METABOLISME TUMBUHAN ( FOTOSINTESIS DAN RESPIRASI )

( Laporan Praktikum Botani Umum )

Oleh

Aulia Rochmah

1214121033

LABORATORIUM BOTANI UMUM

JURUSAN AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Percobaan : Metabolisme Tumbuhan

Tanggal Percobaan : 24 April 2013

Tempat Percobaan : Laboratorium Botani Umum

Nama : Aulia Rochmah

NPM :1214121033

Fakultas : Pertanian

Jurusan : Agroteknologi

Kelompok : 3 ( Tiga )

Bandar Lampung, 24 April 2013

Mengetahui,

Asisten

Andesba

0917021001

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

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.

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastid yang

mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung kloroplas

terdapat pada mesofil daun tanaman, yaitu sel-sel jaringan tiang (palisade) dan

sel-sel jaringan bunga karang (spons). Di dalam kloroplas terdapat klorofil pada

protein integral membran tilakoid. Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a

dan klorofil b. Klorofil a merupakan hijau rumput (green grass pigment) yang

mampu menyerap cahaya merah dan biru-keunguan. Klorofil a ini sangat berperan

dalam reaksi gelap fotosintesis. Klorofil b merupakan pigmen hijau-kebiruan yang

mampu menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan. Klorofil b banyak terdapat

pada tumbuhan, ganggang hijau dan beberapa bakteri autotrof.

Klorofil terdapat sebagai butir-butir hijau di dalam kloroplas. Pada umumnya

kloroplas itu berbentuk oval, bahan dasarnya disebut stroma, sedang butir-butir

yang terkandung di dalamnya disebut grana. Pada tanaman tinggi ada dua macam

klorofil, yaitu:

klorofil-a : C55H72O5N4 Mg, berwarna hijau tua

klorofil-b : C55H70O6N4 Mg, berwarna hijau muda

Rumus bangunnya berupa suatu cincin yang terdiri atas 4 pirol dengan Mg

sebagai inti. Rumus bangun ini hampir serupa dengan rumus bangun haemin (zat

darah), di mana intinya bukan Mg melainkan Fe. Pada klorofil; terdapat suatu

rangkaian yang disebut fitil yang dapat terlepas menjadi fitol C2H39OH, jika kena

air (hidrolisis) dan pengaruh enzim klorofilase. Fitol itu lipofil (suka asam lemak),

sedangkan biasanya disebut rangka porfin, sifatnya hidrofil (suka akan air).

Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pembentukan klorofil:

1. Faktor pembawaan.

2. Cahaya.

3. Oksigen

4. Karbohidrat.

5. Nitrogen Magnesium.

6. Air.

7. Unsur-unsur Mn, Cu, Zn dan lain-lain

8. Temperatur

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:

1. Intensitas cahaya

2. Konsentrasi karbon dioksida

3. Suhu

4. Kadar air

5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

Tahap pertumbuhan

Fotosintesis berlangsung dalam 2 tahap, yaitu :

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 (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

Selain melakukan fotosintesis, tumbuhan juga melakukan respirasi. Respirasi

merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi

senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi

didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi

aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan

dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan

senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat

dan sedikit energi.

Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen-oksigen bebas untuk

mendapatkan energi. Persamaan reaksi proses respirasi aerob secara sederhana

dapat dituliskan:

C6H12O6 + 6O2 ---> 6H2O + 6CO2 + 675 kal

Dalam kenyataan reaksi yang terjadi tidak sesederhana itu. Banyak tahapan yang

terjadi dari awal hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedakan

menjadi 3 tahapan yaitu glikolosis, siklus krebs dan transport elektron.

B. TUJUAN

1. Fotosintesis

Adapun tujuan dari percobaan fotosintesis ini adalah untuk mengamati simpanan

amilum dalam daun.

2. Respirasi

Adapun tujuan dari percobaan respirasi ini adalah untuk membuktikan adanya

proses respirasi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Fotosintesis

Tumbuhan disebut autotrof , karena nutrient satu-satunya yang mereka butuhkan

ialah karbon dioksida dari udara, dan air serta mineral dari tanah. Secara khusus,

tumbuhan merupakan fotoautotrof, yaitu organism yang menggunakan cahaya

sebagai sumber energi untuk mensintesis karbohidrat, lipid, protein, danbahan

organic lainnya. Fotosintesis juga terjadi dalam algae,termasuk protista tertentu,

dan dalam sebagian prokariota (Campbell,2002).

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 :

Klorofil

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).

Jika intensitas cahaya atau konsentrasi CO2 menjadi faktor pembatas fotosintesis

maka suhu tidak akan mempengaruhi fotosintesis atau sangat sedikit sekali

mempengaruhi karena reaksi fotokimia tidak peka terhadap suhu (Q10= 0,1 ) dan

difusi mempunyai Q10=1,5. Laju fotosintesis bersifat bersifat tanggap terhadap

suhu jika cayaha bukan merupakan faktor pembatas. Pada reaksi selanjutnya yaitu

reaksi enzimatik kenaikan suhu akan mempengaruhi laju dan keseluruhan proses

fotosintesis. Selain faktor-faktor luar seperti suhu, intensitas cahaya dan CO2

yang mempengaruhi fotosintesis, faktor dalam yang juga penting mempengaruhi

faktor ini adalah konsentrasi klorofil, defisit air dan konsentrasi enzim (Lakitan,

1996).

Selain faktor luar, (CO2, intensitas cahaya dan suhu) yang mempengaruhi laju

fotosintesis, faktor dalam yang juga penting dalam mengontrol proses ini adalah

konsentrasi klorofil, defisit air dan konsentrasi enzim. Konsentrasi klorofil pada

tingkat yang cukup rendah dapat membatasi laju fotosintesis (Ismail, 2011).

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 satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan

cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan

tumbuhan untuk prosestersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak

akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang

berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil

hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).

B. Respirasi

Fotosintesis juga terjadi proses metabolisme lain yang disebut respirasi. Respirasi

merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi

senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi

didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi

aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan

dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan

senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat

dan sedikit energi (Lovelles, 1997).

Respirasi pada tumbuhan pada dasarnya memerlukan oksigen, meski dalam

keadaan tertentu, keberadaan okisigen tak lagi dibutuhkan (terutama pada

tumbuhan yang tak berklorofil). Tujuan respirasi tumbuhan sama halnya dengan

tujuan makhluk hidup lainnya. Respirasi dilakukan untuk mendapatkan energi.

Tumbuhan yang bernapas dengan sistem anaerob, akan mendapatkan energi.

Caranya dengan mengurai sejumlah bahan tertentu di tempat mereka hidup.

Sedangkan pada pernapasan aerob, akan dihasilkan karbon dioksida juga uap air

yang kemudian akan dikeluarkan melalui tubuh tumbuhan dengan sistem difusi.

Semua gas yang keluar dan masuk tersebut melewati stomata yang terletak pada

permukaan daun tumbuhan juga inti sel yang ada pada batang tumbuhan. Pada

kondisi tertentu, akar tanaman juga merupakan tempat keluar masuknya gas.

Terutama bagi tanaman yang tumbuh di rawa (Simbolon, 1989).

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa yang kompleks menjadi senyawa

yang lebih sederhana dengan bantuan enzim. Penguraaian suatu senyawa dapat

menghasilkan energi. Energi berasal dari lepasnya ikatan kimia yang menyusun

peresenyawaan. Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi

(Wilkins, 1989).

Respirasi juga terjadi pada manusia yang disebut dengan pernapasan. Proses

menghirup oksigen dan mengeluarkan karbondioksida. Respirasi pada manusia

bisa memiliki gangguan seperti penyakit infeksi saluran pernapasan akut atau

yang disebut juga (ISPA), hal ini merupakan salah satu masalah kesehatan di

Indonesia karena masih tingginya angka kejadian ISPA terutama pada anak balita.

Untuk mencegahnya bisa digunakan sanitasi rumah, yaitu usaha kesehatan

masyarakat yang menitik beratkan pada pengawasan terhadap struktur fisik,

dimana orang menggunakan sebagai tempat berlindung yang mempengaruhi

derajat kesehatan manusia. Sarana tersebut antara lain ventilasi, suhu,

kelembapan, padatan hunian, penerangan alami, kontruksi bangunan, sarana

pembuangan sampah, sarana pembuangan kotoran manusia dan penyediaan air

bersih (Heddy, 1990).

III. METODE KERJA

A. Alat dan Bahan

1. Fotosintesis

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan fotosintesis kali ini

adalah daun, alkohol 70%, larutan I2KI, cawan petri, kompor listrik, alumunium

foil, labu erlenmeyer, dan pinset.

2. Respirasi

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan respirasi kali ini adalah

botol selai, kecambah kacang hijau, kapas, korek api, karet, stopwatch dan plastik

sebagai penutup.

B. Prosedur Kerja

1. Fotosintesis

Adapun prosedur kerja dari percobaan fotosintesis adalah sebagai berikut:

1. Sediakan 2 daun, yang satu tertutup oleh alumunium foil, dan yang

satunya dibiarkan terbuka.

2. Kedua daun dimasukkan ke dalam erlenmeyer tapi jangan dengan posisi

tertutup semua bagiannya. Lalu masukkan alkohol 70% sampai daun

terendam.

3. Lalu masing-masing daun di masukkan ke dalam water bath, rebus selama

± 30 menit.

4. Setelah itu angkat erlenmeyar dan ambil daun tersebut dengan pinset lalu

masukkan ke dalam cawan petri.

5. Kemudian tambahkan larutan I2KI ke daun. Amati dan apabila ada warna

biru berarti di dalam daun itu terkandung amilum.

2. Respirasi

Adapun prosedur kerja dari percobaan respirasi adalah sebagai berikut:

1. Siapkan 2 buah botol selai yang satunya berisi organisme dan yang

satunya lagi tidak ada organismenya. Pastikan kedua botol dalam keadaan

tertutup rapat oleh plastik agar tidak ada kontak dengan udara di luar.

2. Bakar kapas yang dililitkan dengan lidi, lalu cepat-cepat lubangi tutup

plastik itu dan segera masukkan kapas yang telah di bakar itu ke dalam

botol.

3. Lalu amati berapa lama api bisa bertahan pada kedua botol dengan

stopwatch.

4. Kemudian catat waktunya.

IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A. Data Pengamatan

1. Fotosintesis

No. Perlakuan Waktu ( detik )

1. Masukkan kedua daun ke dalam erlenmeyer

dan tambahkan juga alkohol 70% lalu setelah

itu masukkan ke dalam water bath

1800

2. Kemudian angkat erlenmeyer itu dan ambil

daun dengan pinset dan letakkan pada cawan

petri lalu tetesi larutan I2KI untuk melihat ada

tidaknya amilum pada daun I (tertutup) dan

daun II (terbuka)

231 ( daun I )

117 ( daun II )

2. Respirasi

No. Perlakuan Waktu ( detik )

1. Kapas yang telah dibakar segera dimasukkan

ke dalam botol yang di dalamnya terdapat

organisme (kacang hijau)

0,52

2. Setelah itu masukkan juga kapas lain yang

telah dibakar ke dalam botol selai yang tidak

terdapat organisme di dalamnya.

6,04

B. Pembahasan

1. Fotosintesis

Pada percobaan fotosintesis kali ini tujuannya adalah untuk mengamati ada

tidaknya simpanan amilum pada daun tertutup dan daun terbuka. Dan ternyata

pada kedua daun itu sama-sama terdapat amilum, hanya saja ada perbedaan

perbandingan amilumnya. Perbandingannya yakni pada daun terbuka amilumnya

lebih pekat jika dibandingkan dengan yang daun tertutup.

Pati atau amilum adalah suatu karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air,

berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang

dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk

fotosintesis) dalam jangka panjang. Pati adalah suatu polisakarida yang

mengandung amilosa dan amilopektin. Amilosa merupakan polisakarida berantai

lurus bagian dari butir-butir pati yang terdiri atas molekul-molekul glukosa -1,4-

glikosidik . Amilosa merupakan bagian dari pati yang larut dalam air, yang

mempunyai berat molekul antara 50.000-200.000, dan bila ditambah dengan

iodium akan memberikan warna biru.

Fungsi dari alkohol adalah sebagai pengdegradasi atau menghilangkan kandungan

klorofil yang ada di dalam daun sehingga membuat daun itu mengeluarkan

bercak-bercak putih, sedangkan fungsi dari larutan I2KI adalah sebagai penguji

ada-tidaknya kandungan amilum dalam sebuah daun.

Reaksi kimia dari fotosintesis adalah

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 + Energi

2. Respirasi

Pada percobaan kali ini bahan yang digunakan adalah botol yang berisi kacang

hijau dan botol yang tidak berisi kacang hijau. Pada botol yang kacang hijau

ketika di masukkan api, api nya akan lebih cepat padam jika di bandingkan

dengan botol yang tidak berisi kacang hijau. Hal ini disebabkan karena di dalam

botol yang berisi kacang hijau itu berisi Oksigen yang lebih sedikit jika

dibandingkan dengan botol yang satu lagi. Maka dari itu api akan lebih cepat

padam jika dimasukkan ke dalam botol yang berisi kacang hijau karena api

membutuhkan Oksigen untuk bisa tetap menyala.

Reaksi kimia dari respirasi aerob adalah

C6H12O6 + 6O2 ---> 6H2O + 6CO2 + 675 kal

V. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari praktikum kali ini adalah:

1. Pada percobaan fotosintesis, ketika larutan I2KI diteteskan ke daun

tertutup, butuh kiranya waktu sekitar 231 detik untuk bisa melihat

perubahan warnanya menjadi biru.

2. Sedangkan pada daun yang terbuka diperlukan waktu 117 detik untuk bisa

melihat perubahan warnanya.

3. Daun terbuka lebih cepat menunjukkan perubahan warna daunnya jika

dibandingkan dengan daun yang tertutup alumunium foil.

4. Nyala api pada percobaan respirasi dengan botol selai berisi kacang hijau

adalah sekitar 0,52 detik.

5. Sedangkan untuk nyala api pada botol selai kosong adalah 6,04 detik.

6. Nyala api pada botol berisi kacang hijau lebih cepat padam jika

dibandingkan dengan botol selai kosong.

DAFTAR PUSTAKA

Champbell, N.A,dkk.2002. Biologi. Edisi lima Jilid satu.Jakarta: Erlangga.

Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Jakarta: Erlangga.

Heddy, S. 1990. Biologi Pertanian. Jakarta: Rajawali Press.

Ismail dan Abdul Muis, 2011. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan.

Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM.

Lakitan B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Jakarta :

PT Raja Grafindo Persada.

Lovelles. A. R. 1997. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk daerah Tropik.

Jakarta: PT Gramedia.

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

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

Wilkins, M. B. 1989. Fisologi Tanaman. Jakarta: Bumi Aksara.

LAMPIRAN