LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN Tekanan Osmosis Cairan Sel dan Potensial Air

DISUSUN OLEH : Irwin Septian F05110003 Kelompok VII

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI JURUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS TANJUNGPURA 2012

TEKANAN OSMOSIS CAIRAN SEL

ABSTRAK Transportasi merupakan hal penting bagi makhluk hidup, tidak terkecuali bagi tumbuhan. Fungsi transportasi bagi tumbuhan sendiri selain untuk mengangkut air dan zat hara dari akar menuju daun juga berperan dalam mengangkut hasil fotosintesis dari daun ( source ) ke seluruh bagian yang membutuhkan ( sink ). Terdapat dua proses fisika-kimia yang terjadi pada tumbuhan dalam transportasi secara pasif yaitu difusi dan osmosis. Dengan adanya proses difusi suatu selaput dinyatakan permeable ataupun semipermeabel. Osmosis merupakan suatu proses difusi melewati suatu selaput karena adanya beda konsentrasi antara larutan sebelah menyebelah selaput. Dengan demikian osmosis akan berlangsung sampai adanya keseimbangan antara kepekatan cairan. Plasmolisis merupakan contoh kasus transportasi sel secara osmosis dimana terjadi perpindahan larutan dari kepekatan yang rendah ke larutan yang pekat melalui membran semi permeable Plasmolisis adalah peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel karena peristiwa osmosis. Sel tumbuhan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sel epidermis bawah daun Rhoe discolor, sedangkan konsentrasi larutan sukrosa yang digunakan adalah 0,14 M; 0,16 M; 0,18 M; 0,20 M; 0,22 M; 0,24 M dan 0,26 M. pada praktikum daun Rhoe discolor yang mengalami insipien plasmolisis adalah pada saat konsentrasi 0,18 M dimana persentase perubahannya adalah 52,4% hal ini berarti jumlah dinding sel yang terplasmolisis sama dengan air yang masuk. Semakin tiggi konsentrasi larutan maka berat akhir kentang semakin ringan. Hal ini dikarenakan potensial air diluar sel lebih kecil, Sehingga air keluar dari kentang dan mengakibatkan sel mengalami plasmolisis atau pengkerutan sel. Kata Kunci : Plasmolisis, Plasmolisis insipien, Osmosis, Rhoe discolor, Solanum tuberosum

A. Pendahuluan Latar Belakang Transportasi merupakan hal penting bagi makhluk hidup, tidak terkecuali bagi tumbuhan. Fungsi transportasi bagi tumbuhan sendiri selain untuk mengangkut air dan zat hara dari akar menuju daun juga berperan dalam mengangkut hasil fotosintesis dari daun ( source ) ke seluruh bagian yang membutuhkan ( sink ). Proses fisiologi tanaman tersebut memerlukan pelarut seperti halnya transportasi pada manusia dan hewan, jika pada manusia dan hewan menggunakan darah, maka pada tanaman menggunakan bantuan air untuk membantu prosesnya, air disini selain sebagai bahan utama untuk berfotosintesis juga berperan dalam transpirasi dan hampir semua aktivitas tumbuhan, oleh sebab itu karakteristik molekul air dan mekanismenya sangat penting dipelajari. Melihat fungsi vital dari transportasi ini, mekanisme dan cara pengangkutan di dalam tumbuhan sendiri memiliki beberapa keistimewaan dan perbedaan dibanding hewan dan manusia. transportasi pada tumbuhan lebih kompleks dan menarik untuk dipelajari karena memiliki mekanisme tersendiri pada prosesnya. Transportasi ada yang memerlukan energi ( melawan gradien konsentrasi ) namun ada pula yang berlangsung spontan ( tidak melawan gradien konsentrasi ). dalam laporan inilah akan dibahas mekanisme transprot osmosis secara lebih jelas.

Dasar Teori Terdapat dua proses fisika-kimia yang terjadi yaitu difusi dan osmosis. Dengan adanya proses difusi suatu selaput dinyatakan permeable ataupun semipermeabel. Osmosis merupakan suatu proses difusi melewati suatu selaput karena adanya beda konsentrasi antara larutan sebelah menyebelah selaput. Dengan demikian osmosis akan berlangsung sampai adanya keseimbangan antara kepekatan cairan (Harso, 2010). Komponen potensial air pada tumbuhan terdiri atas potensial osmosis (solute) dan potensial turgor (tekanan). Dengan adanya potensial osmosis cairan sel, air murni cenderung memasuki sel. Sebaliknya potensial turgor di dalam sel mengakibatkan air meninggalkan sel.

Pengaturan potensial osmosis dapat dilakukan jika potensial turgornya sama dengan nol yang terjadi saat sel mengalami plasmolisis (Meyer and Anderson, 1952). Plasmolisis ini terjadi apabila sel berada dalam keadaan tanpa tekanan. Nilai potensial osmosis sel dapat diketahui dengan menghitung nilai potensial osmosis larutan sukrosa yang isotonik terhadap cairan sel. Potensial air murni pada tekanan atmosfer dan suhu yang sama dengan larutan tersebut sama dengan nol, maka potensial air suatu larutan air pada tekanan atmosfer bernilai negatif (Salisbury, 1992). Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri (Anonimous, 2010). Plasmolisis merupakan contoh kasus transportasi sel secara osmosis dimana terjadi perpindahan larutan dari kepekatan yang rendah ke larutan yang pekat melalui membran semi permeable Plasmolisis adalah peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel karena peristiwa osmosis. Peristiwa lepasnya membran sel dari dinding sel (plasmolisis) dapat terjadi jika sel tumbuhan diletakkan di larutan terkonsentrasi (hipertonik), sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan turgor, menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan sel dalam kondisi seperti ini layu. Kehilangan air lebih banyak akan menyebabkan terjadinya plasmolisis: tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di mana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan adanya jarak antara dinding sel dan membrane (Kimball, 1983).

Masalah Masalah yang diangkat penulis dalam laporan ini adalah

Bagaimana keadaan sel Rhoe discolor sebelum dan sesudah diberi larutan sukrosa dengan berbagai konsentrasi ? Pada Konsentrasi berapa Sel Rhoe discolor mengalami Insipien Plasmolisis ( Jumlah sel epidermis yang terplasmolisi sebesar 50 % ) ? dan bagaimana potensial osmotiknya ? Bagaimana dengan berat awal dan akhir potongan kentang yang telah direndam dalam larutan sukrosa berbagai konsentrasi ? Pada Konsentrasi berapa kentang yang direndam mengalami penurunan berat ?

B. Tujuan Adapun diadakannya praktikum Tekanan osmosis cairan sel dan potensial air ialah : 1. Dapat menghitung tekanan osmosis cairan sel Rhoe discolor 2. Dapat mengukur nilai potensial jaringan umbi kentang

C. Material dan Metoda 1. Waktu dan Tempat Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Pend.Biologi pada tanggal 14 April dan 21 April 2012 pukul 07.30-09.30 WIB 2. Alat dan Bahan Dalam pengerjaan acara praktikum ini digunakan beberapa alat untuk menunjang kegiatan pengamatan. Adapun alat yang digunakan yaitu : Mikroskop, Pipet tetes, Gelas Kimia, Gelas Objek ( Kaca Objek ), Kaca penutup, Tabung reaksi 12 buah, pinset, Silet,

batang pengaduk, neraca digital, Rak tabung reaksi, dan Cork Borer 1 cm. Sedangkan bahan yang dipakai ialah: Air Akuades, Larutan glukosa konsentrasi 0.26 M;0,24 M;0, 22 M; 0,20 M; 0,18 M; 0,16 M; 0,14 M, Daun Rhoe discolor, Umbi kentang (Solanum tuberosum), Larutan Sukrosa 0,05M; 0,1M; 0,15M; 0,20M; 0,25M; 0,3M; 0,35M; 0,4M; 0,45M; 0,5M; 0,6M. 3. Cara kerja Tekanan Osmosis Cairan Sel Tujuh buah gelas ukur disiapkan dan diisi dengan larutan sukrosa ke dalam gelas ukur sebanyak 100 ml, satu gelas untuk satu buah tabung saja. daun Rhoe discolor disayat bagian epidermisnya denga silet ( usahakan setipis mungkin ). Periksa sayatan yang sudah dibuat dan dihitung jumlah sel yang berwarna ungu. setelah itu sayatan tadi dimasukkan dalam larutan yang sudah dibuat selama 30 menit. setelah itu dicatat dan cari larutan gula mana yang 50 % jumlah sel yang berwarna ungunya telah terplasmolisis (insipien plasmolisis). Keadaan insipien plasmolisis inilah yang memiliki osmotik = larutan. Penetapan Potensial air Jaringan tumbuhan `Duah Belas buah tabung reaksi disiapkan dan masing-masing diisi dengan 100 ml larutan sukrosa berbagai konsentrasi. Lakukan dengan cepat, dibuat 12 silinder umbi kentang dengan cork borer yang 1 cm dan panjangnya 4 cm. dengan pisau silet potongan tadi diiris sebanyak 12 potongan sama besar. cuci dan timbang potongan tadi, lalu keringkan dengant tissue agar air cucian tidak mempengaruhi hasil percobaan, timbang ( berat awal) dan masukkan keduabelas potongan tadi ke tabung reaksi ( masukkan bersamaan) dan hitung waktu perendaman selama 2 jam, setelah 2 jam direndam irisan dikeluarkan dan dikeringkan dengan tissue dan ditimbang lagi per tabungnya. lalu hitung % perubahan berat

lalu dibuat grafiknya dan plotkan persen perubahan berat pada ordinat ( sumbu Y ) dan konsentrasi larutan pada absis. D. Data Pengamatan

Tabel 1 Perubahan Jumlah Sel Pada daun Rhoe discolor setelah ditetesi larutan sukrosa ( C6H12O6 ) berbagai konsentrasi (M)

Konsentrasi (M) 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26

Jumlah sel awal 135 72 166 66 86 55 136

Jumlah sel akhir 124 13 79 2 75 37 113

Persentase 8,14% 81,9% 52,4% 96,4% 12,8% 32,73% 16,9%

Rumus Perubahan Jumlah Sel

Rumus Stoikiometri Perhitungan Molaritas Sukrosa

Tabel 2. Perubahan Jumlah Berat Potongan Kentang ( Solanum tuberosum ) setelah perendaman selama 2 jam dalam larutan sukrosa berbagai konsentrasi Jenis larutan Aquades Konsentrasi (M) 0 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Berat awal 2,13 2,17 2,16 2,14 2,13 2,16 Berat akhir 2,72 2,13 2,10 2,07 2,04 2,01 % perubahan berat 27,69% -1,84% -2,78% -3,27% -4,32% -6,94%

Sukrosa

0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,60

2,19 2,13 2,14 2,11 2,12 2,14

1,97 1,86 1,81 1,75 1,69 1,59

-8,37% -12,67% -15,42% -17,06% -20,28% -25,70%

Rumus Perubahan Berat

Rumus Stoikiometri Perhitungan Molaritas Sukrosa

Grafik 1. Persen Perubahan Plasmolisis pada Sel Rhoe discolor

% Perubahan Plasmolisis120 % Perubahan Plasmolisis 100 80 60 40 20 0 0,14 M 0,16 M 0,18 M 0,20 M 0,22 M 0,24 M 0,26 M Konsentrasi (M) % Perubahan Plasmolisis

Grafik 2. Persen Perubahan Berat pada Solanum tuberosum

% Perubahan Berat40 30 % Perubahan Berat 20 10 0 -10 -20 -30 Konsentrasi (M) 0 M 0,05 0,1 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,60 M M M M M M M M M M M % Perubahan Berat

E. PEMBAHASAN

1. Perubahan Jumlah Sel Rhoe discolor pada larutan Sukrosa Berbagai Konsentrasi Nilai potensial air di dalam sel dan nilainya di sekitar sel akan mempengaruhi difusi air dari dan ke dalam sel tumbuhan. Dalam sel tumbuhan ada tiga faktor yang menetukan nilai potensial airnya, yaitu matriks sel, larutan dalam vakuola dan tekanan hidrostatik dalam isi sel. Hal ini menyebabkan potensial air dalam sel tumbuhan dapat dibagi menjadi 3 komponen yaitu potensial matriks, potensial osmotik dan potensial tekanan (Wilkins, 1992). Sel tumbuhan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sel epidermis bawah daun Rhoeo discolor, sedangkan konsentrasi larutan sukrosa yang digunakan adalah 0,14 M; 0,16 M; 0,18 M; 0,20 M; 0,22 M; 0,24 M dan 0,26 M. Osmosis pada hakekatnya adalah suatu proses difusi. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melaui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah. Tekanan yang terjadi karena difusi molekul air disebut tekanan osmosis. Makin besar terjadinya osmosis maka makin besar pula tekanan osmosisnya. Menurut Kimball (1983) bahwa proses osmosis akan berhenti jika kecepatan desakan keluar air seimbang dengan masuknya air yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi. jika sel dimasukan ke dalam larutan gula, maka arah gerak air neto ditentukan oleh perbedaan nilai potensial air larutan dengan nilainya didalam sel. Jika potensial larutan lebih tinggi, air akan bergerak dari luar ke dalam sel, bila potensial larutan lebih rendah maka yang terjadi sebaliknya, artinya sel akan kehilangan air. Apabila kehilangan air itu cukup besar, maka ada kemungkinan bahwa volum sel akan menurun demikian besarnya sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel, keadaan ini dinamakan plasmolisis. Sel daun Rhoeo discolor yang dimasukan ke dalam larutan sukrosa mengalami plasmolisis. Semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak sel yang mengalami plasmolisis. Membran protoplasma dan sifat permeabel deferensiasinya dapat diketahui dari proses plasmolisis. Permeabilitas dinding sel terhadap larutan gula diperlihatkan oleh sel-sel yang terplasmolisis. Apabila ruang bening diantara dinding dengan protoplas diisi udara, maka dibawah mikroskop akan tampak di tepi gelembung yang berwarna kebiru-biruan. Jika isinya air murni maka sel tidak akan mengalami plasmolisis. Molekul gula dapat berdifusi melalui benang-benang protoplasme yang menembus lubang-lubang kecil pada dinding sel. Benang-benang tersebut dikenal dengan sebutan plasmolema, dimana diameternya lebih

besar daripada molekul tertentu sehingga molekul gula dapat masuk dengan mudah (Salisbury, 1995). Komponen potensial air pada tumbuhan terdiri atas potennsial osmosis (solut) dan potensial turgor (tekanan). Dengan adanya potensial osmosis cairan sel, air murni cenderung memasuki sel. Sebaliknya potensial turgor di dalam sel mengakibatkan air meninggalkan sel. Pengaturan potensial osmosis dapat dilakukan jika potensial turgornya sama dengan nol yang terjadi saat sel mengalami plasmolisis. Nilai potensial osmotik dalam tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : tekanan, suhu, adanya partikel-partikel bahan terlarut yang larut di dalamnya, matrik sel, larutan dalam vakuola dan tekanan hidrostatik dalam isi sel. Nilai potensial osmotik akan meningkat jika tekanan yang diberikan juga semakin besar. Suhu berpengaruh terhadap potensial osmotik yaitu semakin tinggi suhunya maka nilai potensial osmotiknya semakin turun (semakin negatif) dan konsentrasi partikel-partikel terlarut semakin tinggi maka nilai potensial osmotiknya semakin rendah (Meyer and Anderson, 1952). Larutan yang di dalamnya terdapat sekumpulan sel dimana 50% berplasmolisis dan 50% tidak berplasmolisis disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis ini terjadi apabila sel berada dalam keadaan tanpa tekanan. Nilai potensial osmosis sel dapat diketahui dengan menghitung nilai potensial osmosis. pada praktikum daun Rhoe discolor yang mengalami insipien plasmolisis adalah pada saat konsentrasi 0,18 M dimana persentase perubahannya adalah 52,4% hal ini berarti jumlah dinding sel yang terplasmolisis sama dengan air yang masuk. 2. Perubahan Berat Pada Umbi Kentang ( Solanum tuberosum ) Osmosis pada cairan dapat menyebabkan sel mengalami dua kemungkinan, bila berada dalam lingkungan hipertonis air dalam sel akan berdifusi keluar sehingga potensial air di dalam sel sama dengan di luar, bila berlangsung terus menerus sel akan mengalami plasmolisis kemudian mati. Namun, bila dalam lingkungan hipotonis maka air di lingkungan akan masuk karena cairan sel lebih pekat dari lingkungan sehingga air berdifusi ke dalam sel, bila terlalu banyak, sel tidak akan mengalami lisis karena fungsi dari dinding sel yang menahan turgiditas sel, sehingga sel lebih tinggi potensial airnya. mekanisme seperti ini berlangsung terus menerus sehingga sel bisa saja mengalami kedua kondisi yang disebutkan sampai keadaannya isotonis.

Pada praktikum digunakan berbagai konsentrasi untuk menguji apakah benar semakin pekat konsentrasi semakin berkurang berat potongan kentang, karena air cenderung keluar sel untuk menurunkan konsentrasi larutan di lingkungan. adapun disini digunakan air sebagai pembanding dan kontrol, pembanding disini untuk memperlihatkan berkurang atau bertambah, dan digunakan larutan sukrosa 0,05 M 0,60 M. Dari hasil penimbangan setelah direndam selama 2 jam, terlihat pada tabel pengamatan dan grafik ada penurunan yang drastis dari kentang yang direndam di air dengan yang direndam dalam larutan sukrosa. idealnya kentang yang direndam dalam air akan bertambah dan hal ini terbukti pada kelompok kami, dimana berat potongan kentang kami bertambah 27,92%. lain halnya dengan larutan yang direndam dalam larutan sukrosa 0,6 M berat kentang drastis berkurang sebanyak -25,70%

F. Kesimpulan dan Rekomendasi Kesimpulan Pada percobaan tekanan osmosis dapat dilihat semakin tinggi konsentrasi gula yang diberikan pada suatu larutan, maka akan menyebabkan persentase plasmolisis pada daun Rhoe discolor semakin tinggi. Akibatnya, akan semakin banyak sel yang keriput. dan sel Rhoe discolor yang mengalami plasmolisis sebanyak 50 % adalah insipien plasmolisis akibat potensial air = potensial larutan. Pada kentang yang direndam pada aquades ( konsentrasi nol ) berat akhir kentang lebih besar dari berat kentang sebelum direndam. Hal ini karena potensial diluar sel ( akuades) lebih besar di banding dengan kentang. Sehingga air masuk kedalam sel kentang. Semakin tiggi konsentrasi larutan maka berat akhir kentang semakin ringan. Hal ini dikarenakan potensial air diluar sel lebih kecil, Sehingga air keluar dari kentang dan mengakibatkan sel mengalami plasmolisis atau pengkerutan sel.

Untuk rekomendasi kedepannya, diharapkan asisten kentang yang digunakan lebih besar dan segera ditimbang agar tidak mengurangi kandungan airnya, dan neraca di

laboratorium harap ditambah karena untuk menimbang saja perlu waktu sekitar 45 menit, karena bergantian dengan kelompok lain.

DAFTAR PUSTAKA Anonimous. 2009 . Plasmolisis ((http://www.wikipedia.co.id\ searchengine= plasmolisis.htm (diakses pada tanggal 26 April 2012, pukul 16.00). Bennymorigan. 2009 . Penentuan Tekanan Osmotis Cairan Sel. (diakses pada tanggal 26 April 2012, pukul 21.10). Dwidjoseputro, D . 1994 . Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia Pustaka Tama : Jakarta. Harso, Wahyu . 2010 . Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan . Laboratorium Biologi Fakultas MIPA Universitas Tadulako : Palu. Kimball, J. W. 1983. Biologi. Erlangga : Jakarta. Meyer, B.S and Anderson, D.B. 1952. Plant Physiology. D Van Nostrand Company Inc : New York. Salibury, dkk. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. ITB : Bandung.

LAMPIRAN

A. PERHITUNGAN % PERUBAHAN BERAT PADA PRAKTIKUM TEKANAN

OSMOSIS Rumus: % perubahan jumlah = a. b. c. d. e. f. g. x 100% x 100% x 100% x 100% x 100% x 100% x 100% = 8,14% = 81,9% = 52,4% = 96,4% = 12,8% = 32,73% = 16,9% x 100%

B. PERHITUNGAN % PERUBAHAN BERAT

Rumus: % perubahan berat = a. b. c. d. e. f. x 100% = 27,69 % x 100% = -1,84% x 100% = -2,78% x 100% = -3,27% x 100% = -4,22% x 100% = -6,94%

x 100%

g. h. i. j. k. l.

x 100% = -8,37% x 100% = -12,67% x 100% = -15,42% x 100% = -17,06% x 100% = -20,28% x 100% = -25,70%

LAPORAN SEMRNTARA