BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar belakang
Respirasi merupakan proses
penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh
semua makhluk hidup dengan semua penyusun tubuh, baik sel tumbuhan maupun sel
hewan, dan manusia. Respirasi ini dilakukan baik siang maupun malam (Dartius,
1991).
Pada praktikum ini akan mempelajari
respirasi pada tumbuhan kecambah kacang hijau serta mengetahui tentang
respirasi anaerob
1.2
Permasalahan
Permasalahan yang dihadapi praktikan
ini adalah bagaimana membuktikan respirasi dapat menghasilkan panas dan pengaruh panas terhadapa laju
respirasi?
1.3
Tujuan
Tujuan praktikum ini adalah mengamati pengaruh suhu terhadap
respirasi kecambah.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Katabolisme
Katabolisme adalah reaksi penguraian
senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan
enzim. Penguraaian suatu senyawa dapat menghasilkan energi. Energi berasal dari
lepasnya ikatan kimia yang menyusun peresenyawaan. Contoh katabolisme adalah
proses pernapasan sel atau respirasi (Wilkins, 1989).
2.2
Respirasi
Respirasi adalah proses penguraian
bahan makanan yang menghasilkan energi.
Respirasi dilakukan oleh semua penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel
hewan dan manusia. Respirasi dilakukan baik siang maupun malam (Tjitrosoepomo,
1998).
Semua aktivitas makhluk hidup
memerlukan energi, tumbuhan juga. Respirasi terjadi pada seluruh bagian tubuh
tumbuhan, pada tumbuhan tingkat tinggi respirasi terjadi baik pada akar, batang
maupun daun dan secara kimia pada respirasi aerobik pada karbohidrat (glukosa) adalah kebalikan fotosintesis.
Pada respirasi pembakaran glukosa oleh oksigen kan menghasilkan energi. Karena
semua bagian tumbuhan tersusun atas jaringan dan jaringan tersusun atas sel,
maka respirasi terjadi pada sel (Sitompul & Guritno, 1995).
Kandungan katalis disebut juga
enzim, sangat penting untuk siklus reaksi respirasi (sebaik-baiknya proses
respirasi ). Beberapa reaksi kimia membolehkan mencampur dengn fungsi dari
enzim memperbat enzim atau dengan mengkombinasi dengan sisi aktifnya.
Penggunaan ini akan dapat dilihat hasilnya pada inhibitor dari aktivitas enzim (Salisbury
& Ross, 1992).
Sistem
pernapasan adalah pertukaran gas O2 dan CO2 dalam tubuh
organisme dan bertujuan mendapatkan energi. Alat respirasi pada berbagai hewan berbeda-beda. Pada
hewan tingkat rendah O2 langsung berdifusi melalui permukaan tubuh,
pada serangga adalah trakea, kalajengking dengan paru-paru buku, ikan dengan
insang, katak dengan paru-paru, kulit dan rongga mulut, reptile dengan paru-paru,
dll (panduan primagama) (Lakitan,
2007).
Respirasi juga terjadi pada manusia
yang disebut dengan pernapasan. Proses menghirup oksigen dan mengeluarkan
karbondioksida. Respirasi pada manusia bisa memiliki gangguan seperti penyakit
infeksi saluran pernapasan akut atau yang disebut juga (ISPA), hal ini
merupakan salah satu masalah kesehatan di Indonesia karena masih tingginya
angka kejadian ISPA terutama pada anak balita. Untuk
mencegahnya bisa digunakan sanitasi rumah, yaitu usaha kesehatan masyarakat
yang menitik beratkan pada pengawasan terhadap struktur fisik, dimana orang
menggunakan sebagai tempat berlindung yang mempengaruhi derajat kesehatan
manusia. Sarana tersebut antara lain ventilasi, suhu, kelembapan, padatan
hunian, penerangan alami, kontruksi bangunan, sarana pembuangan sampah, sarana
pembuangan kotoran manusia dan penyediaan air bersih (Heddy, 1990).
Ditinjau
dari kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam
yaitu :
2.2.1
Respirasi Aerobik (aerob)
Respirasi aerob yaitu respirasi yang
menggunakan oksigen oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Persamaan reaksi proses respirasi aerob secara sederhana
dapat dituliskan:
C6H12O6
+ 6H2O >> 6H2O + 6CO2 + 675 kal
Dalam
kenyataan reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan yang
terjadi dari awal hingga terbentuknya energi.
Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan menjadi 3 tahapan yaitu glikolosis, siklus
krebs dan transport elektron (Guritno & Sitompul, 1995).
a. Glikolisis
Kata “glikolisis” berarti
“menguraikan gula” dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa,
gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih
kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua
molekul piruvat (Filter & Hay, 1991).
NADH merupakan sumber elektron
berenergi tinggi, sedangkan ATP adalah persenyawaan berenergi tinggi. Selama
glikolisis dihasilkan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul ATP diantaranya
digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-reaksi yang lain sehingga tersisa
2 molekul ATP yang siap digunakan untuk tubuh. Seluruh proses glikolisis tidak
memerlukan oksigen. Reaksi glikolisis terjadi di sitoplasma (di luar
mitokondria). Hasil akhir sebelum memasuki siklus krebs adalah asam piruvat.
Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua yaitu glikolisis dan dekarbosilasi
oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi senyawa 2C pada hasil akhir
glikolisis. Yang dimaksud dekarbosilasi oksidatif adalah reaksi asam piruvat
diubah menjadi asetil KoA (Dwijoseputro, 1983).
b. Siklus krebs
Glikolisis melepas energi kurang dari seperempat energi kimiawi yang tersimpan dalam
glukosa, sebagian besar energi itu tetap tersimpan dalam dua molekul piruvet.
Jika ada oksigen molekuler, piruvat itu memasuki mitokondria dimana enzim
siklus krebs menyempurnakan oksidasi bahan bakar organiknya (Dartius, 1991).
Memasuki
siklus krebs, asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam
piruvat (6C). selanjutnya asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai
macam zat yang akhirnya menjadi asam oksalosuksinat. Dalam perjalanannya, 1C (CO2) dilepaskan. Pada
tiap tahapan, dilepaskan energi dalam bentuk ATP dan hidrogen. ATP yang
dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi digabungkan
dengan penerima hidrogen yaitu NAD dan FAD, untuk
dibawa ke sistem transport elektron. Dalam tahap ini dilepaskan
energi, dan hidrogen direasikan dengan oksigen
membentuk air. Seluruh reaksi siklus krebs berlangsung dengan memerlukan
oksigen bebas (aerob). Siklus krebs berlangsung didalam mitokondria (Sitompul
& Guritno, 1995).
c. Sistem Transpor ELektron
Energi yang terbentuk dari peristiwa
glikolisis dan siklus krebs ada dua macam. Pertama dalam bentuk ikatan fosfat
berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP (Guanin Tripospat). Energi ini merupakan
energi siap pakai yang langsung dapat digunakan. Kedua dalam bentuk transport
elektron, yaitu NADH (Nikotin Adenin Dinokleutida) dan FAD (Flafin adenine
dinukleotida) dalam bentuk FADH2. Kedua macam sumber elektron ini
dibawa kesistem transfer elektron. Proses transfer elektron ini sangat komplek, pada
dasarnya, elektron dan H+ dan NADH dan FADH2 dibawa dari
satu substrak ke substrak yang lain secara berantai. Setiap kali dipindahkan,
energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) kemolekul
ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat oksigen sebagai
penerima, sehingga terbentuklah H2O. katabolisme 1 glukosa melalui
respirasi aerobik menghasilkan 3 ATP. Setiap reaksi pada glikolisis, siklus
krebs dan transport elektron dihasilkan senyawa – senyawa antara. Senyawa itu
digunakan bahan dasar anabolisme (Heddy, 1990).
2.2.2
Respirasi Anaerobik (Anaerob)
Respirasi anaerobik adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi
tanpa menggunakan oksigen. Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu
misalnya asam fosfoenol piruvat atau asetal dehida, sehingga pengikat hidrogen
dan membentuk asam laktat atau alcohol. Respirasi anaerobik terjadi pada
jaringan yang kekurangan oksigen, akan tumbuhan yang terendam air, biji – biji
yang kulit tebal yang sulit ditembus oksigen, sel – sel ragi dan bakteri
anaerobik. Bahan baku respirasi anaerobik pada peragian adalah glukosa. Selain
glukosa, bahan baku seperti fruktosa, galaktosa dan malosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alcohol, karbon dioksida dan
energi. Glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbondioksida, energi
yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan respirasi aerobik. Reaksinya (Lakitan, 2007):
C6H12O6
Ragi >> 2C2H5OH + 2CO2
+ 21Kal
Dari persamaan reaksi tersebut
terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan bakteri anaerobik seperti
klostidrium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan
udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga member
kemungkinan bakteri tambah subur (Dartius, 1991).
DAFTAR PUSTAKA
Dartius. 1991. Dasar-dasar
Fisiologi Tumbuhan. USU-Press. Medan.
Dwijoseputro, D. 1983. Pengantar
Fisiologi Tumbuhan. Gramedia. Jakarta.
Filter, A. H. dan R. K. M. Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta.
Guritno, B. dan Sitompul, S. M. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.UGM Press. Yogyakarta.
Heddy,
S. 1990. Biologi Pertanian. Rajawali Press. Jakarta.
Lakitan, B. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo
Persada. Jakarta.
Salisbury, dan Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. ITB Press. Bandung.
Sitompul,
S. M. dan Guritno. B. 1995. Pertumbuhan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta.
Tjitrosoepomo, H.S. 1998. Botani Umum. UGM Press. Yogyakarta.
Wilkins,
M. B. 1989. Fisologi Tanaman. Bumi Aksara. Jakarta.
PEMBAHASAN
RESPIRASI AEROBIK
4.2.1 respirasi pada makhluk hidup
Pada percobaan ini menguunakan 5 buah tabung yang diletakkan
dalam raknya. Masing-masing tabung diisi dengan 20 tetes phenol red, fungsinya
adalah sebagai indikator untuk melihat perubahan warna. Menjadi kuning, membuktikan adanya
respirasi. Setelah itu masing-masing tabung diisi dengan sekrup sampai ke dasar
tabung, fungsinya untuk mencegah bahan praktikum agar tidak tercelup ke dalam
phenol red. Masing-masing tabung diberi tanda. Tabung reaksi I diisi dengan 15
kecambah kacang hijau, disini kacang hijau berfungsi sebagai bahan yang akan
dibuktikan respirasinya pada subjek tumbuhan. Tabung reaksi II diisi denngan 15
kacang kedelai, fungsinya sama dengan kecambah kacang hijau, hanya saja pada
kedelai volumenya lebih besar dibandingkan dengan kacang hijau,hal ini
digunakan untuk membuktikan bahwa semakin besar individu itu maka lebih cepat
mengubah warna phenolnya menjadi kuning dan itu membuktikan bahwa individu itu
lebih banyak dan lebih cepat menghirup udara. Tabung reaksi III diisi dengan
jangkrik, jangkrik berfungsi sebagai bahan yang akan dibuktikan respirasinya
pada hewan. Praktikum ini menggunakan kecambah dan jangkrik bertujuan untuk
membandingkan antara respirasi hewan dengan tumbuhan. Tabung reaksi IV diisi
dengan kerikil, dan tabung reaksi V diisi dengan kertas tissu yang telah
dicelupkan dalam air gula. Kedua bahan ini digunakan untuk membuktikan proses
respirasi pada benda mati, yang ternyata tidak mengalami perubahan warna pada
phenol rednya. Hal ini dikarenakan benda mati tidak mengalami proses respirasi.
Kemudian tabung reaksi ditutup dengan menggunakan alumunium foil, sebagai alat
yang menghindarkan bahan praktikum dari pengaruh lingkungan. Kemudian alumunium
foil itu diikat dengan karet gelang agar tidak mudah lepas. Setelah ditunggu
beberapa menit,phenol red yang lebih dulu berubah warna adalah tabung III atau tabung
yang berisi jangkrik, karena jangkrik beraktivitas lebih banyak daripada yang
lain sehingga membutuhkan udara lebih banyak dan proses respirasinya lebih
cepat. Setelah itu tabung reaksi II yang berisi kecambah kacang kedelai, dan
disusul dengan tabung reaksi I yang berisi kacang hijau. Penyebabnya adalah
volume kedelai lebih besar daripada kacang hijau sehingga proses respirasinya
lebih cepat kacang kedelai. Pada respirasi jangkrik, dia menggunakan pembuluh
darah terbuka untuk mengikat oksigen. Dia juga menggunakan indoskeleton sebagai
pengganti hemoglobin.
Mekanisme respirasi hewan jangkrik yaitu corong hawa
(trakea) adalah alat pernafasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda
lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada dikerangka luar
(eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris
yang berlapis zat kitin, yang terletak berpasangan pada setiap sekmen tubuh.
Spirakel mempunyai tutup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan
menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Umumnya spirakel terbuka selama
serangga terbang, dan menutup saat beristirahat. Oksigen dari luar masuk lewat
spirakel. Kemudian udara dan spirakel menuju pembuluh – pembuluh trakea dan
selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut
trakeolus. Sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian
dalam. Trakeolus tidak berlapis titin, terisi cairan dan dibentuk oleh sel yang
disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel – sel
tubuh. Trakeolus mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler. Pada sistem
pengangkutan pada vertebrata. Mekanisme pernapasan pada serangga ini, misalnya
belalang adalah : jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea menyerpi
sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang
berkontraksi maka trakea kembali pada volume semula. Sehingga tekanan udara
menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan diluar sebagai akibatnya udara diluar
yang kaya oksigen masuk ke trakea, sistem trake berfungsi mengangkut oksigen
dan mengedarkan keseluruh tubuh, sebaliknya mengangkut karbondioksida hasil
respirasi dikeluarkan dalam tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya
berfungsi mengangkut sari makanan dan tidak mengangkut gas. Di bagian ujung
trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan.
Mekanisme respirasi tumbuhan memberi manfaat pada
tumbuhan. Manfaatnya terlihat pada respirasi dimana terjadi pemecahan senya
organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkan senyawa antara yang
penting sebagai “building block” merupakan senyawa yang penting dalam tubuh.
Senyawa tersebut meliputi, asam amino, untuk protein nukleotida, untuk asam
nukleat dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan
sitokinin), lemak, steron,karotenoit, pigmen flafonoit. Seperti antosianin dan
senyawa aromatik tertentu lainnya seperti likmin. Telah diketahui hasil akhir
dari respirasi adalah CO2 dan H2O, terjadi bila substrat
secara sempurna dioksidasi. Namun bila berbagai senyawa diatas terbentuk
substrat awal respirasi tidak seluruhnya diubah menjadi CO2 dan H2O.
4.2.2 Respirasi menghasilkan panas
Tabung reaksi diletakkan pada raknya dan diberi tanda.
Tabung reaksi I diisi kecambah kacang hijau besar setengah bagian, sedangkan
tabung reaksi II diisi kecambah kacang hijau segar setengah bagian tujuannya
adalah untuk membuktikan ssemakin besar volume individu, maka semakin besar
pula panas yang dihasilkan. Tabung III diisi dengan kacang hijau yang telah
direbus setengah bagian. Setelah itu tabung reaksi ditutup dengan sumbat karet
dan disisipi denga termometer, fungsinya untuk mengetahui suhu dan atau
kenaikannya karena yang dicari adalah pembuktian bahwa respirasi menghasilkan
panas. Tabung yang mengeluarkan suhu yang paling tinggi adalah tabung yang no I
karena volume kecambah didalamnya lebih besar dibanding kecambah pada tabung no
II yang dipotong tiga perempat bagian. Sedangkan pada tabung ketiga yidak
mengalami kenaikan suhu karena kecambah didalamnya tidak mengalami respirasi
lagi disebabkan sel – sel didalamnya telah mati setelah melalui proses
perebusan.
BAB V
KESIMPULAN
Respirasi pada makhluk hidup, jika semakin besar volume
organisme maka respirasi yang berlangsung semakin cepat. Begitu juga organisme
yang memiliki struktur tubuh kompleks, akan lebih cepat. Respirasi menghasilkan
panas. Sedangkan benda mati tidak melangsungkan respirasi saat dipanaskan.
0 komentar:
Posting Komentar