Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan "Pengaruh Intensitas Cahaya dan Suhu Terhadap Laju Fotosintesis"

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Fisiologi tumbuhan merupakan salah satubidang kajian dalam biologi. Dalam mata kuliah fisiologi tumbuhan itu sendiri terdapat banyak materi/kajian yang menjelaskan mengenai proses-proses vital yang terjadi pada tubuh tumbuhan, salah satunya fotosintesis, yang merupakan aktivitas yang dilakukan oleh seluruh tumbuhan didunia, selaku organisme autotrof.

Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia. Fotosintesis merupakan proses penyusunan bahan makanan bagi tumbuhan, termasuk makhluk hidup yang lain yang memanfaatkan tumbuhan.

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Senyawa organik yang baku adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis. 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. Fotosintesis adalah suatu proses penyusunan (anabolisme atau asimilasi) di mana energi diperoleh dari sumber cahaya dan disimpan sebagai zat kimia.

Ada banyak faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis, diantaranya intensitas cahaya dan suhu, oleh karenanya dilaksanakanlah praktikum ini untuk membuktikan pengaruh dari intensitas cahaya dan suhu terhadap lajut fotosintesis tumbuhan.

B.  Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah mengamati pengaruh suhu dan intensitas cahaya terhadap kecepatan fotosintesis.

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 di bagian daun satu tumbuhan yang memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk prosestersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan kloropil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986).

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO₂ diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang (Dwidjoseputro, 1986).

Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor, yaitu: faktor yang dapat mempengaruhi secara langsung maupun faktor yang tidak mempengaruhi secara langsung. Faktor yang memengaruhi langsung adalah kondisi lingkungan, seperti: intensitas cahaya, suhu, konsentrasi karbon dioksida, kadar air, dan kadar fotosintat. Faktor yang memengaruhi secara tidak langsung, yakni: terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis dan tahap pertumbuhan tanaman. Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan yang memengaruhi secara langsung (direct), sehingga faktor-faktor itu dikenal juga sebagai faktor pembatas dalam laju fotosintesis (Ismail, 2011).

Dalam reaksi fotosintesis, sebanyak 691.000 kalori energi radiasi diserap dan dikonversi ke dalam bentuk glukosa. Kenyataan bahwa proses fotosintesis memerlukan cahaya, menunjukkan adanya pengaruh intensitas cahaya yang besar terhadap laju keseluruhan reaksi fotosintesis. Pada keadaan intensitas cahaya rendah, laju fotosintesis akan akan rendah pula. Keadaan ini dapat dikatakan sebagai faktor pembatas (Ismail, 2011).

Karbohidrat 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).

Menurut Syamsuri (2000), 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 6CO₂ + 6H₂O   →     C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + Energi

Perbedaan antara jumlah CO₂ yang dilepaskan dan jumlah O₂ yang digunakan biasa dikenal dengan Respiratory Ratio atau Respiratory Quotient dan disingkat RQ. Nilai RQ ini tergantung pada bahan atau subtrat untuk respirasi dan sempurna atau tidaknya proses respirasi tersebut dengan kondisi lainnya (Simbolon, 1989).

Fotosintesis juga terjadi proses metabolisme lain yang disebut respirasi. Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi sebagai proses oksidasi bahan organik yang terjadi didalam sel dan berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Sedangkan dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat dan sedikit energi (Lovelles, 1997).

BAB III

METODOLOGI

A. Waktu dan Tempat

Adapun waktu dan tempat pelaksanaan praktikum adalah sebagai berikut :

Hari / tanggal       : Senin, 18 November 2013

Pukul                    : 11.00 WITA - selesai

Tempat                 : Laboratorium Biodiversity Jurusan Biologi FMIPA 

       UNTAD

B. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut :

1. Alat

a.    Tabung reaksi

b.    Gelas kimia

c.    Corong kecil

d.   Alat tulis

2. Bahan

a.    Daun Hidrila (Hydrilla verticillata L.)

b.    Air

C.  Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja yang dilakukan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :

1.      Mengisi gelas kimia dengan air, kemudian memasukkan tumbuhan hidrila kedalamnya.

2.      Memasukkan corong dengan posisi terbalik di dalam gelas kimia dengan catatan tumbuhan hidrila semua berada dibawah corong.

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

4.      Menempatkan rangkaian percobaan ini dibawah sinar matahari dan pada tempat gelap.

5.      Mengamati gelembung-gelembung udara yang terkumpul di dasar tabung reaksi.

6.      Mencatat hasil pengamatan.

           

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

A.  Hasil Pengamatan

Adapun hasil pengamatan yang di peroleh dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :

No.	Waktu (menit)	Banyaknya Gelembung
		Tempat Terang	Tempat Teduh
1	5	14	3
2	10	22	4
3	15	28	1
4	20	38	4
5	25	94	-
6	30	124	1
7	35	127	-
8	40	289	-
Jumlah		736	13

B.  Pembahasan

Fotosintesis merupakan salah satu proses terpenting dalam mekanisme kehidupan tumbuhan. Proses ini dapat mengubah senyawa anorganik sederhana yaitu CO₂ dan H₂O menjadi senyawa organik yang cukup kompleks yaitu gula dan O₂. Dalam proses ini membutuhkan tenaga dan tenaga tersebut diperoleh dari cahaya matahari. Rangkaian percobaan Ingenhousz menunjukkan adanya fase reaksi yang tegantung pada cahaya. Pada fase ini proses fotosintesis sangat distimulasi oleh cahaya matahari.

Pada praktikum ini mengenai  fotosintesis yaitu untuk mengamati pengaruh suhu dan intensitas cahaya terhadap laju fotosintesis dengan menggunakan tumbuhan air yaitu daun hidrila (Hydrilla verticillata L.) yang di letakkan di dalam gelas kimia berisi air yang di tutup menggunakan corong kecil dan tabung reaksi dalam posisi terbalik yang terisi air. Berdasarkan hasil pengamatan, rangkaian percobaan yang diletakkan pada tempat yang terkena cahaya matahari langsung (tempat terang) menghasilkan 14 gelembung dan 3 gelembung pada tempat yang tidak terkena cahaya matahari langsung (tempat teduh. Pada menit 10 menghasilkan 22 gelembung pada tempat terang dan 4 gelembung pada tempat teduh. Pada menit ke 15 menghasilkan 28 gelembung pada tempat terang dan 1 gelembung pada tempat teduh. Pada menit ke 20 menghasilkan 38 gelembung pada tempat terang dan 4 gelembung pada tempat teduh. Pada menit selanjutnya yaitu menit ke 25 menghasilkan 94 gelembung pada tempat terang dan tidak ada gelembung sama sekali pada tempat teduh. Pada menit ke 30 menghasilkan 124 gelembung pada tempat terang dan 1 gelembung pada tempat teduh. Pada menit ke 35 menghasilkan 127 gelembung pada menit tempat tering dan tidak ada gelembung yang di hasilkan pada tempat teduh dan pada menit terakhir yaitu menit ke 40 menghasilkan 289 gelembung padatempat terang dan tidak ada gelembung yang dihasilkan pada tempat teduh, dengan total 736 gelembung yang di hasilkan pada tempat terang dan hanya 13 gelembung yang di hasilkan pada tempat teduh.  Hal tersebut dipengaruhi oleh faktor cahaya matahari. Gelembung gas oksigen yang dihasilkan di tempat yang terkena sinar matahari akan lebih banyak karena bila klorofil terkena cahaya, maka klorofil tersebut akan menangkapnya dan menggunakannya dalam proses fotosintesis. Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.

Selain faktor cahaya matahari, perbedaan jumlah gelembung juga dipengaruhi oleh lamanya waktu fotosintesis berlangsung. Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk fotosintesis, maka semakin banyak gelembung gas oksigen yang dihasilkan karena proses fotosintesis akan banyak menghasilkan gas oksigen seiring dengan lamanya waktu fotosintesis.

Gelembung-gelembung gas yang nampak pada pengamatan rangkaian ingenhousz merupakan gas oksigen/O₂. Gas ini terbentuk karena proses fotolisis dimana air diuraikan menjadi gas oksigen berupa gelembung-gelembung dengan persamaan reaksi yang menunjukkan penguraian air membentuk gas O₂ adalah sebagai berikut :

2H₂O → 4H+ O₂ (gas)

Cahaya sangat berperan besar dalam proses fotolisis, sehingga semakin tumbuhan mendapatkan cahaya maka semakin banyak molekul air yang dipecah dan semakin banyak pula gas oksigen yang dihasilkan.

BAB V

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dalam praktikum ini adalah sebagai berikut :

1.      Dalam proses fotosintesis, faktor-faktor yang mempengaruhi adalah intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida dan kadar air.

2.      Dari hasil pengamatan dapat dilihat bahwa pada tempat terang (terkena matahari langsung) menghasilkan lebih banyak gelembung daripada tempat gelap.

B.  Saran

Diharapkan kepada praktikan untuk praktikum selanjutnya harus lebih teliti lagi dalam melakukan percobaan agar hasil yang diperoleh lebih akurat lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro, 1986, Biologi, Erlangga, Jakarta.

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

Lovelles, A. R., 1997, Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk daerah Tropik, PT Gramedia, Jakarta.

Simbolon, dkk., 1989, Biologi Jilid 3, Erlangga, Jakarta.

Syamsuri, I., 2000, Biologi, Erlangga, Jakarta.