Osmosis ialah lewatnya zat pelarut melalui membran plasma
sebagai akibat perbedaan tekanan osmosis. Dalam hal ini zat pelarut akan
melewati satu membran dari larutan yang berkadar rendah ke dalam larutan yang
berkadar tinggi sehingga tercapai suatu kesetimbangan (Juwono dan Zaulfa, 2000 : 25). Proses osmosis memiliki kecenderungan untuk
menyeimbangkan konsentrasi antara dua larutan yang saling berhubungan melalui
membran. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak
oleh zat terlarut sehingga mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran.
Osmosis merupakan suatu fenomena alami tetapi dapat dihambat secara buatan
dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi
melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer.
Struktur dinding sel dan membran sel berbeda yaitu membran
memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut, dinding
sel primer biasanya sangat permeable terhadap keduanya. Membran sel tumbuhan memang
memungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yang
menimbulkan tekanan. (Salisbury, 1995).
Osmosis dapat dicegah dengan menggunakan tekanan. Oleh
karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka menggunakan istilah potensial
osmotik yakni tekanan yang diperlukan untuk mencegah osmosis. Jika merendam
bengkoang ke dalam larutan garam 10% maka sel-selnya akan kehilangan rigiditas
(kekakuannya). Hal ini disebabkan potensial air dalam sel bengkoang tersebut
lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam sehingga air
dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Jika diamati dengan
mikroskop maka vakuola sel-sel bengkoang tersebut tidak tampak dan sitoplasma
akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya. Peristiwa
lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut plasmolisis.
Plasmolisis merupakan dampak dari peritiwa osmosis. Jika sel
tumbuhan diletakkan pada larutan hipertonik, sel tumbuhan akan kehilangan air
dan tekanan turgor yang menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan kondisi
sel seperti ini disebut layu. Kehilangan air lebih banyak lagi menyebabkan
terjadinya plasmolisis, dimana tekanan harus berkurang sampai di suatu titik
dimana sitoplasma mengerut dan menjauhi dinding sel, sehingga dapat terjadi
cytorhysis, contohnya pada dinding sel. (Buana dkk, 2011:5)
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. (Buana dkk, 2011:5)
Plasmolisis adalah suatu proses
lepasnya protoplasma dari dinding sel yang diakibatkan keluarnya sebagian air
dari vakuola (Salisbury and Ross, 1992). Menurut Tjitrosomo (1987), jika sel dimasukan
ke dalam larutan gula maka arah gerak air neto ditentukan oleh perbedaan nilai
potensial air larutan dengan nilainya di dalam 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 volume sel
akan menurun demikian besarnya sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan
yang dibentuk oleh dinding sel. Membran dan sitoplasma akan terlepas dari
dinding sel, keadaan ini dinamakan plasmolisis. Contohnya pada sel daun Rhoea
discolor yang dimasukan ke dalam larutan sukrosa mengalami plasmolisis.
Semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak sel yang mengalami
plasmolisis.
Membran protoplasma dan sifat permeabel
deferensiasinya dapat diketahui dari proses plasmolisis. Permeabilitas dinding
sel terhadap larutan gula diperlihatkan oleh sel-sel yang terplasmolisis.
Apabila ruang bening diantara dinding dengan protoplas diisi udara, maka
dibawah mikroskop akan tampak di tepi gelembung yang berwarna kebiru-biruan.
Jika isinya air murni maka sel tidak akan mengalami plasmolisis. Molekul gula
dapat berdifusi melalui benang-benang protoplasma yang menembus lubang-lubang
kecil pada dinding sel. Benang-benang tersebut dikenal dengan sebutan
plasmolema, dimana diameternya lebih besar daripada molekul tertentu sehingga
molekul gula dapat masuk dengan mudah (Salisbury, 1995).
Keadaan volume vakuola dapat untuk
menahan protoplsma agar tetap menempel pada dinding sel sehingga kehilangan
sedikit air saja akan berakibat lepasnya protoplasma dari dinding sel.
Peristiwa plasmolisis seperti ini disebut plasmolisis insipien. Plasmolisis
insipien terjadi pada jaringan yang separuh jumlahnya selnya mengalami
plasmolisis. 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).
Apabila konsentrasi larutan dalam sel tinggi, air akan masuk
ke sel dan terjadi endosmosis. Hal ini menyebabkan tekanan osmosis sel menjadi
tinggi. Keadaaan yang demikian dapat memecahkan sel (lisis). Jadi lisis adalah
hancurnya sel karena rusaknya atau robeknya membran plasma. Sebaliknya, apabila
konsetrasi larutan di luar sel lebih tinggi, air dalam sel akan keluar dan
terjadi eksosmosis. Eksosmosis pada hewan akan menyebabkan pengerutan sel yang
disebut krenasi dan pada tumbuhan akan menyebabkan terlepasnya membran dari
dinding sel yang disebut plasmolisis. (Anonim, 2000:4)
Plasmolisis biasanya terjadi pada kondisi yang ekstrim dan
jarang terjadi di alam. Biasanya terjadi secara sengaja di laboratorium dengan
meletakkan sel pada larutan bersalinitas tinggi ataupun larutan gula untuk
menyebabkan eksosmosis (Buana dkk, 20011:5).
Dalam proses osmosis terdapat beberapa komponen penting
yaitu Potensial Air (PA) dan Potensial Tekanan (PT), selain itu terdapat pula
komponen lain yang juga penting yaitu Potensial Osmotik (PO). Hubungan antara
nilai Potensial Air (PA), Potensial Tekanan (PT) dan Potensial Osmotik (PO)
adalah :
PA = PO + PT
Jika konsentrasi antara lingkungan di dalam sel dan di luar
sel telah mencapai keseimbangan, maka sudah tidak ada lagi potensial tekanan
yang terjadi. Oleh karena itu persaman di atas menjadi :
PA = PO
Keterangan
: PA = Potensial Air
PO =
Potensial Osmotik
Kondisi sel yang terplasmolisis tersebut dapat dikembalikan
ke kondisi semula. Pengembalian dari kondisi terplasmolisis ke kondisi semula
ini dikenal dengan istilah deplasmolisis. Prinsip kerja dari deplasmolisis ini
hampir sama dengan plasmolisis. Tapi konsentrasi medium dibuat hipotonis
sehingga yang terjadi adalah cairan memenuhi ruang antar dinding sel dengan
membran sel bergerak keluar, sedangkan air yang berada di luar bergerak masuk
ke dalam dan dapat menembus membran sel karena membran sel mengizinkan
molekul-molekul air untuk masuk ke dalam. Masuknya molekul ari ke dalam
tersebut mengakibatkan ruang sitoplasma terisi kembali dengan cairan sehingga
membran sel kembali dengan cairan sehingga akibat timbulnya tekanan turgor
akibat gaya kohesi dan adhesi air yang masuk. Akhir dari peristiwa ini adalah
sel kembali ke keadaan semula (Ferdinand an Ariwibowo, 2002:11).
Metode plasmolisis dapat digunakan sebagai salah satu metode
penaksiran nilai potensial osmotik jaringan. Sebagai penaksiran terdekat,
potensial osmotik jaringan ditaksir equivalen dengan potensial osmotik suatu
larutan yang telah menimbulkan plasmolisis sebesar 50%, yang disebut incipient
plasmolysis (Suyitno, 2010:21).
Metode plasmolisis dapat ditempuh dengan cara menentukan
pada konsentrasi sukrosa berapakah yang mengakibatkan jumlah sel yang
terplasmolisis mencapai 50%. Pada kondisi tersebut dianggap konsentrasinya sama
dengan konsentrasi yang dimiliki oleh cairan sel. Jika konsentrasi larutan yang
menyebabkan 50% sel terplasmolisis diketahui, maka tekanan osmosis sel dapat
ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Keterangan
: TO = Tekanan Osmotik
M =
Konsentrasi larutan yang menyebabkan 50% sel terplasmolisis
T
= Temperatur mutlak (273 + t°C)
Tekanan
sel bernilai positif, sedangkan nilai potensial osmotik bernilai negatif
Faktor-faktor yang mempengaruhi potensial osmotik sebagai
berikut.
1. Konsentrasi
Meningkatnya
konsentrasi suatu larutan akan menurunkan nilai potensial osmotiknya. Bila zat
terlarut bukan zat terlarut dan molekulnya tidak mengikat air hidrasi, maka
potensial osmotik larutan tersebut pasti akan sebanding dengan konsentrasi
molalnya.
2. Ionisasi molekul zat terlarut
Potensial
osmotik sutu larutan tidak ditentukan oleh macamnya zat, tetapi ditentukan oleh
jumlah partikel yang terdapat didalam larutan tersebut. PO lebih bergantung
pada perbandingan antara jumlah pelarut dengan partikel yang dikandung
didalamnya yaitu ion, molekul, dan partikel koloida.
3. Hidrasi molekul zat terlarut
Air yang
berasosiasi dengan patikel zat terlarut biasanya disebut sebagai air hidrasi.
Air dapat berasosiasi dengan ion, molekul, atau partikel koloida. Dampak air
hidrasi terhadap suatu larutan dapat menyebabkan larutan menjadi lebih pekat.
4. Suhu
Potensial
osmotik suatu larutan akan berkurang nilainya dengan naiknya suhu. Potensial
osmotik suatu larutan yang ideal akan sebanding dengan suhu absolutnya. Hasil
pengukur terhadap 1 molal larutan sukrosa, menunjukkan bahwa kenaikan suhu akan
menurunkan nilai potensial osmotik larutan tersebut.
5. Imbibisi
Imbibisi adalah
peristiwa penyerapan air oleh permukaan zat-zat yang hidrofilik, seperti
protein, pati, selulosa, agar-agar, gelatin, dan zat-zat lainya yang
menyebabkan zat-zat tersebut mengembang setelah menyerap air. Kemampuan zat
tersebut untuk menyerap air disebut potensial matriks atau potensial imbibisan
dan prosesnya disebut hidrasi atau imbibisi juga ditentukan oleh adanya zat
terlarut di dalam air. Semakin pekat larutan, semakin lambat imbibisi. Ion-ion
tertentu juga mempengarui kecepatan imbibisi.
0 komentar:
Posting Komentar