LAPORAN PRAKTIKUM

RESPIRASI

Oleh:

Golongan C/Kelompok 3C

1. Helmi Faghi Setiawan (161510501113)

2. Nimas Ardia Nandini (161510501148)

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2017

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tumbuhan merupakan mahkluk hidup yang dalam segala aktifitasnya

memerlukan energi. energi yang digunakan tumbuhan berupa ATP. ATP

(Adenosin Triposfat) adalah rangkaian kimia organic yang berpartisipasi dalam

berbagai aktifitas mahkluk hidup. ATP bagi mahkluk hidup berfungsi sebagai

menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel mahkluk hidup. Tumbuhan

mampu memperoleh atau meghasilkan ATP melalui proses respirasi. Respirasi

adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Secara teori,

respirasi adalah proses pengubahan bahan kimia yang ada dalam tumbuhan dalam

bentuk karbohidrat seperti sukrosa, pati, dan lemak untuk proses metabolisme.

Proses respirasi terjadi di dalam sitoplasma dan mitokondria, sehingga respirasi

tidak terjadi pada jaringan yang bewarna hijau, karena sitoplasma dan mitokondria

tidak memiliki kandungan klorofil.

Reaksi respirasi memerlukan bahan berupa zat pati (C6H12O6) yang dihasilkan

dari proses fotosintesis dan oksigen (O2). Hasil yang diperoleh dari proses

respirasi berupa 6 molekul karbondioksida (6CO2) dan 6 molekul air (6H2O).

proses resirasi dibantu oleh beberapa enzim yang bertindak sebagai katalisator,

dan beberapa enzim ikut bereaksi pada proses respirasi. Enzim-enzim tersebut

antara lain transpoforilase, desmolase, karboksilase, hidrase, dehidrogenase,

oksidase, peroksidase, dan katalase.

Proses respirasi yang terjadi pada tumbuhan dibagi menjadi dua berdasarkan

kebutuhannya terhadap oksigen, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.

Respirasi aerob merupakan respirasi yang membutuhkan oksigen, sedangkan

respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak membutuhkan oksigen. Kedua

respirasi tersebut terjadi pada jenis tanaman yang berbeda. Respirasi anaerob

dapat terjadi pada perkecambahan biji-bijian seperti jagung, kedelai, padi, bunga

matahari, kacang, dan biji-bijian lain yang tampak kering. Respirasi aerob terjadi

pada tanaman yang siklus hidupnya selalu berada pada genangan air, jadi jika

tidak terdapat oksigen tanaman tersebut akan menghentikan proses respirasinya.

2

Proses yang terjadi pada respirasi anaerob berupa fermentasi. Proses respirasi

yang terjadi pada respirasi aerob berupa glikolisis yang bahan dasarnya berupa

glukosa dan menghasilkan asam piruvat, deskarboksilasi oksidatif yang bahan

dasarnya berupa asam piruvat dan menghasilkan asetil Ko-a, dan siklus krebs

yang bahan dasarnya berupa asetil Ko-a dan menghasilkan FADH2 dan NADH.

Proses respirasi khususnya pada kecambah kacang hijau yang akan digunakan

pada praktikum ini dapat diuji dengan menggunakan larutan NaOH, HCl, dan

CaCl2. Perlakuan uji tersebut digunakan untuk berapa volume yang diperlukan

dalam proses respirasi kecambah kacang hijau yang merupakan golongan respirasi

anaerob, karena dalam proses perkecambahannya hanya membutuhkan sedikit

oksigen. Oleh karena itu, laporan praktikum dilator belakangi dengan

permasalahan respirasi.

1.2 Tujuan

Mengetahui volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi serta

membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Respirasi adalah penguraian bahan makanan menjadi energi. Secara ilmiah,

respirasi adalah proses pengubahan bahan kimia yang tersimpan dalam bentuk

karbohidrat seperti pati, sukrosa, dan lemak yang biasanya terdapat pada biji-

bijian yang hasil dari respirasi tersebut digunakan untuk melakukan proses

metabolisme tubuh. Respirasi pada mahkluk hidup terjadi di dalam mitokondria

dan sitoplasma. Sitoplasma merupakan unit terkecil yang berada pada sitoplasma

yang terlibat dalam proses respirasi, penyedian energi, dan metabolisme sel

(Dauce, 1985).

Bahan yang digunakan untuk proses respirasi yaitu pati (C6H12O6) dan

oksigen (O2). Hasil yang didapatkan dari proses respirasi berupa 6 molekul

karbondioksida (6CO2) dan 6 molekul air (6H2O). Proses pelepasan energi yang

terjadi pada respirasi terjadi secara terkontol, terjadi sedikit demi sedikit, dan

menghasilkan energi yang tidak dikeluarkan secara langsung, melainkan energi

dalam bentuk ATP yang kemudian akan digunakan untuk proses metabolisme sel.

Respirasi berdasarkan kebutuhan oksigen digolongkan menjadi dua. Pertama yaitu

respirasi anaerob, yaitu respirasi yang membutuhkan sedikit oksigen atau tanpa

membutuhkan adanya oksigen. Respirasi anaerob dikenal juga dengan nama

fermentasi. Kedua yaitu respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan

oksigen dalam berproses. Respirasi aerob dibagi menjadi 3 peristiwa yaitu

glikolisis, siklus asam trikarboksilat (TCA), dan fosfolirasi oksidatif (OXPHOS)

(Toro, 2015).

Menurut Berney (2014), proses respirasi yang terjadi antara aerob dan

anaerob dapat dibantu oleh bakteri, yaitu mikrobakterium smegmatis.

Mikrobakterium tersebut dapat berpindah-pindah antara siklus aerob dan siklus

anaerob. Mikrobakterium smegmatis dalam siklus hidupnya sangat bergantung

terhadap oksigen, tetapi bacterium ini mampu mengadopsi hydrogen saat

kekurangan oksigen atau minim oksigen. Peristiwa ini sesuai dengan proses siklus

oksidasi dalam respirasi aerob, dimana terjadi pelepasan hydrogen dari senyawa

gula heksosa, dan dalam peristiwa siklus oksidasi terjadi penerimaan hydrogen

4

dalam bentuk molekul air oleh oksigen. Hasil dari peristiwa oksidasi berupa

perombakan ikatan karbon yang menyebabkan terbentuknya moleku-molkeul

karbon yang lebih kecil dan perombakan kembali hingga terbentuknya satu

molekul karbon yang dinamakan dengan karbondioksida.

Menurut Haryanti (2015), proses respirasi aerob membutuhkan cukup

oksigen untuk melakukan aktifitas respirasi, jika tanaman tersebut diletakkan pada

tempat yang kurang mendapatkan oksigen maka akan terjadi perlambatan proses

respirasi atau proses respirasi terhambat dan terjadi keterlambatan dalam kinerja

enzim-enzim dalam perombakan karbohidrat menjadi ATP. Keterlambatan

pembentukan ATP akan menyebabkan keterlambatan beberapa proses eperti

pengeluaran panas, sintesis senyawa-senyawa baru, dan pengambilan ion-ion

dalam tanah.

Menurut Gout (2015), hasil respirasi berupa ATP memberikan pengaruh

kuat terhadap proses respirasi, karena ATP merupakan hasil utama dari proses

respirasi. Kandungan bahan yang digunkan untuk proses respirasi berpengaruh

terhadap hasil respirasi yaitu ATP dan karbondioksida. Perkecambahan,

kandungan sukrosa yang tepat yaitu 60g/l. Konsentrasi kandungan sukrosa 60g/l

pada perkecambahan akan menyebabkan peningkatan energi yang dihasilkan pada

proses respirasi, sehingga proses pertumbuhan dalam sel tanaman berkembang

baik, karena jumlah energi yang dibutuhkan mampu terpenuhi dengan lebih baik

(Laisina, 2013).

Respirasi pada tumbuhan dapat diuji dengan mengetahui volume oksigen

dan karbondioksida yang dihasilkan. uji respirasi dapat dilakukan di laboratorium

dengan memanfaatkan larutan CaCl2, larutan NaOH, dan larutan HCl. Uji coba

tersebut akan menghasilkan jumlah volume oksigen yang dihasilkan dan jumlah

karbondioksida. Suhu ruangan juga berpengaruh pada hasil volume oksigen dan

karbon dioksida pada respirasi (Agustiningrum, 2014).

5

BAB 3. METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Agrobiosains tentang “Respirasi” dilaksanakan pada Sabtu, 14

Oktober 2017 pukul 10.30-12.00 WIB di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan

Fakultas Pertanian Universitas Jember.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

1. Erlenmeyer 250 cc

2. Neraca

3. Kertas saring

4. Respirometer

5. Beaker glass

6. Jarum suntik

7. Pinset

8. Tabung pengumpul

9. Alat titrasi

10. Corong

11. Suntik

3.2.2 Bahan

1. Kecambah kacang hijau

2. Larutan CaCl2 0,2 N

3. Indikator pp

3. Larutan NaOH 0,2 N

4. Larutan HCl 0,05 N

5. Aquadest

6. Vaselin

7. Tinta cina

6

3.3 Pelaksanaan Praktikum

1. Memasukkan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) ke dalam respirometer dan

menutupnya menggunakan telapak tangan.

2. Memasukkan kecambah kacang hijau ke dalam kassa logam dan

memasukkannya kedalam respirometer.

3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.

4. Menyuntikkan tinta satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung

pengumpul (meneteskan air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).

5. Melihat perubahan tetes tinta (menurun) dalam pipa ukur setelah beberapa

waktu. Mengetahui volume oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut

setelah beberapa waktu.

6. Menghitung volume oksigen yang terpakai dengan rumus: V = 3,14 x 0,75 x

0,75 x (perubahan posisi tetes air )mm3.

7. Mengambil NaOH yang digunakan sebagai uji O2 dan memasukkan ke dalam

gelas beaker.

8. Mencampurkan air 30 ml kedalam gelas beaker yang telah terisi NaOH.

9. Mencampurkan larutan 2,5 cc CaCl2 dan melakukan pengadukan selang

beberapa menit.

10. Setelah beberapa menit, terdapat gumpalan putih di dasar gelas beaker,

gumpalan tersebut dinamakan dengan CaCO3 yang menandakan adanya CO2.

11. Melakukan penyaringan dengan kertas saring, endapan yang terjadi akan

melekat pada kertas saring. Menyiram endapan tersebut dengan air 300 ml

dan dimasukkan kedalam gelas beaker.

12. Menambahkan larutan CaCO3 dengan indikator pp sampai warnanya menjadi

pink/merah.

13. Memasukkan larutan tersebut kedalam tabung ukur yang telah terisi HCl, dan

menunggu hingga warna merah/pink hilang.

14. Mencatat volume CO2 dengan rumus V = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl

3.4 Variabel Pengamatan

1. Volume O2 dan CO2

7

Volume O2 yang dihasilkan pada proses respirasi dapat dilihat pada pipa ukur

dan tabung pengumpul. Volume CO2 yang dihasilkan pada proses respirasi

dapat dilihat pada pipa ukur yang telah diisi HCl 0,05 N.

2. Kousien Respirasi (KR)

Hasil bagi Volume CO2 dengan volume O2.

3.5 Analisis Data

Data yang diperoleh selanjutnya diolah dengan menggunakan analisis

statistika deskriptif.

8

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Perubahan Volume O2 dan CO2

Dari praktikum yang kelompok kami lakukan maka diperoleh hasil sebagai

berikut.

Grafik 1. Volume CO2 dan O2 dalam Proses Respirasi

Grafik diatas menunjukkan volume CO2 dan O2 dalam proses respirasi

kecambah kacang hijau sesuai perlakuan. Volume O2 yang paling banyak

ditunjukkan pada perlakuan biji kacang hijau yang dikecambahkan selama 24 jam

dengan volume sebesar 0,66 mm3 dan volume O2 terendah dihasilkan oleh

kecambah yang dikecambakan selama 48 jam dengan volume sebesar 0,3679

mm3. Selanjutnya adalah volume CO2 yang terbesar terdapat pada kecambah 48

jam sebesar 2,97 mm3

sedangkan yang paling rendah terdapat pada perlakuan

imbibisi yang menghasilkan CO2 sebesar 1,21.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Imbibisi 24 Jam 48 Jam

Volume O2

Volume CO2

Perlakuan

Satu

an (

mm

3)

0,58875 0,66

0,3679

2,97

2,31

1,21

9

4.1.2 Kuosien Respirasi (KR)

No Perlakuan KR

1. Imbibisi 2,05

2. 24 Jam 3,5

3. 48 Jam 7,84

Hasil praktikum yang didapatkan bahwa kousien respirasi tertinggi

terdapat pada kecambah yang berusia 48 jam sebesar 7,84. KR terendah terdapat

pada kacang hijau perlakuan imbibisi yang hanya menghasilkan kr sebesar 2,05.

4.2 Pembahasan

Pada kecambah perlakuan imbibisi menghsailkan CO2 yang sedikit

sebaliknya menghasilkan O2 yang banyak hal tersebut dikarenakan saat proses

imbibisi cadangan makanan dari kacang hijau sendiri belum berkurang. Respirasi

sendiri merupakan perombakan cadangan makanan, pada kecambah perlakuan

imbibisi cadangan makanan belum terlalu banyak dirombak tidak seperti

kecambah yang telah berusia 24 jam dan 48 jam yang telah melakukan proses

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

imbibisi 24 jam 48 jam

Kousien Respirasi (KR)

KR

10

respirasi. Tempat menyimpan makanan pada tanaman terutama kecambah terletak

pada kotiledon yang mana pada kedelai imbibisi kotiledon belum terbuka.

Sedangkan pada tanaman yang memiliki umur yang lebih tua akan mengeluarkan

CO2 yang lebih banyak karena telah melangsungkan proses respirasi, karena

selain merombak cadangan makanan respirasi juga menghasilkan CO2 hal tersebut

dapat ditunjukkan pada kecambah yang berusia 2 hari memiliki CO2 yang paling

banyak dibandingkan dengan 2 perlakuan lainnya.

Perhitungan volume gas CO2 dan O2 dapat dihitung dengan rumus

dibawah.

Rumus Volume CO2

VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl

Keterangan : V HCl = perubahan volume HCl saat proses titrasi

N HCl = mol HCl (0,05)

Mr HCl = molekul respirasi HCl (Mr=44)

Perhitungan

VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl

= ½ x 2,1 x 0,05 x 44

= 2,31 mm3

Rumus Volume O2

VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x H/S

Keterangan : H = peruban tetes tinta pada respirometer

S = Waktu dalam sekon (2 menit = 120 detik)

Perhitungan

VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x H/S

= 3,14 x 0,75 x 0,75 x 45/120

=0,66 mm3/s

Perbandingan antara VCO2/VO2 disebut dengan kousien respirasi. Kousien

respirasi ini dapat menunjukkan umur dari tanaman atau kecambah karena saat

KR yang tinggi pastilah kecambah tersebut akan berumur lebih tua. Hal tersebut

dikarenakan tumbuhan akan mendapatkan supplay gula berupa fruktosa yang

11

kemudian dipecah menjadi glukosa agar dapat digunakan untuk tanaman

menjalankan metabolismenya. Banyaknya gula yang dihasilkan akan

mempengaruhi karbohidrat yang semakin tinggi pula maka hasil respirasi berupa

CO2 akan semakin tinggi kemudian O2 akan semakin tinggi juga. Hal ini dapat

dipertegas dengan reaksi respirasi antara fotosintat yang ditambah dengan

oksigen.

Reaksi respirasi:

C6H12O6 + O2 → 6 O2 + 6 H2O + Energi (ATP)

Kousien respirasi untuk masing-masing perlakuan dapat dihitung dengan rumus

sebagai berikut:

KR = VCO2/VO2

Perlakuan imbibisi

KR = VCO2/VO2

= 1,21/0,58875

=2,05

Perlakun 24 jam

KR = VCO2/VO2

=2,31/0,66

=3,5

Perlakuan 48 jam

KR = VCO2/VO2

=2,97/0,379

=7,84

Pengukuran jumlah oksigen dapat dilakukan dengan menggunakan alat

respirometer. Kecambah yang telah dipilih akan dimasukkan ke kasa logam lalu

dimasukkan ke tabung pengumpul yang sebelumnya telah dimasuki dengan

NaOH. Respirometer akan diisi dengan tinta agar memudahkan dalam

pengamatan. Pengamatan dilakukan setelah semua terpasang dan lambat laun

NaOH akan menyerap oksigen yang terdapat pada tinta sehingga tinta tersebut

dapat turun besarannya sesuai waktu yang telah ditentukan. Sehingga tinta yang

awalnya berada di anga 0 akan berpindah.

12

Pembentukan CO2 dilakukan pada saat proses titrasi menggunakan larutan

HCl yang seblumnya NaOH sisa pengambilan O2 dilarutkan dan menjadi CaCl3,

selanjutnya akan ditambahkan indikattor pp dimana indikator pp ini berperan

untuk memberi warna agar saat titrasi jelas terlihat perubahan warna menjadi

jernih. Proses titrasi dilihat perubahan volume HCl yang turun. Turunnya HCl

tersebut dapat dihitung dan mendapatkan volume CO2.

13

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Proses respirasi membutuhkan karbondioksida dan diubah menjadi oksigen

serta energi dalam bentuk ATP.

2. Volume CO2 akan lebih banyak ketika tanaman telah tumbuh semakin

dewasa, hal tersebut tidak berlaku pada volume O2 yang semakin tua

kecambah maka volume O2 akan lebih sedikit.

3. KR adalah perbandingan antara V CO2/ V O2, dengan begitu maka tumbuhan

akan menghasilkan KR yang lebih banyak otomatis mempunyai CO2 yang

banyak dan telah dewasa.

5.2 Saran

1. Untuk praktikum kedepannya lebih dipersiapkan atau diperkirakan bahwa

praktikum tidak selalu langsung berhasil.

2. Pengecekan alat-alat untuk praktikum sebaiknya lebih diperhatikan agar tidak

ada prngulangan yang banyak dan membuang waktu.

14

DAFTAR PUSTAKA

Agustiningrum, D.A., B. Susilo, dan R. Yulianingsih. 2014. Studi Pengaruh

Konsentrasi Oksigen pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah

Sawo (Achras Zapota L.). Biopress Komoditas Tropis. 2(1): 1-13.

Berney,M., C. Greening, and R. Conrad. 2014. An Obligately Aerobic Soil

Bacterium Activates Fermentative Hydrogen Production To Survive

Reductive Stress During Hypoxia. 111(31): 1-6.

Dauce, R and D.A. Day. 1985. Higher Plant Cell Respiration. Springer Verlag:

France.

Gout, E., F. Rabelle, and R. Douce. 2014. Interplay Of Mg2+, ADP, And ATP In

The Cytosol And Mitochondria: Unravelling The Role Of Mg2+ In Cell

Respiration. 1(1): 1-8.

Haryanti, S., dan R. Budihastuti. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan

Ketebalan Daun Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada

Naungan yang Berbeda. Anatomi dan Fisiolpgi. 23(1): 1-10.

Laisina, J.K.J. 2013. Konsentrasi Sukrosa danAgar di Dalam Media Pelestarian

In-Vitro Ubi Jalar Var. Sukuh. Agrologia. 2(1): 59-67.

Toro, G and M. Pinto. 2015. Plant Respiration Under Low Oxygen. Agriculture

Research. 75 (1): 1-14.

LAMPIRAN

Data (Flowchart dan Tabel ACC)

Gambar 1. Flowchart Helmi Faghi Setiawan

Gambar 2. Flowchart Nimas Ardia Nandini

Gambar 3. Tabel ACC Nimas Ardia Nandini

Gambar 4. Tabel ACC Helmi Faghi Setiawan

Dokumentasi

Gambar 5. Kecambah Sampel

Gambar 7. Kecambah yang dimasukkan ke dalam tabung pengumpul

Gambar 6. NaOh yang dimasukkan ke tabung

Gambar 8. Respirometer yang diolesi vaselin

Gambar 8. Respirometer

Gambar 9. Endapan dari NaOH yang dilarutkan

Gambar 11. Penambahan indikator pp

Gambar 10. Penyaringan Endapan

Gambar 12. Proses titrasi

Gambar 13. Larutan menjadi bening

Literatur

Agustiningrum, D.A., B. Susilo, dan R. Yulianingsih. 2014. Studi Pengaruh

Konsentrasi Oksigen pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah

Sawo (Achras Zapota L.). Biopress Komoditas Tropis. 2(1): 1-13.

Berney,M., C. Greening, and R. Conrad. 2014. An Obligately Aerobic Soil

Bacterium Activates Fermentative Hydrogen Production To Survive

Reductive Stress During Hypoxia. 111(31): 1-6.

Gout, E., F. Rabelle, and R. Douce. 2014. Interplay Of Mg2+, ADP, And ATP In

The Cytosol And Mitochondria: Unravelling The Role Of Mg2+ In Cell

Respiration. 1(1): 1-8.

Dauce, R and D.A. Day. 1985. Higher Plant Cell Respiration. Springer Verlag:

France.

Haryanti, S., dan R. Budihastuti. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan

Ketebalan Daun Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada

Naungan yang Berbeda. Anatomi dan Fisiolpgi. 23(1): 1-10.

Haryanti, S., dan R. Budihastuti. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan

Ketebalan Daun Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada

Naungan yang Berbeda. Anatomi dan Fisiolpgi. 23(1): 1-10.

Laisina, J.K.J. 2013. Konsentrasi Sukrosa danAgar di Dalam Media Pelestarian

In-Vitro Ubi Jalar Var. Sukuh. Agrologia. 2(1): 59-67.

Toro, G and M. Pinto. 2015. Plant Respiration Under Low Oxygen. Agriculture

Research. 75 (1): 1-14.