Laporan Praktikum Biologi - Pengamatan Fotosintesis

1.      Tujuan

a.       Untuk mengetahui adanya proses fotosintesis pada tumbuhan

b.      Untuk membuktikan bahwa proses photosintesis memerlukan cahaya dari klorofil dan menghasilkan oksigen

c.       Untuk mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis

A.    LANDASAN 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. 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.

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.^[18] 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 (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida). http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis

            Reaksi terang

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.

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.

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

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)

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⁺)

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

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

            Kimball, John. W. 1992. Biologi Umum. Erlangga, Jakarta.

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 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. http://biodas.wordpress.com/rancangan-pembelajara/bahan-ajar/respirasi-anaerob/

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis

1.      Intensitas cahaya
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.

http://organisasi.org/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-proses-fotosintesis-tumbuhan-hijau

  

 B.     ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

1.      Alat

a.       Gelas piala

b.      Tabung reaksi

c.       Corong

d.      Kain lap

e.       Ember+air bersih

f.       Silet (kater)

2.      Bahan

a.       Es

b.      Air hangat

c.       Tumbuhan hydrila

C.     CARA KERJA

1.      Merangkai alat sperti dibawah

a.       Memasukkan tanaman hydrila secukupnya kedalam corong

b.      Menutup bagian corong dengan tabung reaksi

c.       Memasukkan corong yang berisi tanaman hydlrila kedalam gelas kimia dengan posisi terbalik, mulut corong berada di bawah.

2.      Tabung A  : di tempatkan pada cahaya matahari penuh

Tabung B  : di tempatkan di tempat yang teduh (tampa cahaya)

Tabung C  : di tempatkan di tempat yang terkena matahai penuh dan di tambahkan air es

3.      Mengamati bentuk gelembung gas pada setiap perlakuan. Menghitung jumlah gelembung yang moncul setiap saat(1/5 menit) ) selama 25 menit

4.      4. Membuat table dan kurva hubungan jumlah gelembung dengan waktu

D.    HASIL PENGAMATAN

No	Waktu 1/ 5 perlakuan, 25 menit	Perbandingan jumlah gelembung ¼ perlakuan,
		Di tempat yang terkena sinar matahari		teduh
		Air biasa	Air dingin	Air biasa
1	5 menit	310	93	-
2	10 menit	360	136	-
3	15 menit	395	132	-
4	20 menit	340	195	1
4	25 menit	460	192	-

A.    PEMBAHASAN

Pada praktikum ini kita membahas masalah fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan air, dan membuktikan bahwa proses potosintesi sangat memerlukan cahaya dan hasilnya menghasilakn oksigen dan apa-apa saja yang mempengaruhi proses potosintesis

Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi matahari yang dapat dimanfaatkan oleh kloropil yang terdapat dalam kloroplas. Reakis yang terjadi pada potosintesis adalah

----->6CO2 + 6H2O                                    6C6H12O6 + 6O2

Dari reaksi tersebut kita dapat memperkirakan bahwa pada fotosintesis terbentuk oksigen. Percobaan pertama mencoba membuktikan hal tersebut. 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 bervariasi dari 5 menit, 10 menit, dan 15 menit, 20 menit, sampai 25 menit.

Gelembung udara yang dihasilkan menandakan bahwa proses fotosintesis pada Hydrilla menghasilkan oksigen. Berdasarkan hasil pengamatan jumlah gelembung udara yang dihasilkan pada perlakuan  dalam medium air di tempat terang dalam ruangan lebih sedikit dibandingkan dengan perlakuan  yang ditempatkan diluar ruangan ditempat terbuka dengan intensitas 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.

Dan pada percobaan yang menggunakan air yang di tambahkan es gelembung yang timbul lebih sedikit ini karnakan karna suhu yang kecil mengakibatkan proses potosintesis menjadi terhambat, sehingga gelembug yang timbul sedikit.

Jadi 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.

Dan dari gravik juga dapat kita liahat perbandingan laju fotosintesis yang berlaku pada masing-masing perlakuan, dapat kita liahat pada hydrila yang di taruh di tempat terang memeiliki gelembung yang lebih banyak di bading yang di taruh dih ruangan gelap, bias di bilang potosintesis tidak dapat berlaku jika berada di ruangan gelap atau tidak ada cahaya, di karnakn karna tumbuhan membutuhkan cahaya untuk mengurai senyawa menjadi O_2.

B.     KESIMPULAN

Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh maka dapat disimpulkan sebagai berikut

1.      Fotosintesis adalah suatu proses metabolisme dalam tanaman untuk membentuk karbohidrat dengan memakai karbondioksida (CO2) dari udara dan air (H2O) dari dalam tanah dengan bantuan cahaya matahari dan klorofil.

2.      Gelembung-gelembung yang timbul dari percobaan menunjukkan dalam fotosintesis dihasilkan oksigen.

3.      Intensitas cahaya matahari sangat mempengaruhi pembentukan oksigen pada proses fotosintesis.

4.      Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang kompleks dengan menggunakan energi matahari, CO2 dan H2O yang menghasilkan karbohidrat dan oksigen.

DAFTAR PUSTAKA

Kimball, John. W. 1992. Biologi Umum. Erlangga, Jakarta.

_http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis

_http://biodas.wordpress.com/rancangan-pembelajara/bahan-ajar/respirasi-anaerob/

_http://organisasi.org/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-proses-fotosintesis-tumbuhan-hijau

Share on :

Tweet