RESPIRASI PADA TUMBUHAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam beberapa aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian besar harus bergerak, harus mencari makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga integritas mekaniknya untuk hidup dan pertumbuhan.

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Tumbuhan tingkat tinggi pada umumnya tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk hidup yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis. Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah proses pengubahan zat-zat anorganik H₂O dan CO₂ oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya. Proses fotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan yang mempunyai klorofil. Proses ini hanya akan terjadi jika ada cahaya dan melalui perantara pigmen hijau daun yaitu klorofil yang terdapat dalam kloroplas.

Kalau fotosintesis adalah suatu proses penyusunan (anabolisme atau asimilasi) di mana energi diperoleh dari sumber cahaya dan disimpan sebagai zat kimia, maka proses respirasi adalah suatu proses pembongkaran (katabolisme atau disimilasi) dimana energi yang tersimpan dibongkar kembali untuk menyelenggarakan proses–proses kehidupan.

Respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik yang terjadi di dalam sel, berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerobik ini diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam proses respirasi secara anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa lain karbondioksida.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan praktikum ini adalah untuk untuk mengukur jumlah CO₂ yang dibebaskan selama respirasi dan menghitung respiratory quotient (RQ) nya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. 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 kloropil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).

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).

Fotosintesis merupakan proses sintesis senyawa organik (glukosa) dari zat anorganik (CO₂ dan H₂O) dengan bantuan energi cahaya matahari. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO₂ menjadi glukosa. Maka persamaan reaksinya dapat dituliskan :

Kloropil

6CO₂ + 6H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + Energi

Sinar matahari

Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol Co₂ yang dilepaskan dan jumlah mol O₂ yang diperlukan tidak selalu sama. Persamaan reaksi kimia respirasi merupakan kebalikan dari reaksi kimia fotosintesis (Syamsuri, 2000).

Perbedaan antara jumlah CO₂ yang dilepaskan dan jumlah O₂ yang digunakan biasa dikenal dengan Respiratory Ratio atau Respiratory Quotient dan disingkat RQ. Nilai RQ ini tergantung pada bahan atau subtrat untuk respirasi dan sempurna atau tidaknya proses respirasi tersebut dengan kondisi lainnya (Simbolon, 1989).

Fotosintesis juga terjadi proses metabolisme lain yang disebut respirasi. 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 (Lovelles, 1997).

Bahan organik yang dioksidasi adalah glukosa (C₆H₁₂O₆) maka persamaan reaksi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ 6 CO₂ + 6H₂O + Energi

Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol Co₂ yang dilepaskan dan jumlah mol O₂ yang diperlukan tidak selalu sama. Diketahui nilai RQ untuk karbohidrat = 1, protein <> 1 (1,33). Nilai RQ ini tergantung pada bahan atau subtrat untuk respirasi dan sempuran tidaknya proses respirasi dan kondisi lainnya (Krisdianto dkk, 2005).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu, 5 Desember 2007 pukul 08.00–11.00, bertempat di Laboratorium Dasar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan adalah respirometer ganong dan statif, corong gelas dan penunjuk waktu.

Bahan-bahan yang diperlukan adalah kecambah kacang hijau (segar), larutan KOH 10 %, akuades dan vaselin.

3.3 Prosedur Kerja

1. Menyiapkan alat dan bahan, menimbang 10 gram kecambah kacang hijau.

2. Memasukkan akuades ke dalam pipa respirometer dan memasukkan kecambah (No.1) ke dalam tabung respirometer dan memutar kedua sumbunya sampai kedua lubang berhadapan.

3. Mengatur permukaan air dalam pipa pada skala 20 dengan jalan menaikkan dan menurunkan pipa.

4. Mengoleskan sumbat dengan vaselin, kemudian putar sehingga udara di dalam tabung respirometer terpisah dari udara luar. Membiarkan selama 30 menit.

5. Mengamati perubahan permukaan air di dalam pipa. Jika permukaan airnya turun maka nilainya positif dan jika permukaan air naik maka nilainya negatif.

6. Mengulangi kegiatan 1-5 dengan menggunakan KOH 10 %.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Tabel hasil respirasi pada tumbuhan

No.	Perlakuan	Respiratory Quotient
1.	KOH	200
2.	Akuades	160

4.2 Pembahasan

Pada praktikum ini kita telah mengamati proses respirasi pada kecambah kacang hijau. Alasan mengapa bahan yang digunakan adalah kecambah kacang hijau, karena tumbuhan ini merupakan suatu organisme yang walaupun ia masih belum berkembang dengan sempurna tetapi sudah bisa melakukan pernapasan, hal ini terbukti dari hasil percobaan yang telah diamati dimana kecambah kacang hijau sebagai bahan percobaan mampu melakukan respirasi.

Kecambah melakukan pernapasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan melibatkan gas oksigen (O2) sebagai bahan yang diserap/diperlukan dan menghasilkan gas karbondioksida (CO2), air (H2O) dan sejumlah energi.

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.

Pada pengamatan ini digunakan alat yang disebut respirometer, alat ini berfungsi untuk mengukur jumlah oksigen yang diperlukan dalam respirasi. Di dalam tabung respirometer diletakkan kapas yang sudah dibasahi larutan KOH 10% dan ada juga yang dibasahi dengan aquadest di bawah kecambah kacang hijau. Kapas yang sudah dibasahi larutan KOH 10% ini akan mengikat oksigen yang ada di dalam tabung respirometer, sehingga di dalam tabung respirometer terjadi perebutan oksigen antara larutan KOH 10% dengan kecambah kacang hijau. Kecambah kacang hijau tidak bisa mengikat oksigen yang dibebaskan oleh larutan KOH 10% karena yang diperlukan kecambah kacang hijau adalah oksigen bebas, bukan oksigen yang terikat sehingga lama-kelamaan oksigen yang ada di dalam tabung respirometer habis dan akhirnya oksigen dari luar akan tertarik masuk ke dalam tabung respirometer melalui selang karet. Masuknya oksigen dari luar ini ditandai dengan naiknya larutan eosin yang dimasukkan dalam pipa kaca.

Praktikum kali ini mengamati respirasi yang terjadi pada kecambah kacang hijau segar, yang dilakukan sebanyak dua kali dengan memberi perlakuan yang berbeda. Pada perlakuan yang pertama, kapas dibasahi dengan larutan KOH 10%. Sedangkan pada perlakuan kedua, kapas dibasahi dengan akuades. Pada kapas yang dibasahi dengan akuades, terlihat permukaan air pada alat respirometer ganong menjadi turun maka nilainya positif karena adanya O₂ yang merupakan penguraian dari H₂O selain H₂, yang membantu kecambah dalam respirasi. Dan pada perlakuan kedua, permukaan air pada respirometer ganong menjadi naik berarti nilainya negatif karena terdapat KOH yang apabila bereaksi dengan CO₂ akan menghambat respirasi pada kecambah. Hal ini dapat terjadi karena KOH lebih bersifat basa jika dibandingkan dengan aquades.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses respirasi suatu organisme antara lain: umur/usia organisme tersebut, bobot dari kegiatan yang dilakukan, ukuran organisme itu sendiri, keadaan lingkungan sekitar, serta cahaya juga mempengaruhi rata-rata pernapasan. Untuk mengetahui bahwa kecambah kacang hijau melakukan respirasi atau tidak, maka kita dapat mengamati tabung respirometer. Jika kecambah kacang hijau dalam tabung berespirasi maka kita akan menemukan uap air yang menempel dalam tabung respirometer, tetapi jika tidak ada uap air itu artinya kecambah kacang hijau tidak berespirasi. Adanya uap air dijadikan indikator respirasi karena dalam proses respirasi akan dilepaskan karbon dioksida dan uap air. Dalam pengamatan ini kita harus teliti dalam mengoleskan vaselin pada sumbat, jangan sampai ada rongga udara yang masih terbuka karena hal ini bisa mengganggu pengamatan.

Respirasi aerob pada pengukuran respirasi kecambah berarti diperlukan oksigen dan dihasilkan karbodioksida serta energi. Sedangkan respirasi anaerob berarti respirasi dengan kadar oksigen yang kurang atau tidak dan dihasilkan senyawa selain karbodioksida seperti alkohol, asetildehida atau asam asetat dengan sedikit energi. Adapun persamaan reaksi dari respirasi + KOH adalah :

C₆H₁₂O₆ + KOH 2C₂H5OH + 2CO2 + K + Energi

Respirasi aerob pada pengukuran respirasi kecambah berarti diperlukan oksigen dan dihasilkan karbodioksida serta energi. Sedangkan respirasi anaerob berarti respirasi dengan kadar oksigen yang kurang atau tidak dan dihasilkan senyawa selain karbodioksida seperti alkohol, asetildehida atau asam asetat dengan sedikit energi. Laju respirasi dapat diketahui dari waktu yang digunakan kecambah kacang hijau untuk menarik eosin, sedangkan banyaknya oksigen yang diperlukan selama proses respirasi dapat diketahui dari sejauh mana eosin naik. Kecambah kacang hijau menarik eosin dalam dua tahap. Tahap pertama adalah kenaikan eosin secara lambat. Kenaikan ini terjadi, sejauh 200 pada skala respirometer dengan menggunakan akuades. Sedangkan pada tahap kedua, yaitu tahap kenaikan 160 pada skala respirometer dengan menggunakan KOH 10 %.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini adalah:

1. Pada peristiwa respirasi menghasilkan karbondioksida, air, dan sejumlah energi.

2. Pada respirasi kecambah bernilai positif dengan akuades 160 sedangkan dengan KOH bernilai negatif 200.

5.2 Saran

Percobaan seperti ini memerlukan pengamatan yang harus benar-benar diperhatikan, terlebih lagi saat memperhatikan gelembung udara yang dihasilkan dari proses fotosintesis. Agar proses pembuktian adanya karbohidrat pada daun yang melakukan fotosintesis

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga. Jakarta.

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

Amran Z, dan kawan-kawan. 2010. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Pus Lab Biologi IAIN SNJ Cirebon

Lovelles. A. R. 1997. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk daerah Tropik. PT Gramedia. Jakarta.

Simbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta.

Syamsuri. I. 2000. Biologi. Erlangga. Jakarta