fronexton: Percobaan Sach Dan Ingenhousz

ABSTRAK

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun.Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO₂ dan H₂O.(Salisbury, 1995).

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 membran 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 (Kimball, 1992).

Peristiwa fotosintesis sendiri dilakukan oleh organisme autotrof yang seringkali disebut dengan organisme fotoautotrof, karena dalam proses pembentukan senyawa organiknya menggunakan energi yang berasal dari cahaya matahari(Kimball, 1992).

Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik, seperti ragi dan kita sendiri, hidup dan tumbuh dengan memasukan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya (Kimball, 1992). Untuk mengetahui ada atau tidaknya amilum yang terdapat dalam proses fotosintesis dapat dilakukan dengan berbagai percobaan, diantaranya dengan memberi perlakuan variasi cahaya matahari yang berbeda pada daun tumbuhan dan mengujinya dengan larutan JKJ untuk memperoleh hasil dan data yang bervariasi antara daun tumbuhan sampel (Ellis, 1986).

Kata Kunci : Fotosintetis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Aktivitas kehidupan di 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

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.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Apakah yang dimaksud dengan fotosintetis ?

2. Bagaimanakah proses fotosintetis berlangsung pada tanaman ?

3. Bagaimana membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan oksigen dan amilum ?

4. Faktor apa saja yang mempengaruhi Proses fotosintetis ?

1.3 TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

1. Membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan amilum dan melepas oksigen

2. Mengetahui dan mempelajari langkah kerja dalam menguji fotosintetis dan hasilnya

3. Sebagai sumber atau acuan dalam belajar biologi

4. 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 literature.

BAB II

METODE PENELITIAN

2.1. ALAT DAN BAHAN

A. Fotosintetis Melepas Oksigen (Ingenhousz)

Ø Alat

Ø Gelas kimia

Ø Corong

Ø Tabung Reaksi dan raknya

Ø Bahan

Ø Air

Ø Tanaman Hydrilla verticillata

B. Fotosintetis Menghasilkan Amilum ( Sachss )

a. Alat

Ø Spirtus + kaki tiga

Ø Pipet tetes

Ø Cawan petri

Ø Gelas kimia (2 buah )

Ø Penjepit

b. Bahan

Ø Alkohol (70 % )

Ø Aquades

Ø Lugol

Ø Daun yang telah dibungkus kertas alumunium

2.2. LANGKAH KERJA

A. Percobaan Ingenhousz

1. Alat dan bahan yang sudah tersedia dirangkai

2. Upayakan tabung reaksi dalam keadaan penuh berisi air

3. Masukan beberapa helai Hydrilla kedalam mulut corong dengan posisi

terbalik

4. Perangkat pertama diempatkan diempat terang, dan perangkat kedua

diempatkan ditempat gelap

1. Amati gelembung yang muncul tiap 5 menit selama 15 menit

B. Percobaan Sachs

1. Menutup daun pada pagi hari dengan kertas tak tembus cahaya/ alumunium, membiarkan selama 2 hari dan memetiknya pada sore hari.

2. Memanaskan air, jika sudah mendidih merebus daun selama 30 menit.

3. Mencuci daun dengan air/ aquades.

4. Mencelupkan daun ke dalam alkohol 70%.

5. Mengetes dengan Lugol dan mengamati.

2.3.VARIABEL PENELITIAN

· Percobaan Ingenhousz :

Variabel bebas : tempat meletakkan Hydrilla

Variabel Kontrol : volume air pada gelas beaker, jenis Hydrilla,

ukuran Hydrilla

Variabel terikat : banyaknya gelembung udara

· 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

2.4. PERTANYAAN DAN HIPOTESIS

v Pertanyaan :

Ø Perlakuan manakah yang menghasilkan gelembung paling banyak ? perlakuan manakah uang menghasilkan gelembung udara panling sedikit ? mengapa?

Ø Gelembung gas apakah yang dihasilkan pada percobaan tersebut ?

Ø Berdasarkan percobaan tersebut tentukan faktor yang mempengaruhi proses fotosintetis ?

Ø Berdasarkan eksperimen anda, faktor apakah yang paling efektif untuk berlangsungnya fotosintetis ?

Ø Bagian daun manakah yangberwarna hitam dan yang ttap berwarna putih pusat?

Ø Mengapa dapat terjadi perubahan warna ?

v Hipotesis

a. Dari Pengamatan yang kami lakukan jumlah gelembung paling banyak diperoleh pada pengamatan ditempat terang, sebab proses foosintetis 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 ), 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.

Hipotesis Ingenhousz :

1. Hipotesis nol : Daun akan berfotosintesis bila mendapat cahaya

matahari.Karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada

cahaya matahari.

2. Hipotesis alternative : Semakin tinggi intensitas cahaya maka akan semakin

meningkat laju fotosintesis.

Hipotesis sachs :

1. Hipotesis nol : Fotosintesis tidak menghasilkan amilum dan tidak

dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya.

2. Hipotesis alternative : Fotosintesis menghasilkan amilum dan dipengaruhi oleh

panjang gelombang cahaya

BAB III

KAJIAN PUSTAKA

3.1 MENGENAL FOTOSINTETIS

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang berada didalam 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, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat 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 oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi

melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof.

Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang. 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 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 “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.

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 :

6CO2 + 6H2O cahaya matahari + klorofil C6H12O6 + 6O2 + Energi

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.

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.

I. 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. 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 dimanaair diuraikan menjadi gas oksigen yang akan muncul berupa gelembung-gelembung denganpersamaan reaksi sebagai berikut:

2H₂O_(l) 4H⁺_(aq)+ O_2(g)

Dari persamaan tersebut nampak dihasilkan molekul gas O₂ dari penguraian air

II.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), 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 berlangsug.

3.2 PROSES FOTOSINTETIS

Fotosintesis merupakan proses menggabungkan CO_2, H₂O menjadi gula dengan menggunakan energi cahaya dengan menggunakan organel yang disebut kloroplas.

Proses fotosintesis dibagi menjadi dua reaksi yaitu :

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 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 non-siklik 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 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. ”Lobang” 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.

1. 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. 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 karboksilase dan membentuk senyawa 4 karbon, biasanya oksaloasetat. Mekanisme ini disebut mekanisme C4. Pengikatan ini terjadi disel mesofil. Oksaloasetat kemudian berubah menhadi 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 FOTOSINTETIS MENGHASILKAN OKSIGEN DAN AMILUM

A. 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.Tempat yang dipilih adalah didalam ruangan dan diluar ruangan dengan cahaya yang maksimum dengan lama pengamatan sekitar 15 menit.Gelembung udara yang dihasilkan menandakan bahwa proses fotosintesis pada Hydrilla verticilata menghasilkan oksigen. Berdasarkan hasil pengamatan jumlah gelembung udara yang dihasilkan pada tempat terang lebih bayak 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 dpat dilihat dari tabel berikut :

Waktu	Tempat
Waktu	Tempat terang	Tempat gelap
5 menit pertama	6 gelembung	-
5 menit kedua	10 gelembung	1 gelembung
5 menit ketiga	15 gelembug	-

B. Fotosintetis menghasilkan Amilum

Untuk menguji dan membuktikan bahwa fotosintetis menghasilkan amilum, dapat filakukan dengan percobaan sach, caranya yaitu dengan menyiapkan daun yang akan dijadikan sebagai bahan uji coba, kemudian membungkus daun tersebut dengan kertas alumuniu, tujuannya agar bagian daun yang dibungkus dengan kertas aluminium tersebut tidak mendapatkan cahaya shingga 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 bereaksi dngan lugol, bagian daun itu mengalami perubahan warna menjadi hitam, yang menandakan bahwa proses foosintetis menghasilkan amilum/ karbohidrat.

Dari percobaan sach yang kami lakukan dapat diperoleh hasil sesuai pada tabel berikut :

Keadaan Daun	Warna
Keadaan Daun	Sebelum ditetesi Lugol	Setelah ditetesi Lugol
Tertutup	Hijau	Hijau pucat
Terbuka	Hijau terang	Hitam

3.4 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FITOSINTETIS

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 pathogen. 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.

Berdasarkan percobaan ingenhousz dan dan percobaan sach yang telah dilakukan maka diperoleh bahwa ada beberapa hal yang mempengaruhi proses fotosintetis yaitu :

1. Respon fotosintesis terhadap intensitas cahaya

Cahaya mutlak dibutuhkan sebagai energi penggerak fotosintesis, namun demikian tingkat kebutuhan antar kelompok tumbuhan akan berbeda. Tidak pada setiap kondisi meningkatnya intensitas akan diikuti atau menyebabkan meningkatnya laju fotosintesis. Terdapat perbedaan tingkat kebutuhan cahaya, terutama antara tumbuhan tipe C-3 dan C4. Pada tumbuhan C-3 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 C-4 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,

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 C-3) dan 35 – 40^oC (pada C-4) Kisaran suhu optimum untuk fotosintetik : 20 – 26^oC (pada C-3) dan 35 – 40^oC (pada C-4)

3. Umur jaringan dan fotosintesis

Selain faktor intensitas cahaya, umur daun sangat menentukan produktivitas daun dalam aktivitas fotosintesisnya. Kapasistas kemampuan 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 (mengimport). 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 memadahi, sehingga kapasitas fotosintetiknya juga lebih besar.

3. CO₂

Konsentrasi CO2 sebagai salah satu prekursor atau bahan dasar asimilasi karbon tentu akan sangat berpengaruh pada produktivitas fotosintesisnya. Tumbuhan menunjukkan kemampuan nya dalam memfiksasi CO2 yang berbeda-beda. Perbedaan ini sangat menyolok antara tumbuhan tipe C-3 dengan C-4 Jagung (Tumbuhan C-4) dan Kacang tumbuhan C-3

Pada konsentrasi CO2 lingkungan yang sama (330 ppm), jagung (Zeamayz) sebagai contoh dari tumbuhan C-4 memiliki laju fotosintesis yang jauh lebih tinggi dibanding dengan kacang, bahkan dengan tumbuhan kacang yang diberi suplai CO₂ 1000 ppm sekalipun. Hal ini menunjukkan bahwa tumbuhan C-4 memiliki kemampuan yang sangat efisien dalam memfiksasi CO₂. Pada tumbuhan C-4, 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 RubisCo untuk asimilasi karbon pada siklus Calvin.

4. Oksigen dan Fotosintesis

Oksigen merupakan salah satu produk samping dari fotosintesis, dari hasil fotolisis air. Namun demikian, akadar oksigen yang tinggi pada jaringan fotosintetik akan menghambat laju fotosintesis.

Pada kondisi kadar oksigen yang semakin tinggi, laju fotosintesisnya secafra 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 C-3 dan C-4. 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 C-3, laju fotorespirasi sangat intensif. Sebaliknya, pada tumbuhan C-4 sangat rendah. Rendahnya laju fotorespirasi tumbuhan C-4 diduga disebabkan karena pada jaringan fotosintetiknya, rasio CO2 / O2 cukup besar. Dengan tingginya CO2 jaringan,mengurangi peluang terikatnya oksigen pada sisi aktif enzim Rubisco.

Khusua pada tumbuhan C-4 yang mentranspor timbunan CO2 dalam bentukasam amino Aspartat (asam C-4 dalam bentuk Aspartat), laju fotosintesisnya memiliki hubungan erat dengan penyerapan N dari tanah.

BAB IV

PENUTUP

4.1. KESIMPULAN

Ø 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

Ø Dari hasil percobaan Ingenhousz dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesis dilepaskan oksigen.

Ø Dari hasil percobaan Sachs dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesis dihasilkan glukosa/ amilum.

Ø percobaan yang berkaitan dengan fotosintesis: Ingenhousz, T.W Engelmann, J.V. Sachs, Robert Hill, Blackman

Ø Proses fotosintesis terdiri dari dua reaksi, yaitu reaksi gelap dan reaksi terang.

Ø Faktor yang mempengaruhi fotosintesis: Intensitas cahaya, Konsentrasi karbon dioksida, Suhu, Kadar air, Kadar fotosintat (hasil fotosintesis), Tahap pertumbuhan.

Ø Peranan cahaya dalam fotosintesis adalah sebagai sumber energy ( foton ).

4.2.SARAN

Ø Waktu yang diberikan dalam melakukan ujicoba adakalanya dibiarkan lebh lama

Ø Ketika melakukan percobaan ingenhousz usahkan dalam menyusun daun hydrilla tidak terbalik, karena kemungkinan hasil dari percobaanya akan mengalami kegagalan

Ø Jika tidak yakin dengan langkah kerja yang diberikan atau masih ragu, tanyakanlah pada guru atau pembina

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 Januari2012.

Simbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta.