LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN PENGUKURAN NILAI POTENSIAL AIR & OSMOSIS MELALUI SELAPUT TELUR I

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

PENGUKURAN NILAI POTENSIAL AIR & OSMOSIS MELALUI SELAPUT TELUR

PENGUKURAN NILAI POTENSIAL AIR

Tujuan : mengukur nilai potensial air jaringan umbi kentang

PENDAHULUAN

Pernah kita memikirkan bagaimana caranya udara dan air masuk kedalam tubuh tumbuhan? Semua sel tumbuhan dikelilingi oleh selaput atau membrane. Membrane sel tidak dapat dilalui oleh semua zat. Membrane sel berfungsi seperti tirai kasa di jendela rumahmuyang dapat dilalui oleh udara tetapi tidak dapat dilalui oleh benda – benda yang besar seperti serangga atau kerikil bahkan nyamuk. Bagaimana zat – zat makanan yang terlarut, oksigen dan karbondioksida baik kedalam maupun keluar sel…??

Sel tumbuhan memerlukan oksigen dan karbondioksida , serta bagaimana zat – zat tersebut dapat bergerak dan melewati membrane sel? Bagian – bagian penyusun zat dialam ini selalu dalam keadaan bergarak. Bagian – bagian penyusun zat yang ukurannya sangat kecil disebut partikel. Partikel tersebut menyebar merata kesegala arah. Zat – zat bergerak dari tempat yang mempunyai konsentrasi tinggi ke tampat yang mempunyai konsentrasi rendah. proses perpindahan zat seperti itu disebut difusi. Konnsentrasi suatu zat adalah ukuran yang menentukan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Difusi partikel zat itu kana berhenti jika konsentrasi zat dikedua tempat tersebut sudah sama.  Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonic, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama. Banyak hewan – hewan laut, seperti bintang laut ( echinodermata )dan kepiting ( arthopoda ) cairan selnya bersifat isotonic dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapat banyak air, sehingga bias menyababkan lisis (pada sel  hewan ), atau turgiditas ( tinggi pada sel tumbuhan ). Sebaliknya, jika sel berada dalam larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk keseimbangan air, yaitu dengan proses osmoregulasi. Pada praktikum kali ini  dilakukan 2 percobaan, diantaranya pengamatan untuk potensial kimia air untuk mengatahui pergerakan kimia air dalam tumbuhan yang mengalami kelebihan maupun kekurangan air, serta mempelajari proses osmosis yang terjadi pada sel yang mengakibatkan perubahan bentuk sel. Cara untuk mengatahui potensial kimia air adalah dengan merendam potongan  jaringan dalam suatu seri larutan yang diketahui konsentrasinya. Dari sini kita akan mengatahui apakah umbi kentang yang memiliki potensial air tinggi ataupun larutan sukrosa, dengan memperhatikan  factor – factor yang dapat menyebabkan penyimpangan hasil dan teori yang ada sebelumnya.

Tinjauan pustaka

Air merupakan komponen utama dalam tumbuhan, diman air menyusun 60-90 % dari berat daun. Jumlah air yang dikandung tiap tanaman berbeda-beda, hal ini bergantung pada habitat dan jemis spesies tumbuhan tersebut. Tumbuhan herba lebih banyak mengandung air daripada tumbuhan perdu. Tumbuhan yang berdaun tebal mempunyai kadar air antara 85-90 %, tumbuhan hidrofik 85-98 % dan tumbuhan mesofil mempunyai kadar air antara 100-300 % (Fitter dan Hay, 1981).

Kuantitas air yang dibutuhkan oleh tanaman sangat berbeda-beda sesuai dengan jenis dan lingkungan dimana tumbuhan itu hidup. Tanaman herba menyerap air lebih banyak dibandingkan tanaman perdu. Tumbuhan golongan efemera yang hidup di daerah gurun, akan memanfaatkan hujan yang datang sekali dalam setahun untuk mulai hidup dan berkecambah, berbunga, berbuah dan mati sebelum air yang ada dalam tanah habis. Pertumbuhan yan gcepat dan pendeknya umur tanaman tersebut merupakan suatu usaha untuk menghindari diri dari kekurangan air yang menimpanya (Dwijoseputro, 1985).

Air mampu melarutkan lebih banyak bahan dari zat cair lainnya. Hal ini sebagian disebabkan karena air memiliki tetapan dielektrik yang termasuk tinggi yaitu suatu ukuran kemampuan untuk menetralkan tarik-menarik antara muatan listrik. Jika air mengandung elektrolit terlarut makalarutan ini membawa muatan, dan air menjadi penghantar listrik yang baik. Tapi jika air benar-benar murni, maka ia adalah penghantar listrik yang buruk. Ikatan hydrogen membuatnya terlalu kuat sehingga tidak mudah baginya untuk membawa muatan (Salisbury and Ross, 1995). Di muka bumi ini, air merupakan bahan yang paling kerap ditemui terutama dalam bentuk cair. Walau bagaimanapun, terdapat juga kuantiti air yang besar yang wujud dalam bentuk gas (uap) di atmosfer dan dalam bentuk pepejal. Molekul air boleh diuraikan kepada unsur asas dengan mengalirkan arus elektrik melaluinya. Proses ini yang dikenali sebagai elektrolisis menguraikan dua atom hidrogen menerima elektron dan membentuk gas H2 pada katod sementara empat ion OH- bergabung dan membentuk gas O2 (oksigen) pada anod. Gas-gas ini membentuk buih dan boleh dikumpulkan air juga merupakan bahan pelarut semesta. Ini disebabkan molekul air terdiri daripada dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom oksigen pada sudut 105 darjah antara keduanya. Struktur ini menjadikan molekul air mempunyai caj positif di sebelah atom hidrogen dan negatif di sebelah atom oksigen. Oleh yang demikian, molekul air adalah dwikutub. (Anonimous, 2008). Di dalam tanah, air berada di dalam ruang pori diantara padatan tanah. Jika tanah dalam keadaan jenuh air, semua ruang pori tanah terisi oleh air. Dalam keadaan ini jumlah air yang di simpan di dalam tanah, jadi merupakan jumlah air maksimum disebut Kapasitas Penyimpanan Air Maksimum. Selanjutnya, jika tanah dibiarkan mengalami pengeringan, sebagian ruang pori akan terisi udara dan sebagian lainnya terisi air.

Pentingnya air sebagai pelarut dalam organisme hidup tampak amat jelas, misalnya pada proses osmosis. Dalam suatu daun, volume sel dibatasi oleh dinding sel dan relative hanya sedikit aliran air yang dapat diakomodasikan oleh elastisitas dinding sel. Konsekuensi tekanan hidrostatis (tekanan turgor) berkembang dalam vakuola menekan sitoplasma melawan permukaan dalam dinding sel dan meningkatkan potensial air vakuola. Dengan naiknya tekanan turgor, sel-sel yang berdekatan saling menekan, dengan hasil bahwa sehelai daun yang mulanya dalam keadaan layu menjadi bertambah segar (turgid). Pada keadaan seimbang, tekanan turgor menjadi atau mempunyai nilai maksimum dan disini air tidak cenderung mengalir dari apoplast ke vakuola (Fitter dan Hay, 1981).

Dwijoseputro (1985), menjelaskan bahwa pemasukan air dari dalam tanah ke dalam jaringan tanaman melalui sel-sel akar secara difusi dan osmosis. Dengan masuknya aie melalui sel akan tentulah akan terbawa ion-ion yang terdapat di dalam tanah karena larutan tanah mengandung ion. Pada tumbuhan, kohesi yang terjadi karena adanya ikatan hidrogen berperan pada pengangkutan (transpor) air yang melawan gravitasi. Air mencapai daun melalui pembuluh-pembuluh mikroskopik yang menjulur ke atas dari akar. Air yang menguap dari daun digantikan oleh air dari pembuluh dalam urat daun. Ikatan hidrogen menyebabkan molekul air

yang keluar dari urat daun dapat menarik molekul air yang berada lebih jauh dalam pembuluh, dan tarikan ke depan tersebut akan terus ditransmisi sepanjang pembuluh sampai ke akar. Adhesi, melekatnya satu zat pada zat lain, juga berperan. Adhesi air pada dinding pembuluh membantu melawan gravitasi. (Campbell, dkk, 2002).  Hal yang berkaitan dengan kohesi adalah tegangan permukaan, yaitu ukuran seberapa sulitnya permukaan suatu cairan diregang atau dipecahkan. Air memiliki tegangan permukaan yang lebih besar dibandingkan sebagian besar cairan lain.

Tegangan permukaan air juga dapat l membuat batu yang dilemparkan ke danau terapung selama beberapa saat di permukaan danau. (Campbell, dkk, 2002). Potensial air suatu sistem menunjukkan kemampuannya untuk melakukan kerja dibandingkan dengan kemampuan sejumlah murni yang setara, pada tekanan atmosfer dan pada suhu yang sama. Potensial osmotik larutan bernilai negatif, karena air pelarut dalam larutan itu melakukan kerja kurang dari air murni. Kalau tekanan pada larutan meningkat, kemampuan larutan untuk melakukan kerja (jadi, potensial-air larutan) juga meningkat. (Salisbury dan Ross, 1995).

 Metode praktikum

Praktikum I

A.Waktu dan tanggal

Hari / tanggal : kamis 16 Desember 2010

Waktu / jam    : pukul 14 : 00 – 18 : 00 wit

Tempat         : Laboratirum Botani Jurusan Biologi FMIPA Unpatti

B.Alat dan Bahan

1.Alat

a.Bor sumbat gabus berdiameter 0,8 cm

b.Silet

c.Neraca ohaus

d.Cawan petri 10 buah

e.Kertas saring

f.Pinset

2.Bahan

a.Bahan tumbuhan  : umbi kentang ( solanum tuberosum )

b.Bahan kima      : aquades, larutan sukrosa : 0,1 s/d 0,9 M.

3.Prosedur kerja

1)Menyiapkan 10 buah cawan petri, masing – masing diisi dengan 10 ml larutan berikut : aquades, larutan sukrosa : 0,1 M, s/d 0,9 M.

2)Melakukan tahap – tahap berikut dengan cepat , membuat 10 silinder umbi kentang dengan diameter 0,8 cm, masing – masing dengan panjang 4 cm, hilangkan bagian kulitnya. Sebaliknya semua silinder umbi kentang berasal dari umbi kentang saja. Kemudian letakan silinder pada wadah tertutup.

3)Dengan menggunakan pisau / silet, memotong  satu silinder umbi kentang menjadi irisan – irisan tips dengan tebal 1 – 2 mm

4)Memblas irisan tipis kentang dengan aquades dengan cepat, kemudian mengeringkan dengan kertas saring dan menimbangnya. Selanjutnya memasukan kedalam sala satu larutan sukrosa yang telah disiapkan. Melakukan ini pada tiap – tiap silinder umbi kentang untuk masing – masing larutan berikutnya.

5)Merendam silinder selama 1 jam , mengeluarkan irisan – irisan tersebut dari masing – masing cawan petri, lalu mengeringkan dengan kertas penghisap dan menimbangnya.melakukan ini untuk sema contoh percobaan

6)Untuk menghitung rumus berikut perubahan berat, gunakan rumus berikut :

% perubahan berat = berat akhir – berat mula-mula.

 Berat mula – mula X 100%.

7)Kemudian membuat grafik dan plotkan persen perubahan berat pada ordinat dan konsentrasai larutan sukrosa ( dala molar ) pada absis.

8)Potensial air jaringan dapat  diperoleh setelah terlebih dahulu menghitung potensial osmotic untuk masing – masing larutan sukrosa. Gunakan rumus berikut :

Dimana :  M = molaritas dari larutan sukrosa

   I = konstanta ionisasi , untuk sukrosa = 1

   R = konstanta  gas ()0,0831 bar / derajat mol

   T = suhu absolute = ( C + 273 )

Rumus diatas cukup digunakan untuk menghitung potensial osmotic suhu larutan sukrosa. Selanjutnya potensial dari larutan – larutn lainnya dapat ditentukan dengan menggunakan rumus  berikut.

                                                     Ψs =MiRT

9)Kemudian menentukan dengan menginterpolasikan dari grafik, konsentrasi sukrosa yang tidak menghasilkan perubahan berat. Dan menghitung Ψs dari larutan ini. Nilai  Ψs tersebut sebanding dengan potensial air (Ψ w ) jaringan.

HASIL  DAN PEMBAHASAN

PRAKTIKUM I

a)Analisis data

Kegiatan  1

hubungan konsentrasi dengan perubahan tinggi permukaan cairan.

KSL (M) BA(gr)  BAK(gr) PB (gr) PPB(gr)

QUADES 0,12 0,15 0,03 25  %

0,1 0,17 0,18 0,01 5,9 %

0,2 0,18 0,19 0,01 5,6 %

0,3 0,14 0,15 0,01 7 %

0,4 0,12 0,14 0,02 17  %

0,5 0,14 0,12 -0,02 -14 %

0,6 0,13 0,11 -0,02 -17 %

0,7 0,13 0,15 0,02 15 %

0,8 0,17 0,18 0,01 6 %

0,9 0,16 0,14 -0,02 -12 %

keterangan:

          KSL:KONSENTRASI LARUTAN SUKROSA( M )

          BA :BERAT AWAL(gr)

          BAK:BERAT AKHIR(gr)

          PB :PERUBAHAN BERAT(gr)

          PPB:PRESENTASE PERUBAHAN BERAT(%)

Rumus menghitung perubahan berat :

% perubahan berat = berat akhir – berat mula-mula/Berat mula – mula X 100%.

                      

a.Sampel no 1, potongan kubus umbi kentang dengan aquades. 

% perubahan berat =   0,15 – 0,12/0,12 X 100 %

                  =   0,03/0,12 X 100 %

 

                  =   0,25 x 100%

                  =   25 %

b.Sampel no 2, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,1 M. 

% perubahan berat =   0,18 – 0,17/0,17 X 100 %

                  =   0,01/0,17 X 100 %

   

                  =   0,059 x 100%

                  =   5,9 %

% perubahan berat =   0,19 – 0,18/0,18 X 100 %

                  =   0,01/0,18 X 100 %

                  =   0,056 x 100%

                  =   5,6 %

d.Sampel no 4, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,3 M. 

% perubahan berat =   0,15 – 0,14/0,14 X 100 %

                  =   0,01/0,14 X 100 %

  

                  =   0,07 x 100%

                  =   7 %

e.Sampel no 5, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,4 M. 

% perubahan berat =   0,14 – 0,12/0,12 x 100 %

                  =    0,02/0,12 x 100 %

 

                  =    0,17 x 100 %                

                  =    17 %

f.Sampel no 6, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,5 M. 

% perubahan berat =    0,12 – 0,14/0,14  X 100 %

                  =    - 0,02/0,14 X 100 %

                  =    0,14 x 100%

                  =    - 14 %

g.Sampel no 7, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,6 M. 

% perubahan berat =   0,11 – 0,13/0,12  X 100 %

                  =   - 0,02/0,12 X 100 %

 

                  =   - 0,17 x 100%

                  =   - 17 %

h. Sampel no 8, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,7 M.

% perubahan berat =   0,15 – 0,13/0,13  X 100 %

                  =    0,02/0,13 X 100 %

                  =    0,15 x 100%

                  =    15 %

i.Sampel no 9, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,8 M. 

% perubahan berat =   0,18 – 0,17/0,17  X 100 %

                  =   0,01/0,17 X 100 %

                  =   0,058 x 100%

                  =   6 %

j.Sampel no 10, potongan kubus umbi kentang dengan larutan sukrosa 0,9 M. 

% perubahan berat =   0,14 – 0,16/0,16 X 100 %

                  =   - 0,02/0,16 X 100 %

 

                  =   - 0,12 x 100%

                  =   - 12 %

(Grafik adalah Peer anda)

Rumus menghitung potensial osmotic sukrosa :

                               Ψs =MiRT

 

Dimana :  M = molaritas dari larutan sukrosa

   I = konstanta ionisasi , untuk sukrosa = 1

   R = konstanta gas ()0,0831 bar / derajat

          T = suhu absolute = ( C + 273 )

Diketahui  suhu penelitian merupakan suhu kamar : 27 derajat Celsius

Suhu absolute = 27 derajat Celsius + 237 = 264

a.Potensial osmotic sukrosa 0,1 M

 Ψs  = 0,1 X 1 X O,0831 X 264

        =  2,193

b.Potensial osmotic sukrosa 0,2 M

 Ψs  = 0,2 X 1 X O,0831 X 264

        =  4,387

c.Potensial osmotic sukrosa 0,3 M

 Ψs  = 0,3 X 1 X O,0831 X 264

        =  6,581

d.Potensial osmotic sukrosa 0,4 M

 Ψs  = 0,4 X 1 X O,0831 X 264

        =  8,775

e.Potensial osmotic sukrosa 0,5 M

 Ψs  = 0,5 X 1 X O,0831 X 264

        =  10,969

f.Potensial osmotic sukrosa 0,6 M

 Ψs  = 0,6 X 1 X O,0831 X 264

        =  13,163

g.Potensial osmotic sukrosa 0,7 M

 Ψs  = 0,7 X 1 X O,0831 X 264

        =  15,536

h.Potensial osmotic sukrosa 0,8 M

 Ψs  = 0,8 X 1 X O,0831 X 264

        =  17,550

i.Potensial osmotic sukrosa 0,9 M

 Ψs  = 0,9 X 1 X O,0831 X 264

        =  19,744

b.pembahasan

pada pengamatan ini dilihat potensial air pada jarigan hidup umbi kentang  untuk mengetahui pergerakan kimia air dalam tumbuhan khususnya pada sel tumbuhan Umbi Kentang (Solanum tuberosum) yang di rendam selama 1 jam sehingga mengalami kelebihan dan kekurangan cairan. Pergerakan air dan larutan sukrosa yang terjadi pada umbi kentang dapat di jadikan sebagai acuan untuk mengetahui apakah umbi kentang mempunyai daya serap yang tinggi terhadap air atau larutan sukrosa.

Berdasarkan table diatas maka kita melihat bahwa konsentrasi aquades da larutan sukrosa 0,1 M sampai 0,9 M mengalami variasi, dimana ada yang memiliki nilai positif dan ada yang memiliki hasil negative. Nilai positif di peroleh dari berat akhir umbi kentang yang lebih besar dibandingkan dengan berat awal umbi kentang. Potensial osmotik larutan bernilai negatif, karena air pelarut dalam larutan itu melakukan kerja kurang dari air murni. Kalau tekanan pada larutan meningkat, kemampuan larutan untuk melakukan kerja (jadi, potensial-air larutan) juga meningkat. (Salisbury dan Ross, 1995 )

Potensial osmotic larutan barnilai positif, karena eir palarut dalam larutan umbi kentang melakukan kerja lebih dari air murni. Jika tekanan pada larutan meningkat, maka kemampuan larutan untuk melakukan kerja juga meningkat sehinnga bobot berat umbi kentangpun meningkat. Pada percobaan mangunakan larutan sukrosa, larutan sukrosa dengan konsentrasi 0,1  - 0,4 serta 0,7 dan 0,8 bernilai positif sebaliknya konsentrasi sukrosa 0,5 dan 0,6 serta 0,9 bernilai negative.

Berdasarkan hasil pengamatan atau tabel maka kita dapat mengatakan bahwa praktikum dapat dilihat terdapat pertambahan berat dan juga pengurangan berat setelah ditambahkan dengan laru).tan sukrosa.  , pertambahan perubahan berat yang terjadi sekitar 0,01 – 0,03 gr dan juga pengurangan perubahan berat -0,0 - -0,02  gr

Pertambahan berat dikarnakan potensial  molekul air murni yang melewati membrane lebih besar dari pada larutanpada jaringan hidup umbi kentang sehingga menambah bobot berat umbi kentang proses ini merupakan osmoregulasi yang terjadi pada umbi kentang. 

KESIMPULAN 

pada praktikum ini terjadi proses difusi yang mengakibatkan pertambahan berat, hal ini kerena kemempuan potensial air untuk menembus membrane selektif permeable dari jaringan umbi kentang. Pada konsentrasi larutan sukrosa  0,1  - 0,4 serta 0,7 dan 0,8 yang diberikan pada jaringan hidup umbi kentang terjadi penambahan berat sebesar 0.01 – 0,03 gr . pada konsentrasi larutan sukrosa 0,5 dan 0,6 serta 0,9   yang diberikan pada jaringan umbi kentang terjadi penurunan berat  antara -0,01 – - 0,02 gr.

# Air merupkan pelarut yang ( hipotonik ) sehinga terjadi peristiwa osmosis pada jaringan umbi kentang yang (hipertonik ) atau memiliki konsentrasi lebih tinggi.

# Terjadi imbibisi, dimana jaringan umbi kentang berperan sebagai imbiban yang menyerap air dari luar masuk ke lingkungan selnya.

DAFTAR PUSTAKA

#Penuntun praktikum fisiologi tumbuhan oleh J. Pagaya M. Si

# Jurnal penelitian Filter, W,G.1989 . FISIOLOGI TUMBUHAN.Gajah mada Universitas press. Yogyakarta

# Salisbury, F.b dan Ross, C.W.1995.FISIOLOGI TUMBUHAN jilid 1 edisi IV alihan luqman, RR dan Sumaryono. Penerbit ITB. bandung