JURNAL FOTOSINTESIS PRAK BIODAS

LAJU FOTOSINTESIS DENGAN MEDIA DASAR PERCOBAAN
JAN INGENHOUSZ.
RATE OF PHOTOSYNTHESIS WITH BASIC MEDIA EXPERIMENT OF JAN
INGENHOUSZ
Hanifa Nuh Malika1, Balqis Syifa Azahra1, Aulia Fitri Ramdhani1
1
Universitas Islam Negri Syarif Hidayatullah Jakarta, Jl Ir H Juanda No.95, Cemp. Putih, Kec. Ciputat, Kota
Tangerang Selatan, Banten 15412
PENDAHULAN
Fotosintesis merupakan suatu proses
biologi yang kompleks, proses ini
menggunakan energi dan cahaya matahari
yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil
yang terdapat dalam kloroplas, seperti
halnya mitokondria, kloroplas mempunyai
membran luar dan membrane dalam.
Membran dalam mengelilingi suatu stroma
yang mengandung enzim-enzim tang larut
dalam struktur membran yang disebut
tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi
oleh beberapa faktor antara lain air (H2O),
konsentrasi CO2, suhu, umur daun,
translokasi karbohidrat, dan cahaya. Tetapi
yang menjadi faktor utama fotosintesis
agar dapat berlangsung adalah cahaya, air,
dan karbondioksida. (Campbell, 2000).
Reaksi fotosintesis dapat ditulis : CO2
+ H2O + (cahaya + klorofil) => C6H12O6 +
O2 (Karmana,2006).
pada percobaan yang dilakukan oleh Ingen
Housz diketahui bahwa daun-daun yang
berfotosintesis
mengeluarkan
oksigen lebih cepat pada permukaan sisi
bawah daun daripada sisi permukaan atas
daun. Terdapat sejumlah +- 100.000/cm2
stomata dibagian sisi permukaan bawah
daun dan tidak ditemukan sama sekali
adanya stomata dipermukaan atas daun
(Handoko, 2011)
MATERIAL DAN METODE
Waktu
Penelitian ini dilakukan di kampus
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta tepatnya
di Pusat Laboratorium Terpadu. Pada hari
Selasa, 5 November 2019. Pada pukul
10.30 – 13.00 di luar laboratorium (untuk
percobaan reaksi terang) maupun di dalam
(untuk percobaan reaksi gelap).
Alat
Hydrilla verticillata memiliki daun
yang kecil berwarna hijau karena
mengandung
klorofil.
Untuk
bertumbuhnya, tanaman ini tidak terlepas
dari pengaruh cahaya yang dapat diterima
pada tanaman tersebut yang digunakan
untuk berfotosintesis. Hydrilla verticillata
merupakan
tumbuhan
yang
letak
stomatanya lebih banyak terdapat pada
permukaan bawah daun. Hal ini dibuktikan
Adapun alat yang digunakan dalam
percobaan ini adalah gelas beker 500 mL
digunakan
sebagai
wadah
objek
percobaan, gelas ukur 500 mL untuk
mengukur banyaknya air yang di
butuhkan, tabung reaksi digunakan untuk
menutup ujung corong, corong sebagai
tempat meletakkan objek percobaan ,
plastik mika hijau dan biru, termometer
raksa untuk menguku suhu, Counter
digunakan untuk menghitung banyaknya
gelembung per menit, kertas untuk
mencatat hasil data, alat tulis digunakan
untuk mencatat data.
Bahan
Bahan tanaman (eksplan) yang
digunakan adalah hydrilla verticillata
sebanyak 3 helai yang berukuran kira –
kira ±10 cm ,aqua dest, NaHCO3, dan es
batu. Media yang digunakan adalah media
dasar percobaan Jan Ingenhousz.
Perlakuan yang diberikan ialah
perbedaan suhu, larutan, pada periode
terang dan gelap dengan intensitas cahaya
yang berbeda.
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Perlakuan
Aquadest (tempat terang)
Aquadest (tempat gelap)
NaHCO3 0,25% (tempat terang)
NaHCO3 0,25% (tempat gelap)
Aquadest + es batu (tempat
terang)
Aquadest panas 40o c (tempat
gelap)
Aquadest fiter biru (tempat
terang)
Aquadest filter hijau (tempat
terang)
Pelaksanaan
Penyediaan eksplan. Sebanyak 3
helai dari hydrilla verticillata diperoleh
dari penanaman hydrilla yang
sudah siap pakai, yang banyak di jual di
toko aquarium.
Perlakuan percobaan. Sebanyak tiga helai
hydrilla verticillata dengan ukuran yang
sama kira – kira ±10 cm dimasukkan ke
dalam mulut corong sampai hampir kurang
dari gagang corong dan di masukkan ke
dalam gelas piala dengan cara di
telungkupkan. Penambahan aqudest ke
dalam tabung reaksi dan ditelungkupkan
ke gagang corong. Sisa dari aqua dest
sebanyak 400 mL dituangkan ke dalam
gelas piala yang berisikan tanaman
hydrilla yang sudah di masukkan ke
corong tersebut.
Ataupun,
dengan
NaHCO3. Dengan penambahan es batu,
filter biru ataupun hijau pemanasan air
ataupun tidak.
Pengamatan. Masing – masing tiap
perlakuan diamati pada kondisi yang gelap
ataupun terang (dibawah sinar matahari).
Selama 5 – 15 menit.
Perhitungan. Meliputi banyak nya
gelembung udara yang dihasilkan selama 5
– 15 menit. Yang menandakan terjadinya
fotosintesis.
1. HASIL
1.
2.
3.
4.
5.
Tabel 1. Data Banyaknya Gelembung Udara Pada Masing- Masing Perlakuan
Perlakuan
Jumlah Gelembung (menit)
5
10
15
Aquadest (dt)
15 (++)
39 (++)
41 (++)
Aquadest (dg)
+1 (+)
+2 (+)
7 (++)
NaHCO3 0,25% (dt)
149 (+++)
309 (+++)
431 (+++)
NaHCO3 0,25% (dg)
9 (+)
27 (++)
36 (++)
Aquadest + es batu
4 (+)
9 (+)
15 (++)
(dt)
6. Aquadest panas 40o
(dg)
7. Aquadest filter biru
(dt)
8. Aquadest filter hijau
(dt)
Keterangan :
dt
: di tempat terang
dg
: di tempat gelap
(+)
(++)
(+++)
2 (+)
5 (+)
7 (+)
5 (+)
8 (+)
24 (++)
2 (+)
6 (+)
36 (++)
: sedikit gelembung (1-10)
: sedang gelembung (11-100)
: banyak gelembung (101-500)
Gambar 1. Aquadest di
tempat terang.
Gambar 2. Aquadest di
tempat gelap.
Gambar 5. Aquadest + Gambar 6. Aquadest
es batu di tempat
panas 40o C di tempat
terang.
gelap.
PEMBAHASAN
Fotosintesis menggunakan energy
cahaya matahari untuk menyusun
glukosa. Bahan baku fotosintesis adalah
air (H2O) dan karbon dioksida (CO2). Air
Gambar 3. NaHCO3 di
tempat terang.
Gambar 7. Aquadest di
tempat terang
menggunakan filter
biru.
Gambar 4. NaHCO3 di
tempat gelap.
Gambar 8. Aquadest di
tempat terang
menggunakan filter
hijau.
berasal dari dalam tanah, sedanngkan
karbon dioksida berasal dari udara bebas
yang merupakan hasil dari proses
pernapasan makhluk hidup. Hasil
fotosintesis berupa glukosa dan oksigen.
(Rianawaty, 2009)
Suhu, enzim-enzim yang bekerja
dalam proses fotosintesis hanya dapat
bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya
laju fotosintesis meningkat seiring
dengan meningkatnya suhu hingga batas
toleransi enzim. (Juwilda,2014)
Fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa
faktor
yaitu
faktor
yang
dapat
mempengaruhi secara langsung. Beberapa
faktor utama yang menentukan laju
fotosintesis, yaitu intensitas cahaya,
ketersediaan air, kelembaban dan suhu
udara,
dan
keadaan
cahaya.
(Suyitno,2010).
Menurut Kimball (1993), proses
fotosintesis dibagi menjadi dua reaksi
yaitu :
1. Reaksi terang
Reaksi terang merupakan langkahlangkah mengubah energi matahari
menjadi energi kimia. Cahaya yang
diserap oleh klorofil menggerakkan
transport elektron dan hydrogen dari air ke
penerima (aseptor) yang disebut NADP+
yang berfungsi sebagai pembawa elektron
dalam respirasi seluler. Reaksi terang
menggunakan tenaga matahari untuk
mereduksi NADP+ menjadi NADPH
dengan cara menambahkan sepasang
elektron
bersama
dengan
nucleus
hydrogen atau H+. Reaksi terang juga
menghasilkan ATP dengan memeberi
tenaga bagi penambahan gugus fosfat yang
pada
ADP,
proses
ini
disebut
fotofosforilasi.
2. 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 tumbuhan C3.
Fotosintesis Pada Tanaman Air Hydrilla
verticillata
Tumbuhan
air
efektif
meningkatkan kadar oksigen dalam air
melalui
proses
fotosintesis.
Karbondioksida dalam proses fotosintesis
diserap dan oksigen dilepas ke dalam air.
Proses fotosintesis mempunyai manfaat
penting dalam akuakultur, di antaranya
adalah menyediakan sumber bahan
organik bagi tumbuhan itu sendiri serta
sumber oksigen yang digunakan oleh
semua organisme (Puspitaningrum et al.,
2012).
Tempat yang dipilih adalah
didalam ruangan dan diluar ruangan
dengan cahaya yang maksimum dengan
berdasarkan hasil pengamatan jumlah
gelembung udara yang dihasilkan pada
perlakuan 1 dalam medium air ditempat
terang dengan intensitas cahaya memiliki
gelembung udara pada 5 menit pertama 15
gelembung, menit ke 10 terdapat 39
gelembung, dan menit ke 15 terdapat 41
gelembung. Intensitas cahaya yang
optimum sangat baik untuk proses
fotosintesis (Marcomo,1990).
Perlakuan ke 2 dalam medium air
ditempat gelap dengan intesitas cahaya
yang kurang. Menghasilkan 1 gelembung
pada 5 menit pertama, 2 gelmbung pada 10
menit, dan 7 gelembung pada menit ke 15.
Berbeda dengan perlakuan ke 1 gelembung
yang dihasilkan pada perlakuan ke 2 lebih
sedikit, itu dikarenakan kurangnya cahaya
yang
diperlukan
tumbuhan
untuk
berfotosintesis yang menghambat laju
fotosintesis.
Perlakuan 3 yang menggunakan
larutan NaHCO3
yang diletakkan di
tempat terang menghasilkan gelembung 5
menit pertama 149 gelembung, 10 menit
kedua 309 gelembung, dan 15 menit
terakhir 431 gelembung. Hasil ini lebih
banyak dibandingkan dengan perlakuan 1
karena intensitas cahaya dan larutan
NaHCO3
yang
memiliki
fungsi
mempercepat
laju
fotosintesis
(Marcomo,1990).
Perlakuan ke 4 yang juga
menggunakan larutan NaHCO3 tetapi
diletakkan
pada
tempat
gelap
menghasilkan gelembung 5 menit pertama
lama pengamatan berdurasi dari 5
menit,10 menit, dan 15 menit. Gelembung
udara yang dihasilkan menandakan bahwa
proses
fotosintesis
pada
Hydrilla
Verticillata menghasilkan oksigen.
9 gelembung, 10 menit kedua 27
gelembung, dan 15 menit terakhir 36
gelembung. Gelembung yang dihasilkan
tidak sebanyak dengan perlakuan ke 3
yang dapat menghasilkan 149 gelembung
pada 5 menit pertama. Itu dikarenakan
tumbuhan kekurangan mendapatkan sinar
matahari, walaupun sudah menggunakan
NaHCO3
yang
berfungsi
untuk
mempercepat laju fotosintesis tetapi
intensitas cahaya juga sangat berpengaruh
dalam proses fotosintesis.
Perlakuan ke 5 diletakkan pada
tempat yang terang dan ditambahkan es
batu hingga suhunya ± 10ºC. pada
percobaan di 5 menit pertama gelembung
dihasilkan sebanyak 1 gelembung, pada 10
menit kemudian 9 gelembung dan 15
menit terakhir 15 gelembung. Dari
percobaan tersebut diketahui bahwa laju
fotosintesis ketika suhu air tidak mencapai
optimum untuk fotosintesis maka yang
akan terjadi akan menghambat laju
fotosintesis.
Untuk perlakuan ke 6 yang
menggunakan air panas dengan suhu
mencapai 40ºC dan diletakkan di tempat
gelap maka akan dihasilkan gelembung
sebanyak 2 gelembung pada 5 menit,5
gelembung pada 10 menit dan 7
gelembung pada 15 menit terakhir.
Perbedaan banyaknya gelembung pada dua
perlakuan ini terjadi karena perbedaan
suhu. Pada perlakuan ke 6 dihasilkan
gelembung
yang
lebih
sedikit
dibandingkan dengan perlakuan ke 5, ini
disebabkan karena enzim-enzim yang
bekerja dalam proses fotosintesis akan
rusak pada suhu yang panas dan akan
bekerja pada suhu optimal.
Perlakuan ke 7 yang menggunakan
filter biru di tempat terang menghasilkan
gelembung sebanyak 5 gelembung di 5
menit pertama, 8 gelembung di 10 menit
kedua dan 24 gelembung pada menit ke
15. Gelembung dihasilkan menggunakan
filter biru hanya sedikit, ini disebabkan
karena warna biru memiliki panjang
gelombang terbesar terbesar yaitu sebesar
±750 nm, sehingga spectrum sinar biru
tidak dapat diserap oleh klorofil. Hal ini
menyebabkan laju fotosintesis melambat
karena spectrum cahaya biru tidak dapat
diserap klorrofil dan spectrum cahaya
selain biru dapat melewati filter biru yang
memiliki panjang gelombang yang lebih
pendek dari spectrum cahaya biru.
Perlakuan ke 8 menggunakan filter
hijau di tempat terang menghasilkan 2
gelembung pada 5 menit pertama, 6
gelembung pada menit kedua, dan 36
gelembung pada menit ke 15. Gelembung
yang dihasilkan tidak jauh berbeda dengan
perlakuan ke 7 pada menit ke 5 dan ke 10.
Tetapi pada menit ke 15 terlihat jelas
bahwa
menggunakan
filter
hijau
menghasilkan gelembung yang lebih
banyak. Hal ini disebabkan karena filter
hijau akan memantulkan spectrum cahaya
hijau yang memiliki panjang gelombang
paling pendek yaitu sebesar 500-600 nm
sehingga spectrum cahaya hijau tidak
diserap oleh klorofil. Klorofil menyerap
semua warna sinar, kecuali sinar hijau.
Sinar yang paling banyak diserap untuk
fotosintesis adalah sinar merah dan biru.
Sinar hijau justru dipantulkan oleh
klorofil,sehingga daun tampak berwarna
hijau.(Suyitno,2013).
SIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Proses fotosintesis dapat terjadi
pada Hydrilla verticillata apabila
terdapat beberapa faktor seperti
cahaya matahari, adanya zat warna
(klorofil), serta ketersediaan air dan
karbondioksida. Intensitas cahaya
yang optimum sangat baik untuk
proses fotosintesis, sebaliknya dengan
intensitas cahaya yang terlalu rendah
atau terlalu tinggi dapat menghambat
berlangsungnya proses fotosintesis.
2. Gelembung udara yang dihasilkan
menandakan bahwa proses fotosintesis
pada
Hydrilla
Verticillata
menghasilkan oksigen.
3. Spektrum cahaya yang diserap oleh
klorofil untuk melakukan proses
fotosintesis yaitu spektrum cahaya
dengan panjang gelombang 600-700
nm.
4. Gelembung yang paling sedikit
terjadi pada perlakuan aquadest panas
dan di tempatkan pada tepat gelap.
Saran
Saat
melakukan
pengamatan,
gelembung-gelembung
yang
dihasilkan harus diperhatikan dengan
seksama sehingga diperoleh hasil
pengamatan yang lebih akurat.
REFERENSI
A. Jurnal
Handoko, P. 2011. Pengaruh Spektrum
Cahaya
Tampak
Terhadap
Laju
Fotosintesis Tanaman Air Hydrilla
verticillata. Universitas Nusantara. Kediri.
Cahyono, B. 2003. Cabai Rawit Teknik
Budi Daya & Analisis Usaha Tani.
Kanisius : Yogyakarta.
Rianawaty, 2009. Fotosintesis. Universitas
Padjajaran Bandung
Puspitaningrum.,et al. 2012. Produksi Dan
Konsumsi Oksigen Terlarut Oleh
Beberapa Tumbuhan Air. Universitas
Pendidikan Indonesia. Bandung.
Juwilda. 2014. Faktor-Faktor Yang
Mempengaruhi Laju Fotosintesis.
Universitas Sriwijaya.
Suyitno. 2013. Fotosintesis II. Universitas
Negeri Yogyakarta. Yogyakarta.
B. Buku
Campbell,
Erlangga.
2000.
Biologi.
Jakarta
:
Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum.
Erlangga. Jakarta.
Karmana, O. 2006. Biologi. Grafindo
Media Pratama : Bandung.
PERTANYAAN
1. Perlakuan
mana
yang
mengeluarkan gelembung paling
banyak? Jelaskan!
Jawab :
Gelembung udara paling banyak
ditemukan pada perangkat dengan
perlakuan penambahan NaHCO3
0,25% yang diletakan di tempat
terang. Hal ini terjadi karena pada
proses fotosintesis di perangkat ini
cukup mendapat cahaya matahari
dan cukup sumber CO2.
2. Perlakuan mana yang tidak
mengeluarkan gelembung atau
hanya
mengeluarkan
sedikit
gelembung? Jelaskan!
Jawab :
Gelembung udara paling sedikit
ditemukan pada perangkat dengan
perlakuan penambahan Aquades
panas 40OC yang diletakan di
tempat gelap. Hal ini terjadi karena
proses fotosintesis membutuhkan
cahaya matahari.
3. Apakah
tujuan
penggunaan
senyawa NaHCO3?
Jawab :
Tujuan penambahan NaHCO3
adalah sebagai sumber CO2.
NaHCO3 akan terurai menjadi
NaOH dan CO2. CO2 ini digunakan
dalam proses fotosintesis, CO2 +
H2O = C6H12O6 + O2. Berdasarkan
hasil
percobaan
setelah
dibandingkan dengan percobaan
lainnya,
fotosintesis
dengan
penambahan
NaHCO2
mengakibatkan penambahan laju
fotosintesis
yang
dibuktikan
dengan banyaknya gelembung pada
tabung reaksi.
4. Gelembung gas apakah yang
dihasilkan dari percobaan tersebut?
Bagaimana cara membuktikannya?
Jawab :
Gelembung gas yang dihasilkan
dari percobaan tersebut adalah
oksigen
(O2).
Cara
membuktikannya adalah dengan
memasukkan bara api dari lidi ke
atas mulut tabung reaksi dan dilihat
apa yang terjadi, jika bara api
semakin terang maka gas tersebut
adalah oksigen (O2).
5. Berdasarkan kegiatan di atas
tentukan factor apakah yang
mempengaruhi proses fotosintesis?
Jawab :
a.) Intensitas cahaya
Cahaya matahari berperan
sebagai sumber energi dalam
proses fotosintesis, yaitu untuk
menghasilkan
pertumbuhan
vegetatif maupun generatif
tanaman,
misalnya
:
pertumbuhan batang, cabang,
dan daun; pembentukan bunga,
buah,
dan
biji;
serta
pembentukkan zat-zat gizi
dalam buah dan bagian
tanaman
yang
lain
(Cahyono,2003).
b.) Konsentrasi karbon dioksida
Semakin
banyak
karbon
dioksida di udara, maka
semakin banyak jumlah bahan
yang
dapat
digunakan
tumbuhan
untuk
berfotosintesis.
c.) Suhu
Enzim – enzim yang bekerja
dalam proses fotosintesis hanya
dapat bekerja pada suhu
optimalnya. Umumnya laju
fotosintesis meningkat seiring
dengan meningkatnya suhu
hingga batas toleransi enzim.
d.) Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan
menyebabkan stomata tertutup
sehingga
menghambat
penyerapan karbon dioksida
sehingga mengurangi
laju
fotosintesis.
e.) Laju
fotosintat
(hasil
fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti
karbohidrat berkurang, laju
fotosintesis akan naik. Bila
kadar fotosintat bertambah
maka laju fotosintesis akan
berkurang.
f.) Tahap pertumbuhan
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.