DIFUSI dan PLASMOLISIS
A. Pelaksanaan Praktikum
- Tujuan praktikum : Mengetahui terjadinya Difusi dan Plasmolisis
- Tanggal Praktikum : kamis,19 Mei 2011
- Tempat Praktikum : Laboratorium MIPA Pendidikan Biologi
B. Landasan Teori
Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.Difusi yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang diam dari solid atau fluida. Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara.
Osmosis adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. 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 adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel.
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.
Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah konsentrasi “solute” tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah “solute” rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari sisi satunya.
Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an.
MEKANISME FISIOLOGIS PROSES DIFUSI DAN OSMOSIS DI DALAM SEL
l) Mekanisme 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),d ifusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).
Difusi sederhana 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.
2) Mekanisme Difusi dan Difasilitasi
Difusi difasiltasi (facilitated diffusion) adalah 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 energy.
3) Mekanisme 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.
Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu
Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi. Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi. Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya. Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya. 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.
Plasmolisis merupakan dampak dari peristiwa osmosisJika sel tumbuhan diletakkan di larutan garam terkonsentrasi (hipertonik), sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan turgor, menyebabkan sel tumbuhan lemah.Tumbuhan dengan sel dalam kondisi seperti ini layu. Kehilangan air lebih banyak akan menyebabkan terjadinya plasmolisis: tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di mana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan adanya jarak antara dinding sel dan membran.Akhirnya cytorrhysis - runtuhnya seluruh dinding sel - dapat terjadi. Tidak ada mekanisme di dalam sel tumbuhan untuk mencegah kehilangan air secara berlebihan, juga mendapatkan air secara berlebihan, tetapi plasmolisis dapat dibalikkan jika sel diletakkan di larutan hipotonik.
Proses sama pada sel hewan disebut krenasi.Cairan di dalam sel hewan keluar karena peristiwa difusi.Plasmolisis hanya terjadi pada kondisi ekstrem, dan jarang terjadi di alam.Biasanya terjadi secara sengaja di laboratorium dengan meletakkan sel pada larutan bersalinitas tinggi atau larutan gula untuk menyebabkan ekosmosis, seringkali menggunakan tanaman Elodea atau sel epidermal bawang yang memiliki pigmen warna sehingga proses dapat diamati dengan jelas..
Dua faktor penting yang mempengaruhi osmosis adalah:
1. Kadar air dan materi terlarut yang ada di dalam sel.
2. Kadar air dan materi terlarut yang ada di luar sel.
1. Kadar air dan materi terlarut yang ada di dalam sel.
2. Kadar air dan materi terlarut yang ada di luar sel.
Osmosis adalah gerakan suatu materi, misalnya air melintasi suatu selaput atau membran. Air selalu bergerak melewati membran ke arah sisi yang mangandung jumlah materi terlarut paling banyak dan kadar air paling sedikit. Dalam percobaan ini, materi terlarut adalah garam. Garam dan air adalah dua dari bahan-bahan kimia yang ada pada kentang. Irisan-irisan kentang yang diletakkan dalam mangkuk air tawar akan mempunyai kadar air semula ditambah dengan air dari mangkuk yang masuk ke dalam irisan melalui membran sel. Air yang masuk ini membuat irisan-irisan kentang tadi menjadi kaku. Kadar garam dalam tiap irisan kentang lebih kecil jumlahnya dibandingkan dengan kadar yang ada dalam mangkuk air garam. Irisan-irisan yang ada dalam mangkuk air garam menjadi lembek, karena kehilangan sebagian dari air yang semula dikandung dalam sel-selnya. Air yang berasal dari dalam tiap irisan kentang keluar melalui membran-membran sel dan masuk ke dalam mangkuk air garam.Irisan-irisan tadi akan terisi sebagian dan menjadi lembek.
Plasmolisis merupakan dampak dari peristiwa osmosis. Jika sel tumbuhan diletakkan di larutan garam terkonsentrasi (hipertonik), sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan turgor, menyebabkan sel tumbuhan lemah.Tumbuhan dengan sel dalam kondisi seperti ini layu.Kehilangan air lebih banyak akan menyebabkan terjadinya plasmolisis.Dampak plasmolisis yang meneyebabkan tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di mana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan adanya jarak antara dinding sel dan membran.Akhirnya cytorrhysis – runtuhnya seluruh dinding sel – dapat terjadi.Tidak ada mekanisme di dalam sel tumbuhan untuk mencegah kehilangan air secara berlebihan, juga mendapatkan air secara berlebihan, tetapi plasmolisis dapat dibalikkan jika sel diletakkan di larutan hipotonik. Proses sama pada sel hewan disebut krenasi. Sel tumbuhan dalam kondisi lingkungan berbeda
Sebelum plasmolisis Sesudah plasmolisis
Plasmolisis hanya terjadi pada kondisi ekstrem, dan jarang terjadi di alam. Biasanya terjadi secara sengaja di laboratorium dengan meletakkan sel pada larutan bersalinitas tinggi atau larutan gula untuk menyebabkan ekosmosis, seringkali menggunakan tanaman Elodea atau sel epidermal bawang yang memiliki pigmen warna sehingga proses dapat diamati dengan jelas. Bila sel tumbuhan dimasukkan kedalam cairan hipotonik,turgor sel akan meningkat..Bila berada dalam keadaan isotonik (larutan yang konsentrasinya sama dengan konsentrasi isi sel,maka sebagian sel yang ada mengalami plasmolisis,sebagian sel tidak.Keadaan ini dapat dipakai untuk menentukan tekanan osmosis sel dengan meletakkan pada larutan yang ditentukan molaritas larutan atau tekanan osmotiknya dan melihat berapa banyak sel yang terplasmolisis.
Jika konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis diketahui ,maka nilai tekanan osmosis sel dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
phi = M x R x T di mana
phi = tekanan osmotik (atm)=Tekanan Osmotik sel
M = Molaritas , Konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis
R = tetapan gas (0.082 )
T = suhu (Kelvin ) =Temperatur mutlak (273+t 0C)
M = Molaritas , Konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis
R = tetapan gas (0.082 )
T = suhu (Kelvin ) =Temperatur mutlak (273+t 0C)
Dalam proses osmosis terdapat tekanan osmosis yang merupakan tekanan hidrostatik yang terdapat suatu larutan pada keseimbangan osmosis.Tekanan yang diberikan pada suatu larutan akan meningkatkan energi bebas ,sehingga PA meningkat dan juga meningkatkan kemampuan difusi dalam larutan.Tekanan yang diberikan atau sering disebut PT yang disebut juga tekanan turgor.Dari ketiga potensial tersebut dapat dilihat adanya hubungan yang dapat dituliskan rumus sebagai berikut :
PA = PO + PT
Dari rumus tersebut terlihat,apabila tidak ada tekanan maka rumusnya menjadi :
PA = PO
PA = PO
KETERANGAN :
PA = Potensial air
PO = Potensial osmotik
PT = Potensial tekanan
PA = Potensial air
PO = Potensial osmotik
PT = Potensial tekanan
C.Alat Dan Bahan Praktikum
Ø .proses difusi
Gelas piala Pipet tetes Larutan metilen biru pekat Kristal Cuso4 AquadesØ . Plasmolisis pada sel
Larutan sukrosa 0%,0,5%,1%,1,5%,2%2,5%,3% Daun rhoidis cholor Aquades Mikroskop Silet Gelas objek Gelas penutupD.Cara kerja
Ø .proses difusi
ü Membuat sayatan sel dari Daun rhoidis cholor dan merendam pada masing-masing larutan salama kurang lebih 30 menit
ü Mengamati setiap sayatan sel tersebut masing-masing dibwah mikroskop,mengapa padaperbedaan yang terjadi membran selnya
ü Menggambar hasil pengamatan !
Ø . Plasmolisi s pada sel
ü Menetaeskan larutan metilen biru pekat kedalam gelas piala berisi aquades.Kmeudian mengamati penyebaran warna dari metilen biru
ü Memasukkan kristal cuso4 kedalam gelas piala berisi aquades. Kmeudian mengamati penyebaran warna dari kristal cuso4
ü Mencatat waktu sampai warna larutan merata
ü Mengulangi percobaan dengan metilen biru dan Kristal CuS04setelah larutan dimasukkan terus diaduk. Apa yang terjadi?
F.Pembahasan.
Dari hasil pengamatan yang kami dapatkan yaitu mengenai
ü proses difusi
Metilen biru pekat yang dimasukkan kedlam cawan petri yang berisi aquades umtuk penyebaran metilen biru secara merata/homogen yang diaduk dibutuhkan waktu 14,93 detik agar terjadi poroses difusi.Kemudian yang tanpa di aduk lama aquqdes berubah warna waktunya adalah 1 jam 25 menit 23 detik
Sedangkan pada kristal Cu SO4 dedalam cawan petri yang berisi aquades untuk penyebaran secara merata/homogen yang diaduk membutuhkan waktu 4 menit 40 detik kemudian pada kristal CuSO4 dedalam cawan petri yang berisi aquades untuk penyebaran secara merata/homogen yang tanpa diaduk membutuhkan waktu 14 menit 09 detik Pada metilen biru dan kristal CU SO4 terdapat perbedaan waktu untuk proses difusi dimana yang lebih cepat berdifusi yaitu metilen biru karena Difusi sederhana 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.
ü Plasmolisis Pada Sel
pada proses plasmolisis pada daun rhodios color sebelum di rendam terdapat sel berwarna ungu dinding selnya masih rapat itu menandakan bahwa belum terjadi proses plasmolisis, sedangkan pada daun rhoidios color setelah direndam setelah 20 menit ke dalam 0% larutan sukrosa terjadi perubahan sel yaitu selnya berwarna ungu keputih-putihan dan susunan selnya mulai mengecil, membran sudah mulai terlepas dari dinding sel itu menandakan bawah terjadi proses plasmolisis, pada daun rhoidios color yang direndam selama 20 menit pada larutan sukrosa yang konsentrasinta 1% terjadi juga proses plasmolisis sebagian. Sedangkan pada daun rhoidios color yang di rendam selama 20 pada larutan yang kinsentrasinya 2% mengalami plasmolisis sebesar 3%, sedang pada daun rhoidios color yang direndam pada larutan sukrosa yang konsentrasinya 3% mengalami plasmolisis sebesar 25% , dari pernyataan diatas maka dapat diketahui bahwa laruta yang cepat mengalami plasmolisis yaitu pada daun rhoidios color yang direndam pada larutan sukrosa 3% karana pada dasarnya proses plasmolisis akan cepat terjadi apabila konsentrasi suatu zat itu tinggi.
G. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang kami peroleh maka dapat disimpulkan bahwa difusi zat cair lebih cepat dari pada zat padat, dimana pada larutan metilen biru lebih cepat berdifusi dibandingkan dengan kristal CU SO4
Sedangkan pada daun rhodios color semakin tinggi konsentrasi sukrosa maka semakin berantakan susunan didnding selnya dan warnanya juga semakin putih yang mana semakin tinggi konsentrasi sukrosanya maka semakin cepat terjadinya proses plasmolisis.
Daftar Pustaka
Ariwibowo, Moekti.2002.Biologi SMA.Surabaya:Erlangga
