MODUL PRAKTIKUM BIOLOGI UMUM DIFUSI DAN OSMOSIS
Disusun oleh: Dr. Merry M. Martgrita
PROGRAM STUDI TEKNIK BIOPROSES FAKULTAS BIOTEKNOLOGI INSTITUT TEKNOLOGI DEL SITOLUAMA, 2016
Difusi dan Osmosis
Tujuan Praktikum :
1. Mampu membedakan peristiwa difusi dan osmosis. 2. Mampu memahami pengaruh suhu terhadap laju difusi. 3. Mampu memahami pengaruh konsentrasi cairan di lingkungan sel terhadap kondisi sel tumbuhan dan hewan. 4. Mampu memperkirakan konsentrasi zat terlarut di dalam sel.
Teori :
Air adalah suatu lingkungan yang sangat luas. Kehidupan di Bumi dipercaya berawal dari air. Tanpa air, kehidupan dapat musnah. Akhir-akhir ini, ditemukannya air dalam meteorit yang berasal dari sistem tata surya kita memunculkan spekulasi bahwa kehidupan tidak hanya ada di Bumi. Sel hidup terdiri dari 75-85% air. Semua substansi yang masuk ke dalam sel dan keluar dari sel terlarut di dalam air, membuat air sebagai pelarut yang penting untuk proses proses kehidupan. Substansi-substansi yang larut l arut di dalam air disebut zat terlarut, termasuk substansi seperti garam-garaman dan gula. Campuran suatu pelarut dan zat yang terlarut di dalamnya disebut suatu larutan. Sitoplasma suatu sel hidup mengandung berbagai zat terlarut, seperti gula dan garam, dalam bentuk larutan. Semua sel mempunyai membran sel yang tersusun dari dua-lapis fosfolipid, dan terdiri dari protein terintegrasi di antara fosfolipid dan protein di permukaan membran.
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
2
Membran adalah pembatas yang harus dilewati zat terlarut untuk mencapai bagian sel tempatnya akan digunakan dalam proses-proses kehidupan. Membran ini mengatur perpindahan substansi masuk dan keluar sel. Membran sel bersifat selektif s elektif permeabel, artinya artin ya hanya membiarkan zat-zat terlarut tertentu untuk melewati membran, sedangkan zat-zat terlarut lainnya tidak dapat melewati membran. Difusi adalah suatu cara paling sederhana masuknya zat terlarut ke dalam sel. Molekul zat terlarut berpindah dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. Difusi terjadi tanpa adanya bantuan energi dari sel. Setelah zat terlarut berada di dalam sel, zat terlarut bergerak di dalam sitoplasma melalui difusi, kadang-kadang dibantu oleh aliran sitoplasma di dalam sel. Air (pelarut) juga bergerak melintasi membran. Osmosis adalah perpindahan air melewati membran selektif permeabel. Osmosis adalah bentuk khusus dari difusi, terjadi dari daerah dengan konsentrasi air tinggi ke daerah dengan konsentrasi air rendah. Perbedaan konsentrasi dari molekul yang sama di antara dua daerah disebut gradien konsentrasi. Difusi dan osmosis terjadi ke arah konsentrasi yang lebih rendah. Dengan berjalannya waktu, konsentrasi pelarut dan molekul zat terlarut menjadi terdistribusi seimbang, sehingga tidak lagi terbentuk gradien. Pada titik tersebut, sistem disebut telah mencapai kesetimbangan. Molekul selalu dalam keadaan bergerak, bahkan dalam keadaan setimbang. Oleh karena itu, pelarut dan molekul zat terlarut terus bergerak karena adanya tumbukan molekul secara acak. Tonisitas menggambarkan konsentrasi zat terlarut dalam suatu larutan dibandingkan dengan dalam larutan lainnya. Larutan yang mengandung konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah dari pada larutan lain disebut hipotonik relatif terhadap larutan kedua. Larutan yang mengandung konsentrasi zat terlarut yang sama disebut isotonik terhadap yang lain. Dan larutan yang mengandung konsentrasi zat terlarut yang lebih besar realtif terhadap larutan kedua disebut hipertonik.
Percobaan 1: Laju difusi zat terlarut
Alat dan Bahan : 1. Gelatin 2. Potassium dichromat 0,5 M, 1 M, 2 M 3. Penggaris 4. Tabung reaksi 5. Rak tabung Praktikum Biologi Umum – BIS1202
3
6. Pipet tetes 7. Gelas piala 250 ml Prosedur: 1. Siapkan 1 set tabung reaksi yang terdiri dari 3 tabung reaksi berisi gelatin padat yang disimpan dalam lemari pendingin (ditandai "5 C"), dan 1 set yang terdiri dari 3
tabung reaksi berisi gelatin padat yang disimpan dalam suhu ruang (ditandai "SR"). Untuk melakukan percobaan dengan 3 konsentrasi potassium dichromat, siapkan 3 set tabung reaksi untuk suhu 5 C dan 3 set tabung reaksi untuk ruang (SR).
2. Masukkan 1 ml larutan warna ke dalam tabung reaksi yang terisi setengah gelatin padat. 3. Catat waktu mulai dan waktu berakhirnya percobaan (ditentukan oleh dosen/asisten). 4. Setelah waktu berakhir, letakkan tabung di depan kertas berwarna putih. Gunakan penggaris untuk mengukur jauhnya pergerakan zat warna yang telah berdifusi dari permukaan gelatin. 5. Hitunglah laju difusi setiap zat warna dengan menggunakan rumus berikut: Laju difusi = jarak tempuh (mm) : waktu tempuh (jam) Waktu akhir = _______ _______ Waktu mulai = _______ Waktu tempuh = ________ jam. (Hitung rata-rata waktu tempuh dalam menit atau detik, kemudian konversikan ke jam).
Hasil Pengamatan : Set 1 (5 C) Waktu Laju (jam) (mm/jam)
Potassium dichromat (MW = 294) 0,5 M 1M 2M
Jarak (mm)
Jarak (mm)
Set 2 (SR) Waktu (jam)
Laju (mm/jam)
Jawab pertanyaan berikut: 1. Zat terlarut dengan konsentrasi berapa yang berdifusi paling lambat (tanpa memperhatikan suhu)? 2. Apa pengaruh suhu terhadap laju difusi?
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
4
3. Buatlah kesimpulan mengenai difusi zat terlarut di dalam gel, hubungkan laju difusi dengan konsentrasi zat terlarut dan dengan suhu.
Percobaan 2: Perubahan osmosis dalam sel tumbuhan
Alat dan Bahan : 1. Mikroskop 2. Kaca preparat & kaca penutup 3. Pipet tetes 4. Jarum jara 5. Pinset ujung runcing 6. Silet 7. Gelas piala 100 ml 8. NaCl 20% 9. Air destilasi 10. Daun Rhoeo discolor discolor Prosedur: 1. Teteskan 1 tetes air destilasi di atas 1 kaca preparat, dan 1 tetes NaCl 20% di atas 1 kaca preparat lainnya. 2. Ambil selapis tipis permukaan daun Rhoeo
discolor yang
berwarna ungu menggunakan
silet, letakkan masing-masing masing-masing pada tetesan air destilasi dan pada tetesan NaCl 20% di atas kaca preparat, dan tutup dengan kaca penutup. 3. Dengan menggunakan mikroskop, amati lapisan daun yang diletakkan pada air destilasi. Gunakan terlebih dulu lensa objektif dengan perbesaran rendah, kemudian putar lensa objektif ke perbesaran sedang dan akhirnya ke perbesaran yang lebih tinggi untuk pengamatan yang lebih detil. Gambarlah dan beri keterangan. 4. Kemudian amati lapisan daun yang diletakkan pada larutan 20% NaCl. Setelah beberapa menit, sel akan kehilangan air, menyebabkan sel mengalami plasmolisis. Gambarlah dan beri keterangan.
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
5
Hasil Pengamatan : Sel daun dalam air destilasi
Sel daun dalam larutan 20% NaCl
Jawablah pertanyaan berikut: 1. Bagaimana konsentrasi larutan sitoplasma daun Rhoeo discolor dalam dalam air destilasi, apakah hipotonik, isotonik, atau hipertonik dibandingkan dengan air destilasi? 2. Apakah larutan 20% NaCl hipertonik, isotonik, atau hipotonik dibandingkan terhadap sitoplasma? 3. Bila larutan hipotonik dan hipertonik dipisahkan oleh membran selektif permeabel, ke arah mana terjadinya perpindahan air?
Percobaan 3: Perubahan osmosis dalam sel hewan
Alat dan Bahan: 1. Mikroskop 2. Kaca preparat & kaca penutup 3. Pipet tetes 4. Jarum jara 5. Tusuk gigi 6. Gelas piala 100 ml 7. Jarum khusus penusuk ujung jari 8. Alkohol 70% 9. Kapas 10. NaCl 10. NaCl 0,9 %, 10% 11. Air destilasi 12. Darah dari ujung jari tangan.
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
6
Sel darah merah dalam larutan isotonik (normal)
Sel darah merah dalam larutan hipertonik (krenasi)
Sel darah merah dalam larutan hipotonik (mengembang)
Prosedur: 1. Teteskan 1 tetes darah dari ujung jari tangan di atas 3 kaca preparat. Kemudian teteskan masing-masing 1 tetes air destilasi, NaCl 0,9% dan NaCl 10% di atas setiap kaca preparat, aduk dengan ujung tusuk gigi, lalu tutup dengan kaca penutup. 2. Dengan menggunakan mikroskop, amati morfologi sel darah merah yang dicampur dengan air destilasi. Gunakan terlebih dulu lensa objektif dengan perbesaran rendah, kemudian putar lensa objektif ke perbesaran sedang dan akhirnya ke perbesaran yang lebih tinggi untuk pengamatan yang lebih detil. Gambarlah dan beri keterangan. 4. Kemudian amati juga morfologi sel darah merah yang dicampur dengan NaCl 0,9% dan 10%. Gambarlah dan beri keterangan.
Hasil Pengamatan : Sel darah merah dalam air
Sel darah merah dalam
Sel darah merah dalam larutan
destilasi
larutan NaCl 0,9%
NaCl 10%
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
7
Jawablah pertanyaan berikut: Mengapa sel-sel darah merah pecah ketika berada dalam larutan hipotonik, sedangkan sel-sel daun Rhoeo discolor tidak? discolor tidak?
Percobaan 4: Menentukan konsentrasi konsentrasi zat terlarut di dalam sel
Alat dan Bahan : 1. Pisau 2. Penggaris 3. Timbangan 4. Kertas tisu tebal 5. Gelas piala 250 ml 6. Umbi kentang besar 7. NaCl 0,15 M, 0,20 M, 0,25 M, 0,30 M, dan 0,35 M Prosedur: 1. Isi setiap gelas piala masing-masing dengan 100 ml larutan NaCl 0,15 M, 0,20 M, 0,25 M, 0,30 M, dan 0,35 M. 2. Kupas kentang, kemudian potong-potong menjadi 5 potongan berbentuk kubus dengan ukuran masing-masing 3x3x3 cm. Segera timbang setiap kubus mendekati 0,01 g. Catat. 3. Letakkan 1 kubus kentang masing-masing dalam setiap gelas piala, dan biarkan selama paling sedikit 30 menit. Biarkan lebih lama bila waktu memungkinkan (ditentukan dosen/asisten). 4. Setelah waktu percobaan selesai, segera keluarkan setiap kubus kentang secara bersamaan dari setiap gelas piala, dan keringkan pelahan menggunakan kertas tisu tebal. 5. Timbang dan catat berat akhir setiap kubus kentang. Kemudian hitung dan catat kehilangan berat atau pertambahan berat yang terjadi. Hitung persen perubahan berat dengan membagi perubahan berat dengan berat awal.
Hasil pengamatan: Konsentrasi NaCl 0,15 M 0,20 M 0,25 M 0,30 M 0,35 M
Awal
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
Berat (g) Akhir
Perubahan
Persen perubahan (%)
8
Jawablah pertanyaan berikut: 1. Berapakah konsentrasi zat terlarut yang paling menyerupai konsentrasi zat terlarut di dalam sel kentang? 2. Konsentrasi berapa yang menghasilkan persentase perubahan terbesar? 3. Buatlah kesimpulan yang menghubungkan jumlah air yang hilang atau bertambah pada kubus kentang dengan konsentrasi zat terlarut.
Praktikum Biologi Umum – BIS1202
9
