laporan koesien respirasi

KOESIEN RESPIRASI
LAPORAN
OLEH :
ACHMAD HAMBALI NST
090301053
AGROEKOTEKNOLOGI 1

























LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
DEPARTEMEN AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010

KOESIEN RESPIRASI
LAPORAN
OLEH :
ACHMAD HAMBALI NST
090301053
AGROEKOTEKNOLOGI 1

Laporan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Mengikuti Praktikal Test
di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Departemen Agroekoteknologi
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Dosen Penanggung Jawab :



Ir. Meiriani, MP
NIP : 19650518 199203 2 001



Diketahui Oleh :
Asisten Koordinator



(Ruben P. Tambunan)
NIM : 060301023
Diperiksa Oleh :
Asisten Korektor



(Victor Komala)
NIM : 060301043





LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN
DEPARTEMEN AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2010
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan yang maha esa karena atas berkat rahmat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan laporan ini.
Adapun judul dari laporan ini adalah Koesien Respirasi yang merupakan salah satu syarat untuk dapat mengikuti Praktikal Test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Dosen pengajar mata kuliah Fisiologi Tumbuhan, yaitu Prof.Dr.Ir. J.A. Napitupulu, MSc ; Prof. Ir. J.M. Sitanggang, MP ; Ir. Lisa Mawarni, MP ; Ir. Haryati, MP ; Ir.Ratna Rosanty, MP dan Ir. Meiriani, MP , serta kepada para asisten Laboratorium Fisiologi Tumbuhan yang telah banyak membantu dalam pembuatan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.


Medan, 18 November 2010

Penulis

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
PENDAHULUAN
Latar Belakang 1
Tujuan Percobaan 2
Kegunaan Penulisan 2

TINJAUAN PUSTAKA 3
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Percobaan 7
Alat dan Bahan Percobaan 7
Prosedur Percobaan 8

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil 10
Perhitungan 10
Pembahasan 12

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan 14
Saran 14

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kalau fotosintesis itu suatu proses penyusunan (anabolisme atau asimilasi) dimana energi diperoleh dari sumber daya cahaya dan disimpan sebagai zat kimia, maka proses pernafasan itu suatu proses yang sebaliknya, yaitu suatu proses pembongkaran (katabolisme atau disimilasi), dimana energi yang tersimpan tadi ditimbulkan kembali untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan. Jika gula heksosa diambil sebagai bahan bakar, dan pembongkaran itu memerlukan oksigen bebas maka reaksi keseluruhannya dapat dituliskan sebagai beriku : C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 675 Kal (Dwidjoseputro,1980).
Respirasi adalah suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan menghasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan kehidupan seperti sintesis (anabolisme), gerak, Pertumbuhan. Contoh reaksi pada glukosa, reaksi sederhananya : C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energi . Diperoleh kesimpulan bahwa pembongkaran 1 mol glukosa C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O menghasilkan energi sebanyak 38 ATP (http://kambing.ui.ac.id,2010).
Respirasi atau oksigen glukosa adalah merupakan sumber energi yang utama untuk kebanyakan sel. Pada waktu glukosa dipecah dalam suatu rangkaian reaksi enzimatis, beberapa energi disebabkan dalam bentuk ikatan posfat berenergi tinggi (ATP) dan sebagian lagi hilang sebagai panas. Proses utama respirasi adalah mobilisasi senyawa organik dan oksidasi senyawa. Senyawa tersebut secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan tumbuhan (http://aadesanjaya.blogspot.com,2010).
Perbedaan spesies yang mempunyai acuan (pathway) :
a. Spesies C4¬ lebih pada Am mempunyai kadar Fs yang lebih tinggi dari C3¬
b. Tumbuhan C4 mungkin menggunakan lebih banyak tenaga daripada C3 juga untuk mengikat CO2
c. Perbedaan dalam adaptasi untuk C3 dan C4 berbeda mekanisme peningkatan CO2
d. Adanya perbedaan anatomi
(http://www.utm.usu.my,2010).
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui dan menentukan koesien respirasi dari kecambah jagung (Zea mays L.) dan Kacang Hijau (Phaseolus radiatus L.).
Kegunaan Penulisan
Adapun kegunaan penulisan yaitu Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dan sebagai informasi bagi pihak yang membutuhkan.

TINJAUAN PUSTAKA
Respirasi tergantung pada ketersediaan substrat, tanaman yang kelaparan, yang kandungan pati, fruktosa atau gulanya rendah. Tumbuhan sehat gula sering melakukan respirasi lebih cepat bila gula disediakan. Faktor yang mempengaruhi respirasi adalah ketersediaan substrat, ketersediaan oksigen, suhu, jenis dan umur tanaman (Salisbury dan Ross,1995).
Koesien respirasi (KR) adalah angka perbandingan antara volume CO2 yang dibebaskan dengan volume O2 yang diabsorpsi secara simultan oleh jaringan dalam periode waktu tertentu pada suhu dan tekanan tertentu (http://fistum07.wordpress.com,2010).
Nisbah CO2 terhadap O2 ini disebut koesien respirasi (RQ). Biji sedang berkecambah dari tumbuhan kacang-kacangan yang mengandung pati sebagai cadangan makanan menunjukkan nilai RQ sekitar 1,0 tapi biji berbagai tumbuhan lebih banyak mengandung lemak atau minyak yang kaya hidrogen dan rendah kandungan oksigen. Bila lemak 0,7 sebab cukup banyak oksigen diperlukan untuk mengubah hidrogen menjadi H2O dan mengubah hidrogen menjadi CO2 (Salisbury dan Ross,1995).
Suatu hasil koesien respirasi dapat dilihat sesuai dengan banyaknya atom C dan O yang ada di dalam persenyawaan organik yang digunakan oleh tanaman sebagai substrat untuk dioksidasikan dalam respirasi, dapat kita beri ikhtiar sebagai berikut: nama substrat jumlah : C : O koesien respirasi CO2 : O2 heksosa. Jumlah C = jumlah O 1,0. Protein, jumlah C > jumlah O < 1,0 (0,8 – 0,9); lemak, jumlah C > jumlah O < 1,0 (0,7) dan Asam organik, jumlah C < jumlah O > 1,0 (1,33) (Dwidjoseputro,1994).
Titik kompensasi suatu tanaman dipengaruhi oleh temperatur dan faktor-faktor yang sebelumnya telah berpengaruh kepada tanaman yang diselidiki. Maka dapat disimpulkan bahwa suatu tanaman tidak mungkin mempertahankan diri dalam titik kompensasinya. Ia memerlukan minimum cahaya yang diatas titik kompensasinya (Pradhan,2001).
Kegunaan suhu rendah pada tempat dapat menurunkan kerja enzim-enzim respirasi. Hubungan antara respirasi serupa dengan dengan hubungan antara suhu dan reaksi kimiawi. Pada kisaran suhu tertentu laju respirasi meningkat 2 atau 3 kali lipat dengan setiap kenaikan suhu 10 derajat sampai suhu diatas 37,8o C (Sutarmi,dkk,1990).
Pada umumnya respirasi selalu menggunakan oksigen (respirasi aerob) tetapi beberapa sel dapat pula melakukan respirasi tanpa menggunakan oksigen dari luar tetapi menggunakan bahan anorganik yang di dalam substrat (Mukherji & Ghosh, 2001).
Koesien respirasi merupakan rasio dari volume CO2 yang dilepaskan dengan volume O2 yang diserap selama proses respirasi, yang juga ditandai dengan KR dan ditulis CO2/O¬2. Walaubagaimanapun, nilai rasio yang dilampirkan selama proses respirasi cukup penting. Terbukti KR merupakan faktor penting yang menyebabkan terjadinya fluktuasi dari rasio yang akan diterima (Miller,1994).
Glikolisis merupakan alur pertama dalam reaksi metabolisme yang harus dimengerti. Suatu kondisi yang menceritakan proses pemecahan glukosa menjadi ethanol dan CO2 atau asam laktat. Hasil dari glikolisis dilanjutkan dengan proses fermentasi yaitu Asetil ko-A dilanjtkan siklus krebs dan trikarboksilat oksidaif lalu akan dilanjutkan dengan sistem transfer elektron (Devlin and Witham,1983).
Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi yaitu a) ketersediaan substrat : jika tersedia cukup banyak maka respirasi akan berlangsung cepat. Sebaliknya akan terjadi kahat gula respirasi akan berjalan lambat, b) ketersediaan oksigen, c) suhu, dan d) jenis dan umur tumbuhan (http://www.slideshare.net,2010).
Pernapasan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu aerob dan anaerob. Pernapasan aerob memerlukan O2 sedangkan pernapasan anaerob tidak memerlukan O2. Untuk pernapasan anaerob dibedakan menjadi obligatif dan fakultatif. Pernapasan anaerob obligatif mutlak memerlukan oksigen sedangkan pernapasan anaerob fakultatif dapat berlangsung tanpa atau dengan oksigen (http://www.membuatblog.web.id,2010).
Respirasi aerob ini merupakan aspek dari metabolisme sel yang mana meliputi proses-proses oksidasi bahan organik, bersama dengan itu terjadi reduksi molekul oksigen menjadi air dan pembebasan energi dalam bentuk senyawa posfat berenergi tinggi (ATP) (Heddy,1990).
Respirasi pada tumbuhan diatnadai dengan adanya fotosintesis. Tumbuhan hijau membuat makanan karena adanya proses fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimiawi kemudian menghasilkan oksigen. Makanan yang telah dibuat diperuntukkan untuk proses asimilasi dan untuk sel-sel lainnyya (Wilson and Loomis,1990).
Kekurangan O2 maupun kelebihan CO2 mempunyai efek yang segera tampak pada kegiatan respirai biji-bijian, akar dan batang. Jika konsentrasi O2 turun sampai 0%, hal ini seringkali terjadi dalam tanah yang buruk ventilasinya maka respirasinya akan terhenti dan akan membawa segala akibatnya (Fuller and Donald,1999).
Semua sel aktif terus menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Namun seperti kita ketahui, respirasi lebih sekedar pertukaran gas secara sederhana, yaitu senyawa dioksida menjadi CO2, sedangkan CO2 yang diserap direduksi membentuk H2O (Fitter dan Hay,1991).

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Percobaan
Percobaan ini dilakukan di laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian tempat ± 25 meter diatas permukaan laut. Percobaan ini dilakukan pada tanggal 18 oktober 2010 sampai dengan selesai.
Bahan dan Alat
Adapun bahan yang digunakan adalah benih jagung dan kacang hijau yang telah dikecambahkan selama 4 hari, kapas sebagai media perkecambahan, larutan NaOH 1N sebagai larutan pembanding reaksi, methylblue sebagai cairan pengukur laju respirasi, air sebagai bahan untuk membasahi media perkecambahan, vaselin sebagai bahan penutup rongga gabus, dan kertas sebagai media pencatatan hasil percobaan.
Adapun alat yang digunakan adalah wadah plastik (talam) sebagai tempat media perkecambahan, erlenmeyer sebagai wadah benih, botol kecil sebagai wadah NaOH 1N, botol labu sebagai wadah kecambah, gabus untuk menutup botol labu, benang untuk mennggantung botol kecil, pipa kapiler untuk menghubungkan labu kecambah dengan beker glass, beker glass sebagai wadah cairan erlenmeyer, kelereng untuk penutup botol NaOH, timbangan untuk mengukur berat kecambah, hand sprayer sebagai alat penyemprot benih, kalkulator sebagai alat penghitung reaksi, dan pulpen sebagai alat tulis.
Prosedur Percobaan
- Ditimbang kecambah jagung dan kacang hijau masing-masing 10 gr
- Dimasukkan kecambah ke dalam methylblue yang telah dimasukkan ke dalam erlenmeyer
- Dimasukkan botol kecil yang telah berisi NaOH 1N ke dalam botol labu tutup botol kecil terlebih dahulu dengan kelereng
- Dihubungkan botol-botol labu dengan erlenmeyer yang telah diisi dengan methylblue dengan pipa kapiler dan usahakan botol labu tertutup rapat
- Dibiarkan selama 10 menit dan dilihat kenaikan methylblue pada pipa kapiler
- Diukur kenaikan methylblue pada masing-masing pipa
- Ditambah larutan NaOH 1N ke dalam erlenmeyer berisikan kecambah, diamkan selama 30 menit
- Diukur kenaikan methylblue pada pipa kapiler
- Dihitung KR masing-masing kecambah


Va = πr.Da
Vb = πr.Db
Va’= Va + Va (760-Pa)
760
Vb’= Vb + Vb (760-Pb)
760



Pa = Da / 13
Pb = Db / 13
KR = Vb’ – Va’
Vb’


HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Tanaman Da (mm) Db (mm)
Jagung (Zea mays L.) 10 mm 80 mm
Kacang hijau (Phaseolus radiatus L.) 5 mm 12 mm
Perhitungan
- Jagung (Zea mays L.)

Pa = Da/13
= 10/13
= 0,77
Pb = Db/13
= 80/13
= 6,15
Va = πr.Da
= (3,14).(2,5).(10)
= 78,5
Vb = πr.Db
= (3,14).(2,5).(80)
= 628



Va’ = Va + Va (760-Pa)
760
= 78,5 + 78,5 (760-0,77)
760
= 156,92
Vb’ = Vb + Vb (760-Pb)
760
= 628 + 628 (760-6,15)
760
= 1250,91
KR = Vb’ – Va’
Vb’
= 1250,91 – 156,92
1250,91
= 0,87


- Kacang hijau (Phaseolus radiatus L.)

Pa = Da/13
= 5/13
= 0,38
Pb = Db/13
= 12/13
= 0,92
Va = πr.Da
= (3,14).(2,5).(5)
= 39,25
Vb = πr.Db
= (3,14).(2,5).(12)
= 94,2




Va’ = Va + Va (760-Pa)
760
= 39,25 + 39,25 (760-0,38)
760
= 78,48
Vb’ = Vb + Vb (760-Pb)
760
= 94,2 + 94,2 (760-0,92)
760
= 188,28
KR = Vb’ – Va’
Vb’
= 188,28 – 78,48
188,28
= 0,58




Pembahasan
Pada praktikum di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan diperoleh nilai KR untuk Kacang hijau (Phaseolus radiatus L.) sebesar 0,58 dan untuk jagung (Zea mays L.) sebesar 0,87. Nilai KR keduanya lebih kecil dari 1 dikarenakan karena produksi CO2 yang lebih sedikit daripada pengambilan O2 untuk respirasi dari udara bebas. Hal ini sesuai dengan literatur Dwidjoseputro (1994) bahwa suatu hasil koesien respirasi dapat dilihat sesuai dengan banyaknya atom C dan O yang ada dalam persenyawaan organik yang digunakan oleh tanaman sebagai substrat untuk dioksidasikan dalam respirasi.
Menurut literatur http://fistum07.wordpress.com (2010) koesien respirasi ialah angka perbandingan antara volume CO2 yang dilepaskan dengan volume O2 yang diabsorpsi secara simultan oleh jaringan dalam periode waktu tertentu pada suhu dan tekanan tertentu. Besar kecilnya nilai koesien respirasi dipengaruhi oleh bahan atau substrat untuk respirasi. Terbukti diperoleh KR jagung sebesar 0,87 dan KR kacang hijau sebesar 0,58, diperoleh dari hasil pembagian molekul CO2/O2.
Koesien respirasi pada kacang hijau (Phaseolus radiatus L.) lebih kecil daripada koesien respirasi pada jagung (Zea mays L.) karena kacang hijau lebih banyak mengandung protein sedangkan jagung lebih banyak mengandung karbohidrat. Hal ini sesuai dengan literatur Salisbury dan Ross (1995) bahwa biji yag sedang berkecambah dari tumbuhan serealia dan kacang-kacangan yang mengandung pati sebagai cadangan makanan utama, juga menunjukkan RQ sekitar 1,0.
Nilai KR (koesien respirasi) berbanding lurus dengan faktor-faktor respirasi di luar tanaman. Sebagai contoh, a) semakin tinggi suhu dalam suatu lingkungan, berarti radiasi surya yang jatuh ke permukaan besar dan cahaya yang diterima oleh bumi juga ikut besar. Sehingga respirasi akan terus meningkat dan menyebabkan KR juga ikut tinggi, b) semakin banyak kadar air yang dikandung dalam jaringan, maka respirasi yang terjadi juga tinggi sehingga diperoleh KR yang tinggi, c) semakin tinggi kadar O2 di udara, berarti semakin banyak O2 yang bisa diambil untuk proses respirasi, sehingga respirasi tinggi dan KR juga akan meningkat.
Pada kecambah kacang hijau, setelah pemberian NaOH, methylblue yang naik ke dalam pipa kapiler sedikit, disebabkan karena kacang hijau banyak mengandung protein, dimana protein tidak terlalu banyak membutuhkan O2 pada peristiwa respirasi. Disamping itu kacang hijau memiliki kadar air yang lebih rendah dibandingkan dengan kadar air jagung, sehingga respirasi dari kacang hijau pun ikut rendah.
Pengaruh NaOH terhadap koesien respirasi terletak pada tinggi rendahnya suhu yang ditimbulkannya dalam labu kecambah. Semakin tinggi suhu, maka semakin tinggi pula tingkat respirasi yang terjadi.

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Koesien respirasi pada jagung lebih tinggi dari kacang hijau karena jagung banyak mengandung karbohidrat.
2. Dari hasil percobaan diperoleh koesien respirasi tanaman jagung (Zea mays L.) sebesar 0,87.
3. Kedua kecambah yang dipraktikumkan termasuk dalam golongan senyawa protein karena KR < 1.
4. Dari hasil percobaan diperoleh koesien respirasi tanaman kacang hijau (Phaseolus radiatus L.) sebesar 0,58.
5. Penggunaan methylblue pada praktikum koesien respirasi dapat mempermudah dalam menganalisis laju respirasi.
Saran
Diharapkan praktikan dapat menjalani praktikum sesuai dengan prosedur agar hasil yang di peroleh memuaskan, serta harus menjaga peralatan laboratorium dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA
Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. Plant Physiology. A division of Wadsworth,Inc., California.

Dwidjoseputro,D. 1994. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta.
Fitter, A.H. dan R.K.M. Hay.1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Fuller, J.H. and D.R. Donald. 1999. General Botany Faifth Edition. Borness & Nobel books, New york.

Heddy,Ir.S. 1990. Biologi Pertanian. Rajawali Pers, Jakarta.
http://aadesanjaya.blogspot.com. 2010. Pernapasan dan Respirasi. Diakses pada tanggal 16 Oktober 2010.

http://fistum07.wordpress.com. 2010. Koesien Respirasi. Diakses pada tanggal 16 Oktober 2010.

http://kambing.ui.ac.id. 2010. Respirasi Tumbuhan. Diakses pada tanggal 16 Oktober 2010.

http://www.membuatblog.web.id. 2010. Pernafasan pada tumbuhan. Diakses pada tanggal 16 Oktober 2010.

http://www.slideshare.net. 2010. Respirasi. Diakses pada tanggal 16 Oktober 2010.

http://www.utm.usu.my.html. 2010. Tumbuhan C3 dan C4. Diakses pada tanggal 23 September 2010.

Miller, E.C. 1994. Plant Physiology. Mc Graw-Hill Book Company,Inc., London.
Mukherji, S. and A.K. Ghosh. 2001. Plant Physiology. Tata Mc Graw-Hill Publishing Company Limited, New delhi.

Pradhan, S. 2001. Plant Physiology. Har-anand Publication Pvt. Ltd., New delhi.
Salisbury, F. dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid Kedua. Penerbit ITB, Bandung.

Sutarmi, S.T., dkk. 1990. Botani Umum. Penerbit Angkasa, Bandung.

Wilson and W.E. Loomis. 1990. Botany Third Edition. Dartmouth College, Chicago.