Daftar Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan:
Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan Respirasi Tumbuhan
Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan Pengaruh Status Kadar Air Tanah Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Daftar Isi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia (Handoko & Rizki, 2020). Respirasi merupakan salah satu proses metabolisme primer, di mana proses ini merupakan proses esensial bagi kehidupan tumbuhan. Tanpa adanya metabolisme primer, suatu organisme akan terganggu pertumbuhan, perkembangan, serta reproduksinya, dan akhirnya mati (Novitasari, 2017).
Mahluk hidup memerlukan respirasi untuk mempertahankan hidupnya, begitu pula pada tumbuhan. Respirasi pada tumbuhan menyangkut proses pembebasan energi kimiawi menjadi energi yang diperlukan untuk aktivitas hidup tumbuhan. Pada siang hari, laju proses fotosintesis yang dilakukan tumbuhan sepuluh kali lebih besar dari laju respirasi. Hal itu menyebabkan seluruh karbon dioksida yang dihasilkan dari respirasi akan digunakan untuk melakukan proses fotosintesis. Respirasi yang dilakukan tumbuhan menggunakan sebagian oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis, sisanya akan berdifusi ke udara melalui daun (Handoko & Rizki, 2020).
Pentingnya proses respirasi seluler pada seluruh bagian penyusun tubuh tumbuhan maupun tipe-tipe jaringan yang berbeda pada tumbuhan juga tidak terlepas dari kompleksnya sistem atau mekanisme yang terjadi. Semuanya telah diatur sedemikian rupa oleh Allah SWT sehingga dapat terlaksana dengan teratur. Sesuai firman-Nya dalam Al-Quran surah Al-Mulk ayat 3 yang berbunyi:
Artinya “Yang menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Tidak akan kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pengasih. Maka lihatlah sekali lagi, adakah kamu lihat sesuatu yang cacat?”
Ayat ini menegaskan bahwa segala sesuatu yang Allah ciptakan sempurna dalam keadaan seimbang seperti halnya pada respirasi seluler. Tumbuhan melakukan respirasi seluler sehingga dapat melangsungkan kehidupannya dan diatur dalam keadaan aerobik yang membutuhkan substrat serta menghasilkan produk yang telah disesuaikan dengan kebutuhannya sesuai dengan tipe-tipe jaringan tempat berlangsungnya proses respirasi tersebut. Kompleksitas ini berjalan secara teratur dan seimbang sesuai porsinya, oleh karena itu penting untuk mengkaji lebih lanjut terkait dengan bagaimana pengaruh tipe jaringan tumbuhan terhadap laju respirasi sehingga kita dapat lebih memahami terkait dengan peran dan mekanisme respirasi seluler bagi tumbuhan dan diharapkan dapat meningkatkan keimanan kita kepada Allah S.W.T. serta sebagai bentuk usaha kita dalam memujinya melalui pengkajian terhadap ciptaan-Nya.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari praktikum ini yaitu bagaimanakah pengaruh tipe jaringan tumbuhan terhadap laju respirasi?
1.3 Tujuan Praktikum
Rumusan masalah dari praktikum ini yaitu bagaimanakah pengaruh tipe jaringan tumbuhan terhadap laju respirasi?
1.2 Manfaat Praktikum
Rumusan masalah dari praktikum ini yaitu bagaimanakah pengaruh tipe jaringan tumbuhan terhadap laju respirasi?
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Respirasi Pada Tumbuhan
Setiap makhluk hidup pasti melakukan proses metabolisme salah satunya tumbuhan. Metabolisme merupakan serangkaian proses kimiawi dalam tubuh makhluk hidup yang berperan untuk menghasilkan energi yang digunakan untuk melakukan aktivitas kehidupan. Pada proses metabolisme ini, terdapat dua proses yaitu metabolisme primer dan sekunder. Tumbuhan memiliki ciri makhluk hidup sebagai proses kehidupan yaitu bernafas atau disebut respirasi. Respirasi yaitu proses masuknya oksigen dan keluarnya karbon dioksida sebagai hasil proses respirasi. Respirasi salah satu proses metabolisme primer yang merupakan proses esensial bagi kehidupan tumbuhan. Proses respirasi mengeluarkan energi kimia Adenosin trifosfat (ATP) sebagai penggerak respirasi (Novitasari, 2017).
Sel pada tumbuhan menggunakan respirasi seluler sebagai alat untuk mengubah energi tersimpan menjadi bahan kimia yang dikonsumsi oleh sel individual. Adenosin trifosfat (ATP) adalah makanan kimia yang digunakan semua sel. Tanaman pertama kali membuat gula sederhana melalui fotosintesis. Sel individu kemudian memecah gula itu melalui respirasi seluler. Respirasi selular bertujuan menghasilkan Adenosin trifosfat (ATP) yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi sel. Sel membutuhkan energi untuk melakukan berbagai tugas dalam tubuh, termasuk menggerakkan otot, menjaga organ vital bekerja, dan pembelahan sel (Novitasari, 2017).
Proses respirasi seluler menurut Campbell (2012) dalam Novitasari, (2017), langkah pertama dalam reaksi respirasi seluler disebut glikolisis, dan terjadi bersamaan dengan tidak adanya oksigen. Proses ini terjadi pada sitoplasma sel di dalam cairan sitosol, yang merupakan bahan gel yang terdapat di dalam sel individu tanaman. Glikolisis yang terjadi dalam sitosol mengawali perombakan dengan pemecahan glukosa menjadi dua molekul senyawa yang disebut piruvat. Siklus Krebs, yang terjadi dalam matriks mitokondria menyempurnakan pekerjaan ini dengan menguraikan turunan piruvat menjadi karbon dioksida. Dengan demikian, karbon dioksida yang dihasilkan oleh respirasi merupakan fragmen molekul organik yang teroksidasi. Sebagian tahap glikolisis dan siklus Krebs ini merupakan reaksi redoks di mana enzim dehidrogenase mentransfer elektron dari substrat ke NAD+ dan membentuk NADH. Pada langkah ketiga respirasi, rantai transpor elektron menerima elektron dari produk hasil perombakan kedua langkah yang pertama tersebut (biasanya melalui NADH) dan melewatkan elektron ini dari satu molekul ke molekul yang lain. Pada akhir rantai ini, elektron digabungkan dengan ion hidrogen dan oksigen molekuler untuk membentuk air. Energi yang dilepas pada setiap langkah rantai tersebut disimpan dalam suatu bentuk yang digunakan oleh mitokondria untuk membuat ATP. Modus sintesis ATP ini disebut fosforilasi oksidatif karena sintesis ini digerakkan oleh reaksi redoks yang mentransfer elektron dari makanan ke oksigen.
Glukosa digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia (Pertamawati, 2010).
2.2 Macam-macam Respirasi
Respirasi terdiri atas respirasi anaerob dan respirasi aerob, Adapun penjelasan di antara keduanya yaitu:
a. Respirasi Anaerob
Respirasi anerob dapat berlangsung di dalam udara yang bebas, tetapi proses ini tidak menggunakan O2 yang tersedia di dalam udara itu. Respirasi anaerob juga lazim disebut fermentasi, meskipun tidak semua fermentasi itu anaerob. Tujuan fermentasi sama dengan tujuan respirasi yaitu untuk memperoleh energi. Energi yang didapat melalui fermentasi lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi biasa. Pada umumnya, respirasi anaerob pada jaringan-jaringan dalam tubuh tanaman tinggi tertentu hanya terjadi jika persediaan oksigen bebas ada di bawah minimum. Tiap jaringan tanaman mempunyai reaksi yang berbeda-beda terhadap mekanisme ini (Harahap, 2012).
b. Respirasi Aerob
Menurut Handoko & Rizki (2020), respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen-oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Persamaan reaksi proses respirasi aerob secara sederhana dapat dituliskan:
C_6H_{12}O_6+6H_2O\rarr6H_2O+6CO_2+675\space kalPada umumnya dapat dikatakan, bahwa jaringan ataupun mikroorganisme yang dapat melangsungkan respirasi anaerob itu lebih mengutamakan respirasi aerob jika ada kesempatan, sebab dengan respirasi aerob dapat diperoleh lebih banyak energi daripada dengan jalan respirasi anaerob. Perubahan sikap yang demikian ini disebut efek Pasteur (Harahap, 2012).
2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Respirasi
Respirasi sering kali disebut dipengaruhi oleh tingkat substrat dan kebutuhan ATP (Cannal & Thornley, 2000, dalam O’Leary et al., 2017). Selain itu, menurut Handoko & Rizki (2020), laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yang dijelaskan sebagai berikut:
- Ketersediaan substrat
Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju
yang rendah pula. Demikian sebaliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju
respirasi akan meningkat. - Ketersediaan Oksigen
Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh
tersebut berbeda bagi masing-masing spesies. Bahkan, pengaruh oksigen berbeda antara
organ satu dengan yang lain pada tumbuhan yang sama. - Suhu
Umumnya, laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10°C.
Namun, hal ini tergantung pada masing-masing spesies. - Tipe dan umur tumbuhan
Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme sehingga kebutuhan
tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda
menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibandingkan tumbuhan yang tua.
BAB III METODE PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan selama 9 hari, dimulai dari tanggal 30 September 2021 sampai dengan tanggal 8 Oktober 2021. Praktikum dilakukan di rumah praktikan.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu:
- Botol air mineral bening (5 buah)
- Benang (1 buah)
- Kain kasa (4 lembar)
3.2.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu:
- Rimpang Jahe (Zingiber officinale) (Secukupnya)
- Pucuk bunga Melastoma malabthricum (Secukupnya)
- Pucuk daun Melastoma malabathricum (Secukupnya)
- Kecambah (Vigna radiata) (Secukupnya)
- Air Kapur (CaCO3) (Secukupnya)
3.3 Langkah Kerja
Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini yaitu:
- Diisi masing-masing botol dengan air kapur jernih sebanyak ¼ bagian dari botol.
- Diberi masing-masing botol label A, B, C, D, E, setelah itu ditutup botol tersebut dengan rapat.
- Disiapkan rimpang temu-temuan (pilih salah satu), kecambah, pucuk daun, dan kuncup bunga, kemudian dibungkus masing-masing bahan tersebut dengan kain kasa. Volume bahan yang dibungkus sesuaikan dengan lubang mulut botol, agar bisa masuk ke dalam botol.
- Botol A sampai dengan D, diisi dengan bahan bagian tumbuhan yang telah dibungkus kain kasa. Khusus botol E hanya diisi air kapur (sebagai kontrol).
- Dibuka masing-masing botol A, B, C, D, kecuali botol E.
- Diikat bungkusan bahan tersebut dengan benang, dan dimasukkan ke dalam botol dalam keadaan tergantung di atas permukaan air kapur. Bungkusan bahan jangan terendam air kapur, diusahakan ada jarak dengan permukaan air kapur paling tidak 2 cm.
- Ujung benang lainnya diikatkan di leher botol, dan semua bungkusan bahan dimasukkan
ke dalam botol. Setelah itu ditutup rapat botol tersebut. - Setelah 24 jam diamati air kapur, dan dibandingkan tingkat kekeruhan air kapur pada
seluruh botol (A, B, C, D, dan E). Botol dengan air kapur paling keruh diberi tanda positif
(+) dengan jumlah (+) paling banyak. Semakin bening air kapur, tanda (+) semakin
sedikit. - Diulangi pengamatan Saudara, setelah 48 jam, dan diberi catatan tingkat kekeruhan air
kapur. Pengamatan dapat ditambah pada 72 jam. - Dibandingkan tingkat kekeruhan pada seluruh botol dengan jenis jaringan yang berbeda
(jaringan meristematik dan jaringan penyimpan cadangan makanan seperti rimpang). - Saudara juga dapat mencoba meniup air kapur bening dengan menggunakan sedotan, dan
diamati hasilnya. - Dilakukan pencatatan dan dibuat tabel hasil pengamatan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Hasil pengamatan pada praktikum ini ditunjukkan pada tabel berikut:
| Bahan Pengamatan | Hari ke-1 | Hari ke-2 | Hari ke-3 |
| Rimpang (A) | + | ++ | ++++ |
| Kuncup Bunga (B) | +++ | +++ | ++++ |
| Pucuk Daun (C) | + | ++ | ++ |
| Kecambah (D) | +++ | +++ | ++++ |
| Kontrol (E) | + | + | + |
Keterangan:
Jernih = +
Cukup keruh = ++
Keruh = +++
Paling keruh = ++++
4.2 Pembahasan
Berdasarkan hasil yang ditunjukkan di atas, telah dilakukan pengamatan perubahan warna pada air kapur dalam botol yang diisi oleh berbagai macam jaringan tumbuhan selama 3 hari (72 jam). Terdapat perbedaan tingkat kekeruhan dari waktu ke waktu maupun pada tiap jaringan. Oleh karena itu, didapatkan bahwa tipe jaringan tumbuhan mempengaruhi respirasi seluler pada tanaman.
Botol A yang berisi rimpang jahe (Zingiber officinale) sebagai jaringan penyimpan cadangan makanan, menunjukkan terjadi perubahan tingkat kekeruhan sampai dengan hari ketiga pengamatan. Pengamatan selama 24 jam pertama tidak begitu menimbulkan perubahan yang signifikan terhadap tingkat kekeruhan. Pengamatan selama 48 jam mulai menunjukkan penambahan tingkat kekeruhan menjadi cukup keruh, puncak perubahan yaitu terjadi pada 72 jam pengamatan, terjadi perubahan air kapur pada botol menjadi paling keruh dan ditemukan adanya endapan yang sangat banyak di dasar botol.
Botol B yang berisi kuncup bunga Melastoma malabathricum mengalami perubahan yang cukup signifikan sejak hari pertama pengamatan, air kapur yang semula jernih menjadi keruh pada 24 jam pertama. Pengamatan selama 48 jam menunjukkan perubahan yang tidak terlalu jauh seperti pada 24 jam pertama, sehingga cukup sulit untuk diamati. Pada 72 jam pengamatan ternyata ditemukan adanya endapan yang cukup banyak di dasar botol sehingga terjadi perubahan tingkat kekeruhan dari keruh menjadi paling keruh.
Botol C yang berisi pucuk daun Melastoma malabathricum merupakan botol yang paling tidak mengalami perubahan yang signifikan. Pada 24 jam pertama pengamatan tidak terjadi perubahan tingkat kekeruhan pada air kapur. Pengamatan pada 48 jam menunjukkan terjadi sedikit perubahan pada air kapur, air kapur yang semula jernih menjadi cukup jernih. Pada 72 jam pengamatan juga tidak terjadi perubahan pada kekeruhan air kapur, akan tetapi masih dapat dijumpai endapan di dasar botol dalam jumlah yang sedikit.
Botol D yang berisi kecambah merupakan botol yang juga mengalami perubahan yang signifikan, sejak 24 jam pertama pengamatan telah terlihat perubahan air kapur dari jernih menjadi cukup keruh. Pada 48 jam pengamatan masih terlihat adanya perubahan kekeruhan air kapur yang semula jernih, akan tetapi perubahan cukup sulit untuk dibedakan dengan perubahan pada 24 jam pertama pengamatan. Pengamatan kecambah setelah 72 jam, ditemukan adanya endapan di dasar botol dengan konsentrasi yang banyak. Oleh karena itu, terjadi perubahan dari keruh menjadi sangat keruh.
Botol E berperan sebagai kontrol dalam praktikum ini, sehingga tidak diisi oleh jaringan tumbuhan apapun. Oleh karena itu, tidak terjadi perubahan tingkat kekeruhan pada 24 jam, 48 jam, maupun 72 jam pengamatan. Air yang semula jernih tetap menjadi jernih. Selain itu, juga tidak ditemukan adanya endapan di dasar botol.
Perubahan warna pada air kapur dalam botol disebabkan oleh reaksi kimia yang terjadi antara air kapur dan CO2 sebagai produk yang dihasilkan dari respirasi seluler pada tumbuhan, endapan di dasar botol menyebabkan perubahan tingkat kekeruhan pada air kapur, hal ini didukung oleh penelitian Masyhuri et al., (2013), larutan Ca (OH)2 disebut air kapur dan merupakan basa dengan kekuatan sedang. Larutan tersebut bereaksi hebat dengan berbagai asam, dan bereaksi dengan banyak logam dengan adanya air. Larutan tersebut menjadi keruh bila dilewatkan karbon dioksida, karena mengendapnya kalsium karbonat. Adapun reaksi kimia yang terjadi menurut Nikulshina et al., (2006) yaitu sebagai berikut:
Ca(OH)_2+CO_2\rarr CaCO_3+H_2O
Berdasarkan pemaparan di atas, ditemukan bahwa kecambah dan kuncup bunga merupakan jaringan yang memiliki laju respirasi yang paling tinggi di antara jaringan yang lainnya, hal ini disebabkan oleh jaringan tersebut merupakan jaringan muda yang sedang dalam tahap perkembangan, sehingga laju respirasi yang terjadi juga akan semakin meningkat. Pernyataan ini didukung oleh penelitian Handoko & Rizki (2020), yang menyatakan bahwa laju respirasi salah satunya dipengaruhi oleh umur tumbuhan, tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibandingkan tumbuhan yang tua. Pada rimpang, laju respirasi yang cukup tinggi disebabkan oleh tersedianya substrat, seperti pernyataan Handoko & Rizki (2020), bahwa laju respirasi dipengaruhi oleh ketersediaan substrat.
Pucuk daun juga merupakan jaringan meristematik yang aktif. Pada dasarnya, jaringan muda akan memiliki laju respirasi yang lebih tinggi sesuai dengan Garmash (2018) bagian daun yang aktif secara meristematik memiliki tingkat respirasi dan produksi panas tertinggi. Respirasi pada daun muda lebih tinggi ketimbang daun yg sudah tua. Respirasi pada daun menurun seiring bertambahnya umur, yang mana disebabkan oleh penurunan jumlah jaringan yang aktif secara meristematik, menurunnya aktivitas metabolik, dan proses-proses pertumbuhan yang sudah tercapai/selesai. Akan tetapi, berdasarkan hasil pengamatan, pucuk daun memiliki laju respirasi yang paling rendah dibandingkan bagian tumbuhan yang lain, hal ini serupa dengan pernyataan Garmash (2018) bahwa terdapat perbedaan dalam literaturliteratur yang ada yang disebabkan oleh bentuk kehidupan dan strategi pengembangan tanaman yang berbeda.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Respirasi seluler merupakan salah satu proses yang sangat penting bagi tanaman karena berperan dalam menghasilkan energi untuk keberlangsungan hidup tumbuhan. Tumbuhan melakukan respirasi seluler yang dibuktikan dengan perubahan warna pada air kapur menjadi lebih keruh akibat adanya reaksi antara karbon dioksida dengan air kapur hingga membentuk endapan kalsium karbonat yang menyebabkan keruhnya air kapur yang semula jernih. Selain itu, perbedaan tipe jaringan juga mempengaruhi tingkat kekeruhan yang artinya perbedaan tipe jaringan meristematik maupun jaringan penyimpanan cadangan makanan menghasilkan konsentrasi produk respirasi berupa CO2 yang berbeda pula. Kecambah memiliki perubahan yang paling signifikan, kemudian disusul oleh kuncup bunga, rimpang dan terakhir yaitu pucuk daun. Perbedaan ini disebabkan oleh usia, keaktifan jaringan dan ketersediaan substrat.
5.2 Saran
Penggunaan botol yang jernih dan transparan sangat dianjurkan dalam praktikum ini karena botol yang tidak bersih/jernih dapat menyebabkan kesalahan dalam pengamatan perubahan tingkat kekeruhan air kapur. Selain itu, Memasukkan bagian tumbuhan pada botol yang berisi air kapur juga perlu dilakukan dengan hati-hati, karena ditakutkan jaringan tersebut akan tercelup ke dalam air kapur.
LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA
Handoko, A., & Rizki, A. M. (2020). Buku ajar fisiologi tumbuhan. Pendidikan Biologi Fakultas Tarbiyah dan Keguruan UIN Raden Intan Lampung.
Harahap, F. (2012). Fisiologi tumbuhan: suatu pengantar. Unimed Press, Medan.
Masyhuri, A. P., Ahmad, A. M., & Djojowasito, G. (2013). Rancang bangun sistem penyerap
karbon dioksida (CO2) pada aliran biogas dengan menggunakan larutan Ca(OH)2. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem, 1(1).
Nikulshina, V., Galvez, M. E., & Steinfeld, A. (2007). Kinetic analysis of the carbonation reactions for the capture of CO2 from air via the Ca (OH)2–CaCO3–CaO solar thermochemical cycle. Chemical Enginerring Journal, 129(2007).
Novitasari, R. (2017). Proses respirasi seluler pada tumbuhan. Prosiding seminar nasional pendidikan biologi dan biologi. Pendidikan Biologi Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta.
O’Leary, B. M., Lee, C. P., Atkin, O. K., Cheng, R., Brown, T. B., & Millar, A. H. (2017). Variation in leaf respiration rates at night correlates with carbohydrate and amino acid supply. Plant Physiology, 174(4).
Pertamawati. (2010). Pengaruh fotosintesis terhadap pertumbuhan tanaman kentang (Solanum tuberosum l.) dalam lingkungan fotoautotrof secara invitro. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia, 12(1)