BAB I PENDAHULUANA. Latar Belakang Air merupakan 85 95 % berat tumbuhan herba yang hidup di air. Dalam sel, air diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk

mengangkutnya; selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis; dan air dapat menyebabkan terbentuknya enzim dalam tiga dimensi sehingga dapat digunakan untuk aktivitas katalisnya. Tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila tidak diberikan air secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat menyebabkan kematian. Plasma sel tumbuhan penyusun utamanya adalah air. Plasma sel (sitoplasma) ini terbungkus oleh selaput tipis yang disebut membran plasma. Selaput ini tersusun atas dwi lapis membran yang mampu mengatur secara selektif, aliran cairan dari lingkungan suatu sel (keluar masuknya cairan). Pengangkutan melalui membran sel dapat terjadi secara pasif maupun aktif. Pengangkutan secara pasif terjadi jika mengikuti arah gradien konsentrasi, artinya dari larutan yang memilki konsentrasi tinggi menuju ke larutan yang memiliki konsentrasi rendah. Proses ini terjadi tanpa memerlukan energi hasil metabolisme. Sedangkan pada proses pengangkutan secara aktif memerlukan energi hasil metabolisme seperti ATP(Adenosin Tri Phospat) karena prosesnya terjadi melawan arah gradien konsentrasi. Proses difusi dan osmosis merupakan contoh proses pengangkutan secara pasif. Proses osmosis merupakan proses difusi yang sifatnya khusus, yang menunjukkan adanya perpindahan air melalui selaput membran yang bersifat permeabel selektif. Terjadinya proses osmosis sangat ditentukan oleh adanya perbedaan potensial kimia air atau potensial air (PA). Pada praktikum kali ini kita akan mencoba mencari pada konsentrasi sukrosa berapakah yang tidak akan menyebabkan pertambahn panjang umbi bengkuang. Selain itu kita juga akan menghitung potensial air dari umbi tersebut.

B. Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap perubahan panjang potongan jaringan umbi bengkuang?

2. Pada konsentrasi larutan sukrosa berapakah yang tidak dapat menyebabkan perubahan panjang irisan jaringan umbi bengkuang? 3. Berapakah nilai potensial air jaringan umbi bengkuang tersebut?

C. Tujuan 1. Menjelaskan pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap perubahan panjang potongan jaringan umbi bengkuang 2. Mengidentifikasi konsentrasi larutan sukrosa yang tidak menyebabkan perubahan panjang irisan jaringan umbi bengkuang 3. Menghitung nilai potensial air jaringan tumbuhan

BAB II KAJIAN TEORIAir merupakan komponen utama penyusun protoplasma tubuh tumbuhan. Dalam sel tumbuhan, air diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk mengangkutnya; selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis; dan air dapat menyebabkan terbentuknya enzim dalam tiga dimensi sehingga dapat digunakan untuk aktivitas katalisnya. Terdapat lima mekanisme utama yang menggerakkan air dari suatu tempat ke tempat lain, yaitu melalui proses: difusi, osmosis, tekanan kapiler, tekanan hidrostatik, dan gravitasi. a). Difusi Difusi adalah proses yang menyebabkan senyawa kimia tertentu dalam bentuk partikel-partikel ditranspor secara spontan dari satu daerah ke daerah lain sehingga terjadi keseimbangan. Terjadinya keseimbangan tersebut akibat dari jumlah partikel yang masuk dan keluar daerah tersebut dalam jumlah yang sama. Keseimbangan yang terjadi ini disebut keseimbangan dinamis. Proses ini terjadi sebagai akibat adanya mobilitas dan energi kinetik dari molekul atau ion yang mengadakan difusi tersebut. Arah gerak molekul dalam larutan atau gas tidak menentu kemana adanya hantaman molekul air atau dari gas lain. Arah gerak molekul tersebut mengikuti gerak Brown. Arah geraknya dinamakan Random Walk . Difusi dapat terjadi karena perbedaan dalam konsentrasi dan atau sifat suatu zat. Konsentrasi adalah sejumlah zat atau partikel dalam per unit volume. Difusi merupakan mekanisme yang sangat penting bagi sel tumbuhan karena menghubungkan sel itu dengan lingkungannya. Untuk jarak pendek, kecepatan difusi cukup tinggi hampir sama dengan transpor yang menggunakan energi. Contoh dari proses difusi adalah penguapan air melalui stomata, pertukaran udara melalui stomata dan juga pengambilan unsur hara dari dalam tanah.

b). Osmosis Osmosis adalah difusi yang sifatnya khusus yaitu melalui membran semipermeabel. Terjadinya proses osmosis sangat ditentukan oleh adanya perbedaan potensial kimia air atau potensial air (PA). Volume air yang besar akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, pada kondisi sama. Energi

bebas suatu zat per unit jumlah per berat geram molekul (energi bebas Mol- ) disebut potensial kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cendrung untuk bergerak dari daerah yang berpotensial kimia lebih tinggi menuju daerah yang potensial kimianya lebih rendah.

Tekanan yang diberikan pada air atau suatu larutan, akan meningkatkan energi bebasnya. Sehingga potensial air dapat meningkat. Dengan memberikan tekanan di atas suatu larutan atau air murni akan mengakibatkan meningkatnya potensial air pada larutan atau air murni tersebut, dan selanjutnya akan meningkatkan kemampuan difusi air dalam larutan atau air murni tadi. Dengan konsep potensial air ini, kita dapat membayangkan osmosis terjadi dari larutan yang hipertonis menuju larutan yang hipotonis, asal saja potensial air pada larutan yang hipertonis lebih besar dari pada larutan yang hipotonis. Kemungkinan terjadinya difusi akan lebih besar apabila pada larutan yang hipertonis tersebut diberikan tekanan yang dapat meningkatkan nilai potensial airnya. Tekanan yang diberikan atau timbul dalam sistem ini disebut sebagai potensial tekanan. Dalam kehidupan tumbuhan potensial tekanan dapat timbul dalam bentuk tekanan turgor. Nilai potensial tekanan dapat positif, nol, atau negatif. Dalam proses osmosis di samping komponen potensial air (PA) dan potensial tekanan (PT), masih ada komponen lain yaitu potensial osmotik (PO). Potensial osmotik dari suatu larutan lebih menyatakan status larutan. Dan status larutan dapat kita nyatakan dengan satuan konsentrasi, satuan tekanan atau satuan energi. Potensial osmotik air murni memiliki nilai sama dengan nol (kesepakatan ), sehingga kalau digunakan satuan tekanan nilainya menjadi 0-atmosfer atau 0-bar. Kalau status suatu larutan tidak berubah, maka nilainyapun tidak akan berubah. Nilai potensial osmotik suatu larutan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut osmometer. Hubungan antara potensial air, potensial osmotik dan potensial tekanan dapat ditulis dalam rumus : PA = PO + PT Dari rumus ini dapat diketahui bahwa apabila tidak ada tekanan tambahan (PT), maka nilai PA = PO. Faktor faktor yang dapat mempengaruhi potensial osmotik adalah sebagai berikut.

(1) Konsentrasi Meningkatnya konsentrasi suatu larutan akan menurunkan nilai potensial osmotiknya. Apabila zat terlarut bukan elektrolit dan molekulnya tidak mengikat air hidrasi, maka potensial osmotik larutan tersebut hampir pasti akan sebanding dengan konsentrasi molekulnya. (2) lonisasi molekul zat terlarut Potensial osmotik suatu larutan ditentukan oleh jumlah partikel yang terdapat dalam larutan tersebut. Partikel yang dimaksud dapat berbentuk ion, molekul, atau partikel koloid. (3) Hidrasi molekul Zat terlarut Air yang berasosiasi dengan partikel zat terlarut disebut sebagai air hidrasi. Air dapat berasosiasi dengan ion. molekul atau partikel koloid. Dampak air hidrasi terhadap suatu larutan dapat menyebabkan larutan menjadi lebih pekat dari yang kita perkirakan, sehingga nilai potensial osmotik lebih rendah. (4) Suhu Potensial osmotik suatu larutan nilainya akan menurun bila ada kenaikan suhu.

c). Tekanan Kapiler Apabila pipa kapiler dicelupkan ke dalam bak yang berisi air, maka permukaan air dalam pipa kapiler akan naik sampai terjadi keseimbangan antara tegangan yang menarik air tersebut dengan beratnya. Tekanan yang menarik air tersebut disebut tekanan kapiler. Tekanan kapiler tergantung pada diameter kapiler : semakin kecil diameter kapiler semakin besar tegangan yang menarik kolom air tersebut d). Tekanan hidrostatik Masuknya air ke dalam sel akan menyebabkan tekanan terhadap dinding sel sehingga dinding sel meregang. Hal ini akan menyebabkan timbulnya tekanan hidrostatik untuk melawan aliran air tersebut. Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor. Tekanan turgor yang berkembang melawan dinding sebagai hasil masuknya air ke dalam vakuola sel disebut potensial tekanan. Tekanan turgor penting bagi sel karena dapat menyebabkan sel dan jaringan yang disusunnya menjadi kaku. Potensial air suatu sel tumbuhan secara esensial merupakan kombinasi potensi osmotic dengan potensial tekanannya. Jika dua sel yang bersebelahan mempunyai potensial air yang berbeda, maka air akan bergerak dari

sel yang mempunyai potensial air tinggi menuju ke sel yang mempunyai potensial air rendah. e). Gravitasi Air juga bergerak untuk merespon gaya gravitasi bumi, sehingga perlu tekanan untuk menarik air ke atas. Pada tumbuhan herba, pengaruh gravitasi dapat diabaikan karena perbedaan ketinggian pada bagian tanaman tersebut relatif kecil. Pada tumbuhan yang tinggi, pengaruh gravitasi ini sangat nyata. Untuk menggerakkan air ke atas pada pohon setinggi 100 m diperlukan tekanan sekitar 20 atmosfer (Anonim, 2009).

BAB III METODE PENELITIANA. Jenis Penelitian Jenis penelitian yang kami gunakan adalah eksperimen karena menggunakan beberapa variabel yaitu variabel control, variabel manipulasi, dan variabel respon. Selain itu juga digunakan pembanding dalam penelitian B. Variabel Penelitian a). Variabel Kontrol : Jenis umbi yang digunakan yaitu umbi bengkuang Ukuran diameter potongan umbi bengkuang, dibuat dengan alat pengebor gabus yang sama Panjang potongan setiap umbi bengkuang yaitu 2 cm Jenis alat ukur yang digunakan yaitu penggaris 30 cm Waktu perendaman potongan umbi bengkuang dalam larutan sukrosa yaitu 1,5 jam b). Variabel Manipulasi: konsentrasi larutan sukrosa yaitu 0 M, 0,2 M, 0,4 M, 0,6 M, 0,8M, dan 1 M c). Variabel Respon: Perubahan panjang umbi bengkuang Konsentrasi larutan sukrosa yang tidak menyebabkan perubahan panjang umbi bengkuang Potensial air

C. Alat dan Bahan 1. Umbi bengkuang 2. Larutan sukrosa 0 M, 0,2 M, 0,4 M, 0,6 M, 0,8 M, dan 1 M 3. Gelas kimia 100 ml sebanyak 6 buah 4. Gelas ukur 50 ml, 1 buah 5. Alat pengebor gabus 6. Penggaris, pisau tajam, pinset, plastic dan karet gelang/tali D. Langkah Kerja 1. Mengukur dan mengidentifikasi. Isilah gelas kimia ke-1 dengan larutan sukrosa 0 M, gelas kimia ke-2 dengan larutan sukrosa 0,2 M, dan seterusnya sampai gelas

kimia ke-6, masing-masing 25 ml. Beri label pada masing-masing gelas kimia tersebut. 2. Mengerjakan praktikum. Pilih umbi bengkuang yang cukup besar dan baik, buatlah silinder umbi dengan alat pengebor gabus. Caranya, masukkan pengebor gabus ke dalam umbi bengkuang, cabut bila dirasa kedalamannya cukup. Ambil pengebor gabus yang ukurannya lebih kecil untuk mengeluarkan silinder yang ada dalam pengebor sebelumnya. Lalu potong-potong silinder umbi tersebut sepanjang 2 cm. Lihat gambar di bawah ini.

3. Masukkan potongan umbi bengkuang tersebut ke dalam gelas kimia yang telah diisi dengan larutan sukrosacpada berbagai konsentrasi, masing-masing 4 potongan. Catat waktu pada saat memasukkan potongan umbi bengkuang ke dalam gelas kimia. Bekerjalah dengan cepat untuk mengurangi penguapan, dan tutup rapat gelas kimia selama percobaan dengan plastik yang dibantu karet gelang sebagai tali pengikat gelas kimia dengan plastik 4. Mengamati dan Mengukur. Setelah 1,5 jam, keluarkan setiap potongan umbi tersebut dan ukur kembali panjangnya 5. Menghitung. Hitung nilai rata-rata pertambahan panjang umbi bengkuang untuk setiap konsentrasi sukrosa

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASANA. Hasil Pengamatan Tabel pengaruh berbagai macam konsentrasi larutan sukrosa terhadap pertambahan panjang umbi bengkuang

No.

Konsentrasi larutan sukrosa(M)

Panjang awal(cm) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

Panjang akhir(cm) 2,3 2,3 2,2 2,2 2,3 2,1 2,3 2,2 2,2 2,1 2,2 2,1 2,0 2,1 2,0 1,9 1,9 2,0 1,9 1,8 1,9 1,8 1,7 1,8

Panjang akhir ratarata(cm) 2,25

Pertambahan panjang(cm)

1

0

0,25

2

0,2

2,225

0,225

3

0,4

2,15

0,15

4

0,6

2,00

0,00

5

0,8

1,90

-0,10

6

1

1,80

-0,20

Analisa Data Pada konsentrasi larutan sukrosa 0 M, potongan keempat umbi bengkuang yang awalnya memiliki panjang 2 cm menjadi 2,3 - 2,3 - 2,2 - 2,2 dengan rata-rata panjang akhir 2,25 cm sehingga didapatkan pertambahan panjang umbi bengkuang sebesar 0,25 cm. Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,2 M, potongan keempat umbi bengkuang yang memiliki panjang awal 2 cm menjadi 2,3 2,1 2,3 2,2 yang bila di rata-rata panjang akhirnya 2,225 cm sehingga diperoleh pertambahan panjang 0,225. Pada konsentrasi 0,4 M, potongan keempat umbi bengkuang yang semua panjang awalnya 2 cm menjadi 2,2 2,1 2,2 2,1 dengan rerata panjang akhir 2,15 cm sehingga didapatkan pertambahan panjang 0,15 cm. Dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa pada konsentrasi 0M, 0,2M dan 0,4M umbi bengkuang memanjang. Pada konsentrasi 0,6 M, potongan keempat umbi bengkuang yang semua panjang awalnya 2 cm menjadi 2,0 2,1 2,0 1,9 dengan ratarata panjang akhir 2,00 cm sehingga didapatkan pertambahan panjang 0,00 cm. umbi bengkuang pada konsentrasi ini tidak mengalami pertambahan panjang secara signifan sehingga dianggap tidak memanjang atau tetap seperti keadaan awal. Pada konsentrasi 0,8 M keempat umbi bengkuang yang panjang awalnya 2 cm menjadi 1,9 2,0 1,9 1,8 dengan rerata panjang akhir 1,90 sehingga didapatkan pertambahan panjang 0,10 cm atau dengan kata kata lain umbi bengkuang tersebut mengalami pengkerutan sehingga hasil pertambahan panjang negatif. Pada konsentrasi 1 M, potongan keempat umbi bengkuang memiliki panjang awal 2 cm menjadi 1,9 1,8 1,7 1,8 dengan rerata panjang akhir 1, 80 cm sehingga didapatkan pertambahan panjang 0,20 cm atau dengan kata kata lain umbi bengkuang tersebut mengalami pengkerutan sehingga hasil pertambahan panjang negatif. Dari hasil percobaan diatas didapatkan grafik sebagai berikut:

Grafik hubungan antara konsentrasi larutan sukrosa dengan pertambahan panjang umbi bengkuang

Analisa grafik Semakin tinggi konsentrasi larutan sukrosa maka semakin menurun pertambahan panjang umbi bengkuang Pada konsentrasi 0,6 M umbi bengkuang tidak mengalami pertambahan panjang

B. Pembahasan Dari hasil analisa di atas didapatkan bahwa semakin tinggi konsentrasi larutan sukrosa maka pertambahan panjang potongan umbi bengkuang semakin menurun. Hal ini terjadi akibat adanya perbedaan potensial air di dalam dan di luar sel. Potensial air yang ada di dalam sel lebih besar daripada potensial air di luar sel. Potensial air berbanding lurus dengan potensial osmosis, maka potensial osmosis yang ada di dalam sel juga lebih besar daripada potensial osmosis yang ada di luar sel. Oleh karena itu molekul-molekul air berpindah dari dalam sel menuju ke luar sel. Dalam praktikum ini yang air berpindah dari umbi bengkuang ke larutan sukrosa. Akibatnya protoplasma umbi bengkuang kehilangan air, volumenya menyusut sehingga selnya mengerut dan akhirnya terlepas dari dinding sel hal ini biasa disebut dengan plasmolisis.

Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,6 M tidak terjadi pertambahan panjang umbi bengkuang, panjang potongan umbi bengkuang ini rata-rata sama dengan panjang awalnya. Hal ini menandakan bahwa larutan sukrosa dengan umbi bengkuang dalam keadaan isotonik, artinya seimbang antara konsentrasi pada larutan sukrosa dengan konsentrasi di dalam umbi bengkuang. Saat berada dalam keadaan isotonik, seimbang kedua konsentrasi antar bagian dalam dan luar sel mengakibatkan tidak adanya tekanan turgor yang bekerja sehingga potensial tekanan sel bernilai 0. Dari sini dapat ditarik suatu rumus untuk menghitung potensial air yaitu: PA = P O+PT PA = PO+0 PA = PO

Potensial osmotik berlawanan dengan tekanan osmotik sel sehingga didapat rumus baru: PA = - TO Dari rumus diatas didapatkan nilai potensial air potongan umbi bengkuang adalah 14,82 atm (perhitungan lengkap ada pada lampiran).

C. Diskusi Nilai konsentrasi larutan sukrosa yang tidak menyebabkan perubahan panjang potongan silinder umbi bengkuang perlu dicari untuk menentukan nilai potensial tekanan. Tidak ada perubahan panjang umbi bengkuang menandakan konsentrasi di luar sel dan di dalam sel sama atau seimbang, keadaan ini biasa kita sebut dengan isotonik. Jika keadaan seimbang seperti ini maka potensial tekanan sel yang dihasilkan dari tekanan turgor sel bernilai 0 sehingga dapat dicari nilai potensial osmotik. Potensial osmotik dalam keadaan isotonik ini akan bernilai sama dengan potensial air sel. Potensial osmotik juga berlawanan dengan tekanan osmotik sehingga bila potensial osmotik bernilai positif maka tekanan

osmotic akan bernilai negatif, begitu pula sebaliknya.

BAB V PENUTUPA. Simpulan Dari praktikum penentuan potensial air pada umbi bengkuang yang telah dilakukan dapat ditarik suatu simpulan sebagai berikut: Semakin tinggi konsentrasi larutan sukrosa maka perubahan panjang potongan umbi silinder akan menurun. Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,6 M tidak terjadi perubahan panjang potongan silinder umbi bengkuang Dari hasil perhitungan didapatkan nilai potensial air umbi bengkuang adalah 14,82 atm B. Saran Umbi yang dipilih harus yang berukuran relatif besar agar mudah saat mengebornya dengan pengebor gabus. Setelah terbentuk silinder umbi bila tidak segera dimasukkan ke dalam larutan sukrosa maka harus ditempatkan terlebih dulu di cawan petri yang kemudian ditutup untuk menghindari terjadinya penguapan yang akan mempengaruhi hasil praktikum. Antara konsentrasi larutan sukrosa satu dengan lainnya saat akan dimasukkan potongan silinder umbi harus diberi waktu antara/jeda. Hal ini bertujuan agar waktu perendaman sama. Bila kita mengambil potongan umbi pada konsentrasi pertama larutan sukrosa kita akan butuh waktu untuk mengukur perubahan panjangnya. Sehingga pemberian jeda sangat penting agar waktu perendaman dapat dikontrol. Agar praktikum berjalan efisien dan cepat semua anggota kelompok harus bekerja sama dengan berbagi tugas.

DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2009. Air Dalam Tumbuhan. Diakses dari: http://klimatologi.wordpress.com/2009/01/21/air-dalam-tumbuhan/ Deragon. 2005, WATER POTENTIAL, http://www.deragon.com. accesed on 20 september 2011 Filter, W.G. 1989. FISIOLOGI LINGKUNGAN TUMBUHAN. Gadjah mada University press. Yogykarta Heddy,S.1982. BIOLOGI PERTANIAN. Fakultas pertanian Universitas Brawijaya. Malang Salisbury, F.b dan Ross, C.W.1995. FISIOLOGI TUMBUHAN jilid 1 edisi IV alih bahasa Luqman, RR dan Sumaryono. Penerbit ITB. Bandung Tim fisiologi tumbuhan. 2011. Penuntun Praktikum FISIOLOGI TUMBUHAN. Surabaya : Jurusan Biologi FMIPA UNESA.

LAMPIRAN

Perhitungan nilai potensial air sel umbi bengkuang Diketahui : suhu kamar/ruang = 28oC=301K Ditanya : PA Jawab : PA = PO + PT PA = PO + 0 PA = PO PA = - TO =

= == - 14, 82 atm

LAPORAN FISIOLOGI TUMBUHAN

PRAKTIKUM IIPENENTUAN POTENSIAL AIR JARINGANTUMBUHAN

Oleh : SUKMA JANEKA K (093204044)

S1 PRODI PENDIDIKAN BIOLOGI

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM 2011