RESPIRASI PADA TUMBUHAN

UNIVERSITAS JEMBER

FAKULTAS PERTANIAN

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN DASAR

LAPORAN PRAKTIKUM

NAMA                                      : ROBBIE ALFIS SYAHRIAL

NIM                                           : 121510501142

GOL/KELOMPOK                 : D/2

ANGGOTA                           : 1. AYU AMANDA             (121510501138)

                                                  2. MUHAMMAD NAIM    (121510501141)

                                                  3. ALFIAN EKO               (121510501143)

                                                  4. BAHARI T.                     (121510501144)

                                                  5. ARZAKI ARDI S.          (121510501145)

                                                  6. RIO CAFRI N.                (121510501146)

                                                  7. NUR AZIZAH                 (121510501151)

                                                  8. M. SAIFUL ALAM        (121510501152)

                                                  9. MAULIDA N.                 (121510501158)         

JUDUL ACARA                     : RESPIRASI PADA TUMBUHAN

TANGGAL PRAKTIKUM   : 21 MARET 2013

TANGGAL PENYERAHAN         : 23 MARET  2013

ASISTEN                                  : 1. MOH. AMINNUDDIN

                                                     2. ASRI RINA H

                                                     3. FAJAR FIRMANSYAH

                                                     4. FAKHRUSY ZAKARIYYA

                                                     5. KHUSNUL KHOTIMAH

 6. NORMA LAILATUN NIKMAH

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Respirasi meruakan proses yang mengubah energi kimia yang tersimpan dalam bentuk karbohidrat seperti sukrosa, tepung, juga dalam bentuk lemak, mislanya pada biji-biji kedelai untuk digunakam menggerakkan proses-proses metabolisme. Proses ini, terlihat pada hewan dan di dalam jarigan tanaman yang tidak berwarna hijau, bahkan juga dalam jaringan hijau yang melakukan fotosintesis mempunyai kemampuan mengadakan respirasi.

Dalam pengertian sehari-hari, bernafas sekedar diartikan sebagai proses pertukaran gas di paru-paru. Tetapi secara biologis, pengertian respirasi tidaklah demikian. Pernafasan lebih menunjuk kepada proses pembongkaran atau pembakaran zat sumber energi di dalam sel-sel tubuh untuk memperoleh energi atau tenaga. Zat makanan sumber tenaga yang paling utama adalah karbohidrat.

Dari berbagai cabang ilmu tumbuhan yang telah berdiri sendiri salah satunya adalah fisiologi tumbuhan. Fisiologi tumbuhan yang mempelajari peri kehidupan tumbuhan sudah demikian pesat berkembangnya juga didukung oleh beberapa ilmu seperti anatomi tumbuhan, morfologi tumbuhan, dan sistematika tumbhan. Fisiologi tumbuhan itu sendiri merupakan ilmu yang mempelajari atau mencari keterangan-keterangan mengenai kehidupan tumbuhan. Untuk mempertahankan kehidupannya, tumbuhan perlu mempunyai suatu penyediaan energi yang berkesinambungan. Energi-energi tersebut diperoleh dari mengambil energi kimia yang terbentuk dalam molekul organik yang disintesis oleh fotosintesis. Suatu proses pelepasan energi yang menyeddiakan energi bagi keperluan sel itu diseebut dengan respirasi. Respirasi sel tumbuhan berupa oksidasi molekul organik oleh oksigen dari udara membentuk karbon dioksida dan air.

Tumbuhan juga menyerap O2 untuk pernafasannya, umumnya diserap melalui daun (stomata). Pada keadaan aerob, tumbuhan melakukan respirasi aerob. Bila dalam keadaan anaerob atau kurang oksigen, jaringan melakukan respirasi secara anaerob. Misal pada akar yang tergenang air. Pada respirasi aerob, terjadi pembakaran (oksidasi) zat gula (glukosa) secara sempurna, sehingga menghasilkan energi jauh lebih besar (36 ATP) daripada respirasi anaerob (2 ATP saja). Demikian pula respirasi yang terjadi pada jazad renik (mikroorganisma). Sebagian mikroorgaanisme melakukan respirasi aerobik (dengan zat asam), anerobik (tanpa zat asam) atau cara keduanya (aerobik fakultatif).

Di dalam respirasi pelepasan energi kemia meliputi proses penting secara bertahap :

1.    Oksidasi

       Proses dehidrogenisasi menjadi penghilangan hidrogen atau pelepasanhidrogen dari senyawa gula hekosa. Dalam respirasi aerobik terjadi penerimaan hidrogen oleh oksigen yang bersifat sebagai akseptor hidrogen oleh oksigen yang bersifat sebagai akseptor hidrogen membentuk molekul air.

2.    Perombakan molekul

       Akibat dari oksidasi ikatan antara karbon dalam molekul gula dirombak atau diputuskan sehingga terbentuk mmolekul-molekul yang lebih kecil dari karbon dan molekul tersebut dirombak lagi, akhirnya tinggal satu karbon saja yaitu karbondioksida.

3.    Transfer energi

       Dalam oksidasi diikuti oleh pelepasan energi. Energi yang dilepas dalam organisme, ada yang lepas sebagai panas karena respirasi memang tidak mencapai efisiensi 100%. Walau demikian sebagian energi ditangkap oleh suatu molekul ADP yang kemudian menjadi ATP yang kaya akan energi. Energi ATP digunakan tumbuhan untuk mengeluarkan panas, sintesis senyawa-senyawa baru, pengambilan ion-ion dari dalam tanah dan sebagainya.

Respirasi merupakan bagian penting di dalam kehidupan tumbuhan untuk beradaptasi dengan lingkungan nya. Dengan demikian diharapkan dapat  mengetahui bagaimana tahapan respirasi sebenarnya  pada tumbuhan dengan harapan  dapat memperoleh manfaat pengetahuan dan memperkaya khasanah ilmu pendidikan.

1.2 Tujuan

1. Untuk membuktikan dan mengetahui bahwa suhu sangat berpengaruh dalam proses respirasi.

2. Untuk menghitung volume O₂  dan CO₂ yang dihasilkam dari proses respirasi.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Menurut Saktiyono (2006) tumbuhan sebagai makhluk hidup juga melakukan pernafasan. Berbeda dengan hewan, tumbuhan tidak memiliki paru-paru atau insang sebagai alat bernafas. Tumbuhan mengambil oksigen untuk respirasi melalui lubang-lubang kecil pada daun yang disebut stomata (mulut daun).

            Proses respirasi menghasilkan sejumlah energi, gas CO₂, dan H₂O. Dalam hal ini proses reaksi kimia respirasi C₆H₁₂O₆ + O₂ Menghasilkan CO₂ + H₂O energi. Energi kimia yang terbentuk dari proses fotosintesis disimpan di dalam umbi, buah, bahkan di dalam batang dan akar dalam bentuk amilum (zat tepung). Amilum inilah yang menjadi sumber energi bagi tumbuhan, herbivor, dan omnivor (Kadaryanto, dkk.2006).

            Menurut Deswaty (2007) respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ketersediaan substrat, ketersediaan oksigen, suhu, serta jenis dan umur tumbuhan. Dalam ketersediaan subtrat respirasi lebih cepat terjadi setelah matahari tenggelam, saat matahari terbit. Proses respirasi terjadi lebih cepat pada bagian daun yang terkena sinar matahari bila di bandingkan dengan bagian bawah daun. Dalam ketersediaan Oksigen, kandungan oksigen pada akar, batang, dan daun berbeda-beda. Jumlah oksigen yang rendah akan mengurangi kecepatan respirasi. Dalan suhu, difusi oksigen dan karbon dioksida akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya suhu lingkungan.

Menurut Wahono (2009) respirasi dapat debedakan menjadi dua yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Penguraian makanan dalam proses respirasi aerob dibutuhkan oksigen, sedangkan respirasi anaerob tidak membutuhkan oksigen. Respirasi aerob umumnya terjadi pada tumbuhan tingkat tinggi. Contoh tumbuhan tingkat rendah yang melakukan respirasi aerob, antara lain bakteri Nitrosococcus dan Nitroso Nitrosomonas. Respirasi anaerob sering disebut dengan fermentasi. Fermentasi yang banyak dipelajari adalah peragian alkohol atau alkohollisasi akibat aktivitas mikroorganisme seperti sel ragi dan dimanfaatkan untuk pembuatan minuman keras. Menurut Sanusi (2008) respirasi adalah sebuah proses diamana oksigen molekuler biasannya berperan sebagai penerima elektron utama. Jika oksigen adalah penerima utama, prosesnya desebut respirasi aerobik yang berbeda dengan respirasi anaerobik, dimana menggunakan unsur anorganik seperti nitrat, sulfat, atau karbonat.

Fotosintat merupakan substrat respirasi sehingga peningkatan fotosintat akan meningkatkan respirasi yang menghasilkan energi untuk pertumbuhan tanaman yang pada akhirnya akan meningkatkan hasil tanaman. Untuk mencapai produksi yang tinggi tanaman memerlukan faktor-faktor tumbuh yang optimum baik berupa hormon yang dihasilkan oleh tanaman sendiri maupun zat pengatur tumbuh. Faktor lingkungan seperti cahaya, suhu, air dan zat hara yang berkaitan erat dengan lingkungan berupa kondisi tanah, daerah dan iklim juga mempengaruhi produksi tanaman (Giyatmi, dkk. 2008).

Laju respirasi selain dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban juga dipengaruhi oleh komposisi gas terutama O₂ dan CO₂ di sekitar produk. Laju respirasi dapat ditekan dengan menurunkan kosentrasi Oksigen, dan menaikkan Karbondioksida di sekitar tanaman. Komposisi gas di sekitar produk tersebut dikendalikan melalui percampuran dari dua lebih gas-gas seperti udara, N₂, O₂ dan CO₂ (Rokhani, 2008).

Unsur hara yang dibutuhkan tanaman adalah kalium. Kalium merupakan hara makro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak setelah N dan P (Budi, 2012). Selain itu kalium sebagai katalisator, terutama di dalam perombakan protein menjadi asam amino. Lebih lanjut dikemukakan bahwa kalium mempunyai tugas membongkar dan menyusun karbohidrat, sehingga apabila tanaman kekurangan kalium maka proses fotosintesis dan respirasi akan terhambat. Menurut Anis (2010) menyatakan bahwa kalium berperan sebagai aktivator dari berbagai enzim yang esensial dalam reaksi-reaksi fotosintesis dan respirasi.

BAB 3. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Agrobiologi dengan acara Respirasi dilaksanakan mulai tanggal 21 Maret 2013 jam 12.00 – 12.30 WIB. Bertempat di Laboraturium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Negeri 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 kedelai dan benih kedelai imbibisi

2. Larutan CaCl2 0,2 N

3. Larutan NaOH 0,2 N

4. Larutan HCl 0,05 N

5. Indikator pp

6. Aquadest

7. Biuret

3.3 Cara kerja

1. Memasukan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) ke dalam dasar respirometer dan memasukan kassa logam kedalam tabung objek. Menutup tabung objek dengan tabung pengumpul.

2. Memasukan kecambah kacang panjang ke dalam tabung objek.

3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.

4. Menyuntik air satu tetes kecil keujung atas pipa ukur dan tabung pengumpul.

5. Melihat perubahan tetes air (menurun) dalam pipa ukur. Mengetahui volume oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut dalam 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

            Catatan = diameter pipa ukur 1,5 mm.

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Perlakuan	Volume O2	Volume CO2
Imbibisi Kedelai	0.182	165
Kecambah Kedelai	0.324	182.82

4.2 Pembahasan

Respirasi merupakan proses pertukaran gas O2 dan CO2 atau sering disebut dengan proses pernafasan. Respirasi menggunakan bahan kimia yang terdapat didalam karbohidrat yang nantinya akan di gunakan sebagai proses metabolisme dalam tubuh tumbuhan. Atau juga dapat diartikan pemecahan senyawa berenergi yang sangat tinggi untuk digunakan dalam tubuh tumbuhan sebagai proses metabolisme atau untuk menjalankan fungsi hidup dalam tubuh tumbuhan. Reaksi respirasi adalah sebagai berikut :

C6H12O6 + O2 → 6CO2 + 6 H2O + Energi

Reksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H2O + CO2 + Energi, melalui tiga tahap, yaitu glikolisis, daur krebs, dan transport electron respirasi.

Faktor faktor yang mempengaruhi dari respirasi sebagai berikut :

1.      Substrat, Respirasi sangat berterkaitan dengan ketersediaan substrat terutama dalam bentuk karbohidrat (glukosa, lemak). Pada tumbuhan yang persediaan karbohidratnya sangat rendah, maka respirasi juga akan menjadi rendah.

2.      Temperatur atau juga tekanan udara, respirasi juga dipengaruhi dengan keadaan udara atau temperature di udara. Karena tekanan udara atau temperature sangat mempengaruhi meningkat atau menurunnya respirasi pada tumbuhan.

3.      Oksigen, karena oksigen berfungsi sebagai terminal penerimaan electron pada daur krebs, maka bila konsentrasinya rendah respirasi aerob dan anaerob dapat berlangsung secara bersamaan. Bila oksigen kadarnya dinaikan maka respirasi aerob akan berjalan lebih cepat, sedang respirasi anaerob akan terhenti.

4.      Umur san tipe jaringan, umumnya respirasi pada jaringan muda lebih kuat dari pada  jaringan tua. Dan juga pada jaringan yang berkembang respirasi lebih tinggi dari jaringan yang sudah matang. Karena respirasi merupakan penghasil energy untuk pertumbuhan dan aktivitas dalam sel.

5.      Kadar garam anorganik dalam medium, respirasi akan menunjukan kenaikan dalam akivitasnya apabila jaringan atau tumbuhan yang dipindahkan dari air ke larutan garam.

Macam macam substrat dalam respirasi, adalah sebagai berikut :

1.      Karbohidrat, yang merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi.

2.      Beberapa jenis gula seperti Glukosa, fruktosa, dan sukrosa

3.      Pati

4.      Lipid

5.      Asam-asam Organik

6.      Protein

Tahapan tahapan dalam respirasi, tahap yang pertama dala respirasi adalah glikolisis yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul dari asam piruvat (C3), peristiwa ini berlangsung dalam sitosol. Asam piruvat selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Di dalam tahap dekarboksilasi oksidatif, yaitu pengubahan asam piruvat (C3) menjadi asetil KoA (C2) dengan melepaskan CO2. Tahapan selanjutnya adalah tahapan daur krebs yang terjadi di dalam matriks dan membrane dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai snenyawa pertama kali terbentuk. Yang nantinya akan dihasilkan dalam bentuk ATP sebagai energy. Tahapan yang terakhir yaitu tahap transfer electron. Di dalam proses ini terjadi dalam membrane dalam mitokondria. Nantinya dalam tahapan transfer electron ini akan menghasilkan H2O.

Berdasarkan praktikum yang dilakukan, diperoleh hasil bahwa pada perlakuan imbibisi kedelai dan kecambah kedelai menghasilkan penyerapan oksigen yang berbeda dan megeluarkan gas karbon dioksida yang sama. Pada imibibisi kedelai didapatkan oksigen 0,182 dan kecambah kedelai 0.324 sedangkan gas karbon dioksida yang dikeluarkan didapatkan pada imbibisi kedelai 165dan kecambah kedelai menghasilkan 182.82. oksigen yang rendah akan mengurangi daya respirasi. Sedangkan oksigen yang maksimum akan mempercepat daya respirasi itu sendiri. Respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu ketersediaan substrat, ketersediaan oksigen, suhu, serta jenis dan umur tumbuhan. Dalam ketersediaan subtrat respirasi lebih cepat terjadi setelah matahari tenggelam, saat matahari terbit. Proses respirasi terjadi lebih cepat pada bagian daun yang terkena sinar matahari bila di bandingkan dengan bagian bawah daun. Dalam ketersediaan Oksigen, kandungan oksigen pada akar, batang, dan daun berbeda-beda. Jumlah oksigen yang rendah akan mengurangi kecepatan respirasi. Dalan suhu, difusi oksigen dan karbon dioksida akan semakin meningkat seiring dengan meningkatnya suhu lingkungan (Deswaty, 2007).

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1    Kesimpulan

Pada praktikum dengan acara respirasi dalam tumbuhan dapat disimpulkan bahwa Respirasi merupakan proses pertukaran gas O2 dan CO2 atau sering disebut dengan proses pernafasan. Respirasi menggunakan bahan kimia yang terdapat didalam karbohidrat yang nantinya akan di gunakan sebagai proses metabolisme dalam tubuh tumbuhan. Atau juga dapat diartikan pemecahan senyawa berenergi yang sangat tinggi untuk digunakan dalam tubuh tumbuhan sebagai proses metabolisme atau untuk menjalankan fungsi hidup dalam tubuh tumbuhan. Dan juga respirasi melewati tahapan tahapan seperti glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur krebs, dan transfer electron.

5.2    Saran

Pada praktikum dengan acara respirasi ini, sebaiknya praktikan harus lebih berhati-hati dengan alat-alat laboraturium saat digunakan, dan praktikan harus lebih teliti terhadap melakukan percobaan dan pada saat menentukan hasil.

DAFTAR PUSTAKA

Furqonita D. 2007. Seri Ipa Biologi 2. Jakarta: Quadra.

Hasbullah, R. 2008. “Teknik Pengukuran Laju Respirasi Produk Hortikultura Pada Kondisi atmosfir Terkendali”. Keteknikan Pertanian, 22(1): 63-68.

Kadaryant, dkk. 2006. Biologi 1. Jakarta: Yudhistira.

Lestari G, dkk. 2008. “Pertumbuhan, Kandungan Klorofil, dan Laju Respirasi Tanaman Garut (Maranta arundinacea L.) Setelah Pemberian Asam Gigerelat”. Bioteknologi. 5 (1): 1-9.

Maryani, A T dan Yunianti, R. 2010. “Karakterisasi dan Hubungan Kekerabatan Beberapa Genotipe Cabai (Capsicum annuum L.)”. Teknobiologi, 1(2): 1-10.

Mulihadihardja S, dkk. 2008. “Isolasi dan Identifikasi Bakteri Penambat Nitrogen Non Simbiosios Dari Dalam Tanah”. Penelitian dan Pengembangan Sains & Humaniora, 2(1): 68-80.

Saktiyono. 2006. IPA Biologi 1. Jakarta: Erlangga.

Santoso B, dkk. 2012. “Pengaruh Jarak Tanam Dan Dosis Pupuk NPK Majemuk Terhadap Pertumbuhan, Produksi Bunga, Dan Analisis Usaha Tani Rosela Merah”. Littri, 18(1): 17-23.

Wahono, dkk. 2009. Siap Menghadapi Ujian Nasional 2010. Jakarta: Aufca.