makalah_rachel-himalita_mnjb

I
1.1.
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Aktivitas kehidupan 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 itu, 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.
1
1.2.
RUMUSAN MASALAH
a. Apakah yang dimaksud dengan fotosintetis ?
b. Bagaimanakah proses fotosintetis berlangsung pada tanaman ?
c. Bagaimana cara membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan
oksigen dan amilum ?
d. Faktor apa saja yang mempengaruhi proses fotosintetis ?
1.3.
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
a. Membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan amilum dan
melepas oksigen
b. Mengetahui dan mempelajari langkah kerja dalam menguji
fotosintetis dan hasilnya
c. Sebagai sumber atau acuan dalam belajar biologi
d. 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 literatur.
2
II METODE PENELITIAN
2.1.
ALAT DAN BAHAN
2.1.1. Alat
a. Fotosintetis Melepas Oksigen (Ingenhousz)

Gelas kimia

Corong

Tabung Reaksi dan raknya
b. Fotosintetis Menghasilkan Amilum ( Sachs )

Spirtus + kaki tiga

Pipet tetes

Cawan petri

Gelas kimia (2 buah )

Penjepit
2.1.2. Bahan
a. Fotosintetis Melepas Oksigen (Ingenhousz)

Air

Tanaman Hydrilla verticillata
b. Fotosintetis Menghasilkan Amilum ( Sachs )

Alkohol (70 % )

Aquades

Lugol

Daun yang telah dibungkus kertas alumunium
3
2.2.
LANGKAH KERJA
2.2.1. Percobaan Ingenhousz
Gambar 1. Rakitan Percobaan Ingenhousz
a. Merakit alat seperti pada gambar (2 rakitan alat).
b. Menempatkan satu rakit di tempat kena cahaya langsung dan
rakitan lainnya di dalam ruang yang tidak ada cahaya.
c. Membiarkan selama 20 menit. Kemudian mengamati ada
tidaknya gelembung di dalam tabung reaksi tersebut.
Membandingkan jumlah gelembung pada kedua rakitan
tersebut.
2.2.2. Percobaan Sachs
Gambar 2. Proses Percobaan Sachs
4
a. Tutup sebagian daun tanaman kacang panjang pada pukul
05.00 WIB dengan menggunakan kertas karbon.
b. Petik daun tersebut pada pukul 10.00 WIB.
c. Rebus daun tersebut ke dalam air dengan tujuan agar selselnya mati.
d. Masukkan daun yang telah direbus tadi ke dalam alkohol panas
dengan tujuan agar klorofilnya terlarut.
e. Ambil daun setelah berwarna cokelat, kemudian tetesi larutan
yodium lugol.
f. Amati
perubahan
warnanya
dan
catat
dam
tabel
pengamatanmu.
.
.
2.3.
VARIABEL PENELITIAN
2.3.1. Percobaan Ingenhousz :
a. Variabel Bebas : tempat meletakkan Hydrilla
b. Variabel Kontrol : volume air pada gelas beaker, jenis Hydrilla,
ukuran Hydrilla
c. Variabel Terikat : banyaknya gelembung udara
2.3.2. 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
5
2.4.
PERTANYAAN DAN HIPOTESIS
2.4.1. Pertanyaan
a.
Perlakuan manakah yang menghasilkan gelembung paling
banyak dan manakah yang paling sedikit ? Mengapa?
b.
Gelembung gas apakah yang dihasilkan pada percobaan
tersebut ?
c.
Berdasarkan
percobaan
tersebut
tentukan
faktor
yang
mempengaruhi proses fotosintetis ?
d.
Berdasarkan eksperimen anda, faktor apakah yang paling
efektif untuk berlangsungnya fotosintetis ?
e.
Bagian daun manakah yang berwarna hitam dan yang
berwarna putih pucat?
f.
Mengapa dapat terjadi perubahan warna ?
2.4.2. Hipotesis
a. Dari Pengamatan yang kami lakukan jumlah gelembung paling
banyak diperoleh pada pengamatan ditempat terang, sebab
proses fotosintetis 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 ),
6
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.
2.4.2.1. Hipotesis Ingenhousz
a. Hipotesis nol : Daun akan berfotosintesis bila mendapat
cahaya matahari. Karena klorofil hanya akan berfungsi
bila ada cahaya matahari.
b. Hipotesis alternative : Semakin tinggi intensitas cahaya
maka akan semakin meningkat laju fotosintesis.
7
2.4.2.2. Hipotesis Sachs
a. Hipotesis nol : Fotosintesis tidak menghasilkan amilum
dan tidak dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya.
b. Hipotesis alternative : Fotosintesis menghasilkan
amilum dan dipengaruhi oleh panjang gelombang
cahaya
8
III
3.1.
KAJIAN PUSTAKA
MENGENAL FOTOSINTETIS
Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan
sebagai kebutuhan pokoknya 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 di dalam 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,
karbohidrat
yang
monosakarida,
paling
dan
sederhana.
polisakarida.
Monosakarida
Monosakarida
dapat
diikat
adalah
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
9
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 menjadi gula sebagai molekul
penyimpan energi. Cara lain yang dapat 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 hasil 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
10
“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' 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.
11
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 :
Gambar 3. Reaksi Fotosintesis
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.
12
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.
3.1.1. 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.
13
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 dimana air
diuraikan menjadi gas oksigen yang akan muncul berupa gelembunggelembung denganpersamaan reaksi sebagai berikut:
2H2O(l) 4H+(aq) + O2(g)
3.1.2. 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 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),
14
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 berlangsung.
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 reaksi terang dan
reaksi gelap.
3.2.1. 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
15
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 nonsiklik 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
16
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.
Pusat reaksi fotosistem I menyerap foton maka elektronnya
tereksitasi. ”Lubang” 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.
3.2.2.
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
17
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.
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
18
karboksilase dan membentuk senyawa 4 karbon, biasanya oksaloasetat.
Mekanisme ini disebut mekanisme C4.
Pengikatan ini terjadi di sel mesofil. Oksaloasetat kemudian
berubah menjadi 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
HASIL FOTOSINTETIS
3.3.1. 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.
Gelembung udara yang dihasilkan menandakan bahwa proses
fotosintesis
pada
Hydrilla
verticilata menghasilkan
Berdasarkan
hasil pengamatan jumlah
gelembung
oksigen.
udara
yang
19
dihasilkan pada tempat terang lebih banyak 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 dapat dilihat dari tabel berikut :
Gambar 4. Penampakan Gelas Beker
20
Tabel 1. Data Pengamatan Kelompok 1 (+substrat)
Produksi Gelembung Oleh Tanaman
No.
Terkena sinar Tidak terkena sinar
langsung
Keterangan
langsung
2 gelembung, 1 di
1.
528
tali 1 naik
2.
569
Tetap
+ substrat 5ml,
3.
971
tambah 1
gelembung naik
4.
1501
Tetap
21
Tabel 2. Data Pengamatan Kelompok 2 (+ substrat)
Produksi Gelembung
No.
Keterangan
Terkena sinar Tidak terkena sinar
langsung
langsung
12 (mulai ada

Jumlah lain 5 helai

Panjang Hydrilla sp. 9 cm

Waktu adaptasi 2 menit
1 gelembung pada
1.
pada menit kemenit ke-4
6)
590 (vol air
2.
sedikit
Tidak ada
berkurang)
Ada 1 gelembung
yang menempel
668 (+
pada tali tidak
NaHCO3)
keluar (berada pada
3.
ujung corong) +
NaCO3
1403 (volume
air berkurang
4.
Tidak ada
lebih banyak
0,5 ml)
22
Tabel 3. Data Pengamatan Kelompok 3
Produksi Gelembung Oleh Tanaman
No.
langsung
langsung
1 gelembung di
atas, 4 gelembung
1.
Keterangan
Terkena sinar Tidak terkena sinar

Tangkai Hydrilla sp. dalam
keadaan ditekuk
426
di sekitar dinding
tabung reaksi
1 gelembung di
atas, 2 gelembung
2.
1334
di sekitar dinding
tabung reaksi
1 gelembung di
atas, 4 gelembung
3.
1754
di sekitar dinding
tabung reaksi
4.
1718
2 gelembung di atas
23
Tabel 4. Data Pengamatan Kelompok 4
Produksi Gelembung Oleh Tanaman
No.
Keterangan
Terkena sinar Tidak terkena sinar
langsung
langsung
1.
756
31

Tidak ada waktu adaptasi
2.
3552
4

Yang diamati gelembung
3.
3050
1
yang keluar dari patahan di
4.
2385
4
pangkal tangkai langsung
Tabel 5. Data Pengamatan Kelompok 5
Produksi Gelembung Oleh Tanaman
No.
Terkena sinar
Tidak terkena sinar
langsung
langsung
1.
238
–
2.
622
1
3.
960
1
4.
2635
1
Keterangan
24
Tabel 6. Data Pengamatan Kelompok 6
Produksi Gelembung Oleh Tanaman
No.
Terkena sinar
Tidak terkena sinar
langsung
langsung
1 gelembung besar sampai
1.
Keterangan

298
di atas
1 gelembung agak besar
2.
panjang 8 cm

Pada waktu 6 menit
482
tidak ke atas
3.
Tangkai Hydrilla sp.
terakhir terjadi
6 gelembung kecil
pengurangan intensitas
menempel
cahaya pada percobaan
622
terkena cahaya
4 gelembung kecil
4.
langsung karena
1704
menempel
tertutup pepohonan
25
Tabel 7. Analisis Data
Terkena sinar matahari
Tidak terkena sinar matahari
Kelompok 7 menit 7 menit 7 menit 7menit 7 menit 7 menit 7 menit 7 menit
pertama kedua
ketiga keempat pertama kedua
ketiga keempat
1
528
569
971
1501
2
–
1
–
2
12
590
668
1403
1
–
1
–
3
426
1334
1754
1718
1
1
1
2
4
756
3552
3050
2385
31
4
1
4
5
238
622
960
2635
–
1
1
1
6
298
482
622
1704
1
1
6
4
3.3.2. Fotosintetis menghasilkan Amilum
Untuk menguji dan membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan
amilum, dapat filakukan dengan Percobaan Sachs, caranya yaitu dengan
menyiapkan daun yang akan dijadikan sebagai bahan uji coba, kemudian
membungkus daun tersebut dengan kertas alumunium. Tujuannya agar
bagian daun yang dibungkus dengan kertas aluminium tersebut tidak
mendapatkan cahaya sehingga tidak dapat melakukan proses fotosintetis.
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
26
bereaksi dngan lugol, bagian daun itu mengalami perubahan warna
menjadi hitam, yang menandakan bahwa proses fotosintetis menghasilkan
amilum / karbohidrat.
Dari Percobaan Sachs yang kami lakukan dapat diperoleh hasil
sesuai pada tabel berikut :
Gambar 5. Penampakan Daun Setelah Percobaan
Tabel 8. Penjelasan Perubahan Warna Pada Daun
Hasil Uji lugol
No. Bagian daun yang
ditutup
Bagian daun yang
Keterangan
tidak ditutup
Bagian yang berwarna biru
kehitaman menunjukkan adanya
Berwarna putih
Berwarna biru
pucat
kehitaman
1.
amilum, sedangkan yang berwarna
putih pucat menunjukkan tidak
adanya amilum.
27
Tabel 9. Hasil Percobaan Sachs
Warna daun
Keadaan daun
Direbus dalam
Direbus dalam
air
alkohol
Hijau
Hijau tua
Biru kehitaman
Hijau pucat
Hijau muda
Putih / pucat
Ditetesi lugol
Daun yang terkena
sinar matahari
Daun yang ditutupi
dengan kertas perak
3.4.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FOTOSINTETIS
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 patogen. 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.
3.4.1. Intensitas Cahaya
Cahaya mutlak dibutuhkan sebagai energi penggerak fotosintesis,
namun demikian tingkat kebutuhan antar kelompok tumbuhan akan
28
berbeda. Tidak pada setiap kondisi meningkatnya intensitas akan diikuti
atau menyebabkan meningkatnya laju fotosintesis. Terdapat perbedaan
tingkat kebutuhan cahaya, terutama antara tumbuhan tipe C3 dan C4.
Pada tumbuhan C3 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 C4 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,
3.4.2. 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
C3) dan 35 – 40oC (pada C4) Kisaran suhu optimum untuk fotosintetik :
20 – 26oC (pada C3) dan 35 – 40oC (pada C4).
3.4.3. Umur jaringan dan fotosintesis
Selain faktor intensitas cahaya, umur daun sangat menentukan
produktivitas daun dalam aktivitas fotosintesisnya. Kapasistas kemampuan
29
daun melakukan fortosintesis berkembang seiring dengan perkembangan
kedewasaan daun mencapai perkembangan dan pertumbuhan optimalnya.
Pada
fase
awal
pertumbuhannya,
daun
muda
masih
menggatungkan asimilat dari daun dewasa lainnya (mengimpor). 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 memadai, sehingga
kapasitas fotosintetiknya juga lebih besar.
3.4.4. CO2
Konsentrasi CO2 sebagai salah satu prekursor atau bahan dasar
asimilasi karbon tentu akan sangat berpengaruh pada produktivitas
fotosintesisnya.
Tumbuhan
menunjukkan
kemampuannya
dalam
memfiksasi CO2 yang berbeda - beda. Perbedaan ini sangat menyolok
antara tumbuhan tipe C3 dengan C4.
Pada konsentrasi CO2 lingkungan yang sama (330 ppm), jagung
(Zeamayz) sebagai contoh dari tumbuhan C4 memiliki laju fotosintesis
yang jauh lebih tinggi dibanding dengan kacang, bahkan dengan tumbuhan
kacang yang diberi suplai CO2 1000 ppm sekalipun. Hal ini menunjukkan
30
bahwa tumbuhan C4 memiliki kemampuan yang sangat efisien dalam
memfiksasi CO2. Pada tumbuhan C4, 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 Rubis Co untuk asimilasi karbon pada siklus Calvin.
3.4.5. Oksigen dan Fotosintesis
Oksigen merupakan salah satu produk samping dari fotosintesis,
dari hasil fotolisis air. Namun demikian, kadar oksigen yang tinggi pada
jaringan fotosintetik akan menghambat laju fotosintesis.
Pada
kondisi
kadar
oksigen
yang
semakin
tinggi,
laju
fotosintesisnya secara 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 C3 dan C4.
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 C3,
laju fotorespirasi sangat intensif. Sebaliknya, pada tumbuhan C4 sangat
31
rendah. Rendahnya laju fotorespirasi tumbuhan C4 diduga disebabkan
karena pada jaringan fotosintetiknya, rasio CO2 / O2 cukup besar. Dengan
tingginya CO2 jaringan, mengurangi peluang terikatnya oksigen pada sisi
aktif enzim Rubis CO.
Khusus pada tumbuhan C4 yang mentransport timbunan CO2
dalam bentukasam amino Aspartat (asam C4 dalam bentuk Aspartat), laju
fotosintesisnya memiliki hubungan erat dengan penyerapan N dari tanah.
32
IV PENUTUP
4.1.
KESIMPULAN
a. 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
b. Dari hasil percobaan Ingenhousz dapat disimpulkan bahwa dalam
proses fotosintesis dilepaskan oksigen.
c. Dari hasil percobaan Sachs dapat disimpulkan bahwa dalam proses
fotosintesis dihasilkan glukosa/ amilum.
d. percobaan yang berkaitan dengan fotosintesis: Ingenhousz, T.W
Engelmann, J.V. Sachs, Robert Hill, Blackman
e. Proses fotosintesis terdiri dari dua reaksi, yaitu reaksi gelap dan reaksi
terang.
f. Faktor yang mempengaruhi fotosintesis: Intensitas cahaya, Konsentrasi
karbon dioksida, Suhu, Kadar air, Kadar fotosintat (hasil fotosintesis),
dan Tahap pertumbuhan. Peranan cahaya dalam fotosintesis adalah
sebagai sumber energy ( foton ).
33
4.2.
SARAN
a. Waktu yang diberikan dalam melakukan uji coba ada kalanya
dibiarkan lebh lama
b. Ketika melakukan Percobaan Ingenhousz usahkan dalam menyusun
daun hydrilla tidak terbalik, karena kemungkinan hasil dari
percobaanya akan mengalami kegagalan
c. Jika tidak yakin dengan langkah kerja yang diberikan atau masih ragu,
tanyakanlah pada guru atau pembina
34
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 Januari 2012.
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-fotosintesissachs.html
35