MENGHITUNG RESPIRASI PADA JARINGAN TUMBUHAN

MENGHITUNG RESPIRASI PADA JARINGAN TUMBUHAN

Oleh :

NURHUDIMAN

11121146

JURUSAN AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

Bandar Lampung

2011

HALAMAN PENGESAHAN

Judul Makalah            : Menghitung respirasi pada jaringan tumbuhan

Tempat                        : Laboratorium botani

Hari/Tanggal               : Senin, 10 Oktober 2011

Nama   `                       : NURHUDIMAN

NPM                           : 1114121146

Kelompok                   : 5 (lima)

Jurusan                        : AGROEKOTEKNOLOGI

Fakultas                       : PERTANIAN

Bandar Lampung, 10 Oktober 2011

Menyetujui Asisten Dosen,

Tia Indrawati kesuma

NPM : 0917021051

BAB I

 PENDAHULUAN

A.           Latar Belakang

Salah satu ciri makhluk hidup adalah membutuhkan respirasi(pernapasan), baik dari organisme tingkat kecil hingga tingkatan yang tinggi. Manusia, hewan, tumbuhan memiliki perbedaan dalam respirasiya. Fotosintesis  menyediakan molekul organik yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan mahluk hidup lainnya.  Respirasi adalah suatu proses pengambilan O₂ untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO₂, H₂O dan energi . Respirasi dan metabolisme karbon yang terkait di dalamnya melepas energi yang tersimpan di dalam senyawa karbon dengan cara yang terkontrol untuk digunakan oleh sel. 

Pada waktu yang bersamaan, respirasi menghasilkan banyak senyawa karbon yang dibutuhkan sebagai prekursor untuk biosintesis senyawa organik lainnya.  Respirasi aerob merupakan proses yang umum terjadi dalam hampir semua organisme eukariot, dan secara umum proses respirasi di dalam tumbuhan mirip dengan apa yang dijumpai di dalam hewan dan eukoriot tingkat rendah, tetapi beberapa aspek khusus dari respirasi tumbuhan membedakannya dari respirasi hewan.  Respirasi aerob adalah proses biologi yang memobilisasi dan mengoksidasi molekul organik secara terkontrol.  Selama respirasi, energi bebas dilepas dan disimpan sementara dalam bentuk ATP yang siap digunakan untuk aktifitas sel dan perkembangan tumbuhan.

Proses respirasi pada jaringan tumbuhan tersebut ada laju reaski yang bisa dihitung dan berbeda-beda setiap tumbuhan.Oleh karena itu dalam makalah ini akan di jelaskan hasil praktik pengamatan terhadap cara dan perhitungan laju reaksi pada respirasi jaringan tumbuhan.

B.            Tujuan

1.             Sebagai salah satu penialaian praktik biologi pada materi respirasi jaringan tumbuhan

2.             Mengamati jaringan tumbuhan dengan baik

3.             Dapat menghitung laju respirasi pada jaringan tumbuhan

4.             Menambah wawasan dalam sains terutama pada bagian anatomi tumbuhan tepatnya di jaringan tumbuhan

5.             Dapat menggunakan dan menerapkan apa yang telah diteti untuk diperluas dengan wawasan yang lebih berkembang.

BAB II

 TINJAUAN PUSTAKA

Pernapasan adalah proses pertukaran gas O2 dengan CO2 sebagai hasil metabolisme normal dan zat yang dibutuhkan atau diperlukan dalam pernapasan itu sendiri. Pernapasan merupakan pembakaran (metabolisme atau disimilasi) dimana energi yang disimpan tadi dikembalikan lagi untuk mengembalikan proses-proses kehidupan atau respirasi adalah proses pembokaran energi yang tersimpan untuk dimanfaatkan dalam proses-proses kehidupan.

Respirasi atau oksigen glukosa adalah merupakan sumber energi yang utama untuk kebanyakan sel. Pada waktu glukosa dipecah dalam suatu rangkaian reaksi enzimatis, beberapa energi disebabkan dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi (ATP) dan sebagian lagi hilang sebagai panas. Proses utama respirasi adalah mobilisasi senyawa organik dan oksidasi senyawa. Senyawa tersebut secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan tumbuhan. (Sumber: aadesanjaya.blogspot.com).

Respirasi sel adalah penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa lebih sederhana dengan membebaskan energi. Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Senyawa kompleksnya dapat berupa karbohidrat, lemak, dan protein. Energi yang didapatkan dari proses respirasi digunakan untuk aktifitas metabolisme tubuh tumbuhan. Berdasarkan ada tidaknya oksigen, ada dua macam respirasi, yaitu respirasi aerob dan anaerob. Respirasi aerob adalah respirasi yang memerlukan oksigen, sedangkan respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak memerlukan oksigen. (Sumber : Campbell et al. 1999)

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 (Kamariyani 1984).

Pernafasan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua yaitu aerob dan anaerob, pernafasan aerob memerlukan oksigen O2, sedangkan pernafasan anaerob tiidak memerlukan oksigen, untuk pernafasan anaerob dibedakan menjadi obligatif dan fakultatif, pernafasan anaerob obligatif mutlak memerlukan oksigen sedangkan anaerob fakultatif dapat berlangsung tanpa atau dengan oksigen.

1.         Respirasi Aerobik (aerob)

Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen oksigen bebas untuk mendapatkan energi Persamaan reaksi proses respirasi aerob secara sederhana dapat dituliskan:

C6H12O6 + 6H2O >> 6H2O + 6CO2 + 675 kal
Dalam kenyataan reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan menjadi 3 tahapan yaitu glikolosis, siklus krebs dan transport elektron (syamsuri, 1980).

a. Glikolisis

Kata “glikolisis” berarti “menguraikan gula” dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa, gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua molekul piruvat (champbell, 2002)NADH merupakan sumber elektron berenergi tinggi, sedangkan ATP adalah persenyawaan berenergi tinggi. Selama glikolisis dihasilkan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul ATP diantaranya digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-reaksi yang lain sehingga tersisa 2 molekul ATP yang siap digunakan untuk tubuh. Seluruh proses glikolisis tidak memerlukan oksigen.

Reaksi glikolisis terjadi di sitoplasma (di luar mitokondria). Hasil akhir sebelum memasuki siklus krebs adalah asam piruvat. Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua yaitu glikolisis dan dekarbosilasi oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi senyawa 2C pada hasil akhir glikolisis. Yang dimaksud dekarbosilasi oksidatif adalah reaksi asam piruvat diubah menjadi asetil KoA (syamsuri, 1998)

b. Siklus krebs

Glikolisis melepas energi kurang dari seperempat energi kimiawi yang tersimpan dalam glukosa, sebagian besar energi itu tetap tersimpan dalam dua molekul piruvet. Jika ada oksigen molekuler, piruvat itu memasuki mitokondria dimana enzim siklus krebs menyempurnakan oksidasi bahan bakar organiknya (champbell, 2002)

Memasuki siklus krebs, asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam piruvat (6C). selanjutnya asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya menjadi asam oksalosuksinat. Dalam perjalanannya, 1C (CO₂) dilepaskan. Pada tiap tahapan, dilepaskan energi dalam bentuk ATP dan hidrogen. ATP yang dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi digabungkan dengan penerima hidrogen yaitu NAD dan FAD, untuk dibawa ke sistem transport elektron. Dalam tahap ini dilepaskan energi, dan hidrogen direasikan dengan oksigen membentuk air. Seluruh reaksi siklus krebs berlangsung dengan memerlukan oksigen bebas (aerob). Siklus krebs berlangsung didalam mitokondria (Syamsuri, 1980).

c. Sistem Transpor Elektron

            Energi yang terbentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus krebs ada dua macam. Pertama dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP (Guanin Tripospat). Energi ini merupakan energi siap pakai yang langsung dapat digunakan. Kedua dalam bentuk transport elektron, yaitu NADH (Nikotin Adenin Dinokleutida) dan FAD (Flafin adenine dinukleotida) dalam bentuk FADH2. Kedua macam sumber elektron ini dibawa kesistem transfer elektron. Proses transfer elektron ini sangat komplek, pada dasarnya, elektron dan H+ dan NADH dan FADH2 dibawa dari satu substrak ke substrak yang lain secara berantai. Setiap kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) kemolekul ADP sehingga terbentuk ATP.

Pada bagian akhir terdapat oksigen sebagai penerima, sehingga terbentuklah H2O. katabolisme 1 glukosa melalui respirasi aerobik menghasilkan 3 ATP. Setiap reaksi pada glikolisis, siklus krebs dan transport elektron dihasilkan senyawa – senyawa antara. Senyawa itu digunakan bahan dasar anabolisme (Syamsuri, 1980).

2.         Respirasi Anaerobik (Anaerob)

Respirasi anaerobik adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu misalnya asam fosfoenol piruvat atau asetal dehida, sehingga pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alcohol. Respirasi anaerobik terjadi pada jaringan yang kekurangan oksigen, akan tumbuhan yang terendam air, biji – biji yang kulit tebal yang sulit ditembus oksigen, sel – sel ragi dan bakteri anaerobik. Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa.

Selain glukosa, bahan baku seperti fruktosa, galaktosa dan malosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alcohol, karbon dioksida dan energi. Glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbondioksida, energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan respirasi aerobik. Reaksinya :

C6H12O6 Ragi >> 2C2H5OH + 2CO2 + 21Kal

Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan bakteri anaerobik seperti klostidrium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga member kemungkinan bakteri tambah subur (Syamsuri, 1980).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

A.    Tempat dan waktu

Percobaan ini dilakukan di laboratorium biologi pada tanggal 10 Oktober 2011, pukul 10.00 sd 12.00 WIB.

B.     Alat dan Bahan

1.      Toge atau kecambah

2.      KOH

3.      Eosin

4.      Respirometer

5.      Isolasi (lakban)

6.      Tisu

7.      Alat suntik

8.      Stop watch

C.     Cara kerja

1.      Menimbang 1 gram toge(1 gram= 10 bji cambah)

2.      Masukkan tisu yang telah dibasahi larutan KOH kedalam respirometer

3.      Masukan 2 tetes eosin kedalam pipa berskala respirometer dengan alat suntik

4.      Hubungkan tabung respirometer dengan pipa berskala respirometer

5.      Amati dan catat perubahan skala larutan eosin setiap sepuluh menit

6.      Tentukan laju respirasi toge berdasarkan konsumsi oksigen dalam satuan ml O2/menit/gram

7.      Ulangi sbanyak tiga kali lagi dengan jumlah toge yang berbeda

BAB IV

 HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A.           Hasil Pengamatan

Berikut ini adalah daftar hasil pengamatan Laju respirasi toge

(Sampel)Jumlah/berat toge	Perubahan skala	Laju respirasi
1.        1 gram(10 biji)	0-0,01 mm	x  mm/s/gram
2.        2 gram(20 biji)	0-0,02 mm	x  mm/s/gram
3.        3 gram(30 biji)	Tidak berjalan	Tidak berjalan
4.        4 gram(40 biji)	Tidak berjalan	Tidak berjalan
Rata-rata	0,015	x  mm/s/gram
Simpangan baku	x  mm	mm/s/gram

B.            Pembahasan

Dari percobaan di atas diperoleh hasil yang berbeda-beda dan ada yang mengalami kegagalan. Pada sampel 1 dan 2 berjalan sedangkan 3 dan 4 tidak berjalan. Dari sampel 1 dan 2 bisa di lihat bahwasanya setiap di tambahkannya sampel maka proses perubahan skala semakin banyak dan laju reaksi semakin cepat. Laju respirasi dapat dipengaruhi beberapa faktor antara lain :

1. Ketersediaan substrat

Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. 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.

2. 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.

3. Suhu

Semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju respirasi. Laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10^oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.

4. 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.

Dan pada sampel 3 dan 4 ternyata tidak berjalan ini jelas ada kesalahan dalam percobaan hal-hal yang dapat mempengaruhi kegagalan diantaranya:

1.        Adanya air di dalam pipa respirometer yang mengganggu jalannya proses percobaan

2.        Kurang rapat dalam menutup bagian antara pipa dan tabung respirometer

3.        Kurang teliti dan hati-hati dalam melakukan percobaan

BAB V

 KESIMPULAN

Respirasi yang dilakukan ialah respirasi secara aerob. Karena mengeluarkan oksigen dari tanaman toge. Dan dalam proses percobaan ada yang berjalan dan ada yang tidak. Sampel yang berjalan berbeda perubahan skala dan laju reaksinya semakin banyak toge di dalam tabung maka proses perubahan skala akan semakin jauh dan laju reaksinya akan semakin cepat.

      Lain halnya sampel yang tidak berjalan ternyata ada beberapa faktor yang menyebabkan tidak berjalan yaitu air yang tidak bersih masih di dalam pipa respirometer, kurang rapat dalam menghubungkan pipa dengan tabung respirometer, dan kuran teliti dan hati-hati dalam melakukan percobaan,

DAFTAR PUSTAKA

"The Measurement of pH - Definition, Standards and Procedures – Report of the Working Party on pH, IUPAC Provisional Recommendation"]. 2 September 2001.

http://www.iupac.org/reports/provisional/abstract01/rondinini_prs.pdf.  A proposal to revise the current IUPAC 1985 and ISO 31-8 definition of respiration.

http//www.wikipedia.com

Prof.Dr.D.Dwidjokoseputro.1994, “Pengantar Fisiologi Tumbuhan”.PT.Gramedia Pustaka Utama:Jakarta

Syamsuri, Istamar.1980. “Biologi SMA”. Erlangga:Jakarta