Laporan Praktikum Biologi Fotosintesis

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI

FOTOSINTESIS

Judul Praktikum : FOTOSINTESIS
Tujuan Praktikum : Mengetahui proses fotosintesis menghasilkan karbohidrat/amilum
Tanggal Praktikum :17 Oktober 2012

Kelas : XII IPA 4

Kelompok 8

Anggota :

• Ammalia Nur Indasari

• Andhika Nugraha

• Bening Puspa Dewi

• Nur Fatimah Azimah

• Ramadila Tia Resty

SMAN 7 TANGERANG

TAHUN AJARAN 2012/2013

A. Bab I PENDAHULUAN

1. Landasan Teori

     Anabolisme adalah proses kimia yang berkaitan dengan penyusunan senyawa dari yang sederhana menjadi kompleks yang terjadi di dalam sebuah sel. Contoh dari Anabolisme yang paling terkenal adalah proses fotosintesis. Proses fotosintesis terjadi dalam 2 tahap yaitu Reaksi terang dan reaksi gelap. Proses ini terjadi di dalam butir-butir plastida. Kebanyakan daun memiliki plastida yang berwarna hijau jadi disebut dengan kloroplas. Berikut ini adalah organel yang disebut dengan kloroplas.

Struktur kloroplas:

1. membran luar

2. ruang antar membran

3. membran dalam (1+2+3: bagian amplop)

4. stroma

5. lumen tilakoid

6. membran tilakoid

7. granum (kumpulan tilakoid)

8. tilakoid

9. pati

10. ribosom

11. DNA plastida

12. plastoglobula

Fungsi kloroplas adalah sebagai tempat fotosintesis. Reaksi terang terjadi di bagian tilakoid sedangkan reaksi gelap terjadi pada stroma .

Perhatikan gambar berikut:

  

Reaksi terang adalah reaksi yang melibatkan tenaga matahari sedangkan reaksi gelap dapat terjadi tanpa kehadiran sinar matahari.

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa:

     Reaksi terang dan reaksi gelap berkaitan, kaitannya adalah reaksi terang menyediakan energi untuk melangsungkan reaksi bagi reaksi gelap. Energi yang dipersiapkan oleh reaksi terang berupa ATP dan NADPH. ATP diperoleh dari tenaga foton yang berasal dari matahari dan H+ pada NADPH berasal dari pemecahan air. Selain itu pemecahan air juga menghasilkan oksigen yang akan dibebaskan ke lingkungan. Pada reaksi gelap dihasilkan gula dengan memanfaatkan CO2 lingkungan.

Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga.

     Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi. Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron. Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron. Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.

     Pada tumbuhan, fotosistem dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I ini panjang gelombangnya 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Fotosistem II dengan panjang gelombang 680 nm disebut P680.

Fotosintesis pada tumbuhan

     Tumbuhan bersifat autotrof, Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:

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

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. Klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. 

Reaksi Terang

     Reaksi terang terjadi di membran tilakoid. Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. 

Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut:

Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O2

Reaksi Gelap

     Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack. Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat. Oleh karena itulah tumbuhan yang menjalankan reaksi gelap melalui jalur ini dinamakan tumbuhan C-3. Penambatan CO2 sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco. Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxilase.

Siklus Calvin-Benson

     Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi. Karboksilasi melibatkan penambahan CO2 dan H2O ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(3-PGA). Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida). Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata. Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO2 yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi. Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya adalah 1,3-Pgaldehida.

Siklus Hatch-Slack

     Berdasarkan cara memproduksi glukosa, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan C3 dan C4. Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan yang berasal dari daerah subtropis. Tumbuhan ini menghasilkan glukosa dengan pengolahan CO2 melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat CO2. Tumbuhan C3 memerlukan 3 ATP untuk menghasilkan molekul glukosa.Namun, ATP ini dapat terpakai sia-sia tanpa dihasilkannya glukosa. Hal ini dapat terjadi jika ada fotorespirasi, di mana enzim Rubisco tidak menambat CO2 tetapi menambat O2. Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang umumnya ditemukan di daerah tropis. Tumbuhan ini melibatkan dua enzim di dalam pengolahan CO2 menjadi glukosa. Enzim phosphophenol pyruvat carboxilase (PEPco) adalah enzim yang akan mengikat CO2 dari udara dan kemudian akan menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat akan diubah menjadi malat. Malat akan terkarboksilasi menjadi piruvat dan CO2. Piruvat akan kembali menjadi PEPco, sedangkan CO2 akan masuk ke dalam siklus Calvin yang berlangsung di sel bundle sheath dan melibatkan enzim RuBP. Proses ini dinamakan siklus Hatch Slack, yang terjadi di sel mesofil. Dalam keseluruhan proses ini, digunakan 5 ATP.

2. Tujuan Praktikum

  Mengetahui proses fotosintesis menghasilkan karbohidrat/amilum.

B. BAB II ALAT & BAHAN

1. Alat :

• Gunting

• Lem

• Panci

• Kompor/Pemanas Air

• Kertas Alumunium Foil

2. Bahan :

• Daun tumbuhan hijau (Daun Singkong)

• Alkohol 94%

• Yodium

• Air 200cc

C. BAB III CARA KERJA

 

1. Potonglah kertas dengan ukuran panjangnya kira-kira bisa untung membungkus daun tumbuhan  yang dijadikan percobaan dan lebar 2 cm, kemudian lubangilah bagian tengahnya dengan diameter 0,5cm

2. Bungkuslah sebagian dauntumbuhan yang terkena sinar matahari langsung dengan kertas alumunium foil (dilakukan pada pagi hari)

3. Pada sore hari atau besok pagi petiklah daun itu

4. Rebuslah air kemudian masukkan daun kedalam air mendidih selama 2 menit kemudian angkat dan tiriskan

5. Selanjutnya bukalah bungkus alumunium foil, kemudian masukkan daun itu kedalam alkohol selama 5 menit kemudian angkat dan tiriskan

6. Tetesilah permukaan daun dengan yodium sampai merata

7. Amati perubahan warnanya, jika daun berwarna pucat berarti tidak terjadi fotosintesis sedangkan jika daun berwarna biru kehitaman berarti terjadi proses fotosintesis

8. Buatlah kesimpulan dari kegiatan ini

9. Diskusikan dengan kelompoknya kemudian presentasikan didepan kelas

D. BAB IV PEMBAHASAN & HASIL PENGAMATAN

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

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.

3. Konsentrasi karbondioksida (CO2)

Semakin tinggi konsentrasi CO2 semakin meningkatkan laju fotosintesis.

     Perbedaan warna antara daun yang tertutup kertas alumunium foil dengan bagian daun yang tidak ditutupi akan tampak warna biru kehitam-hitaman yang menandai bahwa pada daun telah terjadi proses fotosintesis. Hal ini disebabkan karena kertas alumunium mempunyai sifat memantulkan cahaya matahari sehingga fotosintesis tidak dpat berlangsung. Berbeda dengan daun yang tidak ditutupi, akan tampak bercak-bercak ungu kehitam-hitaman yang menandakan adanya karnohidrat/amilum.

     Pada daun yang ditutupi oleh kertas alumunium foil masih dapat melakukan respirasi dan transpirasi walaupun tidak mendapat sinar matahari yang cukup, hal ini jelas terlihat adanya amilum pada daun dengan jumlah yang sedikit. Namun pada daun yang tidak ditutupi terdapat banyak amilum sebagai tanda melakukan proses fotosintesis.

     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.

     Menguji ada tidaknya amilum yang terdapat pada daun dilakukan dengan merebus daun pada air mendidih 2 menit, hal ini dilakukan agar sel dalam daun mati dan selama menjadikan sel-sel daun lebih permeabel terhadap iodium. Memasukkan daun dalam alkohol bertujuan untuk melarutkan klorofil dan menjadikan amilum lebih mudah bereaksi dengan larutan iodium. 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.

     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 iodium. Larutan iodium disini berfungsi untuk memberikan warna pada daun agar dapat dibedakan bagian daun yang mengandung amilum dan tidak. Setelah dimasukkan dalam larutan iodium, 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.

E. BAB V KESIMPULAN

Berdasarkan hasil praktikum 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. Intensitas cahaya matahari dan karbondioksida ikut mempengaruhi pembentukan oksigen pada proses ini.

3. Fotosintesis adalah suatu proses biologi yang kompleks dengan menggunakan energi matahari, CO2 dan H2O yang menghasilkan karbohidrat dan oksigen.

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

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

F. BAB VII DAFTARPUSTAKA

www.google.co.id

Pratiwi, D.A. 2006. BIOLOGI untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga .