Laporan Resmi Praktikum Fisiologi Tumbuhan Plasmolisis Dan Tekanan Osmotik.docx

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN POTENSIAL OSMOTIK DAN PLASMOLISIS

DISUSUN OLEH : Soleh Saputra

17304241039

Fauziah Rahmawati

17304241040

Mutiara Putri Azzahra

17304241041

Icha Galuh Puspita

17304244001

Fiki Zida Farhana

17304244002

KELOMPOK IV

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2018

BAB I PENDAHULUAN

A. Judul Potensial Osmotik dan Plasmolisis B. Tujuan 1. Mengetahui nilai PA umbi kentang. 2. Menemukan fakta tentang gejala plasmolisis. 3. Menunjukkan faktor penyebab plasmolisis. 4. Mendeskripsikan peristiwa plasmolisis. 5. Menunjukkan hubungan antara plasmolisis dengan status potensial osmotik antara cairan selnya dengan larutan di lingkungannya. C. Latar Belakang Potensial kimia adalah energi bebas per mol substansi di dalam suatu system kimia. Oleh karena itu, potensial kimia suatu senyawa di bawah kondisi tekanan dan temperature konstan tergantung kepada jumlah mol substansi yang ada. Dalam hal hubungan air dan tanaman, potensial kimia dan air sering dinyatakan dengan istilah “potensial air”. Selanjutnya, bila potensial kimia dapat dinyatakan sebagai ukuran energy dari suatu substansi yang akan bereaksi atau bergerak. Dengan kata lain, potensial air merupakan tingkat kemampuan molekul-molekul air untuk molekul difusi. Potensial air murni adalah nol (0), adanya beberapa substansi yang terlarut di dalam air tersebut akan menurunkan potensial airnya, sehingga potensial air dari suatu larutan adalah kurang dari nol. Definisi ini hanya berlaku pada tekanan atmosfir. Apabila tekanan di sekitar system ditingkatkan atau diturunkan, maka secara otomatis potensial air akan naik atau turun sesuai dengan perubahan tekanan tersebut. Di dalam suatu sel, potensial air memiliki dua komponen, yaitu potensial tekanan dan potensial osmosis. Potensial tekanan dapat menambah atau mengurangi potensial air, sedangkan potensial osmosis menunjukkan status larutan di dalam sel tersebut. Dengan memasukkan suatu

jaringan tersebut ke dalam seri larutan yang telah diketahui potensial airnya, maka potensial air jaringan tumbuhan tersebut dapat diketahui. Potensial air merupakan alat diagnosis yang memungkinkan penentuan secara tepat keadaan status air dalam sel atau jaringan tumbuhan. Semakin rendah potensial dari suatu sel atau jaringan tumbuhan, maka semakin besar kemampuan tanaman untuk menyerap air dari dalam tanah. Sebaliknya, semakin tinggi potensial air, semakin besar kemampuan jaringan untuk memberikan air kepada sel yang mempunyai kandungan air lebih rendah. Sel tumbuhan memerlukan oksigen dan karbondioksida. Bagian-bagian penyusun zat yang ukurannya sangat kecil disebut partikel. Partikel tersebut meyebar 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 dinamakan difusi. Konsentrasi suatu zat adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Difusi partikel zat itu akan berhenti jika konsetrasi 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 isotonic, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapatkan dan kehilangan air yang sama. Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echinodermata) dan kepiting (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonic 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 hipotonik atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi. Pada praktikum ini kita akan melakukan pengamatan terhadap potensi kimia air untuk mengetahui pergerakan kimia air dalam tumbuhan yang mengalami kelebihan air ataupun kekurangan cairan. Huruf yunani psi (Ψ), digunakan untuk menyatakan potensial air dari suatu system, apakah system itu berupa sampel tanah tempat tumbuhan atau berupa suatu larutan. Potensial air dinyatakan dalam bar. Pada umumnya nilai potensial air dalam tumbuhan mempunyai nilai yang lebih kecil dari 0 bar.

BAB II KAJIAN TEORI

Potensial air adalah potensial kimia air dalam suatu sistem atau bagian sistem. Dinyatakan dalam suatu tekanan dan dibandingkan dengan potensial kimia air murni (juga dalam suatu tekanan) pada tekanan atmosfer dan pada suhu serta ketinggian yang sama, potensial murni ditentukan sama dengan nol (Salisbury, 1995: 36) Nilai potensial air di dalam dan di sekitar sel akan mempengaruhi difusi air dari dan ke dalam sel tumbuhan. Dalam sel tumbuhan, ada tiga faktor yang menentukan nilai potensial airnya, yaitu matriks sel, larutan dalam vakuola, dan tekanan hidrostatik dalam isi sel. Hal ini menyebabkan potensial air dalam sel tumbuhan dapat dibagi menjadi tiga komponen, yaitu potensial matriks, potensial osmotik, dan potensial turgor (tekanan) (Wilkins, 1992: 125-136). Osmosis pada hakekatnya adalah suatu proses difusi, yaitu difusi air melalui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah (Kimball, 1983: 28). Dengan adanya potensial osmotik cairan sel, air murni cenderung memasuki sel. Pengaturan potensial osmotik dapat dilakukan jika potensial turgornya sama dengan nol yang terjadi saat sel mengalami plasmolisis. Nilai potensial osmotik dalam tumbuhan dipengaruhi oleh suhu, tekanan, zat terlarut, matriks sel, larutan dalam vakuola, dan tekanan hidrostatik dalam isis sel (Meyer dan Anderson, 1952: 107). Saat pengaturan potensial osmotik, maka potensial turgornya harus sama dengan nol. Agar potensial turgornya sama dengan nol, maka harus terjadi plasmolisis. Plasmolisis adalah suatu proses lepasnya protoplasma dari dinding sel yang diakibatkan keluarnya sebagian air dari vakuola (Salisbury, 1995: 27). Plasmolisis menunjukkan bahwa sel mengalami sirkulasi keluar masuk suatu zat , artinya suatu zat / materi bisa keluar dari sel, dan bisa masuk melalui membrannya. Adanya sirkulasi ini bisa menjelaskan bahwa sel tidak diam, tetapi dinamis dengan lingkungannya,

jika memerlukan materi dari luar maka ia harus mengambil materi itu dengan segala cara, yaitu mengatur tekanan agar terjadi perbedaan tekanan sehingga materi dari luar itu bisa masuk. Jika sel dimasukan ke dalam larutan gula, maka arah gerak air ditentukan oleh perbedaan nilai potensial air larutan dengan nilainya di dalam sel. Jika potensial larutan lebih tinggi, air akan bergerak dari luar ke potensial air yang lebih rendah yaitu dalam sel, bila potensial larutan lebih rendah maka yang terjadi sebaliknya, artinya sel akan kehilangan air. Apabila kehilangan air itu cukup besar, maka ada kemungkinan bahwa volume sel akan menurun demikian besarnya sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Plasmolisis merupakan keadaan membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel .Sel daun Rhoeo discolor yang dimasukan ke dalam larutan sukrosa mengalami plasmolisis. Semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak sel yang mengalami plasmolisis (Tjitrosomo, 1987). Proses

plasmolisis

dapat

diketahui

dengan

membran

protoplasma

dan

sifat permeabelnya. Permeabilitas dinding sel terhadap larutan gula diperlihatkan oleh selsel yang terplasmolisis. Jika pada mikroskop akan tampak di tepi gelembung yang berwarna kebiru-biruan berarti ruang bening diantara dinding dengan protoplas diisi udara. Jika isinya air murni maka sel tidak akan mengalami plasmolisis. Molekul gula dapat berdifusi melalui benang-benang protoplasma yang menembus lubang-lubang kecil pada dinding sel.Benang-benang tersebut dikenal dengan sebutan plasmolema, dimana diameternya lebih besar daripada molekul tertentu sehingga molekul gula dapat masuk dengan mudah (Salisbury, 1995: 47). Keadaan volume vakuola dapat untuk menahan protoplasma agar tetap menempel pada dinding sel sehingga kehilangan sedikit air saja akan berakibat lepasnya protoplasma dari dinding sel. Peristiwa plasmolisis seperti ini disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis insipien terjadi pada jaringan yang separuh jumlah selnya mengalami plasmolisis. Hal ini terjadi karena tekanan di dalam sel = 0. Potensial osmotik larutan penyebab plasmolisis insipien setara dengan potensial osmotik di dalam sel setelah keseimbangan dengan larutan tercapai (Salisbury, 1992). Dalam sel tumbuhan ada tiga faktor yang menetukan nilai potensial airnya, yaitu matriks sel, larutan dalam vakuola dan tekanan hidrostatik dalam isi sel. Hal ini menyebabkan

potensial air dalam sel tumbuhan dapat dibagi menjadi 3 komponen yaitu potensial matriks, potensial osmotik dan potensial tekanan. Sel yang isinya air murni tidak mengalami plasmolisis. Jika suatu sel dimasukan ke dalam air murni, maka struktur sel itu terdapat potensial air yang nilainya tinggi (= 0), sedangkan di dalam sel terdapat nilai potensial air yang lebih rendah (negatif). Hal ini menyebabkan air akan bergerak dari luar sel masuk ke dalam sel sampai tercapai keadaan setimbang. Osmosis pada hakekatnya adalah suatu proses difusi. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melaui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah. Tekanan yang terjadi karena difusi molekul air disebut tekanan osmosis. Makin besar terjadinya osmosis maka makin besar pula tekanan osmosisnya (Tjitrosomo, 1987). Proses osmosis akan berhenti jika kecepatan desakan keluar air seimbang dengan masuknya air yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi (Kimball, 1983: 28). Nilai potensial osmotik akan meningkat jika tekanan yang diberikan juga semakin besar. Suhu berpengaruh terhadap potensial osmotik yaitu semakin tinggi suhunya maka nilai potensial osmotiknya semakin turun (semakin negatif) dan konsentrasi partikelpartikel terlarut semakin tinggi maka nilai potensial osmotiknya semakin rendah. Potensial air murni pada tekanan atmosfer dan suhu yang sama dengan larutan tersebut sama dengan nol, maka potensial air suatu larutan air pada tekanan atmosfer bernilai negatif (Salisbury, 1992).

BAB III METODOLOGI

A. Waktu dan Tempat 1. Tempat praktikum

: Laboratorium Biologi Dasar FMIPA UNY

2. Waktu praktikum

: Selasa, 17 April 2018 (11.10 - 12.50)

B. Alat dan Bahan 1. Mikroskop

(1 buah)

2. Gelas benda dan penutup

(2 buah)

3. Pisau tajam dan silet

(1 buah)

4. Penggaris

(1 buah)

5. Timbangan analitik

(1 buah)

6. Cawan petri

(1 buah)

7. Pipet tetes 8. Pelubang gabus diameter 0,6 - 0,8 cm

(1 buah)

9. Counter

(1 buah)

10.Seri larutan sukrosa: 0,0M; 0,14M; 0,16M; 0,18M; 0,20M; 0,22M; 0,24M; 0,26M; 0,4M; 0,8M; 1,2M; 1,6M; dan 2,0M 11.Umbi kentang

(1 buah)

12.Daun Rhoeo discolor

(secukupnya)

C. Prosedur Kerja 1. Potensial Osmotik a.

Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

b.

Membuat 4 buah silinder umbi kentang sepanjang 4 cm dengan menggunakan pelubang gabus.

c.

Menandai silider kentang tersebut dengan silinder A, B, C, dan D.

d.

Menimbang silinder A, B, C, dan D dengan menggunakan timbangan analitik dan hasilnya dicatat sebagai massa awal.

e.

Memasukkan silinder kentang tersebut ke dalam seri larutan sukrosa 0,0M; 0,4M; 0,8M; 1,2M; 1,6M; dan 2,0 menggunakan wadah cawan petri.

f.

Merendam silinder kentang selama 40 menit.

g.

Mengambil dan mengukur panjang dan massa masing - masing silinder kentang.

h. 2.

Mencatat hasil perhitungan sebagai panjang dan massa akhir.

Plasmolisis a.

Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

b.

Membuat beberapa sayatan epidermis permukaan bawah daun Rhoeo discolor.

c.

Meletakkan sayatan tersebut ke dalam gelas benda dan ditutup.

d.

Meneteskan beberapa tetes larutan sukrosa melalui pinggiran kaca penutup.

e.

Mengamati sayatan daun Rhoeo discolor yang sudah ditetesi sukrosa di bawah mikroskop.

f.

Menghitung sel yang terplasmolisis dan sel yang tidak terplasmolisis setiap 2 menit sekali selama 10 menit.

g.

Mencatat data yang diperoleh dari masing - masing larutan sukrosa yang digunakan.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A.

Hasil Pengamatan Tabel 1. Potensial Osmotik dan Potensial Air Jaringan Tumbuhan Panjang (cm)

Berat (gr)

Sukrosa (M) Awal

Akhir

Awal

Akhir

0,0

4

4,3

0,406

0,432

0,4

4

4,375

0,4535

0,51375

0,8

4

4,175

0,4265

0,48525

1,2

4

4,125

0,4265

0,50025

1,6

4

4,1

0,42125

0,46625

2,0

4

4,175

0,43255

0,45325

Tabel 2. Plasmolisis pada sel daun Rhoeo discolor Keadaan Sel dalam 1 Bidang Pandang Terplasmolisis

2 Menit

Kelompok 1

Kelompok 2

ke

Kelompok 3

Kelompok 4

Kelompok 5

Kelompok 6

0.24M Ya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Tidak

0

0%

100%

0

100

0

100

0

100

0

100

0

100

1

5.5%

94.5%

6.5

93.5

13.3

86.7

79.03 20.97

5.5

94.5

-

-

2

8.3%

97.7%

7.5

87

16.65 83.35 54.27 45.72

9.5

95.5

-

-

3

13.8% 86.2%

6.5

83

20

80

42.28 57.71

12

88

-

-

4

16.6% 83.4%

7.5

77.5

23.3

76.7

28.74 71.26

16

84

-

-

5

19.4% 90.6%

10.5

70

28.3

71.7

17

83

55.7

44.3

-

-

B. Pembahasan Berdasarkan percobaan yang dilakukan pada Hari Selasa, 17 April 2018 pukul 11.10 - 12.50 WIB yang berjudul “Potensial Osmotik dan Plasmolisis” yang bertempat di Laboratorium Biologi Dasar FMIPA UNY, memiliki tujuan antara lain mengetahui nilai PA umbi kentang, menemukan fakta tentang gejala plasmolisis, menunjukkan faktor penyebab plasmolisis, mendeskripsikan peristiwa plasmolisis, dan menunjukkan hubungan antara plasmolisis dengan status potensial osmotik antara cairan selnya dengan larutan di lingkungannya. Dalam percobaan kali ini, bahan yang digunakan adalah seri larutan sukrosa: 0,0M; 0,14M; 0,16M; 0,18M; 0,20M; 0,22M; 0,24M; 0,26M; 0,4M; 0,8M; 1,2M; 1,6M; dan 2,0 M, umbi kentang, serta daun Rhoeo discolor. Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain mikroskop, gelas benda dan penutup, pisau tajam dan silet, penggaris, timbangan analitik, cawan petri, pipet tetes, pelubang gabus diameter 0,6 0,8 cm, dan counter. Pada percobaan pertama membuat potongan silinder umbi kentang sepanjang 4 cm dengan menggunakan pelubang gabus. Kemudian menandai silider kentang tersebut dengan silinder A, B, C, D, dan seterusnya. Selanjutnya menimbang silinder kentang dengan menggunakan timbangan analitik dan hasilnya dicatat sebagai massa awal. Silinder - silinder kentang tersebut dimasukkan ke dalam seri larutan sukrosa 0,0M; 0,4M; 0,8M; 1,2M; 1,6M; dan 2,0M menggunakan wadah cawan petri, lalu direndam selama 40 menit. Setelah 40 menit diukur panjang dan massa akhirnya. Berdasarkan tabel 1, kita melihat adanya konsentrasi sukrosa yang bervariasi dengan hasil yang positif mengalami peningkatan, baik paningkatan panjang dan berat. Nilai positif diperoleh dari panjang dan berat akhir umbi kentang yang lebih besar dibandingkan dengan panjang dan berat awal umbi kentang. Potensial osmotic larutan bernilai positif, karena air pelarut dalam larutan kentang melakukan kerja lebih dari air murni. Jika tekanan pada larutan meningkat, maka kemampuan larutan untuk melakukan kerja juga meningkat sehingga panjang dan berat kentang juga meningkat. Pada percobaan menggunakan larutan sukrosa pada kentang, untuk ke semua konsentrasi bernilai positif. Nilai positif pada ke semua konsentrasi yang terdapat pada umbi kentang diperoleh dari berat kentang setelah direndam lebih besar dibandingkan dengan sebelum

direndam. Akibatnya terjadi penambahan berat jaringan oleh air dari larutan sukrosa. Pergerakan air dari larutan sukrosa lebih tinggi (hipertonis) daripada konsentrasi air di dalam sel kentang. Pada pengamatan ini dilihat potensial air pada jaringan umbi kentang untuk mengetahui pergerakan kimia air khususnya pada sel tumbuhan umbi kentang (Solanum tuberosum) yang direndam selama 40 menit sehingga mengalami kelebihan cairan. Pergerakan air dan larutan sukrosa yang terjadi pada umbi kentang dapat dijadikan sebagai acuan untuk mengetahui apakah umbi kentang mempunyai daya serap yang tinggi terhadap air atau larutan sukrosa. Pada

praktikum

ini

yaitu

tentang

Plasmolisis

digunakan

bahan percobaan berupa daun Rhoeo discolor yang diambil sayatan epidermis bagian bawah daunyang kemudian sayatan tersebut direndam selama 20-30 menit di larutan sukrosadengan berbagai konsentrasi yaitu 0,14M; 0,16M; 0,18M; 0,2M; 0,22M dan 0, 24M. Kemudian sayatan tersebutdiamati dibawah mikroskop untuk melihat apakah ada sel-sel yang terplasmolisis atau tidak,sel yang terplasmolisis ditandai dengan warna sel yang menjadi ungu. Pada pengujian ini sel-sel yang banyak mengalami plasmolisis yaitu pada konsentrasilarutan sukrosa yang tinggi, dapat diartikan juga bahwa semakin tinggi konsentrasi larutansukrosa maka semakin banyak juga sel yang terplasmolisis. Karena plasmolisis

karena

perbedaan

konsentrasi

larutan

atau

tekanan

osmotik

antara larutan di dalam sel dan di lingkungannya. Jika tekanan osmotik larutan atau cairan di dalam sel lebih tinggi dari cairan di luarnya maka akan terjadi endosmosis yaitu masuknya air kedalam sel yang dapatmenyebabkan sel terisi penuh oleh air dan bahkan akan menyebabkan lisis pada sel tersebut. Sebaliknya jika tekanan osmotik atau konsentrasi larutan di dalam sel lebih rendah darilarutan di lingkungannya maka akan terjadi eksosmosis yaitu keluarnya cairan didalam sel yang dapat menyebabkan membran plasma terlepas dari dinding sel yang disebut dengan plasmolisis. (Buana, 2011). Berdasarkan praktikum yang dilakukan tiap 2 menit selama 10 menit didapatkan hasil bahwa semakin lama, sel yang mengalami plasmolisis mengalami peningkatan ditujukan dengan semakin banyak keberadaan senyawa antosianin berwarna keunguan semakin pudar hingga tidak berwarna dan

diketahui bahwa semakin tinggi nilai

molaritas larutan sukrosa, maka sel akan semakin cepat terplasmolisis. Hal ini terbukti dengan keberadaan senyawa antosianin berwarna keunguan yang terkandung dalam daun Rhoeo discolor semakin turun kadarnya jika dimasukkan secara bertahap ke dalam larutan sukrosa yang berbeda-beda tingkat atau nilai molaritasnya. Akibatnya, akan semakin banyak sel yang keriput. Terjadinya kekeliruan beberapa hasil pengamatan yang tidak sesuai dengan literatur bisa saja disebabkan kurang telitinya praktikan dalam membuat larutankonsentrasi sukrosa.

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, maka diproleh simpulan bahwa: 1. Faktor yang menetukan nilai potensial air, yaitu matriks sel, larutan dalam vakuola dan tekanan hidrostatik dalam isi sel. 2. Gejala plasmolisis dapat ditemukan pada sel sayatan epidermis permukaan bawah daun Rhoeo discolor yang menunjukkan hilangnya sebagian atau seluruh warna ungu yang ada di dalam sel. 3. Faktor penyebab plasmolisis antara lain sel berada di lingkungan hipertonik, yaitu pada konsentrasi zat terlarut terlalu tinggi (larutan sukrosa atau garam), perbedaan potensial air di dalam dan di luar sel, konsentrasi zat terlarut. sehingga potensial osmosis juga semakin tinggi dan menyababkan osmosis. 4. Peristiwa plasmolisis merupakan peristiwa terlepasnya membran sel dari dinding sel karena sel kehilangan air, disebabkan adanya osmosis karena sel berada di lingkungan yang hipertonik. 5. Hubungan plasmolisis dengan status potensial osmotik antara cairan sel dengan larutan di lingkungannya adalah bahwa sel yang berada dalam larutan hipertonik akan menyebabkan cairan yang berada di dalam sel berosmosis keluar dari sel, sehingga

potensial osmosis semakin besar, dan mengakibatkan sel yang

terplasmolisis semakin banyak. B. Saran Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan praktikum agar hasil yang diperoleh sesuai dengan tujuan yang diharapkan dan meningkatkan kerjasama antara sesama anggota kelompok.

Daftar Pustaka

Kimball, Jhon. 1983. Biologi Jilid I. Jakarta : Erlangga. Meyer dan Anderson. 1952. Plant Physiology. New York: D Van Nostrand Company Inc. Salisbury, Frank, dkk. 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB. Salisbury, Frank, dkk. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid II. Bandung : ITB. Tjitrosomo.1987. Botani Umum 2. Bandung : Penerbit Angkasa. Wilkins. 1992. Fisiologi Tanaman. Jakarta: Bumi Aksara.

Lampiran