BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melaksanakan kerja yaitu

untuk memindahkan materi melawan gaya yang melawannya, seperti gravitasi dan

gesekan. Dengan kata lain, energi adalah kemampuan untuk mengatur ulang suatu

kumpulan materi. Energi terdapat dalam berbagai bentuk dan kerja kehidupan

tergantung pada kemampuan sel untuk mentransformasi energi dari suatu bentuk ke

bentuk lainnya (Campbell, 2004).

Untuk dapat hidup, makhluk hidup dituntut untuk melakukan banyak hal,

seperti makan, adaptasi, menanggapi rangsang dan sebagainya. Setelah melakukan

banyak hal tersebut, makhluk hidup perlu untuk mengeluarkannya dalam bentuk

metabolisme agar bisa tetap meneruskan hidupnya. Metabolisme merupakan salah

satu ciri hidup suatu individu yang hidup di bumi ini. Kita dapat menganggap

metabolisme suatu sel sebagai suatu peta jalan yang rumit yang terdiri dari ribuan

reaksi kimia yang terjadi dalam sel tersebut. Reaksi kimia ini tersusun dalam jalur-

jalur metabolisme yang bercabang sedemikian rumitnya untuk mengubah molekul-

molekul melalui suatu rangkaian tahapan-tahapan reaksi. Enzim mengarahkan aliran

materi melalui jalur-jalur metabolisme dengan cara mempercepat setiap tahapan

reaksi secara selektif. Mekanisme yang mengatur enzim-enzim menyeimbangkan

antara penerimaan dan penawaran metabolis, serta mengalihkan kekurangan dan

kelebihan bahan – bahan kimiawi (Weistz, 1961).

Pada tumbuhan, protoplasma sel mempunyai plasma dan pada hewan berupa

selaput sel yang mampu mengatur sel secara selektif aliran cairan dari lingkungan

suatu sel ke dalam sel atau sebaliknya. Terdapat dua proses fisiokimia yang penting,

yaitu difusi dan osmosis, dengan adanya proses osmosis suatu selaput dinyatakan

permeable, semipermiable, atau impermiable. Sistem transportasi pada tumbuhan

melibatkan proses difusi, osmosis, dan transpor aktif (Salisbury, 1995).

1.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui proses difusi dan osmosis

pada organisme hidup serta memahami penyebabnya; mengetahui proses terjadinya

plasmolisis dan deplasmolisis pada sel-sel tumbuhan serta memahami penyebabnya;

mengetahui dan memahami mekanisme terjadinya krenasi dan hemolisis sel darah

manusia serta penyebabnya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Setiap organisme multiseluler pasti memerlukan air dan zat hara dari

lingkungannya dan melepaskan zat sisa metabolisme ke lingkungannya. Air dan zat

hara yang diperlukan tersebut tidak dapat diperoleh secara langsung oleh semua

organ. Oleh karena itu perlu adanya sistem yang mengangkut zat tersebut dari organ

penyerapan zat ke alat-alat tubuh yang memerlukan. Pada tumbuhan protoplasma

selnya mempunyai plasma, sedangkan pada sel hewan pada plasma selnya terdapat

selaput sel. Plasma sel ataupun selaput sel ini memiliki kemampuan mengatur aliran

cairan dari lingkungan suatu sel baik ke dalam sel maupun keluar sel secara selektif.

Terdapat dua proses fisiokimia yaitu difusi dan osmosis (Kimball, 1992).

Difusi adalah penyebaran molekul-molekul zat secara lebar, baik zat padat,

zat cair maupun gas, ke segala arah yang digerakkan oleh energi kinetik yang

menyebabkan molekul zat selalu dalam keadaan bergerak. Molekul-molekul zat itu

saling tarik-menarik atauu saling tolak-menolak. Difusi berlangsung dari larutan

yang berkadar tinggi ke larutan yang berkadar rendah, sehingga kadar larutan

tersebut merata. Kecepatan difusi tergantung pada tekanan, konsentrasi zat terlarut

dan suhu (Kimball, 1992).

Naiknya suhu juga menaikkan laju difusi, ini terjadi karena naiknya suhu

mematahkan ikatan hidrogen pada air, sehingga zat terlaru dapat berdifusi lebih

cepat. Kekentalan air menurun, sedangkan permeabilitas air terhadap zat terlarut

naik. Karena partikel yang kurang masih mempunyai rerata lebih tinggi pada suhu

tertentu, maka partikel itu akan berdifusi lebih cepat dari pada partikel yang lebih

besar bila semua faktor lain tetap (Salisbury, 1995).

Osmosis merupakan proses perpindahan suatu zat atau molekul-molekul air

dari larutan berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke larutan berkonsentrasi tinggi

(hipertonik) dengan melewati sekat atau selaput semi permeabel, sehingga kedua

larutan menjadi isotonis. Dengan kata lain osmosis merupakan peristiwa perembesan

molekul air melintasi suatu selaput yang memisahkan dua larutan, yaitu larutan

hipotonik (I) dan larutan hipertonik (II) yang berlangsung dari larutan I ke larutan II.

Perbedaan kepekatan sitoplasma suatu sel dengan lingkungannya dapat menyebabkan

perubahan bentuk atau kerusakan sel tersebut (Salisbury, 1995).

Alat ukur osmosis disebut osmometer. Umumnya osmometer adalah perkakas

laboratorium, tetapi sel hidup dapat pula dianggap sebagai sistem osmotik. Pada

osmometer biasanya tekanan timbul secara hidrostatik dengan cara menaikkan

larutan dalam tabung melawan gravitasi. Sedangkan pada sel, dinding yang tegarlah

yang menyebabkan naiknya tekanan. Meningkatnya tekanan akan menaikkan

potensial air, sehingga potensial air dalam sistem osmotik akan mulai naik menuju

nol (Salisbury, 1995).

Garam, gula, dan zat-zat lain yang larut dalam cairan di dalam tiap sel

memberi cairan intraseluler suatu tekanan osmotik. Jika suatu sel ditempatkan dalam

cairan yang mempunyai tekanan osmotik sama maka tidak akan terjadi kelebihan air

yang masuk dan keluar, dan sel tidak akan membengkak atau mengerut. Jika cairan

sekitarnya mengandung lebih banyak zat yang larut daripada cairan di dalam sel,

maka air akan cenderung keluar dari sel dan sel itu akan mengerut. Cairan demikian

disebut hiperosmotik terhadap sel. Jika cairan sekitarnya mengandung lebih sedikit

zat yang larut daripada cairan dalam sel, maka cairan cenderung masuk dalam sel dan

sel akan membengkak. Cairan ini disebut hiposmotik terhadap terhadap sel. Banyak

sel mempunyai kemampuan untuk memompa air atau molekul yang larut tertentu

masuk atau keluar sel dengan demikian dapat mempertahankan keadaan didalam sel

dengan lingkungan sekitarnya (Ville, 1984).

Pada sel tumbuhan, larutan yang hipertonik dan hipotonik ikut mempengaruhi

keadaan sel. Jika suatu sel tumbuhan diletakkan di suatu lingkungan yang bersifat

hipertonik terhadap sitosol sel, maka air yang terkandung di dalam sel itu akan

merembes keluar dari sel sehingga protoplasma mengkerut dan akhirnya terlepas dari

sel. Peristiwa ini disebut dengan plasmolisis. Bentuk sel dapat kembali ke bentuk

semula jika lingkungan sel diganti dengan larutan yang bersifat hipotonik terhadap

sitosol sel. Peristiwa ini disebut dengan deplasmolisis (Winatasasmita, 1986).

Sedangkan pada sel hewan, larutan hipertonik dan hipotonik juga

mempengaruhi keadaan sel. Sel darah merah akan tetap dalam bentuknya jika

diletakkan pada lingkungan yang bersifat isotonik (seimbang) dengan sitoplasmanya.

Tapi jika berada di lingkungan yang hipertonik, air yang terdapat pada sel darah

merah akan keluar menuju konsentrasi yang lebih tinggi, sehingga sel darah merah

mengerut. Peristiwa ini dikenal dengan krenasi. Dan jika berada di lingkungan yang

hipotonik, maka sel akan membengkak karena air di lingkungan masuk ke sel,

Kemudian pecah dan mengakibatkan keluarnya hemoglobin yang berwarna merah,

peristiwa ini disebut hemolisis (Winatasasmita, 1986).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 27 Oktober 2011 pukul

08.00 - 10.00 WITA, bertempat di Laboratorium Dasar Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuam Alam Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah gelas kimia (50 ml),

pipet tetes, penunjuk waktu (arloji/stopwatch), cawan petri, jarum, sudip, mikroskop,

kaca benda, kaca penutup, pisau silet dan blood lanset.

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah air, larutan

metilen blue, kristal CuSO4, mentimun, kentang, daun Rhoe discolor, larutan Sukrosa

0,20 M, kertas saring/penghisap, darah, larutan NaCl 0,3 N, larutan HCl 0,1 N,

alkohol 70% dan kapas.

3.3 Prosedur Kerja

A. Proses Difusi dan Osmosis

Metode kerja yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

I. Proses Difusi

1. Larutan metilen blue diteteskan pada gelas kimia yang telah berisi air, kristal

CuSO4 dimasukkan pada gelas kimia lainnya.

2. Perubahan yang terjadi diamati, saat penetesan dianggap sebagai waktu T0

dan saat tercapainya keadaan homogen atau T1.

3. Langkah 1-2 diulangi dan setelah penetesan metilen blue kemudian kristal

CuSO4 dimasukkan, segera diaduk. Hasil pengamatan dibandingkan.

II. Proses Osmosis

1. Larutan garam dapur disiapkan dengan menambahan 3 sendok makan garam

dapur dalam 100 mL air kemudian dimasukkan ke dalam cawan A (larutan

garam), air dimasukkan ke dalam cawan B.

2. Irisan mentimun dan umbi kentang dibuat setebal 3-4 mm.

3. Dua iris mentimun dan 2 iris kentang dimasukkan ke dalam masing-masing

cawan (A dan B). Dibiarkan selama 15 menit, diangkat dengan jarum dan

perubahan yang terjadi diamati.

4. Setelah diamati, irisan mentimun dan kentang dikembalikan ke dalam cawan,

diteruskan sampai 30 menit.

5. Hasil pengamatan dibandingkan, bagaimana kekerasan yang menunjukkan

turgor, kedua macam bahan dipijit.

B. Proses Plasmolisis dan Deplasmolisis

Metode kerja yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1. Permukaan bagian bawah daun Rhoe discolor disayat.

2. Sayatan tersebut diletakkan pada kaca benda yang telah terisi akuades, ditutup

dengan kaca penutup, dan diamati di bawah mikroskop.

3. Larutan sukrosa diteteskan pada salah satu tepi kaca penutup. Pada tepi yang

lain ditempelkan kertas saring atau pengisap, sehingga akuades akan tertarik

dari medium sayatan digantikan larutan sukrosa.

4. Hasil diamati dengan mikroskop selama lima menit, perubahan yang terjadi

dicatat terutama proses plasmolisis.

5. Langkah 3 diulangi, medium larutan sukrosa diganti dengan akuades,

terjadinya deplasmolisis diamati dan dicatat.

C. Proses Krenasi dan Hemolisis Sel Darah

Metode kerja yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1. Darah manusia diteteskan pada dua buah kaca benda masing-masing satu

tetes.

2. Dua tetes larutan NaCl 0,3 M diteteskan pada kaca benda pertama untuk

pengamatan proses krenasi.

3. Dua tetes larutan HCl 0,1 M ditambahkan pada kaca benda kedua untuk

pengamatan proses terjadinya hemolisis.

4. Masing-masing kaca benda ditutup dengan kaca penutup, kemudian diamati

di bawah mikroskop.

5. Beberapa sel darah merah hasil pengamatan digambar dan diberi keterangan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, maka didapat hasil sebagai

berikut:

A. Proses Difusi dan Osmosis

Tabel 1. Hasil pengamatan proses difusi.

No.Perlakuan To

Ti diaduk(detik)

Ti tanpa diaduk(menit)

Jumlah

1. Aquades dan metilen blue

0 08, 4 27, 30 3 tetes

2. Aquades dan kristal CuSO4

0 28, 4 41, 23 1 sudip

Tabel 2. Hasil pengamatan proses osmosis.

No.Waktu(menit)

Kentang Mentimun

AirLarutan Garam

AirLaruran Garam

1. 0 Keras Keras Keras Keras 2. 15 Agak lemah Keras Agak lemah Keras 3. 30 Lemah Lebih keras Lemah Lebih keras

B. Proses Plasmolisis dan Deplasmolisis

Gambar 1. Sel daun Rhoe discolor ditetesi aquades (keadaan awal) dengan perbesaran 100x.

Keterangan :

Berwarna hijau

Stomata

Protoplasma

Dinding sel

Gambar 2. Sel daun Rhoe discolor ditetesi larutan sukrosa 0,2 N (keadaan plasmolisis) dengan perbesaran 100x.

Gambar 3. Sel daun Rhoe discolor ditetesi aquades kemudian diserap dengan kertas saring (keadaan deplasmolisis) dengan perbesaran 100x.

Keterangan :

1. Berwarna merah muda

keunguan

2. Klorofil

3. Stomata

4. Dinding sel

5. Protoplasma (agak mengkerut)

Keterangan :

1. Berwarna merah muda

keunguan

2. Klorofil

3. Stomata

4. Dinding sel

5. Protoplasma

6. Berwarna hitam

7. Berwarna putih

C. Proses Krenasi dan Hemolisis

Gambar 4. Eritrosit ditetesi larutan NaCl 0,3 N (keadaan krenasi) dengan perbesaran 400x.

Keterangan :

1. Eritrosit mengkerut/menggumpal

Gambar 5. Eritrosit ditetesi larutan HCl 0,1 N (keadaan hemolisis) dengan perbesaran 400x.

Keterangan :

1. Eritrosit pecah

2. Hemoglobin keluar

4.2 Pembahasan

Transpor pasif merupakan transport ion, molekul, dan senyawa yang tidak

memerlukan energi dalam prosesnya. Transpor pasif terdiri dari difusi dan osmosis.

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari

bagian berkonsentrasi tinggi (hipertonik) ke bagian yang berkonsentrasi rendah

(hipotonik). Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien

konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara

merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap

terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Sedangkan osmosis adalah proses

molekul zat berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam

sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi

terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan

larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika

terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati

membran sampai kedua larutan seimbang.

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, difusi terjadi karena ada perbedaan

konsentrasi di dalam suatu larutan. Pada percobaan proses difusi digunakan 3 tetes

metilen blue dan 1 sudip kristal CuSO4 pada masing-masing gelas kimia (50 ml)

yang sebelumnya telah diisi aquades. Perbedaan waktu antar zat untuk larut dalam

aquades adalah yang diamati dalam percobaan ini. Pada percobaan pertama proses

difusi, kedua campuran zat dibiarkan larut atau homogen dengan sendirinya dan

didapatkan hasil 27 menit 30 detik untuk metilen blue dan 41 menit 23 detik untuk

kristal CuSO4 agar dapat larut dalam aquades. Pada percobaan kedua proses difusi,

kedua campuran zat diaduk setelah dimasukkan ke gelas kimia dan didapatkan hasil

8,4 detik untuk metilen blue dan 28,4 detik untuk kristal CuSO4 agar dapat larut

dalam aquades. Dari percobaan ini dapat dilihat bahwa selain perbedaan konsentrasi

di dalam suatu larutan, wujud zat yang dilarutkan dan gerakan dari luar zat (diaduk)

juga mempengaruhi kecepatan difusi. Zat yang berwujud cairan akan lebih cepat

larut dibandingkan dengan zat yang berwujud padatan karena interaksi antarpartikel

di dalam zat cair lebih lemah dibandingkan dengan zat padat sehingga lebih

memudahkan partikel zat cair untuk larut atau homogen di dalam zat pelarut.

Gerakan dari luar yang diberikan oleh praktikan dalam percobaan kedua difusi juga

mempengaruhi kecepatan difusi. Semakin banyak gerakan dari luar yang didapatkan

oleh zat telarut maka semakin cepat pula proses difusi terjadi.

Osmosis merupakan proses perembesan molekul zat dari larutan hipotonik

menuju larutan hipertonik melalui selaput membran. Pada percobaan proses osmosis

digunakan sampel irisan mentimun dan kentang yang diletakkan di dalam 2 cawan

petri yang sebelumnya pada cawan 1 dimasukkan air dan pada cawan 2 dimasukkan

larutan garam dapur (campuran 3 sendok makan garam dapur dan 100 ml aquades).

Pada percobaan ini didapatkan hasil pada 15 menit pertama kentang dan mentimun

pada larutan garam tetap keras sedangkan pada air menjadi agak lemah. Pada 15

menit selanjutnya kentang dan mentimun pada larutan garam menjadi lebih keras

sedangkan pada air menjadi lemah. Ini disebabkan larutan garam hipertonik terhadap

cairan di dalam sel sehingga cairan di dalam sel berosmosis menuju larutan garam

dan menyebabkan tekstur kentang dan mentimun menjadi lebih keras. Sebailknya, air

hipotonik terhadap cairan di dalam sel mentimun dan kentang sehingga air

berosmosis menuju cairan sel dan menyebabkan teksturnya menjadi lembek atau

lunak.

Plasmolisis adalah proses terlepasnya protoplasma dari dinding sel jika

lingkungan sel hipertonik terhadap sel. Sedangkan deplasmolisis adalah proses

kembali seperti semulanya sel yang mengalami plasmolisis karena lingkungan sel

hipotonik terhadap sel. Pada percobaan proses plasmolisis dan deplasmolisis ini

digunakan sampel sayatan permukaan bagian bawah daun Rhoe discolor yang

berwarna ungu. Pertama-tama sampel diletakkan pada kaca benda yang telah ditetesi

aquades dan diamati dibawah mikroskop untuk mengamati keadaan awal sel daun

Rhoe discolor. Pada pengamatan ini dapat dilihat bahwa sampel masih dalam

keadaan normal karena aquades isotonik terhadap sampel. Selanjutnya larutan

sukrosa diteteskan pada salah satu tepi kaca penutup dan kertas saring ditempelkan

pada tepi yang lain sehingga aquades tertarik dari sampel dan digantikan oleh larutan

sukrosa. Pada percobaan ini sel mengalami perubahan yakni warna ungu pada sampel

tampak berkurang dan tidak memenuhi isi sel sebab rongga sel menjadi kecil dan

tebal. Hal ini diakibatkan konsentrasi cairan di luar sel hipertonik terhadap sel

sehingga cairan protoplasma sel sedikit demi sedikit keluar dan terlepas dari dinding

sel. Keadaan ini disebut plasmolisis. Percobaan selanjutnya aquades diteteskan pada

salah satu tepi kaca penutup dan kertas saring ditempelkan pada tepi yang lain

sehingga larutan sukrosa akan tertarik dan digantikan oleh aquades. Pada percobaan

ini sel mengalami deplasmolisis yakni warna ungu pada sel yang pada percobaan

sebelumnya tampak berkurang kembali seperti semula. Hal ini diakibatkan

konsentrasi cairan di luar sel hipotonik terhadap sel sehingga cairan protoplasma sel

sedikit demi sedikit masuk ke dinding sel dan mengisi kekosongan pada percobaan

sebelumnya. Keadaan ini disebut deplasmolisis.

Krenasi adalah peristiwa pengkerutan sel darah merah (eritrosit) pada cairan

hipertonik. Sebaliknya, hemolisis adalah peristiwa pecahnya sel darah merah

(eritrosit) pada cairan hipotonik. Pada percobaan proses krenasi dan hemolisis ini

digunakan sampel darah salah satu praktikan yang diteteskan pada dua buah kaca

benda masing-masing satu tetes. Pada kaca benda 1 ditambahkan 2 tetes larutan NaCl

0,3 N dan pada kaca benda 2 ditambahkan 2 tetes larutan HCl 0,1 N. Pada kaca

benda 1 terjadi perubahan pada eritrosit yakni warna darah menjadi agak gelap

karena eritrosit menggumpal atau mengkerut. Penggumpalan atau pengkerutan ini

disebabkan oleh mengalir keluarnya cairan pada eritrosit menuju larutan NaCl 0,3 N

yang hipertonik terhadap eritrosit sehingga eritrosit tidak dapat mempertahankan

bentuknya (mengkerut). Peristiwa ini disebut krenasi. Pada kaca benda 2 terjadi

perubahan yakni eritrosit pecah sehingga hemoglobin yang berwarna merah keluar.

Hal ini disebabkan oleh larutan HCl 0,1 N yang hipotonik terhadap eritrosit sehingga

cairan yang ada di luar sel merembes masuk menyebabkan sel membengkak dan

kemudian pecah karena kapasitas sel untuk menampung cairan yang masuk tidak

cukup banyak sehingga hemoglobin yang ada di dalam sel keluar. Peristiwa ini

disebut hemolisis.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpuan yang dapat diambildari praktikum kali ini adalah:

1. Difusi adalah proses penyebaran molekul zat dari konsentrasi tinggi

(hipertonik) ke konsentasi rendah (hipotonik) tanpa melalui selaput atau

membran. Sedangkan osmosis adalah proses masuknya suatu zat dari larutan

dengan konsentrasi rendah (hipotonik) menuju larutan dengan konsentrasi

tinggi (hipertonik) melalui selaput atau membran.

2. Plasmolisis adalah peristiwa terlepasnya protoplasma dari dinding sel karena

sel berada dalam larutan hipertonik. Sedangkan deplasmolisis adalah

peristiwa kembali ke keadaan semula dari proses plasmolisis karena sel

berada di lingkungan yang hipotonik.

3. Krenasi adalah pengkerutan sel darah merah yang berada dalam larutan

hipertonik. Sedangkan hemolisis adalah pembengkakan sel darah merah yang

berada dalam larutan hipotonik, diikuti dengan pecahnya sel dan keluarnya

hemoglobin.

5.2 SaranSaran saya untuk praktikum selanjutnya adalah praktikan dapat menguasai

bahan dengan baik, membawa peralatan dan bahan yang diperlukan dalam praktikum

sesuai dengan panduan praktikum, lebih seksama dalam menganalisa hasil praktikum

dan lebih meningkatkan kerjasama antar praktikan dan asisten.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N. A. 2004. Biologi Jilid I. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Kimball, J. W. 1992. Biologi Jilid I. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Salisbury, F. B. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung: Penerbit ITB.

Ville. 1984. Biologi Umum. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Weistz, P. B. 1961. Element Of Biology. New York: Mc Graw Hill Book Company Inc.

Winatasasmita. 1986. Fisiologi Hewan dan Tumbuhan. Jakarta: Penerbit Karunika