PENUNTUN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN. Disusun Oleh : Nunung Harijati Retno Mastuti Wahyu Widoretno

Transkripsi

1 PENUNTUN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN Disusun Oleh : Nunung Harijati Retno Mastuti Wahyu Widoretno LAB. FISIOLOGI DAN KULTUR JARINGAN TUMBUHAN JURUSAN BIOLOGI-FAKULTAS MIPA UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2019

2 TERTIB PRAKTIKUM Sebelum Praktikum 1. Mahasiswa harus datang 10 menit SEBELUM acara praktikum dimulai. 2. Batas toleransi keterlambatan adalah 10 menit sesudah acara praktikum dimulai atau sebelum pengarahan oleh asisten berakhir. 3. Setiap kali praktikum, mahasiswa harus membawa jas praktikum, buku penuntun praktikum, dan peralatan menulis. 4. Sebelum masuk laboraturium, mahasiswa diwajibkan sudah menulis dasar teori, tujuan dan metode praktikum untuk hari itu di Buku Laporan Praktikum, dan diserahkan kepada asisten yang bertugas. A. Selama dan Sesudah Praktikum 1. Hasil pengamatan harus mendapat persetujuan (acc) asisten yang bertugas. 2. Setelah praktikum selesai setiap kelompok harus membersihkan semua alat yang dipakai dan mengembalikannya kepada asisten sesuai dengan jumlahnya. 3. Setiap kelompok atau mahasiswa wajib mengganti alat yang rusak atau hilang selama dipinjam, sebelum ujian akhir praktikum (UAP). 4. Test (Pre test atau pos test) diadakan sebelum atau sesudah praktikum. 5. Mahasiswa harus mengisi daftar hadir praktikum yang telah disediakan. B. Laporan Praktikum 1. Pada laporan praktikum hendaknya ditulis judul praktikum, tanggal dan nama asisten pada tempat yang disediakan. Praktikum Fisiologi Tumbuhan

3 2. Laporan praktikum yang sudah dilengkapi dengan hasil dan pembahasan serta kesimpulan dan daftar pustaka, dikumpulkan segera pada hari dimana pengamatan itu selesai / berakhir. 3. Mahasiswa yang tidak mengumpulkan laporan praktikum sampai tiga kali (kumulatif) praktikumnya dianggap gugur. C. Tidak Dapat Mengikuti Praktikum 1. Mahasiswa yang dengan terpaksa tidak dapat mengikuti praktikum yang sudah dijadwalkan harus melapor ke koordinator asisten supaya mendapatkan ijin untuk mengikuti susulan 2. Mahasiswa yang tidak mengikuti praktikum sampai tiga kali tanpa keterangan, praktikumnya dianggap gugur D. Susulan Praktikum dan Ujian Praktikum 1. Mahasiswa yang mendapatkan ijin untuk mangikuti susulan praktikum menanggung semua biaya keperluan bahan praktikumnya sendiri sesuai dengan materi yang dikerjakan 2. Ujian praktikum dilakukan setelah semua acara praktikum selesai E. Mahasiswa dilarang : Makan, minum, merokok selama praktikum. Memakai sandal serta kaos oblong selama praktikum. 2

4 DAFTAR ISI Halaman Tata tertib praktikum 1 Daftar isi... 3 Topik 1. Pengukuran potensial air jaringan tumbuhan Topik 2. Transpirasi 10 Topik 3. Pengukuran kandungan gula sebagai hasil fotosintesis.. 13 Topik 4. Nutrisi mineral. 16 Topik 5. Peran auksin dan sitokinin dalam pembentukan tunas dan akar adventif. 20 Topik 6. Pengaruh stres kekeringan terhadap pertumbuhan kecambah dan kandungan prolin.. 23 Format Laporan.. 26 Praktikum Fisiologi Tumbuhan

5 TOPIK I PENGUKURAN POTENSIAL AIR JARINGAN TUMBUHAN Dasar Teori Pemeliharaan aktivitas fisiologis pada sel baik secara individu maupun pada seluruh tubuh tanaman tergantung pada kestabilan relatif beberapa kondisi. Salah satu diantaranya adalah keseimbangan air. Bila pada masa perkembangan tanaman kekurangan air maka umumnya laju perkembangan dan seluruh fungsi vital tanaman berkurang. Apabila kekurangan air tersebut berlangsung berkepanjangan atau tanaman berada pada keadaaan sangat kekurangan air maka akan menyebabkan kematian pada tanaman yang sedang aktif tumbuh. Pada tanaman yang sedang aktif tumbuh, apabila kandungan air dalam jaringan berkurang dan pada keadaan desikasi maka perkembangan tanaman tersebut akan terhambat. Kondisi terhambat tersebut sebenarnya menguntungkan tanaman dalam keperluan untuk survive. Kondisi temperatur yang tinggi maupun rendah sangat tidak menguntungkan bagi tanaman karena dapat mematikan bagian vegetatif. Berbeda dengan tubuh tanaman, pada biji kondisi temperatur tinggi dan rendah tidak menimbulkan kematian. Oleh karena itu adaptasi tanaman pada kondisi kering atau temperatur rendah seringkali melibatkan pengurangan kandungan air. Untuk memahami sepenuhnya tentang hal-hal yang berhubungan dengan air maka perlu untuk mengenali beberapa prinsip termodinamika. Termodinamika adalah pengetahuan perubahan energi yang terjadi dalam proses fisik dan kimia; termasuk yang terjadi dalam jaringan. Hal pertama yang sebaiknya dimengerti adalah energi bebas atau energi bebas Gibb (G). Energi adalah satu sifat termodinamik suatu sistem atau komponen suatu sistem dan didefinisikan sebagai energi yang secara isotermal (pada temperatur tetap) tersedia untuk konversi kerja. Persamaan energi bebas tersebut adalah sebagai berikut: 4 G = E + PV TS

6 Dimana E = Energi internal (Jumlah transisi rotasi dan vibrasi energi substansi) PV = Hasil tekanan x volume. Jika P diekspresikan dalam atsmofer, V dalam liter, maka PV dapat dikonversikan menjadi kalori, karena satu liter atmosfer setara dengan 24,2 kalori. T = temperatur absolut (dalam Kelvin, 0 C = 273 K ) S = Entropi ( tingakat / derajat ketidakteraturan ; mempunyai unit : energi per derajat, kalori / derajat ) Energi bebas (Persamaan 1) dari subtansi apapun tergantung dari jumlah substansi yang ada. Sejumlah partikel mempunyai energi dan entropi khusus pada kondisi dan tekanan tertentu. Oleh karena itu energi bebas biasanya dinyatakan dalam energi per mol atau per gram substansi. Potensial kima air diekspresikan sebagai potensial air (ψ, psi). Potensial air ini penting untuk diketahui agar dapat mengerti pergerakan air dalam sistem tumbuhan, air, dan tanah. Potensial air (ψ, psi) seringkali dinyatakan dalam tekanan (bar), kadang-kadang dalam satuan energi (kalori per mol). Tanpa memperhatikan bagaimana potensial air itu dinyatakan, jika terdapat perbedaan diantara bagianbagian suatu sistem, maka air cenderung berpindah ke titik / tempat yang mempunyai potensial air paling rendah. Jadi diffusi (termasuk osmosis), terjadi sebagai respon terhadap suatu gradien energi bebas dari partikel yang berdiffusi. Nilai absolut potensial air (ψ) tidak mudah diukur, tetapi perbedaan potensial air (ψ) dapat diukur. Secara konvensional referensi standar diambil terhadap air murni. Potensial air (ψ) yang merupakan perbedaan energi bebas atau potensial kimia perunit mol volume antara air murni pada tekanan atmosfer sama dengan nol. Oleh karena itu potensial air dalam sel-sel dan larutan kurang dari nol atau negatif. Potensial air dipengaruhi oleh semua faktor-faktor yang merubah energi bebas atau aktifitas kimia molekul air. Potensial adalah ekspresi dari status bebas air, sebuah ukuran kekuatan penggerak yang menyebabkan air berpindah ke suatu sistem, Praktikum Fisiologi Tumbuhan

7 seperti jaringan tanaman, tanah atau atmosfer, atau dari suatu bagian ke bagian lainnnya. Potensial air mungkin merupakan parameter yang paling bermanfaat untuk diukur dalam hubungannya dengan sistem tanah, tanaman, atau atmosfer. Ekspresi dasar yang menggambarkan potensial air (ψ) adalah sebagai berikut: ψsel = ψs + ψp + ψm Dimana ψ sel = Potensial air sel ψ s (atau ψπ ) = Potensial osmotik ψ p = Potensial tekanan ( tekanan turgor ) ψ m = Potensial matriks Potensial osmotik adalah potensial yang disebabkan oleh zat-zat terlarut, tandanya selalu negatif. Potensial tekanan adalah potensial yang disebakan oleh tekanan hidrostatik isi sel terhadap dinding sel, nilainya bisa positif, nol atau negatif. Penambahan tekanan ( terbentuknya tekanan turgor) mengakibatkan tekanan potensial lebih positif. Potensial matrik disebabkan oleh ikatan pada koloid protoplasma dan permukaan (yaitu dinding sel). Potensial sel bertanda negatif, tetapi umumnya sel-sel yang bervakuola nilainya dapat diabaikan. Oleh karena itu persamaan (2) dapat disederhanakan menjadi: ψ = ψ + ψ s p Salah satu metode yang biasa dilakukan untuk penentuan potensial air jaringan adalah dengan cara meletakkan potongan jaringan sampel yang seragam pada satu seri larutan nonelektorit seperti sukrosa atau manitol. Dalam percobaan ini dicari larutan sukrosa yang tidak mengakibatkan perubahan berat atau volume jaringan, yang berarti bahwa antara jaringan dan larutan terjadi keseimbangan osmotik 6

8 sehingga potensial air antara jaringan pasti sama dengan potensial air larutan, maka persamaanya menjadi: ψ = ψ s Tujuan: 1) Menentukan potensial air umbi kentang (atau umbi lain) 2) Memperkenalkan salah satu metode populer dalam mengukur potensial air jaringan tanaman Alat dan Bahan: Umbi kentang (atau bahan lain yang ditentukan kemudian ) Larutan sukrosa berbagai konsentrasi (0.05; 0.1; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0.4; 0.45; 0.5; 0.55; dan 0.6 molal) Bor sumbat botol gabus (cork borer) dengan garis tengah 1 cm untuk membuat silinder umbi kentang Pisau silet Timbangan elektrik (metler) 13 cawan Petri atau tabung reaksi 3 cm Cara kerja: 1. Siapkan 13 cawan petri atau tabung reaksi, masing masing isi dengan 20 ml (untuk tabung besar) atau 10 ml (untuk tabung kecil) larutan sukrosa dengan konsentrasi : 0 (aquades); 0.05; 0.1; 0.15; 0.2; 0.25; 0.3; 0.35; 0.4; 0.45; 0.5; 0.55; dan 0.6 molal 2. Lakukan dengan cepat: buat 13 (secukupnya) silinder umbi kentang dengan bor gabus. Masing masing dengan panjang 4 cm/seragam. Sebaiknya untuk satu set percobaan dibuat dari satu umbi saja. Letakkan pada wadah tertutup. 3. Dengan pisau silet potonglah satu silinder kentang menjadi irisan tipis-tipis yang seragam dengan tebal ± 2 mm sebanyak 4 irisan. 4. Bilas dengan cepat irisan tersebut dengan aquades, keringkan dengan tissue dan timbang (sbg berat awal) 5. Masukkan 4 irisan dari masing-masing umbi kentang ke dalam 13 larutan yang sudah disiapkan (no. 1). Praktikum Fisiologi Tumbuhan

9 6. Setelah 2 jam direndam, keluarkan irisan-irisan umbi kentang tersebut dari masing-masing cawan petri/tabung reaksi lalu keringkan dengan kertas tissue dan timbang (sbg berat akhir). 7. Perubahan berat dihitung dengan rumus berikut : berat akhir berat awal %berat = 100% berat awal 8. Buat grafik dan plotkan: (a) berat atau persentase berat pada ordinat dan konsentrasi larutan (molal) pada absis serta (b) berat atau persentase berat pada ordinat dan potensial pada absis. Kalibrasikan tekanan potensial setelah menghitung potensial osmotik untuk tiap larutan sukrosa. Potensial osmotik dihitung dengan rumus berikut: Ψ s = mirt dimana m = Molalitas larutan i = Konstanta inonisasi (untuk sukrosa 1) R = Konstanta gas (0.083 liter bar/mol derajat) T = temperatur absolut (dalam Kelvin, 0 C = 273 K) 9. Hitung potensial osmotik lainnya dengan menggunakan rumus M 1 2 = (7) Ψ1 Ψ2 10. Tentukan (dengan interprestasi dari grafik) konsertasi sukrosa yang tidak menghasilkan perubahan berat. Juga hitung ψ s dari larutan ini. Nilai ψ s sebanding dengan potensial air (ψ) jaringan. M 8

10 Pertanyaan: 1. Mengapa untuk satu set percobaan sebaiknya digunakan satu sumber umbi yang sama? 2. Bagaimana perubahan berat potongan kentang yang terjadi pada masing-masing larutan yang bersifat isotonis, hipotonis dan hipertonis? Jelaskan mengapa demikian? 3. Apakah bisa digunakan umbi lain selain kentang? Praktikum Fisiologi Tumbuhan

11 TOPIK II TRANSPIRASI Dasar Teori Air memegang peranan penting dalam proses pertumbuhan tanaman. Hampir semua proses fisiologi dalam tumbuhan berlangsung dengan adanya air. Air diperlukan untuk kelangsungan reaksi kimia penting seperti dalam fotosintesis. Dalam proses transport, air merupakan sarana vital, demikian juga untuk mempertahankan turgor sel, air adalah unsur utamanya. Meskipun peranannya penting, jumlah air yang dipergunakan dalam proses tumbuhan hanyalah merupakan sebagian kecil dari jumlah air yang diabsorpsi dari tanah. Sebagian besar air (sekitar 99%) yang masuk dalam tumbuhan meninggalkan daun dan batang sebagai uap air, melalui daun. Ada dua jenis transpirasi: transpirasi melalui stomata disebut transpirasi stomata dan transpirasi melalui kutikula disebut transpirasi kutikula. Laju transpirasi tergantung dari faktor dalam atau faktor tanaman seperti struktur daun yang menyangkut lebar daun, adanya kutikula dan letak serta jumlah stomata. Selain faktor dalam juga tergantung faktor luar atau faktor lingkungan seperti permukaan daun per waktu. Satuan yang paling banyak digunakan yaitu g m 2 jam -1 atau g m cm -2 det -1 Metode yang paling umum digunakan untuk mengukur transpirasi adalah metode grafimetrik. Metode ini disebut juga sebagai metode pot atau linsimeter yang mempunyai teknik pelaksanaan sederhana dan dapat digunakan bagi penelitian atau alat demonstrasi/alat peraga. Metode lain dengan menggunakan porometer diffusi, cobalt klorida, potometer, dan penganalisa infra merah/irga. Tujuan: Mengetahui perbedaan laju transpirasi tanaman pada 2 lingkungan tumbuh yang berbeda 10

12 Bahan dan alat: Dua jenis tumbuhan Kapas (daun + selotip lebar hitam dan daun sempit) Neraca bench top, kertas grafik Plastik hitam sebagai pencegah evaporasi LAM Cutex putih Kipas angin Cara kerja: 1. Masukkan masing-masing tanaman ke dalam Erlenmeyer/botol kultur 100 cc yang sebelumnya diisi 75 ml air, tutup permukaan leher dengan kapas dan lapisi permukaan kapas tersebut dengan selotip hitam, perhatikan gambar di bawah ini 2. Timbang tanaman pada kondisi di atas (sbg berat awal) 3. Letakkan satu tanaman (berdaun lebar dan sempit) dalam ruangan dan letakkan tanaman lainnnya (daun lebar dan sempit) di luar ruangan dan nyalakan kipas angin sebagai simulasi keadaan berangin. 4. Timbang Erlenmeyer beserta tanaman tersebut tiap 15 menit selama 45 menit (sbg berat akhir untuk masing-masing waktu pengamatan dan masing-masing lingkungan tumbuh). Selisih berat pot + tanaman merupakan banyaknya air yang hilang melalui transpirasi 5. Olesi permukaan daun di tiga wilayah dengan cutex putih Praktikum Fisiologi Tumbuhan

13 6. Setelah dirasa kering cutex dikelupas, dan diamati di bawah mikroskop, kemudian hitung kerapatan stomata per luas bidang pandang 7. Ambil 50 % jumlah daun dan ukur luas daun dengan menggunakan Leaf Area Meter (LAM) 8. Hitung kecepatan transpirasi per luas daun (g cm 2 detik 1 ) 9. Buat grafik yang menunjukkan hubungan antara laju transpirasi dengan waktu pada masing-masing lingkungan tumbuh yang diujikan. Pertanyaan: 1. Apa yang dimaksud evaporasi? Apa perbedaannya dengan transpirasi? 2. Bagaimanakah perbedaan konsentrasi uap air yang ditranspirasikan dari jenis tanaman dan lingkungan tumbuh yang berbeda? 3. Adakah hubungan kerapatan stomata dengan kecepatan transpirasi? Jelaskan! 12

14 TOPIK III PENGUKURAN KANDUNGAN GULA SEBAGAI HASIL FOTOSINTESIS Dasar Teori Fotosisntesis merupakan salah satu proses metabolisme penting dalam mendukung ketersediaan energi yang ada di biosfer. Energi cahaya yang ditangkap klorofil diubah menjadi nergi kemia yang tersimpan di ikatan-ikatan kimia yang ada di karbohidrat. Ada berbagai metode yang dapat digunakan untuk mengukur kandungan karbohidrat. Metode-metode tersebut diantaranya: No Uji Reagen Hasil Rdaeaksi 1 Molish H2SO4 pekat, alfa naftol Cincin ungu 2 Seliwanoff resorcinol Kompleks merah bata 3 Barfoed (gula reduksi) 4 Fehling (gula reduksi) 5 Benedict (gula red) Cu asetat, asam asetat CuSO4, K-Na tartrat, NaOH CuSO4, Na citrate, Nakarbonate Endapan merah bata Endapan merah bata Endapan merah bata 6 Anthrone Anthrone Kompleks-biru kehijauan 7 Nelson Somogy Kuprioksida, Arsenomilibdat 8 Phenol-sulfuric acid 9 Uji Iodin (Polisakarida) 10 Uji Pembentukan Ozason Phenol, sulfuric acid Iodin fenilhidrazin Kompleks-biru Kuning-oranye Biru Kristal putih (glusazon, fruktazon, dst) Praktikum Fisiologi Tumbuhan

15 Pada praktikum ini digunakan metode Anthrone untuk mengukur kadar gula. Reaksi anthrone merupakan metode yang cepat dan aman untuk penentuan karbohidrat, baik yang bebas atau ada dalam polisakarida. Prinsip dasar dari metode anthrone adalah kemampuan karbohidrat untuk membentuk turunan furfural dengan keberadaan asam dan panas, yang kemudian diikuti dengan reaksi dengan anthrone yang menghasilkan warna biru kehijauan. Uji Anthrone ini memiliki kelebihan dalam hal sensitifitas dan kesederhanaan ujinya. Warna biru tersebut yang diukur pada λ 620 nm menggunakan spektrofotometer untuk menentukan konsentrasi gula. Warna hasil pembacaan spektrofotometer akan dikonversi nilainya terhadap warna yang dihasilkan oleh larutan gula yang sudah diketahui konsentrasinya dari kurva standar. Bahan dan Alat: Tabung reaksi bersih Labu takar 500 ml Beaker glass 250 ml Labu ukur 100 ml (jumlah disesuaikan) Neraca analitik Mortar+pestle Blue tip 5 buah (untuk kurva standart) Waterbath (segera nyalakan ketika praktikum dimulai) Spektrofotometer Foam Cara kerja: A. Penyiapan bahan dan ekstraksi: 1. Tanaman kedelai hasil perkecambahan berumur 7 hari ditanam/diletakkan dalam kondisi lingkungan cahaya yang berbeda; yaitu di dalam ruangan, di luar ruangan yang terkena sinar matahari langsung dan di luar ruangan di tempat teduh/naungan selama 10 hari. 2. Ambil daun dari ketiga tanaman dan keringkan pada suhu 70 o C selama 3 hari 14

16 3. Daun ditimbang seberat 2 g, digerus dan diekstrak dengan 20 ml alkohol panas (80%) 4. Campuran disentrifugasi pada 9000 g selama 15 menit, supernatan yang didapat dipisahkan 5. Volume supernatan ditera kembali sehingga mencapai volume 50 ml 6. Supernatan sebanyak 1 ml direaksikan dengan 5 ml reagen anthrone (100 mg anthrone, 50 ml 95% H 2 SO 4 ) pada suhu 100 o C selama 10 menit. 7. Reaksi diakhiri dengan menginkubasikan larutan dalam es selama 5 menit 8. Kandungan gula total ditentukan dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm 9. Hitung konsentrasi gula terlarut dengan menggunakan kurva standar, plotkan absorbasi yang diperoleh pada kurva standar 10. Sebagai standard digunakan 1 ml larutan gula ( µg) yang direaksikan dengan 5 ml reagen anthrone B. Membuat larutan dan kurva standart: Konsentrasi glukosa yang digunakan untuk membuat kurva standar gula terlarut adalah 50, 75, 100, 125, 150 ug. Untuk membuat konsentrasi glukosa dalam konsentrasi kecil maka perlu dibuat larutan stok. Larutan stok 1: 100 mg dilarutkan dalam 100 ml akuades Larutan stok 2: 10 ml stok 1 dilarutkan dalam 100 ml akuades [100 µg/ml] 1. Siapkan 5 tabung reaksi bersih dan kering 2. Pipet larutan stok 2 berturut-turut 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1,5 ml pada masing-masing tabung reaksi 3. Masing-masing tabung ditambahkan dengan 5 ml reagen anthrone (100 mg anthrone, 50 ml 95% H 2 SO 4 ) 4. Panaskan tabung pada suhu 100 o C selama 10 menit. 5. Reaksi diakhiri dengan menginkubasikan larutan dalam es selama 5 menit 6. Kocok larutan, diamkan 10 menit kemudian tera pada λ 620 nm dengan spektrofotometer Praktikum Fisiologi Tumbuhan

17 7. Buat grafik dengan sumbu x adalah konsentrasi glukosa dan sumbu Y adalah Absorbansi. Pertanyaan 1. Apa yang dimaksud gula reduksi? Berikan contohnya! 2. Apa yang dimaksud gula non-reduksi? Berikan contohnya! 3. Apa yang dimaksud dengan karbohidrat? 4. Apa yang dimaksud dengan pati? 5. Jelaskan dengan gambar struktur dari amilosa dan amilopektin 6. Apa yang anda ketahui tentang selulosa? 7. Apakah sama struktur selulosa dengan pati? 8. Bagaimana hasil kandungan gula daun pada tanaman kedelai di bawah kondisi cahaya berbeda? 16

18 TOPIK IV NUTRISI MINERAL Dasar Teori Tanaman autotrof umumnya memerlukan C, H, dan O yang diperoleh dari CO 2, H 2 O, dan O 2. Selain itu juga memerlukan 13 unsur anorganik lainnya. Enam dari 13 elemen tersebut diperlukan dalam jumlah besar dibandingkan dengan 7 sisanya. Unsur-unsur makro tersebut adalah N, P, K, Ca, Mg, dan S, sedangkan 7 elemen mikro yang dimaksud adalah Mo, Cu, Zn, Mn, B, Fe, dan Cl. Dua belas dari 13 elemen yang diperlukan berasal dari batuan induk dan oleh karenanya disebut elemen mineral. Sumber nitrogen yang terdekat adalah nitrogen molekuler (N 2 ) yang diperoleh dari atmosfer. Selain tanaman dapat mengikat nitrogen langsung dari atmosfer baik langsung maupun melalui peristiwa simbotik, nitrogen dapat diperoleh dengan diserap sebagai garam organik (ion nitrat atau amonium) oleh tanaman autrotrof. Salah satu pendekatan untuk penentuan peran metabolik dari elemen-elemen esensial adalah menentukan akibat dari defisiensinya. Dalam semua unsur makro, ada gejala khusus yang menghasilkan cukup informasi terhadap kemungkinan hambatan metabolik dan tempat dimana suatu elemen berfungsi. Metode umum dari pelaksanaan pendekatan ini adalah menanam tanaman secara hidroponik dari larutan yang komposisinya diketahui secara tepat. Tujuan: agar mahasiswa memahami metode penanaman secara hidroponik; mempelajari tanda-tanda defisien yang berhubungan dengan tidak tercukupinya suplai elemen tertentu; memeriksa akibat serapan ion oleh tanaman dari larutan hara yang tidak seimbang. Alat dan bahan: Kecambah jagung yang berumur 2 minggu Larutan baku/larutan stok unsur hara Akuades 11 botol selai ukuran 300 ml 11 sumbat gabus berlubang 2 Praktikum Fisiologi Tumbuhan

19 Pinset, gelas ukur, lakmus/indikator ph Kapas dan kertas label Cara kerja: 1. Botol botol selai dicuci dan bilas dengan aquades (dilakukan seminggu sebelum perlakuan) 2. Tandai botol botol tersebut dengan label: lengkap; -Ca -S; -Mg; - K; -P; -Fe; -hara. 3. Isilah botol-botol tersebut dengan larutan hara seperti tertera pada tabel dibawah ini, kemudian tambahkan aquades sampai leher botol/tanda dan aduk agar tercampur dengan baik. 4. Dapatkan larutan hara yang tidak diketahui pada asisten. Selanjutnya ukur ph awal larutan masing-masing perlakuan. 5. Buat sumbat gabus seluas mulut botol lalu buat 2 lubang kecil dengan φ: ± 0.5 cm 6. Tanamlah kecambah jagung pada media cair dalam botol selai melalui lubang foam. Ikuti cara-cara berikut: a. Dengan hati-hati masukkan kecambah melalui lubang pada sumbat gabus/foam b. Perkuat kedudukan kecambah dengan melilitkan kapas kedalam lubang sekeliling hipokotil c. Sisi luar botol dilapisi dengan plastik hitam 7. Apabila telah selesai mintalah bantuan asisten untuk memeriksa apakah setiap perlakuan sudah lengkap dan periksa ph larutan masing masing botol. 8. Pada minggu 2 dan 3 amati keadaan kecambah, ukurlah panjang akar dan batang serta catat gejala-gejala kekurangan hara dari masing masing tanaman serta ukur ph larutan hara. Buang kecambah yang mati atau tumbuhnya sangat lambat pada masing masing botol. 9. Pada akhir pengamatan minggu ke 3, ambil foto pada tanaman yang menunjukkan defisiensi. Buanglah semua larutan hara dan cucilah botol-botol percobaan dan serahkan kembali pada penanggungjawab peralatan. 18

20 Tabel Komposisi Larutan Hara (300 ml) Perlakuan Ca (NO 3 ) KN O3 Mg SO4 K o m p o n e n y a n g d I t a m b a h k a n KH2 PO4 FeE DTA Mikr o nutri en NaN O3 Mg Cl2 Na2 SO4 NaH PO4 CaC l2 KCI Lengkap N K P Ca Mg S Fe Mikronu trien Catatan : Stok makro dibuat 1 M Mikronutrien (minus besi) per liter berisi : 2.86 g H3BO3 ; 1.81 g MnCl2 ; 4H2O ; 0.11 g ZnCl2 ; 0.65 CuCl2 ; dan g Na2Mo O4 NaFeDTA = Kompleks besi-khelat 1 ml stok mengandung 5 mg Fe metal (= 42 mg chelate commercial/sequestrene misalnya) Pertanyaan : 1. Gejala apa yang tampak pada tanaman yang diletakkan di larutan yang tidak mengandung unsur makronutrien tertentu? 2. Mengapa kadang-kadang larutan berwarna hijau pada akhir percobaan? Praktikum Fisiologi Tumbuhan

21 TOPIK V PERAN AUKSIN DAN SITOKININ DALAM PEMBENTUKAN TUNAS DAN AKAR ADVENTIF Dasar Teori Tanaman hidup selalu melibatkan proses pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan tanaman terutama berkaitan dengan peningkatan secara kuantitatif pada tubuh tanaman, misalnya ketika suatu kecambah sedang tumbuh terdapat suatu peningkatan panjang akar dan batang, jumlah daun, berat basah dan berat kering dan launlain. Perkembangan yang merupakan perubahan kualitatif dapat dilihat pada proses perkecambahan biji, pembentukkan bunga dan bji, munculnya tunas llateral, jatuhnya daun dan buah. Pertumbuhan dan perkembangan tubuh tumbuhan dikontrol oleh kedua perangkat internal yaitu nutrisi dan hormon. Perkembangan tubuh tumbuhan yang seimbang dan terkoordinasi dilakukan oleh suatu substansi pertumbuhan tanaman atau disebut sebagai zat pengatur tumbuh (hormon) yang merupakan senyawa organik selain nutrisi, yang dalam jumlah kecil dapat meningkatkan, mengurangi atau merubah proses-proses fisiologis dalam tumbuhan. Zat pengatur tumbuh terdiri dari senyawa kimia buatan dan senyawa-senyawa yang disintesis oleh tumbuhan itu sendiri. Secara garis besar ada 5 jenis hormon tumbuhan yaitu auksin, giberelin, siokinin, asam absisat (ABA) dan etilen. Masing masing hormon tersebut dapat dibedakan satu dengan yang lain oleh struktur kimia dan aktifitas fisiologisnya yang khas walaupun beberapa sifat-sifat fisiologisnya sering hampir sama. Untuk pertumbuhan normal dalam tubuh tanaman dibutuhan keseimbangan dari ke 5 hormon tersebut, masing-masing dengan aktifitas yang sama atau berbeda. Hasil akhir suatu proses pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil interaksi dari hormon-hormon yang berbeda yang terdapat dalam tubuh tanaman. Melihat fungsi dan peranan zat pengatur tumbuh yang sangat penting maka senyawa-senyawa tersebut sering dipakai terutama di bidang holtikultura. 20

22 Untuk menghindari variasi genetik maka sering dipakai beberapa zat tumbuh untuk memacu perkembangan dan pertumbuhan dalam perbanyakkan tanaman secara vegetatif, misalnya stek batang karena beberapa tanaman tidak siap membentuk akar adventif. Tujuan: Untuk mengetahui pengaruh zat pengatur tumbuh terhadap pembentukan tunas dan akar adventif Bahan dan alat: Silet, Aluminium foil, foam 9 botol selai (jam) Kecambah kedelai umur 14 hari Larutan Hoagland (seperti larutan nutrisi pada praktikum nutrisi tumbuhan) Larutan stok zat pengatur tumbuh NAA dan Kinetin Perlakuan : 1. Lar. Hoagland tanpa penambahan zat pengatur tumbuh 2. Lar. Hoagland + NAA 5 mg/l 3. Lar. Hoagland + NAA 10 mg/l 4. Lar. Hoagland + Kinetin 5 mg/l 5. Lar. Hoagland + Kinetin 10 mg/l 6. Lar. Hoagland + NAA 5 mg/l + Kinetin 5 mg/l 7. Lar. Hoagland + NAA 5 mg/l + Kinetin 10 mg/l 8. Lar. Hoagland + NAA 10 mg/l + Kinetin 5 mg/l 9. Lar. Hoagland + NAA 10 mg/l + Kinetin 10 mg/l Cara kerja: 1. Isilah botol selai (vol 300 ml) dengan larutan Hoagland dan beri perlakuan zat pengatur tumbuh di atas 2. Sisi luar botol dilapisi dengan plastik hitam dan bagian atas botol ditutup dengan foam 3. Setiap kecambah kedelai (umur 14 hari) yang mempunyai daun pertama yang mulai berkembang penuh dan trifoliat pertama mulai mengembang dipotong pada bagian dasar hipokotil dengan silet Praktikum Fisiologi Tumbuhan

23 yang tajam sampai akar terputus (hati-hati jangan sampai mengoyak kotiledon) 4. Tanam 3 kecambah ke larutan perlakuan dengan menyisipkan pada foam yg telah dilubangi seperti gambar di bawah 5. Simpan tanaman pada tempat yang aman selama 2 minggu (hindari intensitas cahaya yang terlalu tinggi) 6. Periksa dan tambahkan aquades untuk menggantikan air yang hilang karena transpirasi 7. Setelah 2 minggu hitung jumlah akar adventif dan tunas serta ukur tinggi tanaman dari dari masing-masing perlakuan 8. Jangan lupa untuk membuat tabel pengamatan di tiap seri pengamatan Kecambah kedelai pada botol perlakuan Pertanyaan: 1. Diantara jenis zat pengatur tumbuh yang diperlakukan, jenis zat pengatur tumbuh apa yang paling efektif mempengaruhi pembentukan akar adventif atau tunas? Mengapa, jelaskan. 2. Sebutkan ciri khusus dari hormon auksin, sitokinin, giberelin. Etilen, dan asam absisat 22

24 TOPIK VI PENGARUH STRES KEKERINGAN TERHADAP PERTUMBUHAN KECAMBAH DAN KANDUNGAN PROLIN Teori dasar: Air merupakan salah satu faktor penting yang dibutuhkan tanaman disamping unsur hara. Tanaman yang mengalami stres kekeringan secara umum mempunyai ukuran lebih kecil dibandingkan dengan tanaman yang tumbuh normal. Kandungan air tanaman untuk mempertahankan turgor dijaga oleh keseimbangan laju transpirasi dan penyerapan air oleh akar. Pada kondisi ketersediaan air tanah menurun akan terjadi defisit kandungan air di jaringan tanaman yang selanjutnya menjadi faktor pemicu respon fisiologis dan biokimia dalam sel tanaman untuk mengatasi stres kekeringan. Respon tanaman terhadap stres kekeringan dapat teramati pada level perkembangan, morfologis, fisiologis dan biokimia. Toleransi tanaman terhadap stres kekeringan dapat terjadi jika tanaman dapat survive terhadap stres yang terjadi dan adanya toleransi/mekanisme yang memungkinan tanaman menghindar dari situasi stres tersebut. Tanaman mempunyai oleransi yang berbeda terhadap stres kekeringan karena perbedaan dalam mekanisme morfologi, fisiologi, biokimia dan molekuler. Toleransi stres kekeringan melibatkan akumulasi senyawa yang dapat melindungi sel dari kerusakan yang terjadi pada ssat potensial air rendah. Prolin merupakan salah satu senyawa yang memegang peranan penting untuk toleransi terhadap stres kekeringan. Akumulasi prolin dalam respon terhadap stres kekeringan telah dilaporkan pada beberapa tanaman secara in vitro dan in vivo. Jumlah prolin yang meningkat dianggap merupakan indikasi toleransi terhadap stres kekeringan karena prolin berfungsi sebagai senyawa penyimpan N dan osmoregulator dan/atau sebagai protektor ensim tertentu, osmotic adjustment, menjaga integritas membran dan stabilisator protein. Tanaman yang overproduksi prolin dianggap mempunyai sifat toleransi terhadap stres kekeringan yang lebih baik. Akumulasi prolin pada Praktikum Fisiologi Tumbuhan

25 tanaman yang mengalami strres kekeringan disebabkan oleh aktivasi biosintesis prolin dan inaktivasi degradasi prolin. Tujuan: Mengetahui pengaruh stres kekeringan, yang disimulasi dengan PEG, pada fase perkecambahan terhadap pertumbuhan kecambah dan kandungan prolin Bahan dan Alat: Biji jagung Pasir Polietilena glikol (PEG): 5% dan 10% Etanol, Asam sulfosalisilat, Asam ninhidrin, Asetat glasial, Toluen Sentrifuse refrigerated, spektrofotometer, gelas plastik, tabung reaksi, mikropipet, beker glas, gelas ukur, mortal & pestel, lampu 200 watt, aluminium foil, kertas label Cara Kerja: Uji kekeringan pada fase perkecambahan 1. Perkecambahan dilakukan menggunakan media pasir yang dimasukkan ke dalam gelas plastik (± 220 ml). Bagian dasar gelas plastik dilubangi sebanyak empat lubang kemudian diisi pasir sampai ketinggian ± 1 cm di bawah mulut gelas. 2. Simulasi kekeringan dilakukan dengan PEG. Masing-masing gelas disiram dengan larutan perlakuan PEG (0, 5 dan 10%) untuk pertama kalinya sebanyak 50 ml. Tiap perlakuan diulang 3 kali (3 gelas plastik) 3. Setiap gelas diisi lima benih jagung lalu benih ditutup dengan pasir. Kemudian masing-masing gelas disiram lagi dengan larutan sesuai perlakuan sebanyak 15 ml. Sebagai kontrol benih yang ditanamn pada gelas disiram dengan air. 4. Benih dikecambahkan selama 14 hari dan disiram dengan larutan perlakuan setiap 3 hari sekali sebanyak 15 ml. 24

26 5. Kecambah jagung berumur 14 hari diamati pertumbuhan kecambah (meliputi jumlah & berat basah kecambah, panjang akar & pucuk, rasio akar/pucuk) dan dianalisis kandungan prolin daun. Analisis prolin 1. Kadar prolin dianalisis berdasarkan metode Bates et al. (1973). 2. Daun tanaman ditimbang seberat 2 g, digerus dan dihomogenasi dengan 10 ml asam sulfosalisilat (3%). 3. Campuran disentrifugasi pada 9000 g selama 15 menit, supernatan yang didapat dipisahkan. 4. Supernatan sebanyak 2 ml direaksikan dengan 2 ml larutan asam ninhidrin dan 2 ml asam asetat glacial dalam tabung reaksi dan dipanaskan pada penangas air dengan suhu 100 o C selama 60 menit. 5. Reaksi diakhiri dengan menginkubasikan larutan dalam es selama 5 menit. 6. Hasil reaksi diekstraksi dengan 4 ml toluene dan divortek selama 1 menit sehingga terbentuk kromoform. 7. Kromoform yang terbentuk diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 520 nm. 8. Sebagai standart digunakan DL-proline 5-30 µg yang dilarutkan dalam asam sulfosalisilat (3%). 9. Kadar prolin dinyatakan sebagai µg/g berat basah. 10. Konsentrasi prolin (ug/gbb)= [ug/ml x pengenceran (ml)]/ berat basah sampel (g) Praktikum Fisiologi Tumbuhan

27 LAPORAN LATIHAN 1 Judul Latihan : PENGUKURAN POTENSIAL AIR JARINGAN TANAMAN Tanggal Praktikum : Nama Asisten : A. Latar Belakang & Tujuan Praktikum B. Dasar Teori C. Cara Kerja (dalam bentuk bagan alir atau diagram) D. Hasil Pengamatan Kons. Sukrosa (molal) 26 D-1. Perubahan berat jaringan dan potensial osmotik Berat Berat awal (g) akhir (g) Rata2 berat awal (g) Rata2 berat akhir (g) Perubah an berat (selisih rerata) % perubah an berat ψs

28 D-2. Pada konsentrasi berapa penambahan air tidak terjadi? D-3. Beri contoh perhitungan ψs pada no. b D-4. Beri 1 contoh perhitungan yang lain! D-5. Buat grafik % perubahan berat (y) dan ψs (x) dan grafik % perubahan berat (y) dan konsentrasi larutan (x) E. Pembahasan (difusi, isotonis, hipotonis, hipertonis, faktor-faktor yang mempengaruhi difusi F. Kesimpulan G. Jawaban Pertanyaan H. Daftar Pustaka Praktikum Fisiologi Tumbuhan

29 LAPORAN LATIHAN 2 Judul Latihan : TRANSPIRASI Tanggal Praktikum : Nama Asisten : A. Latar Belakang & Tujuan Praktikum B. Dasar Teori C. Cara Kerja (dalam bentuk bagan alir atau diagram) D. Hasil Pengamatan D-1. Jenis tanaman 1:.. - Luas Daun dan kerapatan somata Daun ke - Luas daun Kerapatan stomata/lbb Rata-rata - Laju transpirasi Perlakuan Waktu Berat awal (g) Didalam kelas Di luar kelas, berangin Berat akhir (g) Selisih berat (g) Laju transpirasi Rata-rata laju transpirasi D-2. Jenis tanaman 2:. - Luas Daun dan kerapatan stomata Daun ke - Luas daun Kerapatan stomata/lbb 1 28

30 2 3 4 Rata-rata - Laju transpirasi Perlakuan Waktu Berat awal (g) Didalam kelas Di luar kelas, berangin Berat akhir (g) Selisih berat (g) Laju transpirasi Rata-rata laju transpirasi E. Pembahasan F. Kesimpulan G. Jawaban Pertanyaan H. Daftar Pustaka Praktikum Fisiologi Tumbuhan

31 LAPORAN LATIHAN 3 Judul Latihan : PENGUKURAN KANDUNGAN GULA REDUKSI Tanggal Praktikum : Nama Asisten : A. Latar Belakang & Tujuan Praktikum B. Dasar Teori C. Cara Kerja (dalam bentuk bagan alir atau diagram) D. Hasil Pengamatan Glukosa (ug) Nilai Absorbansi pada λ 620 nm Perlakuan Tanaman di dalam ruangan Tanaman di luar ruangan terkena cahaya matahari langsung Tanaman di luar ruangan tidak terkena cahaya matahari langsung/di bawah naungan Nilai Absorbansi pada λ 620 nm Kandungan gula (ug) E. Pembahasan F. Kesimpulan G. Jawaban Pertanyaan H. Daftar Pustaka 30

32 LAPORAN LATIHAN 4 Judul Latihan : NUTRISI MINERAL Tanggal Praktikum : Nama Asisten : A. Latar Belakang & Tujuan Praktikum B. Dasar Teori C. Cara Kerja (dalam bentuk bagan alir atau diagram) D. Hasil Pengamatan Jenis pengukuran Awal : ph Panjang akar Panjang batang Minggu 1: ph Panjang akar Panjang batang Minggu 2: ph Panjang akar Panjang batang Minggu 3: ph Panjang akar Panjang batang Leng kap -N -K -P -Ca -Mg -S -Fe - mikro nutri en E. Pembahasan F. Kesimpulan G. Jawaban Pertanyaan H. Daftar Pustaka Praktikum Fisiologi Tumbuhan

33 LAPORAN LATIHAN 5 Judul Latihan : PERAN AUKSIN DAN SITOKININ PADA PEMBENTUKAN TUNAS DAN AKAR ADVENTIF Tanggal Praktikum : Nama Asisten : A. Latar Belakang & Tujuan Praktikum B. Dasar Teori C. Cara Kerja (dalam bentuk bagan alir atau diagram) D. Hasil Pengamatan No Perlakuan Tana man 1 Kontrol NAA 5 mg/l NAA 10 mg/l Kinetin 5 mg/l Kinetin 10 mg/l NAA 5 mg/l + Kinetin 5 1 mg/l NAA 5 mg/l + Kinetin 10 mg/l 8 NAA 10 mg/l + Kinetin 5 mg/l 9 NAA 10 mg/l + Kinetin 10 mg/l Tinggi Tanaman Jumlah tunas Jumlah akar Panjang akar 32

34 E. Pembahasan F. Kesimpulan G. Jawab Pertanyaan H. Daftar Pustaka Praktikum Fisiologi Tumbuhan

35 LAPORAN LATIHAN 6 Judul Latihan : PENGARUH STRES KEKERINGAN TERHADAP PERTUMBUHAN KECAMBAH DAN KANDUNGAN PROLIN Tanggal Praktikum : Nama Asisten : A. Latar Belakang & Tujuan Praktikum B. Dasar Teori C. Cara Kerja (dalam bentuk bagan alir atau diagram) D. Hasil Pengamatan Tabel. Pengaruh stres kekeringan pada pertumbuhan kecambah jagung dan kandungan prolin Konsentrasi PEG (%) Ulangan Pertumbuhan Kecambah Kandungan prolin Rerata Rerata Rerata Jumlah kecambah Berat basah kecambah Panjang akar Panjang pucuk Rasio akar/pucuk E. Pembahasan F. Kesimpulan G. Daftar Pustaka 34

36 Praktikum Fisiologi Tumbuhan