PENETAPAN POTENSIAL AIR JARINGAN TUMBUHAN

PENETAPAN POTENSIAL AIR JARINGAN TUMBUHAN

Tujuan :
Mengukur nilai potensial air jaringan umbi kentang
Hasil Pengamatan :
1.    Data berat jaringan kentang selama percobaan

Larutan Sukrosa	Berat sebelum direndam (g)	Berat setelah direndam (g)	Perubahan berat (g)
Air destilata	5,0	5,8	0,8
0,05	4,6	5,1	0,5
0,10	5,9	6,2	0,3
0,15	4,4	4,6	0,2
0,20	3,7	3,7	0
0,25	3,5	3,3	-0,2
0,30	3,2	2,7	-0,5
0,35	3,3	2,6	-0,7
0,40	3,4	2,4	-1
0,45	3,9	2,9	-1
0,50	3,4	2,3	-1,1
0,60	3,3	2,1	-1,2

2.    Grafik hubungan antara larutan sukrosa dan perubahan berat
3.    Perhitungan potensial air jaringan
Rumus yang digunakan adalah :- Ѱ_s = M.i.R.T Ket : Ѱ_s = potensial osmotik; M = molaritas dari larutan sukrosa; i = konstanta      ionisasi (sukrosa=1); R=konstanta gas (0,0831 bar/derajat mol) ; T=suhu absolut, suhu ruangan=27^o C shg T=300K
§  Air destilata
Ѱ_s = -M.i.R.T     = -0.1.300.0,0831.300     = 0 bar
§  Larutan sukrosa 0,05 M
Ѱ_s = -M.i.R.T     = -0,05.1.0,0831.300     = -1,2465 bar
§  Larutan sukrosa 0,10 M
Ѱ_s2 = -2,493 bar
§  Larutan sukrosa 0,15 M
Ѱ_s2 = -3,7395 bar
§  Larutan sukrosa 0,20 M
Ѱ_s2 =-4,986 bar
§  Larutan sukrosa 0,25 MѰ_s2 =  -6,2325 bar
§  Larutan sukrosa 0,30 MѰ_s2 = -7,479 bar
§  Larutan sukrosa 0,35 M Ѱ_s2= -8,7255 bar
§  Larutan sukrosa 0,40 MѰ_s2 = -9,972 bar
§  Larutan sukrosa 0,45 MѰ_s2 = -11,2185 bar
§  Larutan sukrosa 0,50 M
 Ѱ_s2 = -12,465 bar
§  Larutan sukrosa 0,60 MѰ_s2= -14,958 bar
Pembahasan :

Potensial air adalah potensial kimia air dalam suatu system atau bagian system. Dinyatakan dalam satuan tekanan dan dibandingkan dengan potensial kimia air murni (juga dalam satuan tekanan) pada tekanan atmosfer dan pada suhu serta ketinggian yang sama potensial murni ditentukan sama dengan nol. Faktor-faktor penghasil gradient yaitu konsentrasi atau aktifitas, suhu, tekanan, efek larutan terhadap potensial kimia pelarut, matriks. Mengukur metode air dengan metode volume jaringan, metode chordate, metode tekanan uap (Salisbury dan ross, 1995). Definisi dari potensial air adalah energi per unit volume air, potensial air berbanding lurus dengan suhunya (Fitter, A.h dan Hay, R.K.M, 1981).

Difusi adalah perpindahan partikel (molekul, ion, dan atom) dari area dengan konsentrasi tinggi ke area dengan konsentrasi rendah. Hal ini disebut ‘menuruni konsentrasi gradien’. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi adalah area permukaan, konsentrasi muatan, ukuran partikel, temperatur, tekanan, ketebalan membran, jarak yang harus ditempuh partikel. Osmosis adalah difusi suatu zat pelarut melintasi membran. Osmosis didefinisikan sebagai pergerakan air (zat pelarut) melalui membran permeabel selektif, dari area dengan konsentrasi airn(zat pelarut) yang tinggi ke area dengan konsentrasi air (zat pelarut) yang rendah (Joyce James, 2002).Dilihat dari tabel, air destilata dan larutan sukrosa 0,05 M sampai dengan larutan sukrosa 0,15 M memiliki nilai perubahan berat positif, sedangkan pada larutan sukrosa 0,25 M sampai dengan larutan sukrosa 0,60 M memiliki nilai perubahan berat yang negatif dan pada larutan sukrosa 0,20 netral. Nilai positif tersebut disebabkan berat akhir kentang yang lebih besar dibandingkan dengan berat awal kentang, akibat terjadinya penambahan berat jaringan oleh air dan larutan sukrosa. Pergerakan air dari larutan sukrosa menuju sel kentang menunjukkan bahwa konsentrasi air dalam larutan sukrosa lebih tinggi dari pada dalam kentang. Dengan demikian larutan sukrosa 0,05M – 0,15 M disebut larutan hipotonis (larutan dengan kandungan solute yang lebih rendah dari larutan lain) dan merupakan peristiwa difusi. Sedangkan nilai negatif pada perubahan berat pada larutan sukrosa 0,25 M – 0,60 M disebabkan oleh berat akhir kentang lebih kecil dibandingkan dengan berat awal kentang, akibat dari penyusutan berat jaringan karena air keluar dari sel menuju larutan sukrosa, sehingga dapat disimpulkan sebagai larutan hipertonis (kandungan solutnya lebih tinggi daripada sekelilingnya). Hal demikian disebut dengan osmosis. Sedangkan pada larutan sukrosa 0,20 M perubahan berat sama dengan nol hal ini karena berat awal dan berat akhir dari kentang sama. Hal ini dikarenakan gradien konsentrasi larutan sukrosa 0,20M sama dengan konsentrasi larutan dalam sel yang disebut larutan isotonis.

Jawaban Pertanyaan :

1.    Larutan sukrosa 0,05 M     Ѱ_s = -M.i.R.T         = -0,05.1.0,0831.300         = -1,2465 bar2.  Karena larutan sukrosa merupakan larutan non-elektrolit yang tidak mengakibatkan perubahan berat atau volume jaringan. Selain itu, larutan sukrosa memiliki bobot molekul yang besar sehingga akan sulit untuk diabsorbsi oleh membran sel. Sedangkan larutan NaCl dan KCl merupakan larutan elektrolit yang memiliki derajat disosiasi, sehingga akan  menjadi ion di dalam larutan. Adanya ion ini menyebabkan permeabilitas membrane cenderung  meningkat untuk melalukan air.

3.  Air destilata digunakan sebagai kontrol dan sebagai pembanding dengan larutan sukrosa.

4.  Nilai potensial matriks untuk biji yang kering atau tumbuhan xerofit tidak dapat diabaikan karena memiliki nilai yang besar. Hal ini dikarenakan terjadinya peningkatan gradient potensial, sehingga terjadi difusi molekul air untuk menurunkan gradient potensial air agar mencapai kesetimbangan.

5.  Implikasi yang dapat diterapkan di lapang adalah pemberian pupuk dan pemberian pestisida, konsentrasi pupuk/pestisida harus lebih kecil daripada konsentrasi larutan tanaman. Jika konsentrasi tersebut lebih tinggi, maka tanaman akan layu karena kehilangan air (air berosmosis keluar dari dalam sel).

6.  Metode lain yang dapat digunakan untuk mengukur potensial air adalah metode perendaman, metode volume, metode imersi uap, dan metode ekhilibrasi uap. Metode perendaman berdasarkan pada adanya perubahan densitas dari larutan penguji. Metode volume  berdasarkan perubahan dimensi linear (panjang) dari suatu jaringan dalam berbagai larutan dengan potensial osmotik yang berbeda. Metode imersi uap merupakan sample jaringan dalam uap air bertekanan tertentu, sample yang tidak mengalami perubahan berat, potensial airnya sama dengan potensial larutan. Metode ekhilibrasi uap merupakan metode pengukuran terhadap tekanan uap air yang berbeda dalam kesetimbangan dengan air yang terdapat dalam sample jaringan yang ditempatkan dalam ruangan kecil tertutup.

Kesimpulan :

            Dalam praktikum ini, praktikan dapat mengukur nilai potensial air jaringan umbi kentang (Solanum tuberosum). Semakin tinggi konsentrasi larutan sukrosa maka semakin kecil nilai potensial air jaringan pada umbi kentang.

Daftar Pustaka :

Salisbury, F.b dan Ross, C.W.1995. Fisiologi Tumbuhan  jilid 1 edisi IV alih bahasa Luqman, RR dan Sumaryono. Penerbit ITB. Bandung.

Filter, W.G. 1989. Fisiologi Lingkungan Tumbuhan. Gadjah mada University press. Yogyakarta.

James, Joyce. 2002. Principles of Science for Nurses. Alih bahasa Indah Retno Wardani. Prinsip-Prinsip Sains untuk Keperawatan. 2008. Penerbit : Erlangga. Jakarta.

Laporan FisTum : KOMPOSISI KIMIA MEMBRAN SEL DAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERMEABILITAS

Nama               : Nursanti Pamelia Pertiwi      Tanggal              : 5 Maret 2012

NRP                : A24100118                         Bahan Tanaman : Umbi/Bit gula

Mayor              : Agronomi dan Hortikultura  Nama Asisten    :

Kelompok       : 1                                          1. Siti Komariyah G34070070

                                                                     2. Suharyo          G34070112

KOMPOSISI KIMIA MEMBRAN SEL DAN FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERMEABILITAS

Tujuan Praktikum :

            Melihat pengaruh berbagai perlakuan fisik dan kimia terhadap permeabilitas membran.

Hasil Pengamatan :

1.      Nilai Absorban Fisik (Panas dan Beku)

Perlakuan	Nilai A 525 nm
70o	1,396
65o	0,559
60o	0,519
50o	0,242
45o	0,203
Beku	3,318
Kontrol	0,203

2.     Nilai A Perlakuan Kimia

Perlakuan	Nilai A 525 nm
Aseton	0,017
Metanol	2,138
Benzen	0,018
Kontrol	0,172

Pembahasan :

            Membran sel atau plasmalemma yang menyelubungi sel berfungsi sebagai pengatur keluar masuknya zat, mengantar atau menerima rangsang, dan strukturnya terdiri dari dua lapisan lipoprotein yang diantara molekul terdapat pori (Yatim, 1987).

            Perbedaan permeabilitas sangat bergantung pada besar kecilnya molekul yang lewat dan ditentukan dengan besarnya pori-pori membran. Tapi pada membran plasma sel hidup besarnya molekul tidak berpengaruh, hal ini disebabkan adanya kaitan antara kelarutan zat dalam salah satu komponen membran (Tomi, 2009). Selain itu, permeabilitas membran sel dipengaruhi oleh ukuran solut, kelarutan lemak, derajat ionisasi, pH, dan temperatur. Ukuran solut yang cenderung semakin besar, serta derajat ionisasi yang semakin tinggi menyebabkan kemampuan permeabilitas membran cenderung menurun, sedangkan pengaruh temperature dan pH yang tinggi membuat membran sel menjadi lebih mudah mengalami denaturasi (Puspa, 2011).

Alat yang digunakan dalam praktikum adalah spektrofotometer. Spektrofotometer adalah suatu instrumen yang mengukur porsi dari cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda yang diserap dan dihantarkan oleh suatu larutan berpigmen (Campbell, 2002). Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang (Puspa, 2011).

Terdapat tiga perlakuan yaitu perlakuan panas, perlakuan dingin, dan perlakuan kimia. Pada perlakuan panas, dari data yang di dapat semakin tinggi suhu yang diberikan kepada bahan percobaan maka semakin tinggi nilai absorban 525 nm dan semakin pekat pula warna yang dihasilkan. Hal ini dapat terjadi karena semakin tinggi suhu menyebabkan membran semakin rusak akibatnya semakin banyak pula isi sel yang ke luar. Komponen membran tersusun atas lipid dan protein, maka jika suhunya terlalu tinggi, protein akan mengalami denaturasi kemudian meyebabkan isi di dalam sel ke luar karena protein penyusun membran selnya rusak. Pada perlakuan beku, nilai absorban yang dihasilkan lebih besar dibandingkan dengan perlakuan pada suhu 70^o yaitu 3,318. Hal ini disebabkan oleh air di sekitar umbi yang berubah bentuk menjadi kristal-kristal es sewaktu perendaman. Kristal-kristal es ini memiliki permukaan yang tajam, sehingga merusak membran sel dan mengoyaknya. Tak hanya sekadar membuat membrane sel terdenaturasi seperti pada perlakuan panas. Akibatnya, pigmen yang terlepas/keluar dari membrane menuju air destilata semakin banyak, dan menimbulkan warna ungu pekat. Pada perlakuan kimia digunakan tiga larutan yaitu metanol (CH3OH), aseton ( CH3COCH3), dan benzen (C6H6). Dari data yang didapat metanol memiliki nilai absorban yang tinggi hal ini karena  Metanol merupakan senyawa alkohol yang bersifat polar dan mudah berikatan dengan membran sel. Ikatan ini menyebabkan senyawa organic penyusun  membrane sel menjadi larut (adhesi), metanol juga memiliki panjang rantai paling pendek sehingga dengan waktu yang sama pada methanol tidak memerlukan waktu yang banyak untuk pecahnya membran sel dan larut dalam senyawa kimia metanol tersebut. Sedangkan pada benzen memiliki ikatan rantai karbon paling panjang dan tidak mengandung gugus –OH sehingga untuk memecahkan membran sel butuh energi yang lebih besar dan benzena pun tidak dapat larut dalam cairan membran dibuktikan adanya butiran-butiran merah yang tak larut, benzen bertindak sebagai emulsifier dari fosfat dan membrane yang terlarut.

Jawaban Pertanyaan :

1.      Perlakuan panas menyebabkan membran sel menjadi rusak karena protein yang menyusun mebran mengalami denaturasi sehingga pigmen ungu dan isi sel lainnya keluar, terbukti dari warna yang dihasilkan lebih pekat dan nilai absorban tinggi pada perlakuan panas 70^o. Semakin tinggi suhu maka semakin tinggi nilai absorban dan semakit pekat.

2.      Pembekuan menyebabkan permeabilitas membran sel tinggi. Karena air yang berada di sekeliling bit gula yg telah dibekukan berubah menjadi kristal-kristal tajam dan kristal-kristal tersebut mengoyak dinding membran sel sehingga menyebabkan pigmen dan isi sel lainnya keluar. Warna yang dihasilkan lebih pekat dibandingkan dengan warna yang dihasilkan pada suhu 70^o.

3.      Aseton memiliki rumus kimia CH3COCH3 , methanol memiliki rumus kimia CH3OH, sedangkan benzena memiliki rumus kimia C6H6. Jika dilihat dari rumus kimianya hanya aseton dan methanol yang memiliki gugus –OH, sedangkan penyusun utama membran sel adalah –OH, sehingga ketika Beta vulgaris dimasukan kedalam larutan tersebut cairan dalam membran sel larut dalam senyawa aseton dan metanol sedangkan pada benzena tidak larut dan terdapat butiran-butiran merah. Dan jika dilihat dari panjangnya ikatan rantai karbon metanol memiliki panjang rantai paling pendek sehingga dengan waktu yang sama pada methanol tidak memerlukan waktu yang banyak untuk pecahnya membran sel dan larut dalam senyawa kimia metanol tersebut. Sedangkan pada benzena memiliki ikatan rantai karbon paling panjang dan tidak mengandung gugus –OH sehingga untuk memecahkan membran sel butuh energi yang lebih besar dan benzena pun tidak dapat larut dalam cairan membran dibuktikan adanya butiran-butiran merah yang tak larut.

4.      Sifat hidrofilik merupakan sifat polar yang dimiliki oleh bagian kepala membran (suka air). Sedangkan sifat hidrofobik adalah sifat non-polar yang dimiliki oleh bagian ekor membran (tidak suka air). Sifat-sifat ini menyebabkan membran sel menjadi suatu lapisan semi permeable, yang selektif dalam memilih zat-zat yang dapat masuk dari lingkungan luar ke dalam sel.

Kesimpulan :

                Pengaruh permeabilitas membran berbeda-beda untuk setiap perlakuan panas, perlakuan dingin, dan perlakuan dengan senyawa kimia ditunjukan dengan perbedaan nilai absorban masing-masing perlakuan. Membran sel akan mengalami kerusakan yang parah jika diberi perlakuan suhu yang ekstrim, terlalu rendah ataupun terlalu tinggi. Semakin tinggi suhu yang diberikan maka semakin pekat warna yang dihasilkan dan semakin tinggi nilai absorbannya. Semakin panjang ikatan rantai karbon maka nilai absorbannya semakin rendah.

Daftar Pustaka :

Campbell, dkk. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Yatim, W. 2000. Embriologi. Semarang : CV. Tarsito.

Larasati, Puspa. 2011. Komposisi Kimia Membran Sel dan Faktor-faktor yang Mempengaruhi     Permeabilitas. (http://puspalarasati.wordpress.com)