LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN
POTENSIAL OSMOTIK
Pelaksanaan Praktikum : Rabu, 23 Maret 2016
Disusun Oleh :
Ahmad Dary Alymahdy
081411431053
Jarwati
081411431050
Shifa Fauziyah
081411431051
Novi Prettysia
081411431054
Dosen Asistensi :
Dr.Junairiah, M.Si
PROGRAM STUDI S1 BIOLOGI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
2016
TUJUAN
Mengukur potensial air umbi kentang
DASAR TEORI
Sel tumbuhan memiliki ciri fisiologi yang berbeda dengan sel hewan khususnya dengan keberadaan dinding sel pada sel tumbuhan. Dinding sel pada tumbuhan tinggi merupakan matriks yang di dalamnya terdapat rangka, yaitu senyawa selulosa yang berwujud mikrofibril atau benang halus. Matriks pada dinding sel ini tersusun dari beberapa senyawa yaitu hemiselulosa, pektin, plastik biologik, protein dan lemak.
Pada sel, dinding yang tegarlah yang menyebabakan naiknya tekanan. Struktur antara dinding sel dan membrane sel berbeda. Membran memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarur; dinding sel primer biasanya sangat permeabel terhadap keduanya. Memang membrane sel tumbuhan memungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yang menimbulkan tekanan. Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbul tekanan di dalamnya, sel tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darah merah dimasukkan ke dalam air. Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkan bagian tumbuhan yang tidak berkayu.
Dinding sel secara umum dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Perbedaan antara kedua macam dinding ini terletak pada fleksibilitas, ketebalan, susunan mikrofibril dan pertumbuhannya (Istanti, 1999). Seluruh aktivitas sel tumbuhan sangat tergantung dengan keberadaan dinding sel ini. Dinding sel selain berfungsi untuk proteksi isi sel juga berperan sebagai jalan keluar masuknya air, makanan dan garam-garam mineral ke dalam sel. Sel tumbuhan merupakan bagian terkecil dari sistem hidup dan di dalam sistem ini sel-sel saling bergantung. Perilaku sel tidak hanya dipengaruhi oleh keadaan sel itu sendiri tetapi juga sel-sel di sekitarnya dan tumbuhan itu sendiri serta lingkungan luar. Berbagai macam zat seperti makanan, zat mineral, air dan gas bergerak dari sel ke sel dalam bentuk molekul atau partikel.
Lingkungan suatu sel meliputi sel-sel di sekitarnya dan lingkungan luar yang meliputi air, tanah dan udara tempat tumbuh dan hidup tumbuhan tersebut. Sel-sel yang bersinggungan langsung dengan lingkungan luar antara lain sel-sel yang ada di akar, batang dan daun yang kemudian meluas ke suluruh tubuh tumbuhan melalui ruang-ruang dalam sel (Tjitrosomo, 1983). Molekul atau partikel air, gas dan mineral masuk ke dalam sel tumbuhan melalui proses difusi dan osmosis. Melalui proses-proses tersebut tumbuhan dapat memperoleh zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Proses difusi berlangsung dari daerah yang memilki konsentrasi partikel tinggi ke daerah yang konsentrasi partikelnya rendah. Difusi memiliki peranan penting dalam sel-sel tumbuhan yang hidup.
Air masuk ke dalam akar,bergerak dari sel ke sel dan meninggalkan tubuh dalam bentuk uap, semua melalui proses difusi. Gas-gas (O2 dan CO2), unsur-unsur dan bahan-bahan makanan masuk ke dalam sel atau di antara sel-sel dan bergerak dari sel ke sel dengan jalan difusi (Tjitrosomo, 1983). Difusi berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi. Selain perbedaan konsentrasi, perbedaan sifat juga dapat menyebabkan difusi (Sasmitamihardja, 1990). Sedangkan osmosis merupakan peristiwa perpindahan air dari daerah yang konsentrasi airnya tinggi ke daerah yang konsentrasi airnya rendah melalui membran semipermeabel. Membran semipermeabel yaitu membran yang hanya mengizinkan lalunya air dan menghambat lalunya zat terlarut. Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk melakukan difusi (Sasmitamihardja, 1990).Potensial tekanan timbul karena adanya tambahan tekanan dan sama dengan tekanan nyata di bagian sisem tertentu; dan potensial osmotik (disebut juga potensial linarut) terjadi karena adanya unsur terlarut. Lambang yang tepat untuk potensial tekanan adalah huruf Yunani psi Ψp, tapi P dapat juga digunakan. Lambang untuk potensial osmotik atau potensial linarut adalah Ψs. Perkembangan tekanan osmosis itu bukanlah milik larutan semata, tetapi milik seluruh sistem yang terdiri dari larutan, selaput (membran), dan bahan terlarut. Sifat larutan yang diukur dengan tekanan osmosis itu disebut potensial osmosis (PO) dan alat untuk mengukur besarnya tekanan osmosis disebut osmometer.
Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air, apabila potensial air di luar sel lebih rendah daripada potensial air di dalam sel. Jika sel kehilangan air cukup besar, maka ada kemungkinan volume isi sel akan menurun besar sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya, membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel, peristiwa ini disebut plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni (Tjitrosomo, 1983).
Potensial air bukan saja menjadi penentu akhir dari proses pergerakan air secara difusi, tetapi juga menjadi penentu tak langsung perpindahan massa air yang terjadi karena adanya gradien tekanan, sedangkan gradien tekanan timbul akibat pergerakan secara difusi.
Pada metode volume jaringan yang diinginkan dimasukkan ke dalam seri larutan dengan ragam konsentrasi yang diketahui (biasanya sukrosa, sorbitol, manitol,dan lain lain). Pelarut terbaik untuk pengukuran semacam ini adalah yang tidak mudah melintasi membran atau yang tidak merusak jaringan. Tujuannya adalah untuk mendapatkan larutan yang tidak mengubah volume jaringan, artinya tidak ada air yang masuk atau yang hilang. Ini menandakan bahwa jaringan dan larutan sudah sejak semula berada dalam kesetimbangan. Potensial air jaringan sudah dan masih sama dengan potensial air larutan. Pada tekanan atmosfer, saat P = 0, maka ψ = ψs. Nilai ψs untuk larutan, yang diketahui konsentrasinya (Salisbury, F.B., Cleon W.R. 1995).
ALAT DAN BAHAN
Alat :
Alat pengebor gabus
Pisau silet
Kertas aluminium foil
Botol bermulut besar (50 mL)
Gelas ukur 50 mL atau 100 mL
Bahan :
Umbi kentang
Sel larutan sukrosa (0,0 M ; 0,4 M; 0,8 M ; 1,2 M ; 1,6 M)
CARA KERJA
Umbi kentang dipilih yang berukuran besar dan dibuat silinder umbi dengan alat pengebor gabus.
Kemudian setiap silinder umbi dipotong sesuai ukuran panjang 3 cm.
disiapkan botol – botol yang sudah diisi 50 ml larutan sukrosa yang konsentrasinya telah ditentukan.
Potongan umbi tersebut dimasukkan dengan cepat ke dalam botol untuk menghindari terjadinya penguapan, masing-masing botol diisi dengan 4 potong umbi. Lalu, botol ditutup dengan rapat selama percobaan berlangsung menggunakan kertas aluminium foil dan didiamkan selama 1 jam.
Panjang umbi tersebut diukur kembali setelah didiamkan selama 1 jam.
Dari tiap konsentrasi glukosa yang digunakan dihitung rata-rata panjang silinder umbi dan dibuat grafiknya. Lalu ditentukan pula pada konsentrasi berapa molar silinder umbi tidak lagi mengalami perubahan panjangnya.
HASIL PENGAMATAN
Tabel 1 Panjang awal dan akhir kentang
No
Konsentrasi Sukrosa
Rata-rata panjang awal (cm)
Rata-rata panjang akhir (cm)
1
0,0
3
2,9
2
0,4
3
2,95
3
0,8
3
2,95
4
1,2
3
2,8
5
1,6
3
2,85
Grafik 1 Perubahan Panjang Silinder Kentang pada Setiap Konsentrasi Larutan
PEMBAHASAN
Praktikum ini bertujuan untuk mengukur potensial air umbi kentang, bahan yang digunakan adalah umbi kentang, larutan sukrosa dengan berbagai macam konsentrasi ( 0,0 M ; 0,4 M ; 0,8 M ; 1,2 M ; 1,6 M ). Umbi kentang dipotong berukuran 3 cm berbentuk silinder, setelah dipotong, umbi-umbi tersebut dimasukkan ke dalam larutan sukrosa dengan berbagai macam konsentrasi, lalu ditutup aluminium foil. Setiap konsentrasi sukrosa, dimasukkan 4 silinder umbi kentang. Untuk mencari potensial air kentang, digunakan metode tetap, Metode ini menggunakan grafik yang menggambarkan perubahan panjang silinder umbi kentang pada berbagai konsentrasi. Untuk selanjutnya potensial air umbi kentang dapat diukur dengan menggunakan konsentrasi larutan glukosa yang tidak menyebabkan terjadinya perubahan panjang silinder umbi kentang.Setiap konsentrasi larutan glukosa memberikan efek perubahan yang berbeda terhadap silinder umbi kentang.
Osmosis, adalah suatu proses difusi. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melaui selaput yang permeable secara diferensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah. Tekanan yang terjadi karena difusi molekul air disebut tekanan osmosis. Makin besar terjadinya osmosis maka makin besar pula tekanan osmosisnya.
Komponen potensial air pada tumbuhan terdiri atas potensial osmosis (solut) dan potensial turgor (tekanan). Dengan adanya potensial osmosis cairan sel, air murni cenderung memasuki sel. Sebaliknya potensial turgor di dalam sel mengakibatkan air meninggalkan sel. Pengaturan potensial osmosis dapat dilakukan jika potensial turgornya sama dengan nol yang terjadi saat sel mengalami plasmolisis. Nilai potensial osmotic dalam tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain :tekanan, suhu, adanya partikel-partikel bahan terlarut yang larut di dalamnya, matriksel, larutan dalam vakuola dan tekanan hidrostatik dalam isi sel.
Berdasarkan hasil prcobaan ini, didapatkan data bahwa potongan umbi kentang mengalami perubahan panjang. Hasil rata-rata perhitungan panjang potongan umbi kentang setelah direndam dalam larutan sukrosa yang memiliki konsentrasi yang berbeda dari konsentrasi 0,0 M; 0,4 M; 0,8 M; 1,2 M; 1,6 M secara berurutan adalah 2,9 cm; 2,95 cm; 2,95 cm; 2,8 cm; 2,85 cm. Hal ini menunjukkan bahwa semakin pekat konsentrasi larutan sukrosa maka semakin berkurang panjang sampel potongan umbi kentang, namun pada konsentrasi 1,6 M terlihat adanya pertambahan data pada konsentrasi sebelumnya yaitu 1,2 M. Hal ini dikarenakan pengukuran sampel awal sebelum dimasukkan ke dalam larutan sukrosa pada konsentrasi 1,6 M lebih panjang daripada konsentrasi 1,2 M, dan ketidaktelitian praktikan dalam mengukur panjang potongan umbi kentang setelah direndam di dalam larutan sukrosa 1,6 M. Pada konsentrasi 0,8 M silinder umbi kentang tidak mengalami perubahan panjang (teteap 2,95 cm). Ini menunjukkan bahwa konsentrasi 0,8 M merupakan konsentrasi yang digunakan untuk mencari potensial osmotik umbi tersebut, yaitu dengan rumus berikut :
PO= 22,4mT273=22,4 ×0,8×304273=19,95
DISKUSI
Mengapa penguapan cepat terjadi pada sel-sel kenyaumbi kentang yang telah diiris?
Jawab :
Pada saat umbi kentang diiris maka kulit juga akan ikut teriris. Ketika kulit teriris maka perlindungan terhadap umbi kentang akan hilang, hal ini menyebabkan penguapan pada kentang akan berlangsung lebih cepat.Udara juga ikut mempercepat terjadinya penguapan.
Apakah fungsi larutan sukrosa dengan berbagai konsentrasi pada percobaan ini?
Jawab :
Larutan sukrosa bersifat hipertonik, sehingga dalam praktikum ini larutan glukosa merupakan lingkungan yang hipertonik bagi sel kentang. Diharapkan dengan kondisi seperti ini, sel umbi kentang dapat mengalami penyeimbangan (suatu kondisi dimana potensial air sel sama dengan potensial air lingkungan sel) sehingga kami dapat menghitung potensial air umbi kentang berdasarkan nilai dari konsentrasi glukosa yang mengakibatkan sel umbi kentang mengalami kesetimbangan.
Bagaimanakah hubungan molaritas larutan glukosa dengan perubahan pada silinder umbi kentang?
Jawab :
Semakin tinggi konsentrasi glukosa, maka panjang silinder umbi kentang semakin mengecil dan bertambah lembek. Hal ini terjadi karena konsentrasi air di dalam kentang lebih besar bila dibandingkan dengan konsentrasi air pada lingkungan sel umbi kentang (larutan glukosa), sehingga sel melakukan penyesuaian kesetimbangan molekul air yang mengakibatkan molekul air yang berada pada sel umbi kentang tertarik keluar menuju lingkungan di luar sel (larutan glukosa). Hal inilah yang menyebabkan ukuran silinder umbi kentang semakin kecil dan lembek.
KESIMPULAN
Potensial osmotik umbi kentang yang diperoleh pada praktikum kali ini adalah 19,95. Potensial osmotik ini sama dengan potensial osmotik pada larutan sukrosa dengan konsentrasi 0,8 M, sehingga tidak terjadi perubahan panjang silinder ketika silinder kentang tersebut direndam di dalamnya. Jika silinder umbi kentang direndam pada larutan yang konsentrasinya dibawah atau diatas 0,8 M , maka panjang silinder umbi kentang akan berubah sebab potensial osmotiknya tidak sama.
DAFTAR PUSTAKA
Istanti, Annie; Prasetyo, Triastono I. dan Dwi Listyorini. 1999. Biologi Sel.
Malang: FMIPA UM.
Salisbury, F.B., Cleon, W.R. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Bandung : Penerbit
ITB.
Sasmitamihardja, Dardjat dan Arbayah H.S. 1990. Dasar-Dasar Fisiologi
Tumbuhan. Bandung: FMIPA-ITB.
Tjitrosomo, Siti Sutarmi. 1987. Botani Umum 2. Bandung: Angkasa.
Lampiran
Diagram Perubahan Panjang Silinder Kentang pada Setiap Konsentrasi Larutan
Molaritas larutan (M)
Panjang silinder (cm)
