laporan fisiologi tumbuhan osmosis

LAPORAN FISIOLOGI TUMBUHAN

                                                                                                                                                      I.            PENDAHULUAN

Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, dimana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang. Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar molekul air terikat (tertarik) ke molekul gula (terlarut), sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran. Sedangkan pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak molekul air yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran. Oleh sebab itu, dalam osmosis aliran netto molekul air adalah dari larutan hipotonik ke hipertonik.

Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama. Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echinodermata) dan kepiting (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonik 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 hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.

                                                                                                                                         II.            TINJAUAN PUSTAKA

Osmosis adalah peristiwa perpindahan molekul air dari lokasi dengan potensi solvent tinggi, menuju lokasi berpotensi solvent rendah, melalui membran semi-permeable.Umumnya yang disebut sebagai solvent di sini adalah air. Dapat dikatakan bahwa peristiwa osmosis adalah transfer solvent (dan bukan solut).Sedangkan peristiwa transfer solut, dikenal sebagai dialysis (arah aliran dari titik berpotensi solut tinggi menuju ke rendah).

            Prinsip osmosis: transfer molekul solvent dari lokasi hypotonic (potensi rendah) solution menuju hypertonic solution, melewati membran. Jika lokasi hypertonic solution kita beri tekanan tertentu, osmosis dapat berhenti, atau malah berbalik arah (reversed osmosis).Besarnya tekanan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis disebut sebagai osmotic press.Jika dijelaskan sebagai konsep termodinamika, osmosis dapat dianalogikan sebagai proses perubahan entrropi. Komponen solvent murni memiliki entropi rendah, sedangkan komponen berkandunagn solut tinggi memiliki entropi yg tinggi juga.

            Mengikuti Hukum Termo II: setiap perubahan yang terjadi selalu menuju kondisi entropi maksimum, maka solvent akan mengalir menuju tempat yg mengandung solut lebih banyak, sehingga total entropi akhir yang diperoleh akan maksimum.Solvent akan kehilangan entropi, dan solut akan menyerap entropi. "Orang miskin akan semakin miskin, sedang yang kaya akan semakin kaya". Saat kesetimbangan tercapai, entropi akan maksimum, atau gradien (perubahan entropi terhadap waktu) = 0. Ingat: pada titik ekstrim, dS/dt = 0.

Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup di alam. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan 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 hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi.

Masuknya larutan ke dalam sel-selendodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergeradari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecilseperti O2 dan CO2 juga mudah melewati membran sel. Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapaikeseimbangan.Osmosis juga dapat terjadi dari sitoplasma ke organel-organel bermembran. Osmosis dapatdicegah dengan menggunakan tekanan.Oleh karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka menggunakan istilah potensial osmotik yaknitekanan yang diperlukan untuk mencegah osmosis.

Jika anda merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya. Hal ini disebabkan potensial air dalam sel wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutangaram sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut.

                                                                                                                                    III.            METODE PRAKTIKUM

A.    Hari dan tanggal praktikum    : Kamis, 12 Januari 2012

B.     Waktu / jam                             : 14.00 – selesai

C.     Tempat praktikum                   : Lab. Biologi Dasar FMIPA UNPATTI

D.    Alat                                         : 1. Pelubang gabus diameter 1 cm

2. Silet

3. Kertas saring

4. Gelas ukur 10 ml dengan skala ketelitian 0.1 ml

5. Petridish, pinset

6. Gelas piala 100 cc

7. Gelas benda dan gelas penutup

8. Mikroskop cahaya

9. Jarum preparat

10. Pipet

E. Bahan                                       : 1. Buah pepaya muda / umbi kentang          

2. Spyrogyra sp. dengan air tempat hidupnya

3. Larutan isotonis (H₂O)

4. Larutan hipertonis (3%, CaCl₂)

F.      Prosedur kerja                                    :

Umbi Kentang

1. Buat larutan sukrose 0.3 m (m= molalitas = mol solut/1000 gr H₂ O); BM sukrose = 342; 0.1m sukrose = 0.1 x 342 = 34.2/1000 gr H₂O

2. Dengan pelubang gabus, siapkan silinder buah pepaya muda ataupun umbi kentang dan potong dengan ukuran yang sama (diameter 1 cm, panjang 3 cm). Jika tidak tersedia pelubang gabus, dapat juga dibuat potongan umbi bentuk kubus atau persegi. Potongan dibuat 5 potong sebagai ulangan. Letakkan pada tempat tertutup sebelum dilakukan perlakuan selanjutnya.

3.  Sebelum potongan silinder dimasukkan ke dalam larutan sukrose, terlebih dahulu diukur volume awal. Caranya: isilah gelas ukur berukuran 10 ml dengan akuades sejumlah volume tertentu (misal 5 ml akuades), kemudian masukkkan potongan silinder yang akan diukur volume awalnya. Selanjutnya hitung dan catat pertambahan volume yang didapat (volume awal potongan silinder = volume akhir akuades setelah ditambah dengan potongan silinder - volume awal akuades yang belum ditambah dengan potongan silinder). Setelah itu segera hilangkan air dari permukaan silinder dengan kertas penghisap. Ingat setiap pengukuran awal volume potongan silinder harus dilakukan dengan cepat untuk menghindari akuades keluar ataupun masuk ke sel.

4.   Selanjutnya potongan silinder yang telah diketahui volume awalnya, direndam dalam larutan sukrose.

5. Inkubasikan pada suhu kamar selama 1,5-2 jam dan setiap 15 menit goyangkan dengan tangan.

6.   Pada akhir inkubasi, segera hilangkan larutan sukrose dari permukaan silinder dengan kertas penghisap. Ukur volume akhir setiap potongan silinder, caranya seperti penentuan awal volume potongan silinder. Ukur diameter dan panjang umbi dengan menggunakan jangka sorong (kaliper).

8.   Masukkan data kelas anda dalam Tabel Pengamatan.

Pengamatan Perubahan Bentuk Sel.

1. Letakkan filamen Spyrogyra sp. pada gelas benda dengan air tempat hidupnya. Air ini dianggap sebagai larutan isotonis.

2. Amati kenampakannya di bawah mikroskop

3. Buat preparat baru Spyrogyra sp. pada gelas benda dan tambahkan dengan larutan hipertonik CaCl₂, 3%. Amati kenampakkannya dibawah mikroskop.

4. Buat preparat Spyrogyra sp. baru dan tambahkan larutan hipotonis. Amati apa yang terjadi.

5. Catat semua hasil pengamatan dan diskusikan hasilnya.

IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN

TABEL HASIL PENGAMATAN

Ulangan	Pj. Awal (Cm)	Pj. Akhir (Cm)	Dmt. Awal (Cm)	Dmt. Akhir (Cm)	Vol. Awal (Cm3)	Vol. Akhir (Cm3)
1	3	3,1	1	0,9	2,5	9
2	3	3,0	1	0,9	2,5	8
3	3	3,1	1	0,9	2	8
4	3	3,1	1	1,0	2	8
5	3	3,0	1	0,9	2	7
Rata-Rata	3	3,6	1	0,92	2,2	8

A.    ANALISA DATA

Volume awal = volume akhir akuades setelah ditambah dengan potongan silender - volume awal akuades yang belum ditambah dengan potongan silinder
Di mana, volume awal ulangan :

1.      V_awal  = 12,5 mm³-10 mm³  = 2,5 mm³

2.      V_awal  = 12,5 mm³-10 mm³  = 2,5 mm³

3.      V_awal  = 12,00 mm³-10 mm³ = 2,00 mm³

4.      V_awal  = 12,00 mm³-10 mm³ = 2,00 mm³

5.      V_awal  = 12,00 mm³-10 mm³ = 2,00  mm³

Rata - rata

B. PEMBAHASAN

Umbi Kentang

            Dari percobaan yang dilakukan dalam praktikum ini silinder kentang mengalami perubahan dan semua perubahan tersebut menunjukan bahwa silinder kentang tersebut mengalami kenaikan berat maupun besarnya .

            Hal ini terjadi karena air bersifat hipotonis maupun hipertonis terhadap sel kentang. Yang terjadi pada silinder kentang setelah dimasukkan ke dalam air murni (H₂O), silinder kentang tersebut mengalami perubahan berat, yaitu silinder kentang  bertambah beratnya dari kegiatan mengamati perubahan panjang silinder kentang, diperoleh hasil bahwa sebagian silinder kentang yang dimasukkan ke dalam air mengalami pertambahan panjang dan ada pula yang tetap.

Pada table diatas dapat dilihat bahwa panjang awal silinder kentang yang mula-mula 3 cm akan berubah menjadi 3,1 cm pada silinder yang ke 1,3, dan 4 sedangkan pada silinder yang ke 2 dan 5  panjang kentang tersebut masih sama tidak berubah.

            Pertambahan panjang ini terjadi karena air berosmosis ke dalam sl-sel penyusun balok kentang. Sebagaimana diketahui, di dalam sel-sel kentang terlarut berbagai zat organik, sehingga keseluruhan jaringan juga merupakan sistem larutan yang menyebabkan harga potensial airnya lebih kecil dibandingkan harga potensial air yang digunakan untuk merendam balok kentang tersebut. Dengan demikian, air dengan harga potensial airnya yang lebih tinggi berosmosis ke dalam balok kentang dan menyebabkan sel-sel kentang menjadi turgid sehingga balok kentang bertambahpanjang. pada percobaan dengan menggunakan larutan sukrosa 3 % tak berbeda jauh  dengan keadaan silinder kentang yang direndam di dalam air, kentang di dalam larutan sukrosa 3 % mengalami penambahan yang hamper sama. Dapat diketahui panjang rata-rata kentang yang semula 3 cm berubah menjadi 3,1 cm setelah dimasukkan ke dalam larutan sukrosa 3%. Penambahan terjadi karena larutan sukrosa  berosmosis ke dalam sel pada silinder kentang. 

Perubahan bentuk sel

Ø  Spirogyra sp  dengan menggunakan air tepat hidupnya

      Setelah dilakukan pengamatan Spirogyra sp dengan menggunakan air tempat hidupnya, bentuk dan wujud daripada sel Spirogyra sp. tersebut tetap tidak berubah. Hal ini karena larutan campuran antara Spirogyra sp dan air tempat hidupnya merupakan larutan isotonis yang mana konsentrasi antara zat terlarut (Spirogyra sp) dan zat pelarut (air) sama.
Larutan yang memiliki konsentrasi zat terlarut dan pelarutnya sama disebut larutan isotonis (Berg, 2008: 60).

Ø  Spirogyra sp. Menggunakan  Larutan CaCl2
     

      Spirogyra sp yang ditetesi dengan larutan CaCl2, inti selnya terlihat mengumpul. Ini terjadi karena sel Spirogyra sp mengkerut yang disebabkan larutan campuran antara Spirogyra sp dan larutan CaCl2 merupakan larutan hipertonis, yang mana konsentrasi zat terlarut (Spirogyra sp) lebih kecil daripada konsentrasi zat pelarut (larutan CaCl2). Peristiwa ini disebut plasmolisis yaitu lepasnya plasma dari membran sel. Larutan hipertonis merupakan larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada konsentrasi zat pelarutnya (Berg,2008:60). Protoplasma yang kehilangan air akan menyusut volumenya dan akhirnya dapat terlepas dari dinding sel, peristiwa ini kita sebut plasmolisis (Putro, 1994: 77)

C.    KESIMPULAN

Kesimpulan yang di dapat dalam praktikum ini ialah :

-          Larutan yang digunakan pada saat merendam silinder kentang berpengaruh terhadap penambahan ukuran serta berat daripada silinder tersebut.

-          Semakin lama waktu perendaman maka semakin berat pula silinder kentang.

-          Berkurangnya larutan pada saat perendaman silinder kentang disebabkan oleh Proses osmosis yang terjadi pada silinder kentang tersebut.

-          Pada Spyogyra sp. Akan telihat berubah bentuk menjadi lebih menggumpal

V.    DAFTAR PUSTAKA

-          J. Pagaya , 2012 Penuntun praktikum fisiologi, jurusan biologi FMIPA UNPATTI