ACARA PRAKTIKUM V

FOTOSINTESIS

I.                   PENDAHULUAN

Fotosintesis merupakan salah satu proses metabolisme yang terjadi di dalam tumbuhan, yaitu proses anabolisme atau biosintesis senyawa organic (glukosa) yang berasaldari senyawa organic (air dan karbondioksida) dengan menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Pada proses fotosintesis ini akan terbentuk pula gas oksigen sebagai hasil sampingan, pada tumbuhan air seperti hidrila gas oksigen ini akan tampak sebagai gelembung-gelembung yang muncul ke permukaan air.

Fotosintesis berasal dari kata foton = cahaya, sintesis = penyusunan. Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat anorgarganik (air dan karbon dioksida) dengan pertolongan energi cahaya matahari. Karena bahan baku yang digunakan adalah  zat karbon (karbon dioksida), maka fotosintesis dapat juga disebut dengan asimilasi zat karbon.

Beberapa faktor luar (lingkungan) seperti cahaya, suhu serta keadaan udara seperti konsentrasi CO­­­₂ dan O₂ uadara serta ada tidaknya polutan akan berpengaruh terhadap laju fotosintesis. Semakin tinggi intensitas cahaya sampai batas-batas tertentu akan meningkatkan laju fotosintesis, demikian semakin meningkat konsentrasi CO₂ di sekitar daun tumbuhan sampai batas tertentu, maka laju fotosintesis akan semakin meningkat pula.

Adapun tujuan dilakukannya praktikum acara fotosintesis ini adalah untuk :

1.      Untuk mengukur laju fotosintesis secara kualitatif pada suatu tumbuhan.

2.      Untuk mengetahui hubungan antara intensitas cahaya dengan laju fotosintesis suatu tumbuhan

II.                TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis pada hakikatnya merupakan satu-satunya mekanisme masuknya energi ke dalam dunia kehidupan. Sebagaimana reaksi oksidasi penghasil energi, yaitu tempat bergantungnya semua kehidupan, fotosintesis meliputi reaksi oksidasi dan reduksi. Proses keseluruhan adalah oksidasi air dan reduksi karbondioksida untuk membentuk senyawa organic (Salisbury&Ross,1995).

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam menggunakan zat karbon dari udara untuk dirubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena proses pengubahan itu memerlukan energi cahaya, maka asimilasi zat karbon disebut fotosintesis. (Pratiwi et al. 1999).

 Proses fotosintesis merupakan kebalikan dari pernapasan. Proses pernapasan bertujuan memecah gula menjadi karbon dioksida dan energi. Sebaliknya, proses fotosintesis mereaksikan (menggabungkan) karbondioksida dan air menjadi ^­gula dengan menggunakan energi cahaya matahari. Proses fotosintesis umumnya hanya berlangsung pada tumbuhan berklorofil pada waktu siang hari. Fotosintesis dapat terjadi pada malam hari asalkan ada sumber cahaya, misal cahaya lampu. (Syamsyuri et al. 1994)

Fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organic dari bahan an organic dengan bantuan cahaya dan kloroplas. Selama proses pembakaran dan respirasi, electron dilepaskan dari senyawa karbon dan diluncurkan ke bawah (istilah energi) dan kemudian electron tersebut dan H⁺ bergabung dengan penerima electron kuat, O₂ untuk menghasilkan H₂O yang mantap. Dengan cara ini, fotosintesis menggunakan energi cahaya untuk mengangkut electron ke atas menjauhi H₂O menuju penerima electron yang lebih lemah, CO₂ (Salisbury&Ross,1995).

Organel yang berperan dalam proses fotosintesis adalah kloroplas. Organel tersebut berisi pigemen klorofil yang menyebabkan warna hijau pada tumbuhan. Di setiap sel terdapat 40 – 50 kloroplas. Di dalam kloroplas inilah penyerapan sinar oleh klorofil dimulai pada proses fotosintesis.

Di dalam kloroplas, energi dari sinar matahari disimpan lalu diubah menjadi molekul glukosa. Di dalam mitokondria energi yang telah diubah menjadi glukosa dibongkar kembali untuk digunakan bagi keperluan proses-proses dalam sel. Oksigen yang dihasilkan dalam kloroplas dapat digunakan mitokondria selama proses pembongkaran glukosa. Sejalan dengan itu, karbondiokasida dan air yang diproduksi dalam mitokondria dapat digunakan kloroplas sebagai bahan dasar fotosintesis

Reaksi fotosintesis terjadi pada membran fotosintesis tumbuhan. Pada bakteri fotosintesis, membran tersebut merupakan lipatan membran sel. Pada tumbuhan, alga dan protista bersel satu (misalnya Euglena), semua reaksi fotosintesis terjadi di dalam organel sel yang disebut kloroplas. Kloroplas mem­punyai sistem membran dalam. Membran ini terorganisasi menjadi kantong pipih yang disebut tillakoid. Tumpukan tillakoid disebut grana. Tiap tilakoid merupakan ruang tertutup dan sebagai tempat pembentukan ATP. Di sekeliling tilakoid terdapat cairan yang disebut stroma. Stroma mengandung enzim yang berperan dalam reaksi fotosintesis.

Fotosintesis memerlukan cahaya yang umumnya berasal dari cahaya matahari. Cahaya matahari terdiri dari banyak cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Cahaya yang berguna untuk fotosintesis adalah cahaya tampak. Gelombang cahaya tampak yang terpendek adalah cahaya ungu, dan yang ter­panjang adalah cahaya merah.

III.             MATERI PRAKTIKUM

A.    BAHAN

Bahan yang digunakan adalah :

1.       Tanaman monokultur kangkung

2.       Tanaman tumpang sari kangkung dan jagung

B.     ALAT

Alat-alat yang digunakan yaitu :

1. LCA IV
2. Lux Meter

IV.             PROSEDUR KERJA

a.        Tipe batang, bentuk tajuk dan keadaan percabangannya diamati.

b.       Intensitas cahaya yang diserap tanaman tersebut diukur yang diserap pada :

o   5 cm dari batang tanaman (variable a).

o   Perpotongan garis diagonal jarak tanam (variable b).

o   Tengah-tengah antara dua tanaman (variable c).

o   Menggunakan Lux meter di tempat terbuka (varaibel d).

c.        Bahaslah hasil pengukuran dan pengamatan tersebut dengan rumus

Intensitas cahaya =

V.                HASIL PENGAMATAN dan ANALISIS DATA

A. Tabel Pengamatan Nilai Intensitas Cahaya

No.	Variabel Pengamatan Intensitas	Simbol	Nilai (lux)
1.	Jarak 3 cm dari batang	A	260
2.	Perpotongan garis diagonal 2 batang	B	127
3.	Di tengah-tengah 2 tanaman	C	113
4.	Di tempat terbuka	D	1570

B. Tabel Pengamatan Nilai Variabel Fotosintesis

No	Variabel	Perlakuaan/ Ulangan
		Monokultur			Tumpang sari
		1	2	3	1	2	3
1.	Transpirasi rata-rata	1,67	1,53	1,38	1,55	1,67	2,06
2.	Analisis CO (Vpm)	285,6	274,6	340,6	253,7	309	338,7
3.	CO analisis	286,8	275,7	341,7	255	310,3	339,9
4.	Perbandingan CO r-a	57,4	39,9	76,9	16,3	27,6	23,3
5.	CO vpm	344,2	315,6	418,6	271,3	337,9	363,2
6.	CO in vpm	926,3	762,5	1278,3	422,8	646,5	622,5
7.	Pertukaran energi	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168	0,168
8.	Analsis H2O  as % RH	59,3	62,1	62,9	60,8	69,2	61,7
9.	H2O analisis	59,5	62,3	63,1	61,1	59,4	61,9
10.	Perbandingan H2O a-r	7,6	7,8	7,6	9,2	7,7	7,8
11.	H2O pada % RH	51,9	54,5	55,5	51,9	51,7	54
12.	Luas daun	6,25	6,25	6,25	6,25	6,25	6,25
13.	Suhu daun dalam (C°)	33,7	33,2	31,6	34,3	34,5	32,9
14.	Suhu perm daun (°C)	-	-	-	-	-	-
15.	Stomata	-	-	-	-	-	-
16.	Nilai P. A. R	1236	2039	1983	275	299	229
17.	P. A. R pada perm. daun	1088	1794	1745	242	299	229
18.	Fotosintesis Rata-rata	23,32	16,09	31	6,65	11,14	9,4
19.	Jam Pengukuran	11:26	12:28	11:22	11:25	10:35	10:38
20.	Tanggal	4 Des	4 Des	8 Des	8 Des	9 Des	9 Des
21.	H2O	27,2	27,7	25,7	28,4	28,4	27,1

 Analisis Data

A.    Intensitas Cahaya

VI.             PEMBAHASAN

Permukaan daun yang datar dan luas memungkinkan menangkap cahaya semaksimal mungkin per satuan volume dan meminimalkan jarak yang harus ditempuh oleh karbondioksida dari permukaan daun ke kloroplas. Epidermis bertindak sebagai penghalang pertukaran gas terutama karena sel-sel epidermis tertutup oleh lapisan lilin yang disebut kutikula. Kutikula dan epidermis keduanya hampir transparan dan dengan mudah memungkinkan cahaya tampak menembus daun. Kutikula menghambat pertukaran gas antara daun dan atmosfer, ini penting untuk mencegah kehilangan air yang berlebihan. Sebagaian besar pertukaran gas dalam daun terjadi melalui stomata. Penutupan stomata penting untuk mencegah kehilangan air pada waktu persediaan air terbatas, tetapi sekaligus membatasi pengambilan karbondioksida untuk fotosintesis. Kebanyakan tumbuhan ditanam di tempat yang mendapatkan radiasi matahari penuh daan memiliki stomata pada kedua permukaan daun.

Di dalam daun banyak terdapat sel mesofil dan ruang antar sel. Tipe sel mesofil pada tumbuhan dikotil dan tipe rumput-rumputan mempunyai anatomi daun yang berbeda, tetapi tidak dapat dibuktikan mana yang yang lebih efisien dalam menyerap cahaya matahari. Namun perbedaan antara tanaman C_3, C_4, dan CAM benar-benar mempengaruhi efisiensi fotosintesis.

Dalam proses fotosintesis yang sangat menentukan terjadinya proses fotosintesis adalah klorofil. Klorofil sendiri terbentuk karena adanya berbagai factor diantaranya :

1. Faktor Pembawaan

Pembentukan klorofil seperti pada pembentukan pigmen-pigmen pada manusia dan hewan yang dibawa oleh suatu gen tertentu di dalam kromosom. Jika gen itu tidak ada maka tanaman akan tampak putih semua.

2. Cahaya

Tanaman yang tumbuh ditempat gelap tidak berhasil membentuk klorofil. Tetapi terlalu banyak cahaya juga berpengaruh buruk terhadap klorofil. Larutan klorofil yang dihadapkan kepada cahaya kut tampakberkurang hijaunya.

3. Oksigen

Kecambah yang ditumbuhkan di dalam gelap kemudian ditempatkan di cahaya tidak mampu membentuk klorofil, jika tidak diberikan oksigen.

4. Karbohidrat

Dalam bentuk gula sangat membantu pada pembentukan klorofil dalam daun-daun yang mengalami tumbuh dalam gelap (etiolasi). Tanpa pemberian gula daun-daun tersebut tidak dapat menghasilkan klorofil meskipun factor lain cukup ada.

5. Nitrogen, Magnesium

Besi yang menjadi bahan-bahan pembentuk klorofil sudah tentu merupakaan suatu keharusan, kekurangan akan salah satu dari zat-zat tersebut mengakibatkan klorosis pada tumbuhan.

6. Air

Kekurangan air mengakibatkan desintegrasi dari klorofilseperti terjadi pada rumput dan pohon-pohonan di musim kering.

7. Temperatur

Antara 3°-48° C merupakan suatu kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan tanaman, akan tetapi yang paling baik ialah antara 26°-30° C

Fotosintesis sangat dipengaruhi oleh beberapa factor yang apabila salah satu factor tersebut tidak ada maka fotosintesis tidak dapat berlangsung dengan baik. Factor-faktor tersebut antara lain cahaya, suhu, oksigen, karbondioksida dan klorofil. Factor-faktor ini berpengaruh langsung terhadap berlangsungnya fotosintesis. Sedangkan air dan unsur-unsur mineral mempunyai pengaruh yang tidak langsung terhadap laju fotosintesis.

Cahaya yang digunakan dalam fotosintesis merupakan cahaya tampak  yang menjadi bagian spektum energi radiasi. Energi radiasi yang tersedia untuk fotosintesis di bumi berasal dari matahari. Karena kegiatan klorofil merupakan akibat langsung interaksi antara foton dan klorofil, pengukuran cahaya yang digunakan dalaam fotosintesis sering berdasarkan aliran foton dan bukan berdasarkan energi. Pengukuran ini disebut radiasi aktif fotosintesis (PAR). Energi yang diberikan oleh sinar itu bergantung pada kualitas (berapa panjang gelombang), intensitas (banyaknya sinar per 1 cm² per detik), dan juga pada waktu (sebentar atau lama).

VII.    KESIMPULAN

1.       Proses fotosintesis sangat dipengaruhi oleh adanya suatu intensitas cahaya.

2.       Proses fotosintesis mengubah zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organic serta diasimolasikan di dalam tubuh tanaman dengan disertai adanya cahaya.

3.       Factor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis yaitu cahaya, suhu, klorofil, oksigen, karbondioksida dan air.

DAFTAR PUSTAKA

Pratiwi, Maryati dkk. 1999. Buku Penuntun BIOLOGI SMU Jilid 3 untuk Kelas 3. Jakarta : Erlangga.

Saktiyono, MSi. 1999. Seribu Pena Biologi SMU Jilid 3 Kelas 3. Jakarta : Erlangga

Syamsuri, Istamar et al. 1994. Biologi 2000 Jilid 3A untuk SMU kelas 3.  Jakarta : Erlangga

Salisbury, Frank B dan Ross, Cleon W. 1995. Fisiologi Tumbuhan jilid 1. Bandung : ITB.