LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN - RESPIRASI
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Proses respirasi atau pernafasan merupakan proses yang paling
penting dalam setiap makhluk hidup. Semua makhluk hidup melakukan proses
respirasi untuk mempertahankan hidupnya. Termasuk tumbuhan, tumbuhan juga
melakukan proses respirasi dalam siklus hidupnya dengan cara menghirup CO2 dan
mengeluarkan O2. Tujuan dari adanya proses respirasi ini adalah untuk
memperoleh energi. Energi yang paling utama adalah karbohidrat, dimana
karbohidrat memiliki peran penting dalam proses fotosintesis tanaman. Sehingga
proses respirasi dan proses fotosintesis saling berhubungan. Pada tumbuhan
tingkat tinggi karbohidrat merupakan substansi yang paling pokok dalam proses
respirasi. Selain karbohidrat, subtansi lainnya yang membantu proses respirasi
pada tumbuhan yaitu fruktosa, glukosa, sukrosa dan amilum (pati). Proses
respirasi ini sebenarnya dapat terjadi karena adanya pembongkaran atau
pembakaran zat sumber energi didalam sel tubuh untuk memperoleh energi. Pada
tumbuhan proses respirasi terjadi akibat adanya pembebasan energi kimia yang dirubah
menjadi energi yang dibutuhkan untuk aktivitas hidup pada tanaman. Organisme
autotrof merupakan tumbuhan tingkat tinggi yang dapat mensintesis senyawa
organik yang dibutuhkan tumbuhan.
Respirasi merupakan proses yang sangat penting dan dibutuhkan
oleh setiap makhluk hidup. Dengan adanya respirasi ini dapat diketahui atau
ditentukan seberapa besar laju metabolisme pada makhluk hidup. Setiap makhluk
hidup memiliki ciri yang berbeda saat melakukan respirasi, dan setiap laju
respirai makhluk hidup ini juga berbeda beda antar makhluk hidup yang satu
dengan makhluk hidup yang lainnya. Hal ini dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu
faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal ini meliputi tingkat
perkembangan makhluk hidup, susunan kimia jaringan pada makhluk hidup dan jenis
jaringan pada makhluk hidup. Sedangkan faktor eksternal meliputi tingkat
ketersediaan unsur CO2 dan unsur O2,
suhu lingkungan, dan adanya gas etilen. Kebanyakan proses respirasi pada
tumbuhan terjadi pada tumbuhan yang
sedang aktif tumbuh serta banyak terjadi juga pada tumbuhan yang melakukan
metebolisme. Misalnya saja pada respirasi pada ujung akar, tunas, ujung tunas,
dan biji yang berkecambah serta pada kuncup bunga. Berdasarkan adanya kebutuhan
oksigen, respirasi digolongkan menjadi dua jenis yaitu respirasi aerob dan
respirasi anaerob.
Proses respirasi secara aerob ini dapat juga bergeser menjadi
anaerob karena adanya beberapa faktor misalnya saja adanya genangan air pada
saat tumbuhan mengalami perkecambahan akibat kurangnya oksigen dalam tanah.
sehingga sangat berpengaruh pada serapan air dan nutrisi pada tanaman. Jadi,
oksigen merupakan komponen terpenting dalam proses respirasi tanaman. Selain
oksigen, komponen terpenting dalam proses respiasi tanaman adalah ketersediaan
CO2.
1.2 Tujuan
1. Membuktikan
bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi
2. Menghitung
volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Respirasi merupakan proses biologis pada makhluk hidup artinya proses
penyerapan O2 yang digunakan dalam proses pembakaran (oksidatif) dengan
menghasilkan energi dan diikuti adanya proses pengeluaran sisa pembakaran
berupa gas karbodioksida dan air. Karbohidrat dan asam-asam organik merupakan
subtart utama dalam jaringan yang diperlukan oleh kebanyakan tumbuhan dalam
proses respirasi. Proses respirasi dapat dibedakan dalam 3 fase yaitu (a)
pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana, (b) gula yang dioksidasi menjadi
asam piruvat, (c) transformasi asm-asam organik dan asam piruvat secara aerobik
menjadi CO2, air dan energi (Paramita, 2010).
Menurut Lakitan (2013) berpendapat bahwa, proses respirasi pada tumbuhan
terdiri dari beberapa aktivitas yaitu yang pertama diawali dengan adanya proses
glikolisis. Glikolisis merupakan penguraian gula untuk menghasilkan etil
alkohol atau etanol. Akan tetapi apabila terjadi penguraian gula pada kondisi
kecukupan oksigen akan menghasilkan asam piruvat. Manfaat glikolisis dalam
proses respirasi yaitu :
1. Mereduksi
2 molekul NAD+ menjadi NADH dalam perombakan setiap molekul heksosa.
2. Molekul
heksosa yang dirombak akan menghasilkan 2 molekul ATP.
3. Melalui
proses glikolisis akan dihasilkan senyawa-senyawa antara yang dapat menjadi
bahan baku untuk sintesis berbagai senyawa yang terdapat dalam tumbuhan.
Setelah
proses glikolisis, tahap selanjutnya dalam pembentukan energi yaitu siklus
krebs. Tahap awal dari siklus krebs yaitu terjadinya oksidasi dari asam piruvat
yang merupakan hasil dari glikolisis. Kemudian pembentukan koenzim atau asetil
CoA yang ditandai dengan adanya unit asetat dengan 2-C yang tersisa dan
bergabung dengan suatu senyawa yang mengandung belerang. Pada siklus krebs
secara langsung dihasilkan satu molekul ATP dari ADP dan asam suksinat. Fungsi
utama siklus krebs dalam proses respirasi adalah : (a) mereduksi NAD+
dan FAD menjadi NADH dan FADH2 yang kemudian dioksidasi untuk menghasilkan ATP,
(b) mensintesis ATP secara langsung yaitu 1 molekul ATP untuk setiap molekul
piruvat yang dioksidasi, (c) pembentukan kerangka karbon yang dapat digunakan
untuk sintesis asam-asam amino tertentu dan di konversi menjadi senyawa yang
lebih besar.
Berdasarkan adanya kandungan oksigen respirasi dapat dibedakan menjadi
dua yaitu respirasi aerobik dan anaerobik dengan adanya oksigen proses
respirasi dapat terjadi yang biasa disebut dengan respirasi aerobik dan jika
tidak ada oksigen maka disebut dengan respirasi anaerobik (Adirahmanto dkk,
2013). Respirasi aerobik adalah proses respirasi yang membutuhkan oksigen dari
udara bebas. Sedangkan, respirasi anaerobik merupakan proses respirasi yang
tidak memerlukan oksigen dari udara bebas, tetapi dapat diperoleh oksigen dalam
jaringan tanaman, atau dari proses metabolisme yang lain. Respirasi anaerobik
ini biasa disebut dengan proses permentasi. Perbedaan nyata yang terletak antara
proses respirasi aerobik dengan proses respirasi anaerobik adalah sumber
oksigen. Pada respirasi anaerob sumber oksigen berasal dari bahan organik yag
telah mengalami metabolisme. Sedangkan pada respirasi aerob sumber oksigennya
berasal dari udara bebas (Jumin, 2012).
Respirasi merupakan rangakian proses oksidasi, semakin banyak cadangan
makanan yang digunakan maka proses respirasi yang berjalan semakin lama juga.
Karbondioksida (CO2) merupakan hasil sampingan dari proses respirasi. Dalam
kondisi sistem tertutup, akumulasi karbondioksida dapat menghambat proses
respirasi (idaryani dkk, 2012). Respirasi dapat dianggap sebagai proses
metabolisme untuk kerusakan oksidatif pada substart organik menjadi molekul
sederhana seperti CO2 dan H2O dengan menghasilkan energi. Proses metabolisme ini
melibatkan disintegrasi senyawa organik kompleks seperti gula, asam organik,
asam amino, dan asam lemak. Faktor yang mempengaruhi laju
respirasi terletak pada lingkungan
penyimpanan, terutama dengan
mempertimbangkan nya suhu dan gas
komposisi kelembaban. (Barbosa dkk, 2011). Selain itu faktor eksternal
lain yang mempengaruhi proses respirasi yaitu komposisi yang terdapat di dalam
udara. Karena didalam udara mengandung senyawa senyawa yang dibutuhkan oleh
tumbuhan seperti CO2 dan
O2 (Lertsiriyothin,
2009).
Dalam proses perkecambahan pada tanaman respirasi memegang peran penting
dalam pertumbuhan tanaman dimana pada masa perkecambahan di dalam tumbuhan
terjadi proses penguraian bahan-bahan organik seperti karbohidrat, protein dan
lemak menjadi bentuk terlarut yang akan ditranslokasikan keseluruh titik tumbuh
tanaman (Nurshanti, 2013). Proses
respirasi sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu merupakan salah satu faktor
eksternal yang sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman. Dalam
proses respirasi setiap tanaman membutuhkan suhu yang berbeda-beda (Smith dan
Dukes, 2012). Pada tumbuhan proses respirasi terjadi didalam organel
mitokondria. Proses respirasi ini memiliki pengaruh yang sangat penting dalam
perkecambahan dan pertumbuhan tanaman karena proses respirasi menghasilkan
energi yang akan digunakan oleh tumbuhan untuk memenuhi kebutuhannya dan juga
diperlukan pada saat proses fotosintesis (Shaban, 2013).
BAB 3. METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum Fisiologi Tumbuhan acara yang berjudul Respirasi dilaksanakan
pada hari Sabtu, 20 September 2014 yang bertempat di Laboratorium Fisiologi
Tumbuhan Fakultas pertanian universitas Jember mulai pukul 10.00 – 12.00 WIB.
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1 Bahan
1. Kecambah
kacang panjang
2. Larutan
CaCl2 0,2 N
3. Indikator
pp
4. Larutan
NaOH 0,2 N
5. Larutan
HCL 0,05 N
6. Aquadest
3.2.2 Alat
1. Erlenmeyer
250 cc
2. Neraca
3. Kertas
saring
4. Respirometer
5. Beaker
glass
6. Botol
semprot
7. Biuret
3.3 Cara Kerja
1. Memasukkan
sedikit NaOH (1 atau 2 gram) ke dalam dasar respirometer dan memasukkan pula
kassa logam ke dalam tabung objek. Menutup tabung objek dengan tabung
pengumpul.
2. Memasukkan
kecambah kacang panjang ke dalam tabung objek.
3. Mengisi
alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.
4. Menyuntik
air satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung pengumpul (sebaiknya
tetes air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).
5. Dalam
waktu beberapa lama akan terlihat perubahan tetes air (menurun) dalam pipa
ukur. Setelah selang waktu tertentu dapat diketahui volume oksigen yang
terpakai oleh kecambah tersebut.
6. Menghitung
volume oksigen yang terpakai dengan rumus :
V = 3,14 x 0,75 x 0,75 x (perubahan posisi tetes air)mm3
dengan diameter pipa ukuran 1,5 mm.
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
|
No
|
Perlakuan
|
VCO2 (ml)
|
VO2 (mm3)
|
KR
|
|
1.
2.
3.
4.
|
Kacang Tanah
Kacang Tanah
Kacang Panjang
Kacang Panjang
|
13
12,7
8,8
13
|
10,6
8,83
14,13
22,96
|
1226,41
1438,28
622,79
566,20
|
4.2 Pembahasan
Berdasarkan data di atas dapat di ketahui
bahwa volume oksigen yang di butuhkan pada tanaman kacang tanah pada nomor satu
sebesar 10,6 mm3, sedangkan volume CO2 yang dikeluarkan sebesar 13
ml. Sehingga didapatkan nilai KR (Kuosien Respirasi) sebesar 1226,41. Sedangkan
pada nomor 2 volume oksigen yang dibutuhkan pada tanaman kacang tanah sebesar
8,83 mm3 dan voluve CO2 yang dikeluarkan sebesar 12,7 ml sehingga menghasilkan
nilai KR sebesar 1438,28. Selanjutnya pada tanaman kacang panjang diperlukan
volume oksigen sebesar 14,13 mm3 dan mengeluarkan CO2 sebesar 8,8 ml sehingga
dihasilkan nilai KR sebesar 622,79. Pada nomor 4 diketahui volume CO2 yang
dikeluarkan sebesar 13 ml dan volume Oksigen yang dibutuhkan sebesar 22,96
dengan menghasilkan nilai KR sebesar 566,20. Dari hasil itudata tersebut dapat
diketahui bahwa nilai KR tanaman kacang tanah lebih besar dibandingkan nilai KR
pada tanaman kacang panjang. Nilai KR ini ditentukan oleh jumlah volume oksigen
yang dibutuhkan serta substrat yang tersimpan didalam tanaman. Berdasarkan data
diatas semakin rendah volume oksigen yang dibutuhkan maka nilai KR semakin
besar. Meurut Lakitan (2013) berpendapat bahwa, kebutuhan oksigen pada setiap
spesies tanaman berbeda karena metabolisme yang dilakukan pada setiap tanaman
berbeda. oleh karena tanaman kacang panjang dan tanaman kacang tanah merupakan
jenis tanaman yang berbeda sehingga kebutuhan akan oksigen juga berbeda hal ini
juga berpengaruh nyata terhadap laju respirasi pada setiap tanaman.
Menurut Lakitan (2013) berpendapat bahwa,
faktor- faktor yang mempengaruhi proses
respirasi adalah :
1. Ketersediaan Oksigen, ketersediaan
oksigen sangat mempengaruhi proses respirasi, tetapi pada setiap spesies
memiliki besar pengaruh yang berbeda antara tanaman satu dengan tanaman yang
lainnya dan bahkan pada organ pada tanaman yang memiliki spesies yang sama juga
berbeda. laju respirasi tidak begitu dipengaruhi oleh adanya fluktuasi normal
terhadap kandungan oksigen di udara. Karena jumlah oksigen yang tersedia
diudara lebih banyak dibandingkan dengan oksigen yang dibutuhkan. Hambatan laju
respirasi karena ketersediaan oksigen banyak terjadi pada tanaman yang tumbuh
disekitar genangan air. Hal ini terjadi karena laju difusi oksigen didalam
udara lebih cepat dibandingkan laju oksigen didalam air.
2. Suhu, semakin tinggi suhu maka laju
respirasi juga semakin tinggi. Nilai Q10 untuk respirasi antara 5 ºC -25 ºC
adalah 2,0-2,5 artinya, suhu pada kisaran tersebut dapat meningkatkan laju
respirasi dua kali lipat setiap kenaikan 10 ºC. Jika suhu ditingkatkan pada
suhu 35 ºC maka laju respirasi semakin cepat akan tetapi terjadi penurunan
nilai Q10. Penurunan ini disebabkan karena penetrasi oksigen melalui epidermis
tidak mencukupi kebutuhan.
3. Ketersediaan Substrat, ketersediaan
substrat sangat berpengaruh dalam proses respirasi. Pada umumnya substrat yang
digunakan pada tanaman yaitu berupa karbohidrat. Karbohidrat merupakan substrat
utama yang terdapat dalam sel tumbuhan. Apabila kandungan substrats pada
tumbuhan rendah maka laju respirasi yang berjalan juga rendah demikian pula
sebaliknya jika tersedia banyak substrats maka laju respirasi akan meningkat.
4.
Tipe dan
umur tumbuhan, karena tumbuhan memiliki morfologi yang berbeda sehingga
kebutuhan setiap tumbuhan dalam berespirasi berbeda-beda. Hal ini dipengaruhi
oleh adanya proses metabolisme pada
masing-masing tumbuhan yang berbeda. Laju respirasi pada tanaman tua lebih
rendah dibandingkan dengan tanaman muda. Laju respirasi yang tinggi umumnya
terdapat pada tumbuhan muda dan pada organ tumbuhan yang masih mengalami proses
pertumbuhan.
Menurut Lakitan (2013) berpendapat bahwa,
Respirasi merupakan proses yang mengubah energi kimia dalam bentuk karbohidrat
seperti sukrosa, yang digunakan dan proses metabolisme. Hasil dari proses
respirasi berupa energi dan sisanya adalah karbon dioksida, air dan sejumlah
elektron. Tahapan Proses Respirasi Tanaman yaitu :
1. Glikolisis
merupakan tahap awal dari proses respirasi tumbuhan. Pada proses glikolisis
terkjadi perombakan glukosa menjadi asam piruvat. Jalur perombakan molekul
glukosa disebut dengan jalur pusat atau jalur EMP. Proses glikolisis ini
terjadi didalam sitosol atau didalam matriks plastida dengan menghasilkan 8 ATP
(2 ATP dari fosforilasi tingkat substrat + 6 ATP dari 2 NADH2 yang masuk rantai
transpor elektron di mitokondria. Namun pada tahap awal glikolisis hanya membutuhkan
2 ATP.
2. Tahap
selanjutnya yaitu dekarboksilasi oksidatif yang terjadi didalam matrik
mitokondria dengan mengoksidasi asam piruvat yang merupakan hasil dari
glikolisis menjadi asetil CoA. Hasil dari proses dekarboksilasi yaitu 6 ATP,
yaitu dari 2 NADH2 yang terbentuk dimana 1 NADH2 sama dengan 3 ATP.
3. Kemudian
didalam matrik mitokondria terjadi perombakan asetil CoA secara sempurna
didalam siklus krebs dengan membebaskan elektron dari asam-asam organik dan ditransfer ke NAD+ atau FAD. Asam-asam
organik dari siklus krebs digunakan (misalnya melalui konversi menjadi asam
glutamat, asam aspartat, sitokhrom dan klorofil), reaksi ini esensial terhadap
pertumbuhan, karena akan menyediakan kembali asam-asam organik yang telah
disintesis. Sehingga siklus krebs dapat berlangsung secara kontinu. Pada siklus
krebs atau daur asam trikarboksilat pada proses ini dihasilkan 24 ATP.
4. Tahap
terakhir yaitu adanya peristiwa reduksi oksidasi dalam rantai transfer elektron
yang terjadi didalam membran mitokondria dimana energi yang dihasilkan dalam
bentuk ATP digunakan untuk mengendalikan reaksi kimia lainnya seperti pada
reaksi fotosintesis.
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Setiap
spesies tanaman memiliki laju respirasi yang berbeda karena metabolisme yang
dilakukan oleh setiap tanaman berbeda.
2. Kebutuhan
oksigen pada tanaman kacang tanah lebih rendah dibandingkan pada tanaman kacang
panjang sehingga mempengaruhi laju respirasi
3. Faktor-faktor
yang mempengaruhi proses respirasi adalah ketersediaan oksigen, suhu,
ketersediaan substrats dan tipe atau umur tanaman.
4. Proses
glikolisis terbagi dalam 4 tahap yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi oksidatif,
siklus krebs dan transfer elektron.
5.2 Saran
Sebaiknya pada saat praktikum terdapat pembagian tugas pada masing-masing
praktikan sehingga kegiatan praktikum dapat berjalan secara efektif dan tidak
ada praktikan yang diam atau tidak melakukan praktikumdan diharapkan agar
praktikan lebih memperhatikan apa yang disampaikan oleh asdos sehingga
praktikum dapat berjalan dengan lancar.
DAFTAR PUSTAKA
Adirahmanto,
K.A, Hartanto R, dan Novita D.D. 2013. Perubahan Kimia Dan Lama Simpan Buah Salak
Pondoh (Salacca Edulisreinw) Dalam Penyimpanan Dinamis Udara – Co2. Teknik Pertanian Lampung, 2(3): 123-132.
Barbosa,
L.D.N dkk. 2011. Influence Of Temperature On The Respiration Rate Of Minimally Processed
Organic Carrots (Daucus Carota L. Cv. Brasília). Ciênc. Tecnol. Aliment, 31(1): 78-85.
Idaryani,
Suryani, Wahab A. 2012. Pengaruh Jenis Kemasan Dan Periode Simpan Terhadap
Viabilitas Benih Beberapa Varietas Padi. Agrisistem,
8(2): 87-97.
Jumin,
Hasan B. 2012. Dasar-Dasar Agronomi.
Jakarta: Rajawali Press.
Lakitan,
Benyamin. 2013. Dasar Dasar Fisiologi
Tumbuhan. Jakarta: Rajawali Press.
Lertsiriyothin,
Weerasak. 2009. Sensitivity of produce respiration models used in the MAPDESIGN
software on the shelf life simulation of broccoli in the modified atmosphere
package. Mj. Int. J. Sci. Tech, 1:
85-94.
Nurshanti,
D.F. 2013. Tanggap Perkecambahanbenih Palem Ekor Tupai (Wodyetia Bifurcate)
Terhadap Lama Perendaman Dalam Air. Ilmiah
AgrIBA, (2): 216-224.
Paramita,
Octhaviani. 2010. Pengaruh Memar terhadap Perubahan Pola Respirasi, Produksi
Etilen dan Jaringan Buah Mangga (Mangifera Indica L) Var Gedong Gincu pada
Berbagai Suhu Penyimpanan. Kompetensi
teknik, 2(1): 29-38.
Shaban,
Morad. 2013. Review On Physiological Aspects Of Seed Deterioration. Intl J Agri Crop SciI, 6(11): 627-631.
Smith, N.G
dan Dukes J.S. 2012. Plant Respiration And Photosynthesis In Global-Scale Models:
Incorporating Acclimation To Temperature And CO2. Global Change Biology, 10(1): 1365-2486.
Komentar
Posting Komentar