Penentuan Potensial Air Jaringan Tumbuhan

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pernahkah kita memikirkan bagaimana caranya udara dan air masuk ke dalam tubuh tumbuhan? Semua sel tumbuhan dikelilingi oleh selaput atau membran. Membran sel tidak dapat dilalui oleh semua zat. Membran sel berfungsi seperti tirai kasa di jendela rumahmu yang dapat dilalui udara tetapi tidak dapat dilalui benda-benda yang besar seperti serangga atau kerikil bahkan nyamuk. Bagaimana zat-zat tertentu dapat melalui membran sel? Sel-sel tumbuhan dapat dilewati air, zat-zat makanan yang terlarut, oksigen dan karbondioksida baik ke dalam atau ke luar sel.

Sel tumbuhan memerlukan oksigen dan karbondioksida, serta bagaimana zat-zat tersebut bergerak melewati membran sel? Bagian-bagian penyusun zat di alam ini selalu dalam keadaan bergerak. Bagian-bagian penyusun zat yang ukurannya sangat kecil disebut partikel. Partikel tersebut menyebar merata ke segala arah. Zat-zat bergerak dari tempat yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi ke tempat yang konsentrasinya lebih rendah. Proses perpindahan zat seperti tersebut disebut difusi. Konsentrasi suatu zat adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Difusi partikel zat itu akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua 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 isotonik, 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 (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonik dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), atau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan). Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.

Pada praktikum ini kita akan melakukan pengamatan terhadap potensial kimia air untuk mengetahui pergerakan kimia air dalam tumbuhan yang mengalami kelebihan ataupun kekurangan cairan. Kita akan mengamati pergerakan air yang terjadi pada wortel dan larutan sukrosa. Caranya yaitu dengan merendam potongan jaringan dalam suatu seri larutan yang diketahui konsentrasinya. Dari sini kita akan mengetahui apakah wortel yang memiliki Potensial air tinggi ataupun larutan suksrosa. Namun dalam percobaan ini kita juga harus memperhatikan faktor-faktor yang dapat menyebabkan penyimpangan hasil dari teori yang ada sebelumnya. Berdasarkan hal tersebut, maka praktikum Fisiologi Tumbuhan ini dilaksanakan.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap perubahan panjang potongan jaringan wortel ?

2.   Pada konsentrasi larutan sukrosa berapakah yang dapat menyebabkan perubahan panjang irisan jaringan wortel ?

3.   Berapakah nilai potensial air jaringan wortel tersebut?

C. Tujuan

1.   Menjelaskan pengaruh konsentrasi larutan sukrosa perubahan panjang potongan jaringan wortel.

2.   Mengidentifikasi konsentrasi larutan sukrosa yang menyebabkan perubahan panjang irisan jaringan wortel.

3.   Menghitung nilai potensial air jaringan wortel.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

Sistem yang menggambarkan tingkah laku air dan pergerakan air dalam tanah dan tubuh tumbuhan didasarkan atas suatu hubungan energy potensial. Air mempunyai kapasitas untuk melakukan kerja, yaitu akan bergerak dari daerah dengan energy potensial tinggi ke daerah dengan energy potensial rendah. Energy potensial dalam sistem cairan dinyatakan dengan cara membandingkannya dengan energy potensial air murni. Karena air dalam tumbuhan dan tanah biasanya secara kimia tidak murni, disebabkan oleh adanya bahan terlarut dan secara fisik dibatasi oleh berbagai gaya, seperti gaya tarik-menarik yang berlawanan, gravitasi, dan tekanan, maka energy potensialnya lebih kecil dari pada energi potensial air murni (Gardner, 1991).

Potensial kimia air atau potensial air (PA) merupakan konsep yang sangat penting dalam fisiologi tumbuhan. Ralph O. Slatyer (Australia) dan Sterling A Taylor (Utah State University) pada tahun 1960, mengusulkan bahwa potensial air digunakan sebagai dasar untuk sifat air dalam sistem tumbuhan-tanah-udara. Potensial air merupakan sesuatu yang sama dengan potensial kimia air dalam suatu sistem, dibandingkan dengan potensial kimia air murni pada tekanan atmosfir dan suhu yang sama. Mereka menganggap bahwa PA air murni dinyatakan sebagai (0) nol (merupakan konvensi) dengan satuan dapat berupa tekanan (atm, bar) atau satuan energi. Karena air begitu sangat penting dan jumlahnya sangat banyak (konsentrasi sekitar 50M), difusi air melintasi membran semipermeabel dinamakan osmosis. Molekul air dapat berdifusi secara bebas melintasi membran, dari larutan dengan gradien konsentrasi larutan rendah ke larutan dengan gradien konsentrasi larutan tinggi (Ismail, 2006).

Potensial air adalah suatu pernyataan dari status energy bebas air, suatu ukuran daya yang menyebabkan air bergerak kedalam suatu sistem, seperti jaringan tumbuhan, seperti jaringan tumbuhan, tanah atau atmosfir, atau suatu bagian dari suatu bagian lain dalam suatu sistem. Potensial air mungkin merupakan parameter yang paling bermanfaat untuk diukur dalam hubungan dengan sistem tanah, tanaman dan atmosfir (Ismail, 2009).

Osmosis merupakan difusi air melintasi membran semipermeabel dari daerah dimana air lebih banyak ke daerah dengan air yang lebih sedikit . Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air , yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, di bawah kondisi yang sama. Energi bebas zuatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas mol-1) disebut potensial kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menuju daerah yang berpotensial kimia lebih kecil (Ismail, 2006).

Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergera dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O₂ dan CO₂ juga mudah melewati membran sel. Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan (Anonim, 2009).

Struktur dinding sel dan membran sel berbeda. Membran memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut; dinding sel primer biasanya sangat permeable terhadap keduanya. Memang membran sel tumbuhan memungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yang menimbulkan tekanan. Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbul tekanan didalamnya, sel tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darah merah dimasukkan dalam air. Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkan tumbuhan yang tidak berkayu (Salisbury, 1995).

Metode plasmolisis dapat ditempuh dengan cara menentukan pada konsentrasi sukrosa berapakah yang mengakibatkan jumlah sel yang terplasmolisis mencapai 50%. Pada kondisi tersebut dianggap konsentrasinya sama dengan konsentrasi yang dimiliki oleh cairan sel. Jika konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis diketahui, maka tekanan osmosis sel dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

TO sel = 22,4 x M x T

              273

Dengan :       TO = Tekanan Osmotik

M = Konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis

                     T    = Temperatur mutlak (273 + t°C)

Jika tekanan sel bernilai positf, maka nilai potensial osmotic akan bernilai negative sehingga:

PO = - TO

(Tim Fisiologi Tumbuhan, 2010).

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang kami gunakan adalah eksperimen karena menggunakan beberapa variable yaitu variable kontrol, variable manipulasi dan variable respon. Selain itu juga menggunakan pembanding dalam penelitian.

B. Variabel Penelitian

a)      Variabel kontrol:

-          Jenis umbi sama, yaitu  wortel.

-          Jumlah potongan silinder wortel yaitu 4 potongan.

-          Panjang awal potongan wortel yaitu 2 cm.

-          Perbesaran mikroskop 10x

-          Waktu perendaman potongan wortel dalam larutan sukrosa yaitu 1,5 jam.

b)      Variabel manipulasi: konsentrasi larutan sukrosa.

c)      Variabel respons:

-          Panjang akhir potongan wortel.

-          Pertambahan panjang potongan wortel.

-          Rata-rata pertambahan panjang potongan wortel.

-          Nilai potensial osmosis

-          Nilai potensial air

C. Alat dan Bahan

1. Wortel
2. Larutan sukrosa 0 M, 0,2 M, 0,4 M, 0,6 M, 0,8 M dan 1 M.
3. Gelas kimia 100 ml sebanyak 6 buah.
4. Gelas ukur 50 ml 1 buah.
5. Alat pengebor gabus.
6. Penggaris, pisau tajam, pinset, plastik dan karet gelang/tali.
7. Stopwacth

D. Langkah Kerja

1.      Mengisi gelas kimia ke-1 dengan larutan sukrosa 0 M, gelas kimia ke-2 dengan larutan sukrosa 0,2 M dan seterusnya sampai gelas kimia ke-6, masing-masing 25 ml. Beri label pada masing-masing gelas kimia tersebut.

2.      Memilih umbi wortel yang cukup besar dan baik, buatlah silinder umbi dengan alat pengebor gabus. Potong-potong silinder umbi wortel tersebut sepanjang 2 cm.

3.      Memasukkan potongan umbi wortel tersebut ke dalam gelas kimia yang telah diisi dengan larutan sukrosa pada berbagai konsentrasi, masing-masing 4 potongan. Catat waktu pada saat memasukkan potongan umbi wortel ke dalam gelas kimia. Bekerjalah dengan cepat untuk mengurangi penguapan, dan tutup rapat gelas kimia selama percobaan dilakukan.

4.      Mengamati dan mengukur. Setelah 1,5 jam, kemudian setiap potongan umbi wortel tersebut dan mengukur kembali panjangnya.

5.      Menghitung nilai rata-rata pertambahan panjang umbi wortel untuk setiap konsentrasi larutan sukrosa.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Tabel Pengaruh Konsentrasi Larutan Sukrosa Terhadap Pertambahan Panjang Jeringan Wortel

Konsentrasi Sukrosa (M)	Panjang awal (cm)	Panjang akhir (cm)	Pertambahan panjang (cm)	Rata-rata
0	2,0	2,3	0,3	0,225
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,2	0,2
0,2	2,0	2,2	0,2	0,175
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,1	0,1
	2,0	2,2	0,2
0,4	2,0	2,1	0,1	0,200
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,3	0,3
0,6	2,0	2,2	0,2	0,225
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,2	0,2
	2,0	2,3	0,3
0,8	2,0	2,1	0,1	0,125
	2,0	2,1	0,1
	2,0	2,1	0,1
	2,0	2,2	0,2
1	2,0	1,9	-0,1	0,000
	2,0	1,9	-0,1
	2,0	2,1	0,1
	2,0	2,1	0,1

Grafik Hubungan Antara Konsentrasi Larutan Sukrosa dengan Pertambahan Panjang Potongan Silinder Umbi Wortel

 

                                                                            

B. Analisis Data

Berdasarkan data yang telah diperoleh dapat dianalisa sebagai berikut:

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 0 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder wortel sepanjang  0,225 cm.

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,2 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder wortel sepanjang  0,175 cm.

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,4 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder wortel sepanjang  0,200 cm.

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,6 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder wortel sepanjang  0,225 cm.

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,8 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder wortel sepanjang  0,125 cm.

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 1 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder wortel sepanjang  0 cm.

Analisis Grafik :

-          Pada konsentrasi larutan sukrosa 1 M sel wortel tidak mengalami pertambahan panjang

C. Pembahasan

Setelah diketahui bahwa pada konsentrasi 1 M, sel wortel tidak mengalami pertambahan panjang.  maka dapat dihitung nilai potensial osmosis yang ada pada sel wortel :

PO = - TO

 = - 22,4 x M x T

                              273

                                      = 22,4 x  1  x (273 +28°C)

                          273

           =  24,69 atm

Nilai potensial air pada sel wortel :

PA = PO + PT

= PO + 0

= 24,69 atm

Pada konsentrasi larutan sukrosa 1 M, rata-rata pertambahan panjangnya 0 (nol). Hal tersebut menandakan bahwa dalam kondisi tersebut tidak mengalami perubahan panjang, dimana dalam kondisi tersebut nilai potential air sama dengan nilai potensial osmosis.

Grafik tidak linear dan hasil percobaan tidak sesuai dengan teori dikarenakan kekurang telitian kami dalam pengukuran panjang potongan wortel, dan pada saat perendaman masing-masing potongan wortel ke dalam konsentrasi yang berbeda tidak dalam waktu tepat bersamaan.

           

D. Diskusi

Perlu dicari nilai konsentrasi larutan sukrosa yang tidak penyebabkan pertambahan panjang potongan wortel dalam menentukan nilai potensial air karena untuk mencari nilai potensial osmosisnya tanpa adanya potensial turgor.

Nilai potensial air wortel yang tidak berubah panjangnya sama dengan nilai potensial osmosis larutan sukrosa yang tidak menyebabkan pertambahan panjang potongan wortel karena kondisinya isotonis  dan tidak ada potensial turgor.

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum adalah konsentrasi larutan sukrosa  berpengaruh terhadap perubahan panjang potongan jaringan tumbuhan yaitu konsentrasi larutan sukrosa berbanding terbalik terhadap pertambahan panjang potongan silinder umbi (wortel). Nilai potensial air sel wortel yang tidak berubah panjangnya sama dengan nilai potensial osmosis larutan sukrosa yang tidak menyebabkan pertambahan panjang potongan silinder umbi (wortel) yaitu 24,69 atm.

B. saran

1.         Sebaiknya waktu praktikum lebih diperpanjang, agar kegiatan yang dilakukan tidak terburu-buru, sehingga hasil yang didapatkan juga maksimal.

2.         sebaiknya peralatan praktikum ditambah, sehingga tiap kelompok tidak perlu menunggu dan meminjam peralatan pada kelompok lain setelah kelompok lain menggunakannya.

DAFTAR PUSTAKA

Tim fisiologi tumbuhan. 2010. Penuntun Praktikum FISIOLOGI TUMBUHAN. Surabaya : Jurusan Biologi FMIPA UNESA.

Anonim. 2009. Air Dalam Tumbuhan.http:// id.kli mato logi.w ordpres s .com/ tag/a ir- dalam-tumbuhan.html. Diakses Pada Tanggal 28 September 2010.

Gardner, Franklin P., R. Brent Pearce, dan Roger L. Mitchell. 1992.Fis iologi Tanaman Budidaya. Jakarta: UI Press.

Ismail. 2006. Fisiologi Tanaman. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM Makassar.

Ismail dan Abdul Muis. 2009. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM Makassar.

Salisbury, Frank B. dan Clean W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB.

Wibosono. 2009.Os m os is.http://w ibos ono1981.blogs pot. com/os mos is .ht ml. Diakses Pada Tanggal 27 September 2010.