fotosintesis

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Banyak proses yang berlangsung dalam daun, tetapi yang menjadi pembeda dan yang terpenting ialah proses pembuatan bahan makanan. Tumbuhan hijau memiliki kemampuan membuat makanan dari bahan-bahan baku dari tanah dan udara, dan pada aktifitas inilah bergantung kehidupan tumbuhan dan kehidupan seluruh binatang dan manusia. Seluruh benda hidup memerlukan energi tidak saja untuk pertumbuhan dan reproduksi, tetapi juga untuk mempertahankan kehidupan itu sendiri. Energi ini berasal dari energi kimiawi dalam makanan yang dikonsumsi, sedangkan makanan itu asalnya dari proses fotosintesis (Tjitrosomo, 1990).

Sebelum awal abad ke 18, para ilmuwan percaya bahwa tumbuhan memperoleh semua bahan penyusunnya dari tanah. Pada tahut 1727, Stephen Hales mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya terlibat dalam proses ini. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan. Pada tahun 1771, Joseph Priestley seorang pastor dan ahli kimia berkebangsaan Inggris menyinggung O2 (walaupun zat yang disebutnya sebagai udara yang tidak mudah terbakar ini belum dikenal sebagai molekul) ketika ia menememukan bahwa tumbuhan hijau dapat memperbaharui udara yang kotor akibat pernapasan hewan. Kemudian, seorang dokter berkebangsaan Belanda Jan Ingenhous, memperlihatkan bahwa cahaya diperlukan untuk memurnikan cahaya tersebut (Salisbury dan Ross, 1995).
Pada akhir abad ke 19 ilmu pengetahuan dari fotosintesis lebih menyempit, tapi beberapa pengertian mengalir deras pada abad ke 20. Sampai pada saat itu tiba kita tahu bahwa tumbuhan mengabsorbsi CO2 dan mengalirkannya ke senyawa organik. Cahaya merupakan energinya. Oksigen telah diproduksi sebagai hasil dari proses dan tanaman pada gelap mengabsorbsi O2 dan menukarkan CO2 seperti hewan (Ting, 1982).

Daun berfungsi sebagai organ utama fotosintes pada tumbuhan tingkat tinggi. Evolusi daun telah mengembangkan suatu struktur yang akan menahan kekerasan lingkungan namun juga efektif dalam penyerapan cahaya dan cepat dalam pengambilan CO2 untuk fotosintesis. Kebanyakan daun tanaman budidaya mempunyai :
1. Permukaan luar yang luas dan datar,
2. lapisan pelindung permukaan atas dan bawah,
3. banyak stomata per satuan luas,
4. permukaan daun yang luas dan rongga udara yang saling berhubungan,
5. sejumlah besar kloroplast dalam setiap sel, dan
6. hubungan yang erat antara ikatan pembuluh dan sel-sel fotosintesis.
Sehelai daun yang ideal untuk pertukaran gas dan penangkapan cahaya adalah setebal satu sel, tetapi kekerasan lingkungan alami menuntut beberapa lapisan sel dan pelindung permukaan agar tetap lestari (Gardner dkk, 1991).


Tujuan Percobaan

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

Kegunaan percobaan

- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti prakrikum di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
- Sebagai bahan informasi untuk pihak yang membutuhkan.


TINJAUAN PUSTAKA

Materi-materi kasar digunakan oleh tanaman dalam membangun makanan organik, seperti karbohidrat, glukosa, fruktosa dalam bentuk air dan karbon dioksida. Pertambahan dari keuntungan fotosintesis dan pertukaran CO2 seimbang selama musim dingin telah diberitahukan (Pradhan, 2001).
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 ( panjang gelombang < 700 nm ), membuat peta dua buah perubahan energi primer didalam dua fotosistem yang berlainan (Wilkins, 1969).
Fotosintesis adalah fenomoena biologi yang paling terpenting di dunia. Fotosintesis menggunakan materi-materi organik di bumi setelah diproduksi. Materi-materi organik ini berasal dari penyedia makanan dan hewan-hewan lain untuk sebagai sumber energi, tersedia dalam bentuk materi-materi kasar untuk mensintesis dan memproduksi sintesis serat, plastik, poliester, dan materi lain yang digunakan (Ting, 1982)
Lazimnya peristiwa fotosintesis dinyatakan dalam persamaan reaksi kimia sebagai berikut :
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
peristiwa ini hanya berlangsung jika ada klorofil dan ada cukup cahaya (Dwidjoseputro, 1994).
Pada tumbuhan tinggi, klorofil terdiri dari dua jenis pigmen : klorofil a (C55H72O5N4Mg) yang berwarna hijau-biru, dan klorofil b (C55H70O6N4Mg) yang berwarna hijau-kuning. Unsur-unsur magnesium merupakan 2,7% dari klorofil. Proporsi dari kedua pigmen ini agak berbeda pada berbagai tumbuhan, rata-rata pada tumbuhan bunga nisbah kandungan kedua pigmen ini sekitar tiga bagian klorofil a dan satu bagian klorofil b. Dengan perkecualian beberapa jenis bakteri berpigmen, klorofil a selalu ada dalam tumbuhan hijau, klorofil b terdapat bersama-sama dengan klorofil a pada ganggang hijau dan semua tumbuhan tinggi (Tjitrosomo, 1990).
Pengaruh utama dari perubahan dalam kerapatan pengaliran terjadi pada proses yang menggunakan cahaya sebagai suatu sumber energi fotosintesis dan bukannya pada penggunaan cahaya sebagai suatu indikator lingkungan. Untuk kebanyakan tanaman, fotosintesis menjadi jenuh cahaya pada kerapatan pengaliran yang jauh dibawah 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 rendah (Andani dan Purbayanti, 1991).
Fotosintesis harus dipisahkan menjadi bagian-bagian penyusunnya untuk menetapkan responnya terhadap temperatur. Reaksi terang atau fosforilasi, tidak tergantung pada temperatur dalam rentang suhu kondisi tubuh tanaman. Fiksasi CO2 merupakan reaksi yang dikendalikan oleh enzim, dan meningkat dengan laju penambahan makin tinggi sejalan dengan meningkatnya temperatur hingga mencapai temperatur yang menyebabkan denaturasi enzim-enzimnya
(Gardner dkk, 1991).
Fotosintesis adalah jalan kecil metabolisme dimana NADPH dan ATP diproduksi oleh reaksi terang dan dipakai untuk merombak anorganik CO2 menjadi organik karbon. Reaksi ini menunjukkan reaksi gelap fotosintesis, tetapi penunjukan ini sangat menyesatkan, sejak implikasi ini bisa mereka proses tanda adanya cahaya (Hopkins, 1995).
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 energi
b. Faktor dalam : pigmen, enzim, tingkat organisasi
(Dartius, 1991).
Secara alami siklus gelap terang berlangsung selama 24 jam, berarti jika lama periode terang 14 jam, maka lama periode gelap otomatis adalah 10 jam; sebaliknya jika periode terang hanya 10 jam, maka lama periode gelap menjadi 14 jam. Dengan kata lain, jika periode terang semakin panjang, maka periode gelap akan menjadi semakin singkat, atau sebaliknya (Lakitan, 1996).
Daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90% cahaya ungu dan biru, demikian pula untuk cahaya jingga dan merah. Hampir seluruh penyerapan ini dilakukan oleh pigmen-pigmen kloroplast. Pada membran tilakoid, setiap foton dapat mengeksitasi satu elektron dari pigmen karatenoid atau klorofil. Klorofil berwarna hijau merupakan bukti bahwa pigmen ini tidak efektif untuk menyerap cahaya hijau (Lakitan, 1993).


BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan dengan ketinggian 25 m dpl. Percobaan dilakukan pada hari rabu tanggal 29 Oktober 2008 pada pukul 15.00 WIB sampai selesai.

Bahan dan Alat

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Hydrilla verticulata sebagai objek percobaan, air kolam sebagai media percobaan dan kertas minyak (merah, kuning, hijau) sebagai indikator panjang gelombang cahaya merah, kuning, dan hijau.

Adapub alat-alat yang diperlukan dalam percobaan ini adalah gelas beaker yang berfungsi sebagai tempat/ wadah percobaan, funel sebagai alat penahan corong, tabung reksi sebagai penutup corong, timbangan untuk menimbang Hydrilla, ember sebagai tempat air kolam, stopwatch sebagai penghitung waktu, buku data sebagai tempat menulis data, kalkulator sebagai alat penghitung, dan penggaris untuk menggarisi buku data.

Prosedur Percobaan

- Ditimbang Hydrilla verticulata sebanyak 10 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 2cm 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 10 menit, sebanyak 5 kali
- Dihitung besar kecepatan fotosintesa dengan rumus :
Volume O2
Kecepatan Fotosintesa =
Waktu

Gambar percobaan :
- Kertas minyak merah



1


2


3
4 4
5


- Kertas minyak hijau




1




2




3
4

5





- Kertas minyak kuning


1


2



3
4
5

Keterangan gambar :
1. Tabung reaksi
2. Kertas minyak ( merah, kuning, hijau )
3. Funnel
4. Corong
5. Hydrilla verticulata


HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Waktu

Cahaya
10’

20’
30’
40’
50’

Merah

133
815
1070
940
1030

Kuning

24
154
186
230
302

Hijau

7
5
6
20
40


> 1000 = banyak
251 ¬¬¬-1000 = sedang
5 - 250 = sedikit

Waktu

Cahaya
10’

20’
30’
40’
50’

Merah

Sedikit
Sedang
Banyak
Sedang
Banyak

Kuning

Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedang
Sedang

Hijau

Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedikit

Perhitungan
Volume O2
Kecepatan Fotosintesa =
Waktu

1. Cahaya merah
- Pada menit ke 10
133
Kecepatan Fotosintesa = = 0,22 kali/ detik
600

- Pada menit ke 20
815
Kecepatan Fotosintesa = = 1,35 kali/ detik
600

- Pada menit ke 30
1070
Kecepatan Fotosintesa = = 1,78 kali/ detik
600

- Pada menit ke 40
940
Kecepatan Fotosintesa = = 1,56 kali/ detik
600

- Pada menit ke 50
1030
Kecepatan Fotosintesa = = 1,71 kali/ detik
600
2. Cahaya kuning
- Pada menit ke 10
24
Kecepatan Fotosintesa = = 0,04 kali/ detik
600

- Pada menit ke 20
154
Kecepatan Fotosintesa = = 0,25 kali/ detik
600

- Pada menit ke 30
186
Kecepatan Fotosintesa = = 0,31 kali/ detik
600

- Pada menit ke 40
230
Kecepatan Fotosintesa = = 0,38 kali/ detik
600

- Pada menit ke 50
302
Kecepatan Fotosintesa = = 0,50 kali/ detik
600

3. Cahaya hijau
- Pada menit ke 10
7
Kecepatan Fotosintesa = = 0,01 kali/ detik
600

- Pada menit ke 20
5
Kecepatan Fotosintesa = = 0,008 kali/ detik
600

- Pada menit ke 30
6
Kecepatan Fotosintesa = = 0,01 kali/ detik
600

- Pada menit ke 40
20
Kecepatan Fotosintesa = = 0,03 kali/ detik
600

- Pada menit ke 50
40
Kecepatan Fotosintesa = = 0,06 kali/ detik
600

Pembahasan

Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa kecepatan fotosintesa antara warna merah dan warna hijau sangat berbeda. Hydrilla lebih cepat berfotosintesa dengan pemberian cahaya merah. Pada cahaya hijau kecepatan rata-rata fotosintesa adalah 0,0236 kali/ detik dan pada cahaya merah kecepatan rata-rata fotosintesa adalah 1,324 kali/ detik. Hal ini terjadi karena tanaman pada umumnya lebih banyak menyerap cahaya merah dibandingkan cahaya hijau. Hal ini sesuai dengan literatur dari lakitan (1993) yang menyatakan bahwa daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90% cahaya ungu dan biru, demikian pula untuk cahaya jingga dan merah. Klorofil berwarna hijau merupakan bukti bahwa pigmen ini tidak efektif untuk menyerap cahaya.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa kecepatan fotosintesa yang paling sedikit adalah pada menit ke 20 pada kertas minyak warna hijau yaitu sebanyak 5 gelembung. Ini dikarenakan pada menit ke 20 cahaya sudah mencapai titik jenuhnya. Hal ini sesuai dengan literatur Tjitrosomo (1990) yang menyatakan bahwa pada daun tumbuhan yang habitat normalnya cahaya matahari terang, laju fotosintesis cenderung sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima oleh daun sampai maksimum seperlima atau sepertiga cahaya matahari penuh. Titik yang ada padanya terdapat peningkatan intensitas lebih lanjut namun tidak meningkatkan laju fotosintesis dinamakan titik jenuh cahaya.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa ada faktor-faktor lain yang mempengaruhi proses fotosintesa 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 energi kimia melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis. Fotosintesis bergantung pada :
a. faktor luar, yaitu hara , mineral, air, karbondioksida, suhu, dan energi
b. faktor dalam, yaitu pigmen, enzim, dan tingkat organisasi.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa CO2 berpengaruh terhadap kecepatan fotosintesa, dimana NADH dan ATP diproduksi oleh reaksi terang dan dipakai untuk merombak organik CO2 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 CO2 menjadi organik karbon.


KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan didapat bahwa gelembung yang paling banyak terbentuk adalah pada menit ke 30 pada kertas minyak warna merah sebanyak 1070 gelembung.
2. Dari hasil percobaan diketahui bahwa gelembung yang paling sedikit terbentuk adalah pada menit ke 20 pada kertas minyak warna hijau yaitu sebanyak 5 gelembung.
3. Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kertas minyak warna merah gelembung yang paling banyak adalah pada menit ke 30 sebanyak 1070 gelembung dan yang paling sedikit pada menit ke 10 yaitu sebanyak 133 gelembung.
4. Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kertas minyak yang berwarna kuning, gelembung yang paling banyak adalah pada menit ke 50 yaitu sebanyak 302 gelembung dan yang paling sedikit adalah pada menit ke 10 sebanyak 24 gelembung.
5. Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kertas minyak warna hijau, gelembung yang paling banyak adalah pada menit ke 50 sebanyak 40 gelembung dan yang paling sedikit adalah pada menit ke 20 yaitu sebanyak 5 gelembung.

Saran

Sebaiknya praktikum dilakukan pada pagi hari saat matahari mulai muncul agar didapat hasil yang akurat dan praktikan sebaiknya membawa payumg pada saat praktikum supaya tidak kepanasan.


DAFTAR PUSTAKA

Andani, S dan Purbayanti, E.D., 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Yogyakarta. UGM Press.

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

Gardner, F.P; R,B. Pearce; dan Mitchell, R.L., 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya diterjemahkan oleh Herawati Susilo. Jakarta. UI-Press.

Hopkins, W.G., 1995. Introduction to Plant Physiology. New York. Jhon Wiley and Sons, Inc.

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

., 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Jakarta. PT.Raja Grafindo Persada.

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

Salisbury, F.B dan Ross, C.W., 1995. Fisiologi Tumbuhan edisi keempat. Bandung. ITB-Press.

Ting, I.P., 1982. Plant Physiology. London. Addison-Wesley publishing company.

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

Wilkins, M.B., 1969. Fisiologi Tanaman 1. Jakarta. Bumi Aksra.

fotosintesis

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmatNyalah penulis dapat menyelesaikan laporan ini dengan baik 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.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pengajar Prof. Dr. Ir. J. A. Napitupulu, MSc., Prof. Dr. Ir. M. Sitanggang, MSc., Ir. Meiriani, MP., Ir. Ratna Rosanty Lahay, MP., Ir. Haryati, MP., dan Ir. Lisa Mawarni, MP., selaku dosen mata kuliah Fisiologi Tumbuhan dan para asisten yang telah membantu dalam penyelesaikan laporan ini.

Penulis menyadari laporan ini banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dalam kesempurnaan laporan ini.


Medan, November 2008
Penulis


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................. i
DAFTAR ISI ............................................................................................ ii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ............................................................................... 1
Tujuan Percobaan .......................................................................... 2
Kegunaan Percobaan ...................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 4
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Percobaan ....................................................... 11
Bahan dan Alat ............................................................................... 12
Prosedur Percobaan ....................................................................... 13
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil ............................................................................................... 15
Perhitungan .................................................................................... 16
Pembahasan .................................................................................... 19
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ..................................................................................... 21
Saran ............................................................................................... 21
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN


PENDAHULUAN

Latar Belakang

Fotosintesis merupakan fenomena biologi yang jauh lebih penting di bumi. Melalui fotosintesis semua bahan organik yang berguna yang tersedia di muka bumi telah diproduksi. Tingkat bahan organik dari persediaan makanan nyata bagi kita dan hewan lainnya sebagai sumber energi utama, disimpan dalam tempat penyimpanan bahan bakar, dan kurang nyatanya bahan mentah untuk sintesis dan produksi sintesis serat, plastik, poliester, dan bahan berguna lainnya. Yang paling penting dari karbon ditentukan pada tanaman tahunan sangat mengejutkan. Diperkirakan bahwa ada sekitar 1,55x1011 ton dari tiap-tiap bahan kering yang diproduksi oleh fotosintesis tanaman, sekitar 60% diproduksi pada dataran dan sisanya dalam larutan dan selanjutnya air dalam tubuh (Ting, 1982).

Hubungan fotosintesis dengan manusia bukan saja penting ditinjau dari segi makanan, tetapi juga penting karena manusia tergantung pada proses ini untuk sebagian besar kepentingan ekonominya. Banyak bahan dasar industri secara langsung atau tidak langsung berasal dari fotosintesis. Pembuatan alkohol dan produk-produk fermentasi lainnya sebagian bergantung pada suplai molasa (tetes) dan biji serealia, serat tekstil, tumbuhan dan hewan, kayu gelondongan, produk pulpa (bubur kayu), lemak nabati, getah, dan damar, semuanya bergantung pada aktivitas fotosintesis tumbuhan hijau (Tjitrosomo, 1999).

Daun berfungsi sebagai organ utama fotosintesis pada tumbuhan tingkat tinggi. Evolusi daun telah mengembangkan suatu struktur yang akan menahan kekerasan lingkungan, namun juga efektif dalam penyerapan cahaya dan cepat dalam penambilan CO2 untuk fotosintesis. Kebanyakan daun tanaman budidaya mempunyai (1) permukaan luar yang luas dan datar; (2) lapisan pelindung permukaan atas dan bawah; (3) banyak stomata per satuan luas; (4) permukaan dalam yang luas dan datar; (5) sejumlah besar kloroplas dalam setiap sel; dan (6) hubungan yang erat antara ikatan pembuluh dan sel-sel fotosintesis (Gardner, dkk., 1991).

Fotosintesis dan respirasi selular dapat dianggap sebagai dua proses yang berlawanan, meskipun saling bergantung.
a. Fotosintesis melibatkan konversi energi cahaya, karbondioksida, dan air menjadi mekanisme yang paling penting untuk menghasilkan oksigen. Oksigen dibutuhkan untuk tahap akhir respirasi selular
b. Respirasi selular melibatkan konversi glukosa dan gula lain menjadi senyawa fosfat berenergi tinggi, karbondioksida, dan air. Fotosintesis mencegah okumulasi karbondioksida mencapai kadar toksinya di atmosfer
(Bresnick, 2003).

Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dalam percobaan “Fotosintesis” ini adalah untuk mengetahui pengaruh intensitas cahaya matahari terhadap kecepatan fotosintesis tanaman hydrilla (Hydrilla verticulata).


Kegunaan Percobaan

- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan
- Sebagai informasi bagi pihak yang membutuhkan


TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis pada hakikatnya merupakan satu-satunya mekanisme masuknya energi ke dalam dunia kehidupan. Satu-satunya kekecualian terjadi pada bakteri kemosintetik, yang memperoleh energi dengan mengoksidasi substrat anorganik seperti ion besi dan belerang terlarut dari kerak bumi, atau mengoksidasi H2S yang berasal dari kegiatan gunung berapi. Selain itu, arus panas di dasar lautan memasukkan energi ke sistem biologi dalam bentuk bahan (Salisbury dan Ross, 1992).

Fotosintesis menyediakan nutrisi bagi hampir semua makhluk hidup, baik secara langsung maupun tak langsung
1. Fotoautotrof menggunakan fotosintesis secara langsung untuk menyintesis molekul organik. Fotoautotrof meliputi:
a. Tumbuh-tumbuhan
b. Alga multiselular (misalnya, ganggang, kolam, kelp)
c. Beberapa protista uniselular (misalnya euglena)
d. Beberapa prokariotik (misalnya cyanobacteria)
2. Heterotrof tidak dapat memproduksi molekul organik makanannya sendiri, tetapi mendapat nutrisi dengan memakan organisme lain atau produknya. Heterotrof meliputi
a. Eukariota multiselular (misalnya bunga karang, serangga, ikan, amfibi, mamalia)
b. Fungi, makan dengan mendekomposisi zat organik
c. Beberapa prokariota (misalnya bakteri uniselular yang bertindak sebagai dekomposer)
(Bresnick, 2003).

Pada tumbuhan tinggi, klorofil terdiri dari dua jenis pigmen: klorofil a (C55H72O5N4Mg) yang berwarna hijau-biru, dan klorofil b (C55H70O6N4Mg) yang berwarna hijau-kuning. Proporsi dari kedua pigmen ini agak berbeda pada berbagai tumbuhan, tetapi rata-rata pada tumbuhan bunga nisbah kandungan kedua pigmen ini sekitar tiga bagian klorofil a dan satu bagian klorofil b. Dengan perkecualian beberapa jenis bakteri berpigmen, klorofil a selalu ada dalam tumbuhan hijau.Klorofil b terdapat bersama-sama dengan klorofil a pada ganggang hijau dan semua tumbuhan tinggi. Klorofil c dan d terdapat sebagai pengganti klorofil b dan jenis-jenis ganggang tertentu, klorofil c pada ganggang coklat dan diatom, dan klorofil d pada ganggang merah (Tjitrosomo, 1999).

Daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90% cahaya ungu dan biru demikian pula untuk cahaya jingga dan merah. Hampir seluruh penyerapan ini dilakukan oleh pigmen-pigmen kloroplast. Pada membran tilakoid setiap foton dapat mengoksidasi satu elektron dari pigmen karatenoid atau klorofil. Klorofil berwarna hijau merupakan bukti bahwa pigmen ini tidak efektif untuk menyerap cahaya hijau (Lakitan, 1996).

Dalam proses sintesis ini membuat karbohidrat sederhana seperti glukosa dari bahan mentah anorganik. Dalam proses ini molekul air dan karbondioksida dipecah dan atom-atom digabungkan kembali ke dalam senyawa baku dan energi perlu dikeluarkan. Dalam reaksi ini, kandungan energi dari produk akhir lebih besar daripada bahan mentah tadi. Energi dari produk akhir lebih besar daripada bahan mentah tadi. Energi perlu disediakan dari luar. Keperluan energi disediakan oleh cahaya matahari. Energi dari matahari disimpan dalam bentuk senyawa organik energi kimia oleh tanaman hijau. Dalam proses ini hanya terjadi dalam sel tumbuhan yang memiliki pigmen hijau. Proses pembuatan makanan, pada dasarnya terdiri dari sintesis karbohidrat sederhana dari air dan karbondioksida dalam kehadiran cahaya matahari oleh tanaman hijau. Proses ini dikenal sebagai fotosintesis (Pradhan, 1997).

Tanaman hijau, alga, dan beberapa bakteri mampu menyerap energi cahaya matahari dan kemudian merubahnya dalam energi kimia, dimana mereka menyimpan untuk kegunaan bekal sehingga senyawa organik karbon, cahaya,merangsang anabolisme karbondioksida yang dihubungkan dengan fotosintesis dan organisme mampu mengangkut proses ini sebagai fotoautotrof yang sebenarnya (Foyer, 1984).

Proses fotosintesis secara umum dapat digambarkan dengan persamaan reaksi berikut ini:
6CO2 + H2O + 672 kkal → C6H12O6 + 6O2
Karbondioksida air energi radiasi glukosa oksigen
(Tjitrosomo, 1999)

Fotosintesis adalah evolusi O2 yang digerakkan cahaya dai 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 (λ < 700 nm), membuat peka dua buah perubahan energi primer di dalam dua fotosintesis yang berlainan (Wilkins, 1992).
Asimilasi dari CO2 adalah tidak kompetitif bagi tanaman hijau. Semua aspek dari fungsi fisiologi adalah mengerjakan itu. Kadang produksi dari biji merupakan sebuah strategi untuk menstabilkan fiksasi dari karbon (Hopkins, 1995).

Pada fotosintesis dilepaskan O2. Hal ini dibuktikannya dengan percobaannya yang menggunakan tanaman air Hydrilla verticulata di bawah corong terbalik. Jika tanaman tersebut kena sinar, maka timbullah gelembung-gelembung gas yang akhirnya mengumpul di dasar tabung reaksi. Gas ini ternyata oksigen (Dwidjoseputro, 1994).

Agar dapat mengerti bagaimana berbagai faktor berperan terhadap kecepatan fotosintesis, perlu dipelajari pengetahuan tentang apa yang disebut oleh faktor pembatas. Blackman mengajukan prinsip faktor pembatas sebagai berikut: “Jika kecepatan suatu dipengaruhi oleh sejumlah faktor terpisah, kecepatan itu dibatasi oleh langkah faktor yang paling lambat. Prinsip Blackmann telah diulas dengan mengingat hubungan antara konsentrasi karbondioksida dengan kecepatan fotosintesis, tetapi akan sama baiknya jika diulas dengan cara menggambarkan kecepatan fotosintesis itu sebagai fungsi intensitas cahaya pada berbagai konsentrasi karbondioksida. Di sini keadaanya akan terjadi sebaliknya. Fotosintesis akan penuh cahaya jika karbondioksida menjadi faktor pembatas (Loveless, 1991).

Sebagai hasil penyelidikan-penyelidikan modern, maka fotosintesis dapat dibagi dalam dua kelompok reaksi. Kelompok pertama disebut reaksi cahaya, yaitu reaksi-reaksi yang memerlukan cahaya. Kelompok kedua disebut reaksi gelap, yaitu reaksi-reaksi yang tidak memerlukan cahaya. Pada kelompok pertama. Cahaya matahari digunakan untuk memecahkan (menguraikan) molekul-molekul air menjadi oksigen (gas) dan hidrogen. Gas oksigen selanjutnya dilepaskan ke udara, sedangkan hidrogen ditangkap oleh molekul-molekul penerima hidrogen, yaitu nikotin adenin dinukleotide fosfat (NADP). Reaksi fotosintesis penguraian molekul air ini disebut reaksi fotosintesis air, atau sering disebut reaksi Hill.
cahaya
2H2O + 4NADP 4NADPH + O2
Gas oksigen
Diperoleh bukti bahwa seluruh gas oksigen yang terbentuk berasal dari molekul air, dan bahwa dalam proses fotosintesis terbentuk molekul-molekul air yang baru. Reaksi penguraian air mengakibatkan peningkatan suplai hidrogen yang mudah digunakan (NADPH) untuk reaksi-reaksi kimiawi pada tahap selanjutnya dalam proses fotosintesis (reaksi gelap) (Tjitrosomo, 1999).

Salah satu dari dua fungsi penting cahaya dalam fotosintesis adalah mengangkut elektron dari H2O untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH. Fungsi lainnya adalah menyediakan energi untuk membentuk ATP dari ADP dan Pi. ATP disintesis dalam kloroplas yang diisolasi hanya pada waktu ada cahaya, dan proses tersebut dinamakan fosforilasi fotosintetik atau fotofosforilasi (Salisbury dan Ross, 1992).

Dengan tersedianya NADPH dan ATP maka tahap selanjutnya, yaitu tahap sintetik atau reaksi-reaksi gelap dalam proses fotosintesis, dapat berlangsung. Jadi secara ringkas, energi matahari diserap oleh klorofil dan digunakan untuk menguraikan molekul air, membentuk gas oksigen dan mereduksi molekul NADP menjadi NADPH. Energi cahaya juga difunakan untuk membentuk molekul-molekul ATP, NADPH, dan ATP digunakan untuk reaksi-reaksi yang akhirnya menghasilkan glukosa (Tjitrosomo, 1999).

Cahaya dengan intensitas yang rendah yang diberikan selama periode gelap sudah cukup efektif untuk menghambat pembungaan tanaman hari pendek, sebaliknya interupsi malam akan merangsang pembungaan tanaman hari panjang. Dalam fenomena interupsi malam, yang lebih menentukan adalah total energi cahaya yang diterima, bukan intensitas cahaya yang diberikan (Lakitan, 1996).

Pengaruh utama dari perubahan dalam kerapatan pengaliran terjadi pada proses yang menggunakan cahaya sebagai suatu sumber energi fotosintesis dan bukannya pada penggunaan cahaya sebagai suatu inikator lingkungan. Untuk kebanyakan tanaman, fotosintesis menjadi jenuh cahaya pada kerapatan pengaliran yang jauh di bawah meksimum yang biasa dialamnya sebagian besar karena masalah penyediaan CO2, tetapi di daerah beriklim sedang dan daerah kutub, kebalikannya sering terjadi dimana fotosintesis dibatasi oleh intensitas cahaya yang rendah (Fitter dan Hay, 1991).

Pada umumnya, pada daun tumbuhan yang habitat normalnya itu cahaya matahari terang, laju fotosintesisnya cenderung sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima oleh daun. Titik yang padanya terdapat peningkatan intensitas lebih lanjut namun tidak meningkatkan laju fotosintesis dinamakan titik jenuh cahaya. Bila cahaya, air, dan faktor-faktor lain optimum, maka konsentrasi karbondioksida pada umumnya menjadi faktor pembatas laju fotosintesis baik pada tumbuhan liar maupun pada tanaman pertanian. Seharusnya mungkin untuk meningkatkan foosintesis dengan meningkatkan konsentrasi karbondioksida dalam udara sekitar daun (Tjitrosomo, 1999).

Untuk mengetahui bagaimana cahaya menyebabkan terjadinya fotosintesis, perlu diketahui terlebih dahulu sifat-sifat cahaya. Cahaya memiliki sifat gelombang (wave nature) dan sifat partikel (particle nature). Cahaya mencakup bagian dari energi matahari dengan panjang gelombang antara 390 nm sampai 760 nm, dan tergolong cahaya tampak. Kisaran ini merupakan porsi kecil dari kisaran spektrum elektromagnetik (Lakitan, 1996)

Umur daun dan keadaan mineral mempengaruhi fotosintesis : proses penuaan menyebabkan kelembaban proses fotosintesis. Faktor utama yang mempengaruhi laju penuaan ialah kandungan nutriea mineral daun. Masukan nutriea mineral yang cukup memungkinkan daun muda maupun tua memenuhi kebutuhan mereka (Gardner, dkk., 1991).

Tanaman berhijau daun menyerap energi matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis tergantung pada:
a. Faktor luar: hara, mineral, air, CO2, suhu dan energi
b. Faktor dalam: pigmen, tingkat organisasi
(Dartius, 1991).


BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan pada ketinggian ± 25 meter di atas permukaan laut pada hari Sabtu, 8 November 2008 pukul 08.00 WIB sampai selesai.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Hydrilla verticulata 100 gram sebagai objek percobaan, air kolam sebagai media percobaan, kertas minyak (merah, kuning, hijau) sebagai penutup gelas beaker dan karet gelang sebagai pengikat.

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan adalah gelas beaker sebagai wadah percobaan, funnel berguna untuk menegakkan corong, tabung reaksi untuk menutup ujung corong, buku data untuk menulis hasil data pengamatan, alat tulis untuk mencatat data dan ember besar sebagai wadah hydrilla dan air kolam.

Prosedur Percobaan

- Ditimbang Hydrilla verticulata sebanyak 10 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, hijau, dan kuning
- Ditempatkan di bawah sinar matahari
- Diamati pada interval waktu 10 menit, sebanyak 5 kali
- Dihitung besar kecepatan fotosintesa dengan rumus :
Volume O2
Kecepatan fotosintesa =
Waktu

Gambar Percobaan

Kertas Minyak Merah

1



2

3
4
5

6

Kertas Minyak Kuning


1
2

3
4
5
6
Kertas Minyak Hijau
1

2

3
4
5
6

Keterangan gambar :
1. Tabung reaksi
2. Kertas minyak ( merah, kuning, hijau )
3. Funnel
4. Corong
5. Gelas beaker
6. Hydrilla verticulata


HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil
Waktu

Cahaya
10’

20’
30’
40’
50’

Merah

133
815
1070
940
1030

Kuning

24
154
186
230
302

Hijau

7
5
6
20
40

Range > 1000 = banyak
251 - 1000 = sedang
5 - 250 = sedikit

Waktu

Cahaya
10’

20’
30’
40’
50’

Merah

Sedikit
Sedang
Banyak
Sedang
Banyak

Kuning

Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedang

Hijau

Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedikit
Sedikit


Perhitungan
Volume O2
Kecepatan Fotosintesa =
Waktu
1. Cahaya merah
- Pada menit ke 10
133
Kecepatan Fotosintesa = = 0,22 kali/detik
600
- Pada menit ke 20
815
Kecepatan Fotosintesa = = 1,35 kali/detik
600
- Pada menit ke 30
1070
Kecepatan Fotosintesa = = 1,78 kali/detik
600
- Pada menit ke 40
1040
Kecepatan Fotosintesa = = 1,56 kali/detik
600
- Pada menit ke 50
1030
Kecepatan Fotosintesa = = 1,71 kali/detik
600
2. Cahaya kuning
- Pada menit ke 10
24
Kecepatan Fotosintesa = = 0,04 kali/detik
600
- Pada menit ke 20
154
Kecepatan Fotosintesa = = 0,25 kali/detik
600
- Pada menit ke 30
186
Kecepatan Fotosintesa = = 0,31 kali/ detik
600
- Pada menit ke 40
230
Kecepatan Fotosintesa = = 0,38 kali/detik
600
- Pada menit ke 50
302
Kecepatan Fotosintesa = = 0,503 kali/detik
600




3. Cahaya hijau
- Pada menit ke 10
7
Kecepatan Fotosintesa = = 0,012 kali/detik
600
- Pada menit ke 20
5
Kecepatan Fotosintesa = = 0,008 kali/detik
600
- Pada menit ke 30
6
Kecepatan Fotosintesa = = 0,01 kali/detik
600
- Pada menit ke 40
20
Kecepatan Fotosintesa = = 0,033 kali/detik
600
- Pada menit ke 50
40
Kecepatan Fotosintesa = = 0,067 kali/detik
600

Pembahasan

Dari hasil percobaan fotosintesis ini diperoleh hasil bahwa gelembung gas (O2) yang keluar dari corong lebih banyak pada cahaya merah dibandingkan dengan cahaya kuning ataupun cahaya hijau. Karena cahaya merah lebih cepat menyerap cahaya matahari dimana panjang gelombangnya sebesar 760 nm. Dibandingkan cahaya kuning dan cahaya hijau yang memiliki panjang gelombang lebih rendah daripada cahaya merah. Hal ini sesuai dengan literatur Lakitan (1996) yang menyatakan bahwa cahaya menyebabkan terjadinya fotosintensis. Cahaya mencakup bagian dari energi matahari dengan panjang gelombang antara 390 nm sampai 760 nm dan tergolong cahaya tampak. Kisaran ini merupakan porsi kecil dari kisaran spektrum elektromagnetik.

Dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan kertas minyak berwarna merah, kuning, dan hijau, gelombang gas O2 tertinggi terdapat pada kertas minyak warna merah sedangkan gelembung gas O2 terendah terdapat pada kertas minyak warna hijau. Hal ini disebabkan oleh pengaruh sinar dan temperatur yang kurang. Dimana cahaya digunakan sebagai sumber energi fotosintesis. Hal ini sesuai dengan literatur Fitter dan Hay (1991) yang menyatakan bahwa pengaruh utama dari perubahan dalam kerapatan pengaliran terjadi pada proses yang menggunakan cahaya sebagai sumber energi fotosintesis dan bukannya pada penggunaan cahaya sebagai suatu indikator lingkungan. Untuk kebanyakan tanaman, fotosintesis menjadi jenuh chaya pada kerapatan pengaliran yang jauh di bawah maksimum yang biasa dialaminya.

Dalam percobaan ini digunakan tanaman hydrilla karena tanaman hydrilla merupakan salah satu jenis tanaman yang bisa melakukan metabolisme di dalam air. Melalui tanaman hydrilla ini nantinya akan mengeluarkan gelembung-gelembung gas. Gelembung-gelembung gas ini adalah oksigen. Dari sinilah dibuktikan bahwa fotosintesis melepaskan oksigen (O2). Hal ini sesuai dengan literatur Dwidjoseputro (1994) yang menyatakan bahwa pada fotosintesis dilepaskan O2. Hal ini dibuktikan dengan percobaan yang menggunakan tanaman air Hydrilla verticulata di bawah corong terbalik. Jika tanaman tersebut kena sinar, maka timbullah gelembung-gelembung gas yang akhirnya mengumpul di dasar tabung reaksi. Ternyata gas ini adalah oksigen.

Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa kecepatan fotosintesa antara warna merah dan hijau sangat berbeda. Hydrilla lebih cepat berfotosintesa dengan pemberian cahaya merah. Hal ini sesuai dengan literatur Lakitan (1996) yang menyatakan bahwa daun dari spesies menyerap lebih dari 90% cahaya ungu dan biri, demikian pula untuk cahaya jingga dan merah.

Hasil dari tiap kertas bervariasi. Hal ini dikarenakan oleh faktor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis yaitu cahaya. Tetapi selain cahaya ada juga faktor lain yang mempengaruhinya yaitu air, CO2, dan suhu. Hal ini sesuai dengan literatur Dartius (1991) yang menyatakan bahwa tanaman berhijau daun mnyerap dan menangkap energi matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis . Fotosintesis bergantung pada:
a. Faktor luar : hara, mineral, air, CO2, suhu, dan energi
b. Faktor dalam : pigmen dan tingkat organisasi


KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Pada percobaan dengan menggunakan kertas minyak berwarna merah didapat gelembung terbanyak pada menit ke-50 yaitu 1030 gelembung
2. Pada percobaan dengan mengggunakan kertas minyak berwarna kuning, didapat gelembung terbanyak pada menit ke-50 yaitu 302 gelembung
3. Pada percobaan dengan menggunakan kertas minyak berwarna hijau didapat gelembung terbanyak pada menit ke-50 yaitu 40 gelembung
4. Pada percobaan dengan menggunakan kertas minyak berwarna merah didapat gelembung terendah pada menit ke-10 yaitu 133 gelembung
5. Pada percobaan dengan menggunakan kertas minyak berwarna kuning, didapat gelembung terendah pada menit ke-10 yaitu 24 gelembung sedangkan dengan kertas minyak hijau yaitu pada menit ke-20 yaitu 5 gelembung

Saran

Sebaiknya praktikum dilakukan pada siang hari sewaktu matahari naik supaya hasil yang diperoleh lebih akurat


DAFTAR PUSTAKA

Bresnick, S.D., 2003. Intisari Biologi. Hipokrates, Jakarta
Dartius, 1991. Biologi Umum. USU-Press, Medan
Dwidjoseputro, D., 1994. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

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

Foyer, C.H., 1984. Photosynthesis. A Wiley-Interscience Publication John Wiley and Sons, New York

Gardner, F.P., R.B.Pearce., dan R.L.Mitchell., 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI-Press, Jakarta

Hopkins, W.G., 1995. Introduction to Plant Physiology. A Wiley-Interscience Publication John Wiley and Sons, New York

Lakitan, B., 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT RajaGrafindo Persada, Jakarta

Loveless, A.R., 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta

Pradhan, S., 1997. Plant Physiology. Har-Anand Publications Pvt Ltd, New Delhi

Salisbury, F.B dan C.W.Ross., 1992. Fisiologi Tumbuhan. Jilid Dua Biokimia Tumbuhan. Edisi Keempat. ITB, Bandung

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

Tjitrosomo, S.U., 1999. Botani Umum 2. Penerbit Angkasa, Bandung

Wilkins, M.B., 1992. Fisiologi Tanaman. Bumi Aksara, Jakarta

fotosintesis

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 energi 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 organisme 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 < 700 nm), membuat peka dua buah perubahan energi primer di dalam dua fotosistem yang berlainan (Wilkins, 1969).
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 Hydrilla verticulata.

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 metabolisme dimana NADPH dan ATP diproduksi oleh reaksi terang dan dipakai untuk merombak anorganik CO2 menjadi organik karbon. Reaksi ini menunjukkan “reaksi gelap” fotosintesis, tetapi penunjukan ini sangat menyesatkan, 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 rendah (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 Laboratorium 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 = 0.1
600
30’ = 80 = 0.13
600
40’ = 34 = 0.056
600
50’ = 69 = 0.115
600


Kuning: 10’ = 74 = 0.123
600
20’ = 51 = 0.085
600
30’ = 139 = 0.232
600
40’ = 72 = 0.12
600
50’ = 29 = 0.048
600

Hijau: 10’ = 25 = 0.042
600
20’ = 25 = 0.042
600
30’ = 14 = 0.023
600
40’ = 4 = 0.67 x 10-3
600
50’ = 2 = 3.3 x 10-3
600

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 energi kimia melalui proses yang dikenal sebagai fotosintesis. Fotosintesis tergantung pada:
a. Faktor luar, yaitu hara, mineral, air, C02, 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
Lakitan, B. 1993. Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta
________. 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