Praktikum Fisiologi Tumbuhan
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Osmosis adalah perpindahan air melalui membrane permeable selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membrane semipermeabel harus dapat ditempuh oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradient tekanan sepanjang membrane. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekann pada bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membrane permeable selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotic merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri. Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalam sel hidup dimana molekul “solvent” (biasanya air) akan mengalir dari daerah “solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui membrane semipermeabel. Membrane semipermeabel ini menunjuk ke membrane sel atau membrane apapun yang memiliki struktur yang sangat mirip atau bagian dari membrane sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai ke sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi. Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui membrane ke sebuah daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotic. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “selute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya.
Dapat dikatakan bahwa peristiwa osmosis adalah transfer solvent (dan bukan solut). Sedangkan peristiwa transfer solute, dikenal sebagai dialysis (arah liran dari titik berpotensi solute tinggi menuju ke rendah).
Prinsip osmosis; transfer molekul solvent dari lokasi hypotonic ke (potensi rendah) solution menuju hypertonic solution, melewati membran. Jika lokasi hipertponic solution kita beri tekanan tertentu, osmosis dapat berhenti atau malah berbalik arah (reversed osmosis). Besarnya yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis disebut sebagai osmotic press. Jika dijelaskan sebagai konsep termodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagi pross perubahan entropi. Komponen solvent murni memiliki entropi rendah, sedangkan komponen berkandungan solute tinggi memiliki entropi yang tinggi memiliki entropi yang tinggi juga Mengikuti hukum termo II: setiap perubahan yang terjadi selalu menuju kondisi entropi maksimum, maka solvent akan mengalir menuju tempat yang mengandung solute lebih banyak, sehingga total entropi akhir yang diperoleh akan maksimum. Solvent akan kehilangan entropi, dan solute akan menyerap entropi. Saat keseimbangan tercapai, entropi akan maksimum atau gradient (perubahan entropi terhadap waktu) = 0, yaitu pada titik ekstrim, ds / dt = 0. (Dwadjosoeputro, 1999). Alat untuk mengukur osmosis disebut osmometer.
Meningkatnya tekanan akan menaikan potensial air, sehingga potensial air dalam system osmotic akan naik menuju nol. Jika di satu sisi membrane ada larutan dan sisi lainnya ada larutan lain yang berbeda konsentrasinya, maka osmosis akan berlangsung. Larutan yang lebih pekat mempunyai i potensial air lebih rendah (lebih negatif); jadi air akan berdifusi ke daerahnya dari larutan lain sampai tekanannya naik ke suatu titik, yaitu sampai potensial airnya sama dengan potensial-air larutan yang kurang pekat.
Kesetimbangan tercapai apabila:
ΔΨ= Ψ1 – Ψ2
Yaitu apabila selisih potensial air (ΔΨ) sama dengan nol. Tekanan bisa terjadi pada kedua larutan, atau larutan diluar osmometer bisa lebih pekat (air akan bergerak ke luar), tapi bila kesetimbangan tercapai, potensial air akan sama diseluruh bagian system, yaitu ΔΨ = 0 di seluruh bagian system; dua larutan yang dipishkan oleh membrane dan berada dalam kesetimbangan akan mempunyai potensial air negative yang sama.
Potensial osmotic (potensial linarut), terjadi krena adanya unsure terlarut. Lambangnya yaitu Ψs.
Ψs = -Ci RT
dengan:
C = konsentrasi larutan yang dinyatakan sebagi molalitas (mol linarut per Kg H2O)
i = konstanta pengionan linarut
R = konstanta gas (0,00831 Kg KJ mol-1 K-1)
T = suhu mutlak (K)
Total Ψs untuk larutan kompleks seperti cairan sel adalah jumlah semua potensial osmotic yang dihasilkan oleh semua linarut. Dinyatakan sebagai osmolalitas. Potensial osmotic terhitung harus dibandingkan dengan air murni pada tekanan atmosfer dan pada suhu yang sama.Pada ekanan satu atmosfer dan pada suhu yang sama dengan larutan di atmosfer akan menghasilkan kesetimbangan (tekanan) lebih tinggi dari pada yang dihasilkan oleh air dingin di larutan dingin.Termoosmosis yaitu keadaan yang air hangatnya dipisahkan dari air dingin oleh membrane yang memungkinkan tekanan membesar di air dingin, ketika air hangat berdifusi masuk.Tekanan osmotic (lebih merupakan tekanan nyata yang timbul dalam osmometer dari pada potensial osmotic) ialah tekanan yang bekerja pada dinding wadah, jika partikel linarut berbentuk gas dengan volume yang setara.Osmosis terjadi tanpa menghiraukan bagaimana fungsi membrane, sepanjng pergerakan linarut lebih dibatasi dibandingkan dengan pergerakan air. Membrane bisa berupa satu lapis bahan yang lebih melarutkan pelarut daripada partikel linarut, sehingga melewatkan lebih banyak molekul pelarut dari pada partikel linarut.Karena pada titik kesetimbangan, nilai mutlak potensial osmotic (yang negative) setara dengan tekanan nyata (yang positif) di osmometer ‘sempurna’, maka potensial osmotic larutan dapat diukur secara langsung.Titik beku (dan juga tekanan uap) adalah fungsi dari fraksi mol dan juga fungsi dari potensil osmotic. Sifat larutan yang ditentukan oleh fraksi mol disebut sifat koligatif. Sifat itu meliputi titik beku, titik didih, tekanan uap, dan potensial osmotic. Potensial omotik dapat dihitung dari nilai lainnya. Mengukur titik beku untuk menghitung potensial osmotic dinamakan metode krioskopik atau meode titik beku.
Ψs = -2,27 MPa
Δf -1,86o C
atau:
Ψs = (1,22 MPa der-1) Δf (Frank B Sallisbury & Cleon W Ross, 1955)
.
B. Tujuan
Setelah menyelesaikan acara praktikum penentuan tekanan osmosis jaringan, diharapkan dapat menentukan besarnya potensial/tekanan osmosis jaringan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Sel tumbuhan memiliki ciri fisiologi yang berbeda dengan sel hewan khususnya dengan keberadaan dinding sel pada sel tumbuhan. Dinding sel secara umum dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Perbedaan antara kedua macam dinding ini terletak pada fleksibilitas, ketebalan, susunan mikrofibril dan pertumbuhannya (Istanti, 1999).
Seluruh aktivitas sel tumbuhan sangat tergantung dengan keberadaan dinding sel ini. Dinding sel selain berfungsi untuk proteksi isi sel juga berperan sebagai jalan keluar masuknya air, makanan dan garam-garam mineral ke dalam sel. Sel tumbuhan merupakan bagian terkecil dari sistem hidup dan di dalam sistem ini sel-sel saling bergantung. Perilaku sel tidak hanya dipengaruhi oleh keadaan sel itu sendiri tetapi juga sel-sel di sekitarnya dan tumbuhan itu sendiri serta lingkungan luar. Berbagai macam zat seperti makanan, zat mineral, air dan gas bergerak dari sel ke sel dalam bentuk molekul atau partikel. Lingkungan suatu sel meliputi sel-sel di sekitarnya dan lingkungan luar yang meliputi air, tanah dan udara tempat tumbuh dan hidup tumbuhan tersebut. Sel-sel yang bersinggungan langsung dengan lingkungan luar antara lain sel-sel yang ada di akar, batang dan daun yang kemudian meluas ke suluruh tubuh tumbuhan melalui ruang- ruang dalam sel (Tjitrosomo, 1983: 1).
Molekul atau partikel air, gas dan mineral masuk ke dalam sel tumbuhan melalui proses difusi dan osmosis. Melalui proses-proses tersebut tumbuhan dapat memperoleh zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhannya. Proses difusi berlangsung dari daerah yang memilki konsentrasi partikel tinggi ke daerah yang konsentrasi partikelnya rendah. Difusi memiliki peranan penting dalam sel-sel tumbuhan yang hidup. Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air, apabila potensial air di luar sel lebih rendah daripada potensial air di dalam sel. Jika sel kehilangan air cukup besar, maka ada kemungkinan volume isi sel akan menurun besar sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya, membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel, peristiwa ini disebut plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni (Tjotrosomo, 1983: 11).
Potensial air daun mempengaruhi transpirasi terutama melalui pengaruhnya terhadap membukanya stomata, tetapi juga mempengaruhi kadar uap air dalam ruang udara daun. Pengurangan potensial air sedikit tidak akan mempengaruhi transpirasi secara nyata, terutama apabila kadar uap air udara tinggi.(Goldworty, 1992)
Potensial osmosis menunjukkan status suatu larutan dan menggambarkan perbandingan proporsi zat terlarut dengan pelarutnya. Makin pekat suatu larutan akan makin rendah potensial osmosisnya. Potensial osmosis dari suatu sel dapat diukur dengan berbagai metoda. Metoda yang digunakan adalah dengan menggunakan suatu seri larutan yang konsentrasi dan PO nya diketahui, misalnya dengan larutan sukrosa. Metoda ini didasarkan pada adanya peristiwa plasmolisis, yaitu dengan menentukan suatu larutan yang hanya menyebabkan terjadinya kondisi ³incipient plasmolisis´.
III. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
A. Waktu dan Tempat
Pelaksanan praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Jurusan Bididaya Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya, Indralaya pada tanggal 07 Oktober 2010 pada pukul 15.00 WIB sampai dengan selesai.
B. Bahan dan Alat
Adapun bahan yang digunakan adalah :
Umbi kentang (Solanum tuberosum), larutan sukrosa 0 M; 0,15 M; 0,20 M; 0,25 M; 0,30 M; 0,35 M; 0,40 M; dan 0,45 M.
Dan alat yang digunakan adalah :
Pipa kaca, Pisau silet, timbangan analitik, penggaris, cawan petri, botol atau gelas piala 100 ml, dan label.
C. Cara Kerja
Cara kerja yang dilakukan adalah:
1. Buat larutan gula 0 M; 0,15 M; 0,20 M; 0,25 M; 0,30 M; 0,35 M; 0,40 M; dan 0,45 M.
2. Siapkan 8 botol atau gelas piala 100 ml. Setiap botol diisi 50 cc larutan sukrosa dengan masing-masing konsentrasi tersebut di atas.
3. Umbi kentang dikupas, kemudian ditusuk dengan pipa kaca, sehingga akan didapatkan batangan kentang yang berdiameter sama. Sebaliknya setiap batangan kentang berasal dari satu umbi.
4. Dengan menggunakan pisau silet, potonglah batangan kentang sepanjang 1 cm.
5. Dengan cepat bilaslah irisan kentang dengan aquadest dan segera keringkan dengan kertas penghisap dan timbanglah.
6. Selanjutnya 3 buah irisan kentang dimasukkan kedalam botol dan rendam dengan larutan sukrosa. Kerjakanlah langkah ini untuk masing-masing konsentrasi larutan sukrosa.
7. Setelah irisan direndam dalam larutan sukrosa selama 48 jam, keluarkan irisan kentang dari botol, lalu keringkan dengan kertas penghisap sebentar dan ukurlah panjang kentang serta bobot basah irisan kentang tersebut.
VI. HASIL DAN PEMBAHSAN
A. Hasil
TABEL DATA HASIL PENGAMATAN
Konsentrasi (M)
P0
P1
ΔP
ΔP‾
B0
B1
ΔB
ΔB‾
0 M
1
1
0
1
0,64
0,74
+0,10
0,690
1
1
0
1
0,61
0,51
+0,10
0,560
1
1
0
1
0,62
0,76
+0,14
0,690
0,15 M
1
1,20
+0,20
1,10
0,76
0,84
+0,08
0,800
1
1,10
+0,10
1,05
0,63
0,70
+0,07
0,660
1
1
0
1
0,65
0,65
0
0,650
0,20 M
1
0,90
-0,10
0,95
0,64
0,60
-0,04
0,620
1
1
0
1
0,65
0,57
-0,08
0,610
1
1
0
1
0,61
0,60
-0,01
0,605
0,25 M
1
1
0
1
0,58
0,65
+0,07
0,650
1
1,10
+0,10
1,05
0,63
0,65
+0,02
0,640
1
1
0
1
0,58
0,57
-0,01
0,570
0,30 M
1
1,10
+0,10
1,05
0,73
0,74
+0,01
0,730
1
0,90
-0,10
0,95
0,59
0,58
-0,01
0,585
1
0,90
-0,10
0,95
0,62
0,63
+0,01
0,625
0,35 M
1
1
0
1
0,62
0,62
0
0,620
1
1
0
1
0,66
0,75
+0.09
0,705
1
1,10
+0,10
1,05
0,70
0,81
+0,11
0,755
0,40 M
1
1,10
+0,10
1,05
0,67
0,61
-0,06
0,640
1
1
0
1
0,68
0,63
-0,05
0,655
1
0,90
-0,10
0,95
0,59
0,58
-0,01
0,585
0,45 M
1
0,90
-0,10
0,95
0,60
0,69
+0.09
0,645
1
0,90
-0,10
0,95
0,54
0,49
-0,05
0,515
1
0,90
-0,10
0,95
0,62
0,68
+0,06
0,650
GRAFIK HASIL PENGAMATAN
PERUBAHAN PANJANG IRISAN KENTANG
B. Pembahasan
Pada praktikum kali ini, Umbi kentang yang telah dimasukkanke dalam larutan seri sukrosa0 M; 0,15 M; 0,20 M; 0,25 M; 0,30 M; 0,35 M; 0,40 M; dan 0,45 M. Hal ini untuk mengetahui berapa potensial osmosis umbi kentang tersebut pada keadaan dimasukkan ke dalam larutan sukrosa. Potensial osmosis merupakan kemampuan sel untuk mampu melakukan peristiwa osmosis. Dapat dikatakan juga bahwa potensial osmosis mampu menggambarkan tentang perbandingan pelarut dan zat terlarutnya. Semakin besar potensial air tersebut, maka peristiwa osmosis akan mudah terjadi. Cairan sukrosa memiliki potensial osmosis yang lebih rendah dibandingkan dengan air murni. Sedangkan, Incipient Plasmolisis adalah suatu keadaan dimana setengah sel dari jumlah seluruh sel yang dimasukkan ke dalam larutan sukrosa menunjukkan tanda-tanda plasmolisis. Keadaan volume vakuola dapat untuk menahan protoplasma agar tetap menempel pada dinding sel sehingga kehilangan sedikit air saja akan berakibat lepasnya protoplasma dari dinding sel. Peristiwa plasmolisis seperti ini disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis insipien terjadi pada jaringan yang separuh jumlahnya selnya mengalami plasmolisis. Hal ini terjadi karena tekanan di dalam sel = 0. potensial osmotik larutan penyebab plasmolisis insipien setara dengan potensial osmotik di dalam sel setelah keseimbangan dengan larutan tercapai (Salisbury and Ross, 1992).
Berdasarkan hasil praktikum, pada konsentarasi 0 M (air murni) sel mengalami turgor yaitu air dari lingkungan masuk ke dalam sel. Terlihat di bawah mikroskop, sel mengembung. Pada konsentrasi 0,1 dan 0,15 M terjadi perpindahan air dari sel ke larutan sukrosa. Peristiwa ini terkenal dengan istilah Osmosis. Osmosis merupakan peristiwa perpindahan air dari daerah yang konsentrasi airnya tinggi ke daerah yang konsentrasi airnya rendah melalui membran semipermeabel. Membran semipermeabel yaitu membran yang hanya mengizinkan lalunya air dan menghambat lalunya zat terlarut. Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk melakukan difusi. Sedangkan, pada konsentrasi 0,2 dihasilkan IP (incipient plasmolisis). Dapat dikatakan larutan air dari daun Rhoeo discolor mengalami sedikit perpindahan atau hampir sama ke larutan sukrosa. Pada keadaan seperti ini, dianggap oleh para ahli bahwa sel megalami keadaan isotonis (letak nilai potensial osmosis daun Rhoeo discolor). Selain itu, Sel tumbuhan juga dapat mengalami kehilangan air. Hal ini bisa terjadi apabila potensial air di luar sel lebih rendah daripada potensial air di dalam sel. Jika sel kehilangan air cukup besar, maka ada kemungkinan volume isi sel akan menurun besar sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya, membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel, peristiwa ini isebut plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni. Peristiwa plasmolisis terjadi pada konsentrasi 0,25 dan 0,3 M. Plasmolisis berbeda dengan Incipient 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).
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diambil dari praktikum ini adalah :
1. Berdasarkan hasil pengamatan dan analisis data kelas, nilai potensial osmosis umumnya terletak pada konsentrasi 0,15 M yaitu -4 atm.
2. Insipient plasmolisis adalah suatu keadaan dimana setengah sel dari seluruh jumlah sel menunjukkan tanda-tanda plasmolisis.
3. Plasmolisis insipien (IP) terjadi pada konsentrasi 0,15M.
4. Sel tumbuhan yang dimasukan dalam larutan sukrosa akan mengalami plasmolisis, dan semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak sel yang mengalami plasmolisis.
B. Saran
Saran untuk praktikum ini adalah agar semua praktikan benar – benar dicamkan untuk serius dalam menimbang bahan agar dapat mengerti karna masih banyak praktikan yang kurang serius saat di suruh memperhatikan proses penelitian hasilnya
DAFTAR PUSTAKA
Craft, A.S. 1968.Water Deficit and Physiological Processes vol 2. Academic Press. New York and London.
Dwidjoseputro, D. 1978. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT Gramedia.
Fitter, A.H. dan R.K.M. Hay, 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Universitas Gadjah Mada Press. Yogyakarta.
Goldworthy, R. dan N.M. Fisher, 1992. Fisiologi Tanaman Budidya Tropik. Universitas Gadjah Mada Press. Yogyakarta.
Istanti, Annie; Prasetyo, Triastono I. dan Dwi Listyorini. 1999. Biologi Sel. Malang: FMIPA UM.
Lukyati, Betty, dkk. 199 . Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Malang: FMIPA UM.
Meyer, B.S and Anderson, D.B. 1952. Plant Physiology. D Van Nostrand Company Inc., New York.
Salisbury, Frank B. et al. 1995. Plant Physiology 2nd Edition. Mc Graw Hill Company. New York.
Salisbury, F. B. & Ross, C. W. 1992. Plant Physiology. Wadswovth Publishing co, California.
Sasmitamihardja, Dardjat dan Arbayah H.S. 1990. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Bandung: FMIPA-ITB.
Praktikum Fisiologi Tumbuhan
Sekian artikel Praktikum Fisiologi Tumbuhan kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.
Anda sekarang membaca artikel Praktikum Fisiologi Tumbuhan dengan alamat link https://asyui.blogspot.com/2015/07/praktikum-fisiologi-tumbuhan.html