RESPIRASI - agrotechbright.files.wordpress.com€¦ · LAPORAN PRAKTIKUM RESPIRASI Oleh : Golongan...

1

LAPORAN PRAKTIKUM

RESPIRASI

Oleh :

Golongan E/Kelompok 2C

1. Ika Ayu Lestari (161510501057)

2. Siska Maulida (161510501082)

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2017

2

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semua mahkluk hidup pasti akan mengalami proses respirasi termasuk juga

pada tumbuhan. Tumbuhan melakukan proses respirasi dalam siklus hidupnya

dengan cara mengubah energi kimia yang tersimpan dalam bentuk karbohidrat dan

lemak menjadi energi (ATP). Proses respirasi ini terjadi pada seluruh sel yang

hidup, khususnya di sitoplasma dan mitokondria. Proses ini bertujuan untuk

menghasil ATP yang kaya akan energi. Umumnya kata respirasi dianggap sebagai

proses pertukaran gas CO2 dan O2. Anggapan tersebut dapat dikatakan kurang benar

karena respirasi merupakan serangkaian proses enzimatis di dalam sel tumbuhan.

Respirasi dibagi menjadi dua macam yaitu respirasi aerobik dan anaerobik.

Respirasi yang membutuhkan oksigen disebut dengan respirasi aerobik. Proses

respirasi yang tidak membutuhkan oksigen disebut dengan respirasi anaerobik atau

disebut dengan fermentasi. Respirasi aerobik sebuah reaksi katabolisme yang

membutuhkan suasana aerobik untuk menghasilkan energi dalam jumlah yang

besar. Energi yang dihaslkan biasanya dikenal dengan sebutan ATP. Energi ATP

ini digunakan oleh sel untuk proses hidup seperti menunjang pertumbuhan, gerak,

transportasi, reproduksi dan kegiatan yang lain. Reaksi anaerobik atau biasa disebut

dengan fermentasi merupakan proses respirasi yang tidak membutuhkan O2.

Respirasi ini terjadi di bagian sitoplasma dan menghasilkan energi yang kecil yaitu

dua ATP.

Pada proses respirasi, oksigen sangat diperlukan untuk mengubah dan

memecah molekul-molekul gula menjadi molekul anorganik yang berupa

karbondioksida (CO2) dan Uap air (H2O). Tanaman menyerap oksigen kemudian

akan dipecah dan dirombak menjadi molekul- molekul baru sehingga menghasilkan

suatu energi. Bagian-bagian penting yang aktif dalam melakukan respirasi meliputi

kuncup bunga, tunas, biji yang sedang berkecambah, ujung batang serta ujung akar.

Respirasi sangat penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Tanaman membutuhkan proses respirasi untuk menghasikan energi berupa ATP

yang digunakan untuk aktifitas hidup. Akibat dari tidak bisanya melakukan

3

respirasi maka kegiatan metabolisme yang lain akan terganggu sehingga otomatis

tanaman akan mengalami sakit atau bahkan bisa mati. Mempelajari proses respirasi

merupakan hal yang sangat penting dalam dunia pertanian karena pada nantinya

akan dapat memberi perlakuan yang yang tepat dalam budidaya tanaman sehingga

tanaman dapat tumbuh dan berkembang dengan baik.

1.2 Tujuan

Mengetahui volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi serta

membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.

4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Respirasi pada tumbuhan merupakan proses yang terjadi melalui stomata

atau mulut daun, dimana pada stomata ini nantinya oksigen akan diserap.

Penyerapan oksigen untuk memecah molekul-molekul oksigen menjadi glukosa.

Konsentrasi oksigen mempengaruhi laju respirasi pada tanaman. Konsentrasi

oksigen yang buruk seperti pada keadaan genangan akan membuat respirasi tidak

berjalan (Agustiningrum dkk., 2014). Oksigen pada proses respirasi in nantinya

dirombak dan dipecahkan menjadi molekul-molekul baru sehingga membentuk

suatu ATP yang kaya akan energi. Bahan baku dalam proses respirasi ini adalah

oksigen dan glukosa yang nantinya dirubah menjadi karbondioksida (CO2), uap air

(H2O), dan energi. Karbon dioksida akan dilepas ke udara dan pada reaksi ini akan

menghasilkan energi dalam bentuk yang panas. Pasokan udara yang baik akan

berpengaruh terhadap proses respirasi. Udara yang mengandung 20% oksigen akan

memacu proses respirasi aerob pada tanama. Apabila kandungan oksigen di udara

kurang atau hanya 2% maka bukan terjadi respirasi aerob melainkan yang terjadi

yaitu respirasi anaerob atau biasa disebut dengan fermentasi yang akan memecah

gula menjadi alkohol dan karbon dioksida (Soesanto, 2006).

Proses yang mengubah energi kimia yang tersimpan dalam bentuk glukosa

menjadi senyawa lain dan menghasilkan suatu energi sangat bergantung pada

proses fotosintesis, dikarenakan respirasi ini merupakan metabolisme lain dari

fotosintesis. Pada fotosintesis juga membutuhkan hasil dari respirasi yang berupa

ATP. ATP berfungsi untuk mengendalikan reaksi-reaksi pada fotosintesis dan

reaksi kimia lainnya. Terjadinya proses respirasi ini berada pada mitokondria dan

sitoplasma (Vanlerberghe, 2013). Respirasi dibagi menjadi dua macam yaitu

respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob ini sama halnya dengan reaksi

respirasi pada umumnya yaitu memerlukan oksigen dan pada akhirnya akan

menghasilkan karbondioksida dan energi. Proses respirasi aerob dibagi melalui tiga

tahapan yaitu glikolisis, siklus kreb atau siklus asam trikarboksilat (TCA), dan

transfer elektron.

5

Glikolisis merupakan peristiwa pemecahan satu molekul glukosa (C6)

menjadi 2 molekul asam piruvat (C3). Tahapan proses glikolisis ini berada di

sitoplasma sel. Siklus kreb terdapat 8 tahapan reaksi yang terjadi dimatriks

mitokondria sedangkan pada tahap transfer elektron terjadi di membran dalam

mitokondria. Pada tahap transfer elektron ini diawali dengan NADH yang

melepaskan elektron dan H+ sehingga berubah menjadi NAD+. Hasil akhir dari

transfer elektron berupa 2 molekul NADH dari tahapan glikolisis sebesar 6 ATP, 6

molekul NADH. Siklus kreb menghasilkan 18 ATP dan 2 molekul FADH2 (Toro

and Pinto, 2015)

Bahan baku respirasi aerob dan anaerob merupakan glukosa. Hasil anaerob

berbeda dengan reaksi aerob, pada reaksi anaerob ini biasanya terjadi pada tanaman

yang tidak mengandung klorofil dimana hasil dari proses respirasinya bukan berupa

karbondioksida dan energi melainkan senyawa lain yang berupa alkohol, asam

asetat, asetaldehida, dan sedikit energi. Respirasi anaerob tidak membutuhkan

oksigen dalan prosesnya. Proses ini juga dapat dikenal dengan fermentasi (Akhtar

et al., 2013).

Pada respirasi aerob akan terjadi pembakaran yang sempurna dari oksidasi

suatu zat gula atau glukosa sehingga dapat menghasilkan energi yang jauh lebih

besar yaitu 36 ATP. Lain halnya dengan respirasi anaerob yang menghasilkan

energi sebanyak 2 ATP. Proses respirasi ini sangat membutuhkan banyak oksigen

untuk memenuhi kebutuhan dalam poses laju respirasinya (Nurshanti, 2013).

Oksigen dibutuhkan karena oksigen merupakan bahan baku utama dalam proses

respirasi, apabila oksigen yang dibutuhkan berjumlah sedikit maka proses respirasi

akan terhambat bahkan tidak berjalan sama sekali. Selain oksigen suhu juga

menjadi faktor yang dapat menekan laju respirasi karena setiap kenaikan 10oC maka

laju reaksi akan semakin meningkat juga ( Imamah dkk., 2016).

6

BAB 3. METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum agrobiosains acara 2 tentang “Respirasi” dilaksanakan pada hari

Sabtu, 14 Oktober 2017 pukul 14.00 – 15.30 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. Botol semprot

3.2.2 Bahan

1. Kecambah kacang hijau

2. Larutan CaCl2 0,2 N

3. Indikator pp

4. Larutan NaOH 0,2 N

5. Larutan HCl 0,05 N

6. Aquadest

7. Biuret

8. Vaseline

3.3 Pelaksanaan Praktikum

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

memasukkan pula kassa logam ke dalam tabung objek. Menutup lubang objek

dengan tabung pengumpul.

2. Memasukkan kecambah kacang hijau ke dalam tabung objek.

7

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. Melihat perubahan tetes air (menurun) dalam pipa ukur dalam waktu beberapa

lama. Mengetahui oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut setelah selang

waktu tertentu.

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

x (perubahan posisi tetes air) mm3.

3.4 Variabel Pengamatan

Variabel yang diamati pada praktikum ini adalah volume O2, volume CO2, dan

kuosien respirasi (KR) pada kecambah kacang hijau dengan perlakuan imbibisi, 24

jam, dan 48 jam.

3.5 Analisis Data

Analisis data yang digunakan pada praktikum ini adalah analisis statistika

deskriptif kuantitatif.

8

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel 1. Hasil Perbandingan Volume O2 dan CO2 yang Dihasilkan dari Proses

Respirasi dengan Perlakuan yang Berbeda

Kegiatan praktikum yang telah dilakukan mengenai pengujian volume O2

dan CO2 yang dihasilkan oleh proses respirasi dengan perlakuan imbibisi,

perkecambahan 24 jam, dan perkecambahan 48 jam memiliki hasil yang berbeda.

4.1.1 Volume O2

Proses respirasi dengan perlakuan imbibisi, perkecambahan 24 jam, dan

perkecambahan 48 jam memiliki jumlah volume O2 yang berbeda. Volume O2

dengan perlakuan imbibisi sebesar 0,23 mm3. Volume O2 dengan perlakuan

perkecambahan sebesar 0,0015 mm3. Volume O2 dengan perlakuan perkecambahan

48 jam memiliki volume 0,74 mm3.

4.1.2 Volume CO2

Proses respirasi dengan perlakuan imbibisi dan perkecambahan 24 jam

memiliki jumlah volume CO2 yang sama sedangkan untuk perlakuan perlakuan 48

jam jumlahnya tidak sama dan lebih besar. Volume CO2 hasil proses respirasi

perlakuan imbibisi sebesar 3,41 mm3, jumlah tersebut sama seperti perlakuan

Imbibisi Perkecambahan24 jam

Perkecambahan48 jam

0,230,0015

0,74

3,41 3,41

4,18

O2 CO2

9

perkecambahan 24 jam. Volume CO2 yang dihasilkan oleh proses respirasi pada

perlakuan perkecambahan 48 jam sebesar 4,18 mm3. Perlakuan dengan

perkecambahan 48 jam memiliki volume CO2 terbesar.

4.2 Pembahasan

Respirasi sel merupakan serangkaian reaksi yang menghasilkan ATP dan

menggunakan molekul anorganik sebagai akhir akseptor elektron. Terdapat dua

jenis respirasi sel yaitu respirai aerob dan respirasi anaerob (fermentasi). Respirasi

aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan oksigen sedangkan respirasi

anaerob tidak membutuhkan oksigen. Proses respirasi yang terjadi menggunakan

glukosa sebagai sumber energi. Proses respirasi glukosa dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 + energi

Proses reaksi respirasi titak terjadi secara sederhana, melainkan melewati

tiga tahapan yaitu glikolisis, siklus krebs, dan sistem transfer elektron. Glikolisis

merupakan serangkaian reaksi yang terjadi disitosol pada semua sel makhluk hidup.

Tahap ini terjadi pengubahan senyawa glukosa dengan 6 atom C, yang menjadi dua

senyawa asam piruvat dengan 3 atom C serta NADH dan ATP. Tahapan yang

terjadi pada proses glikolisis ini masih belum membutuhkan oksigen. Tahapan dari

proses glikolisis terdiri dari sepuluh reaksi yang dapat disimpulkan menjadi dua

tahap yaitu reaksi penambahan gugus fosfat dengan menggunakan dua molekul

ATP dan gliseraldehid-3-fosfat diubah menjadi asam pirufat dan dihasilkan empat

molekul ATP dan dua NADH, namun hasil reaksi keseluruhan pada tahap glikolisis

hanya dua molekul ATP (Reece dan Mitchell, 2000).

Siklus krebs merupakan tahapan respirasi yang melanjutkan hasil dari

glikolisis. Dua molekul asam piruvat hasil dari glikolisis ditransportasikan dari

sitoplasma ke dalam mitikondria (tempat terjadinya siklus krebs). Asam piruvat

tersebut akan diubah pada proses siklus krebs menjadi asetil koenzim A dengan

reaksi yang disebut dengan dekarboksilasi oksidatif. Molekul-molekul elektron

selanjutnya akan memasuki tahap tranfer elektron yang terjadi pada intermembran

dari mitokondria, pada tahap inilah Atp paling banyak dihasilkan yaitu total ATP

yang dihasilkan 38 akan tetapi 2 ATP digunakan untuk masuk ke mitokondria.

10

Praktikum mengenai respirasi melakukan pengujian volume O2 dan CO2

hasil proses respirasi yang terdapat pada kecambah kacang hijau dengan

menggunakan tiga perlakuan yaitu imbibisi, perkecambahan 24 jam, dan

perkecambahan 48 jam. Pengujian dilakukan dengan memasukkan larutan NaOH

0,2 N kedalam respirometer dan kassa logam yang telah berisi kecambah kacang

hijau. Penambahan NaOH mempengaruhi kandungan CO2 menurun, hal ini

dikarenakan NaOH dapat menyerap atau mengikat CO2 hasil dari proses respirasi.

Hal ini dapat disimpulkan bahwa pergerakan molekul air hanya disebabkan oleh

konsumsi oksigen (Prayugi dkk., 2015).

Volume oksigen dapat diamati dari pergerakan tinta cina yang diteteskan

pada ujung atas pipa ukur. Rumus: V=3,14 x 0,75 x 0,75 x (perubahan posisi tetes

air)mm3 digunakan untuk menghitung volume oksigen yang terpakai oleh

kecambah. Pada perlakuan imbibisi sebesar 0,23 mm3, pada perlakuan

perkecambahan 24 jam sebesar 0,0015 mm3 dan pada perlakuan perkecambahan 48

jam sebesar 0,74 mm3. Ketiga perlakuan tersebut menunjukkan hasil yang berbeda.

Volume oksigen terpakai dalam jumlah paling tinggi terdapat pada perlakuan 48

jam, hal ini disebabkan perkecambahan 48 jam lebih banyak melakukan aktivitas

dibandingkan dengan perlakuan imbibisi dan perkecambahan 24 jam , aktivitas

yang tinggi dapat meningkatkan suhu dari organisme dan membuat kebutuhan O2

yang lebih banyak untuk pembentukan energi.

Endapan CaCO3 terbentuk karena penambahan CaCl2 dengan kadar 2,5 cc.

Endapan tersebut merupakan CO2 yang terlarut dalam larutan NaOH. Endapan

CaCO3 disaring dengan kertas filter. Pemberian indikator pp berfungsi

mempermudah dalam pengamatan ketika larutan dititrasi. Larutan dititrasi dengan

menggunakan HCL 0,05 N. HCL merupakan asam kuat sehingga dapat berfungsi

untuk mentralkan larutan yang sebelumnya bersifat basa karena campuran NaOH.

Kondisi larutan yang awalnya berwana merah muda beberapa waktu berubah

menjadi putih bening. Jumlah CO2 yang terlepas saat proses respirasi berbanding

lurus dengan jumlah HCL yang diteteskan ketika proses titrasi. Teknik

penghitungan CO2 dipengaruhi oleh jumlah HCL yang diteteskan ketika proses

titrasi. Rumus yang digunakan adalah ½ Volume HCL x N.HCL x Mr.HCL.

11

Kuosien respirasi (RQ) adalah rasio antara CO2 yang dikeluarkan selama proses

respirasi dibandingkan O2 yang digunakan. Nilai RQ bersifat karakteristik dengan

jenis senyawa atau substrat yang dioksidasi. Oksidasi metabolik lemak

menghasilkan nilai RQ= 0,7; karbohidrat RQ= 1,0 dan protein RQ= 0,8, nilai RQ

menunjukan jenis metabolisme yang sedang terjadi. Sel yang kekurangan O2 akan

melakukan respirasi aerob yang dibantu respirasi anaerob memiliki nilai RQ > 1,

sedangkan RQ < 1 menunjukan seluruh CO2 dimanfaatkan lagsung oleh organisme

(Makfoeld, 2002). Ketiga perlakuan memiliki nilai RQ >1, hal ini karena pada saat

perkecambahan dan metabolisme tingkat awal dilakukan resprasi secara anaerob,

tetapi proses respirasi ini akan cepat berupah ketika biji pecah dan menjadi respirasi

aerob yang membuat oksigen berdifusi ke dalam karena jika proses respirasi

anaerob berjalan lama akan mempengaruhi pembentukan ATP. Nilai RQ yang

dimiliki oleh perlakuan imbibisi sebesar 14,83, pekecambahan 24 jam sebesar

2273,33 dan pada perkecambahan 48 jam sebesar 5,65 (Haryanti dan Budihastuti,

2015).

12

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Proses respirasi dengan perlakuan imbibisi, perkecambahan 24 jam, dan

perkecambahan 48 jam memiliki jumlah volume O2 yang berbeda-beda.

2. Proses respirasi dengan perlakuan imbibisi dan perkecambahan 24 jam memiliki

jumlah volume CO2 yang sama sedangkan untuk perlakuan perlakuan 48 jam

jumlahnya tidak sama dan lebih besar.

3. Nilai kousien respirasi (KR) yang dimiliki oleh perlakuan imbibisi sebesar 14,83,

pekecambahan 24 jam sebesar 2273,33, dan perkecambahan 48 jam sebesar 5,65.

5.2 Saran

Ketika acara praktikum peralatan yang dibutuhkan harus lebih bersih dan

lengkap. Penjelasan materi dirasa masih kurang jelas dan kurang sederhana

sehingga praktikan sulit memahami prosedur atau tata cara dalam praktikum.

13

DAFTAR PUSTAKA

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

Konsentrasi Oksigen Pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah

sawo (Achras zapota L.). Jurnal Bioproses Komoditas Tropis, 2(1): 22-33.

Akhtar, I, and Nazir, N. 2013. Efeect of Waterlogging and Drought Stress in Plants.

International Journal of Water Resources and Environmental Science,

2(2): 34-40.

Haryanti.S., dan R.Budhihastuti. 2015. Berat Basah Kotiledon dan Ketebalan Daun

Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada Naungan yang

Berbeda. Buletin Anatomi dan Fisiologi, 23(1): 47-57.

Imamah, N., Hasbullah,R, and Nugroho, L.P.E. 2016. Model Arrhenius Untuk

Pendugaan Laju Respirasi Brokoli Terolah Minimal. Analisis Ruang

Terbuka Hijau.4(1):25-30.

Nurshanti, D.F. 2013. Tanggap Perkecambahan Benih Palem Ekor Tupai (Wodyetia

Bifurcate) Terhadap Lama Perendaman Dalam Air. Jurnal Ilmiah AgrIBA,

2(2): 216-224.

Makfoeld, D. 2002. Istilah Pangan dan Nutrisi. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.

Prayugi.G.E., S.H.Sumarlan, dan R.Yulianingsih. 2015. Pemurnian Biogas dengan

Sistem Pengembunan dan Penyaringan Menggunakan Beberapa Bahan

Media. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropics da Biosistem, 3(1): 7-14.

Reece, C. dan Mitchell. 2000. Biologi. Jakarta: Erlangga.

Seoseanto, L. 2006. Penyakit Pasca Panen. Yogyakarta: Kanisius.

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

Journal Of Agricultural Research 75, 1(1):57-70.

Vanlerberghe, G.C. 2013. Alternative Oxidase: A Mitochondrial Respiratory

Pathway to Maintain Metabolic and Signaling Homeostasis during Abiotic

and Biotic Stress in Plants. International Journal of Molecular Sciences,

14(1): 6805-6847.

14

LAMPIRAN

Dokumentasi

16

Lampiran referensi

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

Konsentrasi Oksigen Pada Penyimpanan Atmosfer Termodifikasi Buah

sawo (Achras zapota L.). Jurnal Bioproses Komoditas Tropis, 2(1): 22-33.

17

Akhtar, I, and Nazir, N. 2013. Efeect of Waterlogging and Drought Stress in Plants.

International Journal of Water Resources and Environmental Science,

2(2): 34-40.

18




19




20




21




22

Nurshanti, D.F. 2013. Tanggap Perkecambahan Benih Palem Ekor Tupai (Wodyetia

Bifurcate) Terhadap Lama Perendaman Dalam Air. Jurnal Ilmiah

AgrIBA, 2(2): 216-224.

23

Makfoeld.D. 2002. Istilah Pangan dan Nutrisi. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.

24




25




26


27


28


29


30



31



32


Pathway to Maintain Metabolic and Signaling Homeostasis during

Abiotic and Biotic Stress in Plants. International Journal of Molecular

Sciences, 14(1): 6805-6847.

33


Pathway to Maintain Metabolic and Signaling Homeostasis during

Abiotic and Biotic Stress in Plants. International Journal of Molecular

Sciences, 14(1): 6805-6847.

RESPIRASI - agrotechbright.files.wordpress.com€¦ · LAPORAN PRAKTIKUM RESPIRASI Oleh : Golongan...

Documents

Transcript of RESPIRASI - agrotechbright.files.wordpress.com€¦ · LAPORAN PRAKTIKUM RESPIRASI Oleh : Golongan...