LAPORAN PRAKTIKUM

RESPIRASI

Oleh :

Golongan D/Kelompok 1B

1. Muhammad Rizal (161510501019)

2. Lailatul Lestariwati (161510501021)

3. Heni Dwi Sasmita (161510501029)

4. Muhammad Abdul Azis (161510501270)

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2017

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Makhluk hidup pasti melakukan kegiatan metabolisme dalam siklus

hidupnya. Metabolisme dibagi menjadi dua macam, yaitu anabolisme dan

katabolisme. Anabolisme adalah proses pembentukan senyawa kompleks dari

senyawa-senyawa sederhana. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa-

senyawa sederhana dari senyawa yang kompleks untuk menghasilkan energi.

Proses respirasi adalah salah satu contoh proses katabolisme. Respirasi dibedakan

menjadi dua macam, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob

adalah respirasi yang membutuhkan oksigen dalam prosesnya, sedangkan

respirasi anaerob adalah respirasi yang tidak membutuhkan oksigen dalam

prosesnya.

Respirasi merupakan suatu proses pernafasan pada tumbuhan, sama halnya

dengan respirasi pada manusia respirasi, pada tumbuhan juga terjadinya

pertukaran gas O2 dan gas CO2. Proses ini terjadi pada bagian sel daun, yaitu

sitoplasma dan mitokondria. Oksigen yang diserap tanaman untuk proses respirasi

akan masuk ke dalam tubuh tanaman melalui stomata dan kemudian menuju

bagian sel yang bertugas dalam proses respirasi. Respirasi menggunakan energi

yang tersimpan dalam tubuh tumbuhan dan akan ditimbulkan kembali untuk dapat

digunakan dalam proses-proses kehidupan pada tumbuhan. Laju respirasi pada

tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah suhu, jenis dan

jumlah bahan utama, kelembaban, ketersediaan oksigen, dan tipe serta usia

tanaman itu sendiri. Proses respirasi akan berjalan dengan baik apabila bahan

utama tersebut dapat tercukupi. Proses respirasi sendiri nantinya juga akan

mempengaruhi pertumbuhan suatu tanaman.

Panas merupakan suatu energi yang dikeluarkan pada saat proses respirasi

yang merupakan perwujudan dari sebagian energi yang terlepas dalam proses

respirasi. Energi panas yang dihasilkan oleh adanya proses respirasi ini akan

memberi pengaruh terhadap proses perkecambahan tanaman. Proses respirasi

yang terus meningkat akan menyebabkan oksigen menjadi terbatas sehingga

2

proses perkecambahan benih menjadi terhambat, hal tersebut terjadi karena proses

respirasi yang meningkat akan selalu disertai dengan peningkatan pengambilan

oksigen dan pelepasan karbon dioksida, air dan energi panas yang juga

meningkat.

Proses respirasi dipengaruhi oleh beberapa yaitu faktor dalam dan faktor

luar. Faktor internal antara lain umur tanaman dan konsentrasi substrat respirasi

yang tersedia, sedangkan yang termasuk faktor luar adalah suhu (temperatur),

cahaya, konsentrasi oksigen di udara, konsentrasi karbon dioksida, tersedianya air

serta ada tidaknya luka pada tumbuhan. Panas hasil respirasi digunakan tanaman

untuk sintesa, gerak, transport, dan penyerapan unsur hara. Praktikum kali ini

akan membuktikan bahwa faktor eksternal (suhu) dan faktor internal (umur

tanaman) merupakan salah satu pengaruh bagi respirasi tumbuhan dalam

menghasilkan jumlah CO2 dan O2.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui volume O2 dan CO2 yang dihasilkan dari proses respirasi serta

membuktikan bahwa suhu berpengaruh pada proses respirasi.

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Metabolisme dibutuhkan bagi tanaman agar sel dapat tumbuh dan

bereproduksi, mempertahankan strukturnya, serta merespon lingkungannya.

Proses ini terdiri dari proses anabolisme dan katabolisme. Metabolisme

karbohidrat banyak dilakukan pada tanaman yang mempunyai peran penting

dalam mengoksidasikan karbohidrat menjadi suatu energi kimia yang ada di

dalam sel tanaman menjadi energi dalam bentuk ATP, kemudian karbohidrat

mampu menyediakan karbon yang diperlukan saat asimilasi, serta mampu

mengandung karbohidrat, protein, dan asam nukleat (Gandjar dkk., 2006).

Fotosintesis merupakan suatu penggantian energi matahari yang menjadi

biokimia secara kompleks. Proses ini termasuk proses metabolisme, yaitu

anabolisme. Sinar matahari sangat dibutuhkan dalam proses fotosintesis sebagai

sumber energi dalam fotosintesis. Tanaman berdaun yang memiliki kloroplas, di

dalamnya terdapat klorofil yang mampu menyerap sinar matahari untuk

berfotosintesis. Proses fotosintesis pada daun terjadi di jaringan mesofil. Faktor

yang mempengaruhi proses fotosintesis yaitu, air, CO2 dan H2O, serta cahaya

matahari (Ai, 2012).

Respirasi merupakan proses pembongkaran energi dari energi kimia yang

tersimpan untuk membentuk karbohidrat yang berbentuk ATP. Energi ATP dapat

digunakan tanaman untuk sintesis senyawa baru, mengeluarkan panas, dan

mengambil ion dari dalam tanah. Perkecambahan merupakan suatu rangkaian

komplek perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia benih tanaman. Kecambah

yang sudah tumbuh mulai melakukan kegiatan-kegiatan sel dan enzim, serta

meningkatkan tingkat respirasi benih (Cokadar, 2012).

Cahaya merupakan faktor esensial untuk pertumbuhan dan perkembangan

tanaman. Cahaya berperan penting dalam proses fisiologi tanaman, terutama

fotosintesis, respirasi, dan transpirasi. Unsur radiasi matahari yang penting bagi

tanaman ialah intensitas cahaya, kualitas cahaya, dan lamanya penyinaran.

Intensitas cahaya yang rendah mengakibatkan jumlah cahaya yang diterima oleh

satuan luas permukaan daun dalam jangka waktu tertentu juga rendah. Titik

4

kompensasi cahaya dapat mengakumulasi produk fotosintat pada tingkat cahaya

yang rendah dibandingkan dengan tanaman cahaya penuh (Pantilu et al., 2012).

Faktor yang mempengaruhi respirasi meliputi suhu, kelembaban, dan

kadar oksigen yang tersedia, dan kadar air. Kadar air benih yang naik akan

meningkatkan pula suhu dan laju respirasi benih. Jumlah karbondioksida, air, dan

panas yang semakin banyak yang dihasilkan selama penyimpanan akan

menunjukkan laju respirasi semakin cepat serta meningkatkan suhu. Kadar air

merupakan suatu faktor yang sangat mempengaruhi kemunduran dan peningkatan

benih (Purba dkk., 2013).

Kandungan pati pada laju respirasi kacang-kacangan lebih tinggi dan

rendah akan lemak. Lemak mengandung banyak hidrogen dan rendah oksigen

sehingga proses respirasi lebih sedikit. Ketersediaan oksigen mempengaruhi laju

respirasi, namun kandungan oksigen di udara tidak mempengaruhi laju respirasi

karena oksigen yang dibutuhkan tanaman untuk proses respirasi lebih rendah

daripada oksigen di udara (Fazri dan Rakatika, 2012).

Fotosintesis dan respirasi sangat berhungan. Respirasi tidak akan berjalan

tanpa adanya fotosintesis, karena respirasi membutuhkan senyawa-senyawa

kompleks yang dihasilkan pada saat proses fotosintesis. Hasil fotosintesis yang

berupa senyawa-senyawa kompleks tidak akan berubah menjadi energi, sehingga

aktivitas metabolisme tidak dapat berlangsung pada tanaman (Slot and Kitajima,

2015)

5

BAB 3. METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Agrobiosains acara “Respirasi” dilaksanakan pada hari Sabtu,

14 Oktober 2017 pukul 12.30 WIB sampai selesai yang bertempat di

Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Jember.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

1. Neraca

2. Indikator pp

3. Kertas saring

4. Respirometer

5. Beaker glass

6. Botol semprot

3.2.2 Bahan

1. Kecambah kacang hijau

2. Larutan CaCl2 0,2 N

3. Erlenmeyer 250 cc

4. Larutan NaOH 0,2 N

5. Larutan HCl 0,05 N

6. Aquadest

7. Biuret

8. Vaseline

3.3 Pelaksanaan Praktikum

1. Memasukkan sedikit NaOH (1 atau 2 gram) dalam dasar respirometer dan

memasukkan pula kassa logam dalam tabung lalu menutup tabung objek

dengan tabung pengumpul.

2. Memasukkan kecambah kacang hijau dalam tabung objek.

6

3. Mengisi alat suntik dengan sedikit air dengan menyedotnya.

4. Menyuntik air satu tetes kecil ke ujung atas pipa ukur dan tabung pengumpul

(sebaliknya tetes air tersebut berada pada angka yang mudah terbaca).

5. Melihat perubahan tetes air (menurun) dalam pipa ukur setelah mengetahui

volume oksigen yang terpakai oleh kecambah tersebut dalam selang waktu

tertentu.

6. Menghitung volume oksigen yang terpakai dengan rumus V = 3,14 x 0,75 x

0,75x (perubahan posisi tetes air) mm³.

3.4 Variabel Pengamatan

1. Jumlah volume O2

2. Jumlah volume CO2

3.5 Analisis Data

Data yang diperoleh dalam praktikum selanjutnya akan dianalisis

menggunakan analisis deskriptif kuantitatif.

7

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

No Perlakuan Indikator Perlakuan

Volume O2 Volume CO2 KR

1 Imbibisi 0,62 mm3 12,65 mm

3 20,40

2 24 jam 0,28 mm3 4,4 mm

3 15,71

3 48 jam 0,21 mm3 7,26 mm

3 34,57

Rumus :

1. Imbibisi

VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 41,9

120

= 0,62 mm3

VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl

= ½ (15,5 – 4) x 0,05 x 44

= 12,65 mm3

KR = 12,65 = 20,40

0,62

2. 24 jam

VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 19

20

= 0,28 mm3

VCO2 = ½ x V HCl x N HCl x Mr HCl

= ½ x 4 x 0,05 x 44

= 4,4 mm3

KR = 4,4 = 15,71

0,28

8

3. 48 jam

VO2 = 3,14 x 0,75 x 0,75 x 14

120

= 0,21 mm3

VCO2 = ½ x 6,6 x 0,5 x 44

= 7,26 mm3

KR = 7,26 = 34,57

0,21

4.2 Pembahasan

Grafik 1. Volume O2, CO2, dan Nilai Kuosien Respirasi pada masing-masing

Perlakuan Biji Kacang Hijau

Grafik 1. menunjukkan volume masing-masing O2 dan CO2 yang

dikeluarkan oleh kecambah kacang hijau serta kuosien respirasinya. Nilai pada

masing-masing indikator yang diamati menunjukkan keberagaman hasil. Volume

O2 menunjukkan perbedaan secara regresif terhadap masing-masing perlakuan.

Nilai volume O2 tertinggi diperoleh biji kacang hijau yang diimbibisi yakni 0,62

mm3, sedangkan nilai terendah diperoleh kecambah kacang hijau 48 jam,

sejumlah 0,21 mm3. Perlakuan pada kecambah kacang hijau 24 jam menduduki

posisi tengah dengan nilai jumlah volume 0,28 mm3. Data tersebut menunjukkan

9

bahwa kecambah akan mengeluarkan O2 dalam jumlah volume yang lebih sedikit

ketika mengalami pertumbuhan.

Model hasil yang berbeda ditunjukkan oleh volume CO2 yang diserap.

Perbedaan perlakuan sepertinya tidak berpengaruh terhadap CO2 yang

dikonsumsi. Hal tersebut dapat diketahui melalui data yang diperoleh, bahwa

volume CO2 yang diserap cenderung fluktuatif. Biji kajang hijau imbibisi

menyerap CO2 dalam jumlah yang lebih besar daripada kecambah kacang hijau 24

jam dan 48 jam yakni sebesar 12,65 mm3. Penyerapan CO2 terendah terjadi pada

kecambah kacang hijau 24 jam dengan volume 4,4 mm3, sedangkan kecambah

kacang hijau 48 jam menyerap CO2 sejumlah 7,26 mm3.

Nilai kuosien respirasi (KR) dihitung menggunakan perbandingan antara

volume CO2 yang diserap dan volume O2 yang dihasilkan. Kecambah kacang

hijau 48 jam memiliki nilai KR paling tinggi sebesar 20,40 mm3, sedangkan

kecambah kajang hijau 24 jam memiliki nilai KR terendah sebesar 15,71.

Lakitan (2015) menjelaskan bahwa tumbuhan yang mengandung cadangan

pati, fruktan, dan gula yang rendah akan menunjukkan laju respirasi yang rendah

pula. Kasus semakin sedikitnya volume O2 yang dikeluarkan seiring tumbuhnya

kecambah kacang hijau mungkin diakibatkan oleh cadangan pati, fruktan, dan

gula pada biji kacang hijau berkurang saat terjadi pertumbuhan, sehingga laju

respirasi yang terjadi semakin menurun. Lakitan (2015) selanjutnya menjelaskan

laju respirasi akan tetap tinggi pada saat awal perkecambahan, kemudian akan

mengalami penurunan dengan bertambahnya umur tumbuhan.

Faktor lain yang mempengaruhi laju respirasi adalah suhu. Suhu yang

meningkat, dapat meningkatkan laju respirasi kecambah kacang hijau (Yunfeng et

al, 2014). Perbedaan volume CO2 yang dikeluarkan pada masing-masing

perlakuan diduga disebabkan oleh adanya perbedaan suhu ketika melakukan

percobaan. Menurut Chen et al (2015) laju respirasi meningkat dari 10,21 menjadi

66,86 mL / (kg h) dan 13,00 menjadi 68,71 mL / (kg h) masing-masing pada CO2

dan O2 dengan menaikkan suhu dari 8 ᵒC menjadi 28

ᵒC.

10

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Volume O2 tertinggi dihasilkan oleh biji kacang hijau yang diimbibisi.

2. Laju respirasi dipengaruhi oleh suhu dan keberadaan substrat di dalam biji dan

kecambah.

5.2 Saran

Bagi praktikan, saat jalannya praktikum sebaiknya lebih memperhatikan

instruksi dari para asisten dan lebih aktif dalam bekerja. Praktikan yang tidak

kondusif dapat menyulitkan proses praktikum, karena pada acara respirasi ini,

oksigen di udara dan dari nafas kita tidak begitu diperlukan. Praktikan pada setiap

anggota kelompok diharap bisa bekerja sama dengan kelompoknya masing-

masing dan memiliki tanggung jawab.

11

DAFTAR PUSTAKA

Ai, N. 2012. Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Ilmia Sains, 12(1): 29-34.

Cokadar, H. 2012. Photosynthesis and Respiration Processes: Prospective

Teachers’ Conception Levels. Education and Science, 37(164): 81-93.

Chen, J., Y. Hu, J. Wang, Y. Yao, dan H. Hu. 2015. Respiration Rate

Measurement and Chemical Kinetic Modelling for Mung Bean Sprouts.

Food Process Enginering, 2017(40): 1-7.

Fazri, H dan Rakatika. 2012. Pengaruh Perbedaan Berat Kecambah Kacang Hijau

(Phaseolus radiatus L.) terhadap Konsumsi Oksigen (O2) dalam Proses

Respirasi Tumbuhan. Agrisains, 5(2): 12-17.

Gandjar, I., W. Sjamsuridzal., A. Octari. 2006. Mikologi Dasar dan Terapan.

Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.

Lakitan, M. 2015. Dasa-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Rajawali Press.

Pantilu, L. I., Feky, R. M., Nio, S., dan Dingse, P. 2012. Respons Morfologi dan

Anatomi Kecambah Kacang Kedelai (Glycine max (L.) Merill) terhadap

Intensitas Cahaya yang Berbeda. Bioslogos, 2(2): 79-87.

Purba, H. W. S., F. E. Sitepu., dan Haryati. 2013. Viabilitas Benih Rosela

(Hibiscus sabdariffa) pada berbagai Kadar Air Awal dan Kemasan Benih.

Agroteknologi, 1(2): 318-325.

Slot, M., dan K. Kitajima. 2015. General Patterns of Acclimation of Leaf

Respiration to Elevated Temperatures Across Biomes and Plant Types.

Eccologial, 177(2015): 885-900.

Yunfeng, HU., L. Guohua, Y. Yao, Y. Shuyan, L. Min, dan L. Ping. 2014. Studies

on Respiration Rate Model of Mung Bean Sprout in Modified Atmosphere

Packaging. Applied Mechanics and Materials, 469(2014): 185-188.

12

DOKUMENTASI

Gambar 1. Memasukkan benih yang sudah diimbibisi kedalam cassa kawat

Gambar 2. Menyiapkan tabung respirator

Gambar 3. Memasukkan kristal NaOH dalam tabung respirator

13

Gambar 4. Mengolesi tabung bagian ujung dengan vaselin

Gambar 5. Menutup ujung tabung respirator

Gambar 6. Menyuntikkan tinta

14

Gambar 7. Mengamati laju tinta yang mengalir

Gambar 8. Melarutkan larutan NaOH dalam beaker glass

Gambar 9. Menyaring endapan NaOH yang dilarutkan

15

Gambar 10. Menambahkan aquadest sebanyak 20 ml

Gambar 11. Menambahkan indikator pp sebanyak 8-10 tetes

Gambar 12. Mentitrasi dengan larutan HCl

16

LAMPIRAN

Flowchart Muhammad Rizal (161510501019)

17

LAMPIRAN

Flowchart Lailatul Lestariwati (161510501021)

18

LAMPIRAN

Flowchart Heni Dwi Sasmita (161510501029)

19

LAMPIRAN

Flowchart M. Abdul Azis (161510501270)

20

LAMPIRAN

Tabel ACC Muhammad Rizal

21

LAMPIRAN

Tabel ACC Lailatul Lestariwati

22

LAMPIRAN

Tabel ACC Heni Dwi Sasmita

23

LAMPIRAN

Tabel ACC M. Abdul Azis

24

LITERATUR

Ai, N. 2012. Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Ilmia Sains, 12(1): 29-34.

25

LITERATUR

Cokadar, H. 2012. Photosynthesis and Respiration Processes: Prospective

Teachers’ Conception Levels. Education and Science, 37(164): 81-93.

26

LITERATUR

Fazri, H dan Rakatika. 2012. Pengaruh Perbedaan Berat Kecambah Kacang Hijau

(Phaseolus radiatus L.) terhadap Konsumsi Oksigen (O2) dalam Proses

Respirasi Tumbuhan. Agrisains, 5(2): 12-17.

27

LITERATUR

Gandjar, I., W. Sjamsuridzal., A. Octari. 2006. Mikologi Dasar dan Terapan.

Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.

28

LITERATUR

Pantilu, L. I., Feky, R. M., Nio, S., dan Dingse, P. 2012. Respons Morfologi dan

Anatomi Kecambah Kacang Kedelai (Glycine max (L.) Merill) terhadap

Intensitas Cahaya yang Berbeda. Bioslogos, 2(2): 79-87.

29

LITERATUR

Purba, H. W. S., F. E. Sitepu., dan Haryati. 2013. Viabilitas Benih Rosela

(Hibiscus sabdariffa) pada berbagai Kadar Air Awal dan Kemasan Benih.

Agroteknologi, 1(2): 318-325.

30

LITERATUR

Slot, M., dan K. Kitajima. 2015. General Patterns of Acclimation of Leaf

Respiration to Elevated Temperatures Across Biomes and Plant Types.

Eccologial, 177(2015): 885-900.