BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan
hijau dari proses fotosintesis. Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah
proses pengubahan 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 (Kimball, 2002).
Tumbuhan tingkat tinggi umumnya tergolong pada organisme autrotof, yaitu
makhluk yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik yang baku adalah rantai
karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari fotosintesis. Dalam proses ini energi radiasi diubah
menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan
digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa (Kimball, 2002).
Dalam kehadiran cahaya, fotosintesis dapat terjadi pada sembarang bagian
hijau tumbuhan, akan tetapi pada tumbuhan darat yang khusus hanya daun dengan
bagian permukaan yang luas dan kloroplas yang banyak yang merupakan pusat utama
proses dari fotosintesis. Karbondioksida
yang digunakan pada fotosintesis diperoleh dari atmosfer yang biasanya
mengandung gas ini sekitar 0,03 persen volume (Kimball, 2002).
Praktikum
kali ini akan melakukan percobaan tentang fotosintesis. Fotosintesis adalah
suatu proses biologi kompleks. Proses fotosintesis menggunakan energi cahaya
yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yng terdapat di dalam kloroplas.
Fotosintesis memerlukan CO2 dan H2O sebahan untuk
menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen. Karbohidrat mantap yang
pertama kali terbentuk adalah glukosa. Proses ini dipengaruhi oleh bermacam-macam
faktor seperti suhu, cahaya, kadar oksigen, kadar H2O/air, unsur
hara dan unsur daun (Kimball, 1999).
1.2.
Tujuan
Tujuan dari praktikum ini
adalah untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis dihasilkan oksigen, 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, serta untuk mengukur jumlah CO2
yang dibebaskan selama respirasi dan menghitung respiratory quotient (RQ)-nya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang
berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik
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).
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 di bagian
daun suatu tumbuhan yang memiliki klorofil, 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 klorofil yang berada didalam daun tidak
dapat menggunakan cahaya matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada
cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).
Sebagai makhluk hidup yang tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk
yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa
organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari
proses fotosintesis. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi
kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H
yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa
(Kimball, 1999).
Klorofil adalah pigmen karena menyerap
cahaya, yakni radiasi elektromagnetik di spektrum kasat mata. Cahaya putih
mengandung semua warna spektrum kasat mata dari warna merah sampai violet,
tidak seluruh panjang gelombang unsur dapat diserap dengan baik secara merata
oleh klorofil. Klorofil tadi berfungsi menyerap cahaya matahari. Tenaga
eksitasi yang diperoleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air menjadi
hidrogen dan oksigen yang dibebaskan ke atmosfer, peristiwa ini disebut
peristiwa fotolisis air . Oleh karena itu proses fotosintesis pada tumbuhan
dibedakan atas reaksi terang dan reaksi gelap, yaitu (Supeni , 1996) :
1. Reaksi Terang
Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan
energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung di grana yang dilaksanakan oleh
fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahaya
matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas
kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektron.
2. Reaksi gelap
Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO2
oleh molekul RBP (Ribolusa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung di
stroma, reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu:
a.
Karboksilasi, merupakan pengikatan CO2 oleh RBP untuk membentuk
molekul PGA.
b.
Reduksi : PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C).
c.
Regenerasi :
pembentukan kembali RBP.
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 :
|
6CO2
+ 6H2O
C6H12O6
+ 6O2
Peristiwa fotosintesis ini berlangsung bila ada klorofil dan cahaya yang
cukup. Klorofil terdapat sebagai butiran hijau yang berada dalam kloroplas dan
umumnya kloroplas ini berbentuk oval, dengan bahan dasar disebut stroma sedangkan
butiran-butiran yang terdapat didalamnya disebut grana. Pada klorofil terdapat
rangkaian disebut dengan fitil yang dapat terlepas menjadi fitol (C20H39OH). Jika air dan pengaruh enzim klorofilisasi
(Salibury&Ross, 1995).
Selain itu, laju fotosintesis
dipengaruhi oleh hal-hal seperti suhu, CO2, dan cahaya. Pengaruh
suhu sangat jelas yaitu semakin tinggi suhu maka fotosintesis akan berlangsung
semakin cepat. CO2 dalam kloroplas stroma dipindahkan oleh RBP
karboksilasi reaksi dan gradien CO2 masuk melalui dinding kloroplas,
sitosol, membran sel, dan dinding sel ke luar lingkungan sel melalui stroma ke
udara luar (Salibury&Ross, 1995).
BAB III
METODE
PRAKTIKUM
3.1.
Waktu dan Tempat
Praktikum dilaksanakan pada pukul 08.00
WITA, hari rabu, tanggal 11 November 2009. Bertempat di Laboratorium biologi
dasar 1, Lab. Dasar FMIPA UNLAM. Banjarbaru.
3.2.
Alat dan Bahan
3.2.1. Fotosintesis
Alat yang digunakan adalah Beaker
glass, corong kaca, tabung reaksi, kawat, cutter.
Bahan yang digunakan adalah Hydrilla verticillata, air kolam,
larutan 0,25 % NaHCO3.
3.2.2. Pembentukan Karbohidrat Pada Fotosintesis
Alat-alat yang
digunakan adalah Beaker glass, cawan petri, lampu spiritus, kaki tiga,
penjepit.
Bahan yang
digunakan adalah daun tumbuhan segar, larutan JKJ, alkohol 95%, air, kertas
karbon / aluminium foil.
3.2.3. Pengukuran Respirasi Kecambah
Alat-alat yang
digunakan adalah respirometer ganong dan statif, corong gelas, penunjuk waktu.
Bahan yang
digunakan adalah kecambah kacang hijau, larutan KOH 10% dan akuades, vaselin.
3.3. Proseder
Kerja
3.3.1. Fotosintesis
a.
Dimasukkan beberapa cabang Hydrilla verticillata yang sehat
sepanjang kira-kira 15 cm ke dalam corong kaca.
b.
Dimasukkan corong
kaca ke dalam beaker glass yang berisi medium, di mana setiap 100 ml air
ditambahkan 2 ml NaHCO3 0,25% dengan posisi corong menghadap ke
bawah.
c.
Bagian atas
corong ditutup dengan tabung reaksi yang diusahakan berisi sebagian besar
medium, dalam keadaan terbalik.
d.
Ditandai masing-masing
perlakuan dengan label A, B, C, D, E, dan F di mana
A = medium air dan diletakkan di tempat
terang dalam ruangan (intensitas cahaya I).
B =
medium air dan diletakkan di luar ruangan di bawah pohon (intensitas cahaya
II).
C = medium air dan diletakkan di luar ruangan, di
tempat terbuka (intensitas cahaya III).
D = medium air + larutan NaHCO3
dan diletakkan di tempat terang dalam ruangan (intensitas cahaya I).
E = medium air + larutan NaHCO3 dan
diletakkan di luar ruangan di bawah pohon (intensitas cahaya II).
F = medium air + larutan NaHCO3 dan
diletakkan di luar ruangan, di tempat terbuka (intensitas cahaya III).
e.
Diamati gelembung-gelembung
gas yang muncul dari potongan cabang/ranting yang terjadi selama 15 menit, dan
30 menit. Banyaknya gelembung yang muncul per satuan waktu waktu digunakan
sebagai petunjuk laju fotosintesis. Perhitungan dilakukan 2 kali dan diambil
rata-ratanya.
f.
Ditampilkan
hasil pengamatan yang diperoleh dalam bentuk grafik.
3.3.2. Pembentukan Karbohidrat Pada Fotosintesis
a.
Ditutup daun tumbuhan yang belum kena sinar matahari sebagian dengan aluminium
foil dan dijepit selama 2 x 24 jam.
b.
Direbus air dalam beaker glass sampai mendidih pada lampu spritus.
c.
Dipanaskan alkohol di dalam beaker
glass kecil pada air mendidih.
d.
Dimasukkan daun tumbuhan yang akan di uji ke dalam air panas sampai layu,
kemudian ke dalam alkohol panas.
e.
Diulangi percobaan ini dengan menggunakan daun lain yang tidak diberi
perlakuan air panas.
f.
Dicuci daun tersebut dengan air panas dan dimasukkan ke dalam larutan JKJ
selama beberapa menit.
g.
Dicuci dengan
air kemudian dibentangkan dan diamati perubahan yang terjadi.
3.3.3. Pengukuran Respirasi Kecambah
a.
Disiapkan alat dan bahan, ditimbang 10 gr kecambah kacang hijau.
b.
Dimasukkan
akuades ke dalam pipa respirometer, dan kecambah dimasukkan ke dalam tabung
respirometer dan sumbatnya diputar sampai kedua lubang berhadapan.
c.
Diatur
permukaan air dalam pipa pada skala 20 dengan jalan menaikkan dan menurunkan
pipa.
d.
Disumbat
diolesi dengan vaselin, kemudian diputar sehingga udara di dalam tabung
respirometer terpisah dari udara luar. Dibiarkan selama 30 menit.
e.
Diamati perubahan
permukaan air dalam pipa. Jika permukaan airnya turun maka nilainya positif dan
jika permukaan air naik berartu bernilai negatif.
f.
Diulangi kegiatani
dengan menggunakan KOH 10 %.
BAB IV
HASIL
DAN PEMBAHASAN
4.1.
Hasil
Dari praktikum yang telah dilakukan,
didapat hasil sebagai berikut :
4.2.
Pembahasan
Praktikum kali ini ada terdapat tiga percobaan yang
akan dibahas yaitu tentang fotosintesis, pembentukan oksigen pada proses fotosintesis untuk membuktikan bahwa dalam
fotosintesis dihasilkan oksigen (O2) dan pembentukan karbohidrat pada
fotosintesis untuk mengetahui ada tidaknya simpanan amilum dalam jaringan daun,
serta respirasi pada kecambah.
Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang
kompleks, proses ini menggunakan energi matahari yang dapat dimanfaatkan oleh
klorofil 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
Dari reaksi tersebut
kita dapat memperkirakan bahwa pada fotosintesis akan 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 air dimasukkan dan pada saat
air memenuhi gelas beaker dan usahakan air masuk kedalam gelas kimia tidak
terdapat gelembung udara dari luar serta disesuaikan dengan batas setengah
setelah leher corong.
Gelas beaker yang berisi air ini dilakukan dengan perlakuan A (medium air di dalam ruangan), B (medium air di
luar ruangan di bawah pohon), C (medium air di tempat terbuka), D (medium air +
larutan NaHCO3 di dalam ruangan), E (medium air + larutan NaHCO3
di luar ruangan di bawah pohon) dan F (medium air + larutan NaHCO3 di
tempat terbuka), yang berbeda kadar cahaya yang bertujuan untuk
memperoleh hasil gelembung yang berbeda pula jumlahnya sehingga didapatkan
hubungan antara jumlah gelembung dengan kadar cahaya yang terdapat pada grafik. Pada grafik tersebut dapat dijelaskan tentang
adanya hubungan antara perlakuan (menggunakan sedikit cahaya dengan banyak
cahaya), jumlah gelembung, dan waktu dalam proses fotosintesisnya.
Dapat dilihat bahwa, gelembung udara yang dihasilkan
menandakan bahwa proses fotosintesis pada Hydrilla verticilata
menghasilkan oksigen. Berdasarkan hasil pengamatan jumlah gelembung udara yang dihasilkan
pada perlakuan A, B, C, D, dan E dalam medium dan tempat yang telah ditetapkan.
Masing - masing jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan perlakuan F yang
berada pada medium air + larutan NaHCO3
yang ditempatkan di luar ruangan di tempat terbuka walaupun waktu yang digunakan
sama. Jumlah gelembung pada perlakuan A yaitu 4 buah pada 15 menit dan 7 buah
pada 30 menit, jumlah gelembung pada perlakuan B yaitu 13 buah pada 15 menit
dan 37 buah pada 30 menit, jumlah gelembung pada perlakuan C yaitu 29 buah pada
15 menit dan 71 buah pada 30 menit, jumlah gelembung pada perlakuan D yaitu 4
buah pada 15 menit dan 5 buah pada 30 menit, jumlah gelembung pada perlakuan E
yaitu 60 buah pada 15 menit dan 90 buah pada 30 menit, dan jumlah gelembung
pada perlakuan F yaitu 90 buah pada 15
menit dan 136 buah pada 30 menit.
Hal ini membuktikan bahwa intensitas cahaya sangat
mempengaruhi proses fotosintesis dan merupakan bagian terpenting dalam kehidupan dan proses pembentukan makanan.
Intensitas cahaya yang optimum sangat baik untuk proses fotosintesis,
sebaliknya dengan intensitas cahaya yang terlalu rendah atau terlalu tinggi
dapat menghambat berlangsungnya proses fotosintesis, serta dengan ditambahkan larutan NaHCO3 dimana
membuat jumlah gelembung oksigen bertambah, hal tersebut terjadi karena CO3 sangat berperan penting
dalam proses fotosintesis.
Selain intensitas cahaya juga terdapat faktor lain yang mempengaruhi proses
fotosintesis adalah temperatur, kadar CO2 dan O2, kadar
air dan unsur mineral yang ada. Laju pembentukan oksigen dapat digunakan
sebagai suatu petunjuk untuk laju fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.
Dari tabel, dapat dilihat perbandingan banyak gelembung gas yang timbul.
Percobaan yang ditambah larutan NaHCO3 ternyata dapat mempercepat laju
fotosintesis. Fungsi larutan NaHCO3 disini sebagai katalis dalam reaksi
fotosintesis.
Percobaan kedua yaitu pembentukan
karbohidrat pada proses fotosintesis, pada daun tumbuhan berupa daun mangga, sirsak, jeruk, ketapang, dan
srikaya yang sebelumnya pada bagian tengah daun tersebut dibungkus dengan
menggunakan aluminium foil selama kurang lebih 2 hari. Bagian daun yang ditutupi dengan aluminium foil
terlihat warna daun yang terang dibandingkan warna daun yang tidak ditutupi
dengan aluminium foil, karena bagian daun tersebut tidak mendapat sinar
matahari sehingga tidak terjadi fotosintesis. Menentukan adanya pembentukan
amilum yang berasal dari karbohidrat. Hal yang pertama dilakukan, yaitu
masing-masing daun tersebut yang sudah dipetik dari pohonnya, lalu dibuka
aluminium foilnya, kemudian dimasukkan
ke dalam air yang sedang mendidih setelah dipanaskan diatas hot plate,
untuk membedakan yang terjadi antara daun yang terkena sinar matahari dengan
daun yang tidak terkena sinar matahari. Kemudian, daun-daun tersebut dimasukkan
lagi ke dalam alkohol 95 % yang juga telah dipanaskan agar dapat membuka
pori-pori daun. Setelah dimasukkan dalam alkohol yang telah dipanaskan
tersebut, sebagian daun warnanya akan berubah menjadi pucat (memudar), karena
alkohol dapat melunturkan klorofil, sehingga air dalam pemanasan alkohol
tersebut berubah menjadi warna hijau dan warna daun yang berubah menjadi lebih
memudar dan lemas akibat adanya klorofil yang terlarut dalam air serta yang
terakhir ditetesi dengan larutan JKJ pada bagian muka dan belakang daun yang
digunakan sebagai indikator untuk mengetahui ada tidaknya simpanan amilum dalam
jaringan daun yang diberi perlakuan cahaya matahari berbeda.
Dari
hal tersebut, terlihat bahwa pada daun ketapang, daun mangga, dan daun jeruk yang setelah diberi larutan JKJ
terdapat bintik-bintik/bercak hitam yang menandakan adanya kandungan amilum
dalam jaringan daun tersebut, sedangkan pada daun sirsak dan daun srikaya
setelah diberi larutan JKJ hanya terjadi perubahan warna yang menandakan tidak terdapat amilum pada
daun tersebut. Jadi dapat dibuktikan, bahwa larutan JKJ digunakan sebagai
indikator untuk mengetahui ada tidaknya simpanan amilum dalam jaringan daun
yang diberi perlakuan cahaya matahari berbeda.
Pada percobaan
pengukuran respirasi kecambah, tidak terdapat perbedaan untuk volume CO2
yang dihasilkan. Sedangkan untuk waktunya mengalami perbedaan mencolok, yaitu
untuk kecambah menggunakan akuades memerlukan waktu 9 menit, sedangkan yang
menggunakan larutan KOH hanya 3,5 menit. Hal ini menunjukkan bahwa larutan KOH mempercepat
proses respirasi.
BAB V
PENUTUP
5.1.
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat
diambil dari praktikum kali ini adalah:
1. Fotosintesis adalah suatu proses metabolisme dalam
tanaman untuk membentuk karbohidrat dengan memakai karbondioksida (CO2)
dari udara dan air (H2O) dari dalam tanah dengan bantuan cahaya
matahari dan klorofil.
2. Intensitas cahaya matahari dan karbondioksida ikut
mempengaruhi pembentukan oksigen pada proses fotosintesis.
3. Larutan NaHCO3 sangat berperan penting
dalam proses fotosintesis, karena dapat menambah jumlah gelembung oksigen dalam
proses fotosintesis pada Hydrilla verticilata.
4. Alkohol dapat melunturkan klorofil dan membuka
pori-pori, sehingga air dalam pemanasan alkohol tersebut berubah menjadi warna
hijau dan warna daun berubah menjadi lebih memudar (hijau daun berkurang) dari
warna sebelumya akibat adanya klorofil yang terlarut dalam air.
5. Larutan JKJ digunakan sebagai indikator untuk
mengetahui ada tidaknya simpanan amilum dalam jaringan daun, yaitu dengan
terdapat atau tidaknya bintik-bintik hitam pada permukaan bagian daun tersebut.
6. Pada daun sirsak dan daun srikaya tidak terdapat
amilum ketika ditetesi larutan JKJ dan hanya terjadi perubahan warna. Sedangkan
pada daun ketapang, daun mangga, dan jeruk terdapat adanya kandungan amilum setelah
ditetesi larutan JKJ dengan terdapat bintik-bintik hitam yang menandakan adanya
kandungan amilum dalam jaringan daun tersebut.
5.2.
Saran
Sebelum melakukan praktikum terlebih
dahulu harus mengetahui tujuan dan dasar-dasar teori praktikum. Dalam pengamatan
yang akan dilakukan pada praktikum hendaknya lebih sabar dan teliti sehingga
kita dapat menghasilkan pengamatan yang baik dan sempurna sesuai dengan apa
yang kita kehendaki.
DAFTAR
PUSTAKA
Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga,
Jakarta.
Kimball, J. W. 1999. Biologi Umum.
Erlangga, Jakarta
Kimball, J.W. 2002. Fisiologi Tumbuhan.
Erlangga, Jakarta.
Salisbury, B. & Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. ITB. Bandung.
Supeni, Tri. 1996. Biologi.
Erlangga. Jakarta
Postingan
