Upload
others
View
24
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM
RESPIRASI
Oleh:
Golongan C/Kelompok 3C
1. Helmi Faghi Setiawan (161510501113)
2. Nimas Ardia Nandini (161510501148)
LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2017
1
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tumbuhan merupakan mahkluk hidup yang dalam segala aktifitasnya
memerlukan energi. energi yang digunakan tumbuhan berupa ATP. ATP
(Adenosin Triposfat) adalah rangkaian kimia organic yang berpartisipasi dalam
berbagai aktifitas mahkluk hidup. ATP bagi mahkluk hidup berfungsi sebagai
menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel mahkluk hidup. Tumbuhan
mampu memperoleh atau meghasilkan ATP melalui proses respirasi. Respirasi
adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Secara teori,
respirasi adalah proses pengubahan bahan kimia yang ada dalam tumbuhan dalam
bentuk karbohidrat seperti sukrosa, pati, dan lemak untuk proses metabolisme.
Proses respirasi terjadi di dalam sitoplasma dan mitokondria, sehingga respirasi
tidak terjadi pada jaringan yang bewarna hijau, karena sitoplasma dan mitokondria
tidak memiliki kandungan klorofil.
Reaksi respirasi memerlukan bahan berupa zat pati (C6H12O6) yang dihasilkan
dari proses fotosintesis dan oksigen (O2). Hasil yang diperoleh dari proses
respirasi berupa 6 molekul karbondioksida (6CO2) dan 6 molekul air (6H2O).
proses resirasi dibantu oleh beberapa enzim yang bertindak sebagai katalisator,
dan beberapa enzim ikut bereaksi pada proses respirasi. Enzim-enzim tersebut
antara lain transpoforilase, desmolase, karboksilase, hidrase, dehidrogenase,
oksidase, peroksidase, dan katalase.
Proses respirasi yang terjadi pada tumbuhan dibagi menjadi dua berdasarkan
kebutuhannya terhadap oksigen, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.
Respirasi aerob merupakan respirasi yang membutuhkan oksigen, sedangkan
respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak membutuhkan oksigen. Kedua
respirasi tersebut terjadi pada jenis tanaman yang berbeda. Respirasi anaerob
dapat terjadi pada perkecambahan biji-bijian seperti jagung, kedelai, padi, bunga
matahari, kacang, dan biji-bijian lain yang tampak kering. Respirasi aerob terjadi
pada tanaman yang siklus hidupnya selalu berada pada genangan air, jadi jika
tidak terdapat oksigen tanaman tersebut akan menghentikan proses respirasinya.
2
Proses yang terjadi pada respirasi anaerob berupa fermentasi. Proses respirasi
yang terjadi pada respirasi aerob berupa glikolisis yang bahan dasarnya berupa
glukosa dan menghasilkan asam piruvat, deskarboksilasi oksidatif yang bahan
dasarnya berupa asam piruvat dan menghasilkan asetil Ko-a, dan siklus krebs
yang bahan dasarnya berupa asetil Ko-a dan menghasilkan FADH2 dan NADH.
Proses respirasi khususnya pada kecambah kacang hijau yang akan digunakan
pada praktikum ini dapat diuji dengan menggunakan larutan NaOH, HCl, dan
CaCl2. Perlakuan uji tersebut digunakan untuk berapa volume yang diperlukan
dalam proses respirasi kecambah kacang hijau yang merupakan golongan respirasi
anaerob, karena dalam proses perkecambahannya hanya membutuhkan sedikit
oksigen. Oleh karena itu, laporan praktikum dilator belakangi dengan
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 2. TINJAUAN PUSTAKA
Respirasi adalah penguraian bahan makanan menjadi energi. Secara ilmiah,
respirasi adalah proses pengubahan bahan kimia yang tersimpan dalam bentuk
karbohidrat seperti pati, sukrosa, dan lemak yang biasanya terdapat pada biji-
bijian yang hasil dari respirasi tersebut digunakan untuk melakukan proses
metabolisme tubuh. Respirasi pada mahkluk hidup terjadi di dalam mitokondria
dan sitoplasma. Sitoplasma merupakan unit terkecil yang berada pada sitoplasma
yang terlibat dalam proses respirasi, penyedian energi, dan metabolisme sel
(Dauce, 1985).
Bahan yang digunakan untuk proses respirasi yaitu pati (C6H12O6) dan
oksigen (O2). Hasil yang didapatkan dari proses respirasi berupa 6 molekul
karbondioksida (6CO2) dan 6 molekul air (6H2O). Proses pelepasan energi yang
terjadi pada respirasi terjadi secara terkontol, terjadi sedikit demi sedikit, dan
menghasilkan energi yang tidak dikeluarkan secara langsung, melainkan energi
dalam bentuk ATP yang kemudian akan digunakan untuk proses metabolisme sel.
Respirasi berdasarkan kebutuhan oksigen digolongkan menjadi dua. Pertama yaitu
respirasi anaerob, yaitu respirasi yang membutuhkan sedikit oksigen atau tanpa
membutuhkan adanya oksigen. Respirasi anaerob dikenal juga dengan nama
fermentasi. Kedua yaitu respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan
oksigen dalam berproses. Respirasi aerob dibagi menjadi 3 peristiwa yaitu
glikolisis, siklus asam trikarboksilat (TCA), dan fosfolirasi oksidatif (OXPHOS)
(Toro, 2015).
Menurut Berney (2014), proses respirasi yang terjadi antara aerob dan
anaerob dapat dibantu oleh bakteri, yaitu mikrobakterium smegmatis.
Mikrobakterium tersebut dapat berpindah-pindah antara siklus aerob dan siklus
anaerob. Mikrobakterium smegmatis dalam siklus hidupnya sangat bergantung
terhadap oksigen, tetapi bacterium ini mampu mengadopsi hydrogen saat
kekurangan oksigen atau minim oksigen. Peristiwa ini sesuai dengan proses siklus
oksidasi dalam respirasi aerob, dimana terjadi pelepasan hydrogen dari senyawa
gula heksosa, dan dalam peristiwa siklus oksidasi terjadi penerimaan hydrogen
4
dalam bentuk molekul air oleh oksigen. Hasil dari peristiwa oksidasi berupa
perombakan ikatan karbon yang menyebabkan terbentuknya moleku-molkeul
karbon yang lebih kecil dan perombakan kembali hingga terbentuknya satu
molekul karbon yang dinamakan dengan karbondioksida.
Menurut Haryanti (2015), proses respirasi aerob membutuhkan cukup
oksigen untuk melakukan aktifitas respirasi, jika tanaman tersebut diletakkan pada
tempat yang kurang mendapatkan oksigen maka akan terjadi perlambatan proses
respirasi atau proses respirasi terhambat dan terjadi keterlambatan dalam kinerja
enzim-enzim dalam perombakan karbohidrat menjadi ATP. Keterlambatan
pembentukan ATP akan menyebabkan keterlambatan beberapa proses eperti
pengeluaran panas, sintesis senyawa-senyawa baru, dan pengambilan ion-ion
dalam tanah.
Menurut Gout (2015), hasil respirasi berupa ATP memberikan pengaruh
kuat terhadap proses respirasi, karena ATP merupakan hasil utama dari proses
respirasi. Kandungan bahan yang digunkan untuk proses respirasi berpengaruh
terhadap hasil respirasi yaitu ATP dan karbondioksida. Perkecambahan,
kandungan sukrosa yang tepat yaitu 60g/l. Konsentrasi kandungan sukrosa 60g/l
pada perkecambahan akan menyebabkan peningkatan energi yang dihasilkan pada
proses respirasi, sehingga proses pertumbuhan dalam sel tanaman berkembang
baik, karena jumlah energi yang dibutuhkan mampu terpenuhi dengan lebih baik
(Laisina, 2013).
Respirasi pada tumbuhan dapat diuji dengan mengetahui volume oksigen
dan karbondioksida yang dihasilkan. uji respirasi dapat dilakukan di laboratorium
dengan memanfaatkan larutan CaCl2, larutan NaOH, dan larutan HCl. Uji coba
tersebut akan menghasilkan jumlah volume oksigen yang dihasilkan dan jumlah
karbondioksida. Suhu ruangan juga berpengaruh pada hasil volume oksigen dan
karbon dioksida pada respirasi (Agustiningrum, 2014).
5
BAB 3. METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum Agrobiosains tentang “Respirasi” dilaksanakan pada Sabtu, 14
Oktober 2017 pukul 10.30-12.00 WIB di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan
Fakultas Pertanian Universitas Jember.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
1. Erlenmeyer 250 cc
2. Neraca
3. Kertas saring
4. Respirometer
5. Beaker glass
6. Jarum suntik
7. Pinset
8. Tabung pengumpul
9. Alat titrasi
10. Corong
11. Suntik
3.2.2 Bahan
1. Kecambah kacang hijau
2. Larutan CaCl2 0,2 N
3. Indikator pp
3. Larutan NaOH 0,2 N
4. Larutan HCl 0,05 N
5. Aquadest
6. Vaselin
7. Tinta cina
6
3.3 Pelaksanaan Praktikum
1. Memasukkan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) ke dalam respirometer dan
menutupnya menggunakan telapak tangan.
2. Memasukkan kecambah kacang hijau ke dalam kassa logam dan
memasukkannya kedalam respirometer.
3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.
4. Menyuntikkan tinta satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung
pengumpul (meneteskan air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).
5. Melihat perubahan tetes tinta (menurun) dalam pipa ukur setelah beberapa
waktu. Mengetahui volume oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut
setelah beberapa waktu.
6. Menghitung volume oksigen yang terpakai dengan rumus: V = 3,14 x 0,75 x
0,75 x (perubahan posisi tetes air )mm3.
7. Mengambil NaOH yang digunakan sebagai uji O2 dan memasukkan ke dalam
gelas beaker.
8. Mencampurkan air 30 ml kedalam gelas beaker yang telah terisi NaOH.
9. Mencampurkan larutan 2,5 cc CaCl2 dan melakukan pengadukan selang
beberapa menit.
10. Setelah beberapa menit, terdapat gumpalan putih di dasar gelas beaker,
gumpalan tersebut dinamakan dengan CaCO3 yang menandakan adanya CO2.
11. Melakukan penyaringan dengan kertas saring, endapan yang terjadi akan
melekat pada kertas saring. Menyiram endapan tersebut dengan air 300 ml
dan dimasukkan kedalam gelas beaker.
12. Menambahkan larutan CaCO3 dengan indikator pp sampai warnanya menjadi
pink/merah.
13. Memasukkan larutan tersebut kedalam tabung ukur yang telah terisi HCl, dan
menunggu hingga warna merah/pink hilang.
14. Mencatat volume CO2 dengan rumus V = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl
3.4 Variabel Pengamatan
1. Volume O2 dan CO2
7
Volume O2 yang dihasilkan pada proses respirasi dapat dilihat pada pipa ukur
dan tabung pengumpul. Volume CO2 yang dihasilkan pada proses respirasi
dapat dilihat pada pipa ukur yang telah diisi HCl 0,05 N.
2. Kousien Respirasi (KR)
Hasil bagi Volume CO2 dengan volume O2.
3.5 Analisis Data
Data yang diperoleh selanjutnya diolah dengan menggunakan analisis
statistika deskriptif.
8
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Perubahan Volume O2 dan CO2
Dari praktikum yang kelompok kami lakukan maka diperoleh hasil sebagai
berikut.
Grafik 1. Volume CO2 dan O2 dalam Proses Respirasi
Grafik diatas menunjukkan volume CO2 dan O2 dalam proses respirasi
kecambah kacang hijau sesuai perlakuan. Volume O2 yang paling banyak
ditunjukkan pada perlakuan biji kacang hijau yang dikecambahkan selama 24 jam
dengan volume sebesar 0,66 mm3 dan volume O2 terendah dihasilkan oleh
kecambah yang dikecambakan selama 48 jam dengan volume sebesar 0,3679
mm3. Selanjutnya adalah volume CO2 yang terbesar terdapat pada kecambah 48
jam sebesar 2,97 mm3
sedangkan yang paling rendah terdapat pada perlakuan
imbibisi yang menghasilkan CO2 sebesar 1,21.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Imbibisi 24 Jam 48 Jam
Volume O2
Volume CO2
Perlakuan
Satu
an (
mm
3)
0,58875 0,66
0,3679
2,97
2,31
1,21
9
4.1.2 Kuosien Respirasi (KR)
No Perlakuan KR
1. Imbibisi 2,05
2. 24 Jam 3,5
3. 48 Jam 7,84
Hasil praktikum yang didapatkan bahwa kousien respirasi tertinggi
terdapat pada kecambah yang berusia 48 jam sebesar 7,84. KR terendah terdapat
pada kacang hijau perlakuan imbibisi yang hanya menghasilkan kr sebesar 2,05.
4.2 Pembahasan
Pada kecambah perlakuan imbibisi menghsailkan CO2 yang sedikit
sebaliknya menghasilkan O2 yang banyak hal tersebut dikarenakan saat proses
imbibisi cadangan makanan dari kacang hijau sendiri belum berkurang. Respirasi
sendiri merupakan perombakan cadangan makanan, pada kecambah perlakuan
imbibisi cadangan makanan belum terlalu banyak dirombak tidak seperti
kecambah yang telah berusia 24 jam dan 48 jam yang telah melakukan proses
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
imbibisi 24 jam 48 jam
Kousien Respirasi (KR)
KR
10
respirasi. Tempat menyimpan makanan pada tanaman terutama kecambah terletak
pada kotiledon yang mana pada kedelai imbibisi kotiledon belum terbuka.
Sedangkan pada tanaman yang memiliki umur yang lebih tua akan mengeluarkan
CO2 yang lebih banyak karena telah melangsungkan proses respirasi, karena
selain merombak cadangan makanan respirasi juga menghasilkan CO2 hal tersebut
dapat ditunjukkan pada kecambah yang berusia 2 hari memiliki CO2 yang paling
banyak dibandingkan dengan 2 perlakuan lainnya.
Perhitungan volume gas CO2 dan O2 dapat dihitung dengan rumus
dibawah.
Rumus Volume CO2
VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl
Keterangan : V HCl = perubahan volume HCl saat proses titrasi
N HCl = mol HCl (0,05)
Mr HCl = molekul respirasi HCl (Mr=44)
Perhitungan
VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl
= ½ x 2,1 x 0,05 x 44
= 2,31 mm3
Rumus Volume O2
VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x H/S
Keterangan : H = peruban tetes tinta pada respirometer
S = Waktu dalam sekon (2 menit = 120 detik)
Perhitungan
VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x H/S
= 3,14 x 0,75 x 0,75 x 45/120
=0,66 mm3/s
Perbandingan antara VCO2/VO2 disebut dengan kousien respirasi. Kousien
respirasi ini dapat menunjukkan umur dari tanaman atau kecambah karena saat
KR yang tinggi pastilah kecambah tersebut akan berumur lebih tua. Hal tersebut
dikarenakan tumbuhan akan mendapatkan supplay gula berupa fruktosa yang
11
kemudian dipecah menjadi glukosa agar dapat digunakan untuk tanaman
menjalankan metabolismenya. Banyaknya gula yang dihasilkan akan
mempengaruhi karbohidrat yang semakin tinggi pula maka hasil respirasi berupa
CO2 akan semakin tinggi kemudian O2 akan semakin tinggi juga. Hal ini dapat
dipertegas dengan reaksi respirasi antara fotosintat yang ditambah dengan
oksigen.
Reaksi respirasi:
C6H12O6 + O2 → 6 O2 + 6 H2O + Energi (ATP)
Kousien respirasi untuk masing-masing perlakuan dapat dihitung dengan rumus
sebagai berikut:
KR = VCO2/VO2
Perlakuan imbibisi
KR = VCO2/VO2
= 1,21/0,58875
=2,05
Perlakun 24 jam
KR = VCO2/VO2
=2,31/0,66
=3,5
Perlakuan 48 jam
KR = VCO2/VO2
=2,97/0,379
=7,84
Pengukuran jumlah oksigen dapat dilakukan dengan menggunakan alat
respirometer. Kecambah yang telah dipilih akan dimasukkan ke kasa logam lalu
dimasukkan ke tabung pengumpul yang sebelumnya telah dimasuki dengan
NaOH. Respirometer akan diisi dengan tinta agar memudahkan dalam
pengamatan. Pengamatan dilakukan setelah semua terpasang dan lambat laun
NaOH akan menyerap oksigen yang terdapat pada tinta sehingga tinta tersebut
dapat turun besarannya sesuai waktu yang telah ditentukan. Sehingga tinta yang
awalnya berada di anga 0 akan berpindah.
12
Pembentukan CO2 dilakukan pada saat proses titrasi menggunakan larutan
HCl yang seblumnya NaOH sisa pengambilan O2 dilarutkan dan menjadi CaCl3,
selanjutnya akan ditambahkan indikattor pp dimana indikator pp ini berperan
untuk memberi warna agar saat titrasi jelas terlihat perubahan warna menjadi
jernih. Proses titrasi dilihat perubahan volume HCl yang turun. Turunnya HCl
tersebut dapat dihitung dan mendapatkan volume CO2.
13
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Proses respirasi membutuhkan karbondioksida dan diubah menjadi oksigen
serta energi dalam bentuk ATP.
2. Volume CO2 akan lebih banyak ketika tanaman telah tumbuh semakin
dewasa, hal tersebut tidak berlaku pada volume O2 yang semakin tua
kecambah maka volume O2 akan lebih sedikit.
3. KR adalah perbandingan antara V CO2/ V O2, dengan begitu maka tumbuhan
akan menghasilkan KR yang lebih banyak otomatis mempunyai CO2 yang
banyak dan telah dewasa.
5.2 Saran
1. Untuk praktikum kedepannya lebih dipersiapkan atau diperkirakan bahwa
praktikum tidak selalu langsung berhasil.
2. Pengecekan alat-alat untuk praktikum sebaiknya lebih diperhatikan agar tidak
ada prngulangan yang banyak dan membuang waktu.
14
DAFTAR PUSTAKA
Agustiningrum, D.A., B. Susilo, dan R. Yulianingsih. 2014. Studi Pengaruh
Konsentrasi Oksigen pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah
Sawo (Achras Zapota L.). Biopress Komoditas Tropis. 2(1): 1-13.
Berney,M., C. Greening, and R. Conrad. 2014. An Obligately Aerobic Soil
Bacterium Activates Fermentative Hydrogen Production To Survive
Reductive Stress During Hypoxia. 111(31): 1-6.
Dauce, R and D.A. Day. 1985. Higher Plant Cell Respiration. Springer Verlag:
France.
Gout, E., F. Rabelle, and R. Douce. 2014. Interplay Of Mg2+, ADP, And ATP In
The Cytosol And Mitochondria: Unravelling The Role Of Mg2+ In Cell
Respiration. 1(1): 1-8.
Haryanti, S., dan R. Budihastuti. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan
Ketebalan Daun Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada
Naungan yang Berbeda. Anatomi dan Fisiolpgi. 23(1): 1-10.
Laisina, J.K.J. 2013. Konsentrasi Sukrosa danAgar di Dalam Media Pelestarian
In-Vitro Ubi Jalar Var. Sukuh. Agrologia. 2(1): 59-67.
Toro, G and M. Pinto. 2015. Plant Respiration Under Low Oxygen. Agriculture
Research. 75 (1): 1-14.
LAMPIRAN
Data (Flowchart dan Tabel ACC)
Gambar 1. Flowchart Helmi Faghi Setiawan
Gambar 2. Flowchart Nimas Ardia Nandini
Gambar 3. Tabel ACC Nimas Ardia Nandini
Gambar 4. Tabel ACC Helmi Faghi Setiawan
Dokumentasi
Gambar 5. Kecambah Sampel
Gambar 7. Kecambah yang dimasukkan ke dalam tabung pengumpul
Gambar 6. NaOh yang dimasukkan ke tabung
Gambar 8. Respirometer yang diolesi vaselin
Gambar 8. Respirometer
Gambar 9. Endapan dari NaOH yang dilarutkan
Gambar 11. Penambahan indikator pp
Gambar 10. Penyaringan Endapan
Gambar 12. Proses titrasi
Gambar 13. Larutan menjadi bening
Literatur
Agustiningrum, D.A., B. Susilo, dan R. Yulianingsih. 2014. Studi Pengaruh
Konsentrasi Oksigen pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah
Sawo (Achras Zapota L.). Biopress Komoditas Tropis. 2(1): 1-13.
Berney,M., C. Greening, and R. Conrad. 2014. An Obligately Aerobic Soil
Bacterium Activates Fermentative Hydrogen Production To Survive
Reductive Stress During Hypoxia. 111(31): 1-6.
Gout, E., F. Rabelle, and R. Douce. 2014. Interplay Of Mg2+, ADP, And ATP In
The Cytosol And Mitochondria: Unravelling The Role Of Mg2+ In Cell
Respiration. 1(1): 1-8.
Dauce, R and D.A. Day. 1985. Higher Plant Cell Respiration. Springer Verlag:
France.
Haryanti, S., dan R. Budihastuti. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan
Ketebalan Daun Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada
Naungan yang Berbeda. Anatomi dan Fisiolpgi. 23(1): 1-10.
Haryanti, S., dan R. Budihastuti. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan
Ketebalan Daun Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada
Naungan yang Berbeda. Anatomi dan Fisiolpgi. 23(1): 1-10.
Laisina, J.K.J. 2013. Konsentrasi Sukrosa danAgar di Dalam Media Pelestarian
In-Vitro Ubi Jalar Var. Sukuh. Agrologia. 2(1): 59-67.
Toro, G and M. Pinto. 2015. Plant Respiration Under Low Oxygen. Agriculture
Research. 75 (1): 1-14.