LAPORAN PRAKTIKUM FOTOSINTESIS

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah proses pengubahan zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya. Proses fotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan yang mempunyai klorofil. Proses ini hanya akan terjadi jika ada cahaya dan melalui perantara pigmen hijau daun yaitu klorofil yang terdapat dalam kloroplas (Kimball, 2002).

Tumbuhan tingkat tinggi umumnya tergolong pada organisme autrotof, yaitu makhluk yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya.  Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari fotosintesis.  Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa (Kimball, 2002).

Dalam kehadiran cahaya, fotosintesis dapat terjadi pada sembarang bagian hijau tumbuhan, akan tetapi pada tumbuhan darat yang khusus hanya daun dengan bagian permukaan yang luas dan kloroplas yang banyak yang merupakan pusat utama proses dari fotosintesis.  Karbondioksida yang digunakan pada fotosintesis diperoleh dari atmosfer yang biasanya mengandung gas ini sekitar 0,03 persen volume (Kimball, 2002).

Praktikum kali ini akan melakukan percobaan tentang fotosintesis. Fotosintesis adalah suatu proses biologi kompleks. Proses fotosintesis menggunakan energi cahaya yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yng terdapat di dalam kloroplas. Fotosintesis memerlukan CO2 dan H2O sebahan untuk menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen. Karbohidrat mantap yang pertama kali terbentuk adalah glukosa. Proses ini dipengaruhi oleh bermacam-macam faktor seperti suhu, cahaya, kadar oksigen, kadar H2O/air, unsur hara dan unsur daun (Kimball, 1999).

1.2  Rumusan Masalah

Adapun pertanyaan dasar yang merupakan perumusan masalah dalam penyusunan laporan ini adalah :

1.      Apa yang dimaksud fotosintesis?

2.      Perlakuan manakah yang menghasilkan gelembung udara lebih banyak, tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃?

3.      Apa penyebab terjadinya perbedaan banyak gelembung tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃?

4.      Gas apa yang ada pada gelembung udara dalam percobaan menggunakan tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃?

5.      Bagaimana cara membuktikan gas yang dihasilkan dalam peristiwa ini?

6.      Apa fungsi penambahan NaHCO₃ pada percobaan?

1.3  Tujuan Penelitian

Ada pun tujuan dari kegiatan penelitian ini adalah:

1.      Mengetahui maksud dari fotosintesis

2.      Mengetahui perlakuan manakah yang menghasilkan gelembung udara lebih banyak, tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃

3.      Mengetahui penyebab terjadinya perbedaan banyak gelembung tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃

4.      Mengetahui gas apa yang ada pada gelembung udara dalam percobaan menggunakan tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃

5.      Mengetahui cara membuktikan gas yang dihasilkan dalam percobaan

6.      Mengetahui fungsi penambahan NaHCO₃ pada percobaan

1.4  Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkan diperoleh pengetahuan dan pembuktian mengenai tumbuhan yang berfotosintesis membutuhkan bahan-bahan yaitu cahaya, gas CO₂, dan air yang kemudian menghasilkan zat makanan dan gas O₂.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun suatu tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan klorofil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).

Sebagai makhluk hidup yang tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan  NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa (Kimball, 1999).

Klorofil adalah pigmen karena menyerap cahaya, yakni radiasi elektromagnetik di spektrum kasat mata. Cahaya putih mengandung semua warna spektrum kasat mata dari warna merah sampai violet, tidak seluruh panjang gelombang unsur dapat diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Klorofil tadi berfungsi menyerap cahaya matahari. Tenaga eksitasi yang diperoleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen yang dibebaskan ke atmosfer, peristiwa ini disebut peristiwa fotolisis air . Oleh karena itu proses fotosintesis pada tumbuhan dibedakan atas reaksi terang dan reaksi gelap, yaitu (Supeni , 1996) :

1.  Reaksi Terang

Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung di grana yang dilaksanakan oleh fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektron.

2.  Reaksi gelap

Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO2 oleh molekul RBP (Ribolusa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung di stroma, reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu:

a. Karboksilasi, merupakan pengikatan CO2 oleh RBP untuk membentuk molekul  PGA.

b. Reduksi : PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C).

c. Regenerasi : pembentukan kembali RBP.

Fotosintesis merupakan proses sintesis senyawa organik (glukosa) dari zat anorganik (CO2  dan H2O) dengan bantuan energi cahaya matahari. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Maka persamaan reaksinya dapat dituliskan :klorofil        

Peristiwa fotosintesis ini berlangsung bila ada klorofil dan cahaya yang cukup. Klorofil terdapat sebagai butiran hijau yang berada dalam kloroplas dan umumnya kloroplas ini berbentuk oval, dengan bahan dasar disebut stroma sedangkan butiran-butiran yang terdapat didalamnya disebut grana. Pada klorofil terdapat rangkaian disebut dengan fitil yang dapat terlepas menjadi fitol (C20H39OH). Jika air dan pengaruh enzim klorofilisasi (Salibury&Ross, 1995).

Selain itu, laju fotosintesis dipengaruhi oleh hal-hal seperti suhu, CO2, dan cahaya. Pengaruh suhu sangat jelas yaitu semakin tinggi suhu maka fotosintesis akan berlangsung semakin cepat. CO2 dalam kloroplas stroma dipindahkan oleh RBP karboksilasi reaksi dan gradien CO2 masuk melalui dinding kloroplas, sitosol, membran sel, dan dinding sel ke luar lingkungan sel melalui stroma ke udara luar (Salibury&Ross, 1995).

BAB III

RANCANGAN PERCOBAAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

            Penelitian ini dilakukan di laboratorium biologi SMAN 1 Tuban pada tanggal 16 September 2013.

3.2 Metode Penelitian

Metode yang kami lakukan adalah melakukan observasi langsung dengan melaksanakan percobaan pada tanaman.

3.3 Rancangan Penelitian

Alat dan Bahan :

1.      Gelas beker 2 buah

2.      Corong gelas 2 buah

3.      Tabung reaksi 2 buah

4.      Air

5.      Lidi

6.      Korek api

7.      Larutan NaHCO₃ (natrium bikarbonat 0,5%)

8.      Tanaman Hydrilla verticillata

Cara Kerja

1.      Siapkan dua buah gelas beker yang berisi air. Potonglah tiga cabang tanaman Hydrilla sepanjang 10 cm.

2.      Masukkam Hydrilla ke dalam corong gelas. Posisikan agar pangkal tanaman menghadap kea rah pipa corong.

3.      Masukkan corong gelas ke dalam gelas beker dengan posisi terbalik.

4.      Tutuplah pipa corong gelas dengan tabung reaksi yang penuh terisi air di dalam air.

5.      Selanjutnya, tambahkan beberapa tetes larutan NaHCO₃ 0,5% ke dalam salah satu perangkat.

6.      Letakkan kedua perangkat percobaan di tempat terang yang langsung terkena cahaya matahari.

7.      Amatilah gelembung udara yang terbentuk. Hitung banyak gelembung udara yang dihasilkan setiap 5 menit selama 15 menit.

8.      Masukkan hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

9.      Bakarlah lidi dan masukkan bara api dari lidi ke mulut tabung reaksi. Amati yang terjadi.

3.4 Variabel Penelitian

-          Variabel Kontrol     : gelas beker, corong gelas, tabung reaksi, cahaya matahari, air

-          Variabel Bebas        : larutan NaHCO₃

-          Variabel Terikat     : banyak gelembung gas pada tanaman Hydrilla

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Definisi Fotosintesis

Fotosintesis merupakan suatu proses pembentukan senyawa kimia kompleks dari senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan sinar matahari. Hasil akhir dari fotosintesis berupa karbohidrat yang akan digunakan sebagai sumber makanan dan oksigen yang terlepas ke udara bebas sehingga orang yang berada di sekitarnya dapat menghirup udara segar.

Tumbuhan yang melakukan proses fotosintesis memerlukan bantuan cahaya matahari. Mereka mampu menyerap cahaya tersebut sebab mereka memiliki zat hijau daun atau klorofil. Klorofil ini sendiri ada di dalam bagian organel bernama kloroplast. Pada bagian daun tumbuhan, terdapat dua lapisan sel yang dinamai denegan mesofil. pada bagian ini terdapat kurang lebih setengah juta kloroplast yang tersebar di setiap millimeter persegi. Cahaya matahari selanjutnya akan melewati lapisan epidermis yang tanpa warna kemudian melaju menuju mesofil. Pada bagian inilah sebagian besar kegiatan fotosintesis berlangsung.

Proses fotosintesis ini sendiri cukup kompleks dan masih dalam penelitian beberapa ahli. Masih ada banyak hal yang belum berhasil diungkapkan. Mengapa proses ini kompleks? Sebab ia melibatkan hampir semua cabang ilmu sains, misalnya bilologi, kimia dan juga fisika. Organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun tepatnya pada bagian stomata atau mulut daun. Proses fotosintesis ini terdiri atas dua rangkaian reaksi yakni reaksi terang dan juga reaksi gelap. Dinamakan rekasi terang sebab prosesnya membutuhkan cahaya. Sementara itu reakasi gelap adalah proses fotosintesis yang tidak lagi melibatkan cahaya tetapi hanya karbondioksida.

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Dalam proses fosintesis, reaksi terang merupakan proses yang pada akhirnya menghasilkan ATP juga NADPH2. Dalam rekasi ini diperlukan molekul air. Proses rekais terang dimulai dengan menangkap foton yang dilakukan oleh pigmen klorofil yang berperan sebagai antenna. Di dalam daun, cahaya akan diserap melalui molekul klorofil dan kemudian dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Fotosintesis dimulai pada saat cahaya mulai mengionisasi molekul klorofil dan kemudian terjadi pelepasan electron.

Sementara itu, apa yang dimaksud dengan reaksi gelap adalah proses dimana ATP dan juga NADPH yang dihasilkan dalam proses sebelumnya kemudian menghasilkan sejumlah proses atau reaksi biokimia.Pada tumbuhan sendiri, reaksi biokimia ini akan terjadi siklus calvin dimana karbondioksida akan diikat dengan tujuan membentuk ribose dan lebih lanjut akan menjadi glukosa. Reaksi ini tidak bergantung pada ada atau tidaknya cahaya matahari.

Laju proses fotosintesis pada tumbuhan bisa berlangsung dengan laju maksimal jika unsur-unsur pendukungnya terpenuhi yakni antara lain: cahaya, konsentrasi karbondiosida, suhu, kadar air, jumlah fotosintet atau hasil fotosintesis dan kemudian tahap pertumbuhan tanaman itu sendiri.

4.2  Perlakuan yang menghasilkan gelembung udara lebih banyak, tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃

Berdasarkan percobaan yang telah kami laksanakan, kami menemukan suatu fakta bahwa perlakuan pada tanaman Hydrilla dengan penambahan NaHCO₃ menghasilkan gelembung gas yang lebih banyak daripada perlakuan pada tanaman Hydrilla tanpa penambahan NaHCO₃.

4.3 Penyebab terjadinya perbedaan banyak gelembung tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃

Pada percobaan yang dilakukan dengan dua perlakuan berbeda, perangkat satu ada penambahan NaHCO₃ dan pada perangkat dua tidak ada penambahan NaHCO₃ akan terjadi perbedaan jumlah gelembung-gelembung yang timbul. Pada penambahan NaHCO₃ gelembung gas yang terjadi lebih banyak daripada yang tidak ditambahkan NaHCO₃. Perbedaan jumlah gelembung ini disebabkan karena perbedaan kadar CO₂ yang terlarut dalam air. Pada perlakuan tanpa ditambah NaHCO₃, kadar CO₂ sangat sedikit tetapi pada perlakuan dengan penambahan NaHCO₃ kadar CO₂ didapatkan dari NaHCO₃ dengan penguraian NaHCO₃ sesuai dengan reaksi di bawah ini.  

NaHCO3 + H2O → NaOH + CO2 + H2O

4.4  Gas yang ada pada gelembung udara dalam percobaan menggunakan tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃

Gas yang timbul pada gelembung udara dalam percobaan menggunakan tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃ adalah gas oksigen (O₂). Oksigen di dapatkan dari hasil fotosintesis.

4.5  Cara membuktikan gas yang dihasilkan dalam percobaan

Gelembung yang dihasilkan pada percobaan itu merupakan gas oksigen/O2. Gas ini terbentuk karena proses fotolisis dimana air diuraikan menjadi gas oksigen yang akan muncul berupa gelembung-gelembung dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

2H₂O → 4H⁺ + O₂

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.

4.6  fungsi penambahan NaHCO₃ pada percobaan

Fungsi larutan NaHCO3 disini sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis.

Gelas kimia yang diberi larutan NaHCO₃ jumlah CO2 terlarutnya menjadi tinggi, di samping itu gelas kimia 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 untuk mengolahnya menjadi sejumlah produk juga melimpah, sehingga proses produksi (reaksi) yang berjalan dalam waktu 20 menit mendapatkan hasil yang banyak (gas O2 pada dasar tabung reaksi).

NaHCO3 + H2O → NaOH + CO2 + H2O

BAB IV

PENUTUP

4.1 Simpulan      

1.         Fotosintesis merupakan suatu proses pembentukan senyawa kimia kompleks dari senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan sinar matahari. Hasil akhir dari fotosintesis berupa karbohidrat yang akan digunakan sebagai sumber makanan dan oksigen yang terlepas ke udara bebas.

2.         Perlakuan pada tanaman Hydrilla dengan penambahan NaHCO₃ menghasilkan gelembung gas lebih banyak daripada tanpa penambahan NaHCO_3.

3.      Perbedaan jumlah gelembung ini disebabkan karena perbedaan kadar CO₂ yang terlarut dalam air. Pada perlakuan tanpa ditambah NaHCO₃, kadar CO₂ sangat sedikit tetapi pada perlakuan dengan penambahan NaHCO₃ kadar CO₂ didapatkan dari NaHCO₃ dengan penguraian NaHCO₃ sesuai dengan reaksi di bawah ini. 

NaHCO3 + H2O → NaOH + CO2 + H2O

4.         Gas yang timbul pada gelembung udara dalam percobaan menggunakan tanaman tanpa penambahan NaHCO₃ atau dengan penambahan NaHCO₃ adalah gas oksigen (O₂)

5.      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.

2H₂O → 4H⁺ + O₂

6.         Fungsi larutan NaHCO3 disini sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis.

4.2 Saran

Saran ditujukan pada peneliti lain agar lebih mengembangkan penelitian dan sebelum melakukan praktikum terlebih dahulu harus mengetahui tujuan dan dasar-dasar teori praktikum. Dalam pengamatan yang akan dilakukan pada praktikum hendaknya lebih sabar dan teliti sehingga kita dapat menghasilkan pengamatan yang baik dan sempurna sesuai dengan apa yang kita kehendaki.

  

DAFTAR PUSTAKA

http://kelasbiologiku.blogspot.com/2013/03/reaksi-dan-proses-fotosintesis-pada.html

http://umbletask.wordpress.com/2011/11/02/praktik-biologi-percobaan-ingenhousz/

Arhan. 2009. Laporan Pratikum Fotosintesis.

Arhan. 2009. Percobaan Kecepatan Fotosintesis.