Makalah biologi

MAKALAH

DISUSUN OLEH:

v Anggi Satria Kusuma

v Dwi Hidayati

v Ferdiansyah Putra

v Kurniatul Khasanah

v Velia Tri Celin Nofita Dewi

v Peavy Dwi Cahya

Kelas : XI IPA C

Tahun Ajaran 2014/2015

Laporan Praktikum Difusi Osmosis

Bab I Pendahuluan

A. Latar Belakang

Pada berlangsungnya proses fotosintesis, terjadi berbagai proses yang   sangat komplek, mulai dari pengambilan air dan mineral tanah, penangkapan cahaya matahari, penyerapan gas-gas, sintesis glukosa dan energi, hingga pengedaran hasil fotosintesis. Tumbuhan mengambil air dan mineral tanah dalam bentuk terlarut dalam air tanah, untuk menyerapnya, zat-zat tersebut harus menembus dinding selektif permeabel. Dinding sel tebal namun banyak terdapat pori-pori atau ruang-ruang dan mudah dilalui larutan tanah dan gas-gas, sehingga tidak menimbulkan masalah untuk penyerapan. Sebaliknya, membran sel yang lipo-protein, hanya memiliki pori yang lembut dan bermuatan, sehingga tidak setiap zat dengan mudah melewatinya. Permeabilitas membran terhadap ion-ion adalah paling rendah. Dengan kata lain, ion-ion sulit menembus membran, maka penyerapannya pun paling sulit. Terkait dengan penyerapan zat ini, salah satu permasalahannya adalah, bagaimana penyerapan air dan gas-gas terjadi melaluisel-sel penyerapan ?

B. Tujuan

Pada percobaan Difusi Osmosis :

1) Mengamati gejala difusi osmotik

2) Menemukan faktor yang mempengaruhi osmosis

3) Menunjukkan prinsip dasar arah aliran air pada peristiwa osmosis

Pada percobaan Plasmolisis :

1) Menemukan fakta tentang gejala plasmolisis

2) Menunjukkan faktor penyebab plasmolisis

3) Mendeskripsikan peristiwa plasmolisis

4) Menunjukkan hubungan antara plasmolisis dengan status potensial osmotik antara cairan selnya dengan larutan di lingkungannya

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

1. Difusi

Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau  gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion), difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion). Difusi melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO₂, HO, dan H₂O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi, yaitu pelaluan zat melalui rnembran plasrna yang melibatkan protein pembawa atau protein transforter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul vang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transforter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel. Protein transporter untuk grukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi. (http://kireidwi.blog.friendster.com/2008/09/mekanisme-difusi-dan-osmosis-dalam-sel)

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi, yaitu

a. Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.

b. Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

c. Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.

d. Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.

e. Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

Dalam mengambil zat-zat nutrisi yang penting dan mengeluarkan zat-zat yang tidak diperlukan, sel melakukan berbagai jenis aktivitas, dan salah satunya adalah difusi. Ada dua jenis difusi yang dilakukan, yaitu difusi biasa dan difusi khusus.

Difusi biasa terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophobic atau tidak berpolar / berkutub. Molekul dapat langsung berdifusi ke dalam membran plasma yang terbuat dari phospholipids. Difusi seperti ini tidak memerlukan energi atau ATP(Adenosine Tri-Phosphate).

Difusi khusus terjadi ketika sel ingin mengambil nutrisi atau molekul yang hydrophilic atau berpolar dan ion. Difusi seperti ini memerlukan protein khusus yang memberikan jalur kepada partikel-partikel tersebut ataupun membantu dalam perpindahan partikel. Hal ini dilakukan karena partikel-partikel tersebut tidak dapat melewati membran plasma dengan mudah. Protein-protein yang turut campur dalam difusi khusus ini biasanya berfungsi untuk spesifik partikel.

2. Osmosis

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan vang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan .sebagai larutan hipertonis. sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis. Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal irri karena sei hewan tidak memiliki dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel), sedangkan sel hew’an/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel hewan/sel darah merah mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air. Seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalm sel hidup di mana molekul solvent (biasanya air) akan mengalir dari daerah solute rendah ke daerah solute tinggi melalui sebuah membran semipermeable. Membran semipermeable ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari solvent berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Dua faktor penting yang mempengaruhi osmosis adalah:a. Kadar air dan materi terlarut yang ada di dalam sel.b. Kadar air dan materi terlarut yang ada di luar sel.

3. Plasmolisis

Sel tumbuhan memiliki ciri fisiologi yang berbeda dengan sel hewan, khususnya dengan keberadaan dindidng sel pada sel tumbuhan. Dinding sel secara umum dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Perbedan antara kedua macam dinding ini terletak pada fleksibilitas, ketebalan, sususnan mikrofibil, dan pertumbuhannya. ( Istanti, 1999 ). Seluruh aktivitas sel tumbuhan sangat tergantung dengan keberadaan dinding sel ini. Dindidng sel selain berfungsi untuk proteksi isi sel juga berperan sebagai jalan keluar masuknya air, makanan dan garam-garam mineral ke dalam sel. Sel tumbuhan merupakan bagian terkecil dari sistem hidup dan di dalam sistem itu sel-selnya saling bergantung. Perilaku sel tidak hanya dipengaruhi oleh keadaan sel itu sendiri tetapi juga sel-sel disekitarnya dan tumbuhan tu sendiri serta lingkungan luar. Berbagai macam zat seperti makanan, zat mineral, air, dan gas bergerak dari sel ke sel dalam bentuk molekul atau partikel.

Lingkungan suatu sel meliputi sel-sel disekitarnya dan ingkungan luar yang meliputi air, tanah, dan udara tempat tumbuh dan hidup tumbuhan tersebut. Sel-sel yang bersinggungan langsung dengan lingkungan luar antara lain sel-sel yang ada di akar, batang, dan daunyang kemudian meluas e seluruh tubuh tumbuhan melalui proses difusi dan osmosis. Melalui proses-proses tersebut tumbuhan dapat memperoleh zat-zat yang diperlukan untuk pertumbuhan. Proses difusi berlangsung dari daerah memiliki konsentrasi partikel tinggi ke rendah. Difusi memiliki peran penting dalam sel-sel tumbuhan yang hidup.

Sel tumbuhan dapat mengalami kehilangan air, apabila potensial air di luar sel lebih rendah dari pada potensial air di dalam sel. Jika sel ehilangan air cukup beasar, maka ada kemungkinan volume isi sel akan menurun besar sehingga tidak dapat mengisi seluruh bagian ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Artinya membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel. Peristiwa ini disebut plasmolisis. Sel yang sudah terplasmolisis dapat disehatkan kembali dengan memasukkannya ke dalam air murni. (Tjitrosomo, 1983 : 11)

Potensial air daun mempengaruhi transpirasi terutama melalui pengaruhnya terhadap membukanya stomata, tetapi juga mempengaruhi kadar uap air dalam ruang udara daun. Pengurangan potensial air sedikit tidak akan mempengaruhi transpirasi secara nyata, terutama apabila kadar uap air udara tinggi. ( Goldwprty, 1992)

Potensial osmosis menunjukkan status suatu larutan dan menggambarkan perbandingan proporsi zat terlarut dengan pelarutnya. Makin pekat suatu larutan makin rendah potensial osmosisnya. Potensial osmosis dari suatu sel dapat diukur dengan berbagai metode. Metode yang digunakan adalah dengan menggunakan suatu seri larutan yang konsentrasi Ponya diketahui, misalnya dengan larutan sukrosa. Metode ini didasarkan pada adanya peristiwa plasmolisis, yaitu dengan menentukan suatu larutan yang hanya menyebabkan terjadinya kondisi incipient plasmolisis. (http:/nununghaerani.blospsot.com )

Sitoplasma biasanya berifat hipertonis ( potensial air tinggi) dan cairan di luar sel bersifat hipotonis ( potensial air rendah), karena itulah air dapat masuk ke dalam sel sehingga antara kedua cairan bersifat isotonis. Apabila suatu sel diletakkan dalam suatu larutan yang hipertonis terhadap sitoplasma, maka air di dalam sel akan berdifusi keluar sehingga sitoplasma mengkerut dan terlepas dari dinding sel , hal ini disebut plasmolisis. Bila sel itu kemudian dimasukkan ke dalam cairan yang hipotonis, maka air akan masuk ke dalam sel dan sitoplasma akan kembali mengembang hal ini disebut deplasmolisis.

Hubungan antara potensial air adalah dengan melibatkan peristiwa osmosis karena osmosis merupakan peristiwa difusi dipisahkan oleh membran atau selaput. Maka dapat diartikan bahwa dinding sel atau membran protoplasma adalah merupakan membran pembatas antara zat yang berdifusi karena pada umumnya sel tumbuh tumbuhan tinggi mempunyai dinding sel maka sebagian besar proses fitokimia dalam tumbuh-tumbuhan amerupakan proses osmosis.

Potensial osmotik ( solut ) merpakan potensial kimia yang disebabkan adanya materi yang terlarut. Potensial osmotik selalu memiliki nilai negatif, hal ini disebabkan karena cenderung bergerak menyelubungi membran semi permeabel dari air murni menuju air yang mengandung zat terlarut. Potensial matriks disebabkan oleh ikatan koloid protoplasma dan permukaan dinding sel. Potensial matriks bertanda negatif tetapi pada umumnya pada sel-sel yang berfakuola, nilai ini dapat diabaikan sehingga,

w_w = w_{s +} w_p

Penentuan potensial air sudah sejak lama dikenal oleh V.S Claardakov yang berasal dari Rusia. Metode ini masih tetap digunakan dan dibahas orang karena dianggap relatif mudah, sederhana, murah dan relatif cepat untuk mengestiminasi nilai potensial air. Prinsipnya terletak pada pertumbuhan densitas dari larutan yang diketahui tingkat kepekatannya.

Larutan yang sering digunakan dalam mengestimasi potensial air adalah larutan sukosa, sampel yang dimasukkan ke dalam seri larutan akan kehilangan atau menyerap air secara osmosis. Jika densitas larutan tidak berubah, berarti potensial air sampel sama dengan larutan tersebut. Penggunaan zat warna seperti methylblue dimaksudkan untuk memudahkan pengamatan terhadap gerakan larutan yang diuji bila dimasukkan ke dalam larutan kontrol. Dalam percobaan ini dicari larutan sukrosa yang tidak dapat mengakibatkan perubahan berat atau volume jaringan, yaitu pada keadaan potensial airnya sama dengan potensial air jaringan. Keadaan ini disebut dengan insipien plasmolisis dimana tekanan turgor dalam keadaan tugid. Jadi persamaannya menjadi :

w_w = w_s

Jadi untuk mencari potensial osmotik/solutnya. Jika konsentrasi larutan diketahui, konstanta solut, suhu, dan konstanta gas juga diketahui, maka potensial osmoyik dapat di cari dengan cara JH Vant Hoff dengan menggunakan hukum gas sempurna. ( Salisbud, 1995 )

w_s = M I R T

Dimana M =molaritas

I = konstanta ionisasi

R = konstanta gas ( 0,0831 bar/mol K)

T = suhu (K)

Selain dengan metode Chardakov, metode lain yang dapat digunakan yaitu ;

1) Metode volum, berdasarkan perubahan dimensi linier dan suatu jaringan jika ditaruh dalam larutan dengan potensial osmotik yang berbeda.

2) Metode gravimetrik, berdasarkan perubahan ukuran berat.

3) Metode perendaman, bergantung pada adanya perubahab kerapatan dari larutan pengusi.

4) Metode ruang tekan, digunakan untuk tegangan air tumbuhan dan potensial air cabang daun.

Peristiwa plasmolisis adalah peristiwa lepasnya membran sel dari dinding sel sebagai dampak dari hipertonisnya larutan di luar sel, sehingga cairan di dalam sel keluar dari sel dan akibatnya tekanan turgor sel menjadi nol (0). Efek selanjutnya yang ditimbulkan adalah karena potensial air di dalam sel lebih tinggi dari luar sel, maka air di luar sel bergerak ke dalam dinding sel mendesak membran sel yang mengakibatkan membran sel terlepas dari dinding sel. Larutan tersebut tidak dapat menembus membran sel karena memiliki ukuran yang lebih besar dari molekul air. Pergerakan air terjadi dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah, dari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggi, dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke tinggi, dan dari larutan lebih encer ke kental. Tanda-tand a yang terlihat pada sel yang mengaami plasmolisis ini adalah menghilangnya warna yang ada di dalam sel dan mengkerutnya pinggran membran sel kearah dalam.

Kondisi sel yang terplasmolisis tersebut dapat dikembalaikan ke kondisi semula. Proses pengembalian dari kondisi terplasmolisis ke kondisi semula ini dikenal dengan istilah deplasmolisis. Prinsisp kerja dari deplasmolisis ini hampir sama dengan plasmolisis. Tapi, konsentrasi larutan medium dibuat lebih hipotonis, sehingga yang terjadi cairan yang memenuhi ruang antara dinding sel dan membran sel bergerak keluar, sedangkan air yang berada i luar bergerak masuk e dalam dan dapat menembus membran, karena membran sel mengijinkan molekul-molekul air masuk ke dalam . Masuknya moekul-molekul air tersebut menyebabkan ruang sitoplasma terisi kembali dengan cairan sehingga membran sel kembali terdesak ke arah luar sebagai akibat timbulnya tekanan turgor akibat gaya kohesi dan adhesi air yang masuk.

Plasmolisis hanya terjadi pada kondisi ekstrim, dan jarang terjadi di alam. Biasanya terjadi secara sngaja di laboratorium dengan meletakkan sel pada larutan besalinitas tinggi atau larutan gula untuk menyebabkan ekosmosis, seringkali memggunakan tanaman Elodea atau selepidermal bawang yang memiliki pigmen warna sehingga proses dapat diamati dengan jelas. Berikut gambar sel tumbuhan sebelum dan stelah mengalami plasmolisis.

BAB III
METODOLOGI

A. Waktu dan tempat

Percobaan osmosis kentang :

Waktu : Kamis, 4 September 2014

Tempat : Laboratorium Biologi SMAN 6 Kota Bengkulu

Pecobaan Osmosis Kangkung :

Waktu : Kamis, 4 September 2014

Tempat : Laboratorium Biologi SMAN 6 Kota Bengkulu

B. Alat dan Bahan

a.Pada percobaan osmosis kentang :

1.     Kentang

2.     cutter

3.     garam

4.     gelas aqua 6 buah

5.     gelas ukur

6.     gelas kimia

7.     air aquades

8.     neraca

9.     kertas saring

10.                        pingset

11.                        pipet tetes

b.Pada percobaan osmosis kangkung :

1.     kangkung

2.     garam halus

3.     air aquades

4.     gelas kimia

5.     gelas ukur

c. Pada percobaan tinta :

1.     Air 30 ml

2.     Gelas ukur

3.     Tinta

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.  Pengamatan I

       I.            Langkah Kerja Kentang

©     Siapkan larutan garam 5% dan 20%

©     Siapkan kentang 4 buah yang sudah di potong dan ditimbang

©     Tuang larutan garam 5% ke aqua A dan tuang larutan garam 20% ke aqua b

©     Masukan masing-masing kentang di aqua A dan B

©     Siapkan Aquades 100 ml ke Aqua C,masukan 1 kentang ke Aqua C

©     Siapkan Aqua D dalam keadaan kosong,letakan 1 kentang ke dalam Aqua D

    II.            Langkah Kerja Kangkung

©     Siapkan kangkung 2 batang yang masih segar dan utuh beserta akar

©     Siapkan larutan garam 20% dan aquades

©     Tuangkan larutan garam 20% ke gelas A dan masukkan 1 kangkung

©     Tuangkan aquades ke gelas B dan masukan 1 kangkung

 III.            Langkah Kerja Tinta

©     Siapkan tinta

©     Siapkan air 30 ml

©     Teteskan 1 tetes tinta ke dalam air

©     Amati penyebaran tinta

©     Hitung waktu yang dibutuhkan tinta untuk menyebar

A.    Data Hasil Pengamatan Kentang

Kode Berat Awal Perlakuan Kondisi/Keadaan Berat Akhir Awal Akhir A Larutan Garam 5% Keras dan berwarna kuning Lunak dan berwarna kuning pucat B Larutan Garam 20% Keras dan berwarna kuning Lunak dan berwarna putih pucat C Aquades Keras dan berwarna kuning Keras dan berwarna kuning D Udara Keras dan berwarna kuning Lunak dan membusuk < 0,1 gram

B.   Data Hasil Pengamatan Kangkung

Kode Percobaan	Perlakuan	Kondisi/Keadaan		Keterangan
		Awal	Akhir
A	Larutan Garam 20%	Segar dan hijau	Layu dan hampir mati
B	Aquades	Segar dan hijau	Makin segar

C.   Data Hasil Pengamatan Tinta

Kode Percobaan	Perlakuan	Waktu yang Dibutuhkan	Keterangan
A	1 tetes tinta pada air		Menyebar

B.   Pengamatan  II

I.      Alat dan Bahan

·        Bawang merah

·        Daun adam hawa

·        Cutter

·        Mikroskop

·        Kaca preparat

·        Kaca penutup

·        Garam

·        Air

·        Aquades

II.   Langkah Kerja

·        Kupas bawang dan potong menjadi empat

·        Ambil kulit terluar

·        Patahkan sedikit ke atas lalu tarik kebawah

·        Ambil selaput tipis kulit bawang

·        Bentangkan pada kaca preparat, tetes air aquades 1 tetes, tutup dengan kaca penutup secara perlahan

·        Letak pada meja mikroskop dan amati inti sel

·        Lalu tuangkan larutan garam di sebelah kanan kaca penutup dan letakkan tisu di sebelah kiri kaca penutup lakukan dengan serentak

·        Amati apa yang terjadi

·        Lakukan hal yang sama pada daun adam hawa