PENETAPAN KUOSIEN RESPIRASI JARINGAN TUMBUHAN

Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan

PENETAPAN KUOSIEN RESPIRASI JARINGAN TUMBUHAN

Muhammad Ali Subhan, Ratna Lestyana Dewi

Fakultas Sains dan Teknologi

Program Studi Biologi

April 2016

Abstrak

Respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik yang terjadi di dalam sel, berlangsung secara aerobik maupun aneorobik. Praktikum ini bertujuan  untuk menetapkan kecepatan respirasi dan kuosien respirasi kacang hijau (Phaseolus radiatus). Pada praktikum ini kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus) diberi perlakuan ditempat terang dan gelap dengan diukur laju respirasi dan kuosien respirasinya. Hasil yang didapat pada praktikum ini adalah pada tempat terang hasil tertinggi didapat pada kelompok satu yaitu sebesar 0,71 kuosien respirasinya, sedangkan pada tempat gelap kelompok 5 mendapatkan nilai kuosien respirasi tertinggi yaitu sebesar 0,88. Laju respirasi dan koesien respirasi sangat dipengaruhi oleh temperatur, temperatur yang rendah akan mengganggu respirasi.

Kata Kunci : kecambah, kuosien, laju, respirasi, temperatur

1.      Pendahuluan

Respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik yang terjadi di dalam sel, berlangsung secara aerobik maupun aneorobik. Respirasi pada dasarnya memiliki 2 fungsi utama, yang pertama adalah sebuah proses yang menghasilkan produksi senyawa reaktif atau penyusun-penyusun khusus yang penting dalam hal konstituensi pembentukan sel, yang kedua adalah sebuah proses dimana energi dilepaskan dan dimanfaatkan sedemikian rupa untuk menghasilkan pembentukan struktur sel serta dalam melakukan kerja. Proses respirasi diawali oleh  adanya penangkapan O₂ dari lingkungan. Proses-proses transport yang dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung dengan cara difusi, melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma, dan membrane sel. Demikian juga halnya dengan CO₂ yang dihasilkan respirasi akan berdifusi keluar sel dan masuk kedalam ruang antar sel. Kemudian dinding dalam respirasi tersebut dalam beberapa tahapan diantaranya yaitu dekarboksilase, oksidasi, siklus asam sitrat, dan transportasi elektron.

Saat terjadinya proses respirasi, O₂ digunakan dan CO₂ dibebaskan. Oleh karena itu, di dalam cahaya kedua proses itu berlangsung dalam waktu yang sama di dalam sel-sel tumbuhan, maka akan diketahui sejauh mana pula hasil respirasi tersebut dimanfaatkan. Bukti menunjukkan bahwa CO₂ yang dibentuk dalam respirasi dapat digunakan dalam proses fotosintesis, sedangkan O₂ yang dibebaskan dalam fotosintesis dapat dimanfaatkan dalam respirasi. Saat intensitas cahaya yang rendah, kedua proses itu tetap seimbang, sehingga baik oksigen maupun karbondioksida tidak ada yang masuk maupun yang keluar dari daun. Intensitas cahaya yang memungkinkan tercapainya keseimbangan dinamakan titik kompensasi.

Perbandingan antara respirasi dan fotosintesis dapat dilihat dari beberapa perbedaan. Respirasi terjadi pada seluruh sel yang hidup , bahan baku utama adalah glukosa dan oksigen, berlangsung setiap waktu (baik siang dan malam), merupakan proses pelepasan/penggunaan energi, menghasilkan karbondioksida dan air. Sedangkan fotosintesis terjadi hanya pada organisme yang memiliki klorofil yang berisi sel-sel, bahan baku utama adalah karbondioksida dan air, berlangsung hanya jika tersedia cahaya matahari, merupakan proses menghasilkan energi, menghasilkan glukosa dan juga oksigen.

Respirasi merupakan pemecahan bahan-bahan kompleks dalam sel, seperti gula dan asam-asam organik menjadi molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air, bersamaan dengan terbentuknya energi dan molekul lain yang dapat digunakan sel untuk reaksi sintesis. Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh ketesediaan substrat. Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebaliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat (Pradana, 2008).

Laju respirasi menunjukan pentunjuk yang baik untuk daya simpan buah setelah dipanen. Intensitas respirasi dianggap sebagai ukuran laju jalannya metabolisme dan oleh karena itu sering dianggap sebagai petunjuk mengenai potensi daya simpan buah. Besar kecilnya respirasi dapat diukur dengan pengukuran perbandingan O₂ terhadap CO₂, dinamakan Kuosien RespirasI (KR). Laju respirasi yang tinggi biasanya disertai dengan umur yang pendek. Hal ini merupakan petunjuk laju kemunduran mutu dan nilainya sebagai bahan pangan. Koefisien respirasi (KR) merupakan perbandingan antara CO2 yang diproduksi dan O2 yang dikonsumsi, yang menggambarkan jenis nutrien yang dipakai dan dimanfaatkan pada proses metabolisme untuk menghasilkan energi.

Praktikum ini bertujuan  untuk menetapkan kecepatan respirasi dan kuosien respirasi kacang hijau.

2.      Metodologi Penelitian

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah erlenmeyer, pipa atau sedotan bengkok, kelereng, botol fial, pinset, stopper, beaker glass.

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah kacang hijau (Phaseolus radiatus), NaOH 10 N, vaselin, dan methylen blue

Adapun cara kerja dari praktikum ini yaitu dengan memasang pipa gelas kapiler (bengkok) pada sumbat atau stopper Erlenmeyer atau lengan samping labu penghisap dengan menggunakan selang karet (plastik) yang telah diberi vaselin. Lalu dimasukkan ujung pipa ke dalam gelas piala yang berisi methylen blue. Kemudian dimasukkan larutan NaOH ke dalam botol atau tabung reaksi kecil sebanyak 4/5 volume botol atau tabung. Botol atau tabung ditutup dengan kelereng. Pada awal percobaan, dimasukkan 15 gram kecambah kacang hijau ke dalam labu erlenmeyer dan disebarkan secara merata pada dasar labu. Lalu dengan cara yang benar dan hati – hati, dimasukkan botol atau tabung yang berisi NaOH ke dalam erlenmeyer dan dijaga NaOH agar tidak sampai tumpah.

Selanjutnya, dipasang sumbat karet pada labu erlenmeyer dan diberi vaselin secukupnya, lalu diusahakan agar pipa kapiler dapat berdiri tegak lurus dan dibiarkan selama 1 – 2 jam (periode percobaan). Setelah periode percobaan selesai, lalu ditandai pipa kapiler pada dua tempat yaitu pada permukaan larutan methylen blue dan dalam gelas piala dan di dalam pipa kapiler. Kemudian dicatat tinggi kolom methylen blue dalam pipa kapiler ini dalam mm (Da). Lalu sambil memegang pipa kapiler agar ujungnya tetap dalam gelas piala berisi methylen blue, labu erlenmeyer disentakkan sehingga kelereng jatuh dan larutan NaOH tertumpah ke dalam erlenmeyer. Lalu ditunggu selama beberapa, dan ditandai pipa kapiler pada keadaan kedua. Kemudian dicatat tinggi kolom metylen blue dalam pipa kapiler (Db).

Volume kolom methylen blue ditentukan dalam pipa kapiler pada kedua keadaan tersebut (butir 5 dan 6) dengan salah satu cara berikut :

a.       Pipa kapiler dilepaskan dari labu erlenmeyer. Dengan menggunakan pipa ini sebagai pipet, lalu diisap  sejumlah larutan methylen blue (larutan Bordir). Lalu dipindahkan larutan dari pipa kapiler ke dalam buret sampai tanda terbawah. Perbedaan volume cairan dalam buret menunjukkan volume cairan dalam pipa kapiler. Lalu dilanjutkan pemindahan larutan dari keadaan kedua dan dicatat volumenya.

b.      Volume kolom methylen blue dihitung secara langsung :

Volume = Luas penampang pipa kapiler x Tinggi

Kemudian ditentukan kecepatan respirasi dan nilai Kuosien Respirasi (KR). Cara penetapan nilai KR adalah sebagai berikut :

Va        : volume cairan dalam pipa kapiler pada akhir percobaan, sebelum NaOH ditumpahkan

Da        : jarak permukaan cairan dalam pipa di atas permukaan cairan dalam gelas piala sebelum NaOH ditumpahkan

Vb       : volume cairan dalam pipa sesudah NaOH ditumpahkan

Db       : jarak permukaan cairan  dalam pipa di atas permukaan cairan dalam gelas piala sesudah NaOH ditumpahkan

VT       : volume total alat, dianggap sama dengan volume labu erenmeyer (250 ml).

Va menyatakan selisih antara O₂  yang digunakan dengan CO₂ yang dihasilkan dari proses respirasi kecambah selama percobaan berlangsung. NaOH menangkap gas CO₂ yang semuanya dianggap berasal dari proses respirasi. Jadi Vb merupakan volume O₂ yang digunakan selama percobaan berlangsung Sebelum perhitungan dilakukan, perlu diadakan koreksi pada Va dan Vb dengan memperhitungkan tekanan dan alat, karena adanya perubahan tinggi permukaan cairan dalam pipa. Nilai Va dan Vb ditentukan pada tekanan 1 atmosfer.

a.       Pada akhir percobaan sebelum NaOH ditumpahkan

Volume gas total    = Vt – Va

Tekanan gas total   = 760 – Pa = (760 – Da/13) mmHg

Tekanan 1 atm       = 760 mmHg

      (Vt – Va) (760 – Da/13)

Vt = ------------------------------

                  760

Va = Vt – V1

Va adalah selisih volume O₂ dan CO₂ pada tekanan 1 atmosfer ( Va = O₂ - CO₂ )

b.      Sesudah NaOH ditumpahkan

Volume gas total    = Vt – Vb

Tekanan gas total   = 760 – Pb = (760 – Db/13) mmHg

Tekanan 1 atmosfer           = 760 mmHg

Jadi volume gas pada tekanan 1 atmosfer :

     (Vt – Vb) (760 – Db/13)

V2 = ----------------------------------

                        760

Vb = Vt – V2

Vb adalah volume O₂ pada tekanan 1 atmosfer.

Nilai KR dapat dihitung.

3.      Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan pada praktikum yang telah dilakukan, maka diperoleh data yang disajikan sebagai berikut :

Tabel 1. Pengukuran Kuosien Respirasi Jaringan Tumbuhan

Kelompok	Perlakuan	Volume CO2 yang dilepas (ml)	Volume O2 yang diabsorbsi (ml)	KR
1	Tempat terang	11,48	16,09	0,71
2		1,8	7,9	0,22
3		6,25	9,79	0,63
4	Tempat gelap	3,74	7,2	0,52
5		8,63	9,78	0,88
6		6,05	7,79	0,78

Pada praktikum ini kita telah mengamati proses respirasi pada kecambah kacang hijau. Alasan mengapa bahan yang digunakan adalah kecambah kacang hijau, karena tumbuhan ini merupakan suatu organisme yang mampu melakukan respirasi meskipun belum berkembang dengan sempurna. Kecambah melakukan pernapasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan melibatkan gas oksigen (O₂) sebagai bahan yang diserap/diperlukan dan menghasilkan gas karbondioksida (CO₂), air (H₂O) dan sejumlah energi.

Pada pengamatan ini kita akan menghitung jumlah oksigen yang diperlukan tumbuhan dalam respirasi, Di dalam labu erlenmeyer diletakkan kecambah kemudian dibiarkan selama satu jam sambil menggamati pergerakan methylen blue pada pipa kapiler. setelah setelah satujam larutan NaOH kemudian di tumpahkan pada kecambah sehingga terjadi perebutan oksigen antara larutan NaOH dengan kecambah sehingga akhirnya oksigen dari luar akan tertarik masuk ke dalam labu erlemeyer melalui pipa kapiler masuknya oksigen dari luar ini ditandai dengan naiknya methylen blue yang dimasukkan dalam pipa kapiler.

NaOH berfungsi untuk mengikat CO₂ sehingga dalam gelas piala hanya ada hasil respirasi yaitu CO₂ dan sedikit O₂ (Atkin, 2007), maka kacang hijau memberikan tekanan melalui pipa kapiler untuk mengambil O₂ dari lingkungan luar sehingga cairan methylen blue naik. Dari hasil pengamatan terdapat pebedaan hasil volune O₂ dan CO_2, hal ini dikarenakan adanya kesalahan ketika melakukan percobaan yaitu lepasnya pipa kapiler dari methylen blue, sehingga udara masuk kembali kedalam erlenmeyer.

Ketika nilai volume O₂ dan CO₂ sudah diketahui, maka selanjutnya dapat diketahui nilai kuosien respirasinya. Pada tempat terang hasil tertinggi didapat pada kelompok satu yaitu sebesar 0,71, sedangkan pada tempat gelap kelompok 5 mendapatkan nilai kuosien respirasi tertinggi yaitu sebesar 0,88.

Perlakuan pada tempat terang dan gelap akan memberikan berbedaan temperatur, dimana temperatur pada tempat gelap akan lebih rendah daripada pada tempat terang karena kurangnya intesitas cahaya yang diterima. Temperatur merupakan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi produksi CO₂ yang akan menyebabkan peningkatan produksi CO₂, sejalan dengan meningkatnya suhu. CO₂merupakan salah satu hasil / produk dari respirasi. Respirasi dan fotosintesis sangat berpengaruh dengan temperatur. Sedikit perubahan temperatur akan mempengaruhi laju fotosintesis dan respirasi (Atkin, 2007).

4.      Kesimpulan

Respirasi sangat berpengaruh dengan temperatur. Sedikit perubahan temperatur akan mempengaruhi laju respirasi. Pada tempat terang hasil tertinggi didapat pada kelompok satu yaitu sebesar 0,71, sedangkan pada tempat gelap kelompok 5 mendapatkan nilai kuosien respirasi tertinggi yaitu sebesar 0,88.

5.      Daftar Pustaka

Atkin O. K., Scheurwater I, Pons T. L. 2006. Respiration as a percentage of daily photosynthesis in whole plants is homeostatic at moderate, but not high, growth temperatures. Journal compilation 368.

Dwidjoseputro, D. 2001. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT Gramedia. Jakarta.

Phan, L. dan D.Muchtadi.1993. Fisiologi Tanaman.Gadjah mada University Press.Yogyakarta.

Purwono. 2008. Kacang Hijau. Penebar Swadaya.Jakarta.

Nayla. 2008. Penetapan KuosienRespirasiJaringanTumbuhan.(http://nayla.ugm.ac.id/dormansi.2008). Diakses pada tanggal 25 April 2016

Kimbal, Jonh W. 2003. Biologi Jilid 1.Erlangga. Jakarta.

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik.  PT Gramedia. Jakarta

Salisbury, Cleon. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung:ITB Press.

Sutopo L.1995. Teknologi Benih. Rajawali. Jakarta.

Lampiran

Tugas

1.      Apakah arti penetapan KR dalam mempelajari aktivitas respirasi jaringan tumbuhan?

2.      Apakah tujuan respirasi bagi tumbuhan?

Jawab :

1)      Dengan diperoleh nilai KR, memberi petunjuk tentang jenis substrat yang dioksidasikan  dan jenis metabolisme yang sedang berlangsung.

2)      Tumbuhan melakukan respirasi untuk mendapatkan energi.