Laporan Fotosintesis

LAPORAN PRAKTIKUM

BIOLOGI DASAR

PERCOBAAN II

FOTOSINTESIS

NAMA                            : FEYDRI FERDITA DERA

NIM                                :  H21112275

HARI/TANGGAl          : SENIN, 1 OKTOBER 2012

KELOMPOK                :  IV (EMPAT)

ASISTEN                       :  RR. DYAH RORO A.

                                                       

                 

LABORATORIUM BIOLOGI DASAR

UNIT PELAKSANAAN TEKNIS MATA KULIAH UMUM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEBGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2012

BAB I

PENDAHULUAN

           

I.1. Latar belakang

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun. Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO2 dan H2O. Cahaya matahari terdiri atas beberapa spektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang berbeda, sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis juga berbeda (Salisbury dan Ross,1995).
             Fotosinteisi 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 (Malcome,1990).
            Semua kehidupan di atas permukaan bumi ini tergantung langsung dari adanya proses asimilasi CO₂ menjadi senyawa organik dengan energi yang diperoleh dari cahaya matahari. Dalam proses ini energi cahaya matahari ditangkap dan diubah menjadi energi kimia dengan proses fotosintesis. Pada proses fotosintesis ini akan dihasilkan dua senyawa yaitu glukosa dan oksigen (Anwar,1984).

                          Cahaya matahari

               6CO2 + 6H2O                 C6H12O6

                                                 Klorofil

   

Fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tidak henti-hentinya, sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik hidup dan tumbuh dengan memasukkan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya. Satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat bergantung seluruh kehidupan ialah fotosintesis. Proses ini berlangsung di dalam jasad berfotosintesis, termasuk jasad tumbuhan tinggi, tumbuhan pakis, lumut, ganggang (ganggang hijau, biru, merah, dan coklat), berbagai jasad renik dll (Malcome,1990).

Pada percobaan fotosintesis kali ini terdapat dua kegiatan yaitu uji sach akan mengetahui apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis, dan ingenhousz yang akan mengetahui hubungan intensitas cahaya dengan laju fotosintesis.

I.2. Tujuan Percobaan

            Tujuan percobaan ini adalah :

1.      Membuktikan proses fotosintesis akan menghasilkan glukosa.

2.      Membuktikan proses fotosintesis melepaskan O2 atau oksigen.

I.3. Waktu dan Tempat Percobaan

            Percobaan fotosintesis dilaksanakan pada hari senin, tanggal 01 oktober 2012, pada pukul 14.00-17.30 WITA. Bertempat di Laboratorium Biologi Dasar, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan ialah kemampuannya untuk menggunakan zat-karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman. Peristiwa ini hanya berlangsung cukup cahaya, dan oleh karena itu maka asimilasi zat-karbon disebut juga fotosintesis. Lengkapnya adalah bahwa fotosintesis atau asimilasi zat-karbon itu suatu proses di mana zat-zat anorganik H₂O dan CO₂ oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan pertolongan cahaya matahari. Pengubahan energi sinar menjadi energy kimia (karbohidrat) dan kemudian pengubahan energi kimia menjadi energi kerja pada peristiwa pernefasan dalam tubuh tumbuhan merupakan rangkaian proses kehidupan di dunia ini (Dwidjoseputro,1996).

Fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic H2Odan CO2 menjadi senyawa 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 dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi (Salisbury dan Ross,1995).

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).

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, 2002).

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).

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).

Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel. Tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Pada percobaan ingenhouz dapat diketahui bahwa intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintsis pada tumbuhan. Hal ini daat terjadi karena perbedaan energi yang dihasilkan oleh seitap spektrum cahaya. Di samping adanya perbedaan energi tersebut, faktor lain yang menjadi pembeda adalah kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya tersebut disebabkan adanya perbedaa jenis pigmen yang terkandung pada jaringan daun (wikipedia, 2012)

Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas jaringan bunga karang dan jaringa pagar. Pada kedua jaringan ini, terdapat kloroplas yang mengandug pigmen hijau klorofil. Pigmen ini merupakan salah satu pigmen fotosintesis yang berperan penting dala menyerap energi matahari (wikipedia, 2012)

Tumbuhan menangkap cahaya menggunkan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau paa tumbuhan. Klorofl terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. Klorofil menyerap cahaya yag akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan didaun. Didalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap mililiter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadiya sebagian besar fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yan bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar mathari ataupun penguapan air yang berlebihan (arifin, 2012)

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama  reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

1. Reaksi terang

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna

hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak

energi. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat

reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat. Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen. Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat

ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen. Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH. (wikipedia, 2012)

2. Reaksi gelap

ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya) (wikipedia, 2012)

Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu (Kimball,2002)

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1. Alat

            Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah: Kertas timah, Penjepit, gelas piala, tabung reaksi, corong, stopwatch, kaki tiga dan bensin.

III.2. Bahan

            Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah: Tanaman daun  mangga Mangifera indica, Tanaman Hydrilla verticilla, air panas, JKJ (Iodium Kalium Iodida), alkohol 95%.

III.3.  Cara Kerja

A.  Percobaan Sachs

1.    Membungkus daun mangga dengan  aluminium foil selama beberapa hari.

2.    Memetik daun mangga sebagai bahan praktikum.

3.    Memasukkan daun mangga ke dalam air yang mendidih selama beberapa    saat, sehingga daun tersebut layu.

4.    Memindahkan daun mangga ke dalam gelas piala yang berisi 100-150 ml             alkohol yang mendidih.

5.    Mencelupkannya lagi kedalam JKJ selama beberapa saat.

6.    Membilas dengan air mengalir agar sisa larutan JKJ hilang.

7.    Mengamati apa yang terjadi pada daun mangga tersebut.

B.     Percobaan Ingenhouz

1.    Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2.    Memasukkan potongan tanaman Hydrilla ke dalam corong, kemudian masukkan kedalam gelas piala, Diusahakan agar tanaman Hydrilla tidak keluar dari corong.

3.    Menutup  bagian atas tabung corong dengan tabung reaksi, dan usahakan tidak terbentuk ruang udara.

4.    Menempatkan percobaan tersebut di bawah sinar matahari.

5.    mengamati apakah terjadi gelembung-gelembung udara yang terkumpul di dasar tabung reaksi.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Hasil

            Hasil dari percobaan ini adalah:

A.    Percobaan Sachs

B.     Percobaan Ingenhouz

Dalam melakukan percobaan ini, kita mengikuti beberapa tahap seperti yang telah dijelaskan dalam langkah kerja. Untuk dapat membuktikan proses fotosintesis melepaskan oksigen, dapat dilihat paa tabel berikut:

No	Waktu	Banyak Gelembung
1. 2. 3. 4.	0 – 5 5 – 10 10 – 15 15 - 20	60 + 98 ++ 121 +++ 136 +++

Keterangan:

+          sedikit gelombang

++        sedikit gelombang

+++     banyak gelombang

IV.2. Pembahasan

Berdasarkan hasil percobaan yang di lakukan, didapatkan hasil yang bertujuan untuk mengetahui apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis dan topik Ingenhousz yang bertujuan untuk mengetahui hubungan intensitas cahaya dengan laju fotosintesis maka dapat dilakukan pambahasan sebagai berikut.

A.                Percobaan Sachs

            Percobaan uji sachs ini menggunakan daun tanaman mangga Mangifera indica yang berwarna hijau. Satu minggu sebelum hari praktikum, daun mangga Mangifera indica yang digunakan untuk praktikum ditutup dengan kertas timah dan dijepit dengan paper  clip, hal ini dimaksudkan agar pada saat pagi harinya bagian daun yang ditutup tidak mendapatkan penyinaran matahari sehingga tidak terjadi proses fotosintesis. Langkah pertama yaitu masukkan daun mangga kedalam air yang mendidih selama beberapa menit, dengan tujuan supaya daun beserta tulang-tulang daunnya lebih lunak dan mematikan sel-sel pada daun tersebut, kemudian daun yang telah direbus tadi dimasukkan ke dalam alkohol yang mendidih, dengan tujuan melarutkan klorofil yang ada pada daun. Sehingga daun yang telah direbus dengan alkohol akan berubah menjadi putih. Hal ini menandakan bahwa klorofil yang terdapat pada daun telah hilang.

Daun yang telah berwarna putih di celupkan ke dalam larutan JKJ (Iodium kalium Iodida) selama beberapa saat. Selanjutnya bilas dengan air mengalir agar sisa larutan JKJ (Iodium Kalium Iodida) hilang. Hal ini untuk  mengetahui ada dan tidaknya amilum atau karbohidrat yang terkandung di dalam daun. Apabila di dalam daun terkandung amilum atau karbohidrat, maka setelah ditetesi iodium akan berubah warna menjadi hitam atau biru tua.

Hasil percobaan tersebut sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh Sachs (1860) yang membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah. kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan ke dalam alkohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum.

B.     Percobaan Ingenhouz

            Isilah gelas piala dengan air kemudian masukkan Hydrilla verticillata kedalamnya, Masukkan corong terbalik kedalam gelas piala sedemikian rupa sehingga Hydrilla verticillata semuanya berada di bawah corong, tutup pangkal corong tersebut dengan tabung reaksi terbalik yang berisi sejumlah air, tempatkan percobaan ini di bawah matahari, amatilah apakah terjadi gelembung-gelembung udara yang terkumpul didasar tabung reaksi.

            Pada percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil bawah pada menit 0-5 didapatkan sedikit gelembing, pada menit 5-10didapatkan banyak gelembung, pada menit 10-15 didapatkan banyak sekali gelembung, pada menit 15-20 didapatkan banyak gelembung dan pada menit 20-25 didapatkan juga banyak gelembung.

Fotosintesis hanya dapat berlangsung pada tumbuhan dengan daun berpigmen hijau saja atau disebut klorofil contohnya pada tanaman Hydrilla verticillata. Fotosintesis pada tanaman ini memang terjadi dengan lambat karena letaknya yang terendam dalam air sehingga sulit untuk mendapatkan cahaya matahari. Menurut Dwidjoseputro (1986: 6) fotosintesis adalah proses dimana zat-zat anorganik H₂O dan CO₂ oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan sinar sehingga proses ini hanya berlangsung jika ada cukup cahaya. Fotosintesis selain memerlukan cahaya matahari sebagai sumber energi, fotosintesis juga memerlukan karbondioksida dan air sebagai bahan anorganik yang akan diproses untuk menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen. Di samping itu, klorofil atau pigmen hijau pada tumbuhan juga dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Klorofil terdapat sebagai butir-butir hijau di dalam kloroplas berfungsi untuk menangkap cahaya matahari. Dalam kondisi normal, cahaya matahari memenuhi semua syarat itu, sehingga secara alami, cahaya matahari merupakan sumber energi bagi fotosintesis.

BAB V

PENUTUP

V.1. Kesimpulan

            Berdasarkan percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa:

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.

V. 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.

                                                               

                                                               

LAMPIRAN

Tanaman Hydrilla verticillata, yang di gunakan pada percobaan ingenhouz.

Tabung reaksi, corong, dan gelas piala yang di gunakan pada percobaan inenhouz

DAFTAR PUSTAKA

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

Arifin, silvia, 2012. Fotosintesis. http;//sakitomatfis.blogspot.com/2011/06/sains-dasar-fotosintesis-percobaan-htm. Diakses pada tanggal 3 Oktober 2012; pukul 08.00 WITA

Dwidjoseputro.1996.Pengantar Fisiologi Tumbuhan.Jakarta:Gramedia Pustaka

Utama

 Kimball, John. 2002. Biologi Jilid 1 Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.

Salisbury, F. B dan Ross, C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB, Bandung

Malcome, 1990. Ringkasan Biologi. Ganeca Exact. Bandung.

Wikipedia, 2012. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/wiki/fotosintesis. Diakses pada tanggal 3 Oktober 2012; pukul 03.00 WITA