LAPORAN KARYA TEKNOLOGI TEPAT GUNA LAPORAN EKSPERIMEN FOTO SISTESIS Oleh: Supratman, S.Pd. SEKOLAH MENENGAH ATAS NEGERI 12 BENGKULU 2009
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun.jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO2 dan H2O. Cahaya matahari terdiri atas beberapa spektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang berbeda, sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis juga berbeda (Salisbury, 1995). Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur membran yang disebut tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat, dan cahaya. Tetapi yang menjadi faktor utama fotosintesis agar dapat berlangsung adalah cahaya, air, dan karbondioksida (Kimball, 1992). Berbeda dengan organisme heterotrof, organisme autotrof menggunakan energi yang berasal dari oksidasi dan zat-zat organik tertentu. Organisme yang demikian disebut kemoautotrof, karena menggunakan zat zat kimiawi dalam memproduksi senyawa organik dari senyawa non-organik. Sedangkan peristiwa fotosintesis sendiri dilakukan oleh organisme autotrof yang seringkali disebut dengan organisme fotoautotrof, karena dalam proses pembentukan senyawa organiknya menggunakan energi yang berasal dari cahaya matahari(kimball, 1992). Fotosintesis sering didefinisikan sebagai suatu proses pembentukan karbohidrat dan karbondioksida serta air yang dilakukan sel-sel yang
berklorofil dengan adanya cahaya matahari yang disebabkan oleh oksigen (O2). Ada juga yang mengartikan fotosintesis dengan suatu peristiwa pengolahan atau pemasakan makanan yang terjadi pada daun dengan bantuan cahaya matahari(kimball, 1992). Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik, seperti ragi dan kita sendiri, hidup dan tumbuh dengan memasukan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya (Kimball, 1992). Untuk mengetahui ada atau tidaknya amilum yang terdapat dalam proses fotosintesis dapat dilakukan dengan berbagai percobaan, diantaranya dengan memberi perlakuan variasi cahaya matahari yang berbeda pada daun tumbuhan dan mengujinya dengan larutan JKJ untuk memperoleh hasil dan data yang bervariasi antara daun tumbuhan sampel (Ellis, 1986). 1.2 Tujuan Tujuan percobaan tentang fotosintesis ini adalah untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis dihasilkan oksigen (O2), lalu mengamati pengaruh cahaya dan CO2 terhadap pembentukan oksigen pada proses fotosintesis, dan untuk mengetahui ada tidaknya simpanan amilum dalam jaringan daun yang diberi perlakuan cahaya matahari berbeda.
BAB II METODE EKSPERIMEN 2.1 Waktu dan Tempat Eksperimen fotosintesis ini berlangsung pada hari Senin tanggal 15 Desember 2009 pada pukul 13.30 15.30 WITA, bertempat di Laboratorium Biologi SMA. 2.2 Alat dan Bahan Alat alat yang digunakan dalam eksperimen tentang fotosintesis ini adalah beaker glass, corong kaca, tabung reaksi, cawan petri, lampu spiritus/kompor, kaki tiga dan penjepit, juga kawat dan cutter. Bahan yang digunakan dalam eksperimen ini adalah Hydrilla verticillata, air kolam, larutan 0,25 % NaHCO3, Daun tumbuhan segar, larutan JKJ, alkohol 95 %, air, dan kertas karbon/aluminium foil. 2.3 Prosedur kerja Fotosintesis 1. Dimasukkan beberapa cabang Hydrilla verticillata yang sehat sepanjang kira-kira 15 cm ke dalam corong kaca. 2. Dimasukkan corong kaca (a) ke dalam beaker glass yang berisi medium, dimana setiap 100 ml air ditambahkan 2 ml NaHCO3 0,25 %, dengan posisi corong menghadap ke bawah. 3. Ditutup bagian atas corong dengan tabung reaksi yang diusahakan dari sebagian besar medium, dalam keadaan terbalik (di dalam bak yang berisi air) 4. Ditandai masing-masing perlakuan dengan label A, B, C, dan E, dimana : a. A = Medium air dan diletakkan didalam ruangan (tanpa cahaya) b. B = Medium air dan diletakkan ditempat terbuka (cahaya)
c. C = Medium air + larutan NaHCO3,diletakkan didalam ruangan (tanpa cahaya) d. D = Medium air + larutan NaHCO3, diletakkan ditempat terbuka luar ruangan(cahaya) 5. Diamati timbulnya gelembung-gelembung gas yang muncul dari potongan cabang / ranting yang terjadi selama 5, 10, dan 15. Banyaknya gelembung yang muncul per satuan waktu dapat digunakan sebagai petunjuk laju fotosintesis. Dilakukan perhitungan sebanyak 3 kali dan mengambil rataratanya. 6. Hasil pengamatan atau data yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk grafik. Dibuat pembahasan dan kesimpulan. Pembentukan Karbohidrat pada Fotosintesis 1. Ditutup sebagian daun tumbuhan yang belum kena sinar matahari dengan aluminium foil / kertas karbon dan dijepit selama 2 x 24 jam(sore hari I s.d pagi hari III) 2. Direbus air dalam beaker glass sampai mendidih pada lampu spiritus/panci berisi air mendidih diatas kompor. 3. Dipanaskan alkohol di dalam beaker glass kecil pada air mendidih (2) 4. Dimasukkan daun tumbuhan yang akan diuji ke dalam air panas (5 menit) sampai layu, kemudian dalam alkohol panas (5 menit). 5. Diulangi percobaan ini dengan menggunakan daun lain yang tidak diberi perlakuan air panas. 6. Dicuci daun (4) tersebut dengan air panas dan memasukan kedalam larutan JKJ selama beberapa menit. 7. Dicuci daun tersebut dengan air panas dan kemudian dibentangkan dan diamati perubahan yang terjadi (amilum + JKJ memberikan warna biru sampai kehitam-hitaman).
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Data Hasil Pengamatan Data Awal Tahap 1 Tahap 2 Tahap 3 3.2 Pembahasan Pada percobaan tentang proses fotosintesis, Hydrilla verticillata dengan panjang yang telah ditentukan dimasukkan ke dalam corong kaca yang ditutup dengan tabung reaksi dan kemudian ke dalam beaker glass yang berisi air sampai penuh, apabila dilakukan perlakuan dengan memberikan cahaya pada Hydrilla verticillata tersebut akan menghasilkan gelembung udara yang banyak, sedangkan apabila diberi perlakuan dengan ditempatkan pada tempat yang tidak terdapat cahaya dengan lama pengamatan yang sama, maka Hydrilla verticillata yang direndam akan mengeluarkan gelembung udara dalam jumlah yang relatif sangat sedikit. Dalam hal ini penambahan larutan NaHCO3 dimaksudkan untuk menambah kandungan CO2 yang terdapat dalam air, dengan persamaan reaksi sebagai berikut : NaHCO3 + H2O NaOH + CO2 + H2O Dari kedua tabel, dapat dilihat perbandingan banyak gelembung gas yang timbul. Percobaan yang ditambah larutn NaHCO3 ternyata dapat mempercepat laju fotosintesis. Fungsi larutan NaHCO3 disini sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis.
Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis : 1. Ketersediaan air Kekurangan air menyebabkan daun layu dan stomata menutup, akibatnya penyerapan karbondioksida terhambat sehingga laju fotosintesis menurun. 2. Intensitas cahaya 3. Makin tinggi intensitas cahaya makin banyak energi yang terbentuk, sehingga mempercepat fotosintesis. Namun, intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan mengurangi kecepatan fotosintesis. 4. Konsentrasi karbondioksida (CO2). Semakin tinggi konsentrasi CO2 semakin meningkatkan laju fotosintesis. 5. Semua faktor tersebut mempengaruhi fotosintesis, yang paling membatasi hanyalah faktor ketersediaan air. Perbedaan warna antara daun yang tertutup kertas karbon dengan bgian daun yang terbuka yaitu pada daun yang tidak ditutupi karbon akan tampak warna biru kehitam-hitaman yang menandai bahwa pada daun telah terjadi proses fotosintesis. Hal ini disebabkan karena kertas karbon mempunyai sifat memantulkan cahaya matahari sehingga fotosintesis tidak dpat berlangsung. Berbeda dengan daun yang tidak mendapat perlakuan, akan tampak bercak-bercak ungu kehitam-hitaman yang menandakan ada amilum. 6. Pada daun yang ditutupi oleh kertas karbon masih dapat melakukan respirasi dan transpirasi walaupun tidak mendapat sinar matahari yang cukup, hal ini jelas terlihat adanya amilum pada daun dengan jumlah yng sedikit. Namun pada daun yang tidak mendapat perlakuan terdapat banyak amilum sebagai tanda melakukan proses fotosintesis. 7. Dari perbedaan warna yang terjadi atas perbedaan perlakuan menunjukkan bagian daun yang berbeda warna disebabkan oleh faktor kurangnya cahaya matahari, sehingga daun tersebut tidak dapat melaksanakan fungsi fisiologisnya secara sempurna. Dengan kata lain, secara umum fotosintesis hanya dapat berlangsung jika ada cahaya matahari yang cukup mengenai permukaan daun yang ditandai dengan adanya amilum pada daun.
8. Menguji ada tidaknya amilum yang terdapat pada daun dilakukan dengan merebus daun pada air mendidih 30 menit, hal ini dilakukan agar sel dalam daun mati dan selama menjadikan sel-sel daun lebih permeabel terhadap iodium atau JKJ. Memasukkan daun dalam alkohol bertujuan untuk melarutkan klorofil dan menjadikan amilum lebih mudah bereaksi dengan larutan JKJ. Setelah itu meletakkan daun pada cawan untuk ditetetsi permukaan daun dengan larutan lugol/iodium sampai merata. Perlakuan ini membuat daun menjadi berwarna biru kehitamhitaman yang menunjukkan adanya amilum dalam jaringan daun. 9. Proses pembentukan karbohidrat pada fotosintesis, daun yang diberi perlakuan dengan dipanaskan pada air mendidih kemudian dimasukkan dalam alkohol panas mengakibatkan pigmen daun jadi luntur. Daun yang semula berwarna hijau tua berubah menjadi hijau muda. Hal ini dimaksudkan agar ada tidaknya amilum pada daun dapat terlihat dengan jelas pada saat daun tersebut dicuci dengan larutan JKJ. Perebusan dilakukan agar sel dalam daun mati dan menjadikan sel-sel daun lebih permeabel terhadap larutan JKJ. Memasukkan daun dalam alkohol bertujuan untuk melarutkan klorofil dan menjadikan amilum lebih mudah bereaksi dengan larutan JKJ. Setelah itu meletakkan daun pada cawan untuk ditetetsi permukaan daun dengan larutan lugol/iodium sampai merata. Perlakuan ini membuat daun menjadi berwarna biru kehitam-hitaman yang menunjukkan adanya amilum dalam jaringan daun. Larutan JKJ disini berfungsi untuk memberikan warna pada daun agar dapat dibedakan bagian daun yang mengandung amilum dan tidak. Setelah dimasukkan dalam larutan JKJ, daun yang telah ditutup sebelumnya berwarna agak kebiru-tuaan disekitar pinggir pinggirnya dan di bagian bagian yang tidak ditutupi lainnya, sedangkan bagian tengahnya atau bagian yang ditutupi berwarna sedikit lebih cerah. Hal ini disebabkan karena pada bagian yang ditutup tidak terjadi proses fotosintesis, sehingga dibagian tersebut tidak terdapat amilum yang ditunjukkan oleh warna biru tua kehitaman. Sedangkan pada daun yang tidak ditutup warna biru tua kehitamannya akan merata diseluruh bagiannya, karena pada seluruh bagian permukaan daun terjadi proses fotosintesis.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil eksperimen yang diperoleh maka dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Fotosintesis adalah suatu proses metabolisme dalam tanaman untuk membentuk karbohidrat dengan memakai karbondioksida (CO2) dari udara dan air (H2O) dari dalam tanah dengan bantuan cahaya matahari dan klorofil. 2. Gelembung-gelembung yang timbul dari percobaan menunjukkan dalam fotosintesis dihasilkan oksigen. 3. Intensitas cahaya matahari dan karbondioksida ikut mempengaruhi pembentukan oksigen pada proses ini. 4. Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang kompleks dengan menggunakan energi matahari, CO2 dan H2O yang menghasilkan karbohidrat 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 Sebaiknya dalam melakukan percobaan, daun yang akan digunakan ditutup dengan sebaik baiknya, agar hasil yang diperoleh tidak berlawanan dengan hasil yang diharapkan. Lalu sebaiknya pemanas air yang dimiliki lebih dari satu, agar eksperimen dapat lebih cepat selesai.
DAFTAR PUSTAKA Ellis, Nihayati. 1986. Anatomi Tumbuhan. Rajawali Press, Jakarta. Kimball, John. W. 1992. Biologi Umum. Erlangga, Jakarta. Salisbury, F. B dan Ross, C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB, Bandung.