Laporan Fisiologi Tumbuhan Respirasi pada Tanaman

Laporan Fisiologi Tumbuhan Respirasi pada Tanaman

   Januari 28, 2014       Unknown

---

Topik              : Respirasi Pada Tumbuhan

Tujuan           : Mengetahui pengaruh suhu terhadap laju respirasi kecambah

Dasar Teori

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1985)

Respirasi merupakan kebalikan dari peristiwa fotosintesis. Respirasi merupakan proses pembongkaran energy yang tersimpan untuk dimanfaatkan dalam proses kehidupannya. (Dahlia, 2000)

Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat dan sedikit energi (Lovelles, 1997).

Bahan organik yang dioksidasi adalah glukosa (C₆H₁₂O₆) maka persamaan reaksi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ è 6 CO₂ + 6H₂O + Energi

Jumlah O₂ dan CO₂ yang dilepaskan tidak selalu sama. Perbedaan antara jumlah CO₂ yang dilepaskan dan jumlah O₂ yang digunakan biasa dikenal dengan Respiratory Ratio atau Respiratory Quotient dan disingkat RQ. Nilai RQ ini tergantung pada bahan atau subtrat untuk respirasi dan sempurna atau tidaknya proses respirasi tersebut dengan kondisi lainnya (Simbolon, 1989).

            Reaksi respirasi suatu karbohidrat berlangsung dalam 4 tahapan:

1)      Glikolisis

Kata “glikolisis” berarti “menguraikan gula” dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa, gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua molekul piruvat (Champbell, 2002)

2)      Dekarboksilasi oksidatif piruvat

Asam piruvat yang merupakan senyawa 3C diubah menjadi aseti-KoA (senyawa 2C) dengan melepaskan CO₂

3)      Daur asam sitrat (daur Krebs)

Asetil-KoA diuraikan menjadi CO_2. Daur ini disebut daur asam sitrat karena senyawa C6 yang pertama terbentuk adalah asam sitrat

4)      Transfer electron

Hydrogen (ion H⁺) yang dihasilkan dari tahap 1 sampai 3 berkombinasi dengan oksigen membentuk air (H₂O). energy yang dibebaskan oleh transport electron digunakan untuk pembentukan ATP.

Untuk mengetahui peristiwa respirasi, dihitung volume CO₂  hasil titrasi.

Yang diketahui :         Lama inkubasi (respirasi) = 24 jam

                      Larutan KOH 0,5 N, 50 ml

                      Larutan standar (peniter) = 0,5 N HCl

            Reaksi

                                                2 KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

BaCl₂ + K₂CO₃ → BaCO₃ = 2 KCl

Yang dititer :               KOH sisa (yang tidak mengikat CO₂)

                                    KOH + HCl → KCl + H₂O

Konsentrasi KOH semula (A grol) =

KOH sisa habis dititer oleh Y ml 0,5 N HCl , karena jumlah grol peniter = jumlah yang dititer, maka grol KOH sisa dapat dicari sebagai berikut

Jadi, jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 (C grol) = A-B

Dari persamaan reaksi diatas, maka jumlah grol KOH equivalen dengan 0,5 grol CO₂

Jadi, tiap grol gas CO₂ yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x C grol

Jika tiap grol gas (O⁰C, 76 mmHg) banyaknya gas terlarut = 22,4 liter, maka volume gas CO2 terlarut dapat dicari persamaan

 =

V1 = Volume gas terlarut dalam 0⁰C, P 76 mmHg, untuk tiap grol = 22,4 liter

T1 = 0⁰C = 273⁰K

V2 = Volume gas yang dicari

T2 = Suhu pengamatan (dalam Kelvin) = x + 273

 =

 

Cara Kerja

Menimbang biji kacang hijau dan kecambahnya masing-masing 25 gram, kemudian membungkus dengan kain kasa dan mengikatnya dengan benang

↓

Menyiapkan botol selai dan mengisi masing-masing botol dengan 100 ml KOH 0,5 N

↓

Memasukkan ke dalam 3 botol selai (botol 1,2 dan 3) bungkusan kecambah kacang hijau dengan cara menggantungkan dengan benang pada mulut botol. Dalam 3 botol yang lain (4,5, dan 6) hanya mengisikan larutan KOH 0,5 N sebagai kontrol

↓

Menutup ke 6 botol selai tersebut dengan penyumbat secara rapat kemudian menempatkan pada tempat yang sama. Sebelum itu masing-masing perlakuan diberi label yang jelas.

↓

Memasukkan botol 1 dan 4 ke dalam pendingin (23⁰C)

Memasukkan botol 2 dan 5 ke dalam inkubator (40⁰C)

Memasukkan botol 3 dan 6 pada suhu kamar (27⁰C)

↓

Menghentikan percobaan setelah 24 jam. Menitrasi semua larutan KOH yang ada di botol untuk menghitung banyaknya CO₂ hasil respirasi kecambahnya. Mencatat temperatur larutan KOH saat akan dititer

↓

Memasukkan data pengamatan ke dalam tabel

Hasil Pengamatan

Perlakuan	Volume HCl yang dibutuhkan
	Titrasi 1	Titrasi 2	Rata-rata
Pendingin  P	35,5	36	35,75
Pendingin K	41	35	38
Suhu Kamar P	28	24	26
Suhu Kamar K	41	35	38
Inkubator P	22	18	20
Inkubator K	41	35	38

Analisis Data

Pendingin (23⁰C)

ü  Perlakuan

                        Konsentrasi KOH semula (A grol) =

Jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 = 0,025 – 0,0179 = 0,0071

Grol gas CO2 yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x 0,0071 + 0,00355

Volume gas CO2 terlarut (E grol) =  = 0,0862

Volume CO2 respirasi tiap jam =  = 0,0036 liter/ jam

ü  Kontrol           

                        Konsentrasi KOH semula (A grol) =

Grol  KOH (B grol) =

Jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 (C grol) = 0,025 – 0,019 = 0,006

Grol gas CO2 yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x 0,006 = 0,003

Volume gas CO2 terlarut (E grol) =  = 0,0728

Volume CO2 respirasi tiap jam =  = 0,003 liter/ jam

Suhu Kamar (27⁰C)

ü  Perlakuan

                        Konsentrasi KOH semula (A grol) =

Grol  KOH (B grol) =

Jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 (C grol) = 0,025 – 0,013 = 0,012

Grol gas CO2 yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x 0,012 = 0,006

Volume gas CO2 terlarut (E grol) =  = 0,1477

Volume CO2 respirasi tiap jam =  = 0,0061 liter/ jam

ü  Kontrol

Konsentrasi KOH semula (A grol) =

Grol  KOH (B grol) =

Jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 (C grol) = 0,025 – 0,019 = 0,006

Grol gas CO2 yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x 0,006 = 0,003

Volume gas CO2 terlarut (E grol) =  = 0,0738

Volume CO2 respirasi tiap jam =  = 0,0031 liter/ jam

Inkubator (40⁰C)

ü  Perlakuan

Konsentrasi KOH semula (A grol) =

Grol  KOH (B grol) =

Jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 (C grol) = 0,025 – 0,01 = 0,015

Grol gas CO2 yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x 0,015 = 0,075

Volume gas CO2 terlarut (E grol) =  = 0,1926

Volume CO2 respirasi tiap jam =  = 0,008 liter/ jam

ü  Kontrol

Konsentrasi KOH semula (A grol) =

Grol  KOH (B grol) =

Jumlah KOH yang bereaksi dengan CO2 (C grol) = 0,025 – 0,019 = 0,006

Grol gas CO2 yang berikatan dengan KOH (D grol) = 0,5 x 0,006 = 0,003

Volume gas CO2 terlarut (E grol) =  = 0,077

Volume CO2 respirasi tiap jam =  = 0,0032 liter/ jam     

Perlakuan	Volume CO2 Respirasi Kecambah Kacang Hijau (liter/jam)
	Pendingin (230C)	Suhu Kamar (270C)	Inkubator (400C)
Perlakuan	0,0036	0,0061	0,008
Kontrol	0,003	0,0031	0,0032

Grafik hubungan antara kecepatan respirasi dengan perlakuan

Pembahasan

Respirasi adalah proses oksidasi dari produk digesti dalam sel untuk melepaskan energy yang diperlukan dalam berbagai aktivitas organisme hidup. Proses tersebut mencakup suatu rantai reaksi yang majemuk dan menyangkut berbagai tahapan dan dibantu oleh berbagai enzim. Tahapan pertama bersifat anaerobic, tanpa oksigen bebas, dan tahapan terakhir memerlukan oksigen bebas, jadi tahapan terakhir itu bersifat aerobic. Selanjutnya ADP diubah menjadi ATP yang merupakan sumber energy bagi semua jenis reaksi selular. Respirasi sebagai suatu proses oksidasi yang terdiri banyak tahapan reaksi dan juga respirasi adalah oksidasi selular di mana energy yang disimpan dalam molekul-molekul makanan dilepaskan dan digunakan oleh sel. Dalam reaksi tersebut, H2O dan CO2, merupakan hasil akhir dan energy terlepas.

Berdasarkan hasil pengamatan dapat dilihat bahwa suhu turut berpengaruh terhadap laju respirasi aerob. Rangkaian kecambah pada suhu kamar yaitu 27ºC melepaskan lebih banyak dari pada rangkaian kecambah pada suhu 25ºC, dan 40⁰C. Jumlah yang dilepaskan dapat dilihat dari banyaknya HCl yang dibutuhkan saat titrasi. Pada kecambah yang berada pada suhu kamar yakni 27⁰C volume HCl yang dibutuhkan sebanyak 26 ml, pada suhu dingin yakni 23⁰C volume HCl yang dibutuhkan sebanyak 35,75 ml, pada suhu inkubator yakni 40⁰C volume HCl yang dibutuhkan sebanyak 20 ml, sedangkan pada kontrol membutuhkan HCl sebanyak 38 ml. Volume HCl yang digunakan pada saat titrasi, dikali dengan 5 ml BaCl₂ yang digunakan sehingga diperoleh volume CO₂ yang dihasilkan oleh kecambah. Dari hasil perhitungan diperoleh volume HCl pada botol kontrol yaitu 0,003 liter. Sedangkan pada botol di pendingin dengan suhu 23^oC yaitu 0,0036 liter, pada suhu kamar 27⁰C yaitu 0,0061 liter dan inkubator dengan suhu 40^oC yaitu 0,008 liter.

       Kecambah dibungkus dengan kain kasa, kain kasa memiliki pori-pori yang cukup besar sehingga dapat digunakan untuk memberi ruang atau celah yang dapat dilewati oleh oksigen dan karbon dioksida pada saat proses respirasi. Kecambah dimasukkan kedalam botol yang ditutup rapat. Penutupan rapat ini bertujuan agar tidak ada gangguan dari luar yang dapat mempengaruhi hasil pengamatan seperti oksigen dari luar yang masuk kedalam botol dan tidak ada karbon dioksida yang keluar dari botol. Larutan didalam botol merupakan larutan basa kuat yaitu KOH, KOH berfungsi sebagai larutan yang dapat berikatan dengan Karbon dioksida hasil dari respirasi kecambah. KOH yang mengikat karbon dioksida  akan membentuk natrium bikarbonat yang merupakan karbondioksida terlarut. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

 2KOH + CO₂                           K₂CO₃ + H₂O

Rangkaian praktikum ini disimpan selama 24 jam pada suhu tertentu hingga akhinya dititrasi.

      Titrasi yang dilakukan adalah titrasi asidimetri yaitu titrasi penetralan basa (KOH) dengan menggunakan senyawa asam, senyawa asam yang digunakan adalah asam kuat HCl. Fungsi titrasi ini untuk mengetahui jumlah CO₂ yang terikat KOH. Sebelum dititrasi dengan HCL, larutan dari rangkaian praktikum diambil sebanyak 10 ml dan ditambahan BaClsebanyak 5 ml, penambahan BaCl berfungsi untuk mengendapkan karbon dioksida yang telah diikat oleh KOH. Persamaan reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut :

BaCl_2­ + K₂CO₃                                       BaCO₃ + 2 KCl

       Larutan yang awalnya berwarna bening kemudian berubah menjadi keruh hal ini disebabkan karena terbentuk endapan putih dari hasil penambahan larutan dengan BaCl_2­. Selanjutnya larutan tersebut diteteskan indicator fenolptalein (indicator pp). Indikator yang berwarna merah ini menyebabkan larutan berubah warna menjadi merah muda. Indicator pp berfungsi untuk memudahkan mengamati perubahan warna ketika larutan dititrasi. Kemudian larutan dititrasi dengan asam kuat yaitu HCl dengan menggunakan pipet tetes hingga larutan berubah warna menjadi bening kembali. Warna dapat kembali bening menunjukkan bahwa larutan basa telah bereaksi sempurna dengan asam sehingga larutan menjadi netral. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

 KOH + HCl                           KCl + H₂O

       Jumlah karbon dioksida yang dilepaskan oleh kecambah pada proses repirasi aerob berbanding lurus dengan jumlah HCl yang diteteskan ketika titrasi dengan kata lain semakin banyak karbon dioksida yang dilepaskan maka semakin banyak HCl yang diperlukan saat titrasi, dan begitu pula sebaliknya. HCl berfungsi sebagai peniter (zat penitrasi) dalam penitrasi ini

Kesimpulan

1. Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan saling berkaitan, karena semakin tinggi suhu maka laju respirasi juga akan semakin meningkat dan CO₂ yang dilepaskan juga akan bertambah jumlahnya.
2. Suhu dapat mempengaruhi laju respirasi aerob, hal ini dapat di lihat dari banyaknya kadar CO₂ yang terikat pada masing-masing suhu yaitu ; untuk kontrol sebesar 0,003 liter, pada suhu 23⁰C sebesar 0,0036 liter pada suhu 27ºC sebesar 0,0061 liter dan untuk  suhu 25ºC sebesar 0,008 liter.
3. Jumlah HCl berbanding lurus dengan jumlah yang dilepaskan sehingga  semakin banyak HCl yang digunakan maka semakin banyak pula yang dilepaskan.

Daftar Pustaka

Dahlia, dkk. 2000. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Malang : UM Press

Dwidjoseputro. 1985. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Gramedia

Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada

Loveless. 1997. Prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Jakarta : PT. Gramedia

Sasmitahardja, D. 1990. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Bandung: Penerbit ITB Bandung

Keeton, W.T. 1967. Biological Science. Norton and company. INC. New York

Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Rajawali Pers : Jakarta

Salisbury, Frank and Ross, Cleon. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung. Penerbit ITB

Simbolon, Hubu, dkk. 1989.  Biologi Jilid 3. Jakarta. Penerbit Erlangga