LAPORAN PRAKTIKUM “PROSES FISIOLOGI PADA TUMBUHAN”

LAPORAN PRAKTIKUM

“PROSES FISIOLOGI PADA TUMBUHAN”

Di susun oleh :

Nama              : Aulia Rakhman

NIM                :  N 201 12 018

Asisten            :  Nova Damayanti

Kelompok       :  1

PROGRAM STUDI ILMU KESEHATAN MASYARAKAT

FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU KESEHATAN

UNIVERSITAS TADULAKO

2012

BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

    Aktivitas kehidupan di biosfer pada dasarnya digerakkan oleh tenaga dari cahaya matahari. Secara sepintas memang tidak nampak hubungan cahaya matahari dengan hewan yang dapat berlari dengan cepat. Namun apabila diteliti dengan cermat akan diketahui bahwa tenaga untuk berlari itu berasal dari pemecahan karbohidrat yang terkandung di dalam daun rerumputan yang dimakan oleh hewan tersebut, dan karbohidrat yang dipecah berasal dari suatu reaksi kimia didalam daun yang berlangsung dengan menggunakan energi cahaya matahari. Reaksi pembentukan karbohidrat ini dinamakan fotosintesis.

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. Selain fotosintesis juga dipengaruhi oleh beberapa faktor. Kurangnya pengetahuan tentang proses fotosintesis dan faktor-faktor yang mempengaruhinya baik faktor internal maupun faktor eksternal  yang melatarbelakangi dilakukannya percobaan tentang fotosintesis ini. 

Suatu sifat fisiologi yang dimiliki khusus oleh tumbuhan ialah kemampuannya untuk menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik, serta diassimilasikan di dalam tubuh tanaman. Peristiwa ini hanya berlangsung jika cukup ada  cahaya, dan oleh karena itu asimilasi zat karbon disebut juga fotosintesis. Lengkapnya dikatakan bahwa fotosintesis itu adalah suatu proses dimana zat-zat anorganik H₂O dan CO₂  oleh klorofil diubah menjadi zat organic karbohidrat dengan pertolongan matahari sinar matahari/cahaya. Pengubahan sinar matahari menajdi energy kimia ini menjadi energy kerja pada peristiwa pernapasan dalam tubuh tumbuhan, hewan atau manusia. Berdasarkan uraian diatas maka yang melatarbelakangi praktikan ini adalah untuk mengetahui pengaruh suhu dan intensitas cahaya terhadap laju fotosintesis, serta mengetahui proses fotosintesis terbentuknya karbohidrat.

1.2  Tujuan

Adapun tujuan sehingga dilaksanakan percobaan ini adalah

a.         mengetahui pada proses fotosintesis terbentuk karbohidrat

b.         melihat dan membuktikan pada proses fotosintesis dilepaskan O_2.

1.3  Manfaat

Adapun manfaat sehingga dilaksanakan percobaan ini yaitu mengetahui proses fisiologi pada tumbuhan bisa menghasilkan karbohidrat.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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 dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, 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 kloropil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).

Merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida (Kimball, 2002).

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic 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).

Energi foton yang digunakan untuk menggerakkan elektron melawanan gradient panas di dalam fotosistem I dari sebuah agen dengan tenaga reduksi kuat, yang secara termodinamis mampu mereduksi CO₂ di dalam fotosistem II dari air dengan pelepasan O₂, jika sebuah molekul pigmen menyerap sebuah foton masuk ke dalam sebuah keadaan tereksitasi, karena satu elektronnya pada keadaan dasar pindah ke orbit (Anwar, 1984).

Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen (Kimball, 1993).

Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentuk apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma. (Subandi, 2008).

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain gen, bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil. Cahaya, beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya. Unsur N, Mg, Fe merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil. Air, bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil. (Subandi, 2008).

Aksi dari cahaya hijau dan kuning yang menyebabkan fotosistem pada tumbuhan tingkat tinggi dan penyerapan panjang gelombang ini oleh daun sebenarnya relatif tinggi, lebih tinggi dari yang ditampakkan pada spektrum serapan klorofil dan karotenoid. Tetapi, bukan berarti bahwaada pigmen lain yang berperan menyerap cahaya tersebut. Alasan utama mengapa spektrum aksi lebih tinggi dari spektrum serapan adalah karena cahaya hijau dan kuning yang tidak segera diserap akan dipantulkan berulang-ulang di dalam sel fotosintetik sampai akhirnya diserap oleh klorofil dan menyumbangkan energi untuk fotosintesis. (Lakitan, 2007).

Fotosistem ada dua macam, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I tersusun oleh klorifil a dan klorifil b dengan perbandingan 12:1 dan tereksitasi secara maksimum oleh cahaya pada panjang gelombang 700 nm. Pada fotosistem II perbandingan klorofil a dan klorofil b yaitu 1:2 dan tereksitasi secara maksimum oleh cahaya pada panjang gelombang 680 nm (Syamsuri, 2000).

Antara klorofil a dan klorofil b mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda, dimana klorofil a di samping bias menyerap energi cahaya, klorofil ini juga bias merubah energi cahaya dan tidak bisa merubahnya menjadi energi kimia dan energi itu akan ditransfer dari klorofil b ke klorofil a. Klorofil b ini tidak larut dalam etanol tai dapat larut dalam ester, dan kedua jenis klorofil ini larut dalam senyawa aseton (Devlin, 1975).

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. Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol Co₂ yang dilepaskan dan jumlah mol O₂ yang diperlukan tidak selalu sama. Persamaan reaksi kimia respirasi merupakan kebalikan dari reaksi kimia fotosintesis (Syamsuri, 2000).

BAB III

METODELOGI

2   

3   

3.1  Waktu dan tempat

 Adapun waktu dan tempat pada saat melakukan percobaan ini yaitu :

Hari/Tanggal        : Sabtu, 24 november 2012.

Waktu                  : 13.00 WITA – selesai.

Tempat                  :Laboratorium Biodiversity jurusan Biologi FMIPA UNTAD.

3.2  Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu :

A.  Alat

1.    Gelas piala

2.    Penjepit

3.    Corong

4.    Tabung reaksi.

B.  Bahan

1.     Mangga (Manginfera indica L.,)

2.     Hidrilla (Hydrilla verticillata Hoele.)

3.    Aluminium Foil

4.    Alkohol 95%

5.    JKJ

6.    Air panas/penangas air.

3.3  Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja pada saat melakukan percobaan ini adalah:

(Percobaan Sachz)

1.      Menutup sebagian permukaan daun yang akan diuji/diteliti sebelum terkena sinar matahari (dilakukan pada jam 06.00 pagi sebelum terbit matahari dengan memakai kertas aluminium foil/kertas timah dan dijepit rapat dengan paper clip, biarkan selama 2-3 jam.

2.      Memetik daun tadi, lalu memasukan/mencelupkan ke dalam alcohol mendidih sampai daun tersebut layu (±15 menit).

3.      Mencelupkan lagi daun tersebut ke dalam air panas beberapa saat

4.      Lalu mencelupkan lagi ke dalam larutan JKJ beberapa saat, selanjutnya membilas dengan air mengalir agar sisa larutan JKJ hilang.

5.      Mengamati, apa yang terjadi terhadap daun tersebut. Warna hitam atau biru tua pada daun tersebut menunjukan adanya amilum sebagai hasil proses fotosintesis.

(Percobaan ingenhousz)

1.      Mengisi gelas piala dengan air, kemudian memasukkan tumbuhan hydrilla verticillata ke dalamnya.

2.      Memasukkan corong terbalik ke dalam gelas piala sedemikian rupa sehingga tumbuhan hidrilla semua berada di bawah corong.

3.      Menutup pangkal corong tersebut dengan tabung reaksi terbalik yang berisi penuh air.

4.      Menempatkan percobaan ini di bawah sinar matahari atau cahaya lampu yang mempunyai intensitas tinggi (panajang gelombang seperti sinar matahari)

5.      Mengamati, apakah terjadi gelembung gelembung udara yang terkumpul di dasar tabung reaksi. Jika ada, berarti terbentuk gas oksigen atau terjadi pelepasan oksigen pada proses fotosintesis tumbuhan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.    

2.    

3.    

4.    

4.1.   Hasil Pengamatan

 Adapun hasil Pengamatan yang diperoleh pada saat melakukan percobaan ini yaitu :

A.    Tabel percobaan Sachz

No.	Gambar	Keterangan
1.	Alkohol	Daun di celupkan pada alcohol
2.	Air panas	Daun dicelupkan pada air panas.
3.	JKJ	Daun dicelupkan ke dalam larutan JKJ.
4.	Air biasa	Daun dicuci dengan air biasa.
5.	Hasil	Daun setelah di cuci air.

B.     Tabel percobaan Ingenhousz

Gambar	Keterangan
	Tabung yang diisi oleh air yang didalamnya terdapat corong dan hidrilla, yang ujung corong di tutup menggunakan tabung reaksi.

1 

2 

3 

4 

4.1 

4.2    Pembahasan

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. Di dalam praktikum fotosintesis ini terdapat dua kegiatan yaitu uji Sachs dan uji Ingenhousz.

1.      Uji Sachs

Fotosintesis adalah proses sintesis untuk menghasilkan makanan yang dilakukan oleh tumbuhan hijau dengan bantuan cahaya matahari. Dari percobaan ini juga dibuktikan bahwa hanya pada daun yang berklorofil dan terkena cahaya yang dapat melakukan ”memasak” atau fotosintesis. bahwa 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 satu 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.

Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis.  Pada percobaan digunakan perendaman alcohol pada daun yang berfungsi untuk melunturkan atau melarutkan klorofil. Kemudian  daun dicelupkan ke dalam air panas yang berfungsi untuk mematikan atau mensterilkan sel-sel yang ada pada daun. Proses selanjutnya daun dicelupkan ke dalam larutan JKJ yang bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya amilum pada daun tersebut. Jika terdapat amilum maka pada bagian daun yang dicelupkan larutan JKJ akan berubah warna menjadi biru kehitaman. Pada saat daun dicelupkan dengan larutan JKJ bagian yang sebelumnya tertutup oleh aluminium foil tetap pucat, sedangkan yang tidak tertutup warnanya menjadi biru kehitaman. Sehingga dapat dikatakan bahwa pada bagian daun yang tidak ditutupi aluminium foil terdapat amilum, sedangkan pada bagian daun yang ditutupi aluminium foil tidak terdapat amilum. Amilum merupakan salah satu hasil dari proses fotosintesis, yang berarti pada bagian daun yang terkena cahaya matahari terjadi proses fotosintesis, sedangkan pada daun yang tidak terkena cahaya matahari tidak terjadi proses fotosintesis. Hal ini  sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh Sachs pada tahun 1860. Sachs membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan aluminium foil kemudian daun tersebut direbus, lalu dimasukkan kedalam alkohol dan dicelupkan dengan JKJ. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum. Dan perlakuan terakhir daun dicuci dengan air biasa yang berfungsi menghilangkan sisa larutan JKJ pada daun.

Tapi pada saat kelompok kami melakukan percobaan ini, ternyata gagal. Karena faktor daun yang di bungkus aluminium foil tidak layu yang di sebabkan waktu pembungkusan daun dengan aluminium foil tidak tepat yaitu pada hari kamis jam 12 siang. Maka dari itu, percobaan tidak bisa dilakukan dan hasil dari percobaan tidak sesuai dengan pembahasan di atas

2.      Uji Ingenhousz

Pada uji Ingenhousz ini bertujuan untuk mengetahui hubungan intensitas cahaya dengan laju fotosintesis. Hal ini bertujuan untuk melihat dan membuktikan pada proses fotosintesis dilepaskan O₂ pada tanaman yang terkena cahaya sinar matahari. Adapun alat dan bahan yang di gunakan yaitu gelas piala 1 liter, tabung reaksi, corong gelas, tanaman Hydrilla, dan air. Pada percobaan ini digunakan 1 batang tanaman Hydrilla dengan panjang yang sama. Daun-daun Hydrilla kemudian bagian atasnya ditutup dengan tabung reaksi. Setelah itu, di tempatkan di tempat terang atau tempat yang banyak terkena sinar matahari.

Percobaan ini dilakukan dengan memasukkan Hydrilla ke dalam gelas piala yang dilengkapi dengan corong penutup dan tabung reaksi, kemudian memasukkan air hingga memenuhi gelas piala dan tabung reaksi, dimaksudkan agar tidak ada gelembung dari luar yang dapat mempengaruhi jumlah gelembung yang nantinya akan dihitung. Dalam percobaan ini, kita akan melihat fotosintesis di sinar matahari dan membuktikan terbentuknya gas oksigen atau terjadi pelepasan oksigen pada proses fotosintesis tumbuhan. Tetapi cahaya matahari tidak tampak (mendung) maka gelembung hanya sedikit. Terdapat 40 gelembung dalam waktu 2 menit. 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. Kemudian ada beberapa faktor utama yang mempengaruhi 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.

Kemudian hubungan fotosintesis dengan lingkungan yaitu tumbuhan dapat melakukan proses fotosintesis. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energy yang dihasilkan dalam fotosintesis.  Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fokusnya, fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi.

BAB V

PENUTUP

4   

5   

5.1  Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:

1.      Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan cahaya dan kloroplas.

2.      Selain klorofil fotosintesis juga memerlukan CO₂ dan cahaya matahari.

3.      Semakin besar intensitas cahaya dan konsentrasi CO2 maka proses fotosintesis berlangsung semakin cepat.

4.      Hasil dari fotosintesis adalah glukosa dan oksigen.

5.      Bagian daun yang tidak tertutup kertas karbon menghasilkan warna ungu kehitam-hitaman yang menandakan terbentuknya amilum yang berarti menunjukkan terjadinya fotosintesis.

6.      Bagian daun yang ditutupi kertas karbon tidak mengalami perubahan warna dan ini berarti tidak terjadinya fotosintesis dan tidak terdapat amilum.

5.2  Saran

Adapun saran yang diberikan oleh penulis adalah sebaiknya dalam melakukan percobaan, di perlukan ketelitian agar tidak terjadi kesalahan, serta ada baiknya alat dan bahan yang akan digunakan lebih dilengkapi, sehingga menunjang proses kerja pada saat melakukan praktek.

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, A, 1984, Ringkasan Biologi, Ganeca Exact, Bandung.

Devlin, Robert M. 1975, Plant Physiology Third Edition, New York.

Dwidjoseputro, 1986, Biolog, Erlangga, Jakarta.

Kimball, J. W, 1993. Biologi Umum, Erlangga, Jakarta.

Kimball, J.W, 2002, Fisiologi Tumbuhan, Erlangga, Jakarta.

Lakitan, Benyamin, 2007, Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan, Jakarta

Malcome, B. W, 1990, Fisiologi Tanaman, Bumi Aksara, Bandung.

Subandi, Aan, 2008, Metabolisme, Bandung

Syamsuri, I. 2000, Biolog, Erlangga, Jakarta.

LEMBAR ASISTENSI

Nama               : Aulia Rakhman

NIM                : N 201 12 018

Kelompok       : 1 (Satu)

Asisten            : Nova Damayanti

No.	Hari/tanggal	Koreksi	paraf