Laporan FISTUM Umiqo

LAPORAN TETAP
PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN
Tekanan Osmosis Cairan Sel










OLEH
UMI QONAAH
05091007006






PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA
2010


I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tumbuhan tingkat tinggi tersusun dari banyak sel. Sel adalah unit terkecil, fungsional, struktural, hereditas, produksi, dan kehidupan yang terdiri atas tiga komponen utama yaitu membran, sitoplasma, dan inti sel. Sel dibagi menjadi dua macam, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Semua sel eukariotik memiliki sistem membran yang kompleks yang banyak berperan untuk kelangsungan hidup dan aktifitas sel tersebut. Kumpulan dari sel yang sama struktrurnya dan juga sama fungsinya itu akan membentuk jaringan. Sebanyak 80% dari keseluruhan jaringan yang ada dalam dalam tubuh tujmbuhan yang terdiri atas sel-sel hidup yang berdinding tipis, jaringan penimbun pada umbi kentang adalah salah satu contoh dari jaringan parenkimatis. Pertumbuhan bergantung kepada adanya pemasukan air ke dalam sel,yaitu pasokan air dari jaringan yang satu ke jaringan yang lain serta pasokan air dari lingkungan. Proses pemasukan air dari lingkungan ke jaringan sangat di pengaruhi oleh tekanan osmosis jaringannya. (Winduwati, 2000)
Peranan membran dalam aktivitas seluler yaitu mengatur keluar masuknya bahan antara sel dengan lingkungannya, antara sel dengan organel-organelnya. Selain itu membran juga berperan dalam metabolisme sel. Organel-organel sel seperti nukleus, kloroplas, mitokondria, dan retikulum endoplasma juga diselubungi membran. Membran atau plasmalema menyelubungi sel dengan fungsi mengatur keluar masuknya zat,menyampaikan atau menerima rangsang, dan memiliki struktur yang terdiri atas dua lipoprotein yang diantara molekulnya terdapat pori. Berdasarkan komposisi kimianya membran dan pemeabilitasnya terhadap solut maka dapat disimpulkan bahwa membran sel terdiri atas lipid dan protein. Membran memiliki lapisan ganda dan molekul-molekul fosfolipid yang letaknya teratur sedemikian rupa sehingga ujung karbon yang hidropobik terbungkus sedemikian rupa di dalam sebuah lapisan amorf dalam senyawa lipid. Komponen protein membran digambarkan sebagai suatu selaput yang menutupi kedua belah permukaan dan lapisa biomolekul posfolipid. (Wilkins, 1992)
Komposisi lipid dan protein penyusun membran bervariasi, bergantung pada jenis dan fungsi membran itu sendiri. Selain perbedaan diatas, ternyata membran mempunyai ciri-ciri yang sama, yaitu bersifat selektif permeabel terhadap molekul-molekul. Air, gas, dan molekul kecil hidrofobik secara bebas dapat melewati membran secara difusi sederhana. Ion dan molekul polar yang tidak bermuatan harus dibantu oleh protein permease spesifik untuk dapat diangkut melalui membran dengan proses yang disebut difusi terbantu (fasilitated diffusion). Kedua cara pengangkutan ini disebut transpor pasif. Untuk mengangkut ion dan molekul dalam arah yang melawan gradien konsentrasi, suatu proses transpor aktif harus diterapkan. Dalam hal ini protein aktifnya memerlukan energi berupa ATP, ataupun juga digunakan cara couple lewat proses antiport dan symport. (Anonimous, 2008). Berdasarkan ultra struktur dan fungsi membran terbukti bahwa membran tersusun oleh protein dan lemak yang memiliki struktur tiga lapisan dengan tebal kurang lebih 75 Angstrom. Berdasarkan model hipotesis Davson dan Danielli, lapisan protein mengapit lapisan biomolekul lemak (fosfolipid). (Wilkins, 1992)
Pertumbuhan bergantung kepada adanya pemasukan air ke dalam sel,yaitu pasokan air dari jaringan yang satu ke jaringan yang lain serta pasokan air dari lingkungan. Proses pemasukan air dari lingkungan ke jaringan sangat di pengaruhi oleh tekanan osmosis jaringannya. Jika sel tumbuhan di letakkan dalam suatu larutan manitol atau sukrosa encer,maka akan didapatkan adanya tekanan osmosis pada dinding sel. Jika larutan diluar sel konssentrasinya lebih pekat dari larutan didalam sel tumbuhan,maka volume sel akan menyusut dan inilah yang disebut dengan plasmolisis karena sebagian air dari sel keluar. Peristiwa plasmolisis satu sel dapat digunakan untuk menggambarkan plasmolisis pada sekumpulan sel dengan sifat-sifat yang sama.

B. Tujuan
Setelah menyelesaikan acara praktikum tekanan osmosis cairan sel ini,praktikan diharapkan dapat melakukan pengukuran besarnya tekanan osmosis cairan sel epidermis daun Rhoeo discolor.
II. Tinjauan Pustaka
Untuk dapat memahami penyerapan air oleh akar tanaman perlu di perhatikan penampang melintang dari akar. Akar tersusun atas sel epidermis, sel korteks, sel endodermis dan silinder pusat yang terdapat pembuluh xylem dan floem.
Sel endodermis yang memisahkan antara korteks dengan silinder pusat (stele) dicirikan oleh adanya penebalan (lapisan suberin) ke arah radial ataupun transversal dari sel endodermis ini yang dikenal sebagai pita kaspari yang tersusun atas lemak dan lignin yang sangat resisten terhadap transportasi air dan bahan terlarut.(Lakitan B,2010)
Pada bagian tertentu sel perisikel menerobos endodermis yang selanjutnya akan berkembang membentuk akar lateral. Sel perisikel ini dapat berfungsi sebagai sel peresap yang dapat dilewati air dan bahan terlarut. Transport air dalam jaringan akar dibedakan antara apoplas yang melewati ruang antar sel dan simplas yang melalui sel ke sel lewat plasmodesmata. Seluruh bagian dari dinding sel umumnya terbuka untuk aliran air dan bahan terlarut secara apoplas yang berkaitan dengan adanya ruang bebas (free space). Ruang bebas/pori yang terdapat dalam dinding sel ini disebut sebagai Apparent Free Space (AFS) yang terdiri dari Water Free Space (WFS) merupakan ruang bebas yang dapat diisi air dan ion dan Donnan Free Space di mana berlangsung pertukaran kation dan penolakan terhadap anion.(anonym,2010)
Apoplas pada korteks akar berhubungan langsung dengan medium tanah dan meningkat besarnya oleh adanya sejumlah rambut akar dan sel-sel yang relatif besar dengan sejumlah ruang antar sel. Penyerapan air dari medium tanah ke dalam korteks utamanya oleh daya kapileritas dan osmosis. Daya kapileritas ditimbulkan oleh adanya lubang-lubang halus (pori) dan kanal pada dinding sel. Selanjutnya sebagian air di rongga diikat sangat kuat dan berakibat pada potensi air yang rendah. Rendahnya potensi air ini dengan maksud air dapat ditahan dengan kuat. Hal ini berakibat bahwa ruang bebas pada jaringan akar tersebut nampak sangat resisten terhadap air.(Winduwati,2000)
Air dapat diserap dari pori di atas ke dalam sitoplasma melalui cara osmosis melintasi membran semipermeabel. Potensi osmosis dalam sitoplasma tergantung pada metabolisme. Proses-proses seperti penyerapan ion secara aktif, sinteisis asam organik dan sintesis gula akan menurunkan potensi osmosis (air) dalam sel dan berakibat meningkatkan penyerapan air.
Penyerapan air berkaitan dengan metabolisme dan faktor lain yang berpengaruh pada metabolisme sebagai pengaruh tidak langsung. Rendahnya suhu, kurangnya oksigen dan senyawa toksik akan menekan penyerapan air, karena akan mengganggu metabolisme. Demikian halnya aliran air antara vakuola dan sitoplasma dikendalikan oleh perbedaan potensi air. Tekanan akar dan daya kapileritas masih terlalu lemah dalam upaya transport air melewati xylem ke bagian atas tanaman, terutama pada tanaman dengan ketinggian yang cukup (hampir mencapai 100 m).
Air dalam medium tanah berhubungan dengan air dalam jaringan tanaman dan batas permukaan daun-atmosfer. Kesinambungan fasa air dan larutan tanah-tanaman-atmosfer ini disebut kesinambungan tanah-tanaman-atmosfer (soil plant atmosphere continue). Antara molekul-molekul air ini dihubungkan oleh daya kohesif. Pada permukaan daun, air berada pada kanal-kanal halus dan ruang antar sel di stomata. Bila berlangsung evaporasi, daya kapileritas dan sifat kohesif dari air memungkinkan terjadi aliran air melewati tanaman menggantikan air yang hilang di permukaan daun akibat evaporasi. Konsep aliran air dari larutan tanah ke akar tanaman sampai terjadi evaporasi di permukaan daun ini disebut sebagai hipotesis kohesi. (Saktiyono,2000)
Kecepatan evaporasi dari permukaan daun ini meningkat dengan lebih tingginya temperatur bila potensi air di atmosfer rendah. Proses evaporasi seperti dijelaskan di ats disebut transpirasi. Hal ini akan menimbulkan desakan tegangan atau sedotan pada saluran xylem, tegangan ini akan lebih tinggi di bawah kondisi transpirasi yang cepat atau tersedianya air yang rendah di medium akar.
Jaringan xylem memiliki perlengkapan yang baik agar tidak terpengaruh oleh pengaruh penyedotan air atau lebih tepatnya pengurangan air di saluran xylem. Elemen kayu dari dinding sel pembuluh xylem bersifat kaku yang dapat mencegah besarnya tekanan oleh sel yang berdekatan. Bila tidak demikian, maka sangat besar penurunan tekanan hidrostatik pada sel xylem yang berakibat retaknya tempat air dan terhalangnya aliran transpirasi oleh gelembung udara.
Resistensi aliran air sepanjang pembuluh xylem relatif rendah. Dinding sel xylem adalah permeabel terhadap molekul air. Beberapa air imbibisi ke dalam dinding sel dan ruang antar sel berdekatan. Serapan air oleh sel yang bersebelahan dapat terjadi secara osmosis. Resistensi terhadap aliran air dalam dinding sel xylem lebih tinggi daripada pembuluh xylem sehingga aliran air secara lateral dalam jaringan lebih rendah daripada translokasi ke atas.( Anonim,2010)
Absorpsi hara mineral oleh akar tanaman terbagi dalam tiga fase. Pertama adalah fase difusi,dimana hara mineral bergerak menuju permukaan sel-sel akar. Fase yang kedua adalah pertukaran unsur – unsur hara melalui membrane sel,suatu proses yang melibatkan permeabilitas suatu membrane. Sedangkan fase ketiga yaitu fase akumulasi,yang merupakan faseif dimana unsur hara ditimbun didalam vakuola. Melalui proses difusi,berbagai komponen larutan tanah masuk pula ion dan molekul bergerak menuju permukaan luar akar yang jumlahnya ditentukan oleh sifat membran protoplasma.(Lakitan B,2010)
Jika dilihat dari kemampuan melewatkan suatu zat,maka membran di bedakan menjadi membrane impermeable,semipermeabel dan membrane permeable. Proses fisiologi yang berlangsung pada tumbuhan banyak yang berkaitan dengan air dan bahan-bahan yang terlarut dalam air seperti unsure hara dan garam-garam mineral. Air dan bahan-bahan terlarut dapat diserap dari pori di atas ke dalam sitoplasma melalui cara osmosis ataupun melalui difusi melintasi membran semipermeabel Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya. Keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan dinding isi sel karena menyerap air disebut turgor, sedang tekanan yang ditimbulkan disebut tekanan turgor. Untuk sel tumbuhan bersifat selektif semipermiabel. Setiap sel hidup merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut. Peristiwa ini disebut plasmolisis. (Saktiyono,2000)
Pada sel endodermis tanaman yang memisahkan antara korteks dengan silinder pusat (stele) dicirikan oleh adanya penebalan (lapisan suberin) ke arah radial ataupun transversal dari sel endodermis ini yang dikenal sebagai pita kaspari yang tersusun atas lemak dan lignin yang sangat resisten(impermeable) terhadap transportasi air dan bahan terlarut. Pada bagian tertentu sel perisikel menerobos endodermis yang selanjutnya akan berkembang membentuk akar lateral. Sel perisikel ini dapat berfungsi sebagai sel peresap yang dapat dilewati air dan bahan terlarut.(anonym,2010)























III. ALAT DAN BAHAN SERTA CARA KERJA
A. Alat dan Bahan
Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu: 1) 7 buah botol vial, 2) 7 buah pipet 5 ml dan 10 ml, 3) pisau silet atau karter, 4) 2 buah pinset, 5) jarum bertangkai, 6) mikroskop dengan gelas objek dan kaca penutupnya.
Sedangkan bahan yang digunakan yaitu: 1) daun Rhoeo discolor, 2) larutan gula sukrosa dengan konsentrasi 0 M, 0.16 M, 0.18 M, 0.20 M, 0.22 M, 0.24 M, 0.26 M.

B. Cara Kerja
Adapun cara kerja praktikum kali ini,mula-mula botol vial diisi dengan 5 ml larutan sukrosa. Setiap botol mewakili satu konsentrasi larutan. Selanjutnya,dengan menggunakan pisau silet,bagian bawah daun Rhoeo discolor di sayat tipis membujur pada bagian yang berwarna ungu. Tiap satu botol vial yang berisi larutan sukrosa dimasukkan 3 sayatan epidermis. Lalu sayatan itu didiamkan didalam botol vial selama 30 menit. Setelah 30 menit sayatan tadi diletakkan di atas gelas objek. Pada gelas objek juga ditetesi larutan sukrosa dengan konsentrasi yang sama pada masing-masing botol vial. Selanjutnya sayatan tadi diamati di bawah mikroskop. Hasilnya diamati dan dicatat serta gambar yang diperoleh difoto.









IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Berikut adalah hasil yang diperoleh pada praktikum:
tabel hasil pengamatan

Konsentrasi (M) Plasmolisis Tidak plasmolisis
0 - +
0.16 + -
0.18 + -
0.20 + -
0.22 + -
0.24 + -
0.26 + -

1. gambar pengamatan
Berikut ini dalah hasil pemotretan sel rhoeo discolor:





Gambar 1.0 M Gambar 2. 0.16 M










Gambar 3. 0.18 M Gambar 4. 0.20 M






Gambar 5. 0.24 M Gambar 6. 0.26 M














B. Pembahasan

Dari hasil praktikum ini dapat dilihat bahwa keseluruhan perlakuan (kecuali yang kontrol),sel epidermis Rhoeo discolor mengalami plasmolisis. Terjadinya plasmolisis ini karena konsentrasi larutan sukrosa itu lebih pekat di bandingkan larutan di dalam epidermis sel Rhoeo discolor. Semakin tinggi konsentrasinya maka tingkat plasmolisisnya akan semakin besar pula.
Pada kali ini,ada kesalahan yang dibuat oleh praktikan sehingga yang semestinya terdapat perbedaan pada masing-masing perlakuan tidak di peroleh. Hal ini terjadi karena,prakitikan menyetarakan waktu menunggu 30 menit yang seharusnya dimulai saat sayatan di masukkan dalam botol tetapi dihitung sejak sayatan terakhir dari seluruh perlakuan. Akibatnya, rendaman di larutan sukrosa waktunya tidak seragam,lebih banyak yang lewat dari 30 menit. Untuk potensial osmosis cairan sel tidak dapat dihitung sebab jumlah sel yang terjadi plasmolisis dan yang tidak terjadi plasmolisis tidak dihitung,sehingga untuk menemukan pada konsentrasi berapa terjadinya plasmolisis insipien tidak dapat diketahui oleh praktikan.
Pada sel yang mengalami plasmolisis,maka akan tampak warna ungu yang keluar dari sel. Sedangkan untuk sel yang tidak mengalami plasmolisis,pigmen antosianinnya tidak keluar .(tidak berwarna ungu). Dilihat dari hasil pemotretan mikroskop tersebut,hanya larutan yang konsentrasinya 0 M yang tidak mengalami plasmolisis. Dalam bukunya yang berjudul Botani Umum, dalam Tjitrosomo (1987) mengemukakan bahwa sel yang isinya air murni tidak mengalami plasmolisis. Jika suatu sel dimasukan ke dalam air murni, maka struktur sel itu terdapat potensial air yang nilainya tinggi (=0), sedangkan di sel terdapat nilai potensial air yang lebih rendah (negatif). Hal ini menyebabkan air akan bergerak dari luar sel masuk ke dalam sel sehingga tercapai keadaan setimbang dari kedua larutan tersebut. Sedangkan untuk konsentrasi lainnya,hamper seluruh selnya mengalami plasmolisis,dan tingkat plasmolisis tertinggi pada konsentrasi 0.26 M.


V. Kesimpulan dan Saran
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh yaitu:
1. dari hasil praktikum ini dapat dilihat bahwa keseluruhan perlakuan (kecuali yang kontrol (0M),sel epidermis rhoeo discolor mengalami plasmolisis.
2. Tjitrosomo (1987) mengemukakan bahwa sel yang isinya air murni tidak mengalami plasmolisis. Jika suatu sel dimasukan ke dalam air murni, maka struktur sel itu terdapat potensial air yang nilainya tinggi (=0), sedangkan di sel terdapat nilai potensial air yang lebih rendah (negatif). Hal ini menyebabkan air akan bergerak dari luar sel masuk ke dalam sel sehingga tercapai keadaan setimbang dari kedua larutan tersebut
3. terjadinya plasmolisis ini karena konsentrasi larutan sukrosa itu lebih pekat di bandingkan larutan di dalam epidermis sel Rhoeo discolor.
4. pada sel yang mengalami plasmolisis,maka akan tampak warna ungu yang keluar dari sel.
5. untuk sel yang tidak mengalami plasmolisis, pigmen antosianinnya tidak keluar .(tidak berwarna ungu).

B. Saran
Saran yang dapat diberikan yaitu,agar pengukuran sel yang mengalami plasmolisis dan tidaknya diukur,supaya tahu dimana sel mengalami plasmolisis insipient.



DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2010. Tekanan Osmosis Sel. http://jevuska.com/tekanan-osmosis-sel/
(diakses Sabtu,5-11-2010)

Lakitan B.2010. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Rajawali Press: Jakarta
Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radio Aktif.

Tjitrosomo.1987. Botani Umum 2. Penerbit Angkasa: Bandung.

Wilkins, M. B. 1992. Fisiologi Tanaman. Bumi Angkasa: Jakarta.

Winduwati S et al. 2000. Karakteristik Osmosis Balik Membran Spiral Wound.