan Paprika selama Penyimpanan Dingin. Teknologi Industri Pertanian, 22(3): 189-197. Natalia, H., D. Nisra dan S. Hindrawati. 2009. Keunggulan Gamal Sebagai
Makanan Ternak. Sembawa: BPTU.
Ruliyansyah, R. 2011. Peningkatan Performansi Benih Kacangan Dengan Perlakuan Invigorasi. Tek.Perkebunan & PSDL, 1(1) : 13-18.
Tschiersch, H., G. Liebsch, L. Borisjuk, A. Stangelmayer dan H. Rolletschek. 2012. An Imaging Method for Oxygen Distribution, Respiration an Photosynthesis at a Microscopic Level of Resolution. New Phytologist, 196(3): 926-936.
Umami, A., S. Darmanti., dan S. Haryanti. 2011. Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Bawang Merah (Allium ascalonicum L. var.Tiron) Dengan Perlakuan Gracilaria verrucosa Sebagai Penjerap Air Pada Tanah Pasir.
DOKUMENTASI
Perlakuan imbibisi terhadap kacang hijau
Benih berumur 48 jam dan 24 jam
Mengukur kadar CO2 pada benih, lalu padatan NaOH dilarutkan dengan aquadest 20 ml
larutan NaOH ditambahkan 2,5 ml CaCl3 menghasilkan endapan CaCO3
Setelah disaring endapan dicuci dengan aquadest 100 ml
Hasil titrasi akan mengubah warna dari pink hingga putih (bening)
LAMPIRAN
Aanderud, Z.T., S.E. Jones., D.R. Schoolmaster J., N. Fierer, dan J.T. Lennon. 2013. Sensitivity Of Soil Respiration and Microbial Communities to Altered Snowfall. Soil Biology dan Biochemistry, 57: 217-227.
Campbell, N. A., J. B. Reece, and L. G. Mitchell. 2002. Biology. Jakarta: Erlangga.
Iflah, T., Sutrisno dan T. C. Sunarti. 2012. Pengaruh Kemasan Starch-Based Plastics (Bioplastik) terhadap Mutu Tomat dan Paprika selama Penyimpanan Dingin. Teknologi Industri Pertanian, 22(3): 189-197.
Cokadar, H. 2012. Photosynthetis and Respiration Processes: Prospective Teachers Conception Levels. Education and Science, 37(164): 81-93.
Umami, A., S. Darmanti., dan S. Haryanti. 2011. Pertumbuhan dan Produktivitas Tanaman Bawang Merah (Allium ascalonicum L. var.Tiron) Dengan Perlakuan Gracilaria verrucosa Sebagai Penjerap Air Pada Tanah Pasir.
