FOTOSINTESIS
Yulia Ayuningtias 230110120094
ABSTRAK
Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada
tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan
sinar matahari. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain
menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan
oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia dan ikan-ikan didalam
perairan. Proses fotosintesis pada suatu perairan berfungsi untuk melihat
kadar kelarutan oksigen dan kualitas air yang dapat dijadikan parameter
untuk para pembudidaya ikan. Kelarutan oksigen merupakan kandungan oksigen
yang larut pada air per ppm.
Kata kunci : Fotosintesis, ikan, kelarutan oksigen (DO)
Pendahuluan
Latar Belakang
Fotosintesis merupakan proses biologi yang penting di bumi. Melalui
fotosintesis semua bahan organik yang berguna yang tersedia di muka bumi
telah diproduksi. Tingkat bahan organik dari persediaan makanan nyata bagi
kita dan hewan lainnya sebagai sumber energi utama, disimpan dalam tempat
penyimpanan bahan bakar, dan kurang nyatanya bahan mentah untuk sintesis
dan produksi sintesis serat, plastik, poliester, dan bahan berguna lainnya.
Yang paling penting dari karbon ditentukan pada tanaman tahunan sangat
mengejutkan. Diperkirakan bahwa ada sekitar 1,55x1011 ton dari tiap-tiap
bahan kering yang diproduksi oleh fotosintesis tanaman, sekitar 60%
diproduksi pada dataran dan sisanya dalam larutan dan selanjutnya air dalam
tubuh (Ting, 1982).
Hubungan fotosintesis dengan manusia bukan saja penting ditinjau dari
segi makanan, tetapi juga penting karena manusia tergantung pada proses ini
untuk sebagian besar kepentingan ekonominya. Fotosintesis juga sangat
berpengaruh terhadap kualitas air dan kehidupan ikan didalam perairan. Pada
praktikum ini bertujuan untuk mengetahui proses fotosintesis dan pengaruh
tanaman air terhadap nilai kelarutan oksigen di dalam perairan.
Landasan Teori
Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada
tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan
sinar matahari. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain
menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan
oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Proses fotosintesis
terjadi pada daun tumbuhan. Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada
semua sel tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik.
Disamping itu proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh kemampuan daun
menyerap spektrum cahaya, perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan
pigmen pada jaringan daun.
Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting
dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari. Kloroplas adalah
zat hijau daun yang terdapat pada semua tumbuhan yang berwarna hijau. Di
dalam kloroplas terdapat klorofil.
Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan
energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk
akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri
sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang
dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang
menangkap energi matahari (klorofil).
A. Reaksi Terang
Reaksi terang terjadi di grana, persisnya di membran tilakoid. Reaksi
terang menggunakan 2 fotosistem yang berhubungan. Fotosistem I menyerap
cahaya dengan panjang gelombang 700 nm maka disebut P700, berfungsi untuk
menghasilkan NADPH. Fotosistem II menyerap cahaya dengan panjang gelombang
680 nm maka disebut P680, berfungsi untuk membuat potensial oksidasi cukup
tinggi sehingga bisa memecah air. Bila bekerja bersama, 2 fotosistem ini
melakukan proses fotofosforilasi non-siklik yang menghasilkan ATP dan
NADPH. Fotosistem I mentransfer elektron ke NADP+ untuk membentuk NADPH.
Kehilangan elektron digantikan oleh elektron dari fotosistem II. Fotosistem
II dengan potensial oksidasinya yang tinggi dapat memecah air untuk
menggantikan elektron yang ditransfer ke fotosistem I. Kedua fotosistem ini
dihubungkan oleh kompleks pembawa elektron yang disebut sitokrom/komplek b6-
f. Kompleks ini menggunakan energi dari pemindahan elektron untuk
memindahakan proton dan mengaktifkan gradien proton yang digunakan oleh
enzim ATP sintase.
Saat pusat reaksi Fotosistem II menyerap foton, elektron tereksitasi
pada molekul klorofil P680, yang mentransfer elektron ini ke akseptor
elektron. P680 teroksidasi melepaskan elektron dari kulit terluar atom Mg.
Atom Mg yang teroksidasi dengan bantuan enzim pemecah air, melepaskan
elektron dari atom oksigen dari 2 molekul air. Proses ini membuat P680
menyerap 4 foton untuk melengkapi oksidasi 2 molekul air dan mengahsilkan 1
oksigen. Elektron yang tereksitasi dibawa oleh plastoquinon dan kemudian
diterima oleh kompleks b6-f. Kehadiran elektron menyebabkan kompleks
memompa proton ke celah tilakoid, kemudian elektron dibawa oleh
plastosianin ke fotosistem I.
Pusat reaksi fotosistem I menyerap foton maka elektronnya tereksitasi.
"Lobang" yang ditinggal elektron segera ditempatin olek elektron dari
Fotosistem II, sedangkan elektron yang tereksitasi tersebut ditanggap oleh
ferredoxin. Ferredoxin tereduksi membawa elektron dengan potensial yang
tinggi kemudian ditangkap oleh NADP+ untuk membentuk NADPH.Reaksi ini
dikatalisasi oleh enzim NADPH reduktase. Enzim ATP sintase menggunakan
gradien proton yang tercipta saat tranpor elektron untuk mensintesis ATP
dari ADP + Pi.
B. Reaksi Gelap
Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di
stroma. Berbeda dengan reaksi terang, reaksi gelap atau reaksi tidak
bergantung cahaya bisa terjadi pada saat siang dan malam, namun pada siang
hari laju reaksi gelap tentu lebih rendah dari laju reaksi terang.
Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6
molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim
ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk
6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah
menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian
difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3
bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH membentuk 12 molekul
gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul
glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi
oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses
pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon
menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali
RuBP dari PGAL disebut regenerasi.
Persamaan reaksi kimia fotosintesis adalah sebagai berikut :
H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya CH2O (glukosa) + O2 (oksigen).
Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis
a. Intensitas cahaya, laju fotosintesis maksimal jika banyak cahaya.
b. Suhu, enzim yang bekerja pada proses ini maksimal pada suhu yang
diinginkannya.
c. Banyaknya karbondioksida, semakin banyak semakin maksimal proses
fotosintesis.
d. Banyaknya air, semakin maksimal jika jumlah air banyak.
e. Tahapan pertumbuhan, tumbuhan yang masih berkecambah menunjukan laju
fotosintesis yang maksimal dari pada tumbuhan yang dewasa.
Metode Praktikum
Alat dan Bahan
Alat
Alat yang digunakan dalam praktikum fotosintesis adalah botol kaca
gelap sebagai wadah tempat penyimpanan air dan tanaman air untuk
fotosintesis, dua buah botol kaca bening sebagai wadah tempat penyimpanan
air dan tanaman air untuk fotosintesis, kantong plastic berwarna sebagai
pembungkus salah satu botol bening, dan DOmeter untuk menghitung kandungan
oksigen terlarut dari beberapa sampel air.
2.1.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam prkatikum fotosintesis adalah hydrila
sebagai tempat berlangsungnya fotosintesi, amazone sebagai tempat
berlangsungnya fotosintesi, kabomba sebagai tempat berlangsungnya
fotosintesi, dan akuades yang akan diketahui kadar oksigennya sebelum dan
sesudah diberi perlakuan.
Prosedur Praktikum
"Prosedur Praktikum Fotosintesis"
"Menyiapkan 3 botol kaca (2 "
"botol bening dan 1 botol gelap)"
"Mengisi botol dengan air sampai"
"penuh, dan menghitung DO awal "
"dengan mngguanakan DO meter "
"Memasukkan tanaman air yang "
"telah disediakan kedalam 1 buah"
"botol bening dan botol gelap, "
"dan 1 botol bening lainnya "
"tidak dimasukkan tanaman ait "
"namun dibungkus oleh plastic "
"berwarna yang telah disediakan."
"Untuk larutan kontrol yang "
"dilakukan dengan kelompok kami "
"tidak dimasukkan tanaman air. "
"Menutup botol dan "
"membolak-balikkan botol supaya "
"larutan menjadi homogen. "
"Kemudian dihitung kandungan "
"oksigen dengan menggunakan "
"DOmeter. "
"Mengencangkan botol (tutupnya) "
"dan meletakkan dibawah sinar "
"matahari selama 1 jam. Mencatat "
"waktu peletakkan botol. "
"Setelah 1 jam (mencatat waktu "
"akhir waktu pengamata), mengukur"
"kembali kadar oksigen akhir "
"dengan menggunakan DOmeter dan "
"mencatat hasilnya dalam tabel. "
"Menghitung perubahan nilai kadar"
"O2 (KO/ KO) dengan cara "
"mengurangi KO akhir-KO awal. "
"Untuk kontrol juga dilakukan hal"
"yang sama, nilainya adalah delta"
"kontrol. "
Hasil dan Pembahasan
Hasil
Kelompok "Jenis Perlakuan "KOawal "KOakhir "KO "KO akhir "KO rata-rata "
"18 "Tanaman air Hydrilla "3.1 "5.9 "2.8 "2.8 "2.9 " " " " "6.6 "3.5 "3.4 "
" " " " "5.8 "2.7 "2.6 " " "19 "Tanaman air Amazone "3.1 "5.9 "2.7 "2.6
"2.67 " " " " "5.9 "2.8 "2.7 " " " " " "5.9 "2,8 "2.7 " " "20 "Tanaman air
Kabomba "3.1 "5.9 "2.8 "2.7 "3.23 " " " " "6.9 "3.8 "3.7 " " " " " "6.5
"3.4 "3.3 " " "21 "Tanpa tanaman air (kontrol) "3.1 "3.2 "0.1 " " " " " "
"3.2 "0.1 " " " " " " "3.2 "0.1 " " " "
3.2 Pembahasan
Pada praktikum fotosintesis, kelompok 21 melaksanakan praktikum untuk
kontrol pada setiap tanaman air yang ada pada kelompok lainnya. Pada saat
perhitungan DO awal, air kotrol DOnya mencapai 3.1, setelah diberikan
penyinaran pada botol kaca bening, botol gelap dan botol kaca bening
ditutupi plastic hasil DO akhirnya sama yaitu 3.2, hal ini menunjukkan
bahwa jika tidak adanya tanaman air tetapi hanya air saja yang disinari,
maka kenaikan DO nya sangat rendah yaitu hanya 0,1 pada setiap botol yang
berisi air tersebut.
Pada kelompok lain yang memasukkan tanaman air kedalam botol,
perubahan DOnya sangat besar atau berbeda cukup jauh dari nilai DO awalnya.
Nilai kenaikan DO yang paling besar yaitu pada tanaman air Kabomba, ini
disebabkan warna hijaunya lebih hijau atau lebih tua dari yang lain
sehingga klorofil yang ada pada tanaman air ini sangatlah banyak dan akan
menyebabkan proses fotosintesis berlangsung cepat dan energy yang akan
dihasilkan akan lebih banyak dibanding tanaman air lainnya. Nilai kenaikan
DO yang selanjutnya yang hamper sama besar nilai DOnya yaitu pada tanaman
air Hydrilla, karena pada tanaman ini hampir sama dengan tanaman air
kabomba memiliki klorofil yng cukup banyak sehingga nilai DOnya semakin
besar pula, atau bias pula disebakan oleh umur daun yang masih muda
sehingga proses fotosintesis akan lebih cepat. Pada tanaman Amazone, proses
fotosintesis berlangsung agak lambat ini bias saj disebabkan, kurangnya
penyinaran atau umur daun yang telah tua sehingga potensi ntuk
berfotosintesis cukup lambat dari tanaman lainnya.
Simpulan
Kesimpulan
Pada praktikum fotosintesis, DO akhir pada perlakuan kontrol
dihasilkan DO akhir 3,2 yaitu naik 0,1 dari DO awalnya. Tanaman air yang
banyak dan cepat dalam menghasilkan kelarutan oksigen adalah tanaman air
Kabomba.
Saran
Pada praktikum fotosintesis tanaman air yang harus diperhatikan adalah
saat pengambilan data DO, yaitu penggunaan DOmeter dengan teliti dan tunggu
sampai pada nilai yang stabil. Lakukan praktikum sesuai dengan prosedur,
supaya dapat mengefesiensikan waktu.
Daftar Acuan
Jurnal FAKTOR-FAKTOR FOTOSINTESIS1.Oleh : Drs. Suyitno Al. MS2
Jurnal EVOLUSI FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN. Oleh : Nio Song Ai
Foyer, C.H., 1984. Photosynthesis. A Wiley-Interscience Publication John
Wiley and Sons, New York