Laporan
Praktikum Fisiologi Tumbuhan
FOTOSINTESIS
Muhammad Ali
Subhan, Ratna Lestyana Dewi
Program Studi Biologi
Fakultas Sains dan
Teknologi
Universitas Islam
Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Juni
2016
Abstrak
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. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk membuktikan pentingnya
karbondioksida dalam fotosintesis dan membuktikan pentingnya klorofil dan
cahaya dalam fotosintesis melalui uji pati pada daun. pada praktikum ini adalah
tumbuhan dengan daun kombinasi warna selain hijau, alkohol 70%, larutan lugol
(IKI), kertas saring, pensil warna, kertas dan pensil, tumbuhan air Hydrilla verticillata, indikator
bromthymol blue, larutan NaOH, tumbuhan kacang hijau (Phaseolus radiatus)
dalam pot, dan kertas karbon. Karbon
dioksida, klorofil dan cahaya merupakan komponen penting bagi proses
fotosintesis. Karbon dioksida bersama cahaya membentuk gula atau amilum
dikloroplas.
Kata kunci : cahaya, CO2, fotosintesis,
klorofil.
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
pengubahan zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat
dengan bantuan cahaya (Lakitan, 1996).
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 disimilasi) dimana energi yang
tersimpan dibongkar kembali untuk menyelenggarakan proses–proses kehidupan.
Fotosintesis sendiri berlangsung dengan dipengaruhi oleh beberapa faktor
seperti intensitas cahaya (laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya),
konsentrasi karbon dioksida (semakin banyak karbon dioksida di udara, makin
banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan
fotosintesis), suhu (enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya
dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat
seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim), kadar air
(kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat
penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis), kadar
fotosintat (hasil fotosintesis) (jika kadar fotosintat seperti karbohidrat
berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau
bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang), dan tahap pertumbuhan (Lakitan, 1996).
Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang
kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat
dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya
mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam
mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur
membran yang disebut tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa
faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi
karbohidrat dan cahaya 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, 1996).
Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi
karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi)
menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh
organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang
dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang (Campbell, 2002).
Fotosintesis dipengaruhi oleh faktor internal
maupun faktor eksternal. Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis adalah
sebagai berikut:
· a.
Konsentrasi karbon dioksida (CO2) di udara. Semakin tinggi konsentrasi
CO2 di udara, maka laju fotosintesis semakin meningkat.
· b.
Klorofil, semakin banyak jumlah klorofil dalam daun maka proses fotosintesis
berlangsung semakin cepat. Pembentukan klorofil memerlukan cahaya matahari.
Kecambah yang ditumbuhkan di tempat gelap tidak dapat membuat klorofil dengan
sempurna. Kecambah ini dikatakan mengalami etiolasi, yaitu tumbuh sangat cepat
(lebih tinggi/panjang dari seharusnya) dan batang dan daunnya tampak bewarna
pucat karena tidak mengandung klorofil. Umur daun juga mempengaruhi laju
fotosintesis. Semakin tua daun, kemampuan berfotosintesis semakin berkurang karena
adanya perombakan klorofil dan berkurangnya fungsi kloroplas.
c. Cahaya, intensitas cahaya yang cukup diperlukan
agar fotosintesis berlangsung dengan efisien.
d. Air, ketersediaan air mempengaruhi laju
fotosintesis karena air merupakan bahan baku dalam proses ini.
e. Suhu, umumnya semakin tinggi suhunya, laju
fotosintesis akan meningkat, demikian juga sebaliknya. Namun bila suhu terlalu
tinggi, fotosintesis akan berhenti karena enzim enzim yang berperan dalam
fotosintesis rusak. Oleh karena itu tumbuhan menghendaki suhu optimum (tidak
terlalu rendah atau terlalu tinggi) agar fotosintesis berjalan secara efisien
(Gardner, 1990).
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk
membuktikan pentingnya karbondioksida dalam fotosintesis dan membuktikan pentingnya
klorofil dan cahaya dalam fotosintesis melalui uji pati pada daun.
Metodologi
Praktikum ini
dilaksanakan pada 19 Mei 2016 di laboratorium Fisiologi,
Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Alat yang digunakan pada praktikum ini
adalah tabung reaksi, pipet tetes,
sedotan, hotplate, beaker glass, pinset, cawan petri, botol pencuci, klip
kertas, dan gunting kertas.
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah
tumbuhan dengan daun kombinasi warna selain hijau, alkohol 70%, larutan lugol
(IKI), kertas saring, pensil warna, kertas dan pensil, tumbuhan air Hydrilla verticillata, indikator
bromthymol blue, larutan NaOH, tumbuhan kacang hijau (Phaseolus radiatus)
dalam pot, dan kertas karbon.
a.
Perlunya
Karbondioksida dalam Fotosintesis
Pertama
dipanaskan air 100 ml dalam gelas beaker untuk membuang udara yang terlarut di
dalamnya, kemudian dibiarkan dingin pada temperatur ruang sambil ditutup. Lalu
diisi 3 buah tabung reaksi yang telah diberi label 1,2, dan 3 dengan air tadi
sebanyak setengah volume tabung. Kemudian diberi beberapa tetes phenol red pada
setiap tabung. Phenol red adalah indikator keberadaan karbondioksida. Lalu
ditiupkan napas pendek-pendek dengan menggunakan sedotan, ke dalam larutan
tabung 1 dan 2 sampai larutan berubah menjadi warna kuning. Tabung 3 digunakan
sebagai kontrol tanpa karbondioksida di dalamnya. Lalu diletakkan setangkai
tumbuhan percobaan pada tabung 1. Lalu diletakkan ketiga tabung pada cahaya
sangat terang selama setengah jam, dan diamati warna larutan pada ketiga
tabung.
b.
Perlunya
Klorofil dalam Fotosintesis
Sebelum
praktikum dimulai, tumbuhan percobaan harus diletakkan selama beberapa jam pada
sinar matahari atau cahaya terang lampu. Lalu dipetik sehelai daun, diletakkan
di atas secarik kertas, dibuat kopi daun erupa sketsa, dengan cara menelusuri
garis tepi daun dengan pensil, ditandai dan diwarnai pula daerah yang berwarna
hijau dan daerah yang tidak berwarna hijau. Lalu dididihkan air dalam gelas
beaker di atas hot plate. Lalu dicelupkan daun tadi ke dalam air mendidih
selama 2 menit untuk mematikan jaringan-jaringannya dan membuang pigmen lain
selain hijau. Kemudian dipanaskan 10 ml alkohol 70% dalam gelas beaker kecil
dengan memasukkannya ke dalam gelas beaker besar berisi air mendidih. Lalu
dicelupkan daun tadi ke dalam alkohol panas selama 10 menit, lalu dibuang
alkohol yang tadi telah berwarna kehijauan. Kemudian diulangi pencelupan dengan
menggunakan 10 ml alkohol panas yang baru sehingga warna hijau lebih luntur
lagi. Kemudian diangkat daun dengan menggunakan pinset dan dipindahkan ke dalam
cawan petri berisi air hangat lalu dicuci daun dengan air hangat itu, lalu
dibuang air cuciannya. Kemudian diberi tetesan larutan lugol pada daun dalam
cawan petri, hingga semua bagian daun tertutupi larutan lugol, dan dibiarkan
selama 2 menit atau sampai muncul warna coklat kebiruan. Kemudian diangkat daun
dengan menggunakan pinset dan dipindahkan ke dalam cawan petri kosong. Daun
kemudian dicuci dengan air mengalir dari botol pencuci, lalu ditiriskan daun di
atas kertas saring untuk menyerap sisa air, dan kemudian dibandingkan
pembentukan warna coklat kebiruan pada daun percobaan dengan sketsa daun yang
diwarnai tadi.
c.
Perlunya Cahaya
dalam Fotosintesis
Pertama-tama
dibuat beberapa guntingan kertas hitam sesuai dengan ukuran umum daun tumbuhan
percobaan. Lalu ditutup separuh jumlah daun yang ada pada tumbuhan dalam pot
dengan guntingan kertas hitam dan diberi klip kertas hitam tetap menutupi daun.
Lalu dibiarkan separuh jumlah daun yang lain tidak ditutupi kertas lain. Lalu diletakkan tumbuhan di dalam ruang gelap
selama 3 hari. Kemudian dipindahkan tumbuhan ke luar ruangan dengan cahaya
matahari dan dibiarkan selama 12 jam. Lalu separuh jumlah daun tetap ditutupi
kertas hitam. Kemudian daun dipetik dengan kertas hitam, lalu dibuang kertas
hitam penutupnya, dan dilakukan prosedur uji pati seperti pada percobaan 1.
Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan pada hasil pengamatan maka
diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil Percobaan Perlunya CO2 dalam
Fotosintesis
NO
|
Kondisi
|
Tabung I
|
Tabung II
|
Tabung III
|
1
|
Sebelum Perlakuan
(BTB + NaOH)
|
Larutan Berwarna Biru
|
Larutan Berwarna Biru
|
Larutan Berwarna Biru
|
2
|
Sesudah Perlakuan + diletakkan di bawah
sinar matahari
|
Tidak Berwarna
|
Berwarna Kuning
|
Berwarna Biru
|
Berdasarkan hasil pengamatan, pada percobaan
pertama pada tabung pertama setelah perlakuan tidak memiliki warna (bening).
Tabung kedua berubah warna menjadi kuning, sedangkan tabung ketiga berguna
sebagai kontrol larutan tetap berwarna biru. Tabung pertama berwarna bening
dikarenakan karbon dioksida telah diserap oleh tanaman untuk berfotosintesis,
sedangkan pada tabung kedua warna air tetap berwarna kuning menandakan masih
adanya karbon dioksida yang terlarut didalam air.
Tumbuh-tumbuhan mengurangi kadar karbon
dioksida di atomosfer dengan melakukan fotosintesis, disebut juga sebagai
asimilasi karbon, yang menggunakan energi cahaya untuk memproduksi materi
organik dengan mengkombinasi karbon dioksida dengan air. Oksigen bebas
dilepaskan sebagai gas dari penguraian molekul air, sedangkan hidrogen
dipisahkan menjadi proton dan elektron, dan digunakan untuk menghasilkan energi
kimia via fotofosforilasi Energi ini diperlukan untuk fiksasi karbon dioksida
pada siklus Kalvin untuk membentuk gula. Gula ini kemudian digunakan untuk
pertumbuhan tumbuhan melalui repirasi. Tumbuh-tumbuhan
juga mengeluarkan CO2 selama pernapasan, sehingga tumbuhan
yang berada pada tahap pertumbuhan sajalah yang merupakan penyerap
bersih CO2. Sebagai contoh, hutan tumbuh akan menyerap
berton-ton CO2 setiap tahunnya, namun hutan matang akan menghasilkan CO2 dari
pernapasan dan dekomposisi sel-sel mati sebanyak yang dia gunakan untuk
biosintesis tumbuhan (Salisbury, 2002).
Tabel 2. Hasil Uji Perlunya Klorofil dalam
Fotosintesis
Objek
|
Hasil
|
Daun Miana sp.
|
-
Terjadi perubahan
warna daun yang semula merah menjadi hijau muda, dan yang pada awalnya
berwarna hijau menjadi putih
-
Timbul warna
titik-titik coklat pada tepi daun setelah pemberian lugol
|
Percobaan kedua setelah diamati didapat adanya
perubahan pada daun yang semula berwarna merah menjadi hijau muda, kemudian
pada bagian yang berwarna hijau berubah menjadi berwarna putih agak bening,
lalu pada setelah pemberian lugol, timbul warna titik-titik berwarna coklat
ditepi. Terjadinya bintik-bintik berwarna coklat menandakan sedikitnya amilum
pada daun sebagai hasil dari fotositesis dikarenakan tidak adanya klorofil pada
daun, lugol merupakan indikator adanya amilum. Fungsi klorofil dalam tanaman
adalah untuk menyerap cahaya dan mentransfernya melalui tanaman selama
fotosintesis. Klorofil dalam tanaman ditemukan di tilakoid di kloroplas
Klorofil menggunakan sinar matahari untuk
membuat gula. Ini adalah substansi utama dalam kloroplas, yang merupakan pusat
produksi pangan dari sel tanaman. Sinar matahari menyinari kloroplas pada
tanaman diserap oleh klorofil dan kemudian digabungkan dengan karbon dioksida
dan air untuk membuat glukosa, atau gula. Proses ini juga menciptakan oksigen,
yang digunakan hewan dalam respirasi mereka. Mitokondria kemudian menggunakan
gula yang diproduksi oleh klorofil untuk mengubahnya menjadi energi yang dapat
digunakan oleh tanaman. Stroma mengatur asupan karbon dioksida dari tanaman,
yang sangat penting untuk seluruh proses (Salisbury, 2002).
.
Tabel 3. Hasil Percobaan Perlunya Cahaya dalam
Fotosintesis
No
|
Perlakuan
|
Perubahan
|
|
Morfologi
|
Setelah Penambahan Lugol
|
||
1
|
Ditutup Kertas Karbon
|
Daun berwarna hijau pucat
|
Berwarna coklat pekat kehitaman
|
2
|
Tidak Ditutup Kertas Karbon
|
Daun berwarna lebih hijau
|
Berwarna coklat kebiruan
|
Percobaan ketiga didapatkan hasil yaitu pada perlakuan pertama daun yang
ditutupi dengan kertas karbon memiliki morfologi dengan warna yang hijau pucat,
kemudian pada saat diberi lugol daun berwarna coklat pekat kehitaman. Perlakuan
kedua daun tidak titutupi dengan kertas karbon, dengan morfologi daun yang
berwarna lebih hijau, kemudian pada saat pemberian lugol daun menjadi berwarna
coklat kebiruan. Daun yang berwarna pucat dikarenakan klorofil tidak terkena
cahaya sehingga pigmen menjadi sedikit. Cahaya memilik fungsi
sebagai sumber energi bagi tumbuhan untuk melakukan fotosintesis serta sebagai
pemecah molekul – molekul air. Sehingga tanpa adanya cahaya fotosintesis tidak
bisa terjadi.
Daun yang tidak bisa menangkap cahaya maka tidak bisa melakukan
fotosintesis sehingga kandungan amilum yang ada hanya sedikit dibandingkan
dengan daun yang melakukan fotosintesis secara normal. Pigmen pada daun ada 4
yaitu klorofil, anthosianin, karoten dan xantophyl. Klorofil sendiri terbagi
menjadi dua yaitu klorofil a dan klorofil b. setiap pigmen memberikan warna
yang berbeda pada tumbuhan.
Pigmen dalam proses fotosintesis berguna sebagai penangkap cahaya dan
mengubahnya dalam bentuk energi kimia yang dapat digunakan dalm fotosinteis.
Perbedaan pigmen pada daun memberikan pengaruh yang berbada bagi tumbuhan. Daun
dengan klorofil yang banyak maka bisa menangkap cahaya yang banyak sehingga
fotosintesis berlangsung cepat. Pada daun yang tidak melakukan fotosintesis,
kandungan amilumnya lebih sedikit daripada daun yang melakukan fotosintesis.
Kesimpulan
Karbon dioksida, klorofil dan cahaya merupakan
komponen penting bagi proses fotosintesis. Karbon dioksida bersama cahaya
membentuk gula atau amilum dikloroplas. Pada intensitas cahaya matahari yang
optimum, fotosintesis akan berjalan dengan efektif. Fotosintesis tidak akan
terjadi apabila tidak terdapat cahaya. Kemudian Semakin banyak karbon dioksida
makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan
fotosintesis. Pada larutan NaHCO3 ketika berikatan dengan air akan terurai
menjadi NaOH, CO2 dan air. Maka fungsi larutan NaHCO3 untuk memperbanyak kadar
CO2 dan sebagai sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis.
Daftar Pustaka
Campbell,Neil A., Jane B. Raece and Lawrence G. Mitchell. 2002. Biologi Jilid 2 Edisi
Ke Delapan. Erlangga: Jakarta.
Gardner, F. P., Pearce, R. B., dan Mitchell,
R. L. 1990. Fisiologi Tanaman Budidaya (Penerjemah: Herawati Susilo). UI
Press. Jakarta.
Lakitan, B.
1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT RajaGrafindo
Persada, Jakarta.
Malcome.
B. W. 1990. Fisiologi Tanaman. Bumi Aksara. Bandung.
Salisbury, Frank B dan Ross, Cleon W. 2002. Fisiologi Tumbuhan Jilid 3.
Penerbit ITB: Bandung.
Lampiran
Pertanyaan
1)
Dalam bentuk
senyawa apakah karbon yang dibentuk oleh tumbuhan?
2)
Apakah yang terjadi jika tumbuhan percobaan dibiarkan dalam ruang gelap selama
beberapa minggu pada temperatur ruang?
3)
Apakah di dasar
laut yang dalam terdapat tumbuhan hijau? Jelaskan!
4)
Jelaskan hikmah
Allah menciptakan senyawa pati (amilum) yang disimpan di dalam daun, bukan
dalam bentuk gula!
Jawaban
1)
Dalam bentuk
karbondioksida
2)
Tumbuhan akan
mengalami perubahan warna pada daunnya yaitu menjadi kekuningan dan tidak
segar, Hal ini disebabkan karena tumbuhan tidak mendapatkan cahaya sehingga
proses fotosintesinya terganggu.
3)
Pada dasar laut
yang dalam sangat tidak mungkin terdapat tumbuhan hijau, hal ini dikarenakan
tidak adanya cahaya yang masuk pada kedalaman tertentu didasar laut. Selain itu
salinitas serta unsur hara dan juga kadar oksigen juga mempengaruhi tumbuhan
untuk tumbuh
4)
Senyawa pati
yang tidak larut dalam air merupakan anugrah tersendiri dari Allah karena pati
akan tetap tersimpan dalam daun meskipun sudah dicuci ataupun direbus, sehingga
manusia dapat memanfaatkannya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar