FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam beberapa aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian besar harus bergerak, harus mencari makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga integritas mekaniknya unntuk hidup dan pertumbuhan.

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Tumbuhan tingkat tinggi pada umumnya tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk hidup yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis. Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah proses pengoubahan zat-zat anorganik H₂O dan CO₂ oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya. Proses fotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan yang mempunyai klorofil. Proses ini hanya akan terjadi jika ada cahaya dan melalui perantara pigmen hijau daun yaitu klorofil yang terdapat dalam kloroplas.

Kalau fotosintesis adalah suatu proses penyusunan (anabolisme atau asimilasi) di mana energi diperoleh dari sumber cahaya dan disimpan sebagai zat kimia, maka proses respirasi adalah suatu proses pembongkaran (katabolisme atau disasimilasi) di mana energi yang tersimpan dibongkar kembali untuk menyelenggarakan proses – proses kehidupan.

1.2 Tujuan Percobaan

Tujuan praktikum ini adalah untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis dihasilkan oksigen (O₂) dan untuk mengamati pengaruh cahaya dan CO₂ terhadap pembentukan oksigen pada proses fotosintesis; untuk mengetahui ada tidaknya simpanan amilum dalam jaringan daun yang diberi perlakuan cahaya matahari berbeda.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986)

Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida (Kimball, 2002).

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic H₂O dan CO₂ menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).

Energi foton yang digunakan untuk menggerakkan elektron melawanan gradient panas di dalam fotosistem I dari sebuah agen dengan tenaga reduksi kuat, yang secara termodinamis mampu mereduksi CO₂ di dalam fotosistem II dari air dengan pelepasan O₂, jika sebuah molekul pigmen menyerap sebuah foton masuk ke dalam sebuah keadaan tereksitasi, karena satu elektronnya pada keadaan dasar pindah ke orbit (Anwar, 1984).

Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 1993).

Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkoholdan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).

Fotosistem ada dua macam, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I tersusun oleh klorifil a dan klorifil b dengan perbandingan 12:1 dan tereksitasi secara maksimum oleh cahaya pada panjang gelombang 700 nm. Pada fotosistem II perbandingan klorofil a dan klorofil b yaitu 1:2 dan tereksitasi secara maksimum oleh cahaya pada panjang gelombang 680 nm (Syamsuri, 2000).

Fotosintesis merupakan proses sintesis senyawa organik (glukosa) dari zat anorganik (CO₂ dan H₂O) dengan bantuan energi cahaya matahari. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO₂ menjadi glukosa. Maka persamaan reaksinya dapat dituliskan :

Kloropil

6CO₂ + 6H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + Energi

Sinar matahari

Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol Co₂ yang dilepaskan dan jumlah mol O₂ yang diperlukan tidak selalu sama. Persamaan reaksi kimia respirasi merupakan kebalikan dari reaksi kimia fotosintesis (Syamsuri, 2000).

Fotosintesis berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :

1. Reaksi Terang

Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung digrana yang dilaksanakan oleh fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahay matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektrona (Saimbolon, 1989).

2. Reaksi gelap

Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO₂ oleh molekul RBP (Ribolosa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung distroma, reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu:

a. Karboksilasi, merupakan pengikatan CO₂ oleh RPB untuk membentuk molekul PGA.

b. Reduksi ; PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C).

c. Regenerasi ; pembentukan kembali RBP.

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 21 November 2007 dari pukul 08.00 – 10.00 Wita. Bertempat di Laboratorium Dasar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat Banjarbaru.

3.2 Alat dan Bahan

1. Fotosintesis

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah beaker gelas, corong kaca, tabung reaksi, kawat dan cutter.

Bahan yang diperlukan adalah Hydrilla verticillata, air kolam dan larutan 0,25 % NaHCO_3.

2. Pembentukan karbohidrat pada fotosintesis

Alat yang digunakan pada praktikum ini adalah beaker gelas, cawan petri, lampu spiritus/ kompor, kaki tiga dan penjepit.

Bahan yang digunakan adalah daun tumbuhan segar, larutan JKJ, alkohol 95 %, air dan kertas karbon/aluminium foil.

3.3 Prosedur Kerja

1. Fotosintesis

Ø Memasukkan beberapa cabang Hydrilla verticillata yang sehat sepanjang kira-kira 15 cm ke dalam corong kaca.

Ø Memasukkan corong kaca (1) ke dalam beaker gelas yang berisi medium, di mana setiap 100 ml air ditambahkan 2 ml NaHCO₃ 0,25 % dengan posisi corong menghadap ke bawah.

Ø Menutup bagian atas corong dengan tabung reaksi yang diusahakan berisi sebagian besar medium, dalam keadaan terbalik ( di dalam bak yang berisi air).

Ø Menandai masing-masing perlakuan dengan label A, B, C, D, E dan F, yang mana keterangannya sebagai berikut :

A = medium air dan diletakan ditempat terang dalam ruangan(intensitas cahaya I).

B = medium air dan diletakkan di luar ruangan dibawah pohon (intensitas cahaya II ).

C = medium air dan diletakkan diluar ruangan, ditempat ysng terbuka (intensutas cahaya III).

D = medium air + larutan NaHCO_3, diletakkan ditempat terang dalam ruangan (intensitas cahaya I)

E = medium air + larutan NaCO₃, Diletakkan diluar ruangan dibawah pohon (intensitas cahaya II).

F = medium air + larutan NaHCO₃, diletakkan dilur ruangan terbuka (intensitas cahayaa III).

Ø Mengamati timbulnya gelembung-gelembung gas yang muncul dari potongan cabang / ranting yang terjadi selama 15’ ,30’ dan 45’. Banyaknya gelembung per satuan waktu dapat digunakan sebagai petunjuk laju fotosintesis. Perhitungan dilakukan sebanyak 3 kali dan diambil rata-ratanya.

Ø Hasil pengamatan / data yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk grafik. Buatlah pembahasan dan kesimpulannya.

2. Pembentukan Karbohidrat Pada Fotosintesis

Ø Menutup daun tumbuhan yang belum kena sinar matahari sebagiannya dengan aluminium foil / kertas karbon dan jepit selama 2 x 24 jam.

Ø Merebus air dalam beaker gelas sampai mendidih pada lampu spiritus atau panci berisi air mendidih di atas kompor.

Ø Memanaskan alkohol di dalam beaker gelas kecil pada air mendidih(2).

Ø Memasukkan daun tumbuhan yang akan diuji ke dalam air panas (5 menit) sampai layu, kemudian ke dalam alkohol panas (5 menit).

Ø Mengulangi percobaan ini dengan daun yang lain yang tidak diberi perlakuan air panas.

Ø Mencuci daun (4) tersebut dengan air panas dan masukkan ke dalam larutan JKJ selama beberapa menit.

Ø Mencuci daun dengan air kemudian bentangkan dan amatilah perubahan yang terjadi. (Ingatlah amilum + JKJ memberikan warna biru sampai kehitam-hitaman).

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Hasil yang didapatkan setelah melakukan percobaan adalah :

1. Fotosintesis

Ø Data hasil pengamatan dengan medium air di tempat yang terang.

Waktu	Jumlah gelembung	Air + NaHCO3
5 menit	0	9
10 menit	14	16
15 menit	17	21

Tabel 1. Dengan medium air ditempat terang

Ø Data hasil pengamatan dengan medium air di tempat yang gelap.

Waktu	Jumlah gelembung	Air + NaHCO3
5 Menit	0	0
10 Menit	0	0
15 Menit	2	0

Tabel 2. Dengan medium air diluar ruangan dibawah pohon

2. Pembentukan karbohidrat pada fotosintesis

No.	Perlakuan	Gambar	Keterangan
1	Bekas tertutup aluminium foil		Daun berwarna hijau tua
2	Direndam di dalam air mendidih		Daun menjadi layu
3	Direndam dalam alkohol mendidh		Warna daun bekas ditutup aluminium foil lebih muda daripada yang tidak tertutup.
4	Setelah direndam larutan JKJ		Daun yang tidak tertutup aluminium foil berwarna biru kehitaman

4.2 Pembahasan

Pada praktikum kali ini ada terdapat tiga percobaan yang akan dibahas yaitu tentang fotosintesis, dan penentuan karbohidrat pada daun tumbuhan.

Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi matahari yang dapat dimanfaatkan oleh kloropil yang terdapat dalam kloroplas. Fotosintesis selain memerlukan cahaya matahari sebagai bahan bakar juga memerlukan karbondioksida dan air sebagai bahan anorganik yang akan diproses untuk menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen.

Reaksi yang terjadi saat fotosintesis adalah :

CO₂ + H₂O C₆H₁₂O₆ + O₂ + Energi panas

Dari reaksi tersebut kita dapat memperkirakan bahwa pada fotosintesis terbentuk oksigen. Percobaan pertama mencoba membuktikan hal tersebut. Hydrilla dimasukkan ke dalam gelas beaker yang terlebih dahulu telah dilengkapi dengan corong penutup dan gelas kimia, kemudian dimasukkan air yakinkan pada saat air memenuhi gelas beaker dan masuk kedalam gelas kimia tidak terdapat gelembung udara dari luar. Gelas beaker yang berisi air ini diletakkan di 2 tempat yang berbeda kadar cahaya yang bertujuan untuk memperoleh hasil gelembung yang berbeda pula jumlahnya sehingga didapatkan hubungan antara jumlah gelembung dengan kadar cahaya yang ada. Tempat yang dipilih adalah didalam ruangan dan diluar ruangan dengan cahaya yang maksimum dengan lama pengamatan bervariasi dari 5 menit, 10 menit, dan 15 menit.

Gelembung udara yang dihasilkan menandakan bahwa proses fotosintesis pada Hydrilla verticilata menghasilkan oksigen. Berdasarkan hasil pengamatan jumlah gelembung udara yang dihasilkan pada perlakuan A dalam medium air di tempat terang dalam ruangan lebih sedikit dibandingkan dengan perlakuan B yang ditempatkan diluar ruangan ditempat terbuka dengan intensitas cahaya II walaupun waktu yang digunakan sama. Hal ini membuktikan bahwa intensitas cahaya sangat mempengaruhi proses fotosintesis. Intensitas cahaya yang optimum sangat baik untuk proses fotosintesis, sebaliknya dengan intensitas cahaya yang terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat menghambat berlangsungnya proses fotosintesis.

Sedangkan perlakuan C yang menggunakan medium air ditambah larutan NaHCO₃ yang diletakkan ditempat terang dalam ruangan menghasilkan jumlah gelembung udara yang lebih sedikit dibandingkan dengan perlakukan D yang diletakkan di luar ruangan (ditempat terbuka) yang mengunakan medium tambahan yaitu NaHO₃. Hal ini disebabkan karena intensitas cahaya dan larutan NaHCO₃ yang terurai menjadi NaOH dan CO₂.

Selain intensitas cahaya dan kadar CO₂, juga terdapat faktor lain yang mempengaruhi proses fotosintesis adalah temperatur, kadar 0₂, kadar air dan unsur mineral yang ada. Laju pembentukan oksigen dapat digunakan sebagai suatu petunjuk untuk laju fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.

Percobaan kedua yaitu penentuan karbohidrat pada fotosintesis pada daun tumbuhan berupa daun mangga. Percobaan ini dilakukan pada daun yang segar dan dibungkus dengan kertas karbon kurang lebih 24 jam, kemudian daun tersebut dimasukkan kedalam air panas setelah dilepas dari pohonnya yang bertujuan untuk mematikan sel-sel yang ada. Setelah direbus kemudian daun dimasukkan kedalam larutan alkohol agar klorofil pada daun tersebut larut sehingga warna daun berubah menjadi pucat, daun yang telah dimasukkan kedalam alkohol tadi kemudian dimasukkan kembali ke dalam air panas dan selanjutnya kedalam larutan JKJ dan kemudian diangkat.

Dari hasil pengamatan di peroleh bahwa warna daun setelah diberi perlakuan seperti diatas berubah menjadi pucat untuk bagian yang tertutup dengan kertas aluminium foil dan bagian yang tidak ditutup menjadi berwarna cokelat tua. Warna cokelat tua menandakan bahwa telah terjadi proses fotosintesis yang telah terbentuk amilum yang berwarna cokelat jika bereaksi dengan larutan iod (larutan JKJ). Hal ini menandakan bahwa cahaya sangat berperan dalam peristiwa fotosintesis, dimana cahaya yang diterima dengan bebas tanpa adanya suatu penghalang, maka akan membuat perubahan pada daun. Secara garis besar dapat dikatakan stomata akan berperan sebagai pengatur penguapan dalam peristiwa fotosintesis.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini adalah:

1) Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan cahaya dan kloroplas.

2) Selain klorofil fotosintesis juga memerlukan CO₂ dan cahaya matahari.

3) Semakin besar intensitas cahaya dan konsentrasi CO2 maka proses fotosintesis berlangsung semakin cepat.

4) Hasil dari fotosintesis adalah glukosa dan oksigen.

5.2 Saran

Percobaan seperti ini memerlukan pengamatan yang harus benar-benar diperhatikan, terlebih lagi saat memperhatikan gelembung udara yang dihasilkan dari proses fotosintesis. Agar proses pembuktian adanya karbohidrat pada daun yang melakukan fotosintesis.

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, A. 1984. Ringkasan Biologi. Ganeca Exact. Bandung.

Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga. Jakarta.

Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum. Erlangga. Jakarta.

Kimball, J.W. 2002. Fisiologi Tumbuhan. Erlangga. Jakarta.

Malcome. B. W. 1990. Fisiologi Tanaman. Bumi Aksara. Bandung.

Simbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta.

Syamsuri. I. 2000. Biologi. Erlangga. Jakarta.