PENETAPAN KADAR CO2 JARINGAN TUMBUHAN PRAKTIKUM ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN
OLEH :
Yulia (F05109031)
Kelompok : 2
UNIVERSITAS TANJUNGPURA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN PONTIANAK 2011
ABSTRAK Untuk mengetahui kadar CO2 pada kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus), maka dilakukanlah percobaan Penatapan Kadar CO2 pada Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiatus). Metode yang digunakan adalah dengan menitrasi larutan NaOH dengan HCL. Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan kadar O2 yang ada. Suhu dan ketersediaan O2 di dalam botol selai yang tertutup rapat mempengaruhi laju respirasi dari kecambah pada tiap perlakuan, yang dapat dilihat dari kadar CO2 yang dihasilkan. Suhu dalam oven yang panas dengan ketersediaan O2 mengganggu proses respirasi kecambah sehingga CO2 yang dihasilkan lebih sedikit dari yang berada pada suhu ruang.
Kata Kunci :CO2, O2, Respirasi dan Laju Respirasi.
1
PENDAHULUAN Respirasi berasal dari kata latin yaitu respirare yang berarti bernafas. Reaksi respirasi merupakan reaksi katabolisme yang memecah molekul-molekul gula menjadi molekul anorganik berupa CO2 dan H2O (Salisbury, 1995). Pernapasan adalah suatu proses untuk mengubah zat-zat menjadi energi pada organisma, menjadi perhatian karena pernapasan adalah salah satu bagian dasar proses hidup (Umbara, 2008). Pantastico (1989) menerangkan respirasi dibedakan dalam tiga tingkat : (1) pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana; (2) oksidasi gula menjadi asam piruvat; dan (3) transformasi piruvat dan asam-asam organik lainnya secara aerobik menjadi CO2, air dan energi. Dikemukakan juga bahwa besar kecilnya respirasi dapat diukur dengan menentukan jumlah substrat yang hilang, O2 yang diserap, CO2 yang dikeluarkan, panas yang dihasilkan dan energi yang timbul. 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 (Tjitrosomo 1987). Substrat respirasi meliputi senyawa karbohidrat, glukosa, fruktosa, sukrosa, pati, lipid, asam-asam organik, dan protein. Proses respirasi yang dominan terjadi pada bagian tumbuhan yang sedang aktif tumbuh dan melakukan metabolisme, yaitu: tunas, biji yang berkecambah, ujung tunas, ujung akar, serta kuncup bunga.
Hubungan respirasi dengan lintasan
2
metabolisme lain di dalam tumbuhan dapat dilihat melalui glikolisis, lintasan pentosa fosfat, serta siklus asam sitrat (Achmad, 2010). Faktor yang mempengaruhi laju respirasi ada dua, yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal meliputi tingkat perkembangan, susunan kimia jaringan, ukuran produk, pelapis alami dan jenis jaringan. Sedangkan faktor eksternal meliputi suhu, gas etilen, ketersediaan O2 dan CO2. Laju respirasi menentukan daya tahan produk yang disimpan sehingga produk yang laju respirasinya rendah umumnya disimpan lebih lama dalam kondisi yang baik. Respirasi pada tumbuhan ditandai oleh penurunan konsentrasi gas O2 dan peningkatan konsentrasi CO2 dalam chamber. Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu di antara 0-35° C kecepatan reaksi akan berlangsung dua atau tiga kali lebih besar untuk tiap kenaikan suhu 10° C (Wills et al., 1981). Penurunan suhu penyimpanan akan menurunkan laju respirasi tumbuhan karena penurunan suhu dapat menurunkan kecepatan reaksi kimia yang terjadi di dalam jaringan tumbuhan. Laju pernapasan adalah berat CO2 yang dihasilkan per satuan berat bahan pada selang waktu tertentu, dengan dimensi satuannya mg CO2/kg.jam. Dengan pengukuran O2 dan CO2 dimungkinkan untuk mengevaluasi sifat proses pernapasan (Umbara, 2008). Temperatur merupakan salah satu factor yang dapat mempengaruhi produksi CO2 yang akan menyebabkan peningkatan produksi CO2, sejalan dengan meningkatnya suhu. CO2merupakan salah satu hasil / produk dari respirasi. Respirasi dan fotosintesis sangat berpengaruh dengan temperatur. Sedikit perubahan temperatur akan mempengaruhi laju fotosintesis dan respirasi. Beberapa jenis tanaman mengalami ini, temperatur akan mempengaruhi fotosintesis yang juga akan mempengaruhi laju respirasi atau sebaliknya (Atkin, 2007). 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).
3
PENGERTIAN RESPIRASI 1. Proses keseluruhannya merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa yang dioksidasi menjadi CO2, sedangkan O2 yang diserap direduksi membentuk H2O. 2. Respirasi merupakan oksidasi (dgn produk yg sama seperti pembakaran) yang berlangsung di medium air, dengan pH mendekati netral, pada suhu sedang, dan tanpa asap. 3. Pati, fruktan, sukrosa atau gula lainnya, lemak, asam organik, dan pada keadaan tertentu bahkan protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi. 4. Sejalan dengan berlangsungnya pemecahan, kerangka karbon-antara disediakan untuk menghasilkan berbagai produk esensial (Pomantow, 2009).
Kecambah melakukan pernapasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan melibatkan gas oksigen (O2) sebagai bahan yang diserap atau diperlukan dan menghasilkan gas karbondioksida (CO2), air (H2O) dan sejumlah energy (Putra, 2010). Oksigen sangat penting dalam perkembangan kecambah, karena kecambah melakukan respirasi aerob untuk memecahkan cadangan makanan dalam endosperma yang kaya akan lemak. Cadangan makanan yang digunakan dalam respirasi ini, berfungsi sebagai substrat yang dapat menghasilkan energi dalam menyokong proses pembelahan sel dan metabolisme sel lainnya (tahap awal pertumbuhan) (Achmad, 2010). Karena kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus) merupakan suatu organisme yang walaupun ia masih belum berkembang dengan sempurna tetapi sudah bisa melakukan pernapasan. Untuk mengetahui kadar CO2 pada kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus), maka dilakukanlah percobaan Penatapan Kadar CO2 pada Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiatus).
4
MATERIAL DAN METODA A. Alat dan Bahan Pada praktikum ini, digunakan beberapa alat, diantaranya yaitu Beaker Glass, Gelas Ukur, Pipet Tetes, Botol Selai, Neraca, Bulb, Pipet Volume, Corong, Buret, Oven dan Erlenmeyer. Sedangkan, bahan yang digunakan adalah Aluminium Foil, Kain Kassa, Benang, Phaseolus radiatus (Kecambah), NaOH 10M, HCL 1M, Indikator PP dan BaCl2 0,2M.
B. Metode NaOH 10M diamsukkan ke dalam 6 botol selai yang berbeda dengan masingmasing sebanyak 10ml. Kemudian kecambah ditimbang sebanyak 5gr, dibungkus dengan kain kassa dan masukkan ke delam botol dengan posisi tergantung (jangan terkena NaOH), lalu ditutup dengan aluminium foil dan ditutup dengan tutup botolnya (jangan ada udara). 3 botol dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 40oC, sedangkan 3 botol lainnya diletakkan pada suhu ruangan, semuanya dibiarkan selama 24 jam. Setelah 24 jam, dari masing-masing botol diambil NaOH sebanyak 2ml, ditambah 3 tetes indicator PP dan BaCl2 sebanyak 0,5ml, kemudian dititrasi dengan HCL 1M hingga larutan berubah menjadi berwarna pink.
5
DATA PENGAMATAN
Perlakuan
Volum Titran (ml)
Kadar CO2 (mg/kg.jam)
1,2
24
13,6
272
5,6
112
6,8
136
16,1
322
3,5
70
11,4
228
10,33
206,66
Respirasi Kecambah pada Suhu Oven (40oC) Rata-rata Respirasi Kecambah pada Suhu Ruang (25oC) Rata-rata
6
PEMBAHASAN Pada dasarnya, proses respirasi bertujuan untuk mendapatkan energi yang digunakan dalam metabolisme dan proses pertumbuhan serta perkembangan untuk menjadi sebuah tanaman dewasa. Semakin besar suatu tanaman, maka makin besar pula kebutuhannya akan energi sehingga dalam respirasinya memerlukan oksigen yang banyak pula. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses respirasi suatu organisme antara lain: umur atau usia organisme tersebut, bobot dari kegiatan yang dilakukan, ukuran organisme itu sendiri, keadaan lingkungan sekitar, serta cahaya juga mempengaruhi rata-rata pernapasan (Dwidjoseputro 1986). Pada praktikum ini digunakan bahan Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiatus) untuk menetapkan laju respirasi yang dapat dilihat dari banyaknya kadar CO2. Kadar CO2 tersebut dapat diketahui dari hasil titrasi sampel (NaOH) dangan menggunakan HCL. Semakin banyak CO2 yang dihasilkan, maka semakin banyak pula HCL yang digunakan untuk titrasi, yang manunjukkan laju respirasi dari kecambah tersebut. NaOH di sini berperan dalam mengikan CO2. Dari hasil titrasi dapat diketahui bahwa kadar CO2 pada kecambah yang diberi perlakuan dengan dimasukkan kedalam oven dengan suhu 40oC selama 24 jam menghasilkan lebih sedikit CO2, yaitu sebanyak 136 mg/kg.jam, dibanding kadar CO2 yang dihasilkan oleh kecambah yang diberi perlakuan diletakkan pada suhu ruang, yaitu 25 oC sebanyak 206,66 mg/kg.jam.
Absorbsi CO2 dari campuran biogas ke dalam larutan NaOH dapat dilukiskan sebagai berikut: I.
CO2(g)
CO2(g) (1)
II.
CO2(g) + NaOH(aq)
NaHCO3(aq) (2)
NaOH(aq) + NaHCO3
Na2CO3(s) + H2O(l) (3)
CO2(g) + 2NaOH(aq)
Na2CO3(s) + H2O(l) (4)
Dalam kondisi alkali atau basa, pembentukan bikarbonat dapat diabaikan karena bikarbonat -
2-
bereaksi dengan OH membentuk CO3 (Van Bhat, 1999).
7
Saat sampel dititrasi dengan HCL, maka terjadi reaksi (1) CO2(g) + 2NaOH(aq) (2) Na2CO3(s)+ BaCl2 (l) BaCO3(aq) + 2HCl(l)
: Na2CO3(s) + H2O(l) (4)
2NaCl(l)+ BaCO3(aq) BaCl 2(l) + CO2(g) + H2O(l)
Pada paraktikum ini, laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan kadar O2 yang ada. Suhu dan ketersediaan O2 di dalam botol selai yang tertutup rapat mempengaruhi laju respirasi dari kecambah pada tiap perlakuan, yang dapat dilihat dari kadar CO2 yang dihasilkan. Suhu dalam oven yang panas dengan ketersediaan O2 mengganggu proses respirasi kecambah sehingga CO2 yang dihasilkan lebih sedikit dari yang berada pada suhu ruang. Kadar CO2 yang dihasilkan pada kecambah yang diberi perlakuan dengan dimasukkan kedalam oven 40o selama 24 jam lebih sedikit disbanding kecambah pada suhu ruang, disebabkanpada peningkatan suhu mencapai 40oC atau lebih, laju repirasi melahan menurun, karena enzim yang diperlukan mulai mengalami denaturasi, sehingga memperlambat metabolic yang terjadi. Bila suhu meningkat sampai 30 atau 35oC, laju respirasi akan meningkat, tapi lebih lambat. Hal ini terjadi karena pada suhu yang tinggi inilah laju penetrasi O2 ke dalam sel lewat kutikula atau periderma mulai menghambat respirasi saat reaksi kimia berlangsung dengan cepat (Salisbury,1995).
8
KESIMPULAN Kesimpulan dari praktikum ini adalah : 1. Suhu mempengaruhi laju respirasi tumbuhan. 2. Kadar O2 juga mempengaruhi laju respirasi. 3. Kadar CO2 yang dihasilkan kecambah pada perlakuan dengan dimasukkan ke dalam oven bersuhu 40oC lebih sedikit bila dibandingkan dengan kadar CO2 yang dihasilkan kecambah pada suhu ruang. 4. Banyaknya HCL yang digunakan untuk titrasi menunjukkan banyaknya kadar CO2 pada sampel. 5. NaOH yang dipakai berperan dalam mengikat CO2 yang dilepaskan oleh kecambah.
9
REFERENSI Achmad,
Balie.
2010.
Penetapan
Kuosien
Respirasi
Jaringan
Tumbuhan.
http://arcturusarancione.wordpress.com/2010/06/28/penetapan-kuosien-respirasijaringan-tumbuhan/. (Diakses, Sabtu 7 Mei 2011). Atkin O. K., Scheurwater I, Pons T. L. 2006. Respiration as a percentage of daily photosynthesis in whole plants is homeostatic at moderate, but not high, growth temperatures. Journal compilation 368. Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga. Jakarta. Pantastico, E. B. 1986. Fisiologi Pasca Panen dan Pemanfaatan Buah - buahan dan Sayursayuran Tropika dan Subtropika. Kamariyani, penerjemah. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press. Putra,
Issanto.
2010.
Penetapan
Kuosien
Jaringan
Tumbuhan.
http://4thena.wordpress.com/category/fisiologi-tumbuhan/. (Diakses, Sabtu 7 Mei 2011). Salisbury, Frank B. dan Ross, Cleon W. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung : Penerbit ITB. Tjitrosomo.1987. Botani Umum 2. Bandung: Penerbit Angkasa. Umbara, Danu S. 2008. Pengembangan Teknik Modified Atmosphere Packaging untuk Sayuran Campuran Terolah Minimal. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:VXsSje3QQaQJ:repository.i pb.ac.id/bitstream/handle/123456789/13949/DANU%2520UMBARA%2520S_F2008 .pdf?sequence%3D2+kuosien+respirasi+tumbuhan+kecambah+pdf&hl=id&gl=id. (Diakses, Sabtu 7 Mei 2011). Wills RHH, Lee TH, Graham D, Glasson WBM, Hall EG. 1981. Postharvest. An Introduction to the Physiology and Handling of Fruits and vegetables. New South Wales University Press Limited. Kensington, N.S.W. Australia.
10
LAMPIRAN
Perhitungan Kadar CO2
Oven 1 : =
Ruang 1 : = 24
Oven 2 : =
=
= 322
Ruang 2 : = 272
=
= 70
Ruang 3 :
Oven 3 : =
:
= 112
=
= 228
11
