of 47 /47
LAPORAN PRAKTIKUM PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR II RESPIRASI Disusun oleh : 1. Erlin Aprilia 13312241004 2. Wahyu Marliyani 13312241005 3. Endah Setyorini 13312241010 4. Sopa Saniah 13312241011 5. Lutfi Rahmawati Nurhadi 13312241028 6. Imamah 13312241040 Kelas: IPA A 2013 Kelompok V PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

Laporan Praktikum Respirasi.docx

Embed Size (px)

Text of Laporan Praktikum Respirasi.docx

LAPORAN PRAKTIKUMPRAKTIKUM BIOLOGI DASAR IIRESPIRASI

Disusun oleh :1.Erlin Aprilia13312241004

2.Wahyu Marliyani13312241005

3.Endah Setyorini13312241010

4.Sopa Saniah13312241011

5.Lutfi Rahmawati Nurhadi13312241028

6.Imamah13312241040

Kelas: IPA A 2013Kelompok V

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2014

27

A. TujuanSesudah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa agar dapat:a. Mengamati perubahan volume gas yang berhubungan dengan konsumsi oksigen.b. Mengukur laju respirasi spesimen.c. Menjelaskan pengaruh massa ataupun jenis spesimen terhadap laju respirasi.

B. Latar BelakangDalam mempelajari suatu kehidupan, tentunya tak lepas dari pengkajian mahluk hidup itu sendiri, baik manusia, hewan, tumbuhan dan mikroorganisme. Dalam beberapa aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri (autotrof), menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian besar harus bergerak, harus mencari makan(heterotrof), ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga integritas mekaniknya untuk hidup dan pertumbuhan.Salah satu ciri-ciri mahluk hidup adalah melakukan proses menyerap udara (O2) atau yang lebih dikenal dengan respirasi. Semua sel aktif terus menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Namun seperti kita ketahui, respirasi lebih dari sekadar pertukaran gas secara sederhana. Proses keseluruhan merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2 dan O2 yang diserap direduksi menjadi H2O, Pati, fruktan, sukrosa, atau gula yang lainnya, lemak, asam organik, bahkan protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi.Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat dan sedikit energi. Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut: C6H12 O6 + O2 6CO2 + H2O + energyPada praktikum kali ini, pengamatan yang dilakukan adalah pengamatan tentang kehidupan tumbuhan yang dapat dilakukan dengan melakukan pembuktian teori bahwa tumbuhan itu bisa bernapas sebagaimana mahkluk hidup yang lain. Untuk melakukan pembuktian tersebut digunakan tanaman cemara (Pinus merkussi) dan tanaman sebagai objek pengamatan.

C. Dasar Teoria. Pengertian Pernapasan (Respirasi)Semua sel aktif terus menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Namun seperti kita ketahui, respirasi lebih dari sekadar pertukaran gas secara sederhana. Proses keseluruhan merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2 dan O2 yang diserap direduksi menjadi H2O. Pati, fruktan, sukrosa, atau gula yang lainnya, lemak, asam organik, bahkan protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi (Salisbury dan Ross, 1995: 57).Respirasi adalah proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh semua penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia. Respirasi dilakukan baik pada siang maupun malam hari.Sebagaimana kita ketahui dalam semua aktivitas makhluk hidup memerlukan energi begitu juga dengan tumbuhan. Respirasi terjadi pada seluruh bagian tubuh tumbuhan, pada tumbuhan tingkat tinggi respirasi terjadi baik pada akar, batang maupun daun dan secara kimia pada respirasi aerobik pada karbohidrat (glukosa) adalah kebalikan fotosintesis. Pada respirasi pembakaran glukosa oleh oksigen kan menghasilkan energi karena semua bagian tumbuhan tersusun atas jaringan dan jaringan tersusun atas sel, maka respirasi terjadi pada sel (Neil A Campbell, 2002: 160).Tumbuhanhijau bernapas dengan mengambil oksigen dari lingkungan, tidak semua tumbuhan bernapas dengan menggunakan oksigen. Tumbuhan tak berklorofil benapas tanpa memerlukan oksigen. Tujuan proses pernapasan, yaitu untuk memperoleh energi. Pada peristiwa bernapas terjadi pelepasan energi. Tumbuhan yang bernapas secara anaeraob mendapatkan energi dengan car menguraikan bahan bahan tertentu dimana mereka hidup. Dalam proses pernapasan aerob / anaerab.akan dihasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Gas dan uap air tersebut dikeluarkan dari tubuh. Oksigen diperlukan dan karbon dioksida yang dihasilkan masuk dan keluar dari tubuh secara difusi. Gas gas tersebut masuk dan keluar melalui stomata yang ada pada permukaan daun dan inti sel yang ditemukan pada kulit batang pegangan. Akar yang berada dalam tanah juga dapat melakukan proses keluar msuknya gas. Tumbuhan yang hidup di daerah rawa/berlumpur mempunyai akar yang mencuat keluar deari tanah. Akar ini disebut akar panas.Kandungan katalis disebut juga enzim, enzim sangat penting untuk siklus reaksi respirasi (sebaik-baiknya proses respirasi ). Beberapa reaksi kimia membolehkan mencampur dengan fungsi dari enzim atau mengkombinasikan sisi aktifnya. Penggunaan ini akan dapat dilihat hasilnya pada inhibitor dari aktivitas enzim (Kimball, 1983).Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. Terdapat beberapa substrat respirasi yang penting lainnya diantaranya adalah beberapa jenis gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa; pati; asam organik; dan protein (digunakan pada keadaan dan spesies tertentu). Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energiReaksi di atas merupakan persamaan rangkuman dari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses respirasi (Danang, 2008: 18).b. Proses RespirasiProses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan. Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut.Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron.Proses respirasi pada seluruh sel baik hewan maupun tumbuhan terjadi didalam mitokondria. Berikut ini adalah striktur sel mitokondria:

Gambar 1. MitokondriaSumber: http://www.desyliapu3.wordpress.comReaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H2O + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :1. GlikolisisGlikolisis yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain itu glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim dalam sitoplasma. Dalam respirasi anaerob jumlah ATP yang dihasilkan hanya dua molekul untuk setiap satu molekul glukosa, hasil ini berbeda jauh dengan ATP yang dihasilkan dari hasil keseluruhan respirasi aerob yaitu 36 ATP.Peristiwa perubahan :Glukosa berubah menjadi Glukosa 6 fosfat berubah menjadi Fruktosa 1,6 difosfat berubah menjadi 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Asam piravat. Jadi hasil dari glikolisis : 2 molekul asam piravat, 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi dan 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.Enzim-enzim yang berperan dalam GLikolisis yaitu Heksokinase, Fosfoheksokinase, Fosfofruktokinase, Aldolase, triosa fosfat isomerase, triosa fosfat dehidrogenase, fosfogliseril kinase, fosfoglisero mutase, Enolase, dan piruvat kinase.Manfaat glikolisis:1. Mereduksi 2 molekul NAD+ menjadi NADH untuk setiap molekul heksosa yang dirombak.1. Setiap molekul heksosa yang dirombak akan dihasilkan 2 molekul ATP, jika substratnya berupa glukosa- P-, glukosa 6-P, atau fruktosa-6-P maka akan dihasilkan 3 molekul ATP.1. Melalui glikolisis akan dihasilkan senyawa- senyawa antara yang dapat menjadi bahan baku untuk sintesis berbagai senyawa yang terdapat dalam tumbuhan.2. Dekarboksilasi OksidatifDekarboksilasi oksidatif yaitu pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan melepaskan CO2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan digunakan dalam transpor elektron.3. Daur Krebs (Daur Trikarboksilat) atau Daur Asam SitratDaur Krebs merupakan pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. Siklus asam sitrat (daur krebs) terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk. Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2.Fungsi utama Siklus Krebs adalah:1. Mereduksi NAD+ dan FAD menjadi NADH dan FADH2 yang kemudian dioksidasi untuk menghasilkan ATP.1. Sintesis ATP secara langsung, yakni 1 molekul ATP untuk setiap molekul piruvat yang dioksidasi1. Pembentukan kerangka karbon yang dapat digunakan untuk sintesis asam- asam amino tertentu, yang kemudian dapat dikonversi untuk membentuk senyawa yang lebih besar.4. Transfer electronTransfer elektron yaitu serangkaian reaksi yang melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2O.Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.Secara sederhana, proses respirasi dapat dijabarkan sebagai berikut :1. Glikolisis:Glukosa > 2 asam piruvat + 2 NADH + 2 ATP2. Siklus Krebs:2 asetil piruvat > 2 asetil KoA + 2 CO2 + 2 NADH + 2 ATP2 asetil KoA > 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH23. Rantai transpor elektron:10 NADH + 5O2 > 10 NAD+ + 10 H2O + 30 ATP2 FADH2 + O2 > 2 FAD + 2 H2O + 4 ATPJadi, total energi yang dihasilkan dari proses respirasi adalah 38 ATP (Danang, 2008: 19)

Gambar 2. Proses Respirasi SelulerSumber: http://www.biologi-sel.comRespirasi membutuhkan O2 dan menghasilkan zat sisa metabolisme berupa uap air, CO2 dan panas sebagai entropi (energi panas yang tidak termanfaatkan). Bila respirasi berjalan sempurna, dari pembakaram substrat (karbohidrat, lipida, atau protein) akan dihasilkan rasio CO2/O2 tertentu yang disebut dengan Respiratory quotient [RQ]. Respirasi dengan substrat lipida akan diperoleh RQ 1 (1,33). Nilai RQ ini tergantung pada bahan atau subtrat untuk respirasi dan sempuran tidaknya proses respirasi dan kondisi lainnya (Krisdianto dkk, 2005).Sebagian besar energi yang dilepaskan selama respirasi kira-kira 2870 kj atau 686 kcal per mol glukosa berupa bahang. Bila suhu rendah, bahang ini dapat merangsang metabolisme dan menguntungkan beberapa spesies tertentu, tapi biasanya bahang tersebut dilepas ke atmosfer atau ke tanah, dan berpengaruh kecil terhadap tumbuhan. Yang lebih penting dari bahang adalah energi yang terhimpun dalam ATP, sebab senyawa ini digunakan untuk berbagai proses esensial dalam kehidupan, misalnya pertumbuhan dan penimbunan ion (Salisbury dan Ross, 1995: 57).Respirasi merupakan rangkaian dari 50 atau lebih reaksi komponen, masing-masing dikatalisis oleh enzim yang berbeda. Respirasi merupakan oksidasi (dengan produk yang sama seperti pembakaran) yang berlangsung di medium air dengan Ph mendekati netral, pada suhu sedang dan tanpa asap. Pemecahan bertahap dan berjenjang molekul besar merupakan cara untuk mengubah energi menjadi ATP. Lebih lanjut, sejalan dengan berlangsungnya pemecahan, kerangka karbon-antara disediakan untuk menghasilkan berbagai produk esensial lainnya dari tumbuhan. Produk ini meliputi asam amino untuk protein, nukleotida untuk asam nukleat, dan prazat karbon untuk pigmen porfirin (seperti klorofil dan sitokrom). Tentu saja bila senyawa tersebut terbentuk, pengubahan substrat awal respirasi menjadi CO2 dan H2O tidaklah lengkap. Biasanya hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O (proses katabolik/penguraian), sedangkan sisanya digunakan dalam proses sintesis (anabolisme/pembentukan) terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Bila tumbuhan sedang tumbuh, laju respirasi meningkat sebagai akibat dari permintaan pertumbuhan, tapi beberapa senyawa yang hilang dialihkan ke dalam reksi sintesis dan tidak pernah muncul sebagai CO2 (Salisbury & Ross, 1995: 58).Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu :1. Respirasi Aerobik (aerob)Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Persamaan reaksi proses respirasi aerob secara sederhana dapat dituliskan : C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 675 kalori Dalam kenyataan reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan yang terjadi dari awal hingga terbentuknya energi.2. Respirasi Anaerobik (anaerob)Respirasi anaerobik adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu misalnya asam fosfoenol piruvat atau asetal dehida, sehingga pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alcohol. Respirasi anaerobik terjadi pada jaringan yang kekurangan oksigen, akan tumbuhan yang terendam air, biji-biji yang kulit tebal yang sulit ditembus oksigen, sel-sel ragi dan bakteri anaerobik. Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa. Selain glukosa, bahan baku seperti fruktosa, galaktosa dan malosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alcohol, karbon dioksida dan energi. Glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbondioksida, energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan respirasi aerobik. Reaksinya :C6H12O6 2C2H5OH + CO2 + 28 KaloriDari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan bakteri anaerobik seperti klostidrium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga memberi kemungkinan bakteri tambah subur(Lukman, 1997).c. Faktor-faktor yang Mempengarui Laju RespirasiBerbagai faktor lingkungan dapat mempengaruhi laju respirasi, diantaranya adalah sebagai berikut :1. Ketersediaan substratRespirai bergantung pada ketersediaan substrat. Tumbuhan yang kandungan pati, fruktan, atau gulanya rendah, melakukan respirasi pada laju yang rendah. Tumbuhan yang kahat gula sering melakukan respirasi lebih cepat bila gula disediakan. Bahkan laju respirasi daun sering lebih cepat segera setelah matahari tenggelam, saat kandungan gula tinggi dibandingkan dengan ketika matahari terbit, saat kandungan gulanya lebih rendah. Selain itu, daun yang ternaungi atau daun bagian bawah biasanya berespirasi lebih lambat daripada daun sebelah atas yang terkena cahaya lebih banyak. Bila hal ini tidak terjadi, maka daun sebelah bawah akan lebih cepat mati. Perbedaan kandungan gula akibat tak berimbangnya laju fotosintesis mungkin yang menyebabkan laju respirasi yang lebih rendah pada daun yang ternaungi (Salisbury dan Ross, 1995: 61).2. Ketersediaann oksigenKetersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara (I Komang Jaya Santika Yasa, 2009: 76).3. SuhuPengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. Bagi sebagian besar bagian tumbuhan dan spesies tumbuhan, Q10 respirasi biasanya 2,0 sampai 2,5 pada suhu antara 5 dan 25C. Bila suhu meningkat lebih jauh sampai 30 atau 35C, laju respirasi tetap meningkat, tapi lebih lambat, jadi Q10 mulai menurun. Penjelasan tentang penurunan Q10 pada suhu yang tinggi ini adalah bahwa laju penetrasi O2 ke dalam sel lewat kutikula atau periderma mulai menghambat respirasi saat reaksi kimia berlangsung dengan cepat. Difusi O2 dan CO2 juga dipercepat dengan peningkatan suhu.Peningkatan suhu sampai 40C atau lebih, laju respirasi malahan menurun, khususnya bila tumbuhan berada pada keadaan ini dalam jangka waktu yang lama. Nampaknya enzim yang diperlukan mulai mengalami denaturasi dengan cepat pada suhu yang tinggi, mencegah peningkatan metabolik yang semestinya terjadi.4. Jenis dan Umur TumbuhanMasing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan (I Komang Jaya Santika Yasa, 2009: 76).d. Manfaat RespirasiRespirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa antara yang penting sebagai Building Block. Building Block merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO2 dan H2O, hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak keseluruhannya diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.e. Respirasi pada HewanProses respirasi pada hewan adalah peristiwa pengambilan oksigen dan pelepasan karbondioksida melalui organ pernapasan. Sistem respirasi atau respirasi pada hewan berbeda-beda sesuai dengan tingkat perkembangan hewan tersebut. Alat pernapasan pada hewan, umumnya ada 4 macam bentuk yang digunakan, yaitu permukaan tubuh, trakea, insang, dan paru-paru. (http://www.bimbie.com). Alat respirasi adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar. Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paru-paru buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan coelenterata. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui rongga tubuh. Sistem respirasi hewan dapat dibedakan menjadi dua yaitu sistem respirasi pada hewan tingkat rendah dan respirasi pada hewan tingkat tinggi (http://www.bebas.vlsm.org).

Gambar 3. Trakea pada SeranggaSumber: web.ipb.ac.idf. Respirasi pada TumbuhanTumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).Respirasi pada tumbuhan tingkat tinggi berlangsung secara aerob, pada pernafasan ini terjadi proses pembebasan energi dari sari makanan di dalam sel tubuh melalui proses oksidasi biologis, Oksidasi biologis ada;ah suatu reaksi antara sari makanan dengan oksigen yang menghasilkan karbon dioksida ( CO2 ), air (H2O) dan energi.Reaksikiia ini merupakan reaksi enzimatis, enzim berperan sebagai katalisator ( pemercepat proses reaksi ).Energi yang dihasilkan dari pernafasan digunakan oleh tumbuhan untuk mewlakukan berbagai kegiatan hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan dan melakukan kegiatan di dalam hidupnya, misalnya untuk pertumbuhan,, pembentukan protein mengangkut mineral dari dalam tanah, berkembang biak,serta melakukan proses fotosintesis.Respirasi pada tumbuhan tingkat rendah ada yang aerob dan ada yang anaerob. Respirasi anaerob disebut juga dengan fermentasi ( proses pengubahan senyawa utama menjadi senyawa bentuk lain dengan bantuan enzim ), misalnya proses pembentukan alkohol dari glukosa dengan bantuan jamur ragi (Saccharomyces ) seperti pembuatan tempe (Wilskins, 1993).Pada tumbuhan, alat respirasi terletak tersebar. Artinya tumbuhan dapat melakukan pertukaran gas melalui stomata, lentisel, dan rambut akar.1. StomataStomata atau mulut daun terdiri atas celah atau lubang yang dikelilingi oleh dua sel penjaga dan terletak di daun. Stomata berfungsi sebagai tempat pertukaran gas pada tumbuhan, sedangkan sel penjaga berfungsi untuk mengatur, membuka dan menutupnya stomata. Membuka dan menutupnya daun dipengaruhi oleh kandungan air dan ion kalium sel penjaga.

2. LentiselLentisel merupakan lubang-lubang yang terbentuk pada lubang akibat adanya pertumbuhan kambium gabus, parenkim gabus, dan terlepas dari bagian kulit. Lentisel memungkinkan sel-sel tetap hidup didalam batang melalui pertukaran gas dengan udara luar.3. Rambut AkarAkar merupakan salah satu bagian pokok tubuh tumbuhan berkormus dan merupakan organ vegetif tumbuhan. Selain berfungsi menghisap air dan garam-garam mineral, rambut akar berfungsi sebagai alat pernapasan. Sel-sel rambut akar akan mengambil oksigen pada pori-pori tanah.g. Respirometer

Gambar 7. Skema Alat RespirometerSumber: http://www.biscience5.blogspot.com Respirometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur rata-rata pernapasan organisme dengan mengukur rata-rata pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Hal ini memungkinkan penyelidikan bagaimana faktor-faktor seperti umur atau pengaruh cahaya memengaruhi rata-rata pernapasan. Respirometer sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup seperti serangga, bunga, akar, kecambah yang segar. Jika tidak ada perubahan suhu yang berarti, kecepatan pernapasan dapat dinyatakan dalam ml/detik/g, yaitu banyaknya oksigen yang digunakan oleh makhluk percobaan tiap 1 gram berat tiap detik.Respirometer ini terdiri atas dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu tabung spesimen (tempat hewan atau bagian tumbuhan yang diselidiki) dan pipa kapiler berskala yang dikaliberasikan teliti hingga 0,01 ml. Kedua bagian ini dapat disatukan amat rapat hingga kedap udara dan didudukkan pada penumpu (landasan) kayu atau logam.Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala.

D. Alat dan Bahan

1. Respirometer2. Botol vial3. Kapas4. KOH padat5. Aquades6. Eosin7. Vaselin8. Jarum suntik9. Timbangan digital10. Spesimen (tanaman Titian dan daun Cemara Norfolk)

E. Langkah Kerjaa. Skema Alat

Gambar 8. Skema Percobaan Respirasi HewanSumber: http://www.masihtertulis.blogspot.comb. Prosedur Kerja

F. Data Hasil PengamatanNONama SpesimenWaktu / menit

510152025

1.Tumbuhan Titian0,38 ml0,57 ml0,67 ml0,71 ml0,74 ml

2.Tumbuhan Cemara0,46 ml0,66 ml0,77 ml0,81 ml0,97 ml

G. Analisis DataRumus laju respirasi:

Dimana:v : laju respirasi (ml/s)s : perubahan eosin (ml)t : waktu (detik)a. Tumbuhan Titian a. DiketahuiS1= 0,38 ml t1= 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

b. DiketahuiS2= 0,57 ml 0,38 ml = 0,19 ml t2= 10 menit 5 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

c. DiketahuiS3= 0,67 ml 0,57 ml = 0,10 ml t3= 15 menit 10 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

d. DiketahuiS4= 0,71 ml 0,67 ml = 0,04 ml t4= 20 menit 15 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

e. DiketahuiS5= 0,74 ml 0,71 ml = 0,03 ml t5= 25 menit 20 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

Rata-rata laju respirasi:

b. Daun Tumbuhan Cemara Norfolka. DiketahuiS1= 0,46 ml t1= 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

b. DiketahuiS2= 0,66 ml 0,46 ml = 0,20 ml t2= 10 menit 5 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

c. DiketahuiS3= 0,77 ml 0,66 ml = 0,11 ml t3= 15 menit 10 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

d. DiketahuiS4= 0,81 ml 0,77 ml = 0,04 ml t4= 20 menit 15 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

e. DiketahuiS5= 0,97 ml 0,81 ml = 0,16 ml t5= 25 menit 20 menit = 5 menit = 300 sekonPerhitungan :

Rata-rata laju respirasi:

Data Hasil PerhitunganNO.Nama Specimenv1(ml/ s)v2(ml/ s)v3(ml/ s)v4(ml/ s)v5(ml/ s)

1.Tumbuhan Titian0,001270,000330,000130,000100,00049

2.Tumbuhan Cemara0,001530,000370,000130,000530,00065

H. PembahasanParaktikum pada percobaan yang berjudul Respirasi yang telah dilakukan pada hari Kamis, tanggal 3 April 2014, pukul 07.00-08.40 WIB, di Laboratorium Biologi Dasar FMIPA UNY, memiliki tujuan agar setelah melakukan percobaan mahasiswa dapat mengamati perubahan volume gas yang berhubungan dengan konsumsi oksigen, mengukur laju respirasi spesimen, dan dapat menjelaskan pengaruh massa ataupun jenis spesimen terhadap laju respirasi.Pada percobaan ini, alat yang digunakan antara lain respirometer, botol vial, kapas, dan jarum suntik. Respirometer merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup, seperti jangkrik, kuncup bunga, maupun kecambah besar. Hal ini memungkinkan menyelidiki bagaimana faktor-faktor seperti massa, umur, jenis mempengaruhi rata-rata pernapasan. Respirometer ini terdiri atas dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu tabung spesimen (tempat hewan atau bagian hewan/ tumbuhan yang akan diselidiki) dan pipa kapiler berskala yang dikalibrasikan teliti hingga 0,01 mL. Kedua bagian ini dapat disatukan dengan rapat hingga kedap udara dan didudukkan pada penumpu (landasan). Sedangkan kapas digunakan untuk membungkus kristal KOH, sehingga tidak ada kontak langsung dengan spesimen yang akan di uji coba.Selain alat-alat diatas, dalam percobaan ini bahan yang dibutuhkan antara lain spesimen, kristal KOH, eosin, dan vaselin. Pada percobaan ini, spesimen yang digunakan praktikan adalah tanaman Titian dan daun cemara norfolk. Kristal KOH digunakan untuk mengikat CO2 (karbondioksida). Selain itu KOH digunakan untuk peningkat suhu agar respirasi terpicu menjadi lebih cepat. Eosin disini berfungsi untuk penanda seberapa cepat oksigen berkurang dalam tabung yang berisispesimen. Vaselin digunakan agar udara ynag berada didalam tidak dapat keluar dan udara yang diluar tidak dapat masuk melalui celah-celah antara mulut tabung dengan penutup.Berdasarkan alat dan bahan yang telah disediakan, maka praktikan dapat melakukan langkah demi langkah percobaan. Langkah pertama yang dilakukan praktikan yaitu mengukur massa berat tanaman sebagai spesimen yang akan digunakan. Kemudian praktikan membungkus kristal KOH dengan kapas dan memasukkannya ke dalam tabung respirometer. Selanjutnya mengolesi bagian pipa berskala dengan vaselin dan memasukkan tanaman kedalam botol kemudian menutup botol dengan pipa berskala. Langkah berikutnya menutup pipa berskala kurang lebih 1 menit, melepaskan dan memasukkan tetesan eosin dengan suntikan jarum. Praktikan mengamati dan mencatat perubahan kedudukan eosin pada pipa berskala setiap 5 menit selama 25 menit (5 data). Langkah terakhir yang dilakukan praktikan yaitu mengulangi percobaan dengan spesimen yang berbeda dan massa yang berbeda pula.Tumbuhan adalah salah satu makluk hidup di bumi ini yang mempunyai suatu keistimewaan. Tumbuhan dapat membuat makanannya sendiri dengan memanfaatkan sesuatu yang ada disekitarnya. Proses pembuatan makanan ini disebut fotosintesis. Selain berfotosintesis tumbuhan juga melakukan proses respirasi seperti halnya mahluk hidup pada umumnya. Seperti yang praktikan sudah paparkan di dalam latar belakang bahwa untuk membuktikan tumbuhan melakukan proses respirasi maka diperlukan suatu pengamatan, pengamatan yang dilakukan yaitu dengan menggunakan dua tumbuhan berbeda, yang bertujuan sebagai perbandingan mana yang lebih cepat laju respirasinya yang dipengaruhi oleh factor-faktor tertentu, diantaranya yaitu jenis dan masaa tumbuhan. Dua tumbuhan tersebut yaitu tanaman Titian dan daun Cemara Norfolk. Pada percobaan ini praktikan melakukan lima kali pengulangan untuk setiap lima menit sekali, sehingga menggunakan waktu selama 25 menit untuk satu jenis percobaan. Untuk bobot dari tanaman Titian yaitu memiliki bobot 3,04 gram untuk semua pengulangan, sedangkan untuk bobot daun Cemara Norfolk yaitu 3,00 gram.Dari percobaan di atas diperoleh hasil yang berbeda-beda antara laju respirasi pada tumbuhan Titian dan daun Cemara Norfolk. Mekanisme respirasi pada tumbuhan yaitu, pada dasarnya tumbuhan memerlukan oksigen, meski dalam keadaan tertentu, keberadaan okisigen tak lagi dibutuhkan (terutama pada tumbuhan yang tak berklorofil). Tujuan respirasi tumbuhan sama halnya dengan tujuan makhluk hidup lainnya. Respirasi dilakukan untuk mendapatkan energi. Tumbuhan yang bernapas dengan sistem anaerob, akan mendapatkan energi. Caranya dengan mengurai sejumlah bahan tertentu di tempat mereka hidup. Sedangkan pada pernapasan aerob, akan dihasilkan karbon dioksida juga uap air yang kemudian akan dikeluarkan melalui tubuh tumbuhan dengan sistem difusi. Semua gas yang keluar dan masuk tersebut melewati stomata yang terletak pada permukaan daun tumbuhan juga inti sel yang ada pada batang tumbuhan. Pada kondisi tertentu, akar tanaman juga merupakan tempat keluar masuknya gas. Terutama bagi tanaman yang tumbuh di rawa. Proses respirasi tumbhan pada percobaan ini dapat diamati dengan adanya perubahan kedudukan eosin menuju tabung vial yang berisi tanaman, sehingga terjadi penyusutan volume udara dalam tabung. Pada saat melakukan ekspirasi, CO2 yang dihasilkan oleh tumbuhan akan diikat oleh KOH menjadi K2CO3 dan H2O. Reaksinya adalah sebagai berikut:2KOH (s) + CO2 (g) K2CO3 (s) + H2O (l)Dari reaksi diatas CO2 memiliki volume terbesar karena merupakan gas, sedangkan K2CO3 berbentuk padat. Akibatnya volume CO2 dalam tabung kaca yang berisi tumbuhan akan terus berkurang karena CO2 diikat menjadi K2CO3. Volume udara yang berkurang akan menyebabkan adanya tekanan negatif yang menyebabkan larutan eosin bergerak menuju tanung kaca yang berisi tumbuhan. Pada percobaan terhadap spesimen jenis tumbuhan yaitu tanaman Titian dan daun Cemara Norfolk akan dicari laju respirasi rata-rata dengan terlebih dahulu menghitung laju respirasi masing-masing perjarak/volume maupun waktunya, yaitu dengan menggunakan rumus persamaan:

Dimana S menunjukkan perubahan eosin (mL) dan t menunjukkan waktu (detik). Sehingga dari masing-masing tumbuhan, yaitu tanaman Titian dan daun Cemara Norfolk terdapat 5 data dari perhitungan.Pada percobaan dengan menggunakan tanaman Titian, didapatkan hasil pada menit ke-5 laju respirasi mencapai 0,00127 ml/s, pada menit ke-10 laju respirasinya menurun lebih lambat, yaitu 0,00063 ml/s, dan menit ke-15 juga terjadi penurunan laju respirasi menjadi 0,00033 ml/s, begitu pula pada menit ke-20 didapatkan hasil 0,00013 ml/s dan pada menit ke-25 laju respirasi mencapai 0,00010 ml/s, pada menit ini laju respirasi belum mencapai ujung skala, namun percobaan hanya diambil sebanyak 5 data, sehingga percobaan dihentikan pada menit ini. Untuk percobaan dengan menggunakan daun cemara Norfolk di dapatkan hasil, pada menit ke-5 laju respirasinya 0,00153 ml/s, pada menit ke-10 laju respirasinya menurun lebih lambat, yaitu 0,00067 ml/s, dan menit ke-15 juga terjadi penurunan laju respirasi menjadi 0,00037 ml/s, begitu pula pada menit ke-20 didapatkan hasil 0,00013 ml/s dan pada menit ke-25 laju respirasi mengalami kenaikan lebih cepat mencapai 0,00053 ml/s, pada menit ini laju respirasi belum mencapai ujung skala, namun percobaan hanya diambil sebanyak 5 data, sehingga percobaan ini juga dihentikan pada menit ke-25. Dari kelima data yang dihasilkan, laju respirasi rata-rata dari tanaman Titian yaitu 0,00049 mL/s. Sedangkan pada daun Cemara Norfolk memiliki laju respirasi rata-rata 0,00065 mL/s. Berdasarkan hasil tersebut, terlihat bahwa daun Cemara Norfolk memiliki laju respirasi yang lebih cepat dibandingkan dengan tanaman Titian. Hal ini berarti sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa jenis tumbuhan mempengaruhi laju reaksi.Respirasi tumbuhan tingkat tinggi dan tumbuhan tingkat rendah memiliki perbedaan yang mendasar. Respirasi tumbuhan tingkan tinggi, prosesnya berlangsung secara aerob dimana pada pernapasan tersebut terdapat pembebasan energi dari sari-sari makanan pada bagian dalam sel tubuh tumbuhan yang dilakukan dengan cara oksidasi secara biologis. Oksidasi sendiri merupakan proses reaksi di antara sari makanan dengan oksigen yang pada akhirnya akan menghasilkan CO2, energi dan juga H2O. Reaksi tersebut merupakan jenis rekasi enzimatis yang memiliki peran sebagai katalisator. Energi yang dihasilkan oleh tumbuhan tersebut akan digunakan dalam proses pertumbuhan, pengangkutan mineral, pembentukan protein, proses fotosintesis dan masih banyak lagi lainnya. Pernapasan pada tumbuhan tingkat rendah bisa terjadi dengan dua cara yakni aerob dan juga anaerob. Respirasi anaerob yang biasanya disebut juga dengan fermentasi yakni suatu proses pengubahan suatu senyawa utama menjadi senyawa lanjutan dengan menggunakan bantuan enzim. Proses ini bisa kita jumpai pada pembentukan alhokol yang awalnya merupakan glukosa.Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor-faktor yaitu suhu, kelembaban, ketersediaan jumlah dan jenis subsrat, ketersediaan O2 , jenis dan umur tumbuhan (Salisbury, 1995).Reaksi respirasi akan terjadi ketika terdapat oksigen, berikut reaksi yang terjadi dalam proses respirasi:C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energyKetersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, walaupun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara (I Komang Jaya Santika Yasa, 2009). Sehinga ketersediaan oksigen ruangan pun akan berpengaruh walaupun dalam jumlah relatif sedikit.

I. KesimpulanBerdasarkan hasil percobaan dan pembahasan yang telah dilakukan oleh praktikan, maka dapat disimpulkan bahwa:a. Adanya perubahan volum yang ditunjukkan oleh larutan eosin menunjukkan CO2 yang dikeluarkan saat respirasi terikat KOH, sehingga volume udara akan berkurang dan menyebabkan adanya tekanan negatif.b. Laju respirasi spesimena. Tanaman Titian memiliki laju respirasi rata-rata sebesar 0,00049 ml/s.b. Daun tanaman Cemara Norfolk memiliki laju respirasi rata-rata sebesar 0,00065 ml/s.c. Daun Cemara Norfolk memiliki laju respirasi yang lebih cepat dibandingkan dengan tanaman Titian.

J. Daftar PustakaAsri Widowati dan Ekosari R. 2012. Petunjuk Praktikum Biologi Dasar 2.Yogyakarta: FMIPA UNY.Campbell, Neil A. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid I. Jakarta: Erlangga.Danang.2008.Fotosintesis dan Respirassi. http//www.Indoskripsi.com. diakses padahari Selasa 08 April 2014 pukul 13.00 WIB.Dwijoseputro. 1986. Biologi. Jakarta: Erlangga.Kimball, John. 1998. Biologi Jilid I. Jakarta: Erlangga.Krisdianto,dkk.2005. Penuntun Praktikum Biologi Umum. Banjar baru: FMIPAUniversitas Lambang MangkuratKomang, I Jaya S.Y. 1999. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: RajaGrafindo Persada. Lukman, Diah. 1997. Buku Ajar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Gramedia.Ross, Salisburry. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB.Wilkins.M.B, 1993, Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Bumi Angkasa.

Sumber gambar:Diakses dari http://www.bimbie.com pada hari Selasa 8 April 2014 pukul 13.08WIB.Diakses dari www.bebas.vls.org pada hari Selasa 8 April 2014 pukul 13.13WIB.Diakses dari http://www.desyliapu3.wordpress.com pada hari Selasa 8 April 2014 pukul 13.15 WIB.Diakses dari www.biologi-sel.com pada hari Jumat 28 Maret 2014 pukul 13.23WIB.Diakses dari http://www.biscience5.blogspot.com pada hari Jumat 28 Maret 2014pukul 13.25 WIB.Diakses dari http://www.masihtertulis.blogspot.com pada hari Jumat 28 Maret2014 pukul 13.30 WIB.Diakses dari www.web.ipb.ac.id pada hari Jumat 28 Maret 2014 pukul 13.37WIB.

K. Jawaban Pertanyaan1. Dalam praktikum ini KOH berfungsi sebagai pengikat CO2 agar dapat dijadikan sebagai indiakator terjadinya rspirasi yang bertujuan agar gas CO2 tidak mengganggu proses respirasi. Serta berfungsi sebagai peningkat suhu agar respirasi terpicu menjadi cepat. 2. Kesimpulan dalam percobaan ini adalah:a. Adanya perubahan volum yang ditunjukkan oleh larutan eosin menunjukkan CO2 yang dikeluarkan saat respirasi terikat KOH, sehingga volume udara akan berkurang dan menyebabkan adanya tekanan negatif.b. Laju respirasi spesimen1) Tanaman Titian memiliki laju respirasi rata-rata sebesar 0,00049 ml/s.2) Daun tanaman Cemara Norfolk memiliki laju respirasi rata-rata sebesar 0,00065 ml/s.c. Daun Cemara Norfolk memiliki laju respirasi yang lebih cepat dibandingkan dengan tanaman Titian.3. Kendala yang dialami saat melakukan praktikum yaitu:a. Kesulitan dalam proses penimbangan spesimen secara konstan.b. Menetapkan pembacaan skala ukur yang tepat.c. Posisi respirometer yang sering bergerak.d. Saat melakukan praktikum, dalam penggunaan respirometer tidak menggunakan alas yang warnanya lebih gelap, sehingga dalam mengamati pergerakan eosin mengalami kesulitan untuk membaca skala.e. Pipa kapiler kurang bersih (masih terdapata air) sehingga eosin sulit naik.L. LampiranFoto 1. Alat-alat dan Bahan

Foto 2. Proses pemasangan tutup

Foto 3. Pnyuntikan Eosin

Foto 3. Melapisi tabung vial dengan vaselin