5. PERCOBAAN FOTOSINTESIS

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

“PERCOBAAN FOTOSINTESIS”

Oleh:

MAFIDATUL ILMI (100210103090)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER

2012

I. JUDUL: Percobaan Fotosintesis

II. TUJUAN:

1. Mengetahui peranan cahaya dalam fotosintesis

2. Untuk mengetahui hubungan terbentuknya oksigen dan berat tumbuhan air

pada proses fotosintesis

III. DASAR TEORI

a. Fotosintesis

Fotosintesis merupakan suatu proses dimana terjadi sintesa karbohidrat tertentu

dari karbondioksida dan air yang dilakukan oleh sel-sel yang berklorofil dengan adanya cahaya

matahari dan di hasilkan atau dibebaskan gas oksigen. Proses fotosintesis juga dinamakan

asimulasi karbon, salah satu kemampuan tumbuhan hijau ada memanfaatkan zat karbon udara

untuk diubah menjadi bahan organik bila tersedia cahaya yang cukup. (Prawirahartono, 1998:89).

Fotosintesis merupakan proses pembakaran dalam tubuh tanaman yang akan

menghasilkan oksigen yang berfungsi untuk proses pernapasan pada manusia oleh karena itu

manusia tidak dapat terlepas dari tumbuhan karena apabila tidak ada tumbuhan maka tidak akan

ada udara untuk pernapasan manusia. Oleh karena itu manusia tidak bisa terlepas dari lingkungan

untuk kebuuhan hidupnya (Odum, 1967: 19).

cahaya matahari

6CO2+6H2O C6H12O6+6O2

klorofil

dari persamaan diatas menujukkan bahwa hubungan antara zat-zat yang dipakai dan dihasilkan

oleh proses fotesintesis melibatkan stidak-tidaknya 2 (dua) proses yang amat berbeda menjadi

jelas setelah dilakukannya percobaan. Tumbuhan air yang hijau, Elodea merupakan organisme uji

percobaan. Bila sepotong tumbuhan itu ditempatkan terbalik didalam larutan encer NaHCO3,

(yang merupakan sumber CO2) diterangi dengan lampu senter mak gelembung oksigen akan

segera dkeluarkan dari bagian potong tangkainya. Karena laju fotosintesis tidak meningkatnya

penyinaran, maka Blackman mengambil kesimpulan bahwa paling tidak ada dua proses berlainan

yang terlibat: satu, suatu reaksi yang memerlukan cahaya dan yang satu lagi reksi yang tidak

memerlukan cahaya. Yang terakhir dinamai “reaksi gelap” walau dapat berlangsung terus dalam

terang. Blackman berteori bahwa pada intensitascahaya sedang “reaksi terang” membatasi atau

melajukan seluruh proses (Kimball, 1994: 180).

b. Kloroplas

Fotosintesis berlangsung di kloroplas, yang mana pada bagian ini mengandung banyak

pigmen klorofil. Klorofil dapat dibedakan menjadi bebrapa tipe, yaitu: klorofil a, b, c, d dan tipe

e. pembagian tersebut adalah berddasarkan rantai samping yang mengingat inti porfitinnya. Jenis

klorofil yang paling banyak ditemukan pada tumbuhan tingkat tinngi adalah jenis a dan b.

Klorofil a biasanya adalah untuk sinar hijsu biru, sementara klorofil b untuk sinar kunig hijau.

Klorofil laen (jenis c, d, e) ditemukan hanya pada alga dan dikombinasikan dengan klorofil a.

Fungsi klorofil pada tanaman adalah menyerap energy dari sinar matahari untuk digunakan

dalam proses fotosintesis. (Tjitrosoepomo, 1998).

Kloroplas memiliki pigmen-pigmen lainnya, yaitu Karotinoid yang merupakan derivate

dari likopen. Pada korola, kaliks, kulit buah yang telah matang atau masak, klorofil telah

menghilang (terurai) dan menimbulkan warna kuning atau warna merah yang kemudian tampak,

atau warna-warna lainnya. Dalam hal demikina kloroplas telah berganti isi yang disebut

kromoplas (Sitompul, 1995).

c. Peranan Matahari Dalam Proses Fotosintesis dan sifat 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 matahar (Dwijoseputro:

1983).

Cahaya matahari merupakan sebentuk energi yang dikenal sebagai gelombang

elektromagnetik, disebut juga radiasi elektromagnetik. Jarak antar gelombang elektromagnetik

disebut panjang gelombang (wavelength). Panjang gelombang berkisar kurang dari satu

nanometer (untuk sinar gama) sampai lebih dari satu kilometer (untuk gelombang radio).

Keseluruhan kisaran radiasi ini deiseut sebagai spektrum elektromagnetik. Segmen spektrum

yang paling penting bagi tumbuhan adalah pita sempit antara panjang gelombang sekitar 380 nm

sampai 750 nm. Radiasi ini dikenal sebagai cahaya tampak, karena dapat dideteksi sebagai

beraneka ragam warna oleh mata manusia. Model cahaya sebagai gelombang menjelaskan

banyak sifat cahaya, namu dalam beberapa hal cahaya berperilaku seolah-olah terdiri atas

partikel-partikel diskret yang disebut foton. Foton bukanlah objek yang bisa diindra, namun

bertindak seperti objek karena masing-masing mempunyai kuantitas energi yang tetap. Jumlah

energi tersebut berbanding terbalik dengan panjang gelombang cahaya: semakin pendek panjang

gelombang, semakin besar energi foton dari cahaya tersebut (Campbell, 2012: 205).

http://www.google.co.id/imgres?q=spektrum+elektromagnetik+fotosintesis)

d. Pigmen fotosintetik: reseptor cahaya

Ketika cahaya bertemu materi, cahaya mungkin dipantulkan, diteruskan, atau diserap.

Zat yang menyerap cahaya tampak dikenal sebagai pigmen. Pigmen-pigmen yang berbeda

menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda-beda pula, dan panjang gelombang

yang diserap pun menghilang. Kita melihat daun yang berwarna hijau karena klorofil menyerap

cahaya violet-biru dan merah sambil meneruskan dan memantulkan cahaya hijau (Campbell,

2012: 205).

e. Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan Air Hydrilla (Hydrilla verticillata)

Klasifikasi

Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (Tumbuhan berpembuluh)

Super Divisi : Spermatophyta (Menghasilkan biji)

Divisi : Magnoliophyta (Tumbuhan berbunga)

Kelas : Liliopsida (berkeping satu / monokotil)

Sub Kelas : Alismatidae

Ordo : Hydrocharitales

http://www.google.co.id/imgres?q=spektrum+elektromagnetik+fotosintesis

Famili : Hydrocharitaceae

Genus : Hydrilla

Spesies : Hydrilla verticillata (L. f.) Royle

Usaha untuk memahami fotosintesis telah dilakukan sejak lama oleh para ilmuwan. Awalnya,

seorang ahli kimia Inggris bernama Joseph Priestley (1772) menunjukkan bahwa tumbuhan

mengeluarkan suatu gas yang membuat api lilin dapat menyala walaupun dalam tabung gelas

yang tertutup. Coba simak prinsip percobaan yang dilakukannya pada gambar x1. Dalam

sungkup tabung gelas tanpa tanaman, api lilin yang dinyalakan cepat padam. Namun setelah ke

dalamnya disusupkan tanaman, pada beberapa hari kemudian ternyata lilin dapat dinyalakan lagi.

Lilin tetap menyala selama “gas” dari tanaman itu masih ada. Pada waktu itu, Dia belum tahu

bahwa gas itu adalah oksigen. Prinsip dasar percobaannya dapat digambarkan pada gambar 1 :

Gb. 1 : Prinsip dasar percobaan J. Priestley

Dua ratus tahun kemudian, banyak peneliti tertarik untuk ikut menggali lebih lanjut dari temuan Priestley tersebut. Jan Ingenhousz (1779), ahli fisiologi dari German melakukan eksperimen dengan menggunakan tumbuhan air (Hydrila verticilata). Dari percobaannya ditunjukkan tiga hal penting, meliputi :(1) gas yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu ternyata adalah O2,(2) cahaya matahari dibutuhkan untuk proses tersebut,(3) bagian yang berhijau daun saja yang mengeluarkan O2.

Gb.2 : Percobaan Ingenhousz

IV. METODE PENELITIANIII.1 Alat Dan Bahan

4.1.1 peranan gelombang cahaya dalam fotosintesis

Alat:

Gelas piala 1000 ml

Bunsen / pemanas listrik

Silet

Penjepit kertas

Botol semprot

Gelas piala 500 ml

Cawan petri (diameter 9-10 cm)

Pipet tetes

Pinset

Gunting

Bahan :

Kertas karbon hitam

Plastik transparan warna biru tua, merah, bening, kuning, dan hijau

Tanaman jambu biji dan ketela pohon

Alkohol 70%

Air

Larutan I pekat dalam alkohol

Kantung plastyc

4.1.2 korelasi pembentukan oksigen dan berat tumbuhan air dalam proses

fotosintesis

Alat:

Labu erlenmeyer

Sumbat gabus lubang

Pipa kapiler berskala

Stopwatch

Timbangan

Bahan

Hydrilla sp.

Air jernih

III.2 Langkah Kerja

III.2.1 peranan gelombang cahaya dalam fotosintesis

Satu minggu sebelum perconaan, tutup daun singkong dan daun jambu biji dengan mika warana biru tua, merah, hijau, kuning, bening, dan kertas karbon hitam

Pada hari percobaan, ambil daun dan gambar di atas kertas serta tentukan posisi mika pembungkus daun.

Didihkan 300 ml air dalam gelas piala1000 ml, tempatkan gelas piala 500 ml yang berisi ethanol 70 % sebanyak 100 ml

Masukkan daun ke dalam ethanol mendidih setelah mikanya dilepas

Setelah daun berwarna putih, angkat dengan hati-hati lalu cuci dengan aquades

Rendam dalam iodin sampai terjadi perubahan warna ungu kehitaman pada daun

Amati daun yang berubah warna, gambar

III.2.2 korelasi pembentukan oksigen dan berat tumbuhan air dalam proses

fotosintesis

Timbang Hydrilla sebanya 5 dan 10 gram, masukkan dalam tabung erlenmeyer berisi air penuh, tutup dengan gabus berlubang

Masukkan pipa kapiler hingga mencapai dasar, lapisi dengan vaselin

Letakkan perangkat tersebut dalam tempat terang

Amati kecepatan naiknya air pada pipa kapiler tiap satu menit sampai 10 menit.

Ulangi percobaan di atas, letakkan di tempat teduh

Bandingkan kecepatan pembentukan O2 dari ke dua tempat dan berat tumbuhan air yang berbeda.

V. HASIL PENGAMATAN

5.1 Peranan Gelombang Cahaya Dalam Fotosintesis

Kelompok

DaunWarna plastik

Sebelum direbus

Sesudah direbusSesudah direndam

I2Ket.

1Jambu

biji

HitamHijauKuningBiruMerahBening

Hijau Hijau Hijau Hijau Hijau Hijau

Kuning gelapKuning terangKuning gelapKuning terangKuning gelapHijau kekuningan

Coklat kehitamanKuning pudarKuning kecoklatanKuning terangKuning kecokalatanHijau kekuningan

2Jambu

biji


Hijau Hijau Hijau Hijau Hijau Terbakar

Hijau kecoklatanHijau kecoklatanHijau kecoklatanHijau kecoklatanHijau kecoklatanTerbakar

Hijau kecoklatanUngu kehitamanHijau kecoklatanHijau kecoklatanHijau kecoklatanTerbakar

3Jambu

biji



Hijau pudarHijau pudarHijau pudarHijau pudarHijau pudarHijau pudar

Hijau pudarHijau pudarUngu kehitamanKuning kecoklatanHujai pudarHijau kekuningan

4Ketela pohon




KuningKuning kehijauanKuningHijauHijau kekuninganKuning

Terbakar pada bagian yang ditutupi karbonBerwarna hitam di luar mika merah

5Ketela pohon




Hiaju kecoklatanCoklat Hijau agak coklatHijau kecoklatanHijau kecoklatanHijau pudar

6Ketela pohon




Cokelat agak hijauCokelat kehijauanHijau kecoklatanHijau kecoklatanCokelatCokelat kehijauan

Terbakar

5.2 korelasi pembentukan oksigen dan berat tumbuhan air dalam proses fotosintesis

Kelompok

Berat(g)

Tempat

Pergerakan eosinKecepatan

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 5 Terik - - - - - - - - - -2 5 Terik - - - - - - - - - -3 5 Terik - - - - - - - - - -4 10 Teduh - - - - - - - - - -5 10 Teduh - - - - - - - - - -6 10 Teduh - - - - - - - - - - Kecepatan cairan

Vcairan=∑ interval

t =

∑interval10 menit

= …… ml

menit

VI. PEMBAHASAN

Percobaan dengan topik Percobaan Fotosintesis ini bertujuan untuk mengetahui peranan

cahaya dalam fotosintesis dan untuk mengetahui hubungan terbentuknya oksigen dan berat

tumbuhan air pada proses fotosintesis.

A. Peranan gelombang cahaya dalam fotosintesis

Tumbuhan yang dijadikan bahan percobaan pada praktikum ini adalah kacang hijau dan

Hydrilla sp. Bahan lain yang digunakan adalah eosin. Satu minggu sebelum percobaan, daun

singkong dan daun jambu biji ditutup dengan mika yang warnanya berbeda, yaitu : biru tua,

merah, kuning, hijau, bening dan hitam. Pemberian perlakuan yang berbeda ini digunakan untuk

mengetahui pengaruh spektrum cahaya terdapat proses fotosintesis. Setelah satu minggu, daun-

daun tersebut diambil dari pohonnya untuk diuji di laboratorium. Di laboratorium, daun digambat

di atas kertas dan tentukan posisi mika. Setelah itu lepas mika dan rebus daun di dalam ethanol

yang didihkan di dalam gelas piala besar berisi air. Fungsi ethanol adalah sebagai pelarut

klorofil yang terkandung pada daun. Sehingga lama kelamaan daun akan berwarna pudar

mendekati putih. Setelah itu daun direndam dalam iodin sampai terjadi perubahan warna pada

daun yang menunjukkan warna ungu kehitaman. Warna ungu kehitaman menunjukkan bahwa

telah terjadi penyerapan warna yang cukup banyak untuk digunakan dalam proses fotosintesis.

Dari tabel hasil pengamatan dapat dilihat bahwa, pada jambu biji, yang memberikan

warna ungu kehitaman setelah direndam dengan iodin adalah daun jambu biji yang ditutupi

dengan mika hijau. Indikatornya adalah daun yang berubah warna menjadi ungu kehitaman

adalah daun yang mengalami fotosintesis terbaik. Padahal, menurut dasar teori, pada spektrum

cahaya birulah fotosintesis terjadi maksimal karena warna biru mempunyai panjang gelombang

yang paling pendek dibandingkan dengan warna lain yang digunakan pada percobaan ini,

sehingga menghasilkan energi yang lebih besar karena menurut dasar teori panjang gelombang

berbanding terbalik dengan energi yang dihasilkan. Untuk warna merah dan kuning, daun lebih

memanfaatkan gelombang cahaya merah daripada kuning, sehingga fotosintesis yang terjadi pada

daun yang dilapisi dengan warna merah lebih baik daripada fotosintesis daun yang dilapisi mika

kuning. Untuk mika bening, cahaya yang diteruskan ke daun hanya sedikit, hal ini ditunjukkan

dari hasil pengamatan kelompok 1 dan 3. Warna daun setelah direndam iodin warnanya hijau

kekuningan, mendekati warna hijau(warna asal daun) yang menandakan bahwa fotosintesis yang

terjadi intensitasnya sangat kecil.

Berbeda halnya dengan daun yang dilapisi dengan kertas karbon yang warnanya hitam.

Sifat dari warna adalah menyerap cahaya. Jadi warna hitam ini menyebabkan daun menyerap

semua pigmen cahaya dari cahaya tampak sehingga daun nampak seperti terbakar dan

fotosintesis tidak berjalan maksimal. Akibatnya, intensitas cahaya yang tinggi menyebabkan

klorofil rusak. Daun yang terbakar adalah daun singkong, sedangkan daun jambu biji tidak, hal

ini disebabkan karena struktur lamina daun dari singkong lebih tipis daripada jambu biji.

Pada daun ketela pohon juga menunjukkan hasil yang sama seperti pada daun jambu

biji. Fotosintesis yang maksimal adalah pada daun yang diberi mika biru, merah, hijau, kuning.

Sedangkan daun yang diberi warna hitam fotosintesisnya terganggu karena cahaya yang diserap

begitu banyak sedangkan pada mika yang bening cahaya dipantulkan sehingga hanya sedikit

cahaya yang dapat digunakan untuk fotosintesis. Pada daun yang diberi mika biru menunjukkan

perubahan warna menjadi hijau kecoklatan (kelompok 5 dan 6) sedangkan hasil dari kelompok 4

memberikan warna hijau. Kenapa tidak terjadi perubahan warna ungu kehitaman bisa disebabkan

oleh perendaman iodin yang kurang lama, sehingga hasil percobaan dari praktikum ini menjadi

kurang akurat. Pada daun yang diberi warna merah, hasil dari tiap kelompok menunjukkan warna

yang berbeda. Kelompok 4 daunnya berubah warna menjadi hijau kekuningan, sedangkan

kelompok 5 menjadi hijau kecoklatan, dan kelompok 6 menjadi cokelat. Perubahan warna yang

berbeda ini tidak menjadi masalah, yang terpenting adalah adanya perubahan warna dari warna

semula yang menunjukkan wahwa telah terjadi fotosintesis pada daun tersebut. Hal ini juga

berlaku untuk warna-warna yang lain.

Apabila dibandingkan, fotosintesis yang terjadi pada jambu biji lebih baik daripada yang

terjadi pada ketela pohon. Karena daun singkong struktur lamina daunnya lebih kokoh daripada

daun singkong. Mika yang paling baik membantu dalam proses fotosintesis adalah mika biru,

merah, hijau, kuning. Sedangakan warna hitam dan bening kurang baik dalam membantu

fotosintesis. Jadi dapat disimpilkan bahwa cahaya sangat berpengaruh terhadap pengaktifan

klorofil dan mempengaruhi keadaan kerjanya (maksimal atau tidak) dalam proses fotosintesis.

B. Korelasi pembentukan oksigen dan berat tumbuhan air dalam proses fotosintesis

Untuk mengetahui hubungan antara oksigen dan berat tumbuhan air dalam proses fotosintesis

dilakukan percobaan menggunakan Hydrilla verticillata. Hydrilla ini merupakan tumbuhan air

yang tidak langsung mengambil O2 dari udara bebas, tetapi melainkan dari air yang menjadi

lingkungannya. Langkah pertama yang dilakukan adalah menimbang Hydrilla sebanyak 5 dan 10

gram, masing-masing diletakkan dalan tabung kemudian diisi air sampai penuh dan tutup dengan

pia respirometer. Lapisi dengan vaselin batas antara tabung erlenmeyer dengan pipa respirometer.

Agar tidak ada udara maupun air yang terbebas ke lingkungan luar. Perangkat respirometer 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 dan berat tumbuhan. Tempat yang dipilih adalah di

luar ruangan dan di dalam ruangan. Namun karena suasana mendung dan tidak ada cahaya

matahari maka percobaan tidak dapat dilanjutkan dan semuanya memberikan hasil gagal karena

tidak ada perubahan yang terjadi.

Apabila cuaca mendukung maka di dalam tabung erlenmeyer akan muncul

gelembung-gelembung udara yang menurut dasar teori merupakan gelembung udara berisi

oksigen yang menunjukkan bahwa telah terjadi fotosintesis pada hydrilla. Semakin tinggi

intensitas cahaya maka oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis juga semakin banyak. Hal

ini lah yang menyebabkan mengapa air bisa naik melalui pipa respiroter (disebabkan adanya

gelembung udara berisi oksigen hasil fotosintesis). Semakin berat hydrilla maka jumlah oksigen

yang dihasilkan semakin banyak karena daun yang berwarna hijau yang digunakan untk

fotosintesis juga semakin banyak. Air pada pipa kapiler bisa naik karena Hydrilla melakukan

proses fotosintesisi yang mengahsilkan oksigen dan dikeluarkan dari tubuhnya langsung

bersentuhan dengan air membentuk gelembung-gelembung udara, sehingga menyebabkan ruang

di dalam tabung erlenmeyer semakin penuh sehingga mendesak air di dalam tabung dan akhirnya

menyebabkan air di dalam pipa kapiler bisa naik ke atas.

VII. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

1. Cahaya matahari berperan sebagai sumber utama penghasil cahaya yang digunakan sebagai bahan pokok untuk melakukan fotosintesis.

2. Hubungan antara berat tumbuhan air dengan oksigen yang dihasilkan adalah: semakin berat tumbuhan air akan menyebabkan semakin banyak oksigen yang dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A.; Jane B. Reece and Lawrence G.Mitchell. 1999. Biology. Addison- Wesley,

Inc. California

Dwijoseputro, D. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta.: Gramedia.

Kimball. 1994. Biologi Umum. Jakarta: Erlangga.

Odum. 1997. Biologi umum. Jakarta: Gramedia

Prawiraharto. 1996. Anatomi Tumbuhan. Surabaya: Intan Pariwara.

Sitompul, S. M. dan Guritno. B. 1995. Pertumbuhan Tanaman. Yogyakarta:UGM Press.

Suyitno. Materi pokok: fotosintesis. Bahan ajar.

Tjitrosoepomo, H.S. 1998. Botani Umum. Yogyakarta: UGM. Press.

5. PERCOBAAN FOTOSINTESIS

Documents

Transcript of 5. PERCOBAAN FOTOSINTESIS