laporan praktikum biologi ii

41
LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR PERCOBAAN II FOTOSINTESIS NAMA : ANDI SUKMA INDAH NIM : I11112275 HARI/TANGGAL PERC. : SELASA, 2 OKTOBER 2012 KELOMPOK : I ASISTEN : HENI MUTMAINNAH LABORATORIUM BIOLOGI DASAR UNIT PELAKSANA TEKNIS MATA KULIAH BIOLOGI DASAR

Upload: a-indhae

Post on 10-Aug-2015

288 views

Category:

Documents


14 download

TRANSCRIPT

Page 1: Laporan Praktikum Biologi II

LAPORAN PRAKTIKUM

BIOLOGI DASAR

PERCOBAAN II

FOTOSINTESIS

NAMA : ANDI SUKMA INDAH

NIM : I11112275

HARI/TANGGAL PERC. : SELASA, 2 OKTOBER 2012

KELOMPOK : I

ASISTEN : HENI MUTMAINNAH

LABORATORIUM BIOLOGI DASAR

UNIT PELAKSANA TEKNIS MATA KULIAH BIOLOGI DASAR

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2012

Page 2: Laporan Praktikum Biologi II

BAB I

PENDAHULUAN

I. 1. Latar Belakang

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah

kemampuan dalam menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi

bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Tumbuhan tingkat tinggi

pada umumnya tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk hidup yang

dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik

yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses

fotosintesis (Ratri, 2012).

Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah proses pengubahan zat-zat

anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan

bantuan cahaya. 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.Kalau

fotosintesis adalah suatu proses penyusunan (anabolisme atau asimilasi) di mana

energi diperoleh dari sumber cahaya dan disimpan sebagai zat kimia, maka proses

respirasi adalah suatu proses pembongkaran (katabolisme atau disasimilasi) di

mana energi yang tersimpan dibongkar kembali untuk menyelenggarakan proses –

proses kehidupan . Oleh karena itu, pada percobaan kali ini dilakukan uji Sach

dan uji Ingenhousz untuk mengetahui hasil dari proses fotosintesis yaitu glukosa

dan oksigen (Ratri, 2012).

I. 2. Tujuan Percobaan

Page 3: Laporan Praktikum Biologi II

Percobaan ini bertujuan untuk Membuktikan proses fotosintetis akan

menghasilkan glukosa dengan dilakukannya percobaan Sachs dan Membuktikan

proses fotosintetis melepaskan 02 atau oksigen dengan percobaan Ingenhousz.

I. 3. Waktu dan Tempat Percobaan

Percobaan ini dilaksanakan pada pukul 11.00 sampai pukul 14.00 hari

Selasa tanggal 2 Oktober 2012. Percobaan Sachs dilaksanakan di Laboratorium

Biologi Dasar lantai 1 Universitas Hasanuddin sedangkan percobaan Ingenhousz

dilaksanakan di Pelataran pertanian Universitas Hasanuddin.

Page 4: Laporan Praktikum Biologi II

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis adalah suatu proses pembuatan makanan oleh tumbuhan dengan

menggunakan cahaya matahari, air, dan karbon dioksida. Fotosintesis terjadi di

struktur khusus pada sel daun yang disebut kloroplas. Kloroplas mengandung

klorofil, yaitu pigmen hijau yang menyerap energi dari cahaya matahari. Selama

fotosintesis, energi yang diserap ini digunakan untuk menyatukan karbon dioksida

dengan air sehingga membentuk gula glukosa sebagai sumber energi bagi seluruh

tumbuhan. Produk sisanya, yaitu oksigen, dilepaskan ke udara. Daun merupakan

lokasi utama terjadinya fotosintesis dan memiliki beragam adaptasi untuk tujuan

tersebut. Lamina (bilah daun) yang terbentuk datar menyediakan permukaan lebar

untuk menyerap cahaya matahari; stomata (pori-pori) di permukaan bawah lamina

memungkinkan gas (karbon dioksida dan oksigen) keluar masuk daun; dan

jaringan pembuluh yang ekstensif membawa air ke daun dan mengangkut glukosa

hasil fotosintesis ke bagian lain tumbuhan (Zebhy, 2012).

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

Page 5: Laporan Praktikum Biologi II

lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan

adanya oksigen (Syabatini, 2008).

Pada tahun 1860, Sach 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 (Syabatini, 2008).

Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki oleh tanaman berhijau daun ialah

kemampuan menyerap energi matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia

proses yang dikenal dengan fotosintetis (TBP, 2005).

Tempat berlansungnya fotosintesis pada daun dalam organel yang disebut

plastida. Organel yang mengandung klorofil disebut kloroplas. Fotosintesis adalah

salah satu bagian dari proses anabolisme yang hanya dapat berlansung jika ada

cukup cahaya. Dalam proses fototsintesis CO2 dan air diubah menjadi karbohidrat

dan O2 yang dilepaskan ke atmosfer. Karbohidrat sederhana yang dihasilkan

fotosintesis melalui proses anabolisme selanjutnya diubah menjadi protein, lemak,

asam nukleat dan molekul organik lainnya (Tim Kurikulum Biologi Program

Unhas, 2005).

Molekul-molekul organik tersebut bermanfaat dalam pembentukan akar,

batang, daun, umbi, jaringan, dam sistem organ lainnya. Bagian lain yang

termasuk dalam proses anabolisme adalah kemosintesis. Proses kemosintesis ini

dapat berlansung tanpa adanya sinar matahari. Contonya adalah asimilasi nitrogen

(Tim Kurikulum Biologi Program Unhas, 2005).

Page 6: Laporan Praktikum Biologi II

Asimilasi nitrogen ini merupakan langkah awal dalam proses pembentukan

protein, dan protein tidak dapat disususn tanpa adanya hasil fotosintesis. Oleh

karena itu, fototsintesis merupakan kegiatan pokok (Tim Kurikulum Biologi

Program Unhas, 2005).

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 kloropil, 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 kloropil

hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Azam, 2007).

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 kloropil, 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 kloropil

hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Arisandi, 2011).

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang

berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic

Page 7: Laporan Praktikum Biologi II

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

(Arisandi, 2011).

Pada permukaan atas dan bawah daun terdapat epidermis, biasanya terdapat

lapisan lilin yang berfungsi untuk mencegah penguapan air yang berlebihan. Di

antara sel sel epidermis terdapat stomata (mulut daun) yang berfungsi untuk

pertukaran gas karbon dioksida dan oksigen pada proses fotosintesis dan respirasi

(Bagus, 2011).

Di antara permukaan atas dan bawah epidermis, terdapat jaringan mesofil di

dalam jaringan ini, terdapat jaringan palisade dan juga jaringan spons, tapi

jaringan ini hanya terdapat pada tumbuhan dikotil. Jaringan palisade ini terdapat

banyak sekali kloroplas yang berfungsi untuk menyerap cahaya matahari secara

maksimal pada proses fotosintesis. Sedangkan jaringan spons berfungsi untuk

menampung karbon dioksida untuk proses fotosintesis. Sedangkan pada tumbuhan

monokotil, semua jaringan mesofil berbentuk bulat (Bagus, 2011).

Di dalam kloroplas itu sendiri terdapat stroma dan grana. Stroma adalah

ruangan yang berisi cairan atau enzim-enzim untuk fotosintesis dan juga

merupakan tempat penyimpanan sementara hasil fotosintesis. Sedangkan grana

adalah tumpukan membran tilakoid yang mengandung pigmen klorofil untuk

menangkap cahaya (Bagus, 2011).

Daun adalah tempat proses fotosintesis berlansung. Pertukaran gas antara

mesofil dan atmosfer melalui stomata. Kloroplas banyak ditemukan dalam mesofil

dilapisi oleh dua membran yang membungkus stroma. Membran tilakoid

Page 8: Laporan Praktikum Biologi II

memisahkan stroma dari runag tilakoid. Tilakoid terkonsentrasi pada grana (Tim

Kurikulum Biologi Program Unhas, 2005).

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 (Elluisa, 2012).

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 (Elluisa, 2012).

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 (Elluisa, 2012) :

klorofil-a         : C55H72O5N4Mg, berwarna hijau tua

Page 9: Laporan Praktikum Biologi II

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)

(Elluisa, 2012).

Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pembentukan klorofil (Elluisa, 2012) :

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.

Page 10: Laporan Praktikum Biologi II

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.

Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya

pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik.Sel yang tidak mempunyai

pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis.Pada

percobaan Jan Ingenhousz, dapat diketahui bahwa intensitas cahaya memengaruhi

laju fotosintesis pada tumbuhan.Hal ini dapat terjadi karena perbedaan energi

yang dihasilkan oleh setiap spektrum cahaya.Di samping adanya perbedaan energi

tersebut, faktor lain yang menjadi pembeda adalah kemampuan daun dalam

menyerap berbagai spektrum cahaya yang berbeda tersebut.Perbedaan

kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya tersebut disebabkan

adanya perbedaan jenis pigmen yang terkandung pada jaringan daun (Ratri, 2012).

Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas jaringan bunga karang dan

jaringan pagar. Pada kedua jaringan ini, terdapat kloroplas yang mengandung

pigmen hijau klorofil.Pigmen ini merupakan salah satu dari pigmen fotosintesis

yang berperan penting dalam menyerap energi matahari (Ratri, 2012).

Page 11: Laporan Praktikum Biologi II

Proses fotosintesis dimulai dengan energi cahaya diserap oleh protein

berklorofil yang biasa disebut pusat reaksi fotosintesis. Pada tumbuhan, protein ini

tersimpan di dalam organel yang disebut kloroplas, sedangkan pada bakteri,

protein ini tersimpan pada membran plasma. Sebagian energi cahaya yang

dikumpulkan klorofil disimpan dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Sisa energi

digunakan untuk memisahkan elektron dari zat seperti air. Elektron ini digunakan

dalam reaksi yang mengubah karbondioksia menjadi senyawa organik. Pada

tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, ini dilakukan dalam suatu rangkaian reaksi

yang disebut siklus Calvin, namun rangkaian reaksi yang berbeda ditemukan pada

beberapa bakteri, misalnya siklus Krebs terbalik pada Chlorobium. Banyak

organisme fotosintesis memiliki adaptasi mengonsentrasikan atau menyimpan

karbondioksida untuk membantu mengurangi proses boros yang disebut

fotorespirasi yang menghabiskan sebagian dari gula yang dihasilkan selama

fotosintesis (Arisandi, 2011).

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua

bagian utama (Arisandi, 2011) :

1. Reaksi terang (karena memerlukan cahaya)

2. Reaksi gelap (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

Page 12: Laporan Praktikum Biologi II

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 (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 -

700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm).

Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini

terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis.

Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki

panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada

panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen.

Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah.

Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-

hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b

tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya

menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya

akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal

dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis (Arisandi, 2011).

1. Reaksi terang

Reaksi terang dari fotosintesis pada membran tilakoid. Reaksi terang adalah

proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2.Reaksi ini memerlukan

molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh

pigmen sebagai antena (Arisandi, 2011).

Page 13: Laporan Praktikum Biologi II

Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu

fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti

bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm,

sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap

cahaya pada panjang gelombang 680 nm (Arisandi, 2011).

Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II

menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan

menyebabkan muatan menjadi tidak stabil.Untuk menstabilkan kembali, PS II

akan mengambil elektron dari molekul H2O yang ada disekitarnya. Molekul air

akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim. Hal ini

akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan

elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk

PQH2. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran

lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke

suatu pompa H+ yang disebut sitokrom b6-f kompleks. Reaksi keseluruhan yang

terjadi di PS II adalah: 2H2O + 4 foton + 2PQ + 4H- → 4H+ + O2 + 2PQH2

(Arisandi, 2011).

Sitokrom b6-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke

PS I dengan mengoksidasi PQH2 dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah

bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC).Kejadian

ini juga menyebabkan terjadinya pompa H+ dari stroma ke membran tilakoid.

Reaksi yang terjadi pada sitokrom b6-f kompleks adalah : 2PQH2 + 4PC(Cu2+)

→ 2PQ + 4PC(Cu+) + 4 H+ (lumen) (Arisandi, 2011).

Page 14: Laporan Praktikum Biologi II

Elektron dari sitokrom b6-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I.

Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung

kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang berasal dari H2O

melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai sistem yang bergantung pada

cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan

elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin. Reaksi keseluruhan pada

PS I adalah : Cahaya + 4PC(Cu+) + 4Fd(Fe3+) → 4PC(Cu2+) + 4Fd(Fe2+)

(Arisandi, 2011).

Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir

pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP+ dan membentuk NADPH.

Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP+ reduktase.

Reaksinya adalah : 4Fd (Fe2+) + 2NADP+ + 2H+ → 4Fd (Fe3+) + 2NADPH

(Arisandi, 2011).

Ion H+ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke

dalam ATP sintase. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP

dengan pengangkutan elektron dan H+ melintasi membran tilakoid. Masuknya H+

pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat

anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang

adalah sebagai berikut : Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH

+ 3H+ + O2 (Arisandi, 2011).

2. Reaksi gelap

Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus

Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack. Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan

mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom

Page 15: Laporan Praktikum Biologi II

karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat. Oleh karena itulah tumbuhan yang

menjalankan reaksi gelap melalui jalur ini dinamakan tumbuhan C-3. Penambatan

CO2 sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco.

Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan

C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat

yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah

phosphoenolpyruvate carboxilase (Arisandi, 2011).

Calvin-Benson

Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa

difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. RuBP merupakan enzim

alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari

pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh

peningkatan pH. Jika kloroplas diberi cahaya, ion H+ ditranspor dari stroma ke

dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim

karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid. Kedua, reaksi ini

distimulasi oleh Mg2+, yang memasuki stroma daun sebagai ion H+, jika

kloroplas diberi cahaya. Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang

dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya (Arisandi, 2011).

Fiksasi CO2 ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan

kloroplas. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi.

Karboksilasi melibatkan penambahan CO2 dan H2O ke RuBP membentuk dua

molekul 3-fosfogliserat(3-PGA. Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil

dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-

Pgaldehida). Reduksi ini tidak terjadi secara langsung, tapi gugus karboksil dari 3-

Page 16: Laporan Praktikum Biologi II

PGA pertama-tama diubah menjadi ester jenis anhidrida asam pada asam 1,3-

bifosfogliserat (1,3-bisPGA) dengan penambahan gugus fosfat terakhir dari ATP.

ATP ini timbul dari fotofosforilasi dan ADP yang dilepas ketika 1,3-bisPGA

terbentuk, yang diubah kembali dengan cepat menjadi ATP oleh reaksi

fotofosforilasi tambahan. Bahan pereduksi yang sebenarnya adalah NADPH, yang

menyumbang 2 elektron. Secara bersamaan, Pi dilepas dan digunakan kembali

untuk mengubah ADP menjadi ATP (Arisandi, 2011).

Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk

bereaksi dengan CO2 tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan

melalui stomata.[24] Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi

tiap molekul CO2 yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat

menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi (Arisandi, 2011).

Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya

adalah 1,3-Pgaldehida. Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati,

sebagian lainnya dibawa keluar. Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi

konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di sitosol. Triosa

fosfat digunakan sitosol untuk membentuk sukrosa (Arisandi, 2011).

Page 17: Laporan Praktikum Biologi II

BAB III

METODE PERCOBAAN

III. 1. Alat

Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah penjepit, gelas kimia,

bunsen, tripod, kasa, gelas piala, air, dan corong.

III. 2. Bahan

Bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah tanaman mangga

Mangifera indica L., Hydrilla verticillata Hoele, alkohol 95%, JKJ, air, dan

aluminium foil.

III. 3. Cara Kerja

III. 3. 1. Percobaan Sachs

1. Memilih daun yang muda (di bagian pucuk).

2. Menutupi bagian tengah daun dengan aluminium foil dengan rapat

sebelum terkena matahari yaitu sebelum pukul 06.00 tanpa melepas

dan merusak daunnya, lalu biarkan selama seminggu.

3. Memetik daun Mangifera indica pada pagi hari.

4. Merebus daun Mangifera indica pada air mendidih selama 15 menit.

5. Memasukkan daun Mangifera indica dalam alkohol mendidih selama 5

menit.

6. Merendam Mangifera indica pada larutan JKJ selama 3 menit.

7. Mengamati apa yang terjadi pada daun Mangifera indica.

III. 3. 2. Percobaan Iingenhousz

1. Mengisi gelas piala dengan air.

Page 18: Laporan Praktikum Biologi II

2. Memasukkan Hydrilla verticillata ke dalam gelas piala.

3. Memasukkan corong terbalik ke dalam gelas piala sedemikian rupa

sehingga Hydrilla verticillata semuanya berda di bawah corong.

4. Menutup pangkal corong dengan tabung reaksi terbalik yang berisi

sejumlah air.

5. Menempatkan percobaan di bawah matahari yang mempunyai

intensitas tinggi.

6. Mengamati apakah terjadi gelembung-gelembung udara yang

terkumpul di dasar tabung reaksi.

Page 19: Laporan Praktikum Biologi II

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. 1. Hasil

IV. 1. 1. Percobaan Sachz

a. Gambar hasil percobaan :

Keterangan :

a. Gambar daun yang sebagian

tertutup aluminium foil

b. Gambar daun setelah

aluminium dilepas

m

r

o

q

p

l

s

k

j

n

b

c

a

d

e

f

g

h

i

t

Page 20: Laporan Praktikum Biologi II

c. Gambar daun yang direbus di

dalam air mendidih

d. Gambar daun setelah direbus

di air mendidih

e. Gambar daun yang direbus di

alkohol mendidih

f. Gambar daun setelah direbus

di alkohol mendidih

g. Gambar daun direndam di

JKJ

h. Gambar daun setelah

direndam di JKJ

i. Aluminium foil

j. Bagian daun yang tertutup

kertas timah

k. Bagian daun yang tidak

tertutupi kertas timah

l. Gelas kimia

m. Air

n. Tripod

o. Penjepit

p. Alkohol

q. Kasa

r. Bunsen

s. JKJ

t. Bintik-bintik kehitaman

IV. 1. 2. Percobaan Ingenhouse

a. Gambar hasil percobaan :

Keterangan :

a. Gambar Hydrilla

verticillata terkena

matahari

b. Gambar Hidrylla

verticillata setelah terkena

matahari

c

d

e

f

g

a b

Page 21: Laporan Praktikum Biologi II

c. Corong

d. Gelas piala

e. Air

f. Hydrilla verticillata

g. Ruang yang berisi gas

setelah beberapa lama

Hydrilla verticillata

mendapat cahaya

b. Tabel hasil pengamatan :

No. Jumlah gelembung

1. 0 -

2. 5 5

3. 10 16

4. 15 81

IV. 2. Pembahasan

Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan

energi matahari yang dapat dimanfaatkan oleh kloropil yang terdapat dalam

kloroplas. Fotosintesis selain memerlukan cahaya matahari sebagai bahan bakar

juga memerlukan karbondioksida dan air sebagai bahan anorganik yang akan

diproses untuk menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen.

Reaksi yang terjadi saat fotosintesis adalah :

CO2 + H2O C6H12O6 + O2 + Energi panas

IV. 2. 1. Percobaan Sachz

   Terjadinya perubahan warna pada daun disebabkan karena

adanya amilum (karbohidrat) yang terdapat pada daun. Amilum tersebut

akan berbintik-bintik kehitaman saat direndam di larutan JKJ. Pola ini

Cahaya matahari

Klorofil

Page 22: Laporan Praktikum Biologi II

sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh 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 kehitaman pada daun yang tidak ditutupi

kertas timah menandakan adanya amilum.

Jika terdapat amilum maka pada bagian daun yang ditetesi JKJ akan

berubah warna menjadi bintik-bintik kehitaman. Potongan daun yang

telah direbus di air dan alkohol mendidih yang menjadikannya pucat, lalu

direndam di JKJ selama 3 menit memperlihatkan adanya perubahan,

yakni tampaknya bintik-bintik kehitaman pada bagian daun yang tidak

ditutupi aluminium foil, sedangkan pada bagian daun yang tertutup

aluminium foil terlihat pucat tetapi tetap memiliki bintik-bintik kehitaman

meski dalam jumlah yang sangat kecil. Sehingga dapat dikatakan bahwa

pada potongan daun yang berwarna kehitaman tersebut terdapat amilum.

Amilum merupakan salah satu hasil dari proses fotosintesis, yang berarti

pada bagian daun yang terkena cahaya matahari terjadi proses fotosintesis,

sedangkan pada daun yang tidak terkena cahaya matahari tidak terjadi

proses fotosintesis.

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

Page 23: Laporan Praktikum Biologi II

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.

Dari perbedaan warna yang terjadi atas perbedaan perlakuan

menunjukkan bagian daun yang berbeda warna disebabkan oleh faktor

kurangnya cahaya matahari, sehingga daun tersebut tidak dapat

melaksanakan fungsi fisiologisnya secara sempurna. Dengan kata lain,

secara umum fotosintesis hanya dapat berlangsung jika ada cahaya

matahari yang cukup mengenai permukaan daun yang ditandai dengan

adanya amilum pada daun. Dan pada daun yang tertutup aluminium foil

tetap terdapat bintik-bintik hitam, bukan karena melakukan proses

fotosintesis tetapi karena hasil dari fotosintesis bagian daun yang terkena

matahari yang hasilnya diedarkan keseluruh bagian tumbuhan termasuk

daun yang tertutup aluminium foil meski jumlahnya sangat sedikit.

Proses pembentukan amilum pada fotosintesis, daun yang diberi

perlakuan dengan dipanaskan pada air mendidih kemudian dimasukkan

Page 24: Laporan Praktikum Biologi II

dalam alkohol panas mengakibatkan pigmen daun jadi luntur. Daun yang

semula berwarna hijau tua berubah menjadi hijau muda. Hal ini

dimaksudkan agar ada tidaknya amilum pada daun dapat terlihat dengan

jelas pada saat daun tersebut dicuci dengan larutan JKJ. Perebusan

dilakukan agar sel dalam daun mati dan menjadikan sel-sel daun lebih

permeabel terhadap larutan JKJ. Memasukkan daun dalam alkohol

bertujuan untuk melarutkan klorofil dan menjadikan amilum lebih mudah

bereaksi dengan larutan JKJ. Setelah itu meletakkan daun pada cawan

untuk ditetetsi permukaan daun dengan larutan lugol/iodium sampai

merata. Perlakuan ini membuat daun menjadi berwarna biru kehitam-

hitaman yang menunjukkan adanya amilum dalam jaringan daun. Larutan

JKJ disini berfungsi untuk memberikan warna pada daun agar dapat

dibedakan bagian daun yang mengandung amilum dan tidak. Setelah

dimasukkan dalam larutan JKJ, daun yang telah ditutup sebelumnya

berwarna agak kebiru-tuaan disekitar pinggir-pinggirnya dan di bagian-

bagian yang tidak ditutupi lainnya, sedangkan bagian tengahnya atau

bagian yang ditutupi berwarna sedikit lebih cerah. Hal ini disebabkan

karena pada bagian yang ditutup tidak terjadi proses fotosintesis..

Sedangkan pada daun yang tidak ditutup warna biru tua kehitamannya

akan merata diseluruh bagiannya, karena pada seluruh bagian permukaan

daun terjadi proses fotosintesis.

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju

fotosintesis:

1. Intensitas cahaya

Page 25: Laporan Praktikum Biologi II

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

2. Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan

yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

3. 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.

4. Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup,

menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju

fotosintesis.

5. 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.

6. 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.

IV. 2. 2. Percobaan Ingenhouse

Percobaan ini dimungkinkan gelembung gas yang terbentuk di dasar

tabung reaksi adalah gas O2. Atau secara umum reaksi yang terjadi pada

Page 26: Laporan Praktikum Biologi II

proses fotosintesis Hydrilla verticillata dapat dituliskan:

6 CO2 + 12 H2O à C6H12O6 + 6 O2 + 6H2O

Percobaan yang dilakukan juga membuktikan bahwa intensitas

cahaya matahari juga mempengaruhi laju fotosintesis. Terbukti dari

jumlah gelembung gas yang terbentuk oleh Hydrilla verticillata apabila

dilakukan perlakuan dengan memberikan cahaya akan menghasilkan

gelembung udara yang banyak, sedangkan apabila diberi perlakuan dengan

ditempatkan pada tempat yang tidak terdapat cahaya dengan lama

pengamatan yang sama, maka Hydrilla verticillata yang direndam akan

mengeluarkan gelembung udara dalam jumlah yang relatif sangat sedikit.

Dari reaksi tersebut kita dapat memperkirakan bahwa pada fotosintesis

terbentuk oksigen. Hydrilla verticillata dimasukkan ke dalam gelas piala

berisi air yang berada di bawah corong. Hydrilla verticillata diletakkan di

tempat yang mendapat cahaya matahari maksimum 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 oksigen. 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.

Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang

dapat memengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun

Page 27: Laporan Praktikum Biologi II

faktor yang tidak memengaruhi secara langsung seperti terganggunya

beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis. Proses

fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan

meliputi kehadiran cahaya matahari, suhu lingkungan, konsentrasi

karbondioksida (CO2). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai

faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.

BAB V

PENUTUP

V. 1. Kesimpulan

Proses fotosintesis menghasilkan glukosa yang berhasil dibuktikan

dengan adanya bintik-bintik hitam pada penampakan akhir daun dan

melepaskan O2 yang dibuktikan dengan adanya gelembung udara setelah

ditempatkan di bawah sinar matahari.

V. 2. Saran

Saya sarankan pada percobaan ini untuk memberi perlakuan seperti

dengan menambahkan NaHCO3 pada air rendaman Hydrilla verticillata

untuk menguji apakah hasilnya tetap sama.

Page 28: Laporan Praktikum Biologi II

DAFTAR PUSTAKA

Azam, Muhammad. 2007. Biologi Dasar. Bandung : Platinum.

Arisandi, Joni. 2011. Laporan Biologi Uji Oksigen Hasil Fotosintesis. http://bagongmendem.blogspot.com, diakses tanggal 5 Oktober 2012 pukul 03:50

Bagus, Anas Dwi. 2011. Laporan Fotosintesis. http://annazstarlite.wordpress.com , diakses tanggal 5 Oktober 2012 pukul 03:47

Elluisa, Debora. 2012. Laporan Uji Coba Sachs. http://delluisaa.blogspot.com, diakses tanggal 5 Oktober 2012 pukul 03:50

Ratri, Arum Novia. 2012. Percobaan Ingenhousz. http://arumnophia.blogspot. com, diakses tanggal 5 Oktober 2012 pukul 04:28

Syabatini, Annisa. 2008. Fotosintesis. http://education-generation.blogspot.com, diakses tanggal 5 Oktober 2012 pukul 04:01

Tim Kurikulum Biologi Program TBP Universitas Hasanuddin. 2005. Diktat Biologi Dasar. Makassar : UPT MKU Universitas Hasanuddin.

Zebhi. 2012. Fotosintesis. http://www.zebhi.com, diakses tanggal 5 Oktober 2012 pukul 03.44