PENETAPAN KADAR CO2 JARINGAN TUMBUHAN

PRAKTIKUM ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN

OLEH :

Yulia

(F05109031)

Kelompok : 2

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PONTIANAK

2011

ABSTRAK

Untuk mengetahui kadar CO2 pada kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus),

maka dilakukanlah percobaan Penatapan Kadar CO2 pada Kecambah Kacang Hijau

(Phaseolus radiatus). Metode yang digunakan adalah dengan menitrasi larutan NaOH dengan

HCL. Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan kadar O2 yang ada. Suhu dan ketersediaan O2

di dalam botol selai yang tertutup rapat mempengaruhi laju respirasi dari kecambah pada tiap

perlakuan, yang dapat dilihat dari kadar CO2 yang dihasilkan. Suhu dalam oven yang panas

dengan ketersediaan O2 mengganggu proses respirasi kecambah sehingga CO2 yang

dihasilkan lebih sedikit dari yang berada pada suhu ruang.

Kata Kunci :CO2, O2, Respirasi dan Laju Respirasi.

1

PENDAHULUAN

Respirasi berasal dari kata latin yaitu respirare yang berarti bernafas. Reaksi respirasi

merupakan reaksi katabolisme yang memecah molekul-molekul gula menjadi molekul

anorganik berupa CO2 dan H2O (Salisbury, 1995). Pernapasan adalah suatu proses untuk

mengubah zat-zat menjadi energi pada organisma, menjadi perhatian karena

pernapasan adalah salah satu bagian dasar proses hidup (Umbara, 2008).

Pantastico (1989) menerangkan respirasi dibedakan dalam tiga tingkat :

(1) pemecahan polisakarida menjadi gula sederhana;

(2) oksidasi gula menjadi asam piruvat; dan

(3) transformasi piruvat dan asam-asam organik lainnya secara aerobik menjadi CO2,

air dan energi.

Dikemukakan juga bahwa besar kecilnya respirasi dapat diukur dengan menentukan

jumlah substrat yang hilang, O2 yang diserap, CO2 yang dikeluarkan, panas yang dihasilkan

dan energi yang timbul.

Fotosintesis  menyediakan molekul organik yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan

mahluk hidup lainnya.  Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah

senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi . Respirasi dan metabolisme karbon

yang terkait di dalamnya melepas energi yang tersimpan di dalam senyawa karbon dengan

cara yang terkontrol untuk digunakan oleh sel.  Pada waktu yang bersamaan, respirasi

menghasilkan banyak senyawa karbon yang dibutuhkan sebagai prekursor untuk biosintesis

senyawa organik lainnya.  Respirasi aerob merupakan proses yang umum terjadi dalam

hampir semua organisme eukariot, dan secara umum proses respirasi di dalam tumbuhan

mirip dengan apa yang dijumpai di dalam hewan dan eukoriot tingkat rendah, tetapi beberapa

aspek khusus dari respirasi tumbuhan membedakannya dari respirasi hewan.  Respirasi aerob

adalah proses biologi yang memobilisasi dan mengoksidasi molekul organik secara

terkontrol.  Selama respirasi, energi bebas dilepas dan disimpan sementara dalam bentuk ATP

yang siap digunakan untuk aktifitas sel dan perkembangan tumbuhan (Tjitrosomo 1987).

Substrat respirasi meliputi senyawa karbohidrat, glukosa, fruktosa, sukrosa, pati, lipid,

asam-asam organik, dan protein. Proses respirasi yang dominan terjadi pada bagian tumbuhan

yang sedang aktif tumbuh dan melakukan metabolisme, yaitu: tunas, biji yang berkecambah,

ujung tunas, ujung akar, serta kuncup bunga.  Hubungan respirasi dengan lintasan

2

metabolisme lain di dalam tumbuhan dapat dilihat melalui glikolisis, lintasan pentosa fosfat,

serta siklus asam sitrat (Achmad, 2010).

Faktor yang mempengaruhi laju respirasi ada dua, yaitu faktor internal dan faktor

eksternal. Faktor internal meliputi tingkat perkembangan, susunan kimia jaringan, ukuran

produk, pelapis alami dan jenis jaringan. Sedangkan faktor eksternal meliputi suhu, gas

etilen, ketersediaan O2 dan CO2. Laju respirasi menentukan daya tahan produk yang disimpan

sehingga produk yang laju respirasinya rendah umumnya disimpan lebih lama dalam kondisi

yang baik. Respirasi pada tumbuhan ditandai oleh penurunan konsentrasi gas O2 dan

peningkatan konsentrasi CO2 dalam chamber.

Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu di antara 0-35° C kecepatan reaksi

akan berlangsung dua atau tiga kali lebih besar untuk tiap kenaikan suhu 10° C (Wills et al.,

1981). Penurunan suhu penyimpanan akan menurunkan laju respirasi tumbuhan karena

penurunan suhu dapat menurunkan kecepatan reaksi kimia yang terjadi di dalam jaringan

tumbuhan. Laju pernapasan adalah berat CO2 yang dihasilkan per satuan berat bahan pada

selang waktu tertentu, dengan dimensi satuannya mg CO2/kg.jam. Dengan pengukuran O2

dan CO2 dimungkinkan untuk mengevaluasi sifat proses pernapasan (Umbara, 2008).

Temperatur merupakan salah satu factor yang dapat mempengaruhi produksi

CO2 yang akan menyebabkan peningkatan produksi CO2, sejalan dengan meningkatnya suhu.

CO2merupakan salah satu hasil / produk dari respirasi. Respirasi dan fotosintesis sangat

berpengaruh dengan temperatur. Sedikit perubahan temperatur akan mempengaruhi laju

fotosintesis dan respirasi. Beberapa jenis tanaman mengalami ini, temperatur akan

mempengaruhi fotosintesis yang juga akan mempengaruhi laju respirasi atau sebaliknya

(Atkin, 2007).

Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan. 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. Sedangkan untuk menghitung respirasi dapat menggunakan koefisian respirasi

(KR), yaitu perbandingan CO2 dengan O2 (Kamariyani 1984).

3

PENGERTIAN RESPIRASI

1. Proses keseluruhannya merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa yang

dioksidasi menjadi CO2, sedangkan O2 yang diserap direduksi membentuk H2O.

2. Respirasi merupakan oksidasi (dgn produk yg sama seperti pembakaran) yang

berlangsung di medium air, dengan pH mendekati netral, pada suhu sedang, dan tanpa

asap.

3. Pati, fruktan, sukrosa atau gula lainnya, lemak, asam organik, dan pada keadaan

tertentu bahkan protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi.

4. Sejalan dengan berlangsungnya pemecahan, kerangka karbon-antara disediakan untuk

menghasilkan berbagai produk esensial (Pomantow, 2009).

Kecambah melakukan pernapasan untuk mendapatkan energi yang dilakukan dengan

melibatkan gas oksigen (O2) sebagai bahan yang diserap atau diperlukan dan menghasilkan

gas karbondioksida (CO2), air (H2O) dan sejumlah energy (Putra, 2010).

Oksigen sangat penting dalam perkembangan kecambah, karena kecambah

melakukan respirasi aerob untuk memecahkan cadangan makanan dalam endosperma yang

kaya akan lemak. Cadangan makanan yang digunakan dalam respirasi ini, berfungsi sebagai

substrat yang dapat menghasilkan energi dalam menyokong proses pembelahan sel dan

metabolisme sel lainnya (tahap awal pertumbuhan) (Achmad, 2010).

Karena kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus) merupakan suatu organisme

yang walaupun ia masih belum berkembang dengan sempurna tetapi sudah bisa melakukan

pernapasan. Untuk mengetahui kadar CO2 pada kecambah kacang hijau (Phaseolus radiatus),

maka dilakukanlah percobaan Penatapan Kadar CO2 pada Kecambah Kacang Hijau

(Phaseolus radiatus).

4

MATERIAL DAN METODA

A. Alat dan Bahan

Pada praktikum ini, digunakan beberapa alat, diantaranya yaitu Beaker Glass,

Gelas Ukur, Pipet Tetes, Botol Selai, Neraca, Bulb, Pipet Volume, Corong, Buret,

Oven dan Erlenmeyer.

Sedangkan, bahan yang digunakan adalah Aluminium Foil, Kain Kassa,

Benang, Phaseolus radiatus (Kecambah), NaOH 10M, HCL 1M, Indikator PP dan

BaCl2 0,2M.

B. Metode

NaOH 10M diamsukkan ke dalam 6 botol selai yang berbeda dengan masing-

masing sebanyak 10ml. Kemudian kecambah ditimbang sebanyak 5gr, dibungkus

dengan kain kassa dan masukkan ke delam botol dengan posisi tergantung (jangan

terkena NaOH), lalu ditutup dengan aluminium foil dan ditutup dengan tutup botolnya

(jangan ada udara). 3 botol dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 40oC, sedangkan

3 botol lainnya diletakkan pada suhu ruangan, semuanya dibiarkan selama 24 jam.

Setelah 24 jam, dari masing-masing botol diambil NaOH sebanyak 2ml, ditambah 3

tetes indicator PP dan BaCl2 sebanyak 0,5ml, kemudian dititrasi dengan HCL 1M

hingga larutan berubah menjadi berwarna pink.

Kadar CO2=1.000 ×VolumeTitran× Mr Sampel

1.000 ×Volume Sampel

5

DATA PENGAMATAN

PerlakuanVolum Titran

(ml)Kadar CO2 (mg/kg.jam)

Respirasi Kecambah pada

Suhu Oven (40oC)

1,2 24

13,6 272

5,6 112

Rata-rata 6,8 136

Respirasi Kecambah pada

Suhu Ruang (25oC)

16,1 322

3,5 70

11,4 228

Rata-rata 10,33 206,66

PEMBAHASAN

6

Pada dasarnya, proses respirasi bertujuan untuk mendapatkan energi yang digunakan

dalam metabolisme dan proses pertumbuhan serta perkembangan untuk menjadi sebuah

tanaman dewasa. Semakin besar suatu tanaman, maka makin besar pula kebutuhannya akan

energi sehingga dalam respirasinya memerlukan oksigen yang banyak pula. Faktor-faktor

yang mempengaruhi proses respirasi suatu organisme antara lain: umur atau usia organisme

tersebut, bobot dari kegiatan yang dilakukan, ukuran organisme itu sendiri, keadaan

lingkungan sekitar, serta cahaya juga mempengaruhi rata-rata pernapasan (Dwidjoseputro

1986).

Pada praktikum ini digunakan bahan Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus radiatus)

untuk menetapkan laju respirasi yang dapat dilihat dari banyaknya kadar CO2. Kadar CO2

tersebut dapat diketahui dari hasil titrasi sampel (NaOH) dangan menggunakan HCL.

Semakin banyak CO2 yang dihasilkan, maka semakin banyak pula HCL yang digunakan

untuk titrasi, yang manunjukkan laju respirasi dari kecambah tersebut. NaOH di sini berperan

dalam mengikan CO2.

Dari hasil titrasi dapat diketahui bahwa kadar CO2 pada kecambah yang diberi

perlakuan dengan dimasukkan kedalam oven dengan suhu 40oC selama 24 jam menghasilkan

lebih sedikit CO2, yaitu sebanyak 136 mg/kg.jam, dibanding kadar CO2 yang dihasilkan oleh

kecambah yang diberi perlakuan diletakkan pada suhu ruang, yaitu 25oC sebanyak 206,66

mg/kg.jam.

Absorbsi CO2 dari campuran biogas ke dalam larutan NaOH dapat dilukiskan sebagai

berikut:

I. CO2(g) CO2(g) (1)

II. CO2(g) + NaOH(aq) NaHCO3(aq) (2)

NaOH(aq) + NaHCO3 Na2CO3(s) + H2O(l) (3)

CO2(g) + 2NaOH(aq) Na2CO3(s) + H2O(l) (4)

Dalam kondisi alkali atau basa, pembentukan bikarbonat dapat diabaikan karena bikarbonat

bereaksi dengan OH- membentuk CO32- (Van Bhat, 1999).

7

Saat sampel dititrasi dengan HCL, maka terjadi reaksi :

(1) CO2(g) + 2NaOH(aq) Na2CO3(s) +

H2O(l) (4)

(2) Na2CO3(s)+ BaCl2 (l) 2NaCl(l)+ BaCO3(aq)

BaCO3(aq) + 2HCl(l) BaCl 2(l) + CO2(g) + H2O(l)

Pada paraktikum ini, laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan kadar O2 yang ada.

Suhu dan ketersediaan O2 di dalam botol selai yang tertutup rapat mempengaruhi laju

respirasi dari kecambah pada tiap perlakuan, yang dapat dilihat dari kadar CO2 yang

dihasilkan. Suhu dalam oven yang panas dengan ketersediaan O2 mengganggu proses

respirasi kecambah sehingga CO2 yang dihasilkan lebih sedikit dari yang berada pada suhu

ruang.

Kadar CO2 yang dihasilkan pada kecambah yang diberi perlakuan dengan dimasukkan

kedalam oven 40o selama 24 jam lebih sedikit disbanding kecambah pada suhu ruang,

disebabkanpada peningkatan suhu mencapai 40oC atau lebih, laju repirasi melahan menurun,

karena enzim yang diperlukan mulai mengalami denaturasi, sehingga memperlambat

metabolic yang terjadi. Bila suhu meningkat sampai 30 atau 35oC, laju respirasi akan

meningkat, tapi lebih lambat. Hal ini terjadi karena pada suhu yang tinggi inilah laju penetrasi

O2 ke dalam sel lewat kutikula atau periderma mulai menghambat respirasi saat reaksi kimia

berlangsung dengan cepat (Salisbury,1995).

8

KESIMPULAN

Kesimpulan dari praktikum ini adalah :

1. Suhu mempengaruhi laju respirasi tumbuhan.

2. Kadar O2 juga mempengaruhi laju respirasi.

3. Kadar CO2 yang dihasilkan kecambah pada perlakuan dengan dimasukkan ke dalam

oven bersuhu 40oC lebih sedikit bila dibandingkan dengan kadar CO2 yang dihasilkan

kecambah pada suhu ruang.

4. Banyaknya HCL yang digunakan untuk titrasi menunjukkan banyaknya kadar CO2

pada sampel.

5. NaOH yang dipakai berperan dalam mengikat CO2 yang dilepaskan oleh kecambah.

9

REFERENSI

Achmad, Balie. 2010. Penetapan Kuosien Respirasi Jaringan Tumbuhan.

http://arcturusarancione.wordpress.com/2010/06/28/penetapan-kuosien-respirasi-

jaringan-tumbuhan/. (Diakses, Sabtu 7 Mei 2011).

Atkin O. K., Scheurwater I, Pons T. L. 2006. Respiration as a percentage of daily

photosynthesis in whole plants is homeostatic at moderate, but not high, growth

temperatures. Journal compilation 368.

Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga. Jakarta.

Pantastico, E. B. 1986. Fisiologi Pasca Panen dan Pemanfaatan Buah - buahan dan Sayur-

sayuran Tropika dan Subtropika. Kamariyani, penerjemah. Yogyakarta : Gadjah

Mada University Press.

Putra, Issanto. 2010. Penetapan Kuosien Jaringan Tumbuhan.

http://4thena.wordpress.com/category/fisiologi-tumbuhan/. (Diakses, Sabtu 7 Mei

2011).

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

Tjitrosomo.1987. Botani Umum 2. Bandung: Penerbit Angkasa.

Umbara, Danu S. 2008. Pengembangan Teknik Modified Atmosphere Packaging untuk Sayuran Campuran Terolah Minimal. http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:VXsSje3QQaQJ:repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/13949/DANU%2520UMBARA%2520S_F2008.pdf?sequence%3D2+kuosien+respirasi+tumbuhan+kecambah+pdf&hl=id&gl=id. (Diakses, Sabtu 7 Mei 2011).

Wills RHH, Lee TH, Graham D, Glasson WBM, Hall EG. 1981. Postharvest. An

Introduction to the Physiology and Handling of Fruits and vegetables. New South

Wales University Press Limited. Kensington, N.S.W. Australia.

10

LAMPIRAN

Perhitungan Kadar CO2 :

Kadar CO2=1.000 ×VolumeTitran× Mr Sampel

1.000 ×Volume Sampel

Oven 1 : 1000× 1,2× 40

1000 ×2

= 480002000

= 24

Oven 2 : 1000× 13,6 × 40

1000 ×2

= 544000

2000 = 272

Oven 3 : 1000× 5,6 × 40

1000 ×2

= 224000

2000 = 112

Ruang 1 : 1000× 16,1× 40

1000 ×2

= 644000

2000 = 322

Ruang 2 : 1000× 3,5 ×40

1000 ×2

= 140000

2000 = 70

Ruang 3 : 1000× 11,4× 40

1000 ×2

= 456000

2000 = 228

11