respirasi -

Click here to load reader

Post on 05-Jan-2022

1 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
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
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
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
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.
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
3.5 Analisis Data
7
4.1 Hasil
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
0,66 1,2 1,4
3,74 4,29 4,48
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
5,67
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
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.
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
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 3 Flowchart
Lampiran 4 Setiowati, T. dan Furqonita, D. 2007. Biologi Interaktif. Jakarta
Timur: Azka Press.
Lampiran 5 Hapsari, S., Zaman, B. dan Andarani, P. 2016.
Lampiran 6 Imamah, N., Hasbullah, R. and Nugroho, L. 2016.
15
Lampiran 8 Smith, N. G. and Dukes, J. S. 2012.
16
Lampiran 10 Sari, Y. P., R. Kusuma. 2015.
17
Lampiran 12 Kitajima, K and Slot, M. 2015.
18
Lampiran 14 Gambar pengambilan tinta menggunakan suntik
19
Lampiran 16 Mengamati perubahan posisi tinta
20
21