Percobaan ingenhousz dan sach

1

© FRONEXTON™‖ Science One

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Aktivitas kehidupan di biosfer pada dasarnya digerakkan oleh tenaga dari

cahaya matahari. Secara sepintas memang tidak nampak hubungan cahaya

matahari dengan hewan yang dapat berlari dengan cepat. Namun apabila diteliti

dengan cermat akan diketahui bahwa tenaga untuk berlari itu berasal dari

pemecahan karbohidrat yang terkandung di dalam daun rerumputan yang dimakan

oleh hewan tersebut, dan karbohidrat yang dipecah berasal dari suatu reaksi kimia

didalam daun yang berlangsung dengan menggunakan energi cahaya matahari.

Reaksi pembentukan karbohidrat ini dinamakan fotosintesis (Anwar, 1986).

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. Selain

fotosintesis juga dipengaruhi oleh beberapa faktor. Kurangnya pengetahuan

tentang proses fotosintesis dan faktor-faktor yang mempengaruhinya baik faktor

internal maupun faktor eksternal yang melatarbelakangi dilakukannya percobaan

tentang fotosintesis ini. Disamping itu percobaan ini ingin membuktikan apakah

benar atau tidak bahwa dalam proses fotosintesis dihasilkan Amilum dan

dilepaskan oksigen. Oleh karena itu penulis ingin mendapatkan pemahaman

terhadap hal tersebut dan mencoba melakukan percobaan fotosintesis (dalam hal

ini percobaan Sachs dan Ingenhousz). Semoga laporan ini dapat menjadi jawaban

dan memberikan pemahaman terhadap pertanyaan yang dikaji.

2


1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Apakah yang dimaksud dengan fotosintetis ?

2. Bagaimanakah proses fotosintetis berlangsung pada tanaman ?

3. Bagaimana membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan oksigen dan

amilum ?

4. Faktor apa saja yang mempengaruhi Proses fotosintetis ?

1.3 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

1. Membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan amilum dan melepas

oksigen

2. Mengetahui dan mempelajari langkah kerja dalam menguji fotosintetis dan

hasilnya

3. Sebagai sumber atau acuan dalam belajar biologi

4. Mengidentifikasi atau menganalisis faktor apasaja yang mempengaruhi

fotosintetis

1.4 METODE PENULISAN

metode penulisan yang digunakan dalam penyusunan karya tulis ini adalah

metode Pengamatan , dan literature.

3


BAB II

METODE PENELITIAN

2.1. ALAT DAN BAHAN

A. Fotosintetis Melepas Oksigen (Ingenhousz)

Alat

Gelas kimia

Corong

Tabung Reaksi dan raknya

Bahan

Air

Tanaman Hydrilla verticillata

B. Fotosintetis Menghasilkan Amilum ( Sachss )

a. Alat

Spirtus + kaki tiga

Pipet tetes

Cawan petri

Gelas kimia (2 buah )

Penjepit

b. Bahan

Alkohol (70 % )

Aquades

Lugol

Daun yang telah dibungkus kertas alumunium

2.2. LANGKAH KERJA

A. Percobaan Ingenhousz

1. Alat dan bahan yang sudah tersedia dirangkai

2. Upayakan tabung reaksi dalam keadaan penuh berisi air

3. Masukan beberapa helai Hydrilla kedalam mulut corong dengan posisi

terbalik

4


4. Perangkat pertama diempatkan diempat terang, dan perangkat kedua

diempatkan ditempat gelap

1. Amati gelembung yang muncul tiap 5 menit selama 15 menit

B. Percobaan Sachs

1. Menutup daun pada pagi hari dengan kertas tak tembus cahaya/

alumunium, membiarkan selama 2 hari dan memetiknya pada sore

hari.

2. Memanaskan air, jika sudah mendidih merebus daun selama 30 menit.

3. Mencuci daun dengan air/ aquades.

4. Mencelupkan daun ke dalam alkohol 70%.

5. Mengetes dengan Lugol dan mengamati.

2.3.VARIABEL PENELITIAN

Percobaan Ingenhousz :

Variabel bebas : tempat meletakkan Hydrilla

Variabel Kontrol : volume air pada gelas beaker, jenis Hydrilla,

ukuran Hydrilla

Variabel terikat : banyaknya gelembung udara

Percobaan Sachs :

Variabel Bebas (variabel yang mengubah) : Intensitas Cahaya

Variabel Antara (variabel yang ikut berpengaruh) : Cairan lugol, dan

kertas alumunium

Variabel Terikat (variabel yang diubah) : Kandungan Amilum

2.4. PERTANYAAN DAN HIPOTESIS

Pertanyaan :

Perlakuan manakah yang menghasilkan gelembung paling banyak ?

perlakuan manakah uang menghasilkan gelembung udara panling sedikit

? mengapa?

Gelembung gas apakah yang dihasilkan pada percobaan tersebut ?

5


Berdasarkan percobaan tersebut tentukan faktor yang mempengaruhi

proses fotosintetis ?

Berdasarkan eksperimen anda, faktor apakah yang paling efektif untuk

berlangsungnya fotosintetis ?

Bagian daun manakah yangberwarna hitam dan yang ttap berwarna putih

pusat?

Mengapa dapat terjadi perubahan warna ?

Hipotesis

a. Dari Pengamatan yang kami lakukan jumlah gelembung paling banyak

diperoleh pada pengamatan ditempat terang, sebab proses foosintetis pada

tanaman Hydrilla dapat berlangsug optimal pada kondisi yang terang.

b. Gelembung gas yang dikeluarkan oleh Hydrilla pada saat melakukan

fotosintetis adalah oksigen ( O2 )

c. Dari pengamatan yang kami lakukan diperoleh bahwa faktor yang

mempengaruhi fotosintetis antara lain yaitu : air ( H2O ), intensitas cahaya,

usia tumbuhan, karbndioksida ( CO2 ), suhu, dan kelembaban.

d. Perlakuan yang lebih efektif dalam proses fotosintetis adalah ditempat

yang memiliki intensitas cahaya matahari yang tinggi, sebab dengan

adanya cahaya, maka fotosintetis dapat berlangsung optimal, dengan

menjadikan cahaya sebagai bahan baku dalam kegiatan fotosintetis.

e. Saat ditetesi dengan lugol bagian daun yang berubah warna adalah bagian

yang tidak ditutupi kertas alumunium.

f. Perubahan warna yang terjadi pada bagian daun yang tidak ditutupi

membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan amilum, sedangkan pada

bagian dau yang tidak ditutupi kertas aumunium tidak terjadi perubahan

warna ( tetap berwarna putih pucat ), sebab pada bagian tersebut cahaya

matahari tidak dapat diserap, akibatnya fotosintetis tidak berlangsung, dan

amilum pun tidak dapat dihasilkan.

6


Hipotesis Ingenhousz :

1. Hipotesis nol : Daun akan berfotosintesis bila mendapat cahaya

matahari.Karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada

cahaya matahari.

2. Hipotesis alternative : Semakin tinggi intensitas cahaya maka akan semakin

meningkat laju fotosintesis.

Hipotesis sachs :

1. Hipotesis nol : Fotosintesis tidak menghasilkan amilum dan tidak

dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya.

2. Hipotesis alternative : Fotosintesis menghasilkan amilum dan dipengaruhi oleh

panjang gelombang cahaya

7


BAB III

KAJIAN PUSTAKA

3.1 MENGENAL FOTOSINTETIS

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh

makanan sebagai kebutuhan pokoknya harus melakukan suatu proses yang

dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu

tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan 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 kloropil yang

berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena

klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari

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 bersamasama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-

lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer

terdiri dari tiga monosakarida

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat

makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan

beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan

air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua

makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis.

Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi.

Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang

terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi

melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof.

8


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. Meskipun masih ada langkah-langkah

dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis

telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang

dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, Seorang Flandria (sekarang

bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa

yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari

penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan

bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli

botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain

selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan

tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses

tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur

gas yang berlainan

Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta

berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin

menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum

lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus

dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua

percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak"

udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian

menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat

“dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap

hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria,

mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya

matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara

yang "rusak". Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara'

9


pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan

dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan

meracuni penghuninya.

Akhirnya di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis,

menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah

karbondioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak

lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan

antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan"

udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya

karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air.

Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil

menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan

makanan seperti glukosa.

Fotosistem ada dua macam, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

Fotosistem I tersusun oleh klorifil a dan klorifil b dengan perbandingan

12:1 dan tereksitasi secara maksimum oleh cahaya pada panjang

gelombang 700 nm. Pada fotosistem II perbandingan klorofil a dan

klorofil b yaitu 1:2 dan tereksitasi secara maksimum oleh cahaya pada

panjang gelombang 680 nm.

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 :

6CO2 + 6H2O cahaya matahari + klorofil C6H12O6 + 6O2 + Energi

10


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. 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.

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua

bagian utama: reaksi terang yang memerlukan cahaya dan reaksi gelap

yang tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida.

Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan

reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi

energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2).

Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk

gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang

digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang.

Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi

gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon

menjadi molekul gula. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan,

hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk

proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran

cahaya tampak.

11


I. Percobaan Ingenhousz

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.

Gas yang ada pada gelembung udara tersebut merupakan gas

oksigen/O2. Gas ini terbentuk karena proses fotolisis dimanaair diuraikan

menjadi gas oksigen yang akan muncul berupa gelembung-gelembung

denganpersamaan reaksi sebagai berikut:

2H2O(l) 4H+(aq) + O2(g)

Dari persamaan tersebut nampak dihasilkan molekul gas O2 dari

penguraian air

II.2 Percobaan Sachs

Pada tahun 1860, Sachs membuktikan bahwa fotosintesis

menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan

daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun

tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkohol dan ditetesi dengan iodium.

Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak

ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum. Pada uji Sachss ini

bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis.

Percobaan ini berdasar pada ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan

hijau yaitu kemampuan dalam menggunakan karbon dioksida dari udara

untuk diubah menjadi bahan organik serta direspirasikan /dessimilasi

12


bahan organik dalam tubuhnya sehingga zat organik itu bisa digunakan

untuk aktivitas makhluk hidup.

Berdasarkan percobaan yang dihasikan diperoleh bahwa bagian

daun yang di tutupi oleh kertas amilum tidak berubah warna ( hijau pucat),

setelah ditetesi oleh lugol, sedangkan daun yang tidak ditutupi mengalami

perubahan warna menjadi hitam, hal tersebut terjadi karena pada daun

yang ditutupi kertas alumunium, mengalamai pembelokan cahaya,

sehingga fotosintetis tidak dapat berlangsung, akibat dari tidak tersedianya

bahan bakar ubtuk melakukan fotosintetis, beda halnya dengan bagian

daun yang tidak ditutupi kertas alumunium, pada bagian tersebut tetap

berlangsung proses fotosintetis, sehingga saat ditetesi lugol daun tersebut

bereaksi dan mengalami perubahan warna, yang membuktikan bahwa

adanya kandungan amilum, pada saat peroses fotosintetis berlangsug.

3.2 PROSES FOTOSINTETIS

Fotosintesis merupakan proses menggabungkan CO2, H2O menjadi

gula dengan menggunakan energi cahaya dengan menggunakan organel

yang disebut kloroplas.

Proses fotosintesis dibagi menjadi dua reaksi yaitu :

1. Reaksi Terang

Reaksi terang merupakan langkah-langkah mengubah energy matahari

menjadi energy kimia. Cahaya yang diserap oleh klorofil menggerakkan

transport electron dan hydrogen dari air ke penerima ( aseptor ) yang

disebut NADP+ yang berfungsi sebagai pembawa electron dalam respirasi

seluler. Reaksi terang menggunakan tenaga matahari untuk mereduksi

NADP+ menjadi NADPH dengan cara menambahkan sepasang electron

bersama dengan nucleus hydrogen atau H+. Reaksi terang juga

13


menghasilkan ATP dengan memeberi tenaga bagi penambahan gugus

fosfat yang pada ADP, proses ini disebut fotofosforilasi.

Reaksi terang terjadi di grana, persisnya di membran tilakoid. Reaksi

terang menggunakan 2 fotosistem yang berhubungan. Fotosistem I

menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm maka disebut P700,

berfungsi untuk menghasilkan NADPH. Fotosistem II menyerap cahaya

dengan panjang gelombang 680 nm maka disebut P680, berfungsi untuk

membuat potensial oksidasi cukup tinggi sehingga bisa memecah air. Bila

bekerja bersama, 2 fotosistem ini melakukan proses fotofosforilasi non-

siklik yang menghasilkan ATP dan NADPH. Fotosistem I mentransfer

elektron ke NADP+ untuk membentuk NADPH. Kehilangan elektron

digantikan oleh elektron dari fotosistem II. Fotosistem II dengan potensial

oksidasinya yang tinggi dapat memecah air untuk menggantikan elektron

yang ditransfer ke fotosistem I. Kedua fotosistem ini dihubungkan oleh

kompleks pembawa elektron yang disebut sitokrom/komplek b6-f.

Kompleks ini menggunakan energi dari pemindahan elektron untuk

memindahakan proton dan mengaktifkan gradien proton yang digunakan

oleh enzim ATP sintase.

Saat pusat reaksi Fotosistem II menyerap foton, elektron tereksitasi pada

molekul klorofil P680, yang mentransfer elektron ini ke akseptor elektron.

P680 teroksidasi melepaskan elektron dari kulit terluar atom Mg. Atom

Mg yang teroksidasi dengan bantuan enzim pemecah air, melepaskan

elektron dari atom oksigen dari 2 molekul air. Proses ini membuat P680

menyerap 4 foton untuk melengkapi oksidasi 2 molekul air dan

mengahsilkan 1 oksigen. Elektron yang tereksitasi dibawa oleh

plastoquinon dan kemudian diterima oleh kompleks b6-f. Kehadiran

elektron menyebabkan kompleks memompa proton ke celah tilakoid,

kemudian elektron dibawa oleh plastosianin ke fotosistem I.

14


Pusat reaksi fotosistem I menyerap foton maka elektronnya tereksitasi.

”Lobang” yang ditinggal elektron segera ditempatin olek elektron dari

Fotosistem II, sedangkan elektron yang tereksitasi tersebut ditanggap oleh

ferredoxin. Ferredoxin tereduksi membawa elektron dengan potensial yang

tinggi kemudian ditangkap oleh NADP+ untuk membentuk

NADPH.Reaksi ini dikatalisasi oleh enzim NADPH reduktase. Enzim

ATP sintase menggunakan gradien proton yang tercipta saat tranpor

elektron untuk mensintesis ATP dari ADP + Pi.

1. Reaksi Gelap

Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di

stroma. Berbeda dengan reaksi terang, reaksi gelap atau reaksi tidak

bergantung cahaya bisa terjadi pada saat siang dan malam, namun pada

siang hari laju reaksi gelap tentu lebih rendah dari laju reaksi terang.

Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul

CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis

oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang

kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini

tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat.

3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3

bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH

membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan

untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan

10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6

molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut

fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon

disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL

disebut regenerasi. Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul

yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul

berkarbon 3. Kebanyakan tumbuhan menggunakan fotosintesis C3 disebut

15


tumbuhan C3. Untuk beberapa tumbuhan, mereka terpaksa melakukan

fotosintesis dengan cara yang sedikit berbeda karena kondisi lingkungan.

RuBP, alih-alih mengikat CO2, justru mengikat O2 sehingga berubah

menjadi glikolat dan terurai. Proses ini disebut fotorespirasi. Saat fiksasi

karbon, CO2 dan O2 berkompetisi untuk berikatan dengan RuBP. Pada

kondisi normal bersuhu 25 C, 20% fiksasi karbon untuk fotosintesis hilang

karena fotorespirasi. Kemungkinan makin meningkat saat kondisi panas,

kering dan stomata menutup di siang hari untuk menyimpan air. Kondisi

ini menyebabkan CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga

terjadi fotorespirasi. Untuk menanggulangi hal tersebut, maka tanaman

mengikatkan CO2 ke fosfoenolpiruvat(PEP), dikatalisis oleh PEP

karboksilase dan membentuk senyawa 4 karbon, biasanya oksaloasetat.

Mekanisme ini disebut mekanisme C4. Pengikatan ini terjadi disel mesofil.

Oksaloasetat kemudian berubah menhadi malat yang memasuki sel

seludang dan disanalah malat melepaskan CO2 untuk memulai siklus

Calvin. Mala berubah menjadi piruvat yang keluar menuju sel mesofil,

berubah menjadi PEP untuk berikatan lagi dengan CO2.

3.3 FOTOSINTETIS MENGHASILKAN OKSIGEN DAN AMILUM

A. Fotosintetis menghasilkan Oksigen

Untuk menguji dan membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan

amilum, dapati dilakukan dengan percobaan ingenhousz, dan tumbuhan

Hydrilla verticilata sebagai bahan dasar percobaan. Hydrilla dimasukkan

ke dalam gelas beaker yang terlebih dahulu telah dilengkapi dengan

corong penutup dan gelas kimia, kemudian dimasukkan air yakinkan pada

saat air memenuhi gelas beaker dan masuk kedalam gelas kimia tidak

terdapat gelembung udara dari luar. Gelas beaker 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.Tempat yang dipilih adalah didalam ruangan dan diluar ruangan

16


dengan cahaya yang maksimum dengan lama pengamatan sekitar 15

menit.Gelembung udara yang dihasilkan menandakan bahwa proses

fotosintesis pada Hydrilla verticilata menghasilkan oksigen. Berdasarkan

hasil pengamatan jumlah gelembung udara yang dihasilkan pada tempat

terang lebih bayak dibandingkan dengan tempat yang tidak ada cahaya

walaupun waktu yang digunakan sama. Hal ini membuktikan bahwa

intensitas cahaya sangat mempengaruhi proses fotosintesis. Intensitas

cahaya yang optimum sangat baik untuk proses fotosintesis, sebaliknya

dengan intensitas cahaya yang terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat

menghambat berlangsungnya proses fotosintesis. Selain intensitas cahaya

dan kadar CO2, juga terdapat faktor lain yang mempengaruhi proses

fotosintesis adalah temperatur, kadar 02, kadar air dan unsur mineral yang

ada. Laju pembentukan oksigen dapat digunakan sebagai suatu petunjuk

untuk laju fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan.

Adapun hasil pengamatan kami dpat dilihat dari tabel berikut :

Waktu Tempat

Tempat terang Tempat gelap

5 menit pertama 6 gelembung -

5 menit kedua 10 gelembung 1 gelembung

5 menit ketiga 15 gelembug -

B. Fotosintetis menghasilkan Amilum

Untuk menguji dan membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan

amilum, dapat filakukan dengan percobaan sach, caranya yaitu dengan

menyiapkan daun yang akan dijadikan sebagai bahan uji coba, kemudian

membungkus daun tersebut dengan kertas alumuniu, tujuannya agar

bagian daun yang dibungkus dengan kertas aluminium tersebut tidak

mendapatkan cahaya shingga tidak dapat melakukan proses fotosintetis.

17


Terbukti ketika setelah daun yang telah direbus selama 30 menit

tersebut, dibilas dengan air dan di tetesi lugol, maka bagian daun yang

tidak ditutupi alumunium tersebut, mengalami perubahan warna menjadi

hitam. Hal tersebut menandakan bahwa bagian daun yang tidak ditutupi

kertas alumunium tersebut tetap melakukan fotosintetis, sehingga keika

bereaksi dngan lugol, bagian daun itu mengalami perubahan warna

menjadi hitam, yang menandakan bahwa proses foosintetis menghasilkan

amilum/ karbohidrat.

Dari percobaan sach yang kami lakukan dapat diperoleh hasil

sesuai pada tabel berikut :

Keadaan Daun

Warna

Sebelum ditetesi

Lugol

Setelah ditetesi

Lugol

Tertutup Hijau Hijau pucat

Terbuka Hijau terang Hitam

3.4 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FITOSINTETIS

Fotosintesis merupakan aktivitas kompleks, dipengaruhi oleh

banyak faktor, baik faktor internal maupun eksternal. Faktor internal

menyangkut kondisi jaringan/organ fotosintetik, kandungan klorofil, umur

jaringan, aktivitas fisiologi yang lain seperti transpirasi, respirasi dan

adaptasi fisiologis yang lain yang saling kait mengkait. Faktor eksternal

meliputi faktor klimatik seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin, hujan,

dan juga faktor cahaya, konsentrasi CO2, O2, kompetitor, dan organisme

pathogen. Selain itu juga faktor penyebab timbulnya stress seperti

ketersediaan air, ada polutan biosida dan zat-zat beracun lain. Kondisi

excess pada berbagai factor yang dibutuhkan dari lingkungan juga

berpengaruh terhadap fotosintesis. Misal, logam-logam berat beracun,

biosida , SO2 dan juga O2.

18


Berdasarkan percobaan ingenhousz dan dan percobaan sach yang

telah dilakukan maka diperoleh bahwa ada beberapa hal yang

mempengaruhi proses fotosintetis yaitu :

1. Respon fotosintesis terhadap intensitas cahaya

Cahaya mutlak dibutuhkan sebagai energi penggerak fotosintesis, namun

demikian tingkat kebutuhan antar kelompok tumbuhan akan berbeda.

Tidak pada setiap kondisi meningkatnya intensitas akan diikuti atau

menyebabkan meningkatnya laju fotosintesis. Terdapat perbedaan tingkat

kebutuhan cahaya, terutama antara tumbuhan tipe C-3 dan C4. Pada

tumbuhan C-3 terjadi kondisi yang disebut titik jenuh cahaya. Pada

kondisi tersebut, laju fotosintesis telah mencapai maksimum, dan tidak

meningkat lagi lajunya walau intensitas cahayanya bertambah.

Fotosintesis tumbuhan tipe C-4 semakin efektif pada intensitas yang

semakin tinggi. Bahkan pada kisaran intensitas dimana bagi tumbuhan C-3

telah mencapai titik jenuh, pada tumbuhan C-4 justru masih mengalami

peningkatan yang signifikan.

Kenyataan ini menunjukkan bahwa tumbuhan C-4 lebih toleran hidup

pada daerah dengan tingkat intensitas cahaya yang tinggi. Pada tumbuhan

C-3,

2. Suhu

Sifat lain tumbuhan C-4 adalah lebih toleran di lingkungan dengan suhu

yang panas. Kisaran suhu optimum untuk fotosintesis tumbuhan C-4 lebih

tinggi daripada tumbuhan C-3. untuk fotosintetik : 20 – 26oC (pada C-3)

dan 35 – 40oC (pada C-4) Kisaran suhu optimum untuk fotosintetik : 20 –

26oC (pada C-3) dan 35 – 40oC (pada C-4)

3. Umur jaringan dan fotosintesis

Selain faktor intensitas cahaya, umur daun sangat menentukan

produktivitas daun dalam aktivitas fotosintesisnya. Kapasistas kemampuan

daun melakukan fortosintesis berkembang seiring dengan perkembangan

kedewasaan daun mencapai perkembangan dan pertumbuhan optimalnya.

19


Pada fase awal pertumbuhannya, daun muda masih menggatungkan

asimilat dari daun dewasa lainnya (mengimport). Pada saat daun mencapai

laju pertumbuhan optimum, produktivitasnya telah jauh meningkat, dan

sebagian fotosintatnya telah mulai diekspor ke jaringan lain yang

membutuhkan. Kapasitas fotosintesis ini terus meningkat bersamaan

dengan pencapaian kedewasaan organ daun. Terdapat hubungan interaktif

antara perkembangan struktural daun (anatomi-morfologi) dan intensitas

cahaya dengan perkembangan kapasitas fotosintetiknya. Tumbuhan yang

tumbuh pada tempat dengan intensitas cahaya tinggi, daun berkembang

dengan memadahi, sehingga kapasitas fotosintetiknya juga lebih besar.

3. CO2

Konsentrasi CO2 sebagai salah satu prekursor atau bahan dasar asimilasi

karbon tentu akan sangat berpengaruh pada produktivitas fotosintesisnya.

Tumbuhan menunjukkan kemampuan nya dalam memfiksasi CO2 yang

berbeda-beda. Perbedaan ini sangat menyolok antara tumbuhan tipe C-3

dengan C-4 Jagung (Tumbuhan C-4) dan Kacang tumbuhan C-3

Pada konsentrasi CO2 lingkungan yang sama (330 ppm), jagung

(Zeamayz) sebagai contoh dari tumbuhan C-4 memiliki laju fotosintesis

yang jauh lebih tinggi dibanding dengan kacang, bahkan dengan tumbuhan

kacang yang diberi suplai CO2 1000 ppm sekalipun. Hal ini menunjukkan

bahwa tumbuhan C-4 memiliki kemampuan yang sangat efisien dalam

memfiksasi CO2. Pada tumbuhan C-4, CO2 diikat oleh PEP karboksilase

dan menggabung kan dengan PEP menjadi asam oksalo

asetat (OAA). OAA ini menjadi timbunan sumber CO2 di vakuola.

Selanjutnya,OAA akan dikonversi menjadi asam malat atau aspartat

tergantung jenis tumbuhannya, yang kemudian ditranspor ke seludang

berkas (bundle sheat = Kranzanatomy). Selanjutnya, malat atau aspartat

akan didekarboksilasi dan CO2 yang terlepas akan diikat oleh enzim

RubisCo untuk asimilasi karbon pada siklus Calvin.

20


4. Oksigen dan Fotosintesis

Oksigen merupakan salah satu produk samping dari fotosintesis, dari hasil

fotolisis air. Namun demikian, akadar oksigen yang tinggi pada jaringan

fotosintetik akan menghambat laju fotosintesis.

Pada kondisi kadar oksigen yang semakin tinggi, laju fotosintesisnya

secafra signifikan menjadi semakin rendah. Tampak kecenderungan

adanya efek interaksi antara konsentrasi CO2 dan O2 terhadap laju

fotosintesisnya. Namun tingkat penghambatan ini saangat berbeda antara

kelompok tumbuhan C-3 dan C-4. Tingkat hambatan fotosintesis oleh

adanya oksigen jauh lebih besar terjadi pada tanaman kacang dibanding

pada jagung. Tingkat penghambatan fotosintesis yang begitu besar oleh

keberadaan O2 pada kacang terkait erat dengan intensitas fotorespirasinya.

Pada Tumbuhan C-3, laju fotorespirasi sangat intensif. Sebaliknya, pada

tumbuhan C-4 sangat rendah. Rendahnya laju fotorespirasi tumbuhan C-4

diduga disebabkan karena pada jaringan fotosintetiknya, rasio CO2 / O2

cukup besar. Dengan tingginya CO2 jaringan,mengurangi peluang

terikatnya oksigen pada sisi aktif enzim Rubisco.

Khusua pada tumbuhan C-4 yang mentranspor timbunan CO2 dalam

bentukasam amino Aspartat (asam C-4 dalam bentuk Aspartat), laju

fotosintesisnya memiliki hubungan erat dengan penyerapan N dari tanah.

21


BAB IV

PENUTUP

4.1. KESIMPULAN

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau

energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis

bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta

dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Adapun persamaan reaksi

fotosintesis yaitu: 6CO2 + 6H2O cahaya matahari + klorofil C6H12O6 +

6O2 + Energi

Dari hasil percobaan Ingenhousz dapat disimpulkan bahwa dalam proses

fotosintesis dilepaskan oksigen.

Dari hasil percobaan Sachs dapat disimpulkan bahwa dalam proses

fotosintesis dihasilkan glukosa/ amilum.

percobaan yang berkaitan dengan fotosintesis: Ingenhousz, T.W

Engelmann, J.V. Sachs, Robert Hill, Blackman

Proses fotosintesis terdiri dari dua reaksi, yaitu reaksi gelap dan reaksi

terang.

Faktor yang mempengaruhi fotosintesis: Intensitas cahaya, Konsentrasi

karbon dioksida, Suhu, Kadar air, Kadar fotosintat (hasil fotosintesis),

Tahap pertumbuhan.

Peranan cahaya dalam fotosintesis adalah sebagai sumber energy ( foton ).

4.2.SARAN

Waktu yang diberikan dalam melakukan ujicoba adakalanya dibiarkan

lebh lama

Ketika melakukan percobaan ingenhousz usahkan dalam menyusun daun

hydrilla tidak terbalik, karena kemungkinan hasil dari percobaanya akan

mengalami kegagalan

Jika tidak yakin dengan langkah kerja yang diberikan atau masih ragu,

tanyakanlah pada guru atau pembina

22


DAFTAR PUSTAKA

Hidayati,Sri.2007.Biologi.Jakarta:PT Bumi Aksara

Rochimah, Siti Nur, Sri Widayati, dan Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : SMA dan

MA Kelas XII. Jakarta. PT. Pustaka Insan Madani.

Campbell dan Reece. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Ellis, Nihayati. 1986. Anatomi Tumbuhan. Rajawali Press, Jakarta.

Kimball, John. W. 1992. Biologi Umum. Erlangga, Jakarta

Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB.

Santoso.2004. Fisiologi Tumbuhan. Bengkulu : Universitas Muhammadiyah

Bengkulu.

Bekantan, Smart.2009.Laporan Praktikum Fotosintesis.[Online] diakses pada

tanggal tanggal 1 Januari 2012.

Online, Sinau.2010. Laporan Praktikum Fotosintesis. [Online] diakses pada tanggal

1 Januari2012.

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

http://www.sms.si.edu/irlspec/hydrilla_verticillata.htm

http://metabolismelink.freehostia.com

http://id.wikipedia.org/wiki/fotosintesis

http://smartbekantan.blogspot.com/2009/04/bab- i-pendahuluan-1_12.html

http://ayosinauonline.blogspot.com/2010/05/laporan-praktikum-fotosintesis-

sachs.html

http://smartbekantan.blogspot.com/2009/04/bab-i-pendahuluan-1_12.html

http://id.wikipedia.org/wiki/fotosintesis

http://smartbekantan.blogspot.com/2009/04/bab-i-pendahuluan-1_12.html

Percobaan ingenhousz dan sach

Education

Transcript of Percobaan ingenhousz dan sach