laporan praktikum respirasi fisiologi tanaman

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar belakang

Makhluk hidup yang ada dunia ini perlu melakukan respirasi bahkan sel hidup melakukan respirasi untuk mencukupi kebutuhan energi. Penyerapan O₂ dan melepaskan CO₂ dalam volume yang sama hal ini yang dilakukan oleh sel aktif.

Respirasi merupakan salah satu bentuk proses metabolisme secara katabolik, yaitu proses pemecahan. Proses keseluruhan merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO₂ dan O₂ yang diserap direduksi menjadi H₂O. Proses respirasi dipengaruhi oleh banyak faktor, baik internal maupun eksternal.

Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O₂ dari lingkungan. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO₂ yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Sedangkan untuk menghitung respirasi dapat menggunakan koefisian respirasi (KR), yaitu perbandingan CO₂ dengan O₂ (Efrizal. 2009).

Adapun faktor yang mempengaruhi laju respirasi ada dua yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal antara lain umur, tipe atau jenis tumbuhan, sedangakan faktor eksternal yang mempengaruhi laju respirasi antara lain adalah ketersediaan jumlah substrat, ketersediaan oksigen, dan kelembapan serta suhu lingkungan. Tentunya tumbuhan yang sudah dewasa dengan tumbuhan yang masih berkecambah akan memiliki laju respirasi yang berbeda.

Laju respirasi pada saat kecambah cenderung lebih tinggi dibanding ketika sudah dewasa. Hal tersebut terjadi karena adanya pengaruh metabolik dari proses perkecambahan. Demikian pula pada berbagai macam jenis tumbuhan akan memiliki laju respirasi yang berbeda, karena di dalamnya terdapat proses metabolik dan kandungan substrat respirasi yang berbeda satu sama lain. Oleh karena itu, untuk menguji respirasi dengan faktor eksternal yaitu suhu apakah berpengaruh respirasi kecambah kacang hijau.

1.2 Tujuan

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

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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 (Sigit Bimatara, 2014).

Respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak memerlukan oksigen (O₂). Respirasi anaerob terjadi pada sitoplasma. Respirasi anaerob terjadi untuk penguraian senyawa organik. Respirasi anaerob menghasilkan energi yang lebih kecil. Respirasi anaerob menghasilkan 2 ATP. Proses respirasi anaerob ialah Fermentasi. Dan Pernafasan intramolekul(Sasmita Sari, 2006).

Temperatur mempunyai pengaruh besar terhadap kegiatan respirasi. Pada 0⁰C respirasi sangatlah sedikit, sedang pada 30⁰C-40⁰C sangatlah cepat. Tetapi kalu temperature terus menerus diatas 30⁰C maka kegiatan respirasi itu hanya sebentar saja. Sehabis 3 jam tampaklah berkurangnay kegiatan tersebut. Mungkin hal ini disebabkan karena non-aktifnya enzim-enzim, bertimbun tumbuhnya CO₂, kurangnya O₂ dan kurangnya persediaan substrat. Antara 10⁰-30⁰ kegiatan kenaikkan respirasi ada 2 sampai 2,5 kali, dengan kata lain perkataan, K10-nya antara temperature-temperatur optimim, respirasi makin berkurang. Dibawah 0⁰C respirasi sangatlah sukar untuk diselidiki, namun ada beberapa jaringan tanaman yang masih dapat diamati kegiatan respirasinya pada temperature -20⁰C (Aryulina, 2011).

Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat dan sedikit energi (Dewi Santika, 2011).

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 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 (Firdaus, 2008). 

Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan. Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma, dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut. Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan klorofil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Iskandar Riskan. 2012).

Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida (Kimball, 2002).

BAB III

METODOLOGI

1.1    Alat dan Bahan

Alat : botol berukuran 200 ml, kain kasa, tali pengikat, buret, dan erlenmeyer.

Bahan : kecambah kacang hijau berusia 3 hari, larutan NaOH (),5 N), larutan HCl (0,1 N), larutan BaCl2, dan larutan phenopthaelin.

3.2. Prosedur Kerja

1.    Menimbang 5 gram kecambah dan kemudian membungkusnya dengan menggunakan kain kasa.

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

3.    Menyiapkan 2 botol berukuran 200 ml dan mengisi botol dengan 30 ml larutan 0,5 N NaOH.

4.    Memasukkan bungkusan kecambah ke dalam botol, tetapi tidak boleh menyentuh larutan NaOH.

5.    Menyimpan botol tersebut di dua suhu yang berbeda.

6.    Menyiapkan 2 botol  kosong dengan ukuran yang sama. Masing-masing diisi 30 ml larutan 0,5 N NaOH. Botol tanpa kecambah diletakkan di 2 tempat yang berbeda sebagai kontrol. Masing-masing botol diberi label.

7.    Mengambil botol yang telah disimpan selama 24 jam. Mengambil 5 ml larutan NaOH dan memasukkannya kedalam erlenmeyer. Menambahkan 2,5 ml larutan BaCl₂, dan memberi 2 tetes phenolphthalein, lalu melakukan titrasi dengan 0,1 N HCl.

8.    Setelah terjadi perubahan warna (warna merah menghilang) titrasi diakhiri. Ini dilakukan sebanyak 2 kali untuk tiap botol.

9.    Menghitung CO₂ yang dibebaskan pada kecambah dengan 2 suhu yang berbeda.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 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

4.2  Pembahasan

Berdasarkan praktikum yang telah kami lakukan mengenai respirasi pada kecambah kacang hijau, yang dilakukan dengan menggunakan larutan NaOH, BaCl₂, HCl dan Phenolphetalin. Penambahan larutan warna phenolptalein bertujuan untuk memberikan tanda tercapainya titik ekuivalen pada saat titrasi. Perlakukan yang dilakukan untuk mengetahui seberapa besar jumlah CO₂ yang dibebaskan dan seberapa besar jumlah volume larutan HCl yang diperlukan untuk melakukan titrasi yaitu dengan tiga perlakukan, pertama perlakuan kecambah dan kontrol pada suhu ruangan 27 ⁰C, perlakuan kecambah dan kontrol pada suhu oven 37 ⁰C, botol isi kecambah dan kontrol pada suhu kulkas 18 ⁰C. Perlakuan ini dilakukan dengan tiga kali pengulangan setelah itu untuk melakukan perhitungan jumlah CO₂ yang dibebaskan kita hitung rata-rata dari masing-masing nilai yang didapatkan pada perlakuan tersebut.

Perlakuan Pertama,  dimasukkan kedalam kulkas 18⁰C. Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan untuk titrasi pada kecambah ini menunjukkan perubahan warna merah hilang setelah dititrasi dengan rata – rata HCl sebanyak 28,06 ml,  sedangkan pada perlakuan kontrol dalam kulkas 18⁰C, hasil titrasi menunjukkan bahwa warna merah hilang setelah dititrasi dengan rata-rata HCl sebanyak 48,83 ml. Selanjutnya melakukan perhitungan CO₂ yang terebentuk dimasukkan kedalam rumus hasil yang didapat sebanyak 0,272 dan jumlah CO₂ yang dibebaskan sebanyak 0,061. Kemudian kami melakukan perhitungan pada kontrol setelah dilakukan semua perhitungan didapat bahwa jumlah CO₂ yang terbentuk sebanyak 0,474 dan CO₂ yang dibebaskan sebanyak 0,106 sehingga dapat diketahui bahwa pada kontrol perlakuan yang dimasukkan kedalam kulkas jumlah CO₂ yang dibebaskan lebih banyak.

Kedua, pada perlakuan suhu ruangan 27 ⁰C. Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan untuk titrasi pada kecambah ini menunjukkan perubahan warna merah hilang setelah dititrasi dengan rata – rata HCl sebanyak 15,67 ml,  sedangkan pada perlakuan kontrol dalam suhu ruangan 27 ⁰C, hasil titrasi menunjukkan bahwa warna merah hilang setelah dititrasi dengan rata-rata HCl sebanyak 15,16 ml. Selanjutnya melakukan perhitungan CO₂ yang terbentuk dimasukkan kedalam rumus hasil yang didapat sebanyak 0,15 dan jumlah CO₂ yang dibebaskan sebanyak 0,034. Kemudian kami melakukan perhitungan pada kontrol setelah dilakukan semua perhitungan didapat bahwa jumlah CO₂ yang terbentuk sebanyak 0,147 dan CO₂ yang dibebaskan sebanyak 0,033 sehingga dapat diketahui bahwa perlakuan kontrol pada suhu ruangan jumlah CO₂ yang dibebaskan lebih banyak.

Pada perlakuan terakhir yaitu yang dimasukkan ke dalam oven 37 ⁰C. Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan untuk titrasi pada kecambah ini menunjukkan perubahan warna merah hilang setelah dititrasi dengan rata – rata HCl sebanyak 44,06 ml,  sedangkan pada perlakuan kontrol dalam oven 37 ⁰C, hasil titrasi menunjukkan bahwa warna merah hilang setelah dititrasi dengan rata-rata HCl sebanyak 44  ml. Selanjutnya melakukan perhitungan CO₂ yang terebentuk dimasukkan kedalam rumus hasil yang didapat sebanyak 0,428 dan jumlah CO₂ yang dibebaskan sebanyak 0,095. Kemudian kami melakukan perhitungan pada kontrol setelah dilakukan semua perhitungan didapat bahwa jumlah CO₂ yang dibebaskan sebanyak 0,0956 sehingga dapat diketahui bahwa pada kontrol perlakuan yang dimasukkan kedalam oven jumlah CO₂ yang dibebaskan lebih banyak.

Dari ketiga perlakuan yang telah dilakukan, didapat bahwa jumlah CO₂ yang dibebaskan lebih banyak pada perlakukan kontrol dari pada perlakuan kecambah baik diletakkan didalam suhu ruangan, didalam oven dan didalam kulkas. Hal ini dikarenakan mungkin pada perlakuan kontrol tanpa kecambah diduga terdapat mikroorganisme yang melakukan respirasi, karena selama melakukan praktikum semua alat yang digunakan belum steril.

   Pada praktikum juga menunjukan bahwa temperatur tidak begitu berpengaruh besar terhadap respirasi kecambah kacang hijau, yang dimana menurut teori seharusnya semakin tinggi suhu maka semakin tinggi pula kegiatan respirasi yang dilakukan oleh tanaman. Jumlah CO₂ yang di bebaskan menunjukkan besarnya laju respirasi kecambah. Pada pengamatan kami mendapatkan perlakuan didalam kulkas yang kami lakukan, volume HCl kecambah dan kontrol sama dengan perlakuan didalam suhu ruangan sehingga laju respirasinya sama seharusnya laju respirasi oven yang lebih cepat dibandingkan dengan suhu ruangan dan kulkas karena suhu dioven adalh suhu yang paling tinggi tetapi malah sebaliknya.Hal ini bisa terjadi karena adanya kemungkinan disebabkan kurang teliti atau terjadi kesalahan saat melakukan titrasi.         

BAB V

PENUTUP

5.1  Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan didapat laju respirasi pada mahluk hidup dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya suhu, di mana semakin tinggi suhu maka laju respirasi semakin cepat dan CO₂ yang dihasilkan semakin tinggi. Jumlah CO₂ yang dibebaskan sesuai dengan CO₂ yang dihasilkan. Faktor yang mempengaruhi laju respirasi antara lain suhu, CO₂, dan oksigen serta pada suhu tinggi enzim yang berperan dalam proses metabolisme akan mengalami denaturasi sehingga proses respirasi akan berlangsung lebih lama. Respirasi dapat berjalan dengan baik jika berada dalam suhu optimum. Jumlah CO₂ yang dibebaskan pada perlakuan kecambah lebih besar dibanding dengan perlakuan kontrol tanpa kecambah.

5.2  Saran

Adapun sarannya adalah untuk seluruh praktikan diharapkan untuk melakukan pengamatan dari minggu ke minggu dengan rutin dan lebih teliti dan cermat dalam melakukan segala bentuk praktikum yang akan dilakukan sehingga praktikum dapat berjalan dengan .sempurna

DAFTAR PUSTAKA

Aryulina. 2011. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama

Bimatara, Sigit. 2014. Peran Daun Tomat terhadap respirasi. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada

Efrizal. 2009. Fisologi Pasca Panen. Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Firdaus. 2008. Pengaruh Respirasi Terhadap tanaman Kangkung. Jakarta: PT Pustaka Gramedia

Kimball, J.W. 2002. Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Erlangga

Riskan, Iskandar. 2012. Fisiologi Tanaman . Bandung: ITB

Santika, Dewi. 2011. Pengaruh Tanaman Terhadap Cahaya. Bogor: Instuti Pertanian Bogor

Sari, Sasmita. 2006. Fisiologi Tanaman. Bogor: Yudhistira

Shaban. 2013.Penelitian Pentingnya Respirasi bagi Tanaman. Makasar: Universitas Hasanudin

JAWABAN PERTANYAAN

1.      Apa perbedaan antara respirasi dan fermentasi ?

Jawab: Perbedaannya adalah pada respirasi membutuhkan O₂ (oksigen) reaksinya berjalan aerob. Sedangkan pada fermentasi tidak membutuhkan O₂ (oksigen) karena reaksinya berjalan anaerob.

2.      Tuliskan reaksi respirasi dengan benar.

Jawab: C₆H₁₂O₆ + 6O₂+6H₂O à 6CO₂ +12H₂O +  ENERGI

3.      Apa pengaruh suhu terhadap respirasi?

Jawab: Pengaruh suhu pada respirasi adalah setiap peningkatan suhu 10⁰C dapat meningkatkan laju respirasi tetapi dipengaruhi juga oleh enzim. Karena jika suhu terlalu tinggi dapat mengganggu enzim yang biasanya tidak tahan pada suhu 40 ⁰C keatas. Karena enzim terganggu maka respirasipun terganggu.

4.      Selain suhu faktor apa saja yang berpengaruh terhadap respirasi jelaskan.

Jawab:

Ketersediaan 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.

Ketersediaan Oksigen

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 berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.