BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Tanaman merupakan bagian besar dari
alam yang ada di bumi kita ini. Selain itu keberadaan tanamann di bumi ini
sebagai produsen terbesar sangatlah penting, karena ia merupakan satu kesatuan
dari rantai makanan yang terdapat dalam ekosistem. Ekosisitem terdiri dari
teridiri dari dua macam komponen yaitu abiotik dan biotik. Faktor biotik yaitu
terdiri dari tumbuhan, hewan, dan manusia. Sedangkan komponen abiotik yaitu antara
lain : udara, gas, angin, cahaya, matahari, dan sebagainya. Antara komponen
biotik dan abiotik saling mempengaruhi satu sama lain , misalnya, tumbuhan
memerlukan cahaya matahari untuk melakukan fotosintesis.
Cahaya matahari adalah sumber energi
utama bagi kehidupan seluruh makhluk hidup didunia. Bagi manusia , hewan dan
tumbuhan cahaya matahari adalah penerang dunia ini. Selain itu, bagi tumbuhan
khususnya yang berklorofil cahaya matahari sangat menentukan proses
fotosintesis. Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan
makanan. Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengaruh cahaya terhadap
gelembung yang dihasilkan saat fotosintesis tanaman hydrilla?
2. Bagaimana pengaruh suhu terhadap gelembung
yang dihasilkan saat fotosintesis tanaman hydrilla?
3. Bagaimana pengaruh panjang gelombang
terhadap gelembung yang dihasilkan saat fotosintesis tanaman hydrilla?
4. Bagaimana penambahan NaHCO3 terhadap
gelembung yang dihasilkan saat fotosintesis tanaman hydrilla?
1.3 Tujuan
Untuk
mengetahui bahwa dalam fotosintesis dihasilakn O2 dan memerlukan
cahaya, suhu , dan panjang gelombang
1.4 Manfaat
Kita
dapat memperoleh wawasan baru tentang fotosintesis lebih jauh lagi
BAB II
DASAR TEORI
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. Persamaaan reaksi fotosintesis:
6H2O + 6CO2
+ cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Klorofil
adalah pigmen karena menyerap cahaya, yakni radiasi elektromagnetik pada
spektrum kasat mata(visible). Cahaya putih (seperti misalnya cahaya matahari)
mengandung semua warna spektrum kasat mata dari merah sampai violet, tetapi
seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh
klorofil. Adalah mungkin untuk menentukan bagaimana efektifnya setiap panjang
gelombang (warna) diserap dengan menyinari suatu larutan klorofil dengan cahaya
monokromatik (cahaya berwarna satu) dan kemudian dengan meteran cahaya yang
peka mengukur banyaknya cahaya yang melewati larutan tersebut. Dengan
mengulangi proses ini memakai cahaya monokromatik sambil merentang seluruh
spektrum yang kasat mata, maka mungkinlah untuk menggambar spektrum absorpsi.
Perhatikan bahwa klorofil a dan b paling kuat menyerap cahaya di bagian merah
dan ungu spektrum tersebut. Cahaya hijau yang paling sedikit diserap. Karena
itu bila cahaya putih menyinari struktur-struktur yang mengandung klorofil,
seperti misalnya daun, maka sinar hijau dikirimkan dan dipantulkan, dan
hasilnya ialah struktur-struktur tersebut tampaknya hijau.
Begitu cahaya bertemu atau mengenai materi, cahaya
dapat dipantulkan, diteruskan (ditransmisi), atau diserap (diabsorpsi).
Bahan-bahan yang menyerap cahaya tampak disebut pigmen. Pigmen yang berbeda
akan menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda, dan panjang
gelombang yang diserap akan menghilang. Jika suatu pigmen diterangi dengan
cahaya putih, warna yang kita lihat ialah warna yang paling
dipantulkan/diteruskan oleh pigmen bersangkutan. (jika suatu pigmen menyerap
semua panjang gelombang, pigmen itu akan tampak hitam). Kita melihat warna
hijau saat kita melihat daun karena klorofil menyerap cahaya merah dan biru
ketika meneruskan dan memantulkan cahaya hijau. Proses fotosintesis terjadi
dalam beberapa tahap yaitu,
·
Penangkan Energi Cahaya (Fotosistem)
Ketika krolofil
menyerap energi foton dari cahaya , elektron pada klorofil akan terlepas ke
orbit luar. Elektron ini akan ditangkap oleh penerima elektron yaitu
plastokuinon. Unit penangkapan elektron ini disebut fotosistem.
·
Aliran Elektron
Ada dua macam aliran
elektron yaitu, elektron dari fotosistem II (P680) yang bersifat nonsiklis dan
dari fotosistem I (P700) yang bersifat siklis.
·
Siklus Calvin
Siklus ini merupakan
proses penggunaan ATP dan NADPH, untuk mengubah CO2 menjadi gula
(Glukosa, Maltosa, Fruktosa, Amilum) hasil akhir dari siklus Calvin adalah
gliseraldehid 3-fosfat(G3P). Suatu senyawa antara yang dipakai untuk membentuk
senyawa gula (karbohidrat). Untuk membentuk membentuk I molekul 1 G3P. siklus
calvin harus berjalan 3 kali. Siklus calvin dapat dibagi dalam tiga fase yaitu
Pengikatan (fiksasi) CO2, reduksi pembentukan RuBP.
Fotosintesis
dipengaruhi oleh beberapa faktor.
Berikut
adalah beberapa faktor utama yang menentukan lajufotosintesis
1.
Intensitas cahaya
2.
Konsentrasi karbon
dioksida
Semakin banyak karbon dioksida diudara,
makin banyak jumlahbahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk
melangsungkanfotosintesis.
Enzim-enzim
yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapatbekerja pada suhu optimalnya.
Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu
hinggabatastoleransienzim.
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
tumbuhandewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih
banyakenergi dan makanan untuk tumbuh.
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Waktu
dan Tempat
Percobaan ini kami lakukan pada hari
Rabu, 19 September 2012 bertempat di halaman SMA Negeri 2 Lumajang pada pukul
07.15 WIB.
3.2 Alat
dan Bahan
Alat:
a.
Sungkup (merah, hijau, biru, kuning)
b.
9 Corong gelas
c.
9 Tabung reaksi
d.
9 Gelas beker
e.
1 Termometer
f.
Pengaduk
g.
Stopwatch
h.
9 Tali
i.
Bak
Bahan:
a.
Tanaman hydrilla yang masih segar
b.
Air
c.
Es batu
d.
NaHCO3
3.3 Variabel
Variabel bebas : sungkup, suhu, cahaya, panjang gelombang
Variabel kontrol : jenis air, wadah, waktu, jenis hydrilla
Variabel terikat : laju fotosintesis (banyak gelembung)
3.4 Langkah
Kerja
1.
Siapkan alat dan bahan.
2.
Ambil 3 tangkai hydrilla yang daunnya lebat lalu potong
sepanjang 10cm.
3.
Ikat ketiganya dengan tali pada pangkal yang telah
dipotong.
4.
Masukkan hydrilla kedalam corong gelas hingga tidak ada
yang keluar.
5.
Rangkai seperti pada gambar. Lakukan semuanya didalam
bak besar yang berisi air.
6. Usahakan
jangan sampai ada oksigen didalam corong.
7. Tutupi
dengan sungkup warna hijau, kuning, biru, dan merah.
8. Untuk
praktikum yang menggunakan suhu 300C panaskan air terlebih dahulu.
9. Untuk
prkatikum yang menggunakan suhu rendah masukkan es batu ke dalam gelas beker
yang telah dirangkai.
10. Untuk
yang menggunakan larutan NaHCO3 masukkan ½ semdok larutan tersebut
kedalam air.
11. Semua
prkatikum dilakukan ditempat terang, kecuali untuk yang dilakukan di tempat
teduh.
12. Amati
perubahan yang terjadi dengan durasi 3 menit hingga 5 kali.
13. Hitung
dan catat banyak gelembung yang muncul.
BAB
IV
HASIL
PENGAMATAN
4.1 Tabel
Pengamatan
No.
|
Macam
|
Gelembung
|
Keterangan
|
||||
3
|
3
|
3
|
3
|
3
|
|||
1
|
Di
bawah cahaya
(tanpa
sungkup)
|
36
|
55
|
40
|
60
|
85
|
Dominan
gelombang sedang frekuensi konstan.
|
2
|
Sungkup
merah
|
1
|
128
|
180
|
230
|
203
|
Saat
terang jarak antar gelembung dekat dan kecil-kecil. Saat redup jarak antar
gelembung jauh dan besar-besar.
|
3
|
Sungkup
hijau
|
183
|
115
|
170
|
156
|
149
|
Saat
terang jarak antar gelembung dekat dan kecil-kecil. Saat redup jarak antar
gelembung jauh dan besar-besar.
|
4
|
Sungkup
kuning
|
150
|
100
|
87
|
75
|
67
|
Gelembung
kecil-kecil
|
5
|
Sungkup
biru
|
157
|
101
|
132
|
74
|
85
|
Gelembung
kecil, lajunya cepat dan besar kecilnya gelembung dipengaruhi cahaya
|
6
|
NaHCO3
|
302
|
451
|
440
|
434
|
390
|
Gelembung
kecil dan lajunya cepat
|
7
|
Es
batu
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Gelembung
kecil
|
8
|
Dipanaskan
30
 |
130
|
272
|
160
|
152
|
235
|
Gelembung
kecil, dan cepat. Beberapa terbentuk gelembung besar
|
9
|
Di
tempat teduh
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
Gelembung
kecil
|
4.2 Pembahasan
1. Gelembung-gelembung
gas yang dihasilkan pada percobaan di atas merupakan gas oksigen/O2.
Gas ini terbentuk karena proses fotolisis dimana air diuraikan menjadi gas
oksigen berupa gelembung-gelembung dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
2H2O(l)–> 4H+(aq) + O2
(g).
Dari persamaan tersebut nampak dihasilkan molekul
gas O2 dari penguraian air.
Dari hasil
percobaan, semua tanaman Hydrilla verticillata pada setiap corong mengeluarkan
gelembung-gelembung udara. Gelembung-gelembung ini terkumpul pada dasar tabung
reaksi yang dalam keadaan terbalik, sehingga membentuk rongga udara. Gas yang
terkumpul ini akan diuji coba dengan menggunakan bara api dari lidi. Seperti
yang diketahui, api dapat menyala jika ada oksigen disekitarnya. Untuk
membuktikan apakah gelembung udara yang terkumpul tersebut mengandung oksigen,
maka praktikan memasukkan bara api dari lidi ke mulut tabung reaksi. Ketika
bara api dari lidi dimasukkan, ternyata bara api tersebut menyala(mengeluarkan
api). Hal tersebut membuktikan bahwa dalam proses fotosintesis gas yang
dihasilkan adalah oksigen. Ini ditunjukan dengan menyalanya bara api yang
didekatkan dengan mulut tabung reaksi yang berisi gas hasil dari fotosintesis.
2. Pada
praktikum pertama dengan kondisi normal (tempat terkena cahaya matahari
langsung), proses fotosintesis berjalan cepat serta dihasilkan gelembung ukuran
sedang dengan frekuensi yang konstan hal ini terjadi karena pada air sebenarnya
telah terdapat sejumlah CO2 terlarut yang berasal dari lingkungan
dan mendapat energi berupa cahaya matahari (foton) yang cukup untuk melakukan
proses fotosintesis tersebut. Intensitas cahaya matahari yang diterima Hydrilla
mempengaruhi laju reaksi terang dari keseluruhan proses fotosintesis tersebut.
Semakain besar intensitas cahaya matahari yang diterima maka, reaksi terang pun
berjalan lebih cepat, dan jumlah O2 yang dihasilkan pun bertambah,
dikarenakan laju pengangkutan elektron oleh Fotosistem bertambah cepat,
sehingga proses pengoksidasian H2O lebih cepat. Peningkatan
intensitas cahaya matahari, akan berpengaruh terhadap keterlibatan jumlah
fotositem. Jika intensitas cahaya matahar terus ditingkatkan maka jumlah
fotosistem yang terlibat dalam penyerapan energi semakin banyak. Dalam kondisi
seperti ini, keefektifitasan penggunaan fotosistem tergantung pada jumlah
cahaya matahari yang diterima tumbuhan. Pada suatu titik tertentu penggunaan
fotosistem akan berjalan maksimal.Sehingga peningkatan Intensitas cahaya
matahari tidak akan berpengaruh.
Pada praktikum
terakhir yang diletakkan di tempat dengan intensitas cahaya rendah, proses
fotosintesisnya ternyata lambat (diketahui dari sedikitnya jumlah gelembung
yang dihasilkan bahkan hamper tidak terbentuk). Hal ini terjadi karena walaupun
di dalam air terdapat CO2 terlarut tetapi energi yang tersedia
(cahaya) untuk melakuan proses fotosintesis oleh hydrilla sangat sedikit.
Sehingga, walaupun ada bahan baku, tetapi bila energi untuk mengolah tidak ada
maka tidak akan terbentuk hasil.
3. Pada
praktikum ke 7 yang diletakkan di tempat terang dan ke dalamnya ditambahkan es
batu, ternyata gelembung yang terbentuk sangat sedikit bahkan hampir tidak ada,
artinya proses fotosintesis yang terjadi berjalan sangat lambat. Hal ini
terjadi karena pada suhu (<300-400C) yang rendah enzim
– enzim banyak yang tidak aktif sehingga banyak reaksi kimia yang seharusnya
dilakukan oleh enzim menjadi lambat sekali.
Pada praktikum ke 8
air yang digunakan untuk percobaan dipanaskan terlebih dahulu hingga 300C.
Dari data diatas gelembung udara yang dihasilkan cukup banyak dengan frekuensi
yang cepat. Hal ini terjadi karena suhu yang digunakan merupakan suhu optimum
yang berkisar antara 300 - 400C. Dimana pada suhu optimal
ini enzim-enzim yang ada pada hydrilla dapat aktif bekerja untuk melakukan reaksi
kimia dalam proses fotosintesis. Sehingga laju fotosintesisnya pun akan
berjalan cepat. Namun hal tersebut tidak akan terjadi pada suhu diatas suhu
optimal, karena suhu yang terlalu tinggi akan merusak enzim yang ada pada
hydrilla sehingga fotosintesis tidak dapat berlangsung.
4. Spektrum
warna yang efektif dalam proses fotosintesis (menghasilakan banyak gelembung O2)
urut dari yang terbanyak yaitu merah,
hijau, biru, dan kuning. Dari
semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang
dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang
klorofil a (700nm) dan klorofil b(680nm). Cahaya tampak terbagi atas
cahaya merah (620–750 nm), hijau (495–570 nm), kuning (570–590 nm), dan biru (410 -550 nm).
Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Klorofil
a dan b paling kuat menyerap cahaya di bagian merah dan biru spektrum tersebut mengakibatkan terbentuk
banyak gelembung kecil yang frekuensinya cepat. Setiap panjang gelombang
akan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap proses fotosintesis. Didalam
kloroplas terkandung beberapa jenis pigmen, yaitu karotenoid. Krolofil a
berperan langsung dalam reaksi terang. Klorofil a mampu menyerap terutama
cahaya merah dan biru ungu. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang.
Klorofil a terlihat hijau karena memantulkan cahaya hijau. Klorofil b, menyerap
terutama cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya hijau-kuning.
Karotenoid, adalah pigmen kuning oranye yang menyerap cahaya biru-hijau. Sehingga
dalam reaksi terang panjang gelombang yang dibutuhkan adalah cahaya merah, dan
cahaya biru -ungu. Kedua spektrum cahaya ini, mempengaruhi jumlah gelembung O2
yang dihasilkan.
Dari data diatas
dapat diketahui bahwa cahaya yang paling sedikit diserap adalah kuning.
Seharusnya hal tersebut juga terjadi pada cahaya hijau namun tidak demikian.
Hal tersebut mungkin terjadi karena ada kesalahan saat merangkai alat
praktikum. Cahaya hijau adalah cahaya yang sedikit diserap. Karena itu bila
cahaya putih menyinari struktur-struktur yang mengandung klorofil, seperti
misalnya daun, maka sinar hijau dikirimkan dan dipantulkan, dan hasilnya ialah
struktur-struktur tersebut tampaknya hijau. Didalam percobaan, hydrilla
menghasilkan gelembung sedikit pada saat ditutup dengan sungkup warna kuning.
Sedangkan pada saat ditutup dengan plastik warna merah gelembung yang
dihasilkan cukup banyak. Hal ini disebabkan proses fotosintesis terjadi lebih
cepat dan lebih terbantu oleh sinar matahari karena telah ditransmisikan dalam
gelombang warna merah. Pada saat ditutup dengan sungkup warna kuning, sinar
matahari ditransmisikan ke tumbuhan hydrilla dalam gelombang warna kuning yang
memiliki panjang gelombang 570-590 nm.
5. Selain
H2O, senyawa lain yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis adalah
CO2. Karbondioksida merupakan bahan dasar untuk pembentukan energi
(amilum) dalam proses fotosintesis. CO2 diperlukan pada saat tahap
reaksi gelap. O2 tidak dihasilkan pada reaksi gelap ini.
Penambahan CO2
akan berpengaruh terhadap pembentukan energi. Semakin banyak CO2
yang tersedia, semakin cepat proses pembentukan energi(pada ambang jumlah CO2
tertentu). Pada praktikum ke 6 ditambahkan larutan NaHCO3. Penambahan larutan NaHCO3 dimaksudkan untuk
menambah kandungan CO2 yang terdapat dalam air,
dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
NaHCO3 + H2O → NaOH + CO2 + H2O
Fungsi larutan NaHCO3 disini sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis.
Air yang diberi larutan NaHCO3 jumlah CO2 terlarutnya menjadi tinggi, di samping itu hydrilla tersebut juga diletakkan di tempat yang terang (banyak energi untuk berfotosintesis). Oleh karena itu proses fotosintesisnya menjadi sangat cepat, karena disamping bahan baku tersedia banyak, energi dari cahaya matahari digunakan untuk mengolahnya menjadi sejumlah produk juga melimpah, sehingga proses produksi (reaksi) yang berjalan dalam waktu 15 menit mendapatkan hasil yang banyak (gas O2 pada dasar tabung reaksi).
Air yang diberi larutan NaHCO3 jumlah CO2 terlarutnya menjadi tinggi, di samping itu hydrilla tersebut juga diletakkan di tempat yang terang (banyak energi untuk berfotosintesis). Oleh karena itu proses fotosintesisnya menjadi sangat cepat, karena disamping bahan baku tersedia banyak, energi dari cahaya matahari digunakan untuk mengolahnya menjadi sejumlah produk juga melimpah, sehingga proses produksi (reaksi) yang berjalan dalam waktu 15 menit mendapatkan hasil yang banyak (gas O2 pada dasar tabung reaksi).
BAB
V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1.
Fotosintesis
adalah proses pembentukan bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan
cahaya dan kloroplas.
2.
Fotosintesis akan berjalan cepat apabila
mendapat suplai cahaya matahari yang cukup.
3.
Warna biru dan merah sangat cepat
mempengaruhi laju fotosintesis sehingga menghasilkan banyak gelembung gas.
4.
Penambahan
soda kue sangat mempengaruhi laju fotosintesis sehingga mengasilkan banyak
gelembung gas.
5.
Suhu yang bagus untuk fotosintesis adalah
suhu optimum.
6.
Gelembung-gelembung
udara yang dihasilkan membuktikan bahwa adanya oksigen yang dihasilkan selama
proses fotosintesis.
7.
Terdapat kesalahan dalam praktikum
menggunakan sungkup hijau dimana seharusnya gelembung yang dihasilkan lebih
sedikit disbanding sungkup merah dan biru.
5.2
Saran
Dalam melakukan praktikum sebaiknya dilakukan
dengan teliti dan cermat agar praktikum berjalan sesuai dengan yang kita
inginkan.
DAFTAR
PUSTAKA
ahi.blogspot.com/2011/11/pengaruh-cahaya-terhadap-fotosintesis.html
No comments:
Post a Comment