LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR FISIOLOGI TUMBUHAN ACARA II PENGARUH SUHU TERHADAP LAJU RESPIRASI AEROB

Pendauluan

Respirasi merupakan proses dimana senyawa karbon karbon teroksidasi untuk menyediakan energi metabolisme dan substrat yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan semua sel hidup. Pada tumbuhan, respirasi dikendalikan oleh ketersediaan substrat pernapasan, energi selular atau status total kapasitas pernapasan. Substrat yang dapat membatasi respirasi mencakup ADP (Loe et a.l, 2001 cit Klotz et al., 2007), molekul oksigen (Geigenberger et al., 2000 cit Klotz et al., 2007), NAD Karbon (Azcon-Bieto et al., 1989 cit Klotz et al., 2007), dan mengurangi senyawa yang disediakan oleh pembelahan sukrosa, glikolisis, dan siklus asam tikarboksilat (TCA) (Hari et al., 1985; Marilia at al., 2003 cit Klotz et al., 2007). Status energi selules sering dinyatakan sebagai rasio ATP untuk ADP, mengatur pernapasan dalam beberapa sistem tanaman dengan megendalikan fluks glikolitik dan tingkat karbon masuk dalam siklus TCA. Status energi sel diberikan kontrol dengan efek alosentrik dari ADP dan ATP pada fosfofruktokinase, piruvat kinase, dan dehidrogenase piruvat (Day and Lambers, 1983; Farrar, 1985 cit Klotz et al., 2007). Kapasitas pernafasan adalah karena gabungan dari sitokrom c oksidase  (COX) dan oksidase alternatif (AOX) jalur untuk menerima elektron dari transport elektron sistem. Pada beberapa spesies tanaman, dibawah kondisi perkembangan dan lingkungan tertentu, pernapasan kapasitas telah ditunjukkan untuk membatasi respirasi (Azco’n-Bieto et al., 1983; Covery-Crump ey al., 2002 cit Klotz et al., 2007).

Beberapa tanaman merespon proses pertukaran karbon untuk mengubah suhu yang disebabkan oleh perubahan aktivitas enzimatik. Dimana kenaikan suhu mencapai suhu optimum merangsang aktivitas enzim yang mengakibatkan peningkatan hingga puncak. Namun jika suhu menurun diluar suhu optimum, harga mulai menurun. Penurunan suhu ini digunakan untuk berbagaiproses (termasuk respirasi dan fotosintesis). Penurunan suhu tinggi pada fotosistesis berhubungan dengan aktivitas Rubisco. Aktivasi Rubisco merupakan keseimbangan antara penonaktivan dan aktivase yang akan meningkat pada suhu tinggi. Pada suhu tinggi, penonaktifan enzim dapat meningkat ke titik yang melebihi kapasitas aktivase enzim untuk mempromosikan pengaktifan (Crafts-Brander and Salvucci, 2000 cit Smith and Dukes, 2012).

Metodologi

Praktikum dasar-dasar fisiologi tumbuhan dilaksanakan pada hari Kamis, 15 Mei 2014 di laboraturium Ilmu tanaman, jurusan Budidya Pertanian, Fakultas Pertanian, UGM. Praktikum bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu lingkungan terhadap laju respirasi aerob kecambah kacang hijau. Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah botol 250 ml berjumlah 8 dengann tutup karet, 4 termometer, erlenmeyer 125 ml, buret, kecambah kacang hijau dan lemari es. Semntara bahan yang digunakan adalah NaOH 0,2 N, larutan BaCl₂, larutan HCl 0,1 N, larutan indikator phenolptalein, kain kelambu dan tali.

Rancangan percobaan yang digunakan pada praktikum tersebut adalah RCBD. Variabel yang diamati adalah jumlah CO₂ yang dihasilkan dengan rumus [11(X-Y)] ml CO₂/berat kecambah (gram)/20 jam. X adalah volume HCl tanpa kecambah sementara Y merupakan volume HCl dengan kecambah. Hubungan antara laju respirasi aerob dengan suhu ditampilkan dalam bentuk kurva regresi. 

Hasil dan Pembahasan

A.    Hasil

Tabel 1. Tabel pengaruh suhu terhadap laju respirasi

Suhu Lingkungan (°C)	Laju Respirasi (ml CO2 gr-1 jam-1)
5	0,052
15	0,17
Suhu Lab	0,71
Rumah Kaca	0,58

B.     Pembahasan

Katabolisme disebut juga respiras,i merupakan proses penting dalam kehidupan. Respirasi merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan.

Setiap sel hidup mengikuti respirasi seluler. Respirasi seluler dapat dilakukan dengan dua jalur yang berbeda. Respirasi seluler yang terjadi dihadapan oksigen disebut respirasi aerobik, dan respirasi yang terjadi dalam ketiadaan oksigen respirasi seluler anaerobik.

Pada praktikum ini respirasi dihitung berdasarkan sisa CO₂ yang dihasilkan. Awalnya botol berisi NaOH dengan dan tanpa kacang hijau ditutup rapat dan diberi perlakuan suhu. Mula-mula terjadi reaksi antara NaOH yang terdapat pada masing-masing botol dengan CO₂ yang merupakan hasil respirasi dari kecambah kacang hijau. NaOH yang ada didalam botol berfungsi untuk menyerap karbondioksida dalam botol, sehingga reaksi tersebut menghasilkan Na₂CO₃ dan H₂O. Penambahan BaCl₂ bertujuan untuk mengikat air yang dihasilkan dari reaksi NaOH dan CO_2. Sementara itu, reaksi antara Na₂CO₃ dengan BaCl₂ menghasilkan BaCO₃ dan NaCl. Penambahan larutan warna phenolptalein bertujuan untuk memberikan tanda tercapainya titik ekuivalen pada saat titrasi.

Proses titrasi dihentikan pada saat warna larutan yang semula berwarna merah jambu berubah menjadi putih. Volume HCl yang digunakan untuk merubah warna larutan tersebut dapat menunjukkan CO₂ yang diserap kacang hijau.

Gambar 1. Regresi laju respirasi kecambah Vigna radiata ke berbagai suhu lingkungan

Pada grafik diatas menunjukkan hubungan regresi antara laju respirasi dengan suhu lingkungan. Diperoleh persamaan y = 0,2124x – 0,153. Nilai 0,2124 menunjukkan bahwa laju respirasi dan suhu lingkungan berbanding lurus. Semakin tinggi suhu, semakin cepat pula laju respirasinya. Sedangkan nilai R² yang didapatkan sebesar 0,7505. Nilai tersebut mendekati 1 yang berarti laju respirasi dan suhu lingkungan memiliki hubungan yang erat.

Pada grafik diatas menunjukkan bahwa pengukuran laju respirasi pada suhu laboratorium mengalami kenaikan dibanding dengan perlakuan pada suhu 15°C. Sedangkan mengalami penurunan saat berada dalam perlakuan pada rumah kaca. Suhu rumah kaca lebih panas dibandingkan dengan suhu yang berada di dalam laboratrium. Menurut Smith et al. (2012) peningkatan suhu menstimulasi aktivitas enzim di dalam sel. Pada suhu yang tinggi terjadi peningkatan deaktivasi enzim pada titik tertentu. Hal ini meyebabkan kapasitas enzim aktivase meningkat untuk menaikkan aktivitas enzim. Oleh karena itu, adanya kenaikan suhu menyebabkan peningkatan enzim amilase dan enzim lainnya untuk merombak pati menjadi gula sederhana yang dipakai untuk respirasi. Hal ini menyebabkan laju respirasi meningkat.

Kesimpulan dan Saran

A.    Kesimpulan

Kenaikan suhu berpengaruh terhadap laju respirasi. Respirasi dapat berjalan dengan baik jika berada dalam suhu optimum. Semakin tinggi suhu, semakin cepat pula laju fotosintesisnya.

B.     Saran

Sebaiknya termometer yang akan digunakan dalam praktikum dipastikan kondisinya terlebih dahulu agar tidak menghambat dalam pengerjaan praktikum.

Daftar Pustaka

Klotza, K. L., Fernando L.,Fingerb, and Marc D. Andersonc. 2007. Respiration in postharvest sygarbeet roots is notlimited by respiratory capacity or adenylates. Journal of Plant Physiology :1500—1510.

Smith, N. G. and J. S. Dukes. 2012. Plant respiration and Photosyntesis in global-scale

models: incorporating acclimation to temperature and CO₂. Global Change Biology doi: 10.1111: 1-18.