PETUNJUK PRAKTIKUM
Biologi umum (kimia) Oleh : Dr. Tyas Pramesti G Ria Ramadhani, S.Kep Asmuni Hasyim, M.Si
JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG 2013
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
PRAKATA Assalamu’alaikum wr. Wb. Manusia pada zaman ini sangat beruntung karena mereka berada di tempat yang tepat pada saat yang tepat. Biologi telah melejit sebagai ilmu sentral. Biologi kini menjadi penghubung dari semua ilmu alam, dan merupakan persimpangan tersibuk yang mempertemukan ilmu alam, humaniora, dan ilmu social. Biologi telah menjadi berita sehari-hari. Kemajuan-kemajuan dalam bioteknologi, ilmu kesehatan, ilmu pertanian, dan pengawasan lingkungan hanyalah sebagian kecil dari kenyataan betapa biologi begitu mempengaruhi kehidupan masyarakat melebihi masa-masa sebelumnya. Biologi adalah ilmu yang mengundang inspirasi; biologi adalah ilmu penting. Kini kita semakin dekat menuju pemahaman mengenai bagaimana sel tunggal berkembang menjadi tumbuhan dan hewan, bagaimana pikiran manusia bekerja, bagaimana interaksi antar organism yang tak terhingga banyaknya berperan dalam pembentukan komunitas biologis, dan bagaimana kehidupan yang begitu beragam di Bumi ini berevolusi dari mikroba yang pertama. Belajar biologi akan membuka wawasan bahwa perkembangan peradaban manusia dan semakin banyaknya kemauan manusia menyebabkan kerusakan pada alam. Sehingga belajar biologi akan mengingatkan kembali kepada fitrah manusia sebagai rahmatan lil ‘alamin dan menjaga kebaikan diatas bumi ini. Buku panduan praktikum ini merupakan buku panduan untuk memahami tentang Biologi dengan bagi mahasiswa kimia semester awal. Banyak hal di biologi yang berhubungan dengan molekul kimia, struktur kimia dan reaksi kimia. Sudah seharusnya mahasiswa kimia juga memahami biologi diawal perkuliahan mereka di universitas sehingga mereka dapat mengintegrasikan ilmu kimia mereka dengan pengetahuan biologi yang mereka dapatkan. Setiap ilmu selalu berhubungan dengan makhluk hidup, dan makhluk hidup adalah biologi.
2
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia Semoga panduan praktikum ini dapat memberikan manfaat dalam membuka wawasan mahasiswa jurusan kimia di semester awal. Akhir kata, ilmu yang bermanfaat itu datangnya dari Allah ta’ala, sedangkan kekurangan datangnya dari penulis semata. Terima kasih. Wassalamu’alaaikum wr. Wb.
Penulis
3
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
DAFTAR ISI
PRAKATA ................................................................................ DAFTAR ISI ............................................................................. TOPIK I MIKROSKOP DAN PENGAMATAN SEL ....................................... 01
TOPIK II MITOSIS .................................................................................. 05
TOPIK III OSMOSIS ................................................................................ 08
TOPIK IV FOTOSINTESIS ......................................................................... 10
TOPIK V MAKHLUK HIDUP DAN LINGKUNGAN : PENCEMARAN AIR ................................................................. 12
4
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
MIKROSKOP DAN PENGAMATAN SEL A. PENDAHULUAN Mikroskop merupakan salah satu alat yang penting di laboratorium sains, khususnya biologi, untuk mengamati obyek yang berukuran sangat kecil seperti sel. Berdasarkan kenampakan obyek yang diamati, mikroskop dibedakan menjadi mikroskop dua dimensi (mikroskop cahaya) dan mikroskop tiga dimensi (mikroskop stereo). Sedangkan berdasarkan sumber cahayanya mikroskop dibedakan menjadi mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Bagian-bagian mikroskop
Sel merupakan unit terkecil baik secara struktural maupun fungsional dari makhluk hidup. Bagian-bagian sel terdiri dari membran plasma, dinding sel, sitoplasma, inti, dan organel-organel. Masing-masing makhluk hidup baik sel tumbuhan maupun sel hewan menunjukkan beberapa persamaan dan beberapa perbedaan yang dapat diamati dari ciri-cirinya. Sel mati dapat dibedakan dari sel hidup 5
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia berdasarkan struktur dan aktifitas dari masing-masing sel tersebut. B. TUJUAN 1. Untuk mengetahui bagian-bagian mikroskop beserta fungsinya 2. Untuk mengetahui sifat-sifat bayangan pada mikroskop dan gambar yang dihasilkan 3. Untuk mengetahui perbedaan antara sel hewan dengan sel tumbuhan 4. Untuk mengetahui perbedaan antara sel hidup dengan sel mati C. ALAT DAN BAHAN 1. Mikroskop 2. Obyek Glass 3. Cover glass 4. Koran 5. Gunting 6. Pipet tetes 7. Air 8. Sendok 9. Bawang Merah 10. Batang ketela Pohon 11. Serat Kapas dan Kapuk D. CARA KERJA Mikroskop 1. Pelajari bagian-bagian mikroskop, gambar dan catat fungsinya 2. Potonglah satu huruf dari kertas Koran, kemudian letakkan di atas obyek glass, tetesi dengan air dan tutup dengan cover glass. 3. Amati di bawah mikroskop dengan perbesaran paling kecil. Catat hasil pengamatanmu dan gambar potongan 6
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia huruf yang anda amati. Ulangi percobaan di atas dengan menggunakan perbesaran kuat. Pengamatan Sel Epithelium pipi 1. Koreklah permukaan pipi bagian dalam dengan menggunakan sendok. 2. Oleskan di atas obyek glass, tetesi dengan metilen blue dan tutup dengan cover glass. 3. Amati di bawah mikroskop 4. Gambar hasil pengamatan Anda dan beri keterangan (membran sel, nukleus, sitoplasma, dan granula) Pengamatan Sel Bawang Merah 1. Buka 1 lapis umbi bawang merah dan buatlah sayatan kulit ari umbi lapis tersebut. 2. Letakkan di atas obyek glass, tetesi dengan air dan tutup dengan cover glass. 3. Amati di bawah mikroskop 4. Gambar hasil pengamatan Anda dan beri keterangan (dinding sel, nukleus, sitoplasma) Pengamatan Sel Gabus 1. Ambillah gabus dari bagian tengah batang ketela pohon, buat sayatan setipis mungkin. 2. Letakkan di atas obyek glass, tetesi dengan air dan tutup dengan cover glass. 3. Amati di bawah mikroskop 4. Gambar hasil pengamatan Anda dan beri keterangan (dinding sel, vakuola) Pengamatan Serat Kapas dan Kapuk 1. Teteskan air pada obyek glass 2. Letakkan 2-3 helai serat kapas dan tutup dengan cover glass. 3. Amati di bawah mikroskop 7
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia 4. Gambar hasil pengamatan Anda dan beri keterangan (dinding sel, lumen, torsi) 5. Ulangi langkah no 14-16 dengan menggunakn kapuk.
E. PERTANYAAN 1. Sebutkan fungsi masing-masing bagian mikroskop ? 2. Bagaimana proses pembentukan bayangan yang terjadi pada saat pengamatan di bawah mikroskop ? 3. Bagaimana sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa obyektif dan okuler ? 4. Jelaskan perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan ? 5. Jelaskan perbedaan antara sel hidup dan sel mati ?
8
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
Mitosis I.
Tujuan Praktikum 1. Memahami dan mengamati tahapan mitosis di bawah mikroskop.
II.
Dasar Teori Mitosis merupakan pembelahan sel yang terjadi pada organisme eukariot. Pembelahan sel secara mitosis terjadi pada jaringan somatik. Dalam pembelahan mitosis ini, satu sel membelah menjadi dua sel yang sama persis dan mempunyai kromosom yang identik dengan kromosom sel sebelumnya. Pembelahan mitosis ini di awali dengan pembelahan inti. Pembelahan mitosis berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Melalui mitosis terjadi proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan dan organ tubuh makhluk hidup. Tujuan dari pembelahan mitosis adalah mewariskan semua sifat induk kepada kedua sel anaknya. Pewarisan sifat induk kepada kedua sel anaknya terjadi secara bertahap melalui beberapa fase. Fase-fase dalam pembelahan mitosis adalah sebagai berikut : a. Interfase Tahapan interfase merupakan tahapan di luar periode pembelahan yang meliputi periode G1 (pertumbuhan sel 1), S (sintesis DNA), dan G2 (pertumbuhan sel 2). Pada tahapan ini kromosom berupa benang-benang halus dan secara visual agak sulit dilihat/tidak tampak, sel terlihat hanya terbagi atas inti dan sitoplasma. b. Profase Proses pembelahan sel yang terjadi pada tahap ini terbagi atas tiga bagian yang lebih kecil, yaitu: Profase awal : proses penebalan kromosom mulai berlangsung menghasilkan inti sel menjadi berwarna. 9
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia Profase tengah : benang kromosom mulai terlihat nyata dengan ukuran yang masih panjang. Profase akhir : kromosom terlihat jelas dalam bentuk sister kromatid dengan ukuran yang masih panjang. c. Metafase Pada tahapan ini kromosom sudah memilin maksimum dan kromosom terlihat menebal dan berada pada bidang ekuator inti sel. Pada tahapan ini umlah kromosom biasanya mudah dihitung. d. Anafase Kromosom kembar (sister chromatid) dalam masing-masing kromatid berpisah dan bermigrasi kearah dua kutub yang berlawanan. e. Telofase Kromosom yang telah terpisah berkumpul pada dua kutub yang berbeda, dan disusul oleh terbentuknya dinding sel yang membentuk dua sel. III. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah: 1. Mikroskop 2. Kaca benda dan kaca penutup 3. Pipet kaca dan pipet plastik 4. Pinset 5. Gelas arloji 6. Silet Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah: 1. Ujung akar bawang merah (Allium cepa) 2. Asam asetat glasial 3. HCl 1 N 4. Safranin 5. Aquades 6. Tisu 10
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia IV. Langkah Kerja (Langkah kerja nomor 1 dan 2 telah dilaksanakan oleh asisten) 1. Tumbuhkan akar Allium cepa, potong bagian ujungnya sepanjang 0,5–1 cm. 2. Rendam potongan ujung akar Allium cepa ke dalam larutan fiksasi 45% asam asetat (45 ml asam asetat glasial ditambah 55 ml aquades) selama 24 jam. 3. Angkat potongan ujung akar Allium cepa kemudian rendam ke dalam HCl 1 N (5 ml HCl ditambah 55 ml aquades) pada cawan petri selama 10–15 menit. 4. Pindahkan ujung akar Allium cepa ke dalam gelas arloji yang berisi safranin (1 tetes safranin diencerkan dengan 2 tetes aquades) direndam selama 10–15 menit. 5. Pindahkan ujung akar Allium cepa ke kaca objek. Potong ujungnya sepanjang 1–2 mm atau sesuai batas tudung akar, cacah dengan menggunakan silet kemudian tutup dengan kaca penutup. 6. Lakukan squashing, yaitu menekan cacahan ujung akar yang telah berada di antara kaca objek dan kaca benda dengan bantuan kepala pipet plastik. 7. Amati preparat di bawah mikroskop dengan perbesaran 400x. 8. Gambarlah hasil pengamatan.
11
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
OSMOSIS A. PENDAHULUAN Fenomena fisik yang terjadi dalam protoplasma adalah akibat dua kondisi pokok: 1. Molekul-molekul protoplasma dalam keadaan bergerak 2. Molekul protoplasma sebagian besar berukuran koloid Hal tersebut menghasilkan bermacam-macam efek diantaranya adalah difusi dan osmosis. Difusi adalah perpindahan molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah tanpa memerlukan energi, contohnya adalah difusi oksigen. Sedangkan Osmosis adalah difusi air melewati membran dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. B. TUJUAN 1. Untuk memahami peristiwa osmosis C. ALAT DAN BAHAN 1. Mikroskop 2. Cover glass 3. Obyek glass cekung 4. Tabung reaksi 5. Darah 6. Larutan Ringer 7. Larutan sukrosa 8. Aquades D. CARA KERJA 1. Siapkan tiga buah obyek glass cekung dan cover glassnya 2. Tetesi obyek glass I dengan Larutan Ringer 3. Tetesi obyek glass II dengan Larutan Sukrosa 4. Tetesi obyek glass III dengan aquades 5. Tambahkan ke dalamnya masing-masing 1 tetes darah 6. Tutup dengan cover glass
12
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia 7. Amati di bawah mikroskop perubahan yang terjadi pada sel darah merah (plasmolisis, normal, krenasi) 8. Catat hasil pengamatan Anda dan gambarkan E. PERTANYAAN 1. Jelaskan dan berikan contoh yang termasuk larutan isotonis, hipotonis dan hipertonis ? 2. Apa yang dimaksud plasmolisis dan krenasi ? 3. Jelaskan perubahan yang terjadi pada sel darah merah apabila diletakkan dalam larutan isotonis, hipotonis dan hipertonis ?
13
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
FOTOSINTESIS A. PENDAHULUAN Fotosintesis termasuk anabolisme yaitu proses penyusunan molekul anorganik menjadi molekul organik. Fotosintesis adalah proses asimilasi atau pengubahan CO2 dan H2O oleh klorofil menjadi karbohidrat dengan bantuan sinar matahari. Fotosintesis hanya berlangsung jika terdapat cukup cahaya dan faktor-faktor lain. Secara umum peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut: 6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6 O2
Untuk membuktikan peristiwa fotosintesis dapat dilakukan serangkaian percobaan, diantaranya adalah percobaan Ingenhousz, Engelmann, Sach, Hill, Blackman, dan lain-lain. B. TUJUAN 2. Untuk mengetahui komponen-komponen yang berperan dalam fotosintesis. 3. Untuk mengetahui peran cahaya dalam fotosintesis 4. Untuk mengetahui perbedaan pengaruh penggunaan air kran dan larutan natrium bikarbonat 0,5% C. ALAT DAN BAHAN 1. Hydrilla verticillata 2. Beaker Glass 3. Air Kran 4. Corong Kaca 5. Larutan Natrium Bikarbonat 0,5% 6. Tabung Reaksi 7. Bola Lampu+kabel 8. Hand Counter
14
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia D. CARA KERJA 1. Isi beaker glass dengan air kran atau larutan natrium bikarbonat 0,5% sebanyak separuh dari volume beaker glass (jika beaker glass bervolume 1000ml maka isi dengan air kran sebanyak 500ml atau jika beaker glass bervolume 500ml maka isi dengan 250ml/300ml air kran). 2. Isi corong kaca dengan sepotong Hydrilla verticillata. 3. Isi tabung reaksi dengan air kran atau larutan natrium bikarbonat 0,5% sampai penuh. 4. Masukkan corong pada no 2 ke dalam beaker glass yang sudah diisi oleh air kran atau larutan natrium bikarbonat dengan posisi corong terbalik. 5. Tutup corong dengan tabung reaksi yang sudah diisi dengan air kran atau larutan natrium bikarbonat 0,5%. 6. Sinari beaker glass dengan menggunakan bola lampu (atur jarak keduanya ± 20cm dan usahakan agar sejajar). 7. Catat volume awal dan volume akhir dari air kran atau larutan natrium bikarbonat 0,5% yang sudah digunakan. 8. Hitung jumlah gelembung yang dihasilkan pada menit ke-0, menit ke 15, dan menit ke 30. 9. Masukkan data pengamatan pada percobaan di atas ke dalam tabel pengamatan kemudian buat kesimpulan. 10.Ulangi percobaan di atas dengan perlakuan tanpa disinari bola lampu. E. PERTANYAAN 1. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis ? 2. Gelembung yang dihasilkan pada percobaan di atas berasal dari mana ? 3. Bagaimana perbedaan hasil antara percobaan yang menggunakan cahaya lampu dengan yang tidak menggunakan cahaya lampu ? 4. Bagaimana perbedaan hasil antara percobaan yang menggunakan air kran dengan larutan natrium bikarbonat 0,5% ? 15
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia
MAKHLUK HIDUP DAN LINGKUNGAN : PENCEMARAN AIR A. Pendahuluan Kehidupan mikroorganisme, seperti ikan dan hewan air lainnya, tidak terlepas dari kandungan oksigen yang terlarut di dalam air, tidak berbeda dengan manusia dan mahluk hidup lainnya yang ada di darat, yang juga memerlukan oksigen dari udara agar tetap dapat bertahan. Air yang tidak mengandung oksigen tidak dapat memberikan kehidupan bagi mikro organisme, ikan dan hewan air lainnya. Oksigen yang terlarut di dalam air sangat penting artinya bagi kehidupan. Dalam rumah tangga, air digunakan untuk minum, memasak, mencuci, dan berbagai keperluan lainnya. Setelah digunakan, air dibuang atau mengalir ke selokan. Selanjutnya, air tersebut mengalir ke sungai, danau, dan laut. Air buangan rumah tangga atau dikenal sebagai limbah domestik mengandung 95% sampai 99% air dan sisanya berupa limbah organik. Sebagian dari air buangan terdiri atas komponen nitrogen, seperti urea dan asam urik yang kemudian akan terurai menjadi amoniak dan nitrit. Pada perairan yang dimasuki oleh limbah rumah tangga biasanya akan menyebabkan populasi ganggang menjadi meningkat pesat sebagai akibat banyaknya persediaan nutrien. Sebaliknya, persediaan oksigen dalam perairan tersebut semakin berkurang. Di sana dapat ditemukan Tubifex sp., hewan air yang mampu hidup dengan baik di bawah kondisi defisiensi oksigen, sehingga menyebabkan terjanya pencemaran air. Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti danau, sungai atau lautan akibat aktivitas manusia yang melebihi ambang batas normalnya Pada pemeriksaan pencemaran pada air, biasanya dibutuhkan analisis kejernihan air, oksigen terlarut dan BOD (biologycal oxygen demand) untuk mengetahui seberapa besar pencemaran yang terjadi di dalam air. Air yang digunakan pun 16
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia bersumber dari beberapa tempat agar bisa saling dibandingkan dan lebih melihat pada perbedaan kualitas air. B. Tujuan 1) Untuk mengetahui pengaruh keberadaan detergen dalam air terhadap gerak operkulum ikan. 2) Untuk mengetahui berbagai penyebab pencemaran air 3) Untuk mengetahui respon makhluk hidup di dalam air terhadap berbagai macam zat pencemar air C. Alat dan Bahan Alat : Gelas aqua atau toples kecil Plastik gula Karet gelang Kertas label Stop watch Bahan : Ikan kecil Air kolam Air sungai Air sawah Air selokan Sabun Detergen
D. Cara Kerja Percobaan 1 1. Masukkan air kedalam akuarium atau toples kecil 2. Masukkan 2 ikan kecil kedalam akuarium dan berikan pakan setengan sendok. Amati apa yang terjadi pada ikan ikan tersebut
17
Petunjuk Praktikum Biologi UMUM Kimia 3. Tambahkan ikan dua kali lipatnya (4) dan berikan pakan dengan jumlah pakan yang sama seperti yang diberikan sebelumnya. Amati apa yang terjadi pada ikan tersebut. 4. Ganti air pada akuarium dengan air biasa yang di campur dengan sedikit detergen, berikan perlakuan yang sama seperti perlakuan sebelumnya dan amati perubahan yang terjadi pada ikan. 5. Ganti air pada akuarium dengan air biasa yang di campur dengan sedikit sabun, berikan perlakuan yang sama seperti perlakuan sebelumnya dan amati perubahan yang terjadi pada ikan. 6. Ganti air pada akuarium dengan air selokan, berikan perlakuan yang sama seperti perlakuan sebelumnya dan amati perubahan yang terjadi pada ikan Ikan Gerak operkulum Rata-rata ikan (Menit ke) 1 2 3 4 5 Toples A Toples B Toples C Toples D
E. Tugas 1. Apa yang anda ketahui tentang pencemaran air ? 2. Amati dan catat perubahan yang terjadi pada ikan yang dimasukkan ke dalam air dengan pencemar yang berbeda, serta lamanya waktu sampai ikan mati. Buatlah analisa hasilnya. 3. Perubahan kimia apa yang terjadi pada air yang dicemari oleh detergen? 4. Apa penyebab kematian ikan pada air yang tercemar sabun, detergen, dan air selokan? 5. Berikan contoh ketidakseimbangan ekosistem di daratan dan efeknya pada makhluk hidup yang ada di dalamnya ? 18
