A. Topik Permasalahan

Pengukuran Potensial Osmotik dan Potensial Air Jaringan Tumbuhan

B. Tujuan Kegiatan

Dari praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Mengetahui nilai potensial air umbi kentang

2. Menemukan fakta tentang gejala plasmolisis

3. Menunjukkan faktor penyebab plasmolisis

4. Mendeskripsikan peristiwa plasmolisis

5. Menunjukkan hubungan antara plasmolisis dengan status potensial osmotik antara

sel dan larutan di sekitarnya

C. Hasil Pengamatan

1. Mengukur Potensial Osmotik

Konsentrasi Jumlah Sel

yang

Mengalami

Plasmolisis

Jumlah

Keseluruhan

Sel dalam

Jaringan

Gambar

0 % 85 223

5 % 225 271

10 % 97 215

15 % 186 186

20 % 152 152

2. Mengukur Potensial Air Umbi Kentang

Konsentrasi Ulangan pada Kentang

1 2 3 4

0 % 31,04 mm 31,01 mm 29.04 mm 33,07 mm

5 % 31,03 mm 31,02 mm 32,07 mm 31,06 mm

10 % 34,02 mm 34 mm 30,06 mm 33,05 mm

15 % 31,03 mm 33,07 mm 28,03 mm 27,04 mm

20 % 31,01 mm 29,04 mm 29,04 mm 29,04 mm

D. Analisis Data

Konsentrasi gula dalam molar :

M = mol

L =

gr

Mr ×

1000

P

Konsentrasi larutan gula 0 %

M = 0

180 ×

1000

500 = 0

Konsentrasi larutan gula 5 %

M = 25

180 ×

1000

500 = 0,27 M

Konsentrasi 10%

M = 50

180 ×

1000

500 = 0,55 M

Konsentrasi 15%

M = 75

180 ×

1000

500 = 0,83 M

Konsentrasi 20%

M = 100

180 ×

1000

500 = 1,11 M

1. Mengukur potensial osmotik

Konversi sel yang berplasmolisis

Konsentrasi 0%

T = 85

223 × 100% = 38,11%

Konsentrasi 5%

T = 225

271 × 100% = 83,02%

Konsentrasi 10%

T = 97

215 × 100% = 45,11%

Konsentrasi 15%

T = 183

186 × 100% = 98,38%

Konsentrasi 20%

T = 152

152 × 100% = 100%

Konsentrasi Jumlah Sel

yang

Mengalami

Plasmolisis

Jumlah

Keseluruhan

Sel dalam

Jaringan

Persen Jumlah Sel

Plasmolisis

0 % 85 223 38,11%

5 % 225 271 83,02%

10 % 97 215 45,11%

15 % 186 186 98,38%

20 % 152 152 100%

Grafik mengukur potensial osmotik

Berdasarkan hasil pengamatan pengukuran potensial osmotik

terhadap penampang melintang daun Rhoeia discolour dapat dilihat pada

grafik bahwa pada molaritas larutan sebesar 0 M, sel yang berplasmolisis

sebanyak 38,11% mengalami kenaikan jumlah sel yang berplasmolisis pada

molaritas larutan 0,27 M sebesar 83,02%. Namun pada molaritas larutan 0,55

M terjadi penurunan jumlah sel yang berplasmolisis menjadi sebanyak

45,11%. Jumlah sel yang berplasmolisis meningkat kembali menjadi 98,38%

pada molaritas larutan 0,83 M dan terus naik hinga mencapai 100% pada

molaritas larutan 1,11 M.

Pada gambar grafik dapat dilihat pula bahwa tidak ada jumlah sel

berplasmolisis yang mencapai 50%, hanya saja yang mendekati angka 50%

yaitu pada molaritas larutan gula 0,55 M yaitu sebesar 45,11%. Jadi, dari

hasil pengamatan dapat diketahui bahwa semakin tinggi konsentrasi (

molaritas ) larutan gula maka semakin banyak jumlah sel yang mengalami

plasmolisis. Pada konsentrasi 0% , 5%, 10%, dan 15% terjadi plasmolisis

sebagian. Sedangkan pada konsentrasi 20% daun Rhoeo discolor mengalami

plasmolisis total.

0

20

40

60

80

100

120

0 0.27 0.55 0.83 1.11Sel yang berplasmolisis

( Persen )Molaritas konsentrasi larutan gula

Grafik Jumlah Sel yang Mengalami Plasmolisis

2. Mengukur Potensial Air Umbi Kentang

Konsentrasi Ulangan Kentang

Rata - rata 1 2 3 4

0 % 31,04

mm

31,01

mm

29.04

mm 33,07 mm 31,04 mm

5 % 31,03

mm

31,02

mm

32,07

mm 31,06 mm 31,29 mm

10 % 34,02

mm 34 mm

30,06

mm 33,05 mm 32,78 mm

15 % 31,03

mm

33,07

mm

28,03

mm 27,04 mm 29,79 mm

20 % 31,01

mm

29,04

mm

29,04

mm 29,04 mm 29,53 mm

27

28

29

30

31

32

33

34

0 0.27 0.55 0.83 1.11

Panjang silinder kentang (mm)

Molaritas larutan gula

Grafik Panjang Silinder Kentang Konsentrasi Pelarut

Berdasarkan hasil pengamatan pengukuran potensial air terhadap umbi

kentang dapat dilihat pada grafik bahwa pada molaritas larutan sebesar 0 M,

rerata panjang silinder umbi kentang sebesar 31,04 mm dan naik pada

molaritas larutan 0,27 M dengan prerata panjang 31,29 mm. Rerata panjang

pada molaritas 0,55 M juga mengalami kenaikan dengan rerata panjang 32,78

mm. Namun pada molaritas larutan gula rerata panjang engalami penurunan

menjadi 29,79 mm dan pada molaritas 1,11 M menjadi sebesar 29,53 mm

Berdasarkan hasil pengamatan pada pengukuran potensial air umbi

kentang rata-rata konsentrasi 0%, 5% dan 10% terjadi pemanjangan

sedangkan konsentrasi 15% dan 20% irisan kentang memendek.

E. Pembahasan

1. Mengukur Potensial Osmotik

Menurut Tjitrosomo (1987), semakin tinggi konsentrasi larutan maka

semakin banyak sel yang mengalami plasmolisis. Hal tersebut sesuai dengan hasil

pada praktikum yang kami lakukan bahwa semakin besar konsentrasi gula dalam

larutan maka semakin banyak sel epidermis daun Rhoeo discolor yang

berplasmolisis seperti pada grafik yang ditampilkan dalam analisis data. Terjadinya

plasmolisis pada sel tumbuhan penampang melintang daun Rhoeo discolour karena

larutan eksternal sel mempunyai konsentrasi yang rbih rendah dibandingkan cairan

di dalam sel, sehingga sesuai dengan prinsip difusi, akan terjadi perpindahan

molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Cairan intersel akan keluar

untuk menyeimbangkan perbedaan konsentrasi tersebut, yang menyebabkan sel

mengalami plasmolisis dan lepas dari dinding selnya. Indikator bahwa sel terlepas

dan cairan intersel keluar yaitu pada perubaha warna sel daun Rhoeo discolour yang

semula berwarna ungu menjadi tidak berwarna.

Tetapi pada konsentrasi gula 0% seharusnya tidak ada sel yang

berplasmolisis. Namun pada praktikum di kelompok kami terdapat sel yang

berplasmolisis. Hal ini mungkin disebabkan adanya kontaminasi larutan gula pada

aquades yang digunakan karena kurang hati-hatinya praktikan saat mengambil

aquades. Pada konsentrasi 5% jumlah sel yang berplasmolisis lebih banyak yang

berplasmolisis daripada pada konsentrasi 10 %. Hal ini seharusny tidak terjadi

karena semakin tinggi konsentrasi larutan maka jumlah sel yang berplasmolisis akan

semain bertambah. Hal tersebut terjadi mungkin karena adanya kontaminasi gula

karena praktikan kurang hati-hati dalam pengambilan larutan.

Pada hasil praktikum kami pada konsentrasi gula 0%, 5%, 10%, dan 15%

mengalami plasmolisis sebagian karena dalam penampang irisan daun Rhoeo

discolour konsentrasi tersebut terdapat sel yang mengalami plasmolisis dan terdapat

sel yang tidak mengalami plasmolisis. Sedangkan pada konsentrasi gula 20% sel

daun Rhoeo discolour mengalami plasmolisis total sebab semua selnya mengalami

plasmolisis dengan berubahnya semua warna sel yang semula ungu menjadi tidak

berwarna. Menurut Loveless (1991) plasmolisis dibedakan menjadi 2 tingkatan yaitu

plasmolisis sempurna dan plasmolisis insipien. Plasmolisis insipien adalah bila 50%

jumlah sel dalam suatu jaringan mengalami plasmolisis. Keadaan ini dapat

dikembalikan dengan meletakkan jaringan pada larutan yang hipotonis. Bila

plasmolisis terus berlanjut, cairan dalam sel akan tertarik keluar. Keadaan ini

menyebabkan tekanan turgor menurun, akibatnya seluruh protoplasma keluar dan sel

tidak dapat dikembalikan pada keadaan semula. Peristiwa ini yang disebut sebagai

plasmolisis sempurna.

2. Mengukur Potensial Air Umbi Kentang

Menurut Tjitrosomo (1987), jika sel dimasukan ke dalam larutan gula, maka

arah gerak air neto ditentukan oleh perbedaan nilai potensial air larutan dengan

nilainya didalam sel. Jika potensial larutan lebih tinggi, air akan bergerak dari luar ke

dalam sel, bila potensial larutan lebih rendah maka yang terjadi sebaliknya, artinya sel

akan kehilangan air. Apabila kehilangan air itu cukup besar, maka ada kemungkinan

bahwa volum sel akan menurun demikian besarnya sehingga tidak dapat mengisi

seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Karena volume sel menurun maka

panjang kentang juga akan memendek.

Sehingga berdasarkan hasil pengamatan pada pengukuran potensial air umbi

kentang rata-rata konsentrasi 0%, 5% dan 10% terjadi pemanjangan silinder kentang

sedangkan konsentrasi 15% dan 20% irisan kentang memendek. Pemanjangan silinder

pada kentang menandakan bahwa pada potongan kentang tersebut terjadi penambahan

air dari luar sel ke dalam sel kentang. Dan terjadinya pemendekan pada kentang

konsentrasi 15% dan 20% menandakan bahwa terjadi pengeluaran cairan dari dalam

sel ke luar akibat potensial larutan di luar yang lebih rendah. Sehingga berdasarkan

teori seharusnya terjadi penurunan panjang silinder potongan kentang sebanding

dengan tingginya konsentrasi larutan gula.

Dalam pengamatan kelompok kami, hasil yang sesuai dengan teori yaitu pada

konsentrasi larutan 15% dan 20% yang menunjukkan dalam grafik bahwa terjadi

penurunan panjang silinder kentang.

Terjadinya ketidaksesuaian hasil pengamatan dengan teori yang ada ini

mungkin disebabkan karena pada saat pengkuran irisan kentang sebelum dimasukan

ke dalam botol-botol selai kurang akurat karena hanya mengunakan penggaris yang

tingkat ketelitiannya rendah. Seharusniya yang digunakan untuk mengukur panjang

silinder dengan jangka sorong yang tingkat ketelitian lebih tingg. Penggunaan alat

ukur yang salah menyebabkan data menjadi tidak beraturan. Seharusnya jika kentang

direndam larutan gula yang konsentrasinya lebih besar maka panjang kentang

semakin memendek.

F. Kesimpulan

1. Perendaman kentang dalam berbagai tingkat konsentrasi larutan gula menunjukkan

semakin tinggi konsentrasi larutan gula maka akan terjadi pemendekan silinder

potongan kentang yang mengindikasikan keluarnya air dalam sel ke luar karena

potensial air di luar lebih rendah daripada di dalam sel.

2. Gejala yang ditunjukkan oleh sel yang mengalami plasmolisis yaitu berubahnya

warna pada sel, seperti pada daun Rhoeo discolour yang semula berwarna ungu

menjadi tidak berwarna karena cairan isi selnya keluar, kemudian dapat diketahui

pula bahwa terjadi penyusutan ukuran sel ( sel mengkerut hingga leas dari dinding

sel )

3. Faktor penyebab terjadinya plasmolisis yaitu adanya perbedaan konsentrasi larutan

antara cairan didalam sel dengan cairan diluar sel. Cairan diluar sel memiliki

konsentrasi yang lebih rendah daripada cairan di dalam sel.

4. Plasmolisis terjadi karena keluarnya cairan di dalam sel keluar sel akibat konsentrasi

cairan diluar sel lebih rendah daripada cairan di dalam sel untuk menyeimbangkan

konsentrasi diluar sel agar sama dengan konsentrasi di dalam sel.

5. Hubungan antara plasmolisis dengan potensial osmotik sel dan larutan yaitu saat

larutan disekitar sel bersifat hipertonis maka cairan di dalam sel akan terdorong

keluar akibat tekanan osmotik di luar lebih rendah daripada di dalam sel. Sehingga

konsentrasi larutan eksrasel sebanding dengan plasmolisis yang terjadi pada sel.

G. Diskusi

1. Apakah ada perbedaan respon sel – sel epidermis pada larutan eksternalnya ( larutan

gula ) yang berbeda konsentrasi ?

Jawab :

Ya, terdapat perbedaan respon sel – sel pada larutan gula yang berbeda

konsentrasi. Bila konsentrasi gula semakin besar maka larutan akan semakin encer yang

menandakan bahwa larutan tersebut semakin bersifat hipotonis. Bila suatu sel tersebut

berada dalam kondisi eksternal yang hipotonis, maka cairan dalam sel akan keluar

sesuai dengan prinsip dari konsentrasi tinggi menuju ke konsentrasi rendah dan

mengalami plasmolisis. Kondisi tersebut terjadi karena sifat sel untuk menyeimbangkan

konsentrasi dalam sel dengan konsentrasi di lingkungannya. Hal tersebut terbukti pada

hasil percobaan diketahui bahwa irisan melintang daun Rhodeo discolour yang

direndam pada konsentrasi larutan gula 0%, 5%, 10%, 15%, dan 20% menunjukkan

terjadinya plasmolisis pada penampang tersebut, terutama pada konsentrasi larutan gula

20% terjadi plasmolisis total.

2. Bagaimana kecenderungan bentuk hubungan antara tingkat plasmolisis dengan

konsentrasi larutan gula ?

Jawab :

Hubungan antara tingkat plasmolisis dengan konsentrasi larutan gula yaitu

semakin pekat atau semakin tinggi konsentrasi larutan gula maka semakin tinggi tingkat

plasmolisisnya. Semakin tinggi konsentrasi larutan gula maka konsentrasi air semakin

rendah. Bila sel berada pada lingkungan eksternal dengan konsentrasi rendah larutan

hipertonis ) maka cairan sel akan keluar menyeimbangkan kondisi di dalam dengan di

luar sehingga akan terjadi plasmolisis. Konsentrasi larutan gula sebanding dengan

tingkat plasmolisis. Semakin tinggi konsentrasi larutan gula, semakin tinggi pula

tingkat plasmolisis yang terjadi, begitu pula sebaliknya.

3. Bila tekanan osmotik larutan di luar sel atau jaringan sama dengan tekanan osmotik

cairan selnya, peristiwa apa yang akan terjadi ?

Jawab :

Bila tekanan osmotik larutan eksternal sel sama dengan tekanan osmotik cairan

sel maka cairan eksternal tersebut bersifat isotonis sehingga tidak terjadi perubahan

volume didalam sel karena konsentrasi larutan eksternal sel dan larutan internal sel

sama dan tidak terjadi perpindahan molekul.

4. Mengapa dalam praktikum ini ditekankan pada jumlah sel yang mengalami plasmolisis

sekitar 50% ? Jelaskan

Jawab :

Ditekankannya jumlah sel yang mengalami plasmolisis sekitar 50% menandakan

bahwa di dalam sel tersebut terjadi plasmolisis sebagian yang ideal, maksudnya adalah

saat sel yang mengalami plasmolisis menunjuk sekitar 50% maka akan terdapat sel

yang tidak mengalami plasmolisis sebesar 50% pula sehingga tercapai suatu kondisi

setimbang diantara keduanya, yang dapat berarti pula menandakan bahwa konsentrasi

diluar sel dan konsentrasi di dala sel sudah seimbang. Plasmolisis seperti ini disebut

pula sebagai plasmolisis insipien.

5. Apa yang dimaksud denga plasmolisis insipien ?

Jawab :

Plasmolisis insipien adalah kondisi ketika volume vakuola dapat untuk menahan

protoplasma agar tetap menempel pada dinding sel sehingga kehilangan sedikit air saja

akan berakibat lepasnya protoplasma dari dinding sel. Plasmolisis insipien terjadi pada

jaringan yang separuh jumlahnya selnya mengalami plasmolisis., yaitu nilai sel yang

berplasmolisis sebesar 50%. Hal ini terjadi karena tekanan di dalam sel = 0. Potensial

osmotik larutan penyebab plasmolisis insipien setara dengan potensial osmotik di

dalam sel setelah keseimbangan dengan larutan tercapai (Salisbury and Ross, 1992).

6. Menurut dugaan anda, apakah sel atau jaringan yang terplasmolisis dalam praktikum ini

masih dapat kembali normal bila dikembalikan ke lingkungan air biasa ?

Jawab :

Sel atau jaringan yang mengalami plasmolisis tidak dapat kembali normal bila

dikembalikan ke lingkungan air biasa karena belum tentu air biasa tersebut

konsentrasinyasama tau lebih besar daripada sel yang telah mengalami plasmolisis. Sel

atau jaringan dapat kembali normal bila berada didalam ( dimasukkan ) air murni atau

akuades. Peristiwa ini disebut dengan deplasmolisis ( Tim Pengampu Fisiologi

Tumbuhan ). Akuades atau air murni dapat mengembalikan kondisi sel menjadi normal

sebab konsentrasi air murni setimbang.

7. Bagaimanakah perbedaan tingkat perubahan panjang potongan kentang pada

konsentrasi larutan gula yang berbeda ?

Jawab :

Perbedaan tingkat perubahan panjang potongan kentang dipengaruhi oleh

tingkat konsentrasi dari larutan gula dan nilai potensial airnya. 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.

Konsentrasi larutan gula juga berpengaruh terhadap perbedaan pertambahan

panjang pada kentang karena semakin pekat atau tinggi konsentrasi larutan kentang

maka cairan dalam sel yang keluar akan semakin banyak sehingga pemendekan akan

semakin besar, begitu pula sebaliknya. Bila konsentrasi larutan eksternal lebih besar

daripada konsentrasi di dalam sel maka air akn masuk ke dalam sel dan terjadi

pertambahan volume ( panjang )

8. Apakah artinya jika potongan kentang bertambah panjang ?

Jawab :

Bila potongan kentang bertambah maka terjadi perpindahan air masuk ke dalam

sel karen terdapat perbedaan nilai potensial air antara diluar sel dan didalam sel.

Masuknya air ke dalam sel menandakan bahwa potensial air rendah, yang berati

potensial di dalam sel kentang lebih rendah daripada potensial air di luar sehingga air

masuk dan volume kentang bertambah.

9. Bagaimana status potensial air jaringan kentang terhadap larutan perendam jika tidak

terjadi perubahan volume ?

Jawab :

Bila tidak terjadi perubahan volume maka menandakan bahwa potensial larutan

di luar dan di dalam sel sama sehingga tidak terjadi perpindahan molekul larutan dari

konsentrasi atau potensi tinggi menuju ke konsentrasi atau potensi rendah. Samanya

potensial larutan di dalam sel maupun diluar sel tidak berakibat apapun pada sel. Hal ini

terjadi pada larutan yang bersifat isotonis.

10. Mengapa umbi kentang dapat berubah ukurannya setelah direndam dalam larutan gula

dalam berbagai konsentrasi, padalah sel – sel umbi tersebut memiliki dinding sel ?

Jawab :

Umbi kentang dapat berubah – ubah volumenya karena terjadi perpindahan

larutan dari dalam atau luar ke lingkungan luar atau kedalam sel karena terdapat

perbedaan konsentrasi larutan. Perpindahan tersebut dapat terjadi pada kentang dan

tumbuhan lainnya padahal mempunyai dinding sel karena perpindahan molekul air

yang terjadi melalui pori pada membran yang berukuran kecil. Molekul air dapat keluar

dan masuk karena ukuran molekul air yang kecil dan masih dapat melewati pori

tersebut.

H. Daftar Pustaka

Loveless,A.R.1991.Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I.

Jakarta:PT Gramedia Pustaka Utama

Tjitrosomo.1987. Botani Umum 2. Penerbit Angkasa, Bandung.

Salisbury and Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. Institut Teknologi Bandung : Bandung