RheeaLicious: Laporan Praktikum Biologi: Respirasi Hewan dan Tumbuhan

PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR

PERCOBAAN

RESPIRASI

Oleh :

Wahyu Lailatul Azizah (123654001)

Ria Puspita Hadi Saputri (123654031)

Arina Khusna (123654032)

Evi Nurul Indayani (1234654038)

Frida Dwi Kurniaty (123654045)

PROGRAM STUDIPENDIDIKAN SAINS

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

2012

PRAKTIKUM VI

RESPIRASI

I. Pendahuluan

Istilah respirasi sel menyangkut proses enzimatik di dalam sel dimana molekul karbohidrat, asam lemak , dan asam amino diuraikan menjadi karbon dioksida dan air dengan konservasi energy biologis yang sangat bermanfaat bagi organisme itu sendiri.

Semua sel hidup mendapat energy yang berguna dari reaksi enzimatik dimana elektron mengalir dari tingkat energi satu ke tingkat energi lainnya. Bagi kebanyakan organisme, oksigen merupakan akseptor elektron terakhir, oksigen bereaksi dengan elektron dan ion hidrogen untuk membentuk air. Elektron dipindahkan ke oksigen dengan suatu sistem enzim yang terdapat dalam mitokondria yang disebut dengan sistem pemindahan elektron.

Oksigen diperlukan oleh semua organisme karena berfungsi sebagai akseptor hidrogen dan akseptor elektron terakhir dalam proses pernafasan sel. Tanpa oksigen, produksi energi pada organisme aerob akan berhenti. Karbondioksida merupakan salah satu metaboit terbesar berasal dari oksidasi karbohidrat, protein, dan lemak. Gas yang bersifat asam ini harus dibuang dari dalam tubuh organisme.

Hewan bernafas dengan mengambil O₂ dari lingkungan dan hasil CO₂ dilepaskan ke lingkungannya. Pada hewan berukuran besar terdapat alat respirasi pernafasan yang sesuai dengan lingkungannya, sedangkan pada hewan kecil, pengambilan O₂ cukup dengan difusi.

Pengambilan O₂ pada banyak hewan rendah (invertebrata) mempunyai hubungan langsung dengan tekanan partial O₂. Kecepatan pengambilan O₂ dari lingkungannya tergantung pada kecepatan penggunaan O₂ pada proses pernafasan sel. Biasanya difusi CO₂ ke lingkungannya lebih cepat dari pada difusi O₂ dari lingkungan kedalam tubuhnya. Pada vertebrata, konsentrasi CO₂ akan merangsang kecepatan pernafasan.

II. Tujuan

· Mengamati proses respirasi pada serangga dan kecambah kacang hijau.

III. Kajian teori

Respirasi atau oksidasi glukosa secara lengkap merupakan proses pembentukan energy yang utama untuk kebanyakan sel. Pada waktu glukosa dipecah dalam suatu rangkaian reaksi enzimatis, beberapa energy dibebaskan dan diubah menjadi bentuk ikatan phosphate bertenaga tinggi (ATP)dan sebagian lagi hilang sebagai panas. Proses keseluruhan dari respirasi merupakan reaksi oksidasi reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO₂ sedangkan O₂ yang diserap direduksi membentuk H₂O. pati, fruktan, sukrosa, atau gula lainnya, lemak, asam organic, protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi. Respirasi umum glukosa, dapat ditulis sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 6CO₂ + 6H₂O + energy (ATP + panas)

Respirasi merupakan rangkaian dari 50 atau lebih reaksi komponen, masing-masing dikatalisis oleh enzim yang berbeda. Respirasi merupakan oksidasi yang berlangsung di medium air, dengan pH mendekati netral, dan pada suhu sedang. Respirasi merupakan reaksi oksidasi senyawa organic yang menghasilkan energy yang digunakan untuk aktivitas sel dalam bentuk ATP atau senyawa berenergi tinggi lainnya.

Lebih lanjut, sejalan dengan berlanngsungnya pemecahan, kerangka karbon antara disediakan untuk menghasilkan berbagai produk esensial lainnya.

Berdasarkan kebutuhan terhadap oksigen respirasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

1. Respirasi aerob

Yang menggunakan O2 sebagai terminal electron akseptor (respirasi yang memerlukan oksigen,penguraian lengkap sampai dihasilkan CO₂ + H₂O à oksidasi sempurna).

Raksinya : C₆H₁₂O₆ à6CO₂ + 6H₂O + ATP

2. Respirasi anaerob

Yang tidak memerlukan oksigen tetapi asam organic sebagai electron akseptor (respirasi yang tidak memerlukan oksigen, penguraian bahan organic tidak lengkap à oksidasi tidak sempurna )

Raksinya : C₆H₁₂O₆ à2C₂H₅OH + 2CO₂ + ATP

v Resprasi pada insecta

Kelas hexapoda seringkali disebut sebagai insecta atau serangga, yang memiliki kaki yang berjumlah emanam. Namun tidak semua anggotanya selalu memiliki kaki enam. Golongan serangga primitif memmiliki kaki setiap ruas tubuhnya. Selama daur hidupnya serangga mengalami pergantian bentuk yang disebut metamorfosis, dengan jalan melakukan pengelupasan kulit yang disebut ekdisis. Metamorfosis ada dua macam, yaitu metamorfosis tak sampurna dan metamorfosis sempurna.

Serangga dapat ditemukan di mana-mana, misalnya di air, darat, dan udara atau di tumpukan buku-buku. Ada yang hidup bebas ada juga yang pasarit. Ada yang mengeluarkan cahaya di malam hari, ada pula yang mengeluarkan suara yang nyaring. Ada yang memiliki nilai ekonomi dan ada juga yang merugikan. Serangga merpakan hewan yang paling sukses hidup didunia karena dapat beradaptasi dengan segala kondisi lingkungan.Anggota Insekta sekitar 900.000 jenis yang berbagi menjadi 25 ordo. Insekta dipelajari dalam ilmu khusus yaitu entomologi.

Gambar 1. Grassopper

I.Sistem respirasi pada insecta

Gambar 2. Insecta

Corong hawa (trakea) adalah alat pernapasan yang dimiliki oleh serangga dan arthopoda lainya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada di kerangka luar (eksosleketon) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembulu silindris yang berlapis zat kitin, dan terletak berpasangan pada setiap segmen tubuh. Spirakel mempunyai katup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Pada ummunya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan tertutup saat serangga beristirahat.

Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dari spirakel menuju pembuluh-pembuluh trakea dan selanjutnya trakea bercabang lagi bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam.Trakeolus tidak berlapis kitin, berisi cairan, dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel-sel tubuh. Trakeolus ini mempunyai fungsi yang sama dengan kalpiler pada sistem pengangkutan (transportasi) pada vertebrata.

Makanisme pernapasan pada serangga, misalanya belalang, adalah sebagai berikut :

Jika otot perut belalang berkontraksi, maka trekea mexrupih sehingga udara kaya CO₂ keluar. Sebaliknya, kerja otot perut belalang berelaksasi maka trakea kembali pada volume semula sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan di luar sebagai akibatnya udara di luar yang kaya O₂masuk ke trakea.

Sistem trakea berfungsi mengangkut O₂ dan mengedarkannya ke seluruh tubuh, dan sebaliknya mengangkut CO₂ basil respirasi untuk dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan bukan untuk mengangkut gas pernapasan.

Di bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan. Pada serangga air seperti jentik nyamuk udara diperoleh dengan menjulurkan tabung pernapasan ke permukaan air untuk mengambil udara.

Serangga air tertentu mempunyai gelembung udara sehingga dapat menyelam ke dalam air dalam waktu lama. Misalnya, kepik Notonecta sp. Mempunyai gelembung udara di organ yang menyerupai rambut pada permukaan vertikal. Selama menyelam, O₂ dalam gelembung dipindahkan melalui sistem trakea ke sel-sel pernapasan.

Selain itu, ada pula serangga yang mempunyai insang trakea yang berfungsi menyerap udara dari air atau pengambilan udara melalui cabang-cabang halus serupa insang. Selanjutnya dari cabang halus ini oksigen diedarkan melalui pembuluh trakea.

v Respirasi pada tumbuhan (kecambah kacang hijau)

Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa antara yang penting sebagai ”Building Block”. Building Block merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain yaitu :

· Ketersediaan substrat.

Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebaliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.

· Ketersediaan Oksigen.

Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

· Suhu
Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10^o C, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.

· Tipe dan umur tumbuhan.

Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.

· Kadar CO₂ dalam udara.

Kurangnya O₂ atau kelebihan CO₂ tampak pada kegiatan respirasi biji-bijian, akar maupun batang yang terpendam dalam tanah. Jika kadar CO₂ naik sampai 10 % dan kadar O₂ turun sampai 0 % maka respirasi akan terhenti.

· Persediaan air.

Jika kadar air sedikit maka respirasi kecil
Jika biji (direndam air) maka respirasi menjadi lebih giat
Pada daun yang layu maka respirasi lebih giat ++ gula (timbunan tepung/KH).

· Cahaya.

Cahaya fotosintesis + substrat repirasi. Cahaya menambah panas, panas menambah kegiatan respirasi.

· Luka

Jaringan yg luka/terbuka ++ respirasi aktivitas sel parenkim untuk menutup luka.

· Pengaruh bahan kimia.

Zat penghambat respirasi diantaranya sianida, fluoride, Iodo asetat, CO diberikan pada jaringan. Dalam Konsentrasi rendah (eter, kloroform, aseton, formaldehida) menambah respirasi dalam waktu singkat.

IV. Alat dan bahan

1. Satu set respirometer

2. Timbangan analitik

3. Stop watch

4. Serangga

5. 1 N KOH/NaOH 5 ml

6. Kapas atau tissue

7. Kain kasa

8. Larutan warna

V. Cara kerja

1. Timbang serangga dan tanaman kecambah kacang hijau

2. Ambil kapas, masukkan ke dalam tabung respirometer dan beri 5 ml KOH/NaOH

3. Masukkan kain kasa dalm tabung tersebut dan letakkan diatas kapas

4. Kemudian masukkan serangga ke dalam tabung respirometer dengan posisi tabung ditidurkan dan biarkan sebentar (sekitar 3 menit)

5. Tutup respirometer dengan pipa berskala

6. Teteskan larutan safranin pada pipa berkala

7. Tunggu setelah 5 menit safranin tidak pada posisi nol

8. Baca skalanya pada tiap menit.

9. Lakukan percobaan yang sama pada kecambah.

VI. Hasil pengamatan

a) Hasil pengamatan pada serangga

No	Massa serangga	Perubahan safranin
No	Massa serangga	1	2	3	4	5
1	0,7 gr	0,04 ml	0,09 ml	0,11 ml	0,14 ml	0,16 ml
2	0,8 gr	0,09 ml	0,14 ml	0,19 ml	0,22 ml	0,26 ml
3	0,9 gr	0,08 ml	0,11 ml	0,14 ml	0,18 ml	0,22 ml

b) Hasil pengamatan pada kecambah

No	Massa kecambah	Perubahan safranin
No	Massa kecambah	1	2	3	4	5
1	6,5 gr	0,04 ml	0,09 ml	0,21 ml	0,32 ml	0,44 ml
2	7,2 gr	0,13 ml	0,27 ml	0,40 ml	0,53 ml	0,60 ml
3	7,8 gr	0,07 ml	0,14 ml	0,20 ml	0,26 ml	0,34 ml

VII. Pembahasan

Dari data yang diambil melalui uji coba dengan respirometer sederhana. Mengukur kecepatan respirasi tumbuhan dan hewan dengan larutan berwarna . Data diambil dengan cara mengamati kedudukan larutan warna pada skala respirometer tiap menit.Hal ini dipastikan karena larutan warna yang bergerak tersebut disebabkan oleh aktivitas kecambah ataupun belalang dan KOH. Peran KOH adalah menyerap H₂O hasil respirasi, karena KOH bersifat hidrofil (hydrofilic) maka H₂O hasil dari respirasi akan diserap oleh KOH. Maka dari itu KOH dilapisi tissue agar sifat kaustik dari KOH tidak terlalu berefek pada makhluk hidup yang ada di dalam tabung ketika melakukan ekspirasi, CO₂ dari sisa metabolisme kecambah atau belalang akan diikat oleh KOH menjadi K₂CO₃ dan H₂O. 2KOH + CO₂ K₂CO₃ + H₂O Dimana CO₂ memiliki volume terbesar karena merupakan gas. Sedangkan K₂CO₃ sendiri berbentuk padat. Akibatnya, volume CO₂ dalam tabung kaca berisi kecambah atau belalang akan terus berkurang karena CO₂ diikat menjadi K₂CO₃. Volume udara yang berkurang akan menyebabkan adanya tekanan negatif yang menyebabkan larutan larutan berwarna bergerak menuju tabung kaca yang berisi belalang. Sehingga semakin banyak udara yang dibutuhkan maka semakin cepat laju respirasinya, maka larutan berwarna juga akan lebih cepat bergerak ke arah tabung.

1. Laju respirasi pada belalang pada praktikum repirasi kali ini menggunakan belalang yang dimasukkan ke dalam respirometer. Belalang ini dimasukkan ke dalam tabung respirometer kemudian dimasukkan KOH yang berfungsi untuk mengikat CO₂, namun KOH harus dibungkus terlebih dahulu dengan menggunakan kapas sebelum dimasukkan ke dalam tabung. Hal ini dimaksudkan untuk memisahkan belalang dengan zat kimia. Kemudian pada ujung pipa kapiler diberi cairan larutan berwarna sebagai indikator sekaligus memisahkan udara yang ada di dalam tabung dan udara yang ada di luar tabung.

a. Belalang 0.7 gram adalah berat belalang yang diujikan dalam praktikum kali ini . Dalam hasil praktikum tercatat belalang memiliki kecepatan respirasi paling lambat dibanding dengan belalang uji yang lain . Hal ini disebabkan oleh aktivitas belalang besar yang lebih cenderung diam. Meskipun berat tubuh mempengaruhi laju metabolisme dan yang kemudian juga mempercepat respirasi, itu tidak berlaku jika tubuh dalam keadaan diam laju metabolisme dan respirasi dapat terkontrol dengan teratur.

b. Belalang 0.8 gram adalah berat belalang yang diujikan dalam praktikum kali ini. Dalam hasil praktikum kali ini belalang memiliki kecepatan respirasi paling cepat di banding dengan belalang yang lainnya. Hal ini disebabkan belalang berukuran besar dan lebih banyak melakukan aktivitas (bergerak) sehingga dapat meningkatkan suhu tubuh yang juga akan membuat membutuhkan O₂ yang lebih untuk pembentukan energi, aktivitas juga.

c. Belalang 0,9 gram adalah berat belalang yang diujikan dalam praktikum kali ini. Dalam hasil praktikum kali ini belalang berukuran lebih besar dari belalang pada percobaan B, namun kecepatan respirasi belalang C lebih kecil dari kecepatan respirasi belalang pada percobaan B. hal ini disebabkan karena kurangnya aktivitas (bergerak) sehingga suhu tubuh dari belalang C lebih kecil dari dari suhu tubuh belalang B yang juga akan membutuhkan O₂yang lebih kecil dari belalang B.

2. Laju respirasi pada kecambah perlakuan untuk mengukur kecepatan pada kecambah sama dengan perlakuan terhadap belalang. Menggunakan KOH untuk mengikat CO₂dan larutan berwarna sebagai indikator sekaligus pemisah udara dalam dan luar tabung.

a. Kecambah 6,5 gram Jumlah individu pada kecambah 6,5 gr terhitung cukup banyak tetapi tidak sebanyak kecambah 7,2 gr. Sehingga kebutuhan O₂ pada udara yang terhirup juga lebih sedikit dibandingkan dengan kecambah 7,2 gr. Yang menyebabkan larutan berwarna pada pipa respirometer akan berjalan lebih lambat.

b. Kecambah 7,2 gram kadar CO₂ dalam tabung dapat diikat oleh KOH, tetapi kecambah yang ada dalam tabung tidak dapat mengkonsumsi O₂ secara maksimal, karena kadar CO₂ dalam tabung lebih besar dari pada O₂ sebab lebih banyak individu yang mengeluarkan CO₂ sehingga O₂ yang dibutuhkan juga meningkat. Maka udara yang ada pada pipa respirometer akan terhirup lebih cepat pula. Dengan demikian indikator larutan berwarna akan menuju tabung lebih cepat dan menunjukan skala yang lebih besar tiap menitnya .

c. Kecambah 7,8 gram Jumlah individu pada kecambah 7,2 gr terhitung cukup banyak tetapi kebutuhan O₂ pada udara yang terhirup juga lebih sedikit dibandingkan dengan kecambah 7,2 gr. Yang menyebabkan larutan berwarna pada pipa respirometer akan berjalan lebih lambat. Tetapi kecambah 7,2 gr lebih cepat daripada kecambah 7,8 gr . hal ini disebabkan karena mungkin dalam menutup respirometer kurang rapat, sehingga ada O₂ yang keluar dari dalam tabung respirometer.

VIII. Kesimpulan

· KOH / NaOH berfungsi sebagai peningkat suhu agar respirasi terpicu menjadi cepat. Selain itu KOH juga berfungsi sebagai pengikat CO₂. Kristal KOH/NaOH dapat mengikat CO₂ karena bersifat hidroskopis. Reaksi antara KOH dengan CO2, sebagai berikut:

(i) KOH + CO₂ → KHCO₃

(ii) KHCO₃ + KOH → K₂CO₃ + H₂O

· Respirasi dipengaruhi oleh massa tubuh, suhu dan jenis hewan/tumbuhan.

· Pada proses respirasi menghasilkan karbondioksida (CO₂), uap air (H₂O) dan sejumlah energi.

LAMPIRAN