BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Semua sel aktif terus
menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan melepaskan CO2
dalam volume yang sama. Namun seperti kita ketahui, respirasi lebih dari
sekadar pertukaran gas secara sederhana. Proses keseluruhan merupakan reaksi
oksidasi-reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2 dan O2
yang diserap direduksi menjadi H2O, pati, fruktosa, sukrosa, atau
gula yang lainnya, lemak, asam organik, bahkan protein dapat bertindak sebagai
substrat respirasi.
Respirasi
merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa
anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam
sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob
diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam
respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan
senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat
dan sedikit energi. Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai
berikut:
C6H12O6
+ O2 → 6CO2 + H2O + energi
Proses
respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan.
Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara
difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel
tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma
dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan
respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal
ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi
kedua gas tersebut. Setelah mengambil O2 dari udara, O2
kemudian digunakan dalam proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya
yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor
elektron.
1.2. Tinjauan Pustaka
Tumbuhan
terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan
pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu
proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun
satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya
matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses
tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan
proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang berada di dalam daun
tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi
bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1985)
Respirasi
dalam arti luas adalah pertukaran gas antara organisme dengan lingkungannya,
sedangkan dalam arti yang khusus yaitu adanya pengambilan gas Oksigen dan pelepasan
gas karbondioksida. Pengambilan Oksigen ini ada yang secara langsung melalui
udara dan ada yang mengambil melalui medium cair yang berada disekeliling
mereka. Respirasi terbagi atas yaitu Respirasi Eksternal, yang merupakan
pertukaran udara yang terjadi antara organisme dengan udara disekeliling mereka
dan Respirasi Internal, merupakan pertukaran udara yang terjadi antara sel
dengan organ didalamnya (Willey, 1982).
Respirasi
merupakan kebalikan dari peristiwa fotosintesis. Respirasi merupakan proses
pembongkaran energy yang tersimpan untuk dimanfaatkan dalam proses
kehidupannya. (Dahlia, 2000)
Respirasi
merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa
anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam
sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob
diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam
respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan
senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat
dan sedikit energi (Lovelles, 1997). Respirasi merupakan
suatu proses pelepasan energi kimia molekul organik di dalam sel. Energi
molekul organik adalah energi matahari yang disimpan di dalamnya, terjadi pada
proses fotosintesis. Pada proses fotosintesis terjadi adanya pembentukan gula
dari molekul-molekul karbohidrat dan air dengan bantuan cahaya matahari
(Dwijoseputro, 1994).
Respirasi
bukanlah proses pertukaran gas sederhana saja. Proses keseluruhan merupakan
reaksi reduksi oksidasi yaitu senyawa organik dioksidasi menjadi CO2,
sedangkan O2 yang diserap direduksi menjadi air (H2O).
Sebagai substrat respirasi yaitu pati, fruktosa, sukrosa atau gula lainnya,
lemak, asam organik dan bahkan protein pada keadaan tertentu (Burhan dkk,
1977).
Proses
yang terjadi di dalam respirasi sel adalah pemecahan ikatan-ikatan dalam
molekul organik, terutama ikatan antara atom karbon dengan atom yang menyimpan
energi dalam jumlah besar. Ada beberapa cara dimana energi kimia dilepaskan.
Salah satu cara yang paling penting adalah pengeluaran hidrogen dari suatu
bahan bakar yang dikenal dengan istilah dehidrogenasi. Pada proses
dehidrogenasi diperlukan penerima atau akseptor hidrogen (hydrogen acceptor)
(Kimball, 1983).
Ketersediaan
oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut
berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada
tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak
mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan
untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.
Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor
Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan
suhu sebesar 10°C, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. Bagi
sebagian besar bagian tumbuhan dan spesies tumbuhan, Q10 respirasi biasanya 2,0
sampai 2,5 pada suhu antara 5° dan 25°C. Bila suhu meningkat lebih jauh sampai
30° atau 35°C, laju respirasi tetap meningkat, tapi lebih lambat, jadi Q10
mulai menurun (Salisbury dan Ross, 1995).
Greulach
and Adam (1976), menyatakan bahwa produk akhir fotosintesis adalah gula,
oksigen dan air. Produk ini merupakan substansi yang nantinya digunakan dalam
respirasi aerobik, sedangkan hasil akhir dari respirasi adalah karbondioksida
dan air yang merupakan substansi yang digunakan dalam fotosintesis. Menurut
Salisburry dan Ross (1978) gas O2 pada respirasi aerobik digunakan
untuk oksidasi reduksi bahan makanan. Pada respirasi atau oksidasi akan
dihasilkan CO2.
Energi
yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dapat digunakan
untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Bila tumbuhan
sedang tumbuh, laju respirasi meningkat sebagai akibat dari permintaan
pertumbuhan, tapi beberapa senyawa yang hilang dialihkan ke dalam reaksi
sintesis dan tidak pernah muncul sebagai CO2 (Salisbury dan Ross,
1995).
Bahan
bakar yang paling banyak digunakan adalah glukosa. Pembakaran sempurna glukosa
menjadi CO2 menghasilkan energi 686 kilokalori energi bebas. Tetapi
dalam reaksi ini hampir semua energi bebas dibebaskan sebagai panas yang dalam
jumlah sedang hanya cukup untuk menjaga sel agar tetap hangat. Dan tetap tidak
cukup untuk melangsungkan reaksi anabolik. Namun, demikian sel hidup mampu
mengkatalisis glukosa menjadi sedemikian rupa sehingga menghasilkan energi
bebas untuk membentuk molekul-molekul ATP (Kimball,1983).
Bahan
organik yang dioksidasi adalah glukosa (C6H12O6)
maka persamaan reaksi dapat dituliskan sebagai berikut: C6H12O6
+ 6O2 è 6 CO2 + 6H2O + Energi. Jumlah O2
dan CO2 yang dilepaskan tidak selalu sama. Perbedaan antara jumlah
CO2 yang dilepaskan dan jumlah O2 yang digunakan biasa
dikenal dengan Respiratory Ratio atau Respiratory Quotient dan disingkat RQ.
Nilai RQ ini tergantung pada bahan atau subtrat untuk respirasi dan sempurna
atau tidaknya proses respirasi tersebut dengan kondisi lainnya (Simbolon,
1989).
Reaksi
respirasi suatu karbohidrat berlangsung dalam 4 tahapan:
1.
Glikolisis
Kata “glikolisis” berarti
“menguraikan gula” dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa,
gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih
kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua
molekul piruvat (Champbell, 2002)
2.
Dekarboksilasi oksidatif piruvat
Asam piruvat yang merupakan senyawa
3C diubah menjadi aseti-KoA (senyawa 2C) dengan melepaskan CO2
3.
Daur asam sitrat (daur Krebs)
Asetil-KoA diuraikan menjadi CO2. Daur
ini disebut daur asam sitrat karena senyawa C6 yang pertama terbentuk adalah
asam sitrat
4.
Transfer electron
Hydrogen (ion H+) yang
dihasilkan dari tahap 1 sampai 3 berkombinasi dengan oksigen membentuk air (H2O).
energy yang dibebaskan oleh transport electron digunakan untuk pembentukan ATP.
1.3. Tujuan
Tujuan pratikum kali ini adalah mempelajari
pengaruh suhu terhadap laju respirasi kecambah kacang hijau (Phaseolus vulgaris)
BAHAN DAN
METODE
2.1. Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang diperlukan didalam pratikum ini
meliputi kecambah kacang hijau berusia 3 hari, larutan NaOH (0.5 N), larutan
HCl (0,1 N), larutan BaCl2 , dan Larutan phenotthavein. Alat yang
diperlukan adalah botol berukuran 200 ml, kain kasa, tali pengikat,buret, dan
erlenmeyer.
2.2.
Metode
Pratikum
Langkah kerja yang dilakukan dalam praktikum kali
ini yaitu :
1.
Menimbang
5 kg kecambah yang sehat dan berpenampilan bagus, dibungkus dengan kain kasa.
2.
Disiapkan
3 bungkus kecambah untuk 3 perlakuan suhu dan 1 control.
3.
Disiapkan
3 botol berukuran 200 ml. Mengisi botol 30 ml larutan 0,5 N NaOH.
4.
Memasukkan
bungkusan kecambah kedalam botol, tetapi tidak boleh menyentuh larutan NaOH.
Cara nya, mengikat bungkus kecambah dengan seutas benang, lalu mengikat benang
kemulut botol sehingga kecambah menggantung didalam botol. Dimasukkan ke 3
bungkus kecambah ke ketiga botol yang telah diisi NaOH.
5.
Menyimpan
ke 3 botol berisi NaOH dan kecambah di tiga ruangan dengan suhu yang berbeda.
6.
Menyiapkan
3 botol kosong dengan ukuran sama. Mengisi masing-masing botol dengan 30 ml larutan
0.5 N NaOH. Diletakkan botol kosong tanpa kecambah di tiga ruangan dengan suhu
berbeda sebagai kontrol.
7.
Diberi
label pada masing-masing botol.
8.
24
jam kemudian diambil semua botol. Mengambil 5 botol larutan NaOH didalam botol,
lalu dimasukkan kedalam erlenmeyer. Ditambahkan 2,5 ml BaCl2,
diberikan 2 tetes Phenolphthalein, lalu dilakukan titrasi dengan 0,1 N HCl.
9.
Titrasi
diakhiri setelah terjadi perubahan warna ( warna merah menghilang). Dilakukan
pekerjaan ini 3 kali untuk tiap botol.
10.
menghitung
CO2 yang dibebaskan oleh kecambah pada 3 suhu yang berbeda. Jumlah CO2 yang
dibebaskan menunjukkan besarnya laju respirasi kecambah.
BAB III
HASIL DAN
PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
Tabel Hasli Pengamatan velume HCl
yang digunakan (ml)
Ulangan
|
Suhu kulkas (18o)
|
Suhu ruang (27o)
|
Suhu oven (37o)
|
|||
kontrol
|
kecambah
|
kontrol
|
kecambah
|
kontrol
|
kecambah
|
|
1
|
8,4
|
9,6
|
10,2
|
14,2
|
28,2
|
71,0
|
2
|
8,2
|
11,4
|
11,3
|
14,4
|
28,8
|
74,2
|
3
|
9,0
|
9,8
|
13,2
|
15,1
|
30,1
|
75,5
|
Rataan
|
8,53
|
10,26
|
11,56
|
14,56
|
29,03
|
73,56
|
Perhitungan:
CO2 yang terbentuk =
JUMLAH CO2 yang terbentuk adalah 
Sehingga jumlah CO2 adalah: 9,865
Reaksi : 2 HCl + BaCO3 → BaCl2 +
H2CO3
Mol HCl 
H2CO3(terbentuk) = 
CO2 yang terbentuk = 
Jumlah CO2 dibebaskan = 
4.2. Pembahasan
Respirasi adalah proses
oksidasi dalam sel untuk melepaskan energi yang diperlukan dalam berbagai
aktivitas organisme hidup. Proses tersebut mencakup suatu rantai reaksi yang
majemuk dan menyangkut berbagai tahapan dan dibantu oleh berbagai enzim.
Tahapan pertama bersifat anaerobik, tanpa oksigen bebas, dan tahapan terakhir
memerlukan oksigen bebas, jadi tahapan terakhir itu bersifat aerobik.
Selanjutnya ADP diubah menjadi ATP yang merupakan sumber energi bagi semua
jenis reaksi selular. Respirasi sebagai suatu proses oksidasi yang terdiri
banyak tahapan reaksi dan juga respirasi adalah oksidasi selular dimana energi
yang disimpan dalam molekul-molekul makanan dilepaskan dan digunakan oleh sel.
Dalam reaksi tersebut, H2O dan CO2, merupakan hasil akhir
dan energi terlepas.
Kecambah
dibungkus dengan kain kasa, kain kasa memiliki pori-pori yang cukup besar
sehingga dapat digunakan untuk memberi ruang atau celah yang dapat dilewati
oleh oksigen dan karbon dioksida pada saat proses respirasi. Kecambah
dimasukkan kedalam botol yang ditutup rapat. Penutupan rapat ini bertujuan agar
tidak ada gangguan dari luar yang dapat mempengaruhi hasil pengamatan seperti
oksigen dari luar yang masuk kedalam botol dan tidak ada karbondioksida yang
keluar dari botol. Larutan didalam botol merupakan larutan basa kuat yaitu
NaOH, NaOH berfungsi sebagai larutan yang dapat berikatan dengan karbondioksida
hasil dari respirasi kecambah. NaOH yang mengikat karbondioksida akan membentuk
natrium bikarbonat yang merupakan karbondioksida terlarut. Persamaan reaksinya
sebagai berikut :
2NaOH
+ CO2→Na2CO3 + H2O
Titrasi
yang dilakukan adalah titrasi asidimetri yaitu titrasi penetralan basa (NaOH)
dengan menggunakan senyawa asam, senyawa asam yang digunakan adalah asam kuat
HCl. Fungsi titrasi ini untuk mengetahui jumlah CO2 yang terikat
NaOH. Sebelum dititrasi dengan HCl, larutan dari rangkaian praktikum diambil
sebanyak 10 ml dan ditambahan BaCl sebanyak 5 ml, penambahan BaCl berfungsi
untuk mengendapkan karbondioksida yang telah diikat oleh NaOH. Persamaan
reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :
aCl2
+ Na2CO3→BaCO3 + 2 NaCl
Larutan
yang awalnya berwarna bening kemudian berubah menjadi keruh hal ini disebabkan
karena terbentuk endapan putih dari hasil penambahan larutan dengan BaCl2,
selanjutnya larutan tersebut diteteskan indikator fenolptalein (indicator pp).
Indikator yang berwarna merah ini menyebabkan larutan berubah warna menjadi
merah muda. Indikator pp berfungsi untuk memudahkan mengamati perubahan warna
ketika larutan dititrasi. Kemudian larutan dititrasi dengan asam kuat yaitu HCl
dengan menggunakan pipet tetes hingga larutan berubah warna menjadi bening
kembali. Warna dapat kembali bening menunjukkan bahwa larutan basa telah
bereaksi sempurna dengan asam sehingga larutan menjadi netral. Persamaan
reaksinya sebagai berikut :
BaCl2
+ HCl BaCl + HCl2
Jumlah karbon dioksida
yang dilepaskan oleh kecambah pada proses repirasi aerob berbanding lurus
dengan jumlah HCl yang diteteskan ketika titrasi dengan kata lain semakin
banyak karbondioksida yang dilepaskan maka semakin banyak HCl yang diperlukan
saat titrasi, dan begitu pula sebaliknya. HCl berfungsi sebagai peniter (zat
penitrasi) dalam penitrasi ini.
Berdasarkan
hasil pengamatan dapat dilihat bahwa suhu turut berpengaruh terhadap laju
respirasi aerob. Rangkaian kecambah pada suhu yang lebih tinggi yaitu 25ºC
melepaskan lebih banyak CO2 dari pada rangkaian kecambah pada suhu
5ºC. Jumlah yang dilepaskan dapat dilihat dari banyaknya HCl yang dibutuhkan
saat titrasi. Pada kontrol 20°C volume HCl (1,25 ml), kecambah yang ditempatkan
pada refrigator volume HCl (1,7 ml), kecambah yang ditempatkan di laci volume
HCl (2 ml). Volume HCl yang digunakan pada saat titrasi, dikali dengan 5 ml
BaCl2 yang digunakan sehingga diperoleh volume CO2 yang
dihasilkan oleh kecambah. Dari hasil perhitungan diperoleh volume pada
refrigator dengan suhu 5°C yaitu 8,5ml dan di laci dengan suhu 25°C yaitu
10 ml. Jadi pengaruh suhu terhadap laju reaspirasi yaitu semakin tinggi suhu
maka semakin meningkat laju respirasi dan begitupun sebaliknya.
BAB IV
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Kesimpulan dari praktikum ini
adalah sebagai berikut :
1.
Jumlah HCl berbanding lurus dengan
jumlah CO2 yang dilepaskan sehingga semakin banyak HCl yang
digunakan maka semakin banyak pula CO2 yang dilepaskan.
2.
Dari hasil pengamatan yang dilakukan di
peroleh data yaitu kecambah pada refrigator (5°C) jumlah CO2 yang
terkait NaOH 8,5 ml dan kecambah pada laci (25°C) jumlah ml CO2 yang
terikat NaOH 10 ml, sehingga semakin tinggi suhu maka semakin tinggi pula laju
respirasi dan begitupun sebaliknya.
Jawaban
Pertanyaan:
1.
DAFTAR
PUSTAKA
Burhan, dkk. 1977, Fisiologi Tanaman,
PT Bina Aksara, Jakarta.
Dahlia, dkk. 2000. Petunjuk Praktikum Fisiologi
Tumbuhan. Malang : UM Press
Dwidjoseputro, D, 1985, Pengantar
Fisiologi Tumbuhan, PT Gramedia, Jakarta.
Greulach,V.A and J.E. Adam, 1976, Plant
and Introduction to Modern Botany, Macmillan Publishing Co., Inc,
New York.
Loveless. 1997. Prinsip-prinsip Fisiologi Tumbuhan
untuk Daerah Tropik. Jakarta : PT. Gramedia
Salisburry,F.B dan Ross,W.C, 1995, Fisiologi
Tumbuhan Jilid 2, ITB Press, Bandung
Simbolon,
Hubu, dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Jakarta. Penerbit
Erlangga
Willey, J. 1982, Study Guide to
Accompany Botany, New York , Chesther Bistane Toronto, Singapore
EmoticonEmoticon