BAB 1. PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Respirasi
merupakan proses pengubahan energi kimia yang tersimpan dalam bentuk
karbohidrat dan merubah dalam bentuk ATP, dan penyimpanan bahan makanan
cadangan seperti amilum dan lemak. Respirasi merupakan kebalikan dari
fotosintesis, resirasi memerlukan oksigen dalma prosesnya, maka dari itu proses
respirasi akan akan terganggu bila keadaan oksigen pada suatu lingkungan kurang.
Sitoplasma dan mitokondria merupakan sel yang berperan dalam proses respirasi,
respirasi berguna dalam mengefisiensikan pelepasan potensi energi dari gula.
Respirasi tidak hanya terjadi pada tumbuhan saja, bahkan pada biji yang akan
melakukan perkecambahan melakukan respirasi. Respirasi dikenal dengan dua macam
jenis, respirasi aerobik dan anaerob.
Oksigen
yang masuk dalam tanaman melalui stomata dan lentisel. Pada tanaman hidup,
oksigen yang diserap langsung mengalami proses respirasi. Jaringan sklerenkim
merupakan alat transportasi oksigen didalam tanaman.
Pada
proses respirasi, pelepasan energi kimia melalui beberapa tahap penting.
Oksidasi, pelapasan hidrogen dari senyawa gula. Perombakan molekul, akibat dari
pelepasan ikatan oksidasi antara karbon
dengan karbon, molekul gula mengalami perombakan sehingga terbentuk
molekul-molekul yang lebih sederhana dari karbon, dan molekul tersebut dirombak
lagi hingga meninggalkan satu karbon
saja aitu karbondioksida. Transfer energi, energi yang dilepas dalam organisme
tidak mencapai 100%. Energi ATP yang digunakan untuk mengeluarkan panas,
sintesis senyawa baru, pengambilan ion dari dalam tanah dan sebagainya.
Dalam
perkembangan penelitian ditemukan bahwa tumbuhan melakukan fotorespirasi,
fotorespirasi yaitu respirasi tumbuhan yang dibantu oleh cahaya. Fotorespirasi
menjadi pemasok kompnendasar fotosintesis selain itu, fotorespirasi membuat
jaringan tumbuhan lebih terjaga keseimbnagnnya. Enzim yang terlibat langsung
dalam fotorespirasi sama dengan proses reaksi gelap fotosintesis yaitu rubisco.
Tanaman
tingkat tinggi tang memiliki klorofil umumnya substrat respirasi memiliki 6
atom C jika ada lemak sebagai substrat, maka lemak baru akn mengalami oksidasi
setelah heksosa. Lemak harus berubah dahulu menjadi asam lemak dan gliserol.
Bila persedian karbohidrat habis maka protein yang dirombak menjadi asam amino
dan kemudian dioksidasi.
1.2
Tujuan
Praktikan dapat membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada
proses respirasi dan dapat menghitung volume oksigen dan karbondioksida.
BAB 2. TINJAUAN
PUSTAKA
Kalau fotosintesis itu suatu proses penyusunan
(anabolisme tau asimilasi) dimana energi diperoleh dari seumber cahaya dan
disimpan sebagai zat kimia, maka proses pernafasan itu suatu prose yang
sebaliknya, yaitu proses pembongkaran (katabolisme atau disimilasi), dimana
energi yang tersimpan tadi ditimbul kembali untuk menyelenggarakan
proses-proses kehidupan (Dwijoseputro,1978). Respirasi dapat dibedakan dalam
tiga tingkat: (a) pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana, (b) oksidasi
gula menjadi asam piruvat dan (c) transformasi piruvat dan asam-asam organik
secara aerobic menjadi karbondioksida, air dan energi. Protein dan lemak dapat
pula berperan sebagai substrat dalam proses pemecahan (Paramita, 2009 dalam
Pantastico, 1975). Fotosintat merupakan substrat respirasi sehingga peningkatan
fotosintat akan meningkatkan respirasi yang menghasilkan energi untuk
pertumbuhan tanaman yang pada akhirnya akan meningkatkan hasil tanaman (
Lestari et al, 2008).
Jika suatu biji ditumbuhkan di dalam gelap, maka biji tersebut
makin hari makin bertambah berat. Jadi sebelum tumbuh lebih ringan dari biji
yang sudah tumbuh; ini wajar sekali. Akan tetapi, jika kita mengukur berat
keringnya, maka biji yang belum tumbuh lebih berat daripada biji yang sudah
tumbuh. Keterangannya ialah biji sudah tumbuh banyak meresap air, sedangkan ia
sebenranya kehilangan sebagian zat organiknya(Dwijoseputro,1978). Zat organik
yang hilang itu sebenarnya tidak hilang sama sekali melainkan terubah menjadi energ untuk proses
pertunbuhan biji tersebut. Proses perubahan
ini merupakan proses pernafasan dan respirasi (Mugnisjah, 1994).
Berbagai faktor lingkungan mempengaruhi respirasi.
Penjelasan tentang reaksi satu per satu yang terlibat telah menolong kita untuk
memahami bagaimana faktor itu mempengaruhi laju respirasi dan peranya dalam
peeliharaan dan pertumbuhan tanaman. Mari kita selidiki bagaimana pengaruh
beberapa faktor lingkungan terhadap proses biokimia respirasi. 1) ketersediaan
substrat, respirasi bergantung pada tersedianya substrat; tumbuhan yang
kelaparan, yang kandungan pati, fruktan, atau gula rendah, melakukan respirasi
laju rendah. Respirasi daun sering lebih cepat pada malam hari, saat kandungan
gula tinggi dibandingkan dengan ketika sinag hari, saat akndungan gula lebih
rendah. 2) ketersediaan oksigen, pasokan oksigen juga mempengaruhi respirasi,
tetapi perannya sangat berbeda, bergantung pada jenis tumbuhan dan bahkan
bagian tumbuhan. Perendaman untuk jangka waktu yang lama akan beracun bagi
hampir semua tumbuhan, terutama bila tidaka ada oksigen sama sekali disekitar
akar (Salisbury, 1992). Hanya pada padi
yang dikenal toleran terhadap anoksida untuk jangka waktu yang lama (Siregar, 1981). 3) suhu, bagi sebagaian besar bagian
tumbuhan dan spesies tumbuhan Q10 respirasi biasanya 2,0 sampai 2,5 pada suhu
antara 5 hingga 25oC. Bila suhu meningkat lebih jauh hingga 30oC
atau 35oC, laju respirasi tetap meningkat, tetapi lambat, jadi Q10
mulai turun. Penjelasannya adalah pada suhu yang tinggi ini ialah bahwa laju
penetrasi oksigen kedalam sel kitikula
atau periderma mulai menghambat respirasi saat reaksi kimia berlangsung
dengan cepat.Pada peningkatan suhu hingga 40oC atau lebih, laju respirasi
malahan menurun, khusunya bila tumbuhan
berada dalam jangka waktu lama.. nampaknya enzim yang diperlukan mulai
mengalami denaturasi dengan cepat pda suhu tinggi, mencegah peningkatan
metabolik seperti semestinya. Dengan meningkatnya suhu akan merubah keseimbangan
yang akan menyebabkan kecepatan respirasi akan melebihi kecepatan photosintesa,
yang menyebabkan berkurangnya hasil (Harwati, 2008 dalam Janic, 1972 dalam
Harlastuti, 1980). . 4) jenis dan umur tumbuhan, perbedan morfologi yang besar
antara anggota kerajaan tumbuhan, diharakan juga ada perbedaan metbolisme. Pada
umumnya, bakteri, fungi, dan ganggang berespirasi lebih cepat dbandingkan
dengan tumbuhan berbiji. Salah satu alasan bahwa akteri dan fungi mempunyai
nilai laju respirasi yang jauh lebih tinggi dibangdingkan dengan tumbuhan
berdasarkan bobot kering ialahkarena mereka mengadung hanya sdikit cadangan
makanan dan tidak mempunyai sel berkarakter non metabolik. Umur tumbuhan jga
mempengaruhi respirasinya sampai derajaat tertentu. Pada bung matahari
menunjukkan perubahan laju respirasi tanaman bunga matahari, mulai dari
perkecambahan sampi setelah pembungaan.
Respirasi tetap tinggi pada pertumbuhan vegetatif, tapi kemudian menurun
saan pembungaan. Perubahan respirasi juga terjadi saan perkembangan buah yang
sedang matang (Salisbury, 1992).
Perubahan kondisi selama
penyimpanandapat menyebabkan perubahan laju respirasi. Laju respirasi terus
meningkat bila suhu lingkungan meningkat sampai suatu saat lajunya dihambat
karena terjadinya hal seperti tidak aktifnya enzim, kehabisan cadangan nutrisi
atau oksigen atau karena karbondioksida terakumulasi, hingga mencapai tingkat
yang menghambat. Dengan mengetahui kandungan biokimia tersebut, maka viabilitas
benih dapat diprediksi sehingga teknik penyimpanan ataupengujian yang tepat
dapat ditetapkan (Rohandi dan Widyani, 2010). Kecepatan proses permulaan
perkecambahan meliputi: penyerapan air, hidrolisa makanan cadangan, mobilisasi
makanan, asimilasi, respirasi dan pertumbuhan bibit sebagai tahap terakhir dari
proses perkecambahan (Ardian, 2008).
BAB 3. BAHAN
DAN METODE
3.1 Tempat
dan Waktu
Praktikum
ini dilakukan di laboratorium Fisiologi
Tanaman lantai 2 Fakultas Pertanian Universitas
Jember pada tanggal 23Maret
2013 pukul 07.00 WIB sampai dengan selesai.
3.2
Bahan
dan Alat
3.2.1 Alat
1. Erlenmeyer
250cc
2. Neraca
3.
Respirometer
4. Beaker
Glass
5. Botol
Semprot
3.2.2 Bahan
1.
Kecambah kedelai dan benih kedelai imbibisi
2.
Larutan CaCl20,2
M
3.
Indokator PP
4.
Kertas saring
5.
Larutan NaOH 0,2 M
6.
Larutan HCl 0,05 M
7.
Aquadest
8.
Biuret
3.3
Cara Kerja
1.
Memasukkkan sedikit
NaOH kedalam respirometer dan masukkan pula kassa logam de dalam gelas objek
dengan tabung pengumpul.
2.
Memasukkan kecambah
kacang panjang ke dalam tabung objek.
3.
Mengisi alat suntik
dengan sedikit air dengan menyedotnya.
4.
Menyuntik air satu
tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung pengumpul.
5.
Dalam waku beberapa
waktu akan terlihat perubahan tetes air dalam pipa ukur. Setelah selang waktu
tertentu dapat diketahui volum oksigen yang terpakai oleh kecambah.
6.
Menghitung oksigen
yang terpakai.
BAB 4. HASIL
DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
|
PERLAKUAN
|
VO2
|
VCO2
|
|
KECAMBAH KEDELAI
|
0,29 MM3/S
|
605 mL
|
|
KEDELAI IMBIBISI
|
0,94 MM3/S
|
330 mL
|
4.2 Pembahasan
Respirasi
merupakan proses pengubahan energi kimia yang tersimpan dalam bentuk
karbohidrat dan merubah dalam bentuk ATP, dan penyimpanan bahan makanan
cadangan seperti amilum dan lemak. Respirasi merupakan kebalikan dari
fotosintesis, resirasi memerlukan oksigen dalma prosesnya, maka dari itu proses
respirasi akan akan terganggu bila keadaan oksigen pada suatu lingkungan
kurang. Sitoplasma dan mitokondria merupakan sel yang berperan dalam proses
respirasi, respirasi berguna dalam mengefisiensikan pelepasan potensi energi
dari gula. Respirasi tidak hanya terjadi pada tumbuhan saja, bahkan pada biji
yang akan melakukan perkecambahan melakukan respirasi. Respirasi dikenal dengan
dua macam jenis, respirasi aerobik dan anaerob.
*Reaksi respirasi
C6H12O6 + O2 6CO2 + 6H20 +
ENERGI
Menurut Salisbury (1992) faktor
yang berpengarh terhadap proses biokimia respirasi. 1) ketersediaan substrat,
respirasi bergantung pada tersedianya substrat; tumbuhan yang kelaparan, yang
kandungan pati, atau gula rendah, melakukan respirasi laju rendah. Respirasi
daun sering lebih cepat pada malam hari, saat kandungan gula tinggi
dibandingkan dengan ketika sinag hari, saat akndungan gula lebih rendah. 2)
ketersediaan oksigen, pasokan oksigen juga mempengaruhi respirasi, tetapi
perannya sangat berbeda, bergantung pada jenis tumbuhan dan bahkan bagian
tumbuhan. Perendaman untuk jangka waktu yang lama akan beracun bagi hampir
semua tumbuhan, terutama bila tidaka ada oksigen sama sekali disekitar akar. 3)
suhu, bagi sebagaian besar bagian tumbuhan dan spesies tumbuhan Q10 respirasi
biasanya 2,0 sampai 2,5 pada suhu antara 5 hingga 25oC. Bila suhu
meningkat lebih jauh hingga 30oC atau 35oC, laju
respirasi tetap meningkat, tetapi lambat, jadi Q10 mulai turun.
Penjelasannya adalah pada suhu yang tinggi ini ialah bahwa laju penetrasi
oksigen kedalam sel kitikula atau
periderma mulai menghambat respirasi saat reaksi kimia berlangsung dengan
cepat. Pada peningkatan suhu hingga 40oC atau lebih, laju respirasi
malahan menurun, khusunya bila tumbuhan
berada dalam jangka waktu lama.. nampaknya enzim yang diperlukan mulai
mengalami denaturasi dengan cepat pda suhu tinggi, mencegah peningkatan
metabolik seperti semestinya. 4) jenis dan umur tumbuhan, perbedan morfologi
yang besar antara anggota kerajaan tumbuhan, diharakan juga ada perbedaan
metbolisme. Pada umumnya, bakteri, fungi, dan ganggang berespirasi lebih cepat
dibandingkan dengan tumbuhan berbiji. Salah satu alasan bahwa akteri dan fungi
mempunyai nilai laju respirasi yang jauh lebih tinggi dibangdingkan dengan
tumbuhan berdasarkan bobot kering ialahkarena mereka mengadung hanya sedikit
cadangan makanan dan tidak mempunyai sel berkarakter non metabolik. Umur
tumbuhan juga mempengaruhi respirasinya sampai derajaat tertentu. Pada bunga
matahari menunjukkan perubahan laju respirasi tanaman bunga matahari, mulai
dari perkecambahan sampi setelah pembungaan.
Respirasi tetap tinggi pada pertumbuhan vegetatif, tapi kemudian menurun
saan pembungaan. Perubahan respirasi juga terjadi saan perkembangan buah yang
sedang matang
Dalam
respirasi terdapat tahapan-tahapan dalam prosesnya. Glikolisis, dekarboksilatif
oksidatif, siklus krep dan trnspor elektron merupakan proses berantai dalam
respirasi. Glikolisis merupakan pengubahan molekul glukosa menjadi molekul asam
piruvat yang lebih sederana, untuk setiap molekul glukosa yang dirubah
menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH, glikolisi berlangsung di sitoplasma.
Dekarboksilasi oksidatif merupakan perubahan asam piruvat menjadi rantai karbon
yang lebih sederhana yaitu dengan 2 rantai Carbon. Proses dekarboksilasi
oksidatif berlangsung di mitokondria. Siklus krebs merupakan perubahan karbon
denagn dua rantai menjadi lebih sederhana lagi, menjadi satu atom karbon
seperti karbondioksida dengan menghasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2NADH untuk
setiap molekul glukosa yang dihasilkan, sama halnya dengan dekarboksilasi
oksidatif siklus krebs terjadi di mitokondria. Prinsip dari transpor
elektron adlah pemindaha ion H yang
dilepas dari dua langkah pertam tadi antar akseptor dihasilkan energi yang
digunakan untuk membentuk ATP
Terdapat bebrapa substrat yang digunakan dalam respirasi
sperti karbohidrat, lemak dan protein. Karohidrat merupakan substrat yang
pertama digunakan dalam respirasi. Karbohidrat yang mengalami proses respirasi
yaitu dalam bentuk amilum dan glukosa. Pada tumbuhan yang kadar karbohidratnya
rendah respirasinya juga rendah. Bila karbohidrat dalam kondisi kurang maka
lemak dan protein dapat m enggantikannya tapi memilki proses perombakan yang
lebih panjang.
Pada hasil pengamatan didapatkan hasil konsumsi oksigen
kecambah kedelai 0,29 mm3/s dan dalam pengamatan CO2 didapatkan 605
mL, sedangkan kedelai imbibisi mengkonsumsi oksigen sebnyak 0,94 mm3/s dan
dalam pengamatan CO2 didapatkan 330 mL, kedelai imbibisi sebelumnya dalam
keadaan anaerob (direndam selama satu jam) dan kecambah kedelai dalam kondisi
aerob. Kondisi ini sesuai dengan dengan penelitian yang dilakukan Luis Pateur
dalam buku fisiologi tumbuhan oleh Salisbury (1992). Pasteur dalam
penelitiannya menemukan bahwa sel ragi tumbuh dengan cepat diudara, tetapi
menggunakan sedikit gula dan menghasilkan sedikit etanol dan CO2;
dalam keadaan anaerobik, ragi tumbuh lebih lambat, tapi menggunakan lebih
banyak gula dan menghasilkan lebih banyak CO2 dan etanol. Kondisi ini
terjadi akibat penghambatan perombakan karbohidrat oleh oksigen. Bila di
bandingkan denga hasil penelitian pasteur dapat dilihat perbedaan yang
berkebalikan. Menurut Jomin (2008); Salisbury (1992) umur juga menentukan
tingkat respirasi yang terjadi, semakin tinggi umur suatu tanaman maka semakin
banyak respirasi terjadi, kecuali tanaman tersebut masuk fase generatifnya
tingkat respirasi akan turun. Hasil data dan literatur yang didapat berbeda.
Hasil yang berbeda antara data percobaan dan literatur kemungkinan karena
kurangnya ketelitian saat praktikum dilakukan.
BAB 5.
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kondisi aerob dan aerob pada proses respirasi sangat berperan penting.
Dengan kondisi aerob karbohidrat akan mengalami hambatan oleh oksigen dalam
perobakannya, kondisi ini biasa disebut sebagai Efek Pasteur. Pada saat kondisi anaerob perombakan karbohidrat
lebih cepat dan menghasilkan CO2 yang lebih banyak.
5.2 Saran
Memerlukan ketelitian dan waktu yang lebih banyak untuk
mendapatkan hasil yang tepat. Dengan waktu yang kurang akan mengakibatkan hasil
yang bias dan tidak akurat.
DAFTAR PUSTAKA
Ardian. 2008.
Pengaruh Perlakuan Suhu dan Waktu Pemanasan Benih terhadap Perkecambahan Kopi
Arabika (Coffea Arabica). Akta Agrosia
11(1): 25-33
Dwidjosseputro D.
1990. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta. Gramedia Pustaka Utama
Harwati T. 2008.
Pengaruh dan panjang Penyinaran terhadap Umbi Kentang. Inovasi Pertanian 7(1): 11-18
Mugnisjah Q W et al. 1994. Panduan Praktikum dan
Penelitian Bidah Ilmu dan Teknologi Benih. Jakarta. Raja Grafindo Persada.
Paramita O. 2010. Pengaruh
Memar terhadap Perubahan Pola Respirasi, Produksi Etilen dan Jaringan Buah
Mangga (Mangifera Indica L) Var Gedong Gincu pada Berbagai Suhu Penyimpanan. Kompetensi Teknik 2(1): 29-28.
Rohandi A dan
Wadyani N. 2010. Dampak Penurunan Kadar Air terhadap Respon Fisiologi dan
Biokimia Propagul Rhizophora apiculata BI.
Penelitian Hutan Tanaman 7(4): 167-177
Salisbury B. 1992. Plant Physiology. Belmont – California. Wadsworth Publishing
Comp
Siregar H. 1981.
Budidaya Tanaman Padi di Indonesia. Sastra Hudaya
Wahyu, et al. 2008. Pertumbuhan, Kandungan
Klorofil, dan Laju Respirasi Tanaman Garut (Maranta arundinacea L.) setelah
Pemberian Asam Giberelat (GA3). Bioteknologi
5(1): 1-9
Tidak ada komentar:
Posting Komentar