permeabilitas sel umbi bit merah

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
         Absorbsi hara mineral oleh akar tanaman terbagi dalam tiga fase,pertama adalah fase difusi,dimana hara mneral bergerak menuju permukaan sel-sel akar.fase yang melibat kedua adalah pertukaran unsure-unsur hara melalui membrane sel,suatu proses yang melibatkan permeabilitas suatu membrane.sedangkan fase ketiga disebut         akumulasi,merupakan fase aktif dimana unsur hara  ditimbun didalam vakuola.
         Melalui proses difusi berbagai komponen larutan tanah termasuk ion dan molekul bergerak menuju permukaan luar akar yang jumlahnya ditentukan oleh sifat membrane protoplasma..
         Permeabilitas adalah suatu sifat atau kemampuan dari suatu membrane untuk dapat dilewati oleh suatu zat.suatu membrane dapat bersifat impermeable atau permeable terhadap suatu zat.ada juga membrane yang bersifat permeable terhadap zat tertentu,tetapi impermeable untuk zat lain.membran yang demikian disebut membrane semi permeable atau differential permeable.
       Protoplasma sel adalah contoh membrane yang bersifat semipermeabel ,membrane tersebut dapat dilewati atau permeable terhadap air tetapi tidak dapat dilewati oleh solute terutama yang bermolekul besar seperti senyawa gula,asam amino dan kadang-kadang elektrolit.
       Sifat semi permeable dari membrane protoplasma tidaklah sama untuk sel yang satu dengan sel yang lainnya.hal ini tergantung dari susunan kimia dan fisika dari membrane tersebut.untuk sel yang sama dapat juga berbeda sifat semipermeabelnya,melainkan tergantung pada umur sel tersebut dan kondisi lingkungan.
   Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma, serta membungkus organel-organel di dalam sel. Membrane sel merupakan lapisan semi permeable yang mengontrol pertukaran zat-zat, antara bagian dalam sel dan lingkungan luar. Membran sel terdiri dari banyak tipe molekul, dan setiap tipe ini memiliki kegunaan yang berbeda-beda dalam struktur dan fungsinya sebagai penyusun membran. Beberapa contoh dari molekul tersebut adalah : Fosfolipid, Protein, Kolestrol, Glikolipid, dan Glikoprotein. Molekul penyusun membran sel memiliki struktur yang dinamis, dimana komponen-komponennya bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semi permanen
Membran sel berbentuk “double layer” atau layar ganda dari fosfolipid, dengan ketebalan rata-rata 7 nm. Selain susunan kimianya, membrane sel memiliki sifat yang berhubungan langsung dengan pergerakan air, maupun zat-zat terlarut lainnya. (Anonim, 2010   

B. Tujuan
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh lingkungan terhadap permeabilitas sel-sel umbi bit merah (Beta vulgaris)
   

                                     
                                        II. TINJAUAN PUSTAKA


Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasanya ini tebalnya kira-kira hanya 8 nm dibutuhkan lebih dari 8000 membran plasma mengontrol lalu lintas ke dalam dan ke luar sel yang dikelilinginya. Seperti semua membran biologis, membran plasma memiliki permeabilitas selektif, yakni membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengannya lebih mudah dari pada substansi yang lainnya. Salah satu episode yang paling awal dalam evolusi kehidupan mungkin berupa pembentukan membran yang membatasi suatu larutan yang mempunyai komposisi yang berbeda dari larutan sekelilingnya, tetapi masih bisa melakukan penyerapan nutrien dan pembuangan produk limbahnya. Kemampuan sel untuk membedakan  pertukaran kimiawinya ini dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar bagi kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat keselektifan ini bisa terjadi. (Campbell, dkk, 2002).  Adanya sifat hidrofobik di bagian tengah lapisan lipid membran plasma menyebabkan membran tersebut tidak mudah ditembus oleh molekul polar, sehingga membran sel mencegah keluarnya komponen-komponen dalam sel yang larut dalam air. Namun, sel juga memerlukan bahan-bahan nutrisi dan membuang limbahnya ke luar sel. Untuk memenuhi kebutuhan ini, sel harus mengembangkan suatu sistem/mekanisme khusus untuk transpor melintasi membran sel. (Subowo, 1995). Diketahui bahwa pada membran sel terdapat lapisan protein yang membentuk struktur globular yang terikat pada permukaan membran yang disebut sebagai protein ekstrinsink, ada juga yang berintegrasi ke dalam membran sebagai protein intrinsink, protein ini melintas membran membentuk kanal protein (protein transport). Kanal protein ini merupakan pori yang hidrofilik yang memungkinkan dilewati bahan terlarut polar seperti ion. (Anonimous, 2008). Membran ini, utamanya tersusun atas protein dan lipida, sedikit karbohidrat. Kandungan protein dan lipida ini bervariasi tergantung dari jenis membran plasma dari organ sel yang bersangkutan (membran sel, mitokondria, kloroplas). Tiga macam lipida polar yang utama adalah fosfolipida, glukolipida dan sedikit sulfolipida. Pada lipida polar, asam lemak yang hidrofobik berorientasi ke bagian dalam membran. Variasi antara panjang dan tingkat ketidakjenuhan (jumlah ikatan rangkap) dari rantai asam lemak berpengaruh terhadap titik cair. (Anonimous, 2008).
Membran sel merupakan permeabel terhadap bagian pelarut larutan secara
eksternal maka interaksi fisiologi dapat terjadi diantara aliran-aliran antara pelarut.
Untuk mengukur berbagai pelarut berbagai membran “nilella transinans” bahwa
membran terutama plasmolemma dan protoplasma yang diplasmolisis mungkin
sangat berbeda dengan sel yang normal kurang atau lebih lumid karena tingkat
volumenya dari protoplas yang diplasmolisi sulit diukur dengan tiap terjadinya.
(Willking, 1989).
Beberapa teori-teori klasik tentang permeabilitas mempunyai kesulitan dalam menjelaskan gejala-gejala yang teramati. Seperti peleburan zat terlarut pada membran oleh pelarut. Semua perrcobaan permeabilitas membran melibatkan sistem yang tidak seimbang yang berubah sepanjang lintasan tidak baik apabila beberapa molekul yang tidak dapat menemdus lubang batas itu. Bermuatan pada membran akan terjadi potensial, untuk potensial ini dinamakan potensial dominan. Dalam hal ini konsentrasi keseimbangan ion dari dua belah sisi membran berbeda. Proses tercapainya keseimbangan dari berbagai keadaan tidak seimbang merupakan contoh termodinamika larutan balik yang terjadi pada sistem biologi. Membran mempunyai dua fungsi yaitu memberikan kerangka luar dari proses kehidupan dan pemisahan sitoplasma menjadi bahang. Membran memisahkan protoplasma menjadi bagian-bagian tetapi pemisahan itu selektif. (Lovelles, 1991).
Membran bukanlah lembaran molekul statis yang terikat kuat di tempatnya.
Membran ditahan bersama terutama oleh interaksi hidrofobik, yang jauh lebih lemah
dari ikatan kovalen. Sebgain besar lipid dan sebagian protein dapat berpindah secara
acak dalam bidang membrannya. Akan tetapi, jarang terjadi suatu molekul bertukar
tempat secara melintang melintasi membran, yang beralih dari satu lapisan fosfolipid
ke lapisan yang lainnya. Untuk melakukan hal seperti itu, bagian hidrofilik molekul
tersebut harus melewati inti hidrofobik membranya. (Campbell, dkk, 2002).
Suatu membran tetap berwujud fluida begitu suhu turun, hingga akhirnya
pada beberapa suhu kritis, fosfolipid mengendap dalam suatu susunan yang rapat dan
membrannya membeku, tak ubahnya seperti minyak babi yang membentuk kerak
lemak ketika lemaknya mendingin. Suhu beku membran tergantung pada komposisi
lipidnya. Membran tetap berwujud fluida pada suhu yang lebih rendah jika membran
itu mengandung banyak fosfolipid dengan ekor hidrokarbon tak jenuh. Karena
adanya kekusutan di tempat ikatan gandanya, hidrokarbon tak jenuh tidak tersusun
serapat hidrokarbon. (Campbell, dkk, 2002).
Membran haruslah bersifat fluida agar dapat bekerja dengan baik, membran
itu biasanya sekental minyak salad. Apabila membran membeku, permeabilitasnya
berubah, dan protein enzimatik di dalamnya mungkin menjadi inaktif. Suatu sel
dapat mengubah komposisi lipid membrannya dalam tingkatan tertentu sebagai
penyesuaian terhadap suhu yang berubah. Misalnya, dalam banyak tumbuhan yang
dapat bertahan pada kondisi yang sangat dingin, persentase fosfolipid tak jenuh
meningkat dalam musim gugur, suatu adaptasi yang menghalangi pembekuan
membran selama musim dingin. (Campbell, dkk, 2002).
Terdapat dua populasi utama protein membran. Protein integral umumnya
merupakan protein transmembran, dengan daerah hidrofobik yang seluruhnya
membentang sepanjang interior hidrofobik membran tersebut. Daerah hidrofobik
protein integral terdiri atas satau atau lebih rentangan asam amino nonpolar. Protein
periferal sama sekali tidak tertanam dalam bilayer lipid, protein ini merupakan
anggota yang terikat secrara longgar pada permukaan membran, sering juga pada
bagian integral yang dibiarkan terpapar. (Campbell, dkk, 2002).
Membran sangat beragam, tapi osmosis terjadi tanpa menghiraukan
bagaimana fungsi membran, sepanjang pergerakan pergerakan linarut lebih dibatasi
dibandingkan dengan pergerakan air. Membran bisa berupa satu lapis  bahan yang
lebih mampu melarutkan pelarut daripada partikel linarut, sehingga melewatkan
lebih banyak molekul pelarut daripada partikel  linarut. Selapis udara diantara dua
larutan air merupakan pembatas yang menahan sama sekalim perpindahan linarut
yang tidak menguap, yang ketiga berupa saringan (tapis) dengan sejumlah lubang
berukuran tertentu sehingga molekul air dapat melaluinya, tapi partikel linarut yang
lebih besar tidak. (Salisbury dan Ross, 1995).
Pergerakan air yang cepat melintasi antar permukaan ke dalam larutan akan
menciptakan tegangan dalam air yang tertinggal di pori, dan akan menarik air
bersamanya dalam bentuk aliran massa. Mekanisme membran ini menggambarkan
kerumitan alam . (Salisbury dan Ross, 1995). Ada beberapa perbedaan besar antara
karakter permeabilitas pada tanaman yang berbeda tetapi mempunyai prinsip umum
yang sama. Salah satu faktanya adalah komposisi relatif dari daerah lipid dan area
penjaringan terhadap permeabilitas yang berbeda dari tiap tanaman. Pada Chara,
permeabilitas diatur oleh solubilitas lipid pada penyerapan larutan. Sedangkan pada
Beggiataa, ukuran merupakan penentu paling utama. Pada tumbuhan tingkat tinggi
yang memiliki sifat permeabilitas yang sama dengan Chara, solubilitas lipid
merupakan faktor dominan penyerapan walaupun perbedaan kuantitatif dapat
diperhitungkan pada angka penyerapan. (Kimball, 2000).
Model membran uap merupakan contoh membran semipermeabel yang sejati,
padahal semua membran pada tumbuhan harus dapat melewatkan linarut tertentu
saja. Membran seperti itu dikatakan bersifat permeabel diferensial, tidak lagi disebut
semi permeabel sejati. Meskipun membran hidup bersifat permeabel terhadap pelarut
maupun linarut, tapi umumnya jauh lebih permeabel terhadap pelarut. Permeabilitas
membran terhadap linarut membuat keruwetan lagi pada model osmosis,
mempengaruhi laju pergeseran titik keseimbangan secara bertahap (ditentukan oleh
konsentrasi linarut dan tekanan) saat potensial osmotik di kedua sisi membran
berubah, sebagai akibat dari lalu lalangnya partikel linarut. (Salisbury dan Ross,
1995).


  III. ALAT,BAHAN DAN CARA KERJA


Alat

- 1 buah gelas piala 2000 ml
- 5 buah gelas piala 500 ml
- 1 buah alat pemotong
- tabung reaksi
Bahan

- umbi bit merah

C. Cara Kerja

A.pengaruh pendinginan
      Siapkan 1 potong bit ukuran 0,3 cm x 1 cm x 2,5 cm.kemudian cuci dengan air mengalir selama 5 menit.lalu masukan kedalam freezer selama 30 menit,ambil dengan pinset dan masukkan kedalam tabung reaksi yang berisi 10 ml air suling,angkat setelah 1 jam.
B.pengaruh pelarutan organik
       Siapkan sepotong bit seperti diatas,cuci dengan air yang mengalir selama 5 ment.kemudian masukan potongan bit tersebut kedalam tabung reaksi yang berisi 10 ml metal alcohol 30%.diamkan selama 30 menit,sesudah itu angkat potongan bit dari tabung reaksi.






                                        IV.HASIL DAN PEMBAHASAN


A.HASIL
Pengaruh pendinginan
-terjadi penghambatan proses metabolisme
-ketika dimasukan air suling ada banyak gelembung di bit tersebut,yang menyebabkan air berubah warna mulai dari waktu 2 menit 45 detk setelah dimasukan kedalam air
-perlahan lahan warna air menjad pekat

Pengaruh pelarutan organic
-metabolisme terjadi seperti biasa
-air berubah ketka kontak /tercampur dengan bit pada waktu 5 detik
-tidak adanya gelembung
-air perlahan-lahan menjadi pekat


B.PEMBAHASAN

Membran sel merupakan lapisan yang mengontrol keluar-masuknya zat antara lingkungan luar dan lingkuangan dalam sel. Memban sel memiliki permeabilitas yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti: ukuran solut, kelarutan lemak, derajat ionisasi, pH, dan temperatur. Ukuran solut yang cenderung semakin besar, serta derajat ionisasi yang semakin tinggi menyebabkan kemampuan permeabilitas membran cenderung menurun, sedangkan pengaruh temperature dan pH yang tinggi membuat membran sel menjadi lebih mudah mengalami denaturasi.
Seperti yang telah kita ketahui, bahwa terdapat empat mekanisme pertukaran zat pada membran sel, yaitu : Difusi, Osmosis, Transport Aktif dan Bulk Transport. Osmosis dapat diasumsikan dengan molekul air yang cukup kecil untuk melewati fosfolipid serta aquaporin. Masuknya air ke dalam sel disebabkan oleh beberapa faktor; contohnya pada sel tumbuhan biasanya dikarenakan oleh potensial air pada dinding sel.
Sedangkan difusi merupakan perpindahan netto suatu molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Perpindahan ini dipicu oleh energi kinetik yang menyebabkan molekul bergerak acak. Setelah mengalami difusi, molekul di dalam sel akan mengalami keseimbangan dan menyebar rata dalam ruang volum sel tersebut. Tekadang, konsentrasi suatu zat yang dibutuhkan oleh sel berada dalam batas yang kurang memadai pada lingkungan luar sel (tanah) dibandingan dengan lingkungan dalamnya. Dalam situasi seperti ini, salah satu protein penyusun sel, yaitu carrier protein, bertugas untuk membawa molekul dan ion dari dalam tanah ke dalam sel dengan melawan gradien konsentrasi. Mekanisme ini biasa disebut sebagai transport aktif (Anonim, 2010).
Pada praktikum kali ini, akan dibahas mengenai pengaruh perlakuan fisik dan kimia terhadap permeabilitas dari membran sel Beta vulgaris (Bit Gula) yang mengandung pigmen betalain. Berdasarkan hasil pengamatan, nilai absorband tertinggi untuk perlakuan fisik panas, diperoleh angka 0,390 pada temperatur 65°C. Dari grafik terlihat bahwa semakin tinggi temperatur yang diberikan pada bit gula, maka warna ungu yang terlarut dalam akuades akan semakin pekat dan nilai absorband semakin tinggi. Nilai absorband yang tinggi ini menunjukkan bahwa jumlah cahaya yang diserap oleh larutan pada panjang gelombang 525 nm cukup besar pula. Maka, semakin tinggi nilai absorband yang terbaca, mengindikasikan bahwa semakin pekat warna larutan yang terbentuk; serta semakin tinggi tingkat kerusakan yang dialami oleh membran sel dengan perlakuan tersebut (banyak pigmen yang keluar dari sel). Berdasarkan hasil penelitian, temperatur toleran optimum bagi membran sel bit gula adalah 30°C-40°C. Pada temperature yang lebih tinggi lagi, membrane sel akan mengalami denaturasi yang secara langsung mempengaruhi permeabilitasnya (Anonim,2010).
Perlakuan beku memberikan nilai absorband yang lebih besar lagi, yaitu : 3,182. Hal ini disebabkan oleh air di sekitar umbi yang berubah bentuk menjadi kristal-kristal es sewaktu perendaman. Kristal-kristal es ini memiliki permukaan yang tajam, sehingga merusak membran sel dan mengoyaknya. Tak hanya sekadar membuat membrane sel terdenaturasi seperti pada perlakuan panas. Akibatnya, pigmen yang terlepas/keluar dari membrane menuju air destilata semakin banyak, dan menimbulkan warna ungu pekat.
Sedangkan pada perlakuan dengan bahan kimia, absorbandsi terbesar adalah perlakuan dengan metanol. Metanol merupakan senyawa alkohol yang bersifat polar dan mudah berikatan dengan membran sel. Ikatan ini menyebabkan senyawa organic penyusun  membrane sel menjadi larut (adhesi). Benzen memiliki nilai absorbandsi terendah. Hal tersebut dikarenakan oleh sifat dari benzen yang bertindak sebagai emulsifier dari fosfat dan membrane yang terlarut.
Sel tumbuhan dibatasi oleh dua lapis pembatas yang sangat berbeda komposisi dan strukturnya. Lapisan terluar adalah dinding sel yang tersusun atas selulosa, lignin, dan polisakarida lain. Dinding sel memberikan kekakuan dan memberi bentuk sel tumbuhan. Pada beberapa bagian, dinding sel tumbuhan terdapat lubang yang berfungsi sebagai saluran antara satu sel dengan sel lainnya. Lubang ini disebut plasmodesmata, berdiameter sekitar 60 nm, sehingga dapat dilalui oleh molekul dengan berat molekul sekitar 1000 Dalton. Lapisan dalam sel tumbuhan adalah membran sel
Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid. Bagian ekor dengan asam lemak yang bersifat hidrofobik (non polar), kedua lapis molekul tersebut saling berorientasi kedalam, sedangkan bagian kepala bersifat hidrofilik (polar), mengarah ke lingkungan yang berair. Komponen protein terletak pada membran dengan posisi yang berbeda-beda. Beberapa protein terletak periferal, sedangkan yang lain tertanam integral dalam lapis ganda fosfolipid. Membran seperti ini juga terdapat pada berbagai organel di dalam sel, seperti vakuola, mitokondria, dan kloroplas
Komposisi lipid dan protein penyusun membran bervariasi, bergantung pada jenis dan fungsi membran itu sendiri. Namun demikian membran mempunyai ciri-ciri yang sama, yaitu bersifat selektif permeabel terhadap molekul-molekul. Air, gas, dan molekul kecil hidrofobik secara bebas dapat melewati membran secara difusi sederhana. Ion dan molekul polar yang tidak bermuatan harus dibantu oleh protein permease spesifik untuk dapat diangkut melalui membran dengan proses yang disebut difusi terbantu (fasilitated diffusion). Kedua cara pengangkutan ini disebut transpor pasif. Untuk mengangkut ion dan molekul dalam arah yang melawan gradien konsentrasi, suatu proses transpor aktif harus diterapkan. Dalam hal ini protein aktifnya memerlukan energi berupa ATP, ataupun juga digunakan cara couple lewat proses antiport dan symport. Permeabilitas membran tergantung pada fluiditas inti hidrofobik membran dan aktivitas protein pengangkutnya. Oleh karena itu, keadaan lingkungan yang dapat mengganggu keduanya akan mempengaruhi permeabilitas membran terhadap suatu solut.

                                          V. KESIMPULAN


A. Kesimpulan

1.Berdasarkan hasil percobaan pada praktikum kali ini, diperoleh kesimpulan bahwa perlakuan fisik pada Beta vulgaris berupa pendinginan , dapat merusak struktur membran selnya.
2. terjadi penghambatan proses metabolisme pada proses pendinginan
3. Pembekuan menyebabkan permeabilitas sel menjadi tinggi
4. Metanol adalah senyawa alcohol yang bersifat polar, sehingga mampu melarutkan senyawa organic seperti membrane sel. Membran yang terlarut ini kemudian kehilangan turgiditasnya dan menyebabkan isi sel keluar. Aseton adalah pelarut yang sangat baik untuk berbagai senyawa organic, keluarnya isi sel hamper mirip dengan yang terjadi pada methanol
5. Membran sel terdiri dari fosfolipid bilayer yang memiliki sifat hidrofilik dan hidrofobik. Sifat hidrofilik merupakan sifat polar yang dimiliki oleh bagian kepala membrane (suka air). Sedangkan sifat hidrofobik adalah sifat non-polar yang dimiliki oleh bagian ekor membrane (tidak suka air). Sifat-sifat ini menyebabkan membrane sel menjadi suatu lapisan semi permeable, yang selektif dalam memilih zat-zat yang dapat masuk dari lingkungan luar ke dalam sel.