laporan fisiologi tanaman acara 7 respirasi

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN

ACARA 7

RESPIRASI

Oleh

Nama                 : Natal Pandapotan Nadeak

NPM                  : E1J015111

Kelompok         : 3 (Tiga)

Shift                   : Selasa, 12.00 - 14.00

Coas                   : Ossi Kurniawati(E1J014101)

Kelas kuliah      : A

LABORATORIUM AGRONOMI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.            Latar Belakang

Respirasi adalah suatu proses pengambilan O₂ untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO₂, H₂O dan energi. Namun demikian respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO₂ sedangkan O₂ yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H₂O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO₂ dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-intermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi

Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energi dan respirasi anaerob atau biasa disebut dengan proses fermentasi yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen namun bahan bakunya adalah seperti karbohidrat, asam lemak, asam amino sehingga hasil respirasi berupa karbondioksida, air dan energi dalam bentuk ATP (Keeton, 1997). Bahan organik yang dioksidasi adalah glukosa (C₆H₁₂O₆) maka persamaan reaksi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆  + 6 O₂ 6 CO₂  + 6H₂O  + energi

Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa antara yang penting sebagai ”Building Block”. Building Block merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin. Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO₂ dan H₂O, hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak keseluruhannya diubah menjadi CO₂ dan H₂O. Hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO₂ dan H₂O, sedangkan sisanya digunakan dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

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 sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat. Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara. Pengaruh faktor suhudimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10⁰C, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. Tipe dan umur tumbuhan, masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.

1.2.Landasan Teori

Respirasi adalah proses yang terjadi pada mahluk hidup karena terjadinya pembakaran karbohidrat 9gula) oleh oksigen sehingga dihasilkan energy dalam bentuk ATP . respirasi dipengaruhi oleh banyak factor, antara lain adalah susu lingkungan atau suhu tubuh mahluk hidup yang melakukan respirasi, pada praktikum ini akan didemonstrasikan pengaruh suhu teerhadap respirasi kecambah kacang hijau (Usman,2015).

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

Respirasi menggambarkan berbagai proses yang menggunakan tanaman untuk menghasilkan energi yang dapat digunakan (misalnya ATP) dan kerangka karbon (dibutuhkan untuk biosintesis). Substrat utama untuk respirasi adalah karbohidrat larut yang dihasilkan dalam fotosintesis. Energi diperlukan seluruh tanaman untuk pertumbuhan, reduksi nitrat dalam akar dan daun, simbiosis N₂ fiksasi, penyerapan nutrisi dari tanah, sintesis dan floem, protein dan membran lipid, pemeliharaan ion gradien antara kompartemen selular, melindungi aparat fotosintesis terhadap kerusakan dari cahaya tinggi, dan memperbaiki kerusakan jika tidak terjadi. (Ian, 2005).

Proses respirasi pada tumbuhan terdiri dari beberapa aktivitas yaitu yang pertama diawali dengan adanya proses glikolisis. Glikolisis merupakan penguraian gula untuk menghasilkan etil alkohol atau etanol. Akan tetapi apabila terjadi penguraian gula pada kondisi kecukupan oksigen akan menghasilkan asam piruvat. Manfaat glikolisis dalam proses respirasi yaitu :

1.      Mereduksi 2 molekul NAD⁺ menjadi NADH dalam perombakan setiap molekul heksosa.

2.      Molekul heksosa yang dirombak akan menghasilkan 2 molekul ATP.

3.      Melalui proses glikolisis akan dihasilkan senyawa-senyawa antara yang dapat menjadi bahan baku untuk sintesis berbagai senyawa yang terdapat dalam tumbuhan.

Setelah proses glikolisis, tahap selanjutnya dalam pembentukan energi yaitu siklus krebs. Tahap awal dari siklus krebs yaitu terjadinya oksidasi dari asam piruvat yang merupakan hasil dari glikolisis. Kemudian pembentukan koenzim atau asetil CoA yang ditandai dengan adanya unit asetat dengan 2-C yang tersisa dan bergabung dengan suatu senyawa yang mengandung belerang. Pada siklus krebs secara langsung dihasilkan satu molekul ATP dari ADP dan asam suksinat (Lakitan ,2013).

Berdasarkan adanya kandungan oksigen respirasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu respirasi aerobik dan anaerobik dengan adanya oksigen proses respirasi dapat terjadi yang biasa disebut dengan respirasi aerobik dan jika tidak ada oksigen maka disebut dengan respirasi anaerobik (Adirahmanto dkk, 2013).

Dalam proses perkecambahan pada tanaman respirasi memegang peran penting dalam pertumbuhan tanaman dimana pada masa perkecambahan di dalam tumbuhan terjadi proses penguraian bahan-bahan organik seperti karbohidrat, protein dan lemak menjadi bentuk terlarut yang akan ditranslokasikan keseluruh titik tumbuh tanaman (Nurshanti, 2013). 

Proses respirasi sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu merupakan salah satu faktor eksternal yang sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman. Dalam proses respirasi setiap tanaman membutuhkan suhu yang berbeda-beda (Smith dan Dukes, 2012).

Pada tumbuhan proses respirasi terjadi didalam organel mitokondria. Proses respirasi ini memiliki pengaruh yang sangat penting dalam perkecambahan dan pertumbuhan tanaman karena proses respirasi menghasilkan energi yang akan digunakan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhannya dan juga diperlukan pada saat proses fotosintesis (Shaban, 2013).

Dalam penguraian molekul kompleks (glukosa) seperti tahap di atas memerlukan berbagai enzim spesifik untuk mengubah masing-masing substrat. Enzim merupakan salah satu factor dalam proses respirasi. Terdapat factor-faktor lain yang mempengaruhi kecepatan respirasi, antara lain:

a.       Ketersediaan Oksigen

Masing-masing tumbuhan membutuhkan kadar oksigen yang berbeda, bahkan organ dalam satu tumbuhan..

b.      Suhu

Faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q₁₀ dimana kecepatan respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10^oC, namun tergantung pada masing-masing spesies.

c.       Ketersediaan Substrat

Kecepatan respirasi tergantung pada tersedianya substrat, yaitu senyawa yang akan diuraikan melalui berbagai reaksi. Tumbuhan yang mengandung cadangan pati, fruktan, dan gula yang rendah akan menunjukkan laju reaksi yang rendah.

d.      Tipe dan umur tumbuhan

Masing-masing tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme, sehingga kebutuhan respirasi berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan. Umur tumbuhan akan mempengaruhi laju respirasi. Laju respirasi tinggi pada saat perkecambahan dan tetap tinggi pada fase pertumbuhan vegetative awal (dimana laju pertumbuhan juga tinggi) dan kemudian turun dengan bertambahnya umur tumbuhan.

e.       Suhu                                         

Di dalam rentang suhu 0°C - 45°C, peningkatan suhu akan diikuti oleh peningkatan laju respirasi.  Pada suhu optimal kecepatan respirasi meningkat. Faktor waktu berkaitan dengan sifat dari reaksi enzimatis (Salisbury, F.B.1995 : 56).

f.       Ketersediaan air

Air merupakan medium tempat terjadinya reaksi respirasi. Oleh karena itu tidak tersedianya air menyebabkan menurunnya laju respirasi.

g.      Luka

Sudah lama para ahli fisiologi tumbuhan mengetahui bahwa adanya luka pada suatu organ tumbuhan memacu peningkatan laju respirasi. Umumnya adanya luka pada organ tumbuhan menimbulkan inisiasi meristematik pada daerah luka, yang akhirnya dapat berkembang menjadi kalus. Adanya inisiasi meristematik inilah yang menyebabkan peningkatan laju respirasi, karena pada sel-sel yang meristematik banyak terdapat substrat respirasiyang tersedia.

h.      Konsentrasi CO₂

Meningkatnya konsentrasi CO₂ di udara menyebabkan menutupnya stomata sehingga proses pertukaran gas menjadi terbatas (kurang cepat). Akibatnya terjadi penurunan laju respirasi.

i.        Beberapa senyawa kimia

Beberapa senyawa kimia seperti sianida, karbon monoksida, kloroform, eter, aseton, formaldehid, alkaloid, dan glukosida bila dalam jumlah sedikit dapat meningkatkan respirasi awal tetapi bila dalam jumlah banyak dapat menurunkan laju respirasi. Turunnya laju respirasi disebabkan karena senyawa tersebut bersifat menghambat reaksi enzimatis pada respirasi.

j.        Perlakuan mekanik

Beberapa perlakuan mekanik seperti pembengkokan, pengusapan, dan penggosokan dapat meningkatkan respirasi. Tetapi jika perlakuan mekanik secara berulang ulang maka efeknya tidak nampak lagi (Soerodikoesoemo.1995: 47).

1.3.            Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah mempelajari pengaruh suhu terhadap laju respirasi kecambah kacang hijau ( phaseolus vulgaris).

BAB II

BAHAN DAN METODE

2.1. Alat dan Bahan

Bahan :

·         Kacang hijau berusia 3 hari

·         Larutan NaOH(0,5 N)

·         Larutan HCl (0,1 N)

·         Larutan BaCl₂

·         Larutan phenotthavein

Alat :

·         Botol 200 Ml

·         Kain kasa

·         Tali pengikat

·         Buret

·         Erlenmeyer

2.2. Prosedur Kerja

1)      Menimbang 5 gr kecambah yang sehat dan berpenampilan bagus, lalu membungkus dengan kain kasa.

2)      Menyiapkan 3 bungkus kecambah untuk 3 perlakuan suhu dan 1 kontrol.

3)      Menyiapkan 3 botol berukuran 200 ml. Mengisi botol dengan 30 ml larutan 0,5 N NaOH.

4)      Memasukkan bungkusan kecambah kedalam botol, tapi tidak boleh menyentuh larutan NaOH. Caranya, mengikat bungkus kecambah dengan seutas benang, lalu mengikatkan benang ke mulut botol sehingga kecambah menggantung di dalam botol. Memasukkan ketiga bungkus kecambah ke ketiga botol yang telah diisi NaOH.

5)      Menyimpan ketiga botol berisi NaOH dan kecambah di 3 ruangan dengan suhu berbeda.

6)      Menyiapkan 3 botol kosong dengan ukuran sama . mengisi masing masing botol dengan 30 ml larutan 0,5 N NaOH . eletakkan botol kosong tanpa kecambah di tiga ruangan dengan suhu berbeda sebagai control.

7)      Memberi label pada masing masing botol.

8)      24 jam kemudian, ambil semua botol, mengambil 5 ml larutan NaOH dari botol, memasukkan ke dalam Erlenmeyer. Menambahkan 2,5 ml larutan BaCl_2, memberikan 2 tetes phenolphthalein, lalu melakukan titrasi dengan 0,1 N HCl.

9)      Mengakhiri titrasi setelah terjadi perubahan warna( warna menghilang). Melakukan pekerjaan ini 3 kali untuk tiap botol.

10)  Menghitung CO₂ yang dibebaskab oleh kecambah pada tiga suhu yang berbeda. Jumlah CO₂ yang dibebaskan menunjukkan besarnya laju respirasi kecambah.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

Tabel Hasil Pengamatan Titrasi

Ulangan	Suhu Kacang Ada Kecambah			Kontrol Tanpa Kecambah
	18			18
1	29	15,5	44,7	49	17	44
2	27,2	16	43,5	48,5	14	43,5
3	28	15,5	44	49	14,5	44,5
Rata-rata	28,06	15,67	44,06	48,83	15,16	44

2 NaOH + CO₂ Naà2CO₃ + H₂O............................................(1)

Na₂CO₃ + BaCl₂  BaCO à 3 + 2 Na⁺ + 2Cl...............................(2)

BaCO₃  Baà+ 2HCl⁺ + 2 Cl^- + H₂CO₃ (H₂O, CO₂)..........(3)

1 mol Na2CO3 = 62 gram.

BM Na2CO3 = 62

BM CO2 = 44

BM HCl = 36,5

 CO₂ yang terbentuk =  X g mol Na2CO3 yang terbentuk 1 mol gas

Jumlah CO₂ yang terbentuk adalah

Sehingga jumlah CO₂ perlakuan Ada kecambah pada :

1.      Kulkas ((18^oC)

Mol HCl =

 =

 = 0,76

H2CO3(terbentuk) = ½ x Mol HCl

= ½ x 0,76

= 0,38

CO2 yang terbentuk =  x H2CO3(terbentuk)

=  x 0,38

= 0,272

Jumlah CO2 dibebaskan =
=

= 0,061

2.      Suhu Ruangan (27^oC)

Mol HCl =

 =

 = 0,42

H2CO3(terbentuk) = ½ x Mol HCl

= ½ x 0,42

= 0,21

CO2 yang terbentuk =  x H2CO3(terbentuk)

=  x 0,21

= 0,15

Jumlah CO2 dibebaskan =
=

= 0,034

3.      Oven (37^oC)

Mol HCl =

 =

 = 1,207

H2CO3(terbentuk) = ½ x Mol HCl

= ½ x 1,207

= 0,603

CO2 yang terbentuk  =  x H2CO3(terbentuk)

=  x 0,603

= 0,428

 Jumlah CO2 dibebaskan =
=

= 0,095

Sehingga jumlah CO2 perlakuan kontrol Tanpa Kecambah pada:

1.      Kulkas ((18^oC)

Mol HCl =

 =

 = 1,337

H2CO3(terbentuk) = ½ x Mol HCl

= ½ x 1,337

= 0,668

CO2 yang terbentuk =  x H2CO3(terbentuk)

=  x 0,668

= 0,474

Jumlah CO2 dibebaskan =
=

= 0,106

2.      Suhu Ruangan (27^oC)

Mol HCl =

 =

 = 0,415

H2CO3(terbentuk) = ½ x Mol HCl

= ½ x 0,415

= 0,207

CO2 yang terbentuk =  x H2CO3(terbentuk)

=  x 0,207

= 0,147
Jumlah CO2 dibebaskan =
                                         =

= 0,033

3.      Oven (37^oC)

Mol HCl =

 =

 = 1,205

H2CO3(terbentuk) = ½ x Mol HCl

= ½ x 1,205

= 0,602

CO2 yang terbentuk  =  x H2CO3(terbentuk)

=  x 0,602

= 0,427

 Jumlah CO2 dibebaskan =
=

= 0,095

            3.2. Pembahasan

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 walaupun ia masih belum berkembang dengan sempurna tetapi sudah bisa melakukan pernapasan, hal ini terbukti dari hasil percobaan yang telah diamati dimana kecambah kacang hijau sebagai bahan percobaan mampu melakukan respirasi.

Pada percobaan ini, digunakan kecambah yang masih muda yaitu kecambah yang berumur 3 hari karena kecambah muda masih aktif melakukan metabolisme yang menghasilkan energy. Energi tersebut digunakan untuk pertumbuhan kecambah. Sedangkan kotiledon yang merupakan cadangan makanan kecambah yang mengandung banyak pati. Pati merupakan substrat dalam respirasi kecambah, sehingga sebagian besar pati akan hilang selama pertumbuhannya.

Kecambah yang diuji digantung di dalam Erlenmeyer yang berisi 30 ml NaOH yang nantinya berfungsi untuk mengikat CO₂ hasil respirasi kecambah. Dibutuhkan waktu 24 jam untuk mengamati respirasi kecambah. NaOH yang didapat dari erlenmeyer direaksikan dengan BaCl₂ kemudian ditirasi dengan HCl untuk mengetahui banyaknya CO₂ yang dibebaskan. Reaksi kimia yang berlangsung sebagai berikut :

·         Proses pengambilan NaOH dari tabung Erlenmeyer terjadi reaksi:

CO₂  +  NaOH                     Na HCO₃ + H₂O

         oksidasi asam     basa               garam     air

·         Saat NaOH ditambahkan BaCl₂ maka terjadi reaksi :

NaOH + BaCl₂                  NaCl₂ + Ba(OH)₂

     Basa         garam                             garam       basa

·         Setelah ditambahkan PP dan dititrasi dengan HCl maka didapatkan reaksi :

Ba(OH)₂ + HCl                    2H ₂O + BaCl₂

                      Basa         asam                   air         garam

Tidak semua CO₂ bisa diikat oleh NaOH. NaOH yang tidak mengikat CO₂ tersebut tidak semuanya bereaksi dengan BaCl₂ dan menghasilkan Ba(OH)₂ yang berwarna bening. Kemudian Ba(OH)₂ tersebut diuji dengan PP, terjadi perubahan warna menjadi merah. Warna merah menunjukkan bahwa Ba(OH)₂ bersifat basa. Ketika Ba(OH)₂ sebanyak 5 ml dititrasi dengan HCl maka menghasilkan garam BaCl₂ dengan indikasi perubahan warna Ba(OH)₂ yang asalnya merah berubah menjadi bening (warna merah tepat hilang). Pada saat warna merah tepat hilang itulah dihitung volume HCl yang dibutuhkan untuk menetrasi Ba(OH)_2. Volume HCl tersebut sebanding dengan volume NaOH yang tidak mengikat CO₂, sehingga dari volume HCl dapat diketahui volume NaOH yang mengikat CO₂.

Data yang kami peroleh ini sesuai dengan teori bahwa kadar CO₂ dalam 30 ml NaOH yang berada pada suhu inkubator lebih besar dari pada suhu ruangan, demikian juga pada kadar CO₂ yang digunakan sebagai perlakuan (kecambah) lebih besar dari pada kadar CO₂ yang digunakan sebagai kontrol.

Berdasarkan teori kecepatan respirasi pada suhu yang lebih tinggi (dalam hal ini 37⁰C) lebih cepat dari pada kecepatan respirasi pada suhu ruangan (dalam hal ini 27⁰C), namun kecepatan reaksi akan meningkat hanya sampai suhu optimum. Jika sudah melampaui suhu optimum maka kecepatan reaksi justru akan menurun. Hal ini menunjukkan bahwa suhu 37⁰C merupakan suhu optimum kecambah untuk melakukan respirasi.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan mengenai pengaruh suhu terhadap kecepatan respirasi ini, maka dapat disimpulkan bahwa suhu berpengaruh terhadap kecepatan respirasi kecambah, semakin tinggi suhu maka semakin banyak CO₂ yang dibebaskan, sehingga mempengaruhi laju respirasi yaitu akan semakin meningkat.

4.2. Saran

Diharapkan kepada praktikan agar melaksanakan praktikum dengan baik dan benar agar tidak kebingungan pada saat melakukan praktikum baik pada penyiapan bahan perlakuan serta pada proses titrasi agar tujuan dari praktikum dapat terlaksana dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Adirahmanto, K.A, Hartanto R, dan Novita D.D. 2013. Perubahan Kimia Dan Lama

Simpan Buah Salak Pondoh (Salacca Edulisreinw) Dalam Penyimpanan Dinamis Udara – Co2. Teknik Pertanian Lampung, 2(3): 123-132.

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

Ian, 2005. Panduan Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Surabaya: Unipress Ikip Surabaya.

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

Nurshanti, 2013. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Bandung: Penerbit ITB Bandung.

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

Shaban, Morad. 2013. Review On Physiological Aspects Of Seed Deterioration. Intl J Agri Crop SciI, 6(11): 627-631.

Smith, N. G. and J. S. Dukes. 2012. Plant respiration and Photosyntesis in global-scale models: incorporating acclimation to temperature and CO₂. Global Change Biology doi: 10.1111: 1-18.

Usman,2015. Penuntun praktikum fisiologi tanaman. Universitas Bengkulu. Bengkulu.