A. Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap perubahan panjang potongan jaringan umbi ubijalar? 2. Berapakah konsentrasi larutan sukrosa yang tidak menyebabkan perubahan panjang irisan jaringan umbi ubijalar? 3. Berapakah nilai konsentrasi potensial air jaringan umbi ubijalar? B. Tujuan Percobaan 1. Menjelaskan pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap perubahan panjang potongan jaringan umbi ubijalar. 2. Mengidentifikasi konsentrasi larutan sukrosa yang tidak menyebabkan perubahan panjang irisan jaringan umbi ubijalar. 3. Menghitung nilai potensial air jaringan tumbuhan umbi ubijalar. C. Hipotesis Semakin tinggi konsentrasi sukrosa, maka semakin rendah rata-rata perubahan panjang irisan jaringan umbi ubijalar. D. Kajian Pustaka Sistem yang menggambarkan tingkah laku air dan pergerakan air dalam tanah dan tubuh tumbuhan didasarkan atas suatu hubungan energy potensial. Air mempunyai kapasitas untuk melakukan kerja, yaitu akan bergerak dari daerah dengan energi potensial tinggi ke daerah dengan energi potensial rendah. Energi potensial dalam sistem cairan dinyatakan dengan cara membandingkannya dengan energi potensial air murni. Karena air 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 dari pada energi potensial air murni (Gardner, 1991). Potensial air merupakan alat diagnosis yang memungkinkan penentuan secara tepat keadaan status air dalam sel atau jaringan tumbuhan. Semkain rendah potensial dari suatu sel atau jaringan tumbuhan, maka semakin besar kemampuan tanaman untuk menyerap air dari dalam tanah. Sebaliknya, semakin tinggi potensial air, semakin besar kemampuan jaringan untuk memberikan air kepada sel yang mempunyai kandungan air lebih rendah (Basahona, 2011).
Huruf yunani psi (Ψ), digunakan untuk menyatakan potensial air dari suatu sistem, apakah system itu berupa sampel tanah tempat tumbuhan, atau berupa suatu larutan. Potensial air dinyatakan dalam bar. Pada umumnya nilai potensial air dalam tumbuhan mempunyai nilai yang lebih kecil dari 0 bar, sehingga mempunyai nilai yang negative. Nilai potensial air di dalam sel dan nilainya di sekitar sel akan mempengaruhi difusi air dari dan ke dalam sel tumbuhan. Dalam sel tumbuhan ada tiga faktor yang menetukan 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 3 komponen yaitu potensial matriks, potensial osmotik dan potensial tekanan (Basahona, 2011). Potensial kimia air atau biasanya dinyatakan sebagai potensial air, PA (ψ, psi) penting untuk diketahui agar dapat dimengerti pergerakan air di dalam sistem tumbuhan, tanah dan udara. Potensial air biasanya dinyatakan dalam satuan bar, atm, seperti satuan tekanan. Air akan bergerak dari PA tinggi ke PA yang lebih rendah. Jadi difusi termasuk osmosis, terjadi sebagai akibat adanya gradient dalam energi bebas dari partikel-partikel yang berdifusi (Ismail, 2011). Potensial air adalah suatu pernyataan dari status energi bebas air, suatu ukuran datat yang menyebabkan air bergerak ke dalam suatu sistem, seperti jaringan tumbuhan, tanah atau atmosfir, atau dari suatu bagian ke bagian lain dalam suatu sistem. Potensial air mungkin merupakan parameter yang paling bermanfaat untuk diukur dalam hubungannya dengan sistem tanah, tanaman dan atmosfir (Ismail, 2011). Komponen-komponen potensial air atau jaringan adalah sebagai berikut : Ψw = Ψs + Ψp + Ψm (PA = PO + PT + PM) Dimana : Ψw = potensial air suatu tumbuhan Ψs = potensial osmotik
Ψp = potensial tekanan atau turgor Ψm = potensial matriks (Ismail, 2011) Menurut Ismail 2011, potensial osmotik adalah potensial yang disebabkan oleh zat-zat terlarut. Tandanya selalui negatif. Potensial tekanan adalah potensial yang disebabkan oleh tekanan hidrostatik isi sel pada dinding sel. Nilainya ditandai dengan bilangan positif, nol, atau dapat juga negatif. Penambahan tekanan (terbentuknya tekanan turgor) mengakibatkan potensial tekanan lebih positif. Potensial matriks disebabkan oleh ikatan air pada koloid protoplasma dan permukaan (dinding sel). Potensial matriks bertanda negatif, tetapi pada umumnya pada sel-sel bervakuola, nilainya dapat diabaikan. Oleh karena itu, persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi : Ψw = Ψs + Ψp (PA = PO + PT) Potensial air jaringan ditentukan dengan cara merendam potongan jaringan dalam suatu seri larutan sukrosa atau manmitol (non-elektrolit) yang diketahui konsentrasinya (Ismail, 2011). Analisis kuantitatif potensial air. Pengaruh gabungan dari tekanan dan konsentrasi zat terlarut ini terhadap potensial air ditulis dalam persamaan berikut ini : Ψ = Ψp + Ψs Dimana Ψp adalah potensial tekanan (tekanan fisik suatu larutan) dan Ψs adalah potensial zat-zat terlarut, yang sebanding dengan konsentrasi zat-zat terlarut dari suatu larutan. (Ψs juga disebut potensial osmotik.) Tekanan pada suatu larutan (Ψp) bisa berupa suatu bilangan yang positif atau negatif (tegangan, suatu tekanan negatif). Sebaliknya, potensial zat-terlarut dari suatu larutan (Ψs) selalu negatif, dan semakin besar konsentrasi zat-zat terlarut, semakin tinggi nilai Ψs (Campbell, 2004).
Dehidrasi osmosis dilakukan dengan merendam pangan di dalam larutan dengan tekanan osmosis lebih tinggi daripada tekanan osmosis intraselular bahan pangan tersebut. Akibatnya, air dalam bahan akan keluar melintas membran sel menuju larutan perendam itu (Wirawan, 2006). E. Variabel Penelitian a. Variabel Manipulasi : Konsentrasi larutan sukrosa (0 M; 0,2 M; 0,4 M; 0,6 M; 0,8 M dan 1 M). b. Variabel kontrol : Jenis umbi ubi jalar, ukuran awal potongan silinder umbi ubi jalar, volume air, alat pengebor gabus dan lama perendaman c. Variabel respon : Perubahan panjang potongan umbi ubi jalar F. Definisi Operasional Variabel Variabel manipulasi merupakan variabel yang dibuat berbeda. Dalam hal ini ialah konsentrasi larutan sukrosa, karena tujuan dari praktikum ini ialah mengetahui pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap perubahan panjang potongan jaringan tumbuhan. Variabel kontrol ialah variabel yang perlakuannya dibuat sama, yaitu panjang awal irisan umbi ubijalar dan volume larutan sukrosa. Sedangkan variabel respon ialah variabel yang diamati, yaitu perubahan panjang irisan umbi ubijalar. G. Alat dan Bahan 1. Kentang 2. Larutan sukrosa 0 M, 0,2 M, 0,4 M, 0,6 M, 0,8 M dan 1 M. 3. Gelas kimia 100 ml sebanyak 6 buah. 4. Gelas ukur 50 ml 1 buah. 5. Alat pengebor gabus. 6. Penggaris, pisau tajam, pinset, plastik dan karet gelang/tali. H. Rancangan Percobaan 1) Mengukur dan mengidentifikasi. Isilah gelas kimia ke-1 dengan larutan sukrosa 0 M, gelas kimia ke-2 dengan larutan sukrosa 0,2 M dan seterusnya sampai gelas kimia ke-6, masing-masing 25 ml. beri label pada masing-masing gelas kimia tersebut. 2) Mengerjakan praktikum. Pilih umbi ubijalar yang cukup besar dan baik, buatlah silinder umbi dengan alat pengebor gabus. Potong-potong silinder umbi tersebut sepanjang 2 cm.
3) Masukkan potongan umbi tersebut kedalam gelas kimia yang telah diisi dengan larutan sukrosa pada berbagai konsentrasi, masing-masing 4 potongan. Catat waktu pada saat memasukkan potongan umbi ke dalam gelas kimia. Bekerjalah dengan cepat untuk mengurangi penguapan, dan tutup rapat gelas kimia selama percobaan. 4) Menghitung. Hitung nilai rata-rata pertambahan panjang mbi untuk setiap konsentrasi larutan sukrosa. I. Langkah Kerja 0 M 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 25mL 25mL 25mL 25mL 25mL 25mL Mengisi masing-masing gelas kimia dengan 4 potongan ubi jalar 2 cm. -Menutup rapat masing-masing gelas kimia yang sudah berisi 4 potongan ubi jalar 2 cm. -Dibiarkan selama 1,5 jam. J. Rancangan Tabel Pengamatan Potongan kentang diambil dan diukur No Konsentrasi Larutan Sukrosa PanjangAwal Panjang Akhir Perubahan Panjang (cm) 1 0 M 25 ml 2 cm 2,3 cm 2 cm 2,5 cm 2,1 cm 0,28
2 2,4 cm 0,2 M 25 ml 2 cm 0,2 3 0,4 M 25 ml 2,4 cm 0,25 4 0,6 M 25 ml 0 5 2,3 cm 0,8 M 25 ml 2,3 cm 2 cm 0,2 6 2,3 cm 1 M 25 ml 2,3 cm 2 cm 0,2
Grafik Penentuan Potensial Air Jaringan Tumbuhan K. Rencana Analisis Data Berdasarkan data yang telah diperoleh dapat dianalisa sebagai berikut: - Pada konsentrasi larutan sukrosa 0 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder kentang sepanjang 0,28 cm. - Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,2 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder kentang sepanjang 0,2 cm. - Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,4 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder kentang sepanjang 0,25 cm. - Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,6 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder kentang sepanjang 0 cm. - Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,8 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder kentang sepanjang 0,2 cm. - Pada konsentrasi larutan sukrosa 1 M, rata-rata pertambahan panjang potongan silinder kentang sepanjang 0,2 cm. Berdasarkan grafik diatas, dapat diperoleh dapat dianalisa sebagai berikut: - Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,6 M, sel umbi ubijalar tidak mengalami pertambahan panjang. Besarnya konsentrasi yang tidak menyebabkan perubahan panjang juga dapat dilihat dari grafik diatas, yakni sebesar 0,6 M. Kemudian dihitung nilai potensial air jaringan tumbuhan ubi jalar pada suhu ruang sebesar 301 K dengan rumus;
PA = -TO PA= -( 22,4.M.T 273 ) Dengan : M = konsentrasi larutan yang tidak menyebabkan pertambahan panjang (0,56 M) T = suhu ruangan (293 K) - Dari perhitungan diatas, potensial air jaringan umbi ubi jalar sebesar 14,7 atm. L. Hasil Analisis Data Dari analisis data diperoleh bahwa konsentrasi larutan sukrosa mempengaruhi perubahan panjang potongan umbi ubijalar. Pada konsentrasi 0 M, potongan umbi ubijalar mengalami rata- rata perubahan panjang lebih besar dibanding pada potongan umbi ubijalar yang direndam larutan sukrosa 0,6 M. Pada konsentrasi larutan sukrosa 0,6 M, rata-rata pertambahan panjangnya 0 (nol). Hal tersebut menandakan bahwa dalam kondisi tersebut tidak mengalami perubahan panjang, dimana dalam kondisi tersebut nilai potential air sama dengan nilai potensial osmosis. Berdasarkan hasil pengamatan pada praktikum ini, dapat diketahui bahwa terjadi perubahan panjang umbi ubijalar yang di rendam pada larutan sukrosa. Untuk potensial air sel umbi ubijalar sendiri, dengan semakin meningkatnya molaritas larutan sukrosa maka pertambahan panjang semakin menurun. Peningkatan panjang umbi ubijalar terjadi disebabkan oleh masuknya air di dalam larutan sukrosa ke dalam sel umbi ubi jalar dengan cara osmosis. Namun, perendaman umbi ubijalar dengan larutan sukrosa tidak selalu meningkatkan panjangnya. Panjang umbi ubijalar yang telah mengalami
perendaman dapat pula tidak menyebabkan pertambahan panjang dari umbi ubi jalar semula. Umbi ubijalar bersifat hipotonik dan gula bersifat hipertonik maka air yang berada pada ubi jalar bergerak keluar sehingga kadar air pada ubi jalar berkurang dan semakin besar zat terlarut yang diserap oleh umbi ubi jalar, makin besar air yang keluar dari umbi ubi jalar tersebut. Dan jika hal tersebut terjadi pada tanaman yang masih aktif bertumbuh, maka tanaman bisa mengalami cekaman akibat terganggunya proses absorbsi air. Ini terjadi karena banyaknya zat terlarut di dalam sel atau jaringan tumbuhan akan meningkatkan nilai potensial osmotik dari tumbuhan itu sendiri dan menurunkan nilai potensial airnya. Nilai potensial air (PA) pada potongan umbi ubi jalar adalah 14,7 atm yang berarti pada kondisi tersebut tidak terjadi pertambahan panjang pada konsentrasi 0,6 M. M. Diskusi 1. Mengapa perlu dicari nilai konsentrasi larutan sukrosa yang tidak menyebabkan pertambahan panjang potongan umbi ubi jalar dalam menentukan potensial air (PA)? Jawab : karena dalam menentukan PA perlu diketahui potensial tekanan (PT) dan potensial osmosis (PO). Dalam hal ini diketahui bahwa PT = 0 karena tidak terjadi pertambahan panjang potongan silinder wortel sehingga PA dapat diketahui sama dengan PO (PA = PO + PT PA = PO + 0 PA = PO) yang berarti pada larutan sukrosa yang tidak menyebabkan pertambahan panjang mempunyai nilai PO yang sama dengan PA yang dimiliki oleh potongan silinder wortel. Sehingga wortel panjangnya tetap, yaitu tidak terjadi keluar atau masuk air ke dalam sel. 2. Mengapa nilai potensial air sel umbi ubi jalar yang tidak berubah panjangnya sama dengan nilai potensial osmosis larutan sukrosa yang tidak menyebabkan pertabahan panjang potongan umbi ubi jalar tersebut? Jawab : karena PA = PO maka PT = 0, hal ini terjadi karena tekanan turgor pada dinding sel terjadi dan disebabkan karena PA pada ubi jalar bernilai sama
dengan PO yang dimiliki larutan sukrosa, sehingga tidak terjadi keluar atau masuk air ke dalam sel atau keluar sel. N. Kesimpulan Konsentrasi larutan sukrosa berpengaruh terhadap perubahan panjang potongan jaringan tumbuhan, yaitu semakin tinggi konsentrasi larutan sukrosa berbanding terbalik dengan pertambahan panjang potongan jaringan tumbuhan yang pada kali ini kami menggunakan umbi ubijalar. Konsentrasi yang tidak menyebabkan perubahan panjang irisan kentang adalah ko nsentrasi sukrosa sebesar 0,6 M sehingga nilai potensial air yang di dapat adalah sebesar 14,7 atm. O. Daftar Pustaka Yuliani, Yuni Sri R, dan Sari Kusuma Dewi 2016. Petunjuk Praktikum Mata Kuliah Fisiologi Tumbuhan. Surabaya: FMIPA Unesa Ismail dan Abd Muis. 2011. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Jurusan Biologi Universitas Negeri Makassar, Makassar. Choiriyah, Nuril. 2013. Laporan Praktikum Penentuan Potensial Air tanggal 23 februari 2016 Diakses Sari, Putri Mayang. 2014. Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan, Penentuan Potensial Air Jaringan Tumbuhan. Jaringan Tumbuhan. http://documents.tips/documents/laporanpraktikum-penentuan-potensial-air-jaringan-tumbuhan.html http://dokumen.tips/documents/fistum-penentuan-potensial-airjaringan-tumbuhan.html Diakses tanggal 23 februari 2016 Sintia, Mega. 2014. Laporan Praktikum Anatomi Dan Fisiologi Tumbuhan, Tekanan Osmosis Cairan Sel Dan Potensial Air. https://www.academia.edu/6912394/laporan_tekanan_osmosis_dan_p otensial_air Diakses tanggal 23 februari 2016
Lampiran I - Menghitung rata-rata pertambahan panjang potongan silinder umbi ubijalar Konsentrasi 0 M = 0,28 cm Konsentrasi 0,2 M = 0,2 cm Konsentrasi 0,4 M = 0,25 cm Konsentrasi 0,6 M = 0 Konsentrasi 0,8 M = 0,2 cm Konsentrasi 1 M = 0,2 cm - Menghitung nilai PA Diketahui : M = 0,6 M T = 273 + 25 = 298 K Ditanya : PA? Jawab : PA = PO + PT PT = 0 PA = PO PO = -TO
PA = - 22,4xMxT 273 = - 22,4 x0,6 x298 273 = -14,7 atm Jadi, PA = -14,7 atm LAMPIRAN II Larutan Sukrosa dengan berbagai konsentrasi
Perendaman ubi jalar selama 1,5 jam