Halaman JudulLAPORAN PRAKTIKUMPRAKTIKUM BIOLOGI DASAR IIPOTENSIAL AIR PADA SEL TUMBUHAN

Disusun oleh :1.Erlin Aprilia13312241004

2.Wahyu Marliyani13312241005

3.Endah Setyorini13312241010

4.Sopa Saniah13312241011

5.Lutfi Rahmawati Nurhadi13312241028

6.Imamah13312241040

Kelas: IPA A 2013Kelompok V

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2014

A. Tujuan1. Menemukan fakta tentang gejala plasmolisis2. Menunjukkan faktor penyebab plasmolisis3. Menunjukkan hubungan antara plasmolisis dengan status potensial osmotik antara cairan selnya dengan larutan di lingkungannya

B. Latar BelakangTumbuhan membutuhkan air, gas-gas, dan ion-ion yang diambil dari lingkungan. Ion tersedia dalam tanah, maka penyerapan harus dalam bentuk terlarut dalam air tanah. Gas O2 banyak diserap melalui daun, sedangkan O2 banyak diserap melalui daun, sedangkan O2 banyak diserap melalui akar dan lentisel.Masuknya gas-gas, air, dan ion-ion, air, dan serta zat-zat harus menembus dinding dan membran sel yang selektif permiabel dinding sel tebal, cukup banyak terdapat pori atau ruang-ruang dan mudah dilaluilarutan tanah, dan gas,gas, sehingga tidak menimbulkan masalah penyerapan. Sebaliknya, membran sel yang lipoprotein, hanya memiliki pori yang lembut dan bermuatan, sehingga tidak semua zat dapat melewatinya.Semua proses fisiologi di dalam jaringan tumbuhan tidak akan terjadi tanpa adanya air yang berperan penting dalam proses tersebut. Selama pertumbuhan tanaman, air memiliki peranan penting sebagai pelarut bahan-bahan organik, yaitu bahan-bahan utama yang digunakan dalam proses fotosintesis dimana gas CO2 diserap melalui daun sedangkan gas O2 diserap melaluii lentisel dan akar. O2 yang diserap oleh akar berasal dari air tanah yang mengandung O2. Jadi, jika tanaman mengalami stress air, maka proses pertumbuhan dan perkembangannya terganggu.Air dapat masuk ke dalam tubuh tumbuhan dengan cara difusi. Difusi terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi, yaitu konsentrasi di dalam sel tumbuhan lebih rendah dibanding sel yang berada di bagian luar tubuh tumbuhan. Untuk masuk ke dalam tubuh tumbuhan, ion air, maupun gas harus menembus dinding sel dan membran sel yang bersifat selektif permeabel. Permeabilitas membran yang paling rendah adalah permeabilitas terhadap ion-ion. Tumbuhan mempunyai membran plasma yang jika dimasukkan ke dalam larutan yang berkonsentrasi tinggi akan mengalami plasmolisis. Peristiwa ini terjadi dari jaringan yang ditempatkan pada larutan yang hipertonis atau memiliki potensial osmotik yang tinggi.Terkait dengan penyerapan zat-zat tersebut perlu diketahui fakta dan faktor hal yang menyebabkan tumbuhan dapat melangsungkan kehidupannya melalui transport zat-zat dan mineralC. Dasar TeoriTumbuhan membutuhkan air, gas-gas, dan ion-ion yang diambil dilingkungannya. Ion tersedia dalam tanah, maka penyerapannya harus dalam bentuk terlarut dalam air tanah,. Masuknya gas-gas, air, dan ion, zat-zat tersebut harus menembus dinding sel dan membran sel yang selektif permeabel (Asri Widowati dan Ekosari, 2013:26). Dalam fisiologi tanaman besarnya potensial air adalah energi bebas per unit volume air, dengan menganggap potensial air murni adalah sama dengan nol pada kondisi standar. Karena energi per unit volume mempunyai dimensi sama dengan tekanan, potensial air tanah dan tanaman dinyatakan dalam unit tekanan, baik dalam Bar atau Pascal (Pa), dimana 1 bar = 105 Pa.Kebanyakan sel yang terlibat dalam hubungan air tanaman adalah sel masak dengan sebagian besar dari air dalam sel dikandung dalam vakuola pusat. Lapisan tipis sitoplasma, bersama-sama dengan gabungan plasmalemma dan tonoplas dapat dilihat sebagai suatu membran semi permeabel yang komplek serta sebagai pemisah antara isi vakuola dari medium eksternal (B. Sringandono, 1991:143).Keseluruhan proses kimiawi suatu organisme disebut metabolisme. Metabolisme adalah suatu sifat baru dari kehidupan yang muncul dari interaksi spesifik antara molekul-molekul di dalam lingkungan sel yang teratur dengan baik. Secara keseluruhan, metabolisme dikaitkan dengan pengaturan sumber daya materi dan energi dari sel itu (Campbell, 2000 : 90). Selain itu, metabolisme pada prganisme multiselluler juga mencakup mengenai penyerapan air dan senyawa-senyawa organik dari dalam tanah serta pengangkutan nutrien ke tempat sintesis.Pada tumbuhan maupun hewan, pengangkutan zat hara serta pertukaran zat dan hasil metabolisme cukup dari sel ke sel dengan menembus membran plasma dan berlangsung baik secara aktif maupun secara pasif. Air memiliki peranan penting dalam hal ini, yakni sebagai penunjang utama kehidupan. Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air yang besar jika potensial air di luar sel lebih rendah dibandingkan dengan potensial air di dalam sel. 1. Potensial airPotensial air dapat dinyatakan sebagai ukuran energi yang tersedia dalam air untuk bereaksi atau bergera. Acuan untuk potensial air adalah energi potensial. Sedangkan kapasitas untuk melaksanakan kerja adalah ketika air bergerak dari potensial yang lebih tinggi ke daerah yang memiliki potensial yang lebih rendah.Dalam hal ini penting untuk mempertahankan suhu konstan selama pengukuran, karena potensial air bertambah seiring dengan bertambahnya suhu. Potensial air akan lebih rendah daripada air murni oleh terlarutnya bahan dan gaya oleh ikatan air ke permukaan oleh kekuatan matriks. Potensial air kemudian dilambangkan dengan huruf Yunani psi ().Potensial air terdiri atas potensial osmosis (solut) dan potensial turgor (tekanan). Penggunaan tekanan, dapat meningkatkan potensial air, sedangkan penambahan solut akan mengurangi potensial air. Karena adanya pengaruh diantara penggunaan tekanan dan penambahan solut, maka secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut. = p + sdimana = potensial airp = potensial tekanan (pressure)s = potensial zat terlarut (solut)dengan catatan bahwa potensial air murni pada tekanan atmosfer adalah 0 Mpa (mega pascal).Untuk tujuan pembandingan, potensi air dari air murni pada suatu wadah yang terbuka ke atmosfer didefinisikan sebagai nol Mega Pascal ( = 0 MPa). Penambahan zat terlarut akan menurunkan potensial air. Karena distandarkan sebagai nol MPa untuk air murni, setiap larutan yang berada pada tekanan atmosfer akan memiliki potensial air yang negative sebagai akibat dari kehadiran zat tersebut. Misalnya, suatu larutan dari zat terlarut dengan konsentrasi 0,1 M akan memiliki potensial air sebesar 0,23 MPa. Jika larutan ini dipisahkan dari air murni oleh membrane yang selektif permeable, air akan bergerak akibat osmosis ke dalam larutan, dari daerah dengan yang lebih tinggi (0 MPa) ke wilayah dengan lebih rendah (-0,23 MPa).

Gambar 1. Efek Umum (atas) dan Osmosis pada tingkat molekulSumber: Campbell etal. 2003

Berlawanan dengan hubungan terbalik yang terdapat antara dengan konsentrasi zat terlarut, potensial air berbanding lurus dengan tekanan, peningkatan tekanan akan menaikkan (Neil A. Campbell, 2003 : 321).2. Penyerapan Zat Oleh TumbuhanPenyerapan zat pada tumbuhan diserap dalam bentuk ion-ion dari garam-garam terlarut di dalam air. Penyerapan air dan zat-zat terlarut di dalam air dilakukan oleh bagian tubuh tumbuhan yang langsung bersentuhan dengan air. Pada tumbuhan darat, sebagian besar air dan zat hara diserap dari tanah melalui akarnya (Suyitno, 2008 : 1).Tumbuhan melakukan penyerapan untuk menyebarkan hasil-hasil metabolisme, utamanya hasil fotosintesis dan transport energi ke seluruh tubuh tumbuhan. Hasil transport ini berfungsi untuk merangsang pertumbuhan dan perkembangan tanaman, sehingga dapat membantu untuk menyuplai setiap aktivitas metabolisme tumbuhan. Proses penyerapan pada tumbuhan terjadi karena adanya proses berikut.a. DifusiProses difusi berlangsung dari daerah yang memiliki konsentrasi partikel tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah. Difusi memiliki peran penting dalam sel-sel tumbuhan yang hidup. Air masuk ke dalam akar, bergerak dari sel ke sel dan meninggalkan tubuh dalam bentuk uap, semua melalui proses difusi. Gas-gas seperti O2 dan CO2, unsur-unsur dan bahan makanan juga masuk ke dalam sel atau diantara sel-sel dengan jalan difusi. Difusi berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi. Selain perbedaan konsentrasi, perbedaan sifat juga dapat menyebabkan difusi (Sasmitamihardja, 1990 :22).

Gambar 2. Proses Terjadinya DifusiSumber: https://www.google.com_difusi Ketika bercampur menjadi larutan yang homogen, pada proses difusi terjadi pencampuran antara dua molekul yang beda konsentrasi. Campuran larutan tersebut akan menyebar ke segala arah sampai mencapai konsentrasi yang sama. Penyebaran tersebut ditimbulkan oleh suatu gaya yang identik dengan energi kinetis. Dengan adanya gaya kinetis tersebut, maka sumber gerakan molekul-molekul ada pada tempat dimana larutan tersebut memiliki konsentrasi pekat. Sehungga gerakan difusi akan menuju ke tempat yang kekurangan molekul atau berkonsentrasi rendah. Difusi merupakan proses spontan, karena difusi itu menurunkan energi bebas. Apabila suatu substansi lebih tinggi konsentrasinya pada satu sisi membran daripada sisi yang lain, substansi tersebut akan cenderung berdifusi melintasi membran menuruni gradien konsentrasinya (Campbell, 2000 : 148). Berikut adalah proses terjadinya difusi.

Gambar 3. Difusi Zat Terlarut Melintasi MembranSumber: https://www.google.com_difusi Pada gambar diatas setiap molekul berwarna bergerak ke sana sini secara acak, namun ada perpindahan neto molekul-molekul pewarna melintasi membran ke sisi yang awalnya berisi air murni. Molekul pewarna akan terus menyebar melintasi membran sampai kedua larutan memiliki konsentrasi larutan yang sama. Setelah itu tercapai, keseimbangan dinamik akan berlangsung, dengan molekul pewarna yang sama banyak akan bergerak melintasi membran dalam dua arah setiap detik. Zat apapun yang berdifusi menuruni gradien konsentrasi, wilayah gradasi penurunan densitas Zat kimia (Neil A. Campbell, dkk. 2008:142).Banyak lalulintas membran sel melalui difusi. Ketika zat lebih terkonsentrasi pada satu sisi membran daripada sisi satunya, ada kecenderungan zat itu berdifusi melintasi membran menuruni gradien konsentrasinya. Difusi zat melintasi membran biologis disebut transpor pasif karena sel tidak harus mengeluarkan energi. Gradien konsentrasi mempresentasikan energi potensial dan menggerakkan difusi (Neil A. Campbell, dkk. 2008:143).b. OsmosisKelangsungan hidup sel tumbuhan bergantung pada kemampuannya untuk menyeimbangkan pengambilan dan pengeluaran air. Pengambilan atau pengeluaran netto air oleh suatu sel terjadi melalui osmosis, yaitu transport pasif air melewati suatu membrane. Dalam kasus sel hewan air akan bergerak akibat osmosis dari arah hipotonik ke hipertonik. Akan tetapi dalam kasus sel tumbuhan, kehadiran dinding sel menjadi faktor kedua yang mempengaruhi tekanan fisik osmosis. Pengaruh gabungan dari kedua faktor ini (konsentrasi zat terlarut dan tekanan) disebut potensial air, disingkat dengan huruf Yunani psi ().Komponen potensial dalam potensial air mengacu pada energy potensial, yaitu kapasitas untuk melaksanakan kerja ketika air bergerak dari daerah dengan yang lebih tinggi ke daerah dengan yang lebih rendaah. Keadaan ini adalah suatu kasus khusus mengenai kecenderungan umum pada system untuk berubah secara spontan menuju pada keadaan energy-bebas-terendah (Neil A. Campbell, 2003 : 320).Para ahli biologi tumbuhan mengukur dalam satuan tekanan yang disebut MPa (Mega Pascal). 1 Mpa sama dengan sekitar 10 tekanan atmosfer. Osmosis merupakan peristiwa perpindahan air dari daerah yang konsentrasi airnya tinggi ke daerah yang konsentrasi airnya rendah melalui membran semipermeabel. Membran semipermeabel yaitu membran yang hanya mengijinkan masuknya air dan menghambat lalunya zat terlarut (Sasmitamihardjo, 1990 : 24). Osmosis memiliki tujuan untuk melarutkan zat terlarut sampai terjadi equilibrum pada kedua larutan. Kecepatan osmosis bergantung pada konsentrasi solut di dalam larutan, suhu larutan, muatan titik solut, dan perbedaan tekanan osmotik (Asmadi, 2008 : 53).Tekanan osmotik adalah tekanan maksimum yang dapat terjadi akibat proses osmosis dalam larutan. Tekanan osmotik bukan merupakan tekanan sesungguhnya, akan tetapi tekanan yang dapat terjadi bila keadaan ideal. Tekanan osmotik ini bergantung pada konsentrasi larutan.Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis. Sedangkan jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel, sehingga disebut sebagai larutan hipotonis. Untuk larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis.Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis. Sedangkan pada sel hewan akan menyebabkan krenasi sehingga sel akan mengkerut. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Sedangkan pada sel hewan, sel akan mengembang dan pecah. Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel hewan memiliki bentuk yang normal.

Gambar 4. Proses Terjadinya OsmosisSumber: https://www.google.com_osmosis c. PlasmolisisPlasmolisis merupakan suatu fenomena pada sel berdinding dimana sitoplasma mengkerut dan membran plasma tertarik mengikuti airnya ke lingkungan hipertonik (Niel A Campbell, 2002: 20). Pada plasmolisis, protoplas menyusut pada semua dinding kecuali pada tempat terdapatnya plasmodesmata. Salah satu fenomena akibat dehidrasi sel adalah terjadinya plasmolisis (Sri Mulyani E.S, 2006: 49).Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air. Jika sel kehilangan air dalam jumlah yang cukup besar, maka kemungkinannya volume sel juga menurun sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel. Peristiwa ini disebut dengan plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni.Plasmolisis menyebabkan jaringan yang ditempatkan pada larutan yang hipertonis (konsentrasi air di dalam sel lebih tinggi daripada konsentrasi air di larutan sebelah luar sel), akan terdorong untuk berdifusi keluar dari sel menembus membran kemudian keluar. Keadaan ini menyebabkan sel kehilangan turgornya, vakuola mengkerut, dan membran sel terpisah dari dinding sel. Pada larutan hipotonis dan isotonis, sel jaringan tidak akan mengalami plasmolisis.

Gambar 2. Plasmolisis pada Sel TumbuhanSumber: https://www.google.com_plasmolisis Dalam keadaan tertentu, sel masih mampu kembali ke keadaan semula apabila jaringan dikembalikan ke air murni. Peristiwa ini dikenal dengan gejala deplasmolisis. Plasmolisis merupakan proses yang secara nyata menunjukkan bahwa pada sel, sebagai unit terkecil kehidupan, terjadi sirkulasi keluar masuk suatu zat. Adanya sirkulasi ini menjelaskan bahwa sel dinamis dengan lingkungannya. Jika memerlukan materi dari dari luar maka sel harus mengambil materi tersebut dengan segala cara, misalnya dengan mengatur tekanan agar terjadi perbedaan tekanan sehingga materi dari luar dapat masuk. Jika sel tumbuhan diletakkan pada larutan hipertonik, sel tumbuhan akan kehilangan air dan tekanan turgor yang menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan keadaan sel seperti ini disebut layu. Kehilangan air lebih banyak lagi menyebabkan terjadinya plasmolisis. Tekanan terus berkurang sampai disuatu titik dimana sitoplasma mengerut dan menjahui dinding sel sehingga dapat terjadi cytorrhysis runtuhnya dinding sel. Tidaka ada mekansme didalam sel tumbuhan untuk mencegah kehilangan air secra berlebihan, juga mendapatkan air secara berlebihan, tetapi plasmolisis dapat dibalikkan dilarutan hipertonik.Plasmolisis biasanya terjadi pada kondisi yang ekstrim dan jarang terjadi di alam. Metode plasmolisis dapat digunakan sebagai salah satu metode penaksiran nilai potensial osmotik jaringan. Sebagai perkiraan terdekat, potensial osmotik jaringan ditaksir ekuivalen dengan potensial osmotik suatu larutan yang telah menimbulkan plasmolisis sebesar 50% yang disebut Incipient plasmolysis (Asri Widowati dan Ekosari, 2013: 28).

D. Alat dan Bahan1. Kegiatan potensial air pada sel tumbuhanAlata. Petridish(3 buah)b. Tabung reaksi(3 buah)c. Rak tabung reaksi(1 buah)d. Pipet(2 buah)e. Pisau bedah(1 buah)Bahana. Pisang yang masak b. Larutan sukrosa 1M dan 0,5 Mc. Air suling (larutan sukrosa 0,0 M)d. Metilen biru pewarna2. Kegiatan plasmolisisAlat a. Mikroskopb. Gelas benda dan penutupc. Botol vial d. Pipet tetese. SiletBahan a. Daun Rhoe discolorb. Larutan sukrosa

E. Langkah Kerja1. Kegiatan Potensial Air Pada Sel Tumbuhana. Osmosis

b. Difusi

c. Kegiatan Plasmolisis

F. Data Hasil Pengamatan1. Kegiatan Potensial Air pada Tumbuhana. Proses DifusiNoProsesSukrosa 0,0 MSukrosa 0,5 MSukrosa 1 M

1.Kecepatan turun++++++

2.Penyebaran+++ke segala arah++Kebawah kemudian menyebar (lama)+kebawah kemudian menyebar

Keterangan :+++ = paling cepat++= sedang+= lambat

b. Proses OsmosisNoKonsentrasi SukrosaMassa Pisang Sebelum DirendamMassa Pisang Sesudah DirendamJenis Pisang

1.1 M5,57 gram5,57 gramA

2.0,5 M9,30 gram10,95 gramB

3.0,0 M5,57 gram6,70 gramC

2. Kegiatan PlasmolisisNoPerlakuanHasil PengamatanKeterangan

1.Sukrosa 0,14 M Sebelum

Perbesaran 10x10Sel yang berwarna ungu tua = 30

Sesudah

Perbesaran 10x10Sel-sel berantosianin = 10

2. Sukrosa 0,18 M Sebelum Perbesaran 10x10Sel yang berwarna ungu= 75

Sesudah Perbesaran 10x10Waktu terjadi perubahan sel-sel berantosianin= 15

3. Sukrosa 0,22 M Sebelum

Perbesaran 10x10Sel yang berwarna ungu tua = 8

Sesudah

Perbesaran 10x10Waktu terjadi perubahan sel-sel berantosianin= 5

4.Sukrosa 0,26 M Sebelum

Perbesaran 10x10Sel yang berwarna ungu tua = 30

Sesudah

Perbesaran 10x10Waktu terjadi perubahan sel-sel berantosianin = 15

G. Analisis Data1. Larutan Sukrosa 0,14 MDiketahui: Jumlah sel sebelum ditetesi = 30 Jumlah sel setelah ditetesi = 10Ditanya: Presentase sel yang terplasmolisis dan yang tidak terplasmolisisPenyelesaian: Presentase sel yang terplasmolisis= 30-10 Presentase sel yang tidak terplasmolisis= 100% - presentase sel yang terplasmolisis= 100% - 66,67%= 33,33%2. Larutan Sukrosa 0,18 MDiketahui: Jumlah sel sebelum ditetesi = 75 Jumlah sel setelah ditetesi = 15Ditanya: Presentase sel yang terplasmolisis dan yang tidak terplasmolisis

Penyelesaian: Presentase sel yang terplasmolisis= 30-10 Presentase sel yang tidak terplasmolisis= 100% - presentase sel yang terplasmolisis= 100% - 80%= 20%3. Larutan Sukrosa 0,22 MDiketahui: Jumlah sel sebelum ditetesi = 8 Jumlah sel setelah ditetesi = 5Ditanya: Presentase sel yang terplasmolisis dan yang tidak terplasmolisisPenyelesaian: Presentase sel yang terplasmolisis= 30-10 Presentase sel yang tidak terplasmolisis= 100% - presentase sel yang terplasmolisis= 100% - 37,5%= 62,5%4. Larutan Sukrosa 0,26 MDiketahui: Jumlah sel sebelum ditetesi = 30 Jumlah sel setelah ditetesi = 15Ditanya: Presentase sel yang terplasmolisis dan yang tidak terplasmolisisPenyelesaian: Presentase sel yang terplasmolisis= 30-10 Presentase sel yang tidak terplasmolisis= 100% - presentase sel yang terplasmolisis= 100% - 50%= 50%

Berdasarkan analisis data diatas, dapat dibuat tabel persentase sel epidermis daun yang terplasmolisis, yaitu sebagai berikut:No.Perlakuan SukrosaKeadaan sel dalam satu bidang pudyWaktu mulai terplasmolisis

TerplasmolisisTak Terplasmolisis

1.0,14 M66,67 %33,33 %316 sekon

2.0,18 M80,00 %20,00 %469 sekon

3.0,22 M37,50 %62,50 %300 sekon

4.0,26 M50,00 %50,00 %70 sekon

Dibawah ini merupakan grafik hubungan antara konsentrasi larutan dengan sel yang terplasmolisis, yaitu sebagai berikut:

Berdasarkan data hasil perhitungan terhadap persentase sel epidermis daun terplasmolisis, besarnya nilai osmosis cairan sel setelah terjadi plasmolisis kurang lebih 50% adalah sebesar -700 atm. Nilai taksiran keadaan sel terplasmolisis yang mendekati 50% adalah tepat 50 % yang terjadi pada konsentrasi larutan 0,26 M. Berikut ini merupakan tabel potensial osmotik (PO) beberapa molaritas larutan sukrosa pada suhu 20C menuru A Ursprung dan G. Bhum:MolaritasPO (Atm)MolaritasPO (Atm)

0,01-0,300,16-4,20

0,02-0,500,17-4,50

0,03-0,800,18-4,50

0,04-1,100,19-4,70

0,05-1,300,20-5,00

0,06-1,600,21-5,30

0,07-1,900,22-5,60

0,08-2,100,23-5,90

0,09-2,400,24-6,40

0,10-2,600,25-6,70

0,11-2,900,26-7,00

0,12-3,200,27-7,30

0,13-3,400,28-7,50

0,14-3,700,29-7,80

0,15-4,000,30-8,10

H. PembahasanDalam percobaan yang berjudul Potensial Air pada Sel Tumbuhan yang telah dilakukan pada hari Kamis, tanggal 6 Maret 2014 pukul 07.00-08.40 WIB di Laboratorium Biologi Dasar FMIPA UNY, memiliki tujuan agar setelah melakukan percobaan mahasiswa dapat menemukan fakta tentang gejala difusi, osmosis, dan plasmolisis, menunjukkan factor penyebab difusi, osmosis, dan plasmolisis, serta menunjukkan hubungan antara plasmolisis dengan status potensial osmotic antara cairan selnya dengan larutan di lingkungannya.Pada percobaan ini, terdapat 2 jenis kegiatan percobaan, yaitu kegiatan osmosis dan difusi yang terangkum menjadi satu di kegiatan 1, sedangkan pada kegiatan 2, mempelajari tentang peristiwa plasmolisis. Berikut adalah penjelasan hasil percobaan yang telah dilakukan:Kegiatan 11. OsmosisDalam percobaan ini, alat yang digunakan adalah cawan petri, pipet tetes, pisau, penggaris, dan timbangan. Sedangkan bahan-bahan yang digunakan adalah pisang yang masak, larutan sukrosa 0,5 M dan 1 M, air suling, dan metilen blue. Langkah pertama pada percobaan ini adalah mengiso cawan petri dengan larutan 5 ml dengan konsentrasi 1 M pada cawan A, 5 ml sukrosa 0,5 M pada cawan B, dan 5ml pada cawan C. setelah itu, memotong pisang menjadi 6 bagian dan membaginya menjadi 3 bagian, sehingga nantinya untuk setiap cawan petri terdapat 2 potongan pisang. Kemudian, praktikan menimbang masing-masing potongan pisang sebagai data massa pertama (massa sebelum). Setelah itu, praktikan memasukkan pisang ke dalam cawan petri dan mendiamkannya selama 20 menit. Setelah 20 menit, pisang ditimbang kembali sebagai massa kedua (massa sesudah).Berdasarkan data hasil percobaan, pada pisang A, yaitu dengan perlakuan sukrisa 1 M, massa sebelum sebesar 5,57 gram dan massa sesudah didiamkan selama 20 menit sebanyak 5,57 gram. Pada pisang B, yaitu dengan perlakuan sukrosa 0,5 M, massa sebelum sebesar 9,3 gram, massa sesudah didiamkan selama 20 menit sebesar 10,95 gram. Pada pisang C, yaitu dengan sukrosa 0,0 M, massa sebelum sebesar 5,57 gram, massa sesudah didiamkan selama 20 menit sebesar 6,7 gram. Berdasarkan hal-hal tersebut, untuk membandingkan konsentrasi 1 dengan yang lain, seharusnya ada variable kontrol yaitu massa sebelum diberi perlakuan dari masing-masing konsentrasi dari sukrosa dengan andanya variable yang dikontrol akan mempermudah untuk membandingkannya. Jika dibandingkan antara sukrosa dengan konsentrasi 0,0 M dan sukrosa dengan konsentrasi 0,5 M, dimana padaa konsentrasi 0,0 M, lingkungan sukrosa bersifat lebih hipertonis, maka air akan masuk ke dalam pisang. Sehingga menyebabkan massa akan bertambah. Dimana berdasarkan literatur osmosis akan terjadi dari lingkungan hipertonis ke lingkungan hipotonis. Perbandingan antara penggunaan konsentrasi 0,0 M dan 0,5 M terhadap massa adalah jika menggunakan konsentrasi 0,0 M bertambahnya massa lebih sedikit daripada menggunakan perlakuan konsentrasi 0,5 M. Karena semakin pekat larutan, air sebagai pelarut yang dikandung hanya sedikit.Hal serupa jika dibandingkan antara sukrosa dengan konsentrasi 0,5 M dan 1 M. Dimana pada sukrosa 0,5 M akan terkandung pelarut yang lebih besar dari 1 M, sehingga jika pisang diletakkan pada lingkungan hipotonis, maka air dari pisang akan keluar untuk mengembangkan konsentrasi, dimana dalam hal ini, lingkungan hipotonis terdapat pada konsentrasi 1 M. Adanya sel yang menyerap air dari luar, dinding sel akan mengalami kenaikan tekanan, yang disebut tekanan turgor. Tekanan ini menyebabkan adanya ketegangan yang timbul antara dinding sel dengan isi sel yng menyerap air. Ketika pisang direndam dan diletakkan ke dalam sukrosa dengan konsentrasi 0,0 M, air akan masuk ke dalam pisang, dimana sebelumnya pisang mengandung. Sehingga setelah air keluar masuk, keadaan sel memiliki kandungan air yang berlebih. Hal ini akan menyebabkan volume bertambah. Kelebihan volume itu mempunyai gaya tekan ke segala arah dan tekanannya disebut tekanan osmotik. Tekanan osmosis sendiri adalah nama lain dari nilai osmosis. Pada saat volume pada pisang bertambah, suatu waktu volume tersebut tidak dapat berubah, sehingga mencapai keseimbangan. Dalam keadaan seimbang, sukrosa dan air tetap memiliki nilai osmosis.

2. DifusiDalam percobaan ini, adapun bahan yang digunakan adalah larutan sukrosa, air suling, dan metilen blue. Sedangkan alat yang digunakan adalah tabung reaksi dan pipet tetes. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah memasukkan sukrosa 0,0 M (air suling) pada tabung reaksi A, sukrosa 0,5 M ke dalam tabung reaksi B, dan sukrosa 1 M ke dalam tabung reaksi C, masing-masing 5 ml. Selanjutnya, praktikan mengambil metilen blue dengan pipet tetes dan memasukkannya pada tabung reaksi. Kemudian praktikan mengamati pergerakan metilen blue pada masing-masing tabung reaksi dengan adanya variasi konsentrasi larutan sukrosa. Seharusnya, dalam meneteskan metilen blue ke dalam tabung reaksi dilakukan secara bersamaan. Tetapi, karena adanya keterbatasan jumlah pipet tetes, praktikan melakukannya secara bergantian, dalam waktu yang cukup cepat. Hal ini akan mempengaruhi pengamatan terhadap pergerakan metilen blue di masing-masing tabung reaksi. Untuk mengamati pergerakan metilen blue dapat digunakan parameter kecepatan turun dari metilen blue pada masing-masing tabung reaksi, serta bentuk penyebaran metilen blue saat dimasukkan ke dalam larutan sukrosa di masing-masing tabung dengan konsentrasi yang berbeda-beda.Berdasarkan data hasil percobaan, kecepatan turun metilen blue paling cepat terjadi pada sukrosa dengan konsentrasi 0 M, yang artinya jenis larutan yang digunakan adalah air suling. Setelah itu, kecepatan metilen blue selanjutnya adalah pada tabung B dengan sukrosa 0,5 M. Sedangkan kecepatan turun metilen blue yang paling lama adalah pada sukrosa 1 M. Hal ini dikarenakan saat metilen blue dimasukkan ke dalam air suling, untuk mencampur konsentrasi agar seimbang, antara air suling dan metilen blue langsung saling mencampur satu sama lain, sehingga akan mengalami proses penyatuan konsentrasi yang berbeda dibutuhkan waktu yang cepat untuk saling meniadakan beda kadar diantara keduanya. Berdasarkan literatur, gejala difusi merupakan usaha untuk meniadakan beda kadar antara dua larutan yang berbatasan tanpa adanya dinding pemisah. Selain itu, proses difusi dapat diartikan sebagai pencampuran dua molekul yang berbeda konsentrasi, yaitu konsentrasi tinggi ke rendah. Jika dibandingkan dengan sukrosa 0,0 M dan sukrosa 0,5 M maupun sukrosa 1 M, sukrosa dengan konsentrasi 0,5 M kecepatan turunnya akan lebih cepat jika disbanding dengan sukrosa konsentrasi 1 M. Disaat konsentrasi tinggi, metilen blue akan tertahan di tengah-tengah larutan. Sedangkan sukrosa 0,5 M yang konsentrasinya rendah metilen blue akan cepat turun untuk mencapai keadaan yang seimbang, artinya dengan konsentrasi sama. Parameter kedua yang digunakan adalah arah penyebaran dan kecepatan menyebar dari metilen blue pada masing-masing sukrosa di dalam tabung reaksi. Berdasar data hasil percobaan, metilen blue yang menyebar dengan cepat terjadi pada tabung A, yaitu sukrosa dengan konsentrasi 0,0 M (air suling) jika dibandingkan dengan kedua jenis sukrosa. Hal ini terjadi karena saat turun ke bawah dengan cepat akan disertai dengan proses penyebaran ke segala arah sampai mencapai konsentrasi sama.Adapun jika dibandingkan dengan sesama sukrosa, namun dengan konsentrasi yang berbeda, akan memberikan proses penyebaran yang berbeda pula. Antara sukrosa 0,5 M dan 1 M, mula-mula kecepatan menyebar ke bawah terjadi pada tabung B, sedangkan pada tabung C kecepatan untuk menyebar ke segala arah adalah lama, tetapi setelah metilen blue turun ke bawah, sukrosa 0,5 M proses penyebaran ke segala arah berjalan lambat. Hal ini dikarenakan, adanya energy kinetis maka sumber-sumber dari gerakan molekul ada di tempat dimana terdapat molekul-molekul, yang berarti berkonsentrasi tinggi (pekat), yaitu pada tabung C dengan konsentrasi 1 M. Selanjutnya, gerakan difusi akan menuju ke tempat yang berkonsentrasi rendah, yaitu menyebar menuju ke tempat yang kekurangan molekul.Kegiatan IIPlasmolisisPada kegiatan plasmolisis ini,alat yang di gunakan adlah silet, mikroskop, gelas benda, gelas penutup dan pipet tetes.Sedangkan bahan yang digunakan adalah daun Rhoeo discolor dan larutan sukrosa dengan berbagai jenis konsenttrasi yaitu 0,14 , 0,18 dan 0,22.Pada percobaan ini ,praktikan menyayat bagian epidermis bawah dari daun Rhoeo discolor sebanyak 3 buah.Setelah itu meletakkan sayatan di atas objek benda dan menetesinya dengan air lalu ditutup dengan kaca penutup. Kemudian praktikan mengamati preparat dibawah mikroskop lalu menggambar dan mencatat jumlah sel yang teramati pada bidang pandang. Selanjutnya, praktikum mengambil larutan sukrosa dengan pipet tetes lalu meneteskannya pada bagian pinggir dari kaca penutup, dengan mengupayakan preparat terkena larutan sukrosa. Setelah itu praktikan mengamati keadaan sel setelah ditetesi sukrosa dengan konsentrasi tertentu, yaitu menghitung sel yang mengalami pemudaran warna antosianin ungu bahkan menjadi transparan.Penggunaan preparat dari epidermis daun bagian bawah Rhocco discolor karena epidermis bawahnya mengandung pigmen an toxianin yang menyebabkan sel berwarna ungu sehingga mempermudah untuk melakukan pengamatan. Berdasarkan data hasil pengamatan dan perhitungan, preparat diberi perlakuan dengan sukrosa 0,14 M. jumlah sel ungu yang utuh berjumlah 30 sedangkan sudah ditetesi sukrosa 0,14M jumlah nya selalu ungu yang utuh sebanyak 10. Sehingga berdasarkan perhitungan presentase sel yang ter plasmolisis adalah 66,67% dan yang tidak sebanyak 33,33%.Percobaan kedua, sebelum ditetesi dengan sukrosa 0,18M, jumlah sel ungu yang utuh sebanyak 75 sedangkan jumlah sel ungu yang utuh setelah ditetesi sukrosa sebanyak 15. Sehingga dari perhitungan ,presentase sel yang terplasmolisis sebanyak 80% dan yang tidak 20%.Pada percobaan ketiga, sebelum ditetesi dengan sukrosa 0,22M jumlah sel ungu yang utuh sebanyak 8, sedangkan sesudah ditetesi sel ungu yang utuh sebanyak 5. Sehingga presentase yang terplasmolosis sebesar 37,5% dan yang tidak 62,5%. Pada percobaan ke empat, sebelum ditetesi dengan sukrosa 0,26M jumlah sel ungu yang utuh 30,sedangkan sesudah ditetesi dengan sukrosa jumlah sel ungu yang utuh sebanyak 15 sel. Sehingga presentase yang terplasmolisis sebesar 50% dan yang tidak 50%. Dari perhitungan tersebut dapat di buat dalam bentuk grafik berikut ini :

Dari grafik di atas, menunjukkan bahwa dengan berbagai perlakuan akan menunjukkan hasil yang berbeda pula. Hal ini karena adanya perbedaan respon sel-sel epidermis daun Rhoeo discolor terhadap sukrosa yang berbeda konsentrasinya. Berdasarkan grafik diatas, seiring bertambahnya konsentrasi tidak semua mengalami kenaikan. Hal tersebut berbeda dengan literature, semakin pekat konsentrasi larutan sukrosa yang digunakan untuk merendam sayatan epidermis daun Rhoeo discolor, maka semakin banyak pula sel epidermis yang terplasmolisis. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan potensial osmotic di dalam sel maupun luar sel. Dimana potensial osmotic luar sel lebih tinggi disbanding di dalam sel, maka akan menyebabkan berpindahnya molekul air di dalam sel menuju luar sel, sehingga protoplas sel epidermis kehilangan air yaitu dengan menyusutnya volume dan akhirnya akan terlepas dari dinding sel. Terjadinya plasmolisis karena jika suatu sel diletakkan dalam lingkungan yang konsentrasinya lebih tinggi daripada konsentrasi di dalam sel. Hal tersebut dibuktikan dengan sel-sel sudah mulai terplasmolisis pada konsentrasi 0,14 M, dimana setelah ada perlakuan terdapat perbedaan antosianin pada epidermis bawah daun Rhoeo discolor.

I. KesimpulanBerdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :1. Gejala difusi: terdapat perbedaan konsentrasi, saling meniadakan beda kadar antara dua larutan yang berbatasan tanpa adanya dinding pemisah, terjadi pencampuran dua molekul yang berbeda konsentrasi, yaitu dari konsentrasi tinggi ke rendah.Gejala osmosis: terjadi peristiwa bergeraknya molekul pelarut dari konsentrasi pelarut tinggi ke konsentrasi pelarut yang rendah melalui selaput semi permeable, molekul yang mempunyai keterlarutan tinggi meresap lebih cepat dari molekul yang tingkat kelarutannya lebih rendah. Gejala plasmolisis : terjadi bila jaringan ditempatkan pada laruta yang hipertonis, air di dalam sel akan terdorong untuk berdifusi keluar sel menembus membrane, semakin tinggi potensial osmotic lingkungan maka semakin tingggi ingkat plasmolisisnya. 2. Faktor penyebab difusi: adanya perbedaan konsemtrasi , adanya energy kinetic, yaitu dalam proses penyebaran , keinginan kedua larutan membentuk keseimbangan, ukuran partikel, ketebalan membrane. Faktor penyebab osmosis: luas permukaan membrane, ukuran molekul yang diserap, ketebalan membrane, kadar air dan materi terlarut yang ada di dalam sel, kadar air dan materi terlarut yang ada di luar sel, luas suatu area Factor penyebab plasmolysis, tekanan osmosis, konsentrasi suatu larutan, tekanan turgor.3. Jika potensial osmotic di luar sel lebih tinggi dibandingkan di dalam sel, maka akan menyebabkan berpindahnya molekul air didalam sel menuju ke luar sel, sehingga protoplasma sel epidermis kehilangan air yaitu dengan enyusutnya volume (mengkerut) dan akhirnya akan terlepas dari dinding sel

J. Daftar PustakaAsmadi. 2005. Konsep Dasar Keperawatan . Jakarta : Buku Kedokteran EGC.Asri widowati, dkk. 2012. Petunjuk Praktikum Biologi Dasar II. Yogyakarta : FMIPA UNY.Callaghan C.A.O. 2006. At a glance Sistem Ginjal Edisi 2. Jakarta : Erlangga.Campbell, Neil A. 2004. Biologi Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.Campbell, Neil A. 2008. Biologi Edisi Kedelapan. Jakarta : Erlangga.Fried, George H, dkk. 2006. Schaums Outlines Biologi Edisi Kedua. Jakarta : Erlangga.Kimbal, John W. 1994. Biologi Jilid 2. Jakarta : Erlangga.Pratigno, dkk. 1972. Biologi II. Jakarta : Depdikbud.Sasmitamihardja. 1990. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Bandung : ITB Press

K. Jawaban Pertanyaan1. Terdapat perbedaan respon sel-sel epidermis pada larutan sukrosa yang berbeda konsentrasinya.2. Bentuk hubungan antara tingkat plasmolisis dengan konsentrasi larutan sukrosa adalah sebanding. Dimana, semakin tinggi tingkat konsentrasinya, artinya semakin pekat konsentrasi larutan sukrosa yang diberikan pada sayatan epidermis Rhoeo discolor , maka semakin banyak pula sel epidermis yang terplasmolisis. 3. Tidak akan terjadi perubahan apapun. Hal ini dikarenakan, antara tekanan osmotic di dalam dan di luar sel sudah mencapai keseimbangan. 4. Mulai terjadi gejala plasmolisis pada sayatan epidermis Rhoeo discolor yaitu pada konsentrasi 0,14 M. hal ini dikarenakan adanya perubahan sel-sel berantosianin pada sayatan tersebut.5. Plasmolisis terjadi kaena adanya perbedaan konsentrasi, dimana konsentrasi di luar sel lebih tinggi daripada konsenrasi di dalam sel. Hal ini akan menyebabkan berpindahnya molekul dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi. Artinya, molekul air berpindah dari sel epidermis Rhoeo discolor menuju larutan sukrosa, sehingga menyebabkan protoplas sel epidermis kehilangan air dan volumenya akan menyusut dan akhirnya terlepas dari dinding sel.Berdasarkan nilai osmosis plasmolitikum besarnya nilai osmosis cairan sel setelah terjadi plasmolisis kurang lebih 50% adalah sebesar -7,oo atm. Hal ini dapat dianalisis dari data yang ada bahwa dengan plasmolisis sebesar 55,5 % yang mendekat nilai 50% terjadi pada konsentrasi larutan sukrosa 0,26 M. Pada larutan sukrosa dengan konsentrasi 0,26 M tersebut mempunyai potensial osmotic sebesar -7,00 atm.6. Sel atau jaringan yang sudah terplasmolisis masih dapat kiembali normal bila dipindahkan ke lingkungan air biasa atau air murni. Air murni tersebut diteteskan kembali ke atas sayatan daun Rhoeo discolor. Dengan meneteskan air, maka membuat kondisi luar sel hipotonik sehingga air yang berada di luar sel akan bergerak masuk dan dapat menembus membrane sel, karena membrane sel akan menyerap ion maupun air tersebut. Air yang masuk akan menyebabkan ruang sitoplasma kembali seperti semula (terisi kembali dengan cairan), sehingga membrane sel terdesak keluar sebagai akibat dari adanya tegangan turgor. Akhir dari peristiwa ini adalah sel kembali ke keadaan semula.7. Plasmolisis merupakan proses keluarnya cairan yang ada di dalam sel menuju keluar sel dikarenakan konsentrasi di luar sel lebih tinggi disbanding konsentrasi di dalam sel.8. Berdasarkan peristiwa plasmolisis ini dapat digunakan sebagai pendekatan untuk mengukur atau memperkirakan tekanan osmotic suatu jaringan dengan cara memperkirakan tentang besarnya nilai cairan osmotic cairan sel melalui tabel Potensial Osmotik. Saat air masuk ke dalam sel melalui membrane, air dalam sel tersebut mendesak cairn yang ada di dalam sel keluar. Atau sering disebut dengan adanya tekanan turgor, sedangkan pendesakan air dari luar ke dalam disebut tekanan osmotic. Adanya tekanan osmotic dan turgor antara keduanya dapat dihitung besarnya. Semakin tinggi tekanan turgor, maka semakin rendah tekanan osmotiknya, sehinggga diantara keduanya mencapai keadaan setimbang.9. Tekanan osmotic pada tanaman xerofit lebih tinggi dari tekanan osmotic pada tanaman halofit. Namun, tidak menutup kemungkinan bahwa tekanan osmotic pada tanaman halofit lebih tinggi daripada tekanan osmptik pada tanaman xerofit. Keduanya dapat memiliki tekanan osmotic sampai 50 atm. Kondisi potensial osmotic jaringan tumbuhan xerofit dan halofit lebih tinggi daripada tanaman pada air tawar atau hidrofit. Karena pada tumbuhan air tawar, tekanan osmotiknya tidak konstan. Saat banyak air di dalam tanah, maka nilai osmosisnya menjadi lebih rendah.

L. Tugas Pengembangan1. Tidak. Berdasar literature, sebagai perkiraan terdekat potensial osmotic dari jaringan dapat ditaksir ekivalen dengan potensial osmotic suatu larutan apabila suatu larutan tersebut telah menimbulkan plasmolisis sebesar 50%. Untuk mencari nilai taksiran terdekat dari besarnya potensial air jaringan didasarkan pada air larutan perendam yang dapat ditentukan jika telah mengakibatkan keadaan incipient plasmolisis. Penentuan nilai potensial osmotic jaringan dapat menggunakan tabel Potensial Osmotik (PO) beberapa polaritas larutan sukrosa pada suhu 20 0C menurut A.Urspring dan G.Blum.2. Maksud penggunaan epidermis bagian bawah daun Rhoeo discolor untuk percobaan plasmolisis adalah memudahkan dalam pengamatan, baik sebelum terplasmolisis maupun sesudah terplasmolisis. Dengan adanya warna air antosianin ungu pada bagian bawah daun Rhoeo discolor mempermudah dalam menghitung sel-selnya. Selain itu, akan memudahkan dalam membedakan sel yang terplasmolisis maupun yang tidak, yaitu dengan adanya pemudaran warna antosianin ungu, bahkan keadaan sel dalam satu bidang pandang menjadi transparan.3. Karena potensial osmotic yang sama (yang ditaksir) sudah menyebabkan plasmolisis 50%. Berarti potensial osmotic yang sebenarnya harus lebih rendah dari itu.

M. LampiranFoto 1. Proses Osmosis

Foto 2. Proses Difusi

Foto 3. Proses Pemotongan Pisang

Foto 4. Sukrosa 0,18 M

Foto 5. Sukrosa 0,14 M

Foto 6. Sukrosa 0,26 M

Foto 7. Sukrosa 0,22 M

Foto 8. Sukrosa 0,18 M

28