fotosintesis -- fisiologi tumbuhan

FOTOSINTESIS

_________

LAPORAN

OLEH

NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN

070307014

BDP-PET

09

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

FOTOSINTESIS

_________

LAPORAN

OLEH

NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN

070307014

BDP-PET

09

Laporan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Mengikuti Praktikal Test

di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara, Medan

Disetujui Oleh

Penanggung Jawab Laboratorium

(Prof. Dr. Ir. J. A. Napitupulu, M.Sc.)

NIP: 130 231 557

Diperiksa Oleh

Asisten Koordinator Asisten Korektor

(Rimember A. Lubis) (Rimember A. Lubis)

NIM: 040301014 NIM: 040301014

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN

DEPARTEMEN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.

Adapun judul laporan ini adalah “Fotosintesis” yang merupakan salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. J. A. Napitupulu, M.Sc., Prof. Dr. Ir. J. M. Sitanggang, M.Sc., Ir. Meiriani, M.P., Ir. Lisa Mawarni, M.P., Ir. Ratna Rosanty Lahay, M.P., dan Ir. Haryati, M.P. selaku dosen mata kuliah Fisiologi Tumbuhan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada abang dan kakak asisten yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan laporan ini.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritikan dan saran yang sifatnya membangun demi perbaikan di masa mendatang.

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih. Semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, November 2008

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR …………………………………………………………… i

DAFTAR ISI …………………………………………………………………….. ii

PENDAHULUAN ………………………………………………………………. 1

Latar Belakang …………………………………………………………… 1

Tujuan Percobaan ………………………………………………………... 3

Kegunaan Percobaan …………………………………………………….. 3

TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………………… 4

BAHAN DAN METODE ……………………………………………………….. 7

Tempat dan Waktu Percobaan …………………………………………… 7

Bahan dan Alat …………………………………………………………... 7

Prosedur Percobaan ……………………………………………………… 8

HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………………… 9

Hasil ……………………………………………………………………… 9

Perhitungan ………………………………………………………………. 9

Pembahasan ……………………………………………………………… 10

KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………………… 13

Kesimpulan ………………………………………………………………. 13

Saran ……………………………………………………………………… 14

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Proses fotosintesis secara umum dapat digambarkan dengan persamaan reaksi berikut ini:

6 CO₂ + 6 H₂O + 672 kkal → C₆H₁₂O₆ + 6 0₂

karbondioksida air energi radiasi glukosa oksigen

Persamaan ini menyatakan bahwa enam molekul karbondioksida bergabung dengan enam molekul air, membentuk satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen. Glukosa ialah suatu karbohidrat yang tersusun dari unsur-unsur karbon, hidrogen dan oksigen. Glukosa lazimnya dianggap sebagai produk utama fotosintesis, meskipun senyawa organik lainnya juga dihasilkan. Karbondioksida berasal dari udara, air dan tanah dan energy dari sinar matahari. 672 kkal adalah energi yang dapat diperoleh kembali dari satu gram molekul glukosa (Tjitrosomo, 1990).

Di benua Eropa, orang lebih banyak menggunakan istilah asimilasi zat karbon daripada fotosintesis, sedangkan di Amerika sebaliknya. Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan ialah kemampuannya untuk menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organic serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman. Peristiwa ini hanya berlangsung jika ada cukup cahaya, dan oleh karena itu maka asimilasi zat karbon disebut juga fotosintesis (Dwidjoseputro, 1994).

Martin Kamen (1963) mendefinisikan bahwa fotosintesis adalah sebuah proses dimana energy elektromagnetik diubah menjadi energi kimia bebas yang dapat digunakan untuk biosintesis. Pancaran energy ditangkap oleh pigmen pada tumbuhan hijau dan digunakan untuk mereduksi CO2 di udara menjadi gula, dimana perubahan ini dapat dioksidasi, melepaskan energi yang berguna untuk pertumbuhan dan perkembangan serta pemeliharaan organism hidup (Ting, 1982).

Fotosintesis adalah evolusi O2 yang digerakkan cahaya dari air dan penyimpanan tenaga reduksi yang dihasilkan dalam berbagai komponen karbon yang membentuk jasad hidup. Klorofil a dan pigmen-pigmen pelengkap, yang menyerap kira-kira separuh dari radiasi matahari (ƛ <>

Pada tumbuhan tingkat tinggi, biasanya kloroplas terbatas pada sel-sel batang muda, buah-buah belum matang, dan daun. Daun inilah yang merupakan pabrik fotosintesis yang sebenarnya pada tumbuhan. Irisan melintang melalui daun yang khas menyingkapkan beberapa lapisan-lapisan jaringan yang berbeda-beda. Permukaan atas daun tertutup selapis sel tunggal yang menyusun epidermis atas. Sel-sel ini sedikit atau tidak memiliki kloroplas. Pada kebanyakan tumbuhan, stomatanya terutama terdapat di epidermis bawah. Ingen-Housz memperagakan bahwa daun-daun yang berfotosintesis mengeluarkan oksigen lebih cepat dari permukaan bawah daripada permukaan atas (Kimball, 1983).

Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh intensitas cahaya matahari terhadap kecepatan fotosintesis.

Kegunaan Percobaan

- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti Praktikal Test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan

- Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan

TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis adalah jalan kecil metabolism dimana NADPH dan ATP diproduksi oleh reaksi terang dan dipakai untuk merombak anorganik CO2 menjadi organic karbon. Reaksi ini menunjukkan “reaksi gelap” fotosintesis, tetapi penunjukan iini sangat menyesatka, sejak implikasi ini bisa mereka proses tanda adanya cahaya. Bagaimanapun, beberapa enzim kritis dalam penurunan karbon mengaktifkan cahaya; dalam kamar gelap mereka tidak aktif atau menunjukkan aktivitas yang melemah (Hopkins, 1995).

Di antara faKtor-faktor pembatas fotosintesis, agaknya intensitas cahaya mendapat perhatian yang paling besar. Cahaya matahari penuh pada hari cerah pada musim kemarau mempunyai intensitas sekitar 10000 “foot candle”. Pada daun tumbuhan yang habitat normalnya cahaya terang, laju fotosintesisnya cenderung sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima oleh daun, sampai maksimum seperlima atau sepertiga cahaya matahari penuh. Titik yang padanya terdapat peningkatan intensitas lebih lanjut namun tidak meningkatkan laju fotosintesis dinamakan titik jenuh cahaya (Tjitrosomo, 1990_.

Secara alami, siklus gelap-terang berlangsung selama 24 jam, berarti lama periode terang 14 jam, maka lama periode gelap otomatis adalah 10 jam, dan sebaliknya. Lama periode gelap kritis (critical night) bersifat konstan, tetapi lama periode terang kritis (critical day) tidak konstan. Cahaya dengan intensitas yang rendah (3 sampai 10 kali intensitas cahaya bulan purnama) yang diberikan selama periode gelap sudah cukup efektif untuk menghambat pembungaan tanaman hari pendek; sebaliknya interupsi malam akan merangsang pertumbuhan pembungaan tanaman hari panjang. Dalam fenomena interupsi malam, yang lebih menentukan adalah total energi cahaya yang diterima, bukan intensitas cahaya yang diberikan (Lakitan, 1996).

Untuk kebanyakan tanaman, fotosintesis menjadi jenuh cahaya pada kerapatan pegaliran yang jauh di bawah maksimum yang biasa dialaminya, sebagian besar karena masalah penyediaan CO2, tetapi di daerah beriklim sedang (temperate) dan daerah kutub, kebalikannya sering terjadi, dimana fotosintesis dibatasi oleh intensitas cahaya yang renda (Fitter dan Hay, 1991).

Fotosintesis mempunyai arti penting khusus yang lain, terlepas dari produksi makanan bagi kita dan para binatang. Arti yang sangat penting tersebut adalah mengubah pancaran energi menjadi energi kimia. Matahari adalah sumber dari semua energi dan tumbuhan hijau merupakan pabrik yang mampu mengikat energi ini dalam molekul senyawa organik. Energi mekanik dari makanan, yang menunjukkan perubahan energi oleh matahari yang ditangkap tumbuhan hijau melalui fotosintesis, dilepaskan dan membuatnya tersedia ketika benda-benda tersebut dioksidasi (Pradhan, 2001).

Fotosintesis dilakukan baik oleh sel eukariotik, yaitu semua tumbuhan dan ganggang, maupun oleh sel prokariotik, yaitu bakteri hijau dan bakteri merah. Dalam organisme sederhana ini proses penangkapan energi matahari dilakukan oleh organel yang disebut kromatofor, sedang dalam jasad eukariotik, organel yang melakukan penangkapan energi matahari itu adalah kloroplast. Organel ini mengandung pigmen-pigmen fotosintesis, yaitu klorofil-a dan klorofil-b, sedang pada tumbuhan hijau juga terdapat pigmen lain dari golongan karotenoid, misalnya β-karoten (Sulaiman, 1995).

Untuk terjadinya fotosintesis, energi dalam bentuk elektron yang tereksitasi pada berbagai pigmen harus disalurkan ke pigmen pengumpul energi yang disebut pusat reaksi. Daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90% cahaya ungu dan biru, demikian pula cahaya jingga dan merah. Hampir seluruh penyerapan ini dilakukan oleh pigmen pada kloroplast. Pada membran tilakoid, setiap foton dapat mengeksitasi suatu elektron dari pigmen karotenoid dan klorofil. Klorofil berwarna hijau, untuk menyerap cahaya (Lakitan, 1993).

Tanaman berhijau daun menangkap energi matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis. Fotosintesis tergantung pada:

a. Faktor luar : hara, mineral, air, CO2, suhu dan energy

b. Faktor dalam : pigmen, enzim, tingkat organisasi

(Dartius, 1991).

BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan ini dilakukan di Laboatorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan dengan ketinggian tempat ± 25 m dpl. Pada hari Rabu, 29 Oktober 2008 pukul 15.00 WIB sampai dengan selesai.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah Hydrilla verticulata 10 gr sebagai objek yang akan diamati, air kolam sebagai media percobaan, dan kertas minyak warna merah, kuning dan hijau sebagai penutup gelas beaker.

Alat yang digunakan adalah gelas beaker sebagai wadah percobaan, funnel untuk menyangga objek percobaan, tabung reaksi untuk menutup ujung funnel, corong sebagai tempat meletakkan objek percobaan, kawat untuk menegakkan objek percobaan dengan funnel, timbangan untuk menimbang objek percobaan, ember sebagai tempat air kolam, stopwatch untuk menghitung waktu, buku tulis sebagai tempat mencatat data, alat tulis untuk mencatat data, dan kalkulator untuk menghitung.

Prosedur Percobaan

- Ditimbang Hydrilla verticulata sebanyak 5 gram, sebanyak 3 bagian

- Diisi gelas beaker dengan air kolam ¾ bagian sebanyak 3 buah

- Dimasukkan Hydrilla verticulata ke dalam gelas beaker dan ditahan dengan menggunakan funnel hingga setinggi ± 2 cm dari dasar gelas beaker dan ditegakkan dengan menggunakan kawat

- Ditutup ujung funnel dengan tabung reaksi sehingga berisi air tetapi tidak boleh ada gelembung udara di dalam tabung reaksi. Ditutup gelas beaker dengan kertas minyak warna merah, kuning dan hijau

- Ditempatkan di bawah sinar matahari

- Diamati pada interval waktu 10 menit sebanyak 5 kali

- Dihitung besar kecepatan fotosintesa dengan rumus:

KF = Volume 0₂

Waktu

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Waktu Cahaya	10’	20’	30’	40’	50’
Merah	130	60	80	34	69
Kuning	74	51	139	72	29
Hijau	25	25	14	4	2

Perhitungan

Merah: 10’ = 130 = 0.21

600

20’ = 60 = 0.05

1200

30’ = 80 = 0.04

1800

40’ = 34 = 0.014

2400

50’ = 69 = 0.023

3000

Kuning: 10’ = 74 = 0.123

600

20’ = 51 = 0.0425

1200

30’ = 139 = 0.072

1800

40’ = 72 = 0.03

2400

50’ = 29 = 0.0097

3000

Hijau: 10’ = 25 = 0.042

600

20’ = 25 = 0.021

1200

30’ = 14 = 0.008

1800

40’ = 4 = 0.0017

2400

50’ = 2 = 0.00067

3000

Pembahasan

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa kecepatan fotosintesis yang paling banyak adalah pada menit ke-30 pada kertas minyak warna kuning dan pada menit ke-10 pada kertas minyak warna merah. Ini dikarenakan daun menyerap lebih dari 90% cahaya jingga dan merah. Hal ini sesuai dengan literatur Lakitan (1993) yang menyatakan bahwa untuk terjadinya fotosintesis, energi dalam bentuk elektron yang tereksitasi pada berbagai pigmen harus disalurkan ke pigmen pengumpul energi yang disebut sebagai pusat reaksi. Daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90% cahaya ungu dan biru, demikian pula cahaya jingga dan merah.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa kecepatan fotosintesis yang paling sedikit adalah pada menit ke-50 pada kertas minyak warna hijau, yaitu sebanyak 2 gelembung. Ini dikarenakan pada menit ke-50 cahaya sudah mencapai titik jenuhnya. Hal ini sesuai dengan literatur Tjitrosomo (1990) yang menyatakan bahwa pada daun tumbuhan yang habitat normalnya cahaya terang, laju fotosintesisnya cenderung sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima oleh daun, sampai maksimum seperlima atau sepertiga cahaya matahari penuh. Titik yang padanya terdapat peningkatan intensitas lebih lanjut namun tidak meningkatkan laju fotosintesis dinamakan titik jenuh cahaya.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa CO₂ berpengaruh terhadap kecepatan fotosintesis, dimana NADPH dan ATP diproduksi oleh reaksi terang dan dipakai untuk merombak anorganik C0₂ menjadi organik karbon. Hal ini sesuai dengan literatur Hopkins (1995) yang menyatakan bahwa fotosintesis adalah jalan kecil metabolisme dimana NADPH dan ATP diproduksi oleh reaksi terang dan dipakai untuk merombak anorganik C0₂ menjadi organik karbon.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa ada faktor-faktor lain yang mempengaruhi proses fotosintesis selain cahaya, yaitu air, karbondioksida dan suhu. Hal ini sesuai dengan literatur Dartius (1991) yang menyatakan bahwa tanaman berhijau daun menangkap energi matahari dan mengubahnya menjadi energy kimia melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis. Fotosintesis tergantung pada:

a. Faktor luar, yaitu hara, mineral, air, C0_2, suhu dan energi

b. Faktor dalam, yaitu pigmen, enzim dan tingkat organisasi

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan didapat bahwa gelembung yang paling banyak terbentuk adalah pada menit ke-30 pada kertas minyak warna kuning, yaitu sebanyak 139 gelembung

2. Dari hasil percobaan didapat bahwa gelembung yang paling sedikit terbentuk adalah pada menit ke-50 pada kertas minyak warna hijau, yaitu sebanyak 2 gelembung

3. Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kertas minyak warna merah, gelembung yang paling banyak terbentuk adalah pada menit ke-10 yaitu sebanyak 130 gelembung dan yang paling sedikit adalah pada menit ke-40 yaitu sebanyak 34 gelembung

4. Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kertas minyak warna kuning, gelembung yang paling banyak terbentuk adalah pada menit ke-30 yaitu sebanyak 139 gelembung dan yang paling sedikit adalah pada menit ke-50 yaitu sebanyak 29 gelembung

5. Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kertas minyak warna hijau, gelembung yang paling banyak terbentuk adalah pada menit ke-10 dan ke-20 yaitu sebanyak 25 gelembung dan yang paling sedikit adalah pada menit ke-50 yaitu sebanyak 2 gelembung

Saran

Sebaiknya praktikum dilakukan pada pagi hari saat matahari baru mulai muncul, agar didapat data yang lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Dartius. 1991. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. USU-Press, Medan

Dwidjoseputro, D. 1994. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia Pustaka Utama,

Jakarta

Fitter, A. H dan R. K. M. Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM-Press,

Yogyakarta

Hopkins, W. O. 1995. Introduction to Plant Physiology. John Willey&Sons Inc.,

New York

Kimball, J. W. 1983. Biologi Jilid I Edisi Kelima. IPB-Press, Bogor

Lakita, B. 1993. Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta

Lakitan, B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT Raja

Grafindo Persada, Jakarta

Pradhan, S. 2001. Plant Physiology. Har-Anand Publications Pvt Ltd, New Delhi

Sulaiman, A. H dan G. Sinuraya. 1995. Dasar-dasar Biokimia untuk Pertanian.

USU-Press, Medan

Ting, I. P. 1982. Plant Physiology. Addison-Wesley Publishing Company,

Massachusetts

Tjitrosomo, S. S. 1990. Botani Umum 2. Angkasa, Bandung

Wilkins, M. B. 1969. Fisiologi Tanaman. Bumi Aksara, Jakarta