I.
JUDUL :
Fotosintesis
II.
TANGGAL :
8 Desember 2012
III.
TUJUAN :
Untuk membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum
IV.
DASAR TEORI :
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. (Kimball, 2002)
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi
energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. 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. 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.
(http://id.wikipedia.org/wiki/fotosintesis)
Fotosintesis dikenal sebagai suatu proses
sintesis makanan yang dimiliki oleh tumbuhan hijau dan beberapa mikroorganisme
fotosintetik. Organisme yang mampu mensintesis makanannya sendiri disebut
sebagai organisme autrotof. Autotrof dalam rantai makanan menduduki sebagai
produsen. Pada prinsinya komponen yang dibutuhkan dalam reaksi fotosintesis
adalah CO2 yang berasal dari udara dan H2O yang diserap
dari dalam tanah. Selain itu sesuai dengan namanya, foto “cahaya” reaksi ini
membutuhkan cahaya matari sebagai energi dalam pembuatan atau sintesis produk
(senyawa gula dan oksigen).
Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat
diartikan bahwa enam molekul karobondioksida dan enam molekul air bereaksi
dengan bantuan energi cahaya matahari untuk dirubah menjadi satu molekul
glukosa dan enam molekul oksigen. Glukosa adalah molekul yang dibentuk sebagai
hasil dari proses fotosintesis yang di dalamnya tersimpan hasil konversi energi
cahaya matahari dalam bentuk ikatan-ikatan kimia penyusun molekul tersebut.
Glukosa merupakan senyawa karbon yang nantinya digunakan bersama elemen-elemen
lain di dalam sel untuk membentuk senyawa kimia lain yang sangat penting bagi
organisme tersebut, seperti DNA, protein, gula dan lemak. Selain itu, organisme
dapat memanfaatkan energi kimia yang tersimpan dalam ikatan kimia di antara
atom-atom penyusun glukosa sebagai sumber energi dalam proses-proses di dalam tubuh.
Seperti organisme lainnya, tanaman tersusun atas sel-sel sebagai unit dasar penyusun kehidupan tanaman. Sel-sel tanaman mengandung struktur yang disebut kloroplas (Chloroplast) yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Kloroplas adalah organel khusus yang dimiliki oleh tanaman, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Seluruh bagian tumbuhan yang merupakan struktur berwarna hijau, termasuk batang dan buah memiliki kloroplas dalam setiap sel penyusunnya. Namun secara umum aktifitas fotosintesis terjadi di dalam daun. Michael W. Davidson dalam websetnya menyatakan bahwa kepadatan kloroplas di permukaan daun suatu tanaman rata-rata sekitar satu setengah juta per milimeter persegi.
Seperti organisme lainnya, tanaman tersusun atas sel-sel sebagai unit dasar penyusun kehidupan tanaman. Sel-sel tanaman mengandung struktur yang disebut kloroplas (Chloroplast) yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Kloroplas adalah organel khusus yang dimiliki oleh tanaman, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Seluruh bagian tumbuhan yang merupakan struktur berwarna hijau, termasuk batang dan buah memiliki kloroplas dalam setiap sel penyusunnya. Namun secara umum aktifitas fotosintesis terjadi di dalam daun. Michael W. Davidson dalam websetnya menyatakan bahwa kepadatan kloroplas di permukaan daun suatu tanaman rata-rata sekitar satu setengah juta per milimeter persegi.
Fotosintesis memiliki dua macam reaksi, yaitu
reaksi terang dan reaksi gelap. Selama reaksi terang, klorofil bersama dengan
pigmen-pigmen lain di dalam kloroplas menyerap energi cahaya matahari dan
mengkonversinya menjadi energi kimia yang disimpan dalam ikatan kimia penyusun
glukosa. Energi yang diserap merupakan energi kaya elektron yang nantinya akan
terlibat dalam serangkaian rantai reaksi yang disebut transpot elektron.
Menurut Stone (2004), air melalui reaksi terang akan dipecah (fotolisis)
menjadi proton, elektron dan O2. Proton dan elektron yang dihasilkan
dari pemecahan ini bergabung dengan senyawa aseptor elektron NADP+
(nikotinamide adenosine dinucleotide phosphate) membentuk NADPH. Beberapa
proton bergerak melalui membran kloroplas , dan energi yang dibentuk berupa ATP
(Adenosine triphospat). NADPH dan ATP adalah komponen yang masuk ke dalam
reaksi gelap (siklus Calvin), yang merubah molekul CO2 menjadi
molekul gula berantai karobon tiga. energi kimia hasil konversi dari energi
cahaya matahari tersimpan dalam senyawa karbon tersebut.
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).
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 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
klorofil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena
klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari.(Dwidjoseputro,1986)
Pada tahun 1860, Sachs membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan 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)
Pada tahun 1860, Sachs membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan 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)
Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada
persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam
molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Untuk tujuan praktis, satu-satunya
sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat begantung seluruh kehidupan
adalah fotosintesis. Fotosintesis merupakan salah satu reaksi yang tergolong ke
dalam reaksi anabolisme. Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan makanan
(glukosa) yang berbahan baku karbondioksida dan air.
Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan dan
ganggang hijau yang bersifat autotrof. Artinya keduanya mampu menangkap energi
matahari untuk menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari precursor
organik H2O dan CO2. Sementara itu, hewan dan manusia
tergolong heterotrof, yaitu memerlukan suplay senyawa-senyawa organik dari
lingkungan (tumbuhan) karena hewan dan manusia tidak dapat menyintesis
karbohidrat. Karena itu,hewan dan manusia bergantung pada organisme
autotrof. (http://metabolismelink.freehostia.com)
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 membrane 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 :
C55H72O5N4Mg, berwarna hijau tua
klorofil-b :
C55H70O6N4Mg, berwarna hijau muda
Rumus bangunnya berupa suatu cincin yang terdiri atas 4
pirol dengan Mg sebagai inti. Rumus bangun ini hamper 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).
(Dwidjoseputro, 1994:18)
Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pembentukan klorofil:
1. Faktor pembawaan.
Pembentukan klorofil dibawakan oleh gen tertentu di dalam
kromosom.
2. Cahaya.
Terlalu
banyak sinar berpengaruh buruk kepada klorofil. Larutan yang dihadapkan kepada
sinar kuat tampak berkurang hijaunya. Hal ini juag dapat kita lihat pada
daun-daun yang terus terkena kena sinar langsung warna mereka menjadi hijau
kekuning-kuningan.
3. Oksigen
4. Karbohidrat.
Dengan
tiada pemberian gula, daun-daun tersebut tak mampu menghasilkan klorofil,
meskipun faktor-faktor lain cukup.
5. Nitrogen Magnesium.
Besi
yang menjadi bahan pembentuk klorofil merupakan suatu condition sinc qua non
(kehausan). Kekurangan akan salah satu dari zat-zat tersebut mengakibatkan
klorosis kepada tumbuhan.
6. Air.
Air
merupakan faktor keharusan pula, kekurangan air mengakibatkan desintegrasi dari
klorofil seperti terjadi pada rumput dan pohon-pohonan di musim kering.
7. Unsur-unsur Mn, Cu, Zn, meskipun
hanya di dalam jumlah yang sedikit sekali, membantu pembentukan klorofil.
Dengan tiada unsur-unsur itu, tanaman akan mengalami klorosis juga.
8. Temperatur antara 3o-48oC
merupakan suatu kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan
tanaman, akan tetapi yang paling baik ialah antara 26o-30oC.
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju
fotosintesis:
- Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya. - Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis. - Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim. - Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis. - Kadar fotosintat (hasil
fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang. - Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Pada umumnya sel fotosintesis mengandung satu
atau lebih pigmen klorofil yang berwarna hijau. Berbagai sel fotosintesis
lainnya seperti pada ganggang dan bacteria, berwarna coklat, merah dan ungu.
Hal ini disebabkan oleh adanya pigmen lain di samping klorofil, yaitu pigmen
pelengkap, seperti karotenoid yang berwarna kuning, merah atau ungu dan
fikobilin yang berwarna biru atau merah (Muhammad Wirahadikusumah, 1985: 99)
Pada tahun 1962, Gustav Julius Von Sachs,
membuktikan bahwa pada fotosintesis terbentuk karbohidrat amilum. Adanya amilum
dapat dibuktikan dengan pengujian dengan yodium, amilum dengan yodium
memberikan warna hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan
terkena sinar.
Pada percobaaan Sachs, A daun yang sebagian
tertutup x, terkena sinar sepanjang hari. B daun tersebut setelah dipetik,
direbus, direndam dalam alcohol untuk melarutkan klorofilnya dan setelah itu
dicelup dalam larutan yodium. Bagian yang tertutup tampak putih (berarti tanpa
amilum), sedang daerah sekitarnya berwarna hitam yang menunjukkan adanya
amilum.
Jan Ingenhousz merupakan
orang yang pertama kali melakukan penelitian tentang fotosintesis adalah Jan
Ingenhousz (1730-1799). Ingenhousz memasukkan tumbuhan air Hydrilla
verticillata ke dalam bejana yang diisi air. Bejana gelas itu ditutup denagn
corong terbalik dan diatasnya di beri tabung reaksi yang diisi air hingga
penuh. Bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul
gelembung udara dari tumbuhan air tersebut. Gelembung udara tersebut menandakan
adanya gas. Setelah diuji ternyata adalah oksigen. Ingenhousz menyimpulkan
fotosintesis menghasilkan oksigen. (id.yahoo.answers.org)
Fotosintesis terjadi hanya di bagian hijau
tanaman. Untuk efisiensi fotosintesis harus daun tipis dan memiliki luas
permukaan besar. Ini membantu dalam penyerapan cahaya dan difusi gas, dan
sarana untuk mencegah kehilangan air yang berlebihan melalui stomata dan
epidermis. Jumlah besar kloroplas dalam sel-sel mesofil palisade menyediakan
jaringan fotosintetik utama. Ruang antara spons berbentuk tidak teratur di
dalam sel-sel mesofil daun izin difusi gas gratis. Turgor sel penjaga berubah
menjadi gas mengizinkan pertukaran dengan atmosfer. Kutikula pada berlapis
tunggal transparan epidermis atas dan bawah melindungi daun dari pengeringan
dan infeksi.
V.
ALAT DAN BAHAN
·
Beker glass
·
Tabung reaksi
·
Penjepit tabung
·
Kaki tiga
·
Bunsen dan kasa asbes
·
Pinset
·
Plat tetes
·
Larutan lugol
·
Air
·
Daun hijau dipetik jam 5 pagi
·
Daun hijau dipetik jam 5 sore (air
segar)
·
Daun hijau dipetik jam 5 sore(dipanaskan)
·
Daun selain warna hijau(daun puring)
VI.
CARA KERJA
·
Mengkondisikan daun menjadi 4
perlakuan dan membentuknya berlainan
·
Memasukkan masing-masing daun
kedalam air mendidih selama 5 menit
·
Memasukkan daun kedalam alcohol
panas untuk menghilangkan klorofilnya
Caranya memasukkan tabung reaksi yang sudah berisi alkohol
kedalam beker glass yang berisi air panas dan mengusahakan volume alcohol tidak
melebihi volume air.Agar alcohol tidak terbakar.
·
Daun akan berubah warna menjadi
kuning pucat atau tak berwarna.Lalu mencucinya dengan air dingin
sebentar,sehingga daun lemas
·
Menguji daun dengan member larutan
lugol.Adanya amilum menyebabkan warna menjadi berwarna biru kehitaman bila
tidak warnamya kuning kecoklatan
VII.
DATA PENGAMATAN
Warna Daun Sebelum Ditetesi Lugol
|
Warna Daun Setelah Ditetesi Lugol
|
Daun Segar (berbentuk hati)Berwarna Hijau
|
Warna Daun Berubah Menjadi Hitam
|
Daun Berwarna (berbentuk kotak)Berwarna Merah
|
Warna Daun Berubah Menjadi Hitam
|
Daun Direndam Air Panas(Berbentuk Segitiga)Berwarna Hitam
|
Warna Daun Berubah Menjadi Hitam
|
Daun Jam 5 Pagi (Berbentuk Bulat)
|
Warna Daun Berubah Menjadi Hitam
|
VIII. PEMBAHASAN
Praktikum kali ini berjudul fotosintesis. 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. (Kimball, 2002)
Fotosintesis adalah
suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi
energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya.Pada percobaan kali
ini bertujuan untuk mengetahui bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum
dengan menggunakan metode sachs.
1.
Uji Sachs
Sachs pada tahun 1860. Sachs membuktikan bahwa
fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan
daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut
direbus, lalu dimasukkan kedalam alkohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan
bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah
menandakan adanya amilum (Malcome, 1990).
Fotosintesis adalah proses sintesis untuk
menghasilkan makanan yang dilakukan oleh tumbuhan hijau dengan bantuan cahaya
matahari. Dari percobaan ini juga dibuktikan bahwa hanya pada daun yang
berklorofil dan terkena cahaya yang dapat melakukan ”memasak” atau
fotosintesis. Hal ini sesuai dengan literatur tentang fotosintesis oleh Dwidjoseputro(1986) : bahwa 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
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 klorofil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya
matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari.
(Dwidjoseputro, 1986)
Pada praktikum ini menggunakan 3 daun berwarna
hijau dan 1 daun berwarna selain hijau,kami menggunakan daun berwarna merah.
Selain itu pada keempat daun tersebut diberikan perlakuan yang berbeda. Pada
daun pertama di petik pada jam 5 pagi agar masi segar,daun kedua dipetik jam 5
sore dan kemudian di rendam dengan air segar agar tetap terjaga kesegaran dari
daun tersebut. Daun ketiga dipetik jam 5 sore dan kemudian direndam dengan air panas,ternyata
daun berubah warna menjadi hitam. Daun keempat,yakni daun berwarna merah
dipetik jam 5 pagi dan tidak diberi perlakuan.
Pada hari
selanjutnya,masing- masing daun direndam dengan alcohol,kmudian di panaskan
sampai salah satu daun menjadi berwarna transparan. Pemberian alcohol dan
kemudian dipanaskan bertujuan untuk menghilangkan klorofil yang ada pada daun.
Setelah itu masing- masing daun ditetesi dengan larutan lugol dan di biarkan
sebentar untuk mengetahui hasil akhirnya. Setelah beberapa saat ternyata daun
berubah warna menjadi biru kehitaman,ini menandakan bahwa daun hijau tersebut dalam
proses fotosintesis menghasilkan amilum.
IX. DAFTAR PUSTAKA
Campbell,Neil
A et al.2004.Biologi Edisi Kelima Jilid 3.Jakarta:Erlangga
Khoeruddin, 1999. Fotosintesis. www.lablink.or.id/ Bio/Sel/ fotosintesis.html. Diakses
pada tanggal 12 Desember 2008.
Rakasyadi, 2000. Fotosintesis.
id.wikipedia. org/wiki/ Fotosintesis - 37k.
Diakses
pada tanggal 12 Desember 2008.
Rasidin,
1990. Fotosintesa Tumbuhan. Balai Pustaka, Jakarta.
Tjitrosoepomo, 1980. Fotosintesis.
Bina Aksara, Jakarta.