Laporan praktikum Fisiologi Tumbuhan " Penetapan Potensial Osmotik Cairan Sel"

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

     Fisiologi tumbuhan adalah ilmu tentang proses-proses faal/fungsi fisiologis tumbuhan. Ada banyak pembahasan dalam fisiologi tumbuhan, salah satu diantaranya adalah potensial ari jaringan tumbuhan. Air merupakan salah satu zat yang sangat penting bagi reaksi biosfer yang terjadi di atmosfer, termasuk reaksi internal dalam jaringan tumbuhan. Air pada jaringan tumbuhan memiliki potensial.

      Proses difusi dan osmosis sangat erat kaitannya dengan pengukurna potensial air jaringan tumbuhan. difusi merupakan perpindahan zat terlarut, dari konsentrasi yang lebih tinggi menuju ke konsentrasi yang lebih rendah. Osmosis merupakan difusi air melalui membran semipermeabel. Mekanisme difusi osmosis berguna dalam transpor zat dan osmoregulasi, dalam hal ini kesetimbangan zat-zat (konsentrasi) di dalam sel dan di luar sel. Pada mekanisme osmosis, terjadi perbedaan konsentrasi garam-garaman pada dua ruang, ini adalah mekanisme sel mempertahankan keseimbangan garam-garaman tersebut, dengan jalan melewatkan/melalui air, menuju ke ruang yang memiliki konsentrasi garam-garaman yang lebih banyak, karena garam-garaman tersbut tidak mampu melalui membran sel yang semi permeabel. Hanya air dan ion garam-garaman tertentu yang dapat melalui membran sel.

        Tumbuhan akan berkembang secara normal dan tumbuh subur serta aktif apabila sel-selnya dipenuhi dengan air, berhubung air berfungsi sebagai medium berbagai reaksi kimiawi sel. Suatu ketika apabila waktu perkembangannya, tumbuhan kekurangan suplai air, maka kandungan air dalam tumbuhan menurun dan laju perkembangannya yang ditentukan oleh laju semua fungsi-fungsi yang juga menurun. Jika keadaan kekeringan ini berlangsung lama, maka dapat mematikan tumbuhan. 

       Oleh karena difusi dan osmosis merupakan pokok bahasan yang sangat mendasar dan penting dalam fisiologi tumbuhan, sehingga maka perlu diadakan praktikum khusus mengenai difusi dan osmosis, utamanya mengenai potensial osmotik cairan sel jaringan tumbuhan unit 2 praktikum fisiologi tumbuhan.

B. Tujuan Praktikum 

Adapun tujuan praktikum ini adalah untuk mengukur nilai potensial osmotik cairan sel.

C. Manfaat Praktikum

Manfaat dari praktikum ini diantaranya menambah keterampilan prkatikum mahasiswa dan wawasan mahasiswa, khususnya mengenai cara menentukan potensial osmotik cairan sel, khususnya sel tumbuhan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

     Air penting bagi tumbuhan. Air berperan dalam pelaksanaan reaksi biokimia. Air dapat membrikan tekanan hidrolik pada sel sehingga menimbulkan turgor pada sel-sel tumbuhan, memberikan sokongan dan kekuatan pada jaringan-jaringan tumbuhan yang tidak memiliki sokongan struktur. Struktur tumbuhan yang penting dalam perlalulalangan zat adalah dinding sel dan membran sel. Pada membran sel terjadi peristiwa osmosis (Sasmitamihardja, 1996).

       Kelangsungan hidup sel tumbuhan bergantung pada kemampuannya untuk menyeimbangkan pengambilan dan pengeluaran air . pengambila atau pengeluaran netto air oleh suatu sel terjadi melalui osmosis, yaitu traspor passif air melewati suatu membran. Dalam hal ini membran sel tumbuhan (Campbell, 2004).

       Komponen-komponen potensial air tumbuhan terutama terdiri dari potensial osmotik (PO) dan potensial turgor (tekanan, PT). oleh karena potensial osmotik cairan sel, air murni cenderung memasuki sel, sedangkan potensial turgor di dalam sel mengakibatkan kecenderungan yang berlawanan, yaitu air meninggalkan sel (Ismail, 2011).

       Untuk mengatur PO saja, maka PT harus nol. Potensial turgor sama dengan nol terjadi pada keadaan sel mengalami plasmlisis. Plasmolisis merupakan persitiwa lepasnya protoplasma dari dinding sel karena keluarnya sebagian air dari vakuola. Keadaan dimana volume vakuola tepat cukup untuk menahan  menempelnya protplasma pada dinding sel, sehingga kehilangan air sedikit saja berakibat lepasnya prtoplasma dari dinding sel, disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis insipien dapat dikenali apabila dalam suatu larutan eksternal (missal sukrosa) dijumpai sekumpulan sel yang 50% berplasmolisis dan 50% lagi tidak berplasmolisis. Keadaan rata-rata ini disebut sebagai plasmolisis insipien. Digunakan nilai rata-rata karena PO sel-sel tersebut tidak sama atau bervariasi. Pada keadaan plasmolisis insipien, sel berada dalam keadaan tanpa tekanan; PO larutan eksternal memiliki nilai sama dengan O cairan sel, maka disebut isotonik terhadap cairan sel (Ismail, 2011).

        Dengan menghitung nilai PO dari larutan sukrosa yang isotonik dengan cairan sel, maka nilai PO cairan sel dapat diketahui. Nilai potensial cairan sel dari sel-sel tumbuhan biasanya berkisar antara -10 bar - -20 bar (Ismail, 2011).

      Proses osmosis sangat berperan dalam proses pengangkutan tumbuhan. Memungkinkan terjadinya penyerapan air dan ion-ion dari dalam tanah yang nanti akan diedarkan keseluruh bagian tumbuhan.Terjadinya pengangkutan itu akan menyababkan tekanan turgor sel,sehingga mampu membesar dan mempunyai bentuk tertentu. Osmosis juga memungkinkan terjadinya membuka dan menutupnya stomata.

          Pada titik kesetimbangan, nilai mutlak potensial osmotik (yang negatif) setara dengan tekanan nyata (yang positif) di osmometer sempurna, maka potensial osmotik larutan dapat diukur secara langsung. Pengukuran besaran ini banyak dilakukan, khusunya pada abad ke-19 oleh Wilhem FP Pfeffer (1877). Ia membuat gambaran yang hampir sempurna, tegar, dan semi-permiabel, dengan cara yang merendam sebuah mangkuk berpori yang terbuat dari tanah liat dalam kalium ferosianida dan kemudian dalam kupro sulfat, yang akan mengendapkan tembaga ferosinida pada porinya (Salisbury, 1992).

       

            Sistem yang menggambarkan tingkah laku air dan pergerakan air dala tanah dan tubuh tumbuhan didasarkan atas suatu hubungan energi potensial. Air mempunyai kapasitas untuk melakukan kerja, yaitu akan bergerak dari daerah dengan energi potensial tinggi ke daerah energi potensial rendah. Energi potensial dalam sistem cairan dinyatakan dengan cara membandingkannya dengan energi potensial air murni. Karena air di dalam tumbuhan dan tanah biasanya secara kimia tidak murni, disebabkan oleh adanya bahan terlarut dan secara fisik dibatasi oleh berbagai gaya, seperti gaya tarik menarik yang berlawanan, gravitasi, dan tekanan, maka energi potensialnya lebih kecil daripada energi potensial air murni. Dalam tumbuhan dan dalam tanah, energi potensial air itu disebut potensi air, dilambangkan dengan huruf Yunani psi dan dinyatakan sebagai gaya per satuan luas (Gardiner, 1991).

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

Prosedur Kerja 

1. Menyiapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan.
2. Mengambil 9 buah cawan petri, kemudian mengisi tiap-tiap cawan petri dengan larutan sukrosa dengan konsentrasi yang berbeda, mulai dari aquadest, sukrosa 0,28 M hingga sukrosa 0,14 M.
3. Masing-masing cawan petri diberi label dari kertas temple, berdasarkan larutan sukrosa di dalamnya (M).
4. Mengambil beberapa potong jaringan epidermis bagian abaksial daun Rhoeo discolor, lalu memasukkan masing-masing potongan tipis daun Rhoeo discolor ke dalam cawak petri dengan jarak waktu + 5 menit antara cawan petri satu dengan cawan petri lainnya.
5. Membiarkan selama 30 menit, lalu mengambil potongan tersebut dengan pinset, meletakkannya ke atas objek glass, kemudian menutupnya dengan deck glass. Mengamati preparat di bawah lensa objektif mikroskop cahaya.
6. Mencatat jumlah sel yang terplasmolisis pada tabel pengamatan laporan sementara.
7. Menentukan pada larutan sukrosa mana terdapat sel-sel yag 50% dari sel-selnya mengalami plasmolisis.
8. Menentukan nilai PO cairan sel dengan menggunakan rumus :

          Ψs=  (-22,4 MT)/273 bar

           Dimana : Ψs = potensial osmotik

                        M = konsentrasi larutan sukrosa di mana sel berada keadaan plasmolisis insipien

                         T = suhu absolut (suhu ruang oC + 273)

                       -22,4 = nilai PO larutan sukrosa 1,0 M pada suhu ruang

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan

Rumus:

% Sel yang terplasmolisis=  (Jumlah sel yang terplasmolisis)/(Jumlah sel)×100%

Aquadest

% Sel yang terplasmolisis =  0/30×100% =0 %

Larutan Sukrosa 0,28 M

% Sel yang terplasmolisis =  27/30×100% =90%

Larutan Sukrosa 0,26 M

% Sel yang terplasmolisis =  21/30×100% =70%

Larutan Sukrosa 0,24 M

% Sel yang terplasmolisis =  18/30×100% =60%

Larutan Sukrosa 0,22 M

% Sel yang terplasmolisis =  13/30×100% =43,3%

Larutan Sukrosa 0,20 M

% Sel yang terplasmolisis =  10/30×100% =33,3%

Larutan Sukrosa 0,18 M

% Sel yang terplasmolisis =  7/30×100% =23,3%

Larutan Sukrosa 0,16 M

% Sel yang terplasmolisis =  7/30×100% =23,3%

Larutan Sukrosa 0,14 M

% Sel yang terplasmolisis =  6/30×100% =20%

C. Pembahasan

Berdasarkan hasil pengamatan, masing-masing jaringan (kumpulan sel epidermis) mengalami plasmolisis pada masing-masing larutan sukrosa dengan jumlah sel yang terplasmolisis berbeda-beda. Pada larutan akuadest, sel epidermis sama sekali tidak mengalami plasmolisis. Peristiwa terlepasnya membran plasma dari dinding sel karena terjadinya eksoosmosis (sel ditempatkan dalam larutan yang hipertonik). 

Berdasarkan hasil pengamatan persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,28 M adalah 90 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,26 M adalah 70 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,24 M adalah 60 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,22 M adalah 43,3 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,20 M adalah 33,3 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,18 M adalah 23,3 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan sukrosa 0,16 M adalah 23,3 %. Persentase sel yang terplasmolisis pada larutan  sukrosa 0,14 M adalah 20 %. Dilihat dari data yang diperoleh persentase sel yang terplasmolisis paling tinggi adalah pada larutan sukrosa 0,28 M. 

Jaringan atau sel-sel pada tumbuhan dapat dikatakan berplasmolisis apabila konsentrasi larutan diluar sel lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi didalam sel, karena air berdifusi melalui membran sel menuju ke lingkungan yang hipertonik (konsentrasi garam-garamannya tinggi). Apabila konsentrasi larutan tinggi, berarti potensial osmotik juga tinggi. Sehingga semakin banyak jumlah sel yang terplasmolisis.  Rhoeo discolor ke dalam larutan sukrosa 0,28 M – 0,14 M maka sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya. Hal ini disebabkan potensial air dalam sel Rhoeo discolor tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel tersebut tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya. Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut plasmolisis.

Menurut Ismail (2011), osmosis terjadi karena pengeluaraan air dari konsentrasi larutan yang potensialnya tinggi (PA tinggi) ke tempat yang memiliki konsentrasi yang lebih rendah (PA) rendah. Nilai potensial air dari dalam sel dan nilainya disekitar sel akan mempengaruhi difusi air dari dan kedalam 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 tekanan

Pada beberapa hasil pengamatan ada yang tidak sesuai dengan teori yang mengatakan bahwa  dengan adanya pertambahan konsentrasi maka sel yang terplasmolisis juga semakin banyak, akan  tetapi dari data yang di dapatkan pada hasil pengamatan banyak yang tida sesuai .Hal ini bisa terjadi karena  kesalahan pada saat mengiris daun Rhoeo discolor yaitu tidak terlalu tipis atau masih agak tebal. Faktor lain adalah ketika melakukan pengamatan di bawah mikroskop yaitu kesalahan dalam menjumlah sel-sel yang terplasmolisis/tidak terplasmolisis dalam area yang dihitung/diamati, serta terjadi kerancuan dalam menentukan area sel yang akan diamati.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan. 

Sel-sel tumbuhan akan mengalami plasmolisis (air dalam sel keluar, sehingga membran tidak melekat lagi pada dinding sel) jika ditempatkan dalam larutan hipertonik. Pada keadaan isotonik, sel akan turgid (normal).

B. Saran

1. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam melakukan praktikum agar hasil yang di peroleh sesuai dengan tujuan yang diharapkan dan meningkatkan kerjasama antara sesama anggota kelompok.
2. Sebaiknya kakak asisten membimbing sepenuh hati, dengan memberikan penjalasan-penjelas yang berhubungan dengan kegiatan praktikum, menjelaskan langkah-langkah praktikum yang salah sehingga perlu diperbaiki, guna memperoleh data praktikum sesuai yang diinginkan.
3. Sebaiknya laboran memperbarui alat-alat praktikum, misalnya mikroskop atau alat bedah, serta menambah alat-alat praktikum lainnya, guna kelancaran kegiatan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A, Jane B Reece, dan Lawrence G Mitchel. 2004. Biologi Edisi ke 5 jilid II. Penerbit Erlangga, Jakarta.

Gardiner. Franklin P, dkk. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia UI Press.

Ismail dan Abdul Muis. 2011. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM Makassar.

Salisbury, Frank B. dan Clean W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB.

Sasmitamihardja, Dardjat, dan Arbayah Siregar. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi ITB, Bandung.