agrobiosains respirasi a 3b

LAPORAN PRAKTIKUM

RESPIRASI

Oleh:

Golongan A/ Kelompok 3b

1. Fitria Nur Aminanti (161510501269) 2. Muhammad Gandi Siregar (171510501190)

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER

2017

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman maupun tumbuhan selain melakukan fotosintensis juga melakukan respirasi atau yang biasa disebut dengan proses pernafasan. Proses respirasi sangat penting bagi semua makhluk hidup. Proses respirasi sendiri merupakan suatu proses dimana energi kimia yang ada pada tanaman atau tumbuhan yang tersimpan dalam bentuk karbohidrat diubah dan digunakan untuk menjalankan proses-proses metabolisme. Tumbuhan atau tanaman melakukan respirasi pada saat malam hari. Ada beberapa bagian dari tanaman atau tumbuhan yang aktif melakukan respirasi yaitu tunas, kuncup bunga, ujung akar, ujung batang, dan biji yang mulai tumbuh atau muncul akar. Tujuan dilakukannya respirasi ini yaitu untuk memperoleh energi. Energi ini akan digunakan tanaman atau tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang. Proses respirasi pada tanaman terjadi di stomata (mulut daun). Melalui stomata tumbuhan atau tanaman dapat menyerap oksigen.

Proses respirasi tersebut kaitannya dengan proses pembebasan energi kimia menjadi energi yang akan digunakan dalam aktifitas pada tumbuhan atau tanaman.

Respirasi dibedakan menjadi dua macam yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan unsur oksigen dalam mendapatkan energi, sedangkan respirasi anaerob yaitu suatu reaksi yang memecahkan karbohidrat dalam mendapatkan energi dimana dalam mendapatkan energi tersebut tidak menggunakan oksigen. Respirasi aerob di dalamnya terjadi reaksi oksidasi atau pembakaran terhadap glukosa secara sempurna serta menghasilkan energi yang besar dengan jumlah 36 ATP. Proses anaerob menghasilkan energi dengan jumlah yang lebih sedikit yaitu 2 ATP. Respirasi aerob dapat juga bergeser menjadi anaerob, hal ini disebabkan karena terdapat beberapa faktor yang mempengaruhinya, seperti adanya air yang menggenangi tumbuhan pada saat tumbuhan tersebut mengalami proses perkecambahan yang diakibatkan oleh kurangnya oksigen dalam tanah, sehingga berpengaruh terhadap serapan air dan nutrisi yang ada pada tanaman. Oksigen adalah suatu komponen yang sangat

2

penting dalam proses respirasi tanaman. Selain itu, komponen penting yang lainnya dalam proses respirasi tanaman yaitu karbondioksida.

Laju respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya yaitu ketersediaan substrat, ketersediaan oksigen, suhu, tipe tumbuhan, dan umur tumbuhan. Pertama, ketersediaan substrat yaitu jika kandungan substratnya rendah, maka laju respirasinya juga rendah. Begitu juga sebaliknya, jika kandungan substratnya tinggi, maka laju respirasinyapun juga tinggi. Kedua, ketersediaan oksigen yaitu besarnya pengaruh oksigen terhadap laju respirasi tergantung pada tiap spesies. Ketiga, laju respirasinya akan meningkat tiap suhu 10 derajat celcius, serta tergantung pada masing-masing spesiesnya, dan terakhir yaitu tipe dan umur tumbuhan yang dimana setiap spesies tumbuhan mempunyai metabolisme yang berbeda sehingga laju respirasinya pun juga berbeda. Tumbuhan yang muda mempunyai laju respirasi yang tinggi dibandingkan dengan tumbuhan yang tua.

Oleh karena itu, komponen oksigen dan karbondioksida ini sangat penting peranannya dalam proses respirasi, sehingga perlu diadakan pengamatan terhadap kandungan volume oksigen dan karbondioksida yang dihasilkan dari proses respirasi, agar dapat diketahui jumlah volume oksigen yang diperlukan tumbuhan atau tanaman serta jumlah volume karbondioksida yang dikeluarkan oleh tumbuhan atau tanaman. Dengan demikian, laporan ini di latar belakangi oleh permasalahan respirasi.

1.2 Tujuan

Mengetahui volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi serta membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.

3

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Respirasi merupakan proses penguraian senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana yang menghasilkan energi berbentuk ATP (Adenosin Trifosfat) dan karbondioksida serta air melalui proses oksidasi dalam molekul organik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik di dalam sel yang berlangsung secara aerobik dan anaerobik. Respirasi aerob memerlukan oksigen yang akan menghasilkan karbondioksida dan energi, sedangkan respirasi anaerob tanpa menggunakan oksigen sehingga menghasilkan senyawa seperti alkohol, asetaldehida, atau asam asetat, dan juga energi (Setiowati dan Furqonita, 2007).

Kitajima and Slot (2014) mengatakan bahwa tumbuhan memerlukan respirasi dalam hidupnya. Respirasi ini menghasilkan energi yang diperlukan tanaman. Respirasi juga sering dikatakan sebagai kebalikan dari fotosintesis. Hal tersebut dikarenakan dalam fotosintesis merombak karbondioksida dan air dengan bantuan energi matahari menghasilkan glukosa dan oksigen, sedangkan pada respirasi merombak oksigen dan glukosa yang menghasilkan air dan karbondioksida (Hapsari, 2016). Kebutuhan oksigen yang diperlukan pada reaksi respirasi dapat dipengaruhi oleh suhu sesuai dengan pernyataan Imamah dkk.

(2016), bahwa semakin tinggi suhu lingkungan maka akan semakin cepat kerja enzim dan semakin banyak oksigen yang dibutuhkan, begitu juga sebaliknya.

Respirasi dapat menyesuaikan diri dengan perubahan suhu dan peningkatan CO2

jangka panjang, dan respon fotosintesis terhadap CO2 yang meningkat dapat diatur secara turun karena keterbatasan biogeokimia (Smith and Dukes, 2012).

Respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam berdasarkan kebutuhan oksigennya, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Ada beberapa tahapan dalam proses respirasi aerob yaitu glikolisis, siklus krebs, dan transport elektron.

Glikolisis adalah kegiatan menguraikan gula. Gula berkarbon enam diuraikan menjadi 2 gula berkarbon 3 menghasilkan NADH dan ATP. Glikolisis berlangsung di dalam sitoplasma. Glukosa dalam proses glikolisis dapat diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, yaitu 2 NADH sebagai suber elektron berenergi tinggi dan 2 ATP yang akan ditransfer ke seluruh tubuh (Azmin dkk., 2015).

4

Siklus krebs menyempurnakan oksidasi bahan bakar organik dari glikolisis.

Gandin et al. (2014) mengatakan bahwa siklus krebs berlangsung di dalam mitokondria dengan proses asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam piruvat (6C). Asam oksaloasetat memasuki daun menjadi berbagai macam zat yang akhirnya menjadi asam oksalosuksinat. Setelah itu ada reduksi, yaitu pelepasan electron dan ion hydrogen oleh NAD dan FAD menghasilkan 2 molekul NADH, dan 2 molekul FADH, dan 2 molekul ATP.

5

BAB 3. METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Agrobiosains dengan judul “Respirasi” yang dilaksanakan pada hari Senin tanggal 9 Oktober 2017 mulai dari pukul 06.30 WIB sampai dengan pukul 08.00 WIB. Bertempat di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Jember.

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat

1. Indikator PP 2. Erlenmeyer 250 cc 3. Neraca

4. Kertas saring 5. Respirometer 6. Beaker glass 7. Botol semprot 8. Biuret

3.2.2 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. Vaseline

3.3 Pelaksanaan Praktikum

1. Memasukkan NaOH sebanyak 1 butir ke dalam dasar respirometer dan memasukkan pula kassa logam ke dalam tabung objek. Menutup tabung objek dengan tabung pengumpul.

6

2. Memasukkan 15 kecambah kacang hijau ke dalam tabung objek.

3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.

4. Menyuntik air satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung pengumpul (sebaiknya tetes air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).

5. Melihat perubahan tetes air dalam pipa ukur setelah 2 menit, kemudian mengetahui volume O2 yang terserap oleh kecambah tersebut.

6. Menghitung volume oksigen yang terpkai dengan rumus: V = 3,14 x 0,75 x 0,75 x (perubahan posisi tetes air) mm³.

3.4 Variabel Pengamatan 1. Jumlah volume oksigen

2. Jumlah volume karbondioksida 3. Nilai Kuosien Respirasi (KR)

3.5 Analisis Data

Data yang diperoleh setelah melakukan praktikum “Respirasi” akan dianalisis dengan menggunakan metode statistik deskriptif dan statistik kuantitatif.

7

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Volume Oksigen dan Karbondioksida

Grafik 1 Data volume oksigen dan karondioksida dalam respirasi

Praktikum respirasi dilakukan dengan kecambah kacang hijau. Kecambah kacang hijau menggunaka tiga perlakuan berbeda, yaitu imbibisi, kecambah 24 jam, dan kecambah 48 jam. kecambah melakukan respirasi dengan menyerap oksigen dan mengeluarkan karbondioksida. Setiap perlakuan melakukan penyerapan oksigen yang berbeda. Perlakuan imbibisi menyerap oksigen sebanyak 0.66 mm³ dan mengeluarkan karbondioksida sebanyak 3.74 mm³. Perlakuan kecambah 24 jam menyerap oksigen sebanyak 1.2 mm³ dan mengeluarkan karbondioksida sebanyak 4.29 mm³. Kecambah perlakuan 48 jam menyerap oksigen sebanyak 1.4 mm³ dan mengeluarkan karbondioksida sebanyak 4.48 mm³.

0 1 2 3 4 5

Imbibisi 24 Jam 48 Jam

0,66

1,2 1,4

3,74

4,29 4,48

Volume (mm3)

O2 CO2

8 4.1.2 Kuosien Respirasi (KR)

Grafik 2 Kuosien respirasi

Kuosien respirasi didapatkan dari hasil perbandingan antara volume karbondioksida dengan volume oksigen. Kuosien respirasi imbibisi diperoleh KR 5.67, pada kecambah 24 jam memperoleh KR 3.57, dan kecambah 48 jam diperoleh KR 3.20.

4.2 Pembahasan

Berdasarkan dari hasil pengamatan bahwa pada kecambah yang ditanam selama 24 jam menghasilkan perubahan posisi tetes air sebesar 0,69 dan volume HCL sebesar 3,9. Sehingga dari perolehan data tersebut dapat diketahui jumlah volume oksigen yang diperlukan oleh kecambah yang ditanam selama 24 jam dengan rumus: V = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 0,69 dan diperoleh hasil sebesar 1,2 mm³. Selain itu, jumlah karbondioksida yang dikeluarkan dapat dihitung dengan rumus:

V = ½ x 0,05 x 44 x 3,9 dan diperoleh hasil sebesar 4,29 ml. Dengan demikian, dari hasil perhitungan tersebut dapat diketahui nilai dari KR atau Kuosien Respirasi pada kecambah yang ditanam selama 24 jam yaitu dengan cara jumlahnya karbondioksida yang keluar dibanding dengan oksigen yang diperlukan dalam penguraian suatu subtrat pada proses respirasi atau nilai KR = 4,29/1,2 , maka akan diperoleh hasil sebesar 3,575.

Berdasarkan data di atas dapat diketahui bahwa volume oksigen yang diperlukan pada kecambah kacang hijau dengan perlakuan imbibisi sebesar 0,66 mm³, sedangkan volume karbondiokasida yang dikeluarkan sebesar 3,74 ml.

0 2 4 6

imbibisi 24 Jam 48 Jam 5,67

3,57 3,20

Kuosien…

9

Sehingga didapatkan nilai KR atau Kuosien Respirasi sebesar 5,67. Pada kecambah kacang hijau yang telah ditanam selama 24 jam volume oksigen yang dibutuhkan pada kecambah kacang hijau sebesar 1,2 mm³ dan volume karbondioksida yang dikeluarkan sebesar 4,29 ml, sehingga menghasilkan nilai KR sebesar 3,575.

Selanjutnya pada kecambah kacang hijau yang telah ditanam selama 48 jam dibutuhkan volume oksigen sebesar 1,4 mm³ dan volume karbondiokasida yang dikeluarkan sebesar 4,48 ml, sehingga dapat dihasilkan nilai KR sebesar 3,2.

Berdasarkan dari hasil data perhitungan tersebut dapat diketahui bahwa nilai KR kecambah kacang hijau dengan perlakuan imbibisi lebih besar dari pada nilai KR pada kecambah kacang hijau yang ditanam selama 48 jam. Nilai KR atau Kuosien Respirasi ini merupakan nilai yang ditentukan oleh jumlah volume karbondioksida yang dilepaskan dibanding dengan jumlah volume oksigen yang diperlukan serta substrat yang tersimpan di dalam suatu tanaman. Kebutuhan oksigen dalam setiap jenis tanaman itu berbeda. Respirasi pada tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu ketersediaan substrat, suhu, ketersediaan oksigen, serta jenis dan umur tanaman. Respirasi sendiri merupakan perubahan atau perombakan energi kimia yang tersimpan dalam suatu tanaman dalam bentuk karbohidrat dan digunakan untuk menjalankan proses-proses metabolisme. Proses respirasi menghasilkan energi, air, karbondioksida, dan elektron. Apabila proses respirasi meningkat maka pengambilan oksigen yang diperlukan juga akan meningkat pula dan pengeluaran karbondioksida serta energi, air yang berupa panas (Chaidir dan Ahmad, 2015). Tahapan proses respirasi tanaman yaitu pertama glikolisis yang dimana merupakan tahap awal dari proses respirasi tumbuhan. Pada proses ini terjadi perombakan glukosa menjadi asam piruvat. Selanjutnya yaitu tahap siklus krebs yang dimana pada tahap ini terjadi perombakan asam piruvat menjadi karbondioksida. Kemudian masuk ke tahap transfer energi atau bisa disebut dengan fosforilasi oksidatif. Pada tahap transfer energi ini terjadi transfer elektron dan juga hidrogen yang akan membentuk molekul air (Sari dan Ratna, 2015).

10

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Umur tanaman dapat mempengaruhi jumlah volume oksigen yang dihasilkan dan jumlah volume karbondioksida yang dilepaskan.

2. Semakin rendah jumlah volume oksigen yang diperlukan maka nilai KR akan semakin tinggi.

3. Jumlah volume oksigen yang diperlukan dan volume karbondioksida yang dilepaskan pada setiap jenis tanaman berbeda.

4. Laju respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu ketersediaan oksigen, substrat, suhu, umur dan jenis tanaman.

5. Komponen terpenting dalam respirasi yaitu oksigen dan karbondioksida.

5.2 Saran

Kegiatan praktikum pada acara respirasi cukup menarik dan semua berjalan sebagaimana mestinya. Peralatan praktikumnya juga lengkap. Namun pada praktikum respirasi ini memiliki tahapan dan proses yang cukup panjang sehingga dalam pengerjaannya menjadi tergesa-gesa dikarenakan waktu yang terbatas.

Mungkin bisa diperbaiki dari manajemen waktu nya, agar tidak mengganggu perkuliahan selanjutnya. Terima kasih.

11

DAFTAR PUSTAKA

Azmin, N., Sugiyarto dan Marsusi. 2015. Pertumbuhan Carica (Carica pubescens) dengan Perlakuan Dosis Pupuk Fosfor dan Kalium untuk Mendukung Keberhasilan Transplantasi di Lereng Gunung Lawu. EL-Vivo. Vol 3 (1):34- 40.

Chaidir, L., A. Taofik. 2015. Eksplorasi, Identifikasi, dan Perbanyakan Tanaman Ciplukan (Physalis angulata L.) dengan Menggunakan Metode Generatif dan Vegetatif. Edisi, 9(1): 82-103.

Gandin, A., Koteyeva, N.K., Voznesenskaya, E.V., Edwardsl, G.E., dan Cousins, A.B. 2014. The acclimation of photosynthesis and respiration to temperature in the intermediate Salsola divaricata: Induction of high respiratory CO2 release under low temperature. Plant, Cell and Environment, 37(11), pp. 2601–2612. doi: 10.1111/pce.12345.

Hapsari, S., Zaman, B. dan Andarani, P. (2016). Kemampuan Tumbuhan Kayu Apu (Pistia stratiotes L.) dalam Menyisihkan Kromium Total (Cr-T) dan COD Limbah Elektroplating. Teknik Lingkungan. Vol 5 (4).

Imamah, N., Hasbullah, R. and Nugroho, L. (2016). Arrhenius Model to Predict Respiration Rate of Minimally Processed Broccoli. Jurnal Keteknikan Pertanian, 4(1), pp. 25–30.

Kitajima, K and Slot, M. 2014. General Patterns of Acclimation of leaf respiration to elevated temperatures across biomes and plant types. Oecologia. Vol 177 (3), pp. 885-900.

Sari, Y. P., R. Kusuma. 2015. Modifikasi Konsentrasi pada Media Padat dan Cair untuk Pertumbuhan Kalus Tanaman Sarang Semut (Myrmecodia tuberose JACK.) Secara Invitro. Ilmiah Ilmu Biologi, 1(1): 9-13.

Setiowati, T. dan Furqonita, D. 2007. Biologi Interaktif. Jakarta Timur: Azka Press.

Smith, N. G. and Dukes, J. S. (2012). Plant respiration and photosynthesis in global- scale models: Incorporating acclimation to temperature and CO2. Global Change Biology, 19(1), pp. 45–63.

12 LAMPIRAN

No PERLAKUAN

INDIKATOR PERLAKUAN Kuosien Respirasi

VOLUME O2 VOLUME C02

1 Imbibisi 0.66 3.74 5.67

2 24 Jam 1.2 4.29 3.57

3 48 Jam 1.4 4.48 3.20

Lampiran 1 Tabel Data Volume Oksigen, Volume Karbondioksida, dan Kuosien Respirasi

Lampiran 2 Tabel ACC

13

Lampiran 3 Flowchart

Lampiran 4 Setiowati, T. dan Furqonita, D. 2007. Biologi Interaktif. Jakarta Timur: Azka Press.

14

Lampiran 5 Hapsari, S., Zaman, B. dan Andarani, P. 2016.

Lampiran 6 Imamah, N., Hasbullah, R. and Nugroho, L. 2016.

15

Lampiran 7 Azmin, N., Sugiyarto dan Marsusi. 2015.

Lampiran 8 Smith, N. G. and Dukes, J. S. 2012.

16

Lampiran 9 Chaidir, L., A. Taofik. 2015.

Lampiran 10 Sari, Y. P., R. Kusuma. 2015.

17

Lampiran 11 Gandin, A. et al. 2014.

Lampiran 12 Kitajima, K and Slot, M. 2015.

18

Lampiran 13 Gambar pengambilan bahan kecambah

Lampiran 14 Gambar pengambilan tinta menggunakan suntik

19

Lampiran 15 Gambar penyuntikan tinta

Lampiran 16 Mengamati perubahan posisi tinta

20

Lampiran 17 Penambahan CaCl2

Lampiran 18 Penyaringan endapan CaCO3

21

\\

Lampiran 19 Proses titrasi