LAPORAN PRAKTIKUM ANATOMI DAN

FISIOLOGI TUMBUHAN

(PENENTUAN KADAR KLOROFIL SECARA SPEKTROSKOPI)

Disusun oleh:

MAXIMUS TIGO

F05112047

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

2014

ABSTRAK

Tumbuhan merupakan sesuatu yang penting untuk kelangsungan hidup

manusia. Tumbuhan merupakan penghasil makanan bagi manusia. Tumbuhan

terdiri dari tumbuhan tingkat tinggi dan tumbuhan tingkat rendah. Tumbuhan

sebagai penghasil makanan bagi makhluk hidup lainnya, termasuk manusia.

Setiap hari manusia mengkonsumsi sayur-sayuran yang beraneka jenis warna dan

rasanya. Pewarna merupakan tambahan makanan yang sangat penting. Biasanya

manusia melihat makanan dengan melihat warna makanan tersebut. Warna-warna

yang ada pada sayur-sayuran tersebut merupakan zat warna yang dihasilakn oleh

tumbuhan.Warna-warni yang ada pada daun-daunan pada tumbuhan dapat

diketahui dengan mengukurnya menggunakan alat yang disebut spektrofotometer.

Praktikum ini bertujuan untuk mengukur laju fotosintesis dengan menguku kadar

klorofil daunnya pada panjang gelombang 663 nm dan 645 nm. Tujuan percobaan

ini adalah untuk mempelajari dan memberikan latihan cara penggunaan

Spektrofotometer dengan menentukan kadar klorofil pada daun bayam

(Amaranthus spinosus). Oleh karena itu, adakah perbedaan pigmen klorofil antara

daun muda setengah tua, dan daun tua pada bayam ? Serta faktor-faktor apa saja

yang mempengaruhi jumlah klorofil pada daun? Bahan yang digunakan adalah

daun bayam (Spinacia oleracea), yaitu daun yang muda, sedang, dan daun tua.

klorofil a,klorofil b, dan klorofil total pada daun muda adalah 1,43844 ; 2,88339 ;

1,63014 . Klorofil a, klorofil b ,klorofil total daun setengah tua adalah 2,59304 ;

5,06872 ; 8,52136. Sedangkan klorofil a, klorofil b ,klorofil total daun tua adalah

2,5109 ; 4,20706 ; 2,8457 . Dari hasil perhitungan tersebut, dapat diketahui bahwa

jumlah klorofil pada daun setengah tua lebih banyak dibandingkan daun muda

dan daun tua.

Kata kunci : Klorofil, Daun Bayam ( Amarathus spinosus ), Spektrofotometer,

Fotosintesis

PENDAHULUAN

Fotosintesis merupakan salah satu ciri khas yang hanya dimiliki oleh

tumbuhan sebagai organisme autotrof (dapat menghasilikan makanan sendiri).oleh

sebab itu fisiologi tumbuhan memiliki ciri khas tersendiri dalam metabolismenya,

fotosintesis memerlukan air(H20) dan karbon dioksida (CO2),selain itu perlu

klorofil dan cahaya matahari sebagai katalisator.Fotosintesis hanya dapat

berlangsung jika ada klorofil..Hal ini dapat dilihat pada spektrum absorbsi.Bentuk

spektrum absorbsi klorofil tidak banyak berbeda dengan spektrum absorbsi

fotosintesis.Cahay merah dan biru merupakan 2 jenis cahaya yange fektif dalam

fotosintesis.Fotosintesis hanya dapat terjadi di dalam sel tumbuhan yang memiliki

kloroplas sehingga untuk menetukan laju fotosintesis salah satunya adalah

menghitung kadar klorofil dalam daun karena semakin banyak klorofil dalam

suatu sel tumbuhan. maka dapat dipastikan tumbuhan tersebut memiliki laju

fotosintesis yang tinggi.Ka]lorofil secara umum terdapat pada daun namun

sebaarnnya tidak merata oleh karena itu praktikum ini dilakuakn agar dapat

menetukan kadar klorofil secara spektroskopis yang diharapkan dapat menegtahui

kandungan klorofil tertinggi dan terendah serta faktor yang mempengaruhinya.

Pada umumnya tumbuhan tingkat tinggi bersifat autotrof,yakni dapat

menghasilkan suplai makanan sebdiri melalui proses fotosintesis. Klorofil adalah

pigmen hijau yang menyerap cahaya, yakni radiasi elektromagnetik pada

spectrum kasat mata. Cahaya putih (missal : seperti cahaya matahari merah

sampai violet ,tetapi seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan

baik secara merata. ( Kimball,1983).

Chlorophyll fluorescence analysis has become one of the most powerful

and widely used techniques available to plant physiologist and

ecophysiologists.This review aims to provide an introduction for the novice into

the methodology and application of chlorophyll fluorescence(Maxell,2000).

In this study, chlorophyll fluorescence was used to assess the effect of

varying moisture treatments on the photosynthetic performance of nine canola

genotypes grown in a field-soil rain-out shelter. Yield data, converted to a

Drought Susceptibility Index (DSI), was compared with chlorophyll fluorescence

data to determine if relationships exist(Baker,2004).

Cahaya merupakan faktor penting bagi tumbuhan untuk melakukan

fotosintesis. Tanpa adanya cahaya, tumbuhan tidak mungkin bisa melakukan

fotosintesis. Setiap tumbuhan memerlukan panjang gelombang cahaya berbeda-

beda dalam penggunaannya pada proses fotosintesis. Ada tumbuhan yang hanya

memerlukan panjang gelombang 400nm, namun ada juga yang memerlukan

hingga 700nm. Cahaya matahari akan masuk ke dalam dan dan mengenai

lempeng tilakoid di dalam grana. Grana sendiri terdapat di dalam sebuah organel

sel yang disebut klorofil. Selain cahaya, proses fotosintesis juga memerlukan

karbondioksida dan air sebagai bahan bakunya(Campbell,2002).

Photosynthesis only takes place in cells which have photosynthetic

pigments which called chlorophyll. Chlorophyll contains several pigments such as

chlorophyll-a is particularly absorbing blue to violet (400-500 nm) and red light

(650-700 nm) and chlorophyll-b, which absorb blue and orange light (600-650

nm). Chlorophyll-b reflects light yellow-green. Chlorophyll-a has direct role in

the light reaction, while chlorophyll- b is not directly involved in light

reaction.Volkmar H.R. Schmid (2001) shown that, the absorption maxima of

light-harvesting complexes (LHCs) between 645 and 660 nm can be generally

attributed to chlorophyll-b, whereas the absorption between 660 and 680 nm

arises predominantly from chlorophyll-a and therefore both chlorophyll species

contribute to absorption around 660 nm (Suyanto,2012).

Cahaya juga merupakan bentuk energy yang dikenal sebagai en.ergy

elektromagnetik , yang juga disebut radiasi. Energy elektromagnetik bergerak

dalam gelombang berirama yang diciptakan dengan menjatuhkan kerikil ke dalam

genangan air. Akan tetapi gelombang elektromagnetik merupakan gangguan pada

medan listrik dan medan magnetic dan bukannya gangguan pada medium seperti

air. (Sasmitanihardja,1996).

Klorofil adalah pigmen hijau fotosintesis yang terdapat dalam tanaman

Akgae dan Cyanobacteria.Nama chlrofill berasal dari bahasa Yunani kuno

choros=green(hijau) dan phyllon=leaf(daun).Fungsi klorofil pada tanaman adalah

menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintesis

yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat

(gula)menjadi pati,dari gas karbondioksida dan air denagn bantuan sinar

matahari(Subandi,2008).

Klorofil adalah pigmen utama berwarna hijau pada tumbuhan, memiliki

struktur mirip dengan hemoglobin, dimana pada klorofil atom sentral Fe2+ pada

hemoglobin diganti dengan Mg2+.Klorofil memiliki tingkat kepolaran yang

rendah. Oleh karena itu, tingkat kepolaran pelarut yang digunakan untuk ekstraksi

akan mempengaruhi banyaknya klorofil yang terekstrak. Klorofil dapat

diekstraksi dari jaringan tumbuhan menggunakan pelarut organik. Beberapa jenis

pelarut dapat digunakan, antara lain aseton, metanol, etanol, etil asetat, piridin,

dan dimetilformamid.Pada umumnya pelarut yang sering digunakan adalah etanol.

Karena etanol telah banyak digunakan sebagai pelarut di bidang pangan dan obat-

obatan dan cenderung lebih aman dibandingkan eter dan

aseton(Mardaningsih,2012).

Klorofil merupakan pigmen hijau tumbuhan dan merupakan pigmen yang

palingpenting dalam proses fotosintesis. Sekarang ini, klorofil dapat dibedakan

dalam 5 tipe yaitu klorofil a, b, c, d, dan e. Bakteri klorofil a dan b, klorofil

chlorobium 650 dan 660. klorofil abiasanya untuk sinar hijau biru. Sementara

klorofil b untuk sinar kuning dan hijau. Klorofillain (c, d, e) ditemukan hanya

pada alga dan dikombinasikan dengan klorofil a. bakteriklorofil a dan b dan

klorofil chlorobium ditemukan pada bakteri fotosintesin (Devlin, 1975).

Kekurangan air mempengaruhi semua aspek pertumbuhan tanaman, yang

meliputi proses fisiologi, biokimia, anatomi dan morfologi. Salah satu respons

fisiologis tanaman terhadap kekurangan air adalah penurunan konsentrasi klorofil

daun yang dapat disebabkan oleh pembentukan klorofil dihambat, penurunan

enzim rubisco, dan terhambatnya penyerapan unsur hara, terutama nitrogen dan

magnesium yang berperan penting dalam sintesis klorofil. Kandungan klorofil

daun dapat dipakai sebagai indikator yang terpercaya untuk mengevaluasi

ketidakseimbangan metabolisme antara fotosintesis dan hasil produksi pada saat

kekurangan air(Yunia dkk,2011).

Klorofil A merupakan salah satu bentuk klorofil yang terdapat pada semua

tumbuhan autotrof.Klorofil B pada ganggang hijau clorophyta dan tumbuhan

darat.Kloroifl C terdapat pada ganggang cokelat Pheophyta serta diatome

Bacillariophyta.Klorofil d terdapat pada ganggang merah Rhodophyta.Akibat

adanya klorofil tumbuhan dapat menyusun makanan sendiri dengan bantuan

cahaya matahari(Artha,2008).

Cahaya merupakan faktor penting bagi tumbuhan untuk melakukan

fotosintesis. Tanpaadanya cahaya, tumbuhan tidak mungkin bisa melakukan

fotosintesis. Setiap tumbuhanmemerlukan panjang gelombang cahaya berbeda-

beda dalam penggunaannya pada prosesfotosintesis. Ada tumbuhan yang hanya

memerlukan panjang gelombang 400nm, namunada juga yang memerlukan

hingga 700nm..Cahaya matahari akan masuk ke dalam dan danmengenai lempeng

tilakoid di dalam grana. Grana sendiri terdapat di dalam sebuah organelsel yang

disebut klorofil. Selain cahaya, proses fotosintesis juga memerlukan

karbondioksida dan air sebagai bahan bakunya(Campbell,2002).

Fotosintesis hanya dapat berlangsung jika ada klorofil. Hal ini dapat dilihat

pada spectrum adsorpsi. Bentuk spectrum adsorpsi klorofil tidak banyak berbeda

dengan spectrum adsorpsi fotosintesis. Cahaya merah dan biru merupakan dua

jenis cahaya yang efektif dalam fotosintesis.Untuk memperoleh spectrum

absorpsi, pertama-tama pigmen klorofil diekstraksi, kemudian dengan

spektrofotometer ditentukan nilai absorbannya pada panjang gelombang

tertentu(Salisbury,1995).

Kacang hijau (Phaseolus radiatus) sebagai sayuran yang berdaun hijau

dan memiliki banyak klorofil. Adakah perbedaan kandungan klorofil antara daun

muda, daun setengah tua, dan daun tua? Oleh karena itu praktikum ini dilakukan

untuk mempelajari dan memberikan latihan cara penggunaan spektrofotometer.

Untuk keperluan ini, penentuan kadar klorofil adalah salah satu contoh dalam

penggunaan spektrofotometer ini. Spektrofotometer yang akan digunakan dalam

percobaan ini adalah BAUSCH SPECTRONIC 20 SPECTROFOTOMETER.

METODOLOGI

Praktikum anatomi dan fisiologi tumbuhan dengan materi Penentuan Kadar

Klorofil Secara Spektroskopi dilaksanakan pada hari kamis, 05 juni 2014 di

laboratorium Pendidikan Biologi FKIP Universitas Tanjungpura, Pontianak. Dan

pada tanggal 02 juli 2014 di laboratorium ilmu tumbuhan di laboratorium Fakultas

Pertanian Universitas Tanjungpura, Pontianak. Adapun alat yang digunakan

adalah mortar dan alu, gelas ukur, Spektrofotometer Genesys 10, tabung reaksi,

pipet tetes. Sedangkan bahan yang digunakan untuk diuji kandungan klorofilnya

adalah daun bayam ( Amaranthus spinosus ) serta aseton 80 %, akuades.Untuk

perobaan pengukuran kadar klorofil, yaitu mengukur kadar klorofil dari suatu

daun tanaman yang umurnya berbeda. Untuk memperoleh umur yang berbeda ini

kita ambil patokan sebagai berikut :

1.Daun umur muda diambil daun pada pucuk

2.Daun setengah tua diambil daun nomor 3 dari pucuk

3.Daun dewasa diambil daun nomor 5 ke bawah

Kemudian 1 helai daun yang masih segar di haluskan dengan menggunakan

mortardan alu sampai semua pigmen klorofil telah keluar seluruhnya dan hal ini

dapat dilihat dari ampasnya yang berwarna putih. Lalu dicampur dengan aceton

60% sebanyak 100 ml, kemudian disaring dengan saringan Buchner dan

selanjutnya dimasukkan ke dalamlabu ukur 100 ml hingga mencapai batas.

Kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan ditutup menggunakan

aluminium foil, lalu di biarkan selama 1 minggu.Kemudian di ukur kadar

klorofilnya menggunakan spektrofotometer. Dengan menggunakan cuvet, optica

density (OD) di ukur dari ekstrak dengan menggunakan panjang gelombang 663

nm dan 645 nm. Konsentrasi klorofil dapat di hitung dengan rumus Arnon (1949)

dengan membandingkan OD pada 663 nm dan 645 nm dalam selyang tebalnya 1

cm dengan menggunakan koefisien absorbs spesifik yang telah ditentukan oleh

Mac Kinner (1941) sebagai berikut:

Klorofil total (mg/l) = 20,2 D645 + 0,02 D663

Klorofil a = 12,7 D663 + 2,69 D634

Klorofil b = 22,9 D645 + 0,02 D663

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perhitungan klorofil daun bayam

DaunKlorofil

Total (mg/l) a (mg/l) b (mg/l)

Daun Muda 4,47364 6,58889 5,07034

Daun Setengah Tua 4,41548 8,13022 5,00408

Daun Tua 4,8603 8,4561 5,5083

Praktikum kali ini akan dilakukan pengamatan tentang “ Penentuan Kadar

Klorofil Secara Spektroskopi “ dengan menggunakan daun bayam. Adapun daun

bayam yang digunakan terdiri dari tiga macam yaitu berdasarkan umur muda

diambil bagian pucuknya, daun setengah tua yang diambil daun no tiga dari pucuk,

sedangkan daun dewasa yang diambil daun nomor lima ke bawah. Hal ini dilakukan

bertujuan untuk mengetahui kadar klorofil pada daun bayam tersebut, baik

klorofil a maupun klorofil b daun bayam berdasarkan umur daun tersebut pada panjang

gelombang 663 nm dan 645 nm. Pada praktikum kali ini kami menggunakan aseton

bertujuan agar klorofil yang terdapat dalam ektrsak daun bayam dapat terlepas dan

klorofil inilah yang akan diukur nilai absorbannya menggunakan

spektrofotometer.

Dari hasil pengamtan yang dilakukan diketahui, bahwa klorofil total,

klorofil a, dan klorofil b pada daun muda adalah 4,47364. Klorofil total, klorofil

a , klorofil b daun setengah tua adalah 4,41548. Sedangkan klorofil total, klorofil

a ,klorofil b pada daun tua adalah 4,8603.

Dari hasil pengamtan tersebut, dapat diketahui bahwa jumlah klorofil

pada daun tua/dewasa lebih banyak dibandingkan daun muda dan daun setengah tua .

Kadar klorofil pada daun tua/dewasa lebih banyak daripada kadar klorofil daun

setengah tua dan daun muda dikarenakan hasil fotosintesis dari daun tersebut tidak

digunakan untuk pertumbuhan bagian tumbuhan tersebut, akibatnya jumlah

klorofilnya lebih banyak. Sedangkan pada daun yang setengah tua pada daun tersebut masih

mengalami perkembangan sehingga kadar klorofil yang dikandung belum maksimal.

Sedangkan pada daun yang muda, hasil fotosintesis digunakan untuk

perkembangan dari sel-sel meristematik supaya tanaman tersebut dapat bertahan

lebih lama. Tumbuhan dapat tumbuh tidak terbatas karena tumbuhan memiliki

jaringan embrionik yang selalu tersedia, yang disebut meristem,pada daerah

pertumbuhan. Sel –  sel meristematik membelah terus untuk menghasilkan sel – sel

baru. Pola pertumbuhan tumbuhan bergantung pada letak meristem. Meristem

apical berada pada ujung akar dan pucuk pada tunas, menghasilkan sel-sel bagi

tumbuhan untuk tumbuh memanjang. Kadar klorofil yang berbeda antara daun dewasa, daun

setengah tua, dan daun muda dipengaruhi oleh faktor luar dan faktor dalam pada saat

pembentukannya, yaitu faktor gen,cahaya, air, temperatur, dan lain-lain.

KESIMPULAN

Dari praktikum yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa daun tua

memiliki kadar klorofil total yang lebih tinggi dibandingkan dengan kadar

klorofil pada daun muda dan daun yang setengah tua. Daun tua/ dewasa memiliki

kadar klorofilnya paling tinggi, hal ini dikarenakan aktivitas pada daun tua sangat

tinggi, selain itu kandungan nutrien mineral daun tua/dewasa telah terpenuhi. Umur daun

sangat mempengaruhi proses fotosintesis, dimana proses penuaan akan berdampak

pada kelambanan proses fotosintesis. Sehingga daun yang telah tua/dewasa

memiliki kadar klorofil yanglebih rendah.

Dalam melakukan perajangan bahan, praktikan harus sangat berhati-hati dan

harus lebih serius agar hasil yang dihasilkan maksimal atau kadar klorofilnya

keluar semua. Dalam melakukan penentuan kadar klorofil menggunakan alat

spektrophotometer semua praktikan harus melihat proses dan hasilnya, agar dapat

paham.

DAFTAR PUSTAKA

Artha,zones . 2008. Klorofil. http://www.athazones.com/article _detail.php?nid

=603&do= addcomment.diakses tanggal 2 Juni 2013.

Baker N.R. and E. Rosenqvist.2004.Applications of chlorophyll fluorescence can

improve crop production strategies: an examination of future possibilities.

Journal of Experimental Botany volume 55 halaman 1607-1621.

Campbell ,N.A,dkk.2002. Biologi Edisi kelima,jilid 1.Jakarta:Erlangga.

Cowle,dkk.2011. Chlorophyll Fluorescence As a Method to Detect

Moisturelimiting Stress in Canola. 17th Australian Research Assembly on

Brassicas (ARAB).

Devlin, Robert M. 1975.Plant Physiology Third Edition.New York : D. Van

Nostrand.

Kimbal, J. W. 1983. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Noggle, Ray, R dan Fritzs, J. George. 1979.Introductor Plant Physiology.New

Delhi :Mall of India Private Ilmited.

Mardaningsih,Fitri dkk.2012.Pengaruh Konsentrasi Etanol dan Suhu Spray Dryer

Terhadap Karakteristik Bubuk Klorofil Daun Alfafa (Medicago sativa

L.)dengan menggunakan Binder Maltodekstri.Jurnal Bumi Lestari (Journal

of Environment), Volume 12 halaman 338-344.

Maxwell,Kate dkk.2002.Chlorophyll Fluorescence a Practical Guide.Journal of

Experimental Botani Volume 51 halaman 659-668.

Salisbury,F.B.1995. Fisiologi Tumbuhan .ITB : Bandung.

Sasmitamihardja,D.dan Siregar,A.1996. Fisiologi Tumbuhan .Jakarta:Departemen

Pendidikan dan Kebudayaan.

Subandi,Aan.2007. Metabolisme. Online. http://metabolisme.blogspot.com/2007 /

09. Diakses 2 Juni 2013.

Suyanto,Hery.2012.Infuence of Light wavelenghts on Growth of tomato. Jurnal

Bumi Lestari (Journal of Environment), Volume 12 halaman 338-344.

Yunia,Banyo dkk.2011.Konsentrasi Klorofil Daun sebagai Indikator Kekurangan

Air pada Tanaman. Jurnal Ilmiah Sains Volume 11 halaman 2-3.