Fotosintesis Virida Martogi Hasiholan, 230110140029, 230110140029, Perikanan A, Kelompok 11 ABSTRAK
Fotosintesis atau asimilasi zat karbon merupakan suatu proses dimana zat-zat anorganik H 2O dan CO2 diubah menjadi zat organik karbohidrat oleh klorofil dengan pertolongan sinar matahari. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbondioksida). Pada tahap reaksi terang, yang berlangsung dalam membran fotosintesis, energi cahaya dikonversi menjadi energi kimia yang terdiri dari NADPH2 dan ATP. Kemudian pada tahap reaksi gelap, yang berlangsung dalam stroma, NADPH2 dan ATP dimanfaatkan sebagai reduktor biokimia untuk mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat. Tumbuhan air melepaskan oksigen ke dalam air. Oksigen yang dilepaskan tersebut akan larut dalam air dan membentuk oksigen terlarut ( Dissolved ( Dissolved Oxygen). Oxygen). Hasil pengamatan menunjukan bahwa tumbuhan air yang paling banyak mensuplai oksigen adalah Amazon adalah Amazon berturut-turut berturut-turut diikuti oleh Hydrilla oleh Hydrilla,, Cabomba dan Cabomba dan Kontrol Kontrol . Perbedaan sampel berpengaruh terhadap produksi oksigen, selain itu waktu pengamatan dan cuaca mempengaruhi fotosintesis sehingga berdampak pada produksi oksigen. Faktor utama yang menentukan laju fotosintesis adalah intensitas cahaya. Kata kunci: Fotosintesis, Tumbuhan Air, Reaksi Terang, Terang, Reaksi Gelap PENDAHULUAN
Fotosintesis atau asimilasi zat karbon dapat didefinisikan sebagai suatu proses dimana zat-zat anorganik H2O dan CO 2 diubah menjadi zat organik karbohidrat oleh klorofil dengan pertolongan sinar (Dwijoseputro 1980). Proses fotosintesis merupakan proses kimiawi yang terjadi dalam semua tumbuhan tingkat tinggi dan tidak terkecuali tumbuhan air (hidrofit). Persamaan reaksi fotosintesis secara umum digambarkan sebagai berikut: Cahaya/Klorofil 6 CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6
Tumbuhan air melepaskan oksigen ke dalam air. Oksigen yang dilepaskan tersebut akan larut dalam air dan membentuk oksigen terlarut ( Dissolved Oxygen). Oxygen). Air memiliki kapasitas terbatas dalam mengikat oksigen, ketika konsentrasi oksigen terlarut telah mencapai kapasitas maksimum air (konsentrasi saturasi), oksigen yang berlebih akan berdifusi ke udara. Pada suatu percobaan terdahulu disebutkan bahwa peningkatan CO 2 ternyata mampu meningkatkan laju fotosintesis tanaman air. Namun, sebetulnya masih ada berbagai macam faktor yang dapat mempengaruhi laju fotosintesis. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian guna mengetahui kondisi-kondisi apa saja yang dapat mengoptimumkan laju fotosintesis pada tumbuhan hidrofit.
Sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer dan aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air (Effen di 2003). Proses respirasi tumbuhan air dan hewan serta proses dekomposisi bahan organik dapat menyebabkan hilangnya oksigen dalam suatu perairan. Selain itu, peningkatan suhu akibat semakin meningkatnya intensitas cahaya juga mengakibatkan berkurangnya oksigen. Meningkatnya suhu air akan menurunkan kemampuan air untuk mengikat oksigen sehingga tingkat kejenuhan oksigen di dalam air juga akan menurun. Peningkatan suhu juga akan mempercepat laju respirasi dan dengan demikian laju penggunaan oksigen juga meningkat (Afrianto dan Liviawati 1992). Peningkatan suhu sebesar 1°C meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10% (Effendi 2003). Konsumsi oksigen dilakukan oleh semua organisme melalui proses respirasi dan perombakan bahan organik (Boyd 1990). Tumbuhan akuatik lebih menyukai karbondioksida sebagai sumber karbon dibandingkan dengan bikarbonat dan karbonat. Bikarbonat sebenarnya dapat berperan sebagai sumber karbon. Namun, didalam kloroplas bikarbonat harus dikonversi terlebih dahulu menjadi karbondioksida dengan bantuan enzim karbonik anhidrase (Effendi 2003). Energi matahari diserap oleh klorofil dan digunakan untuk menguraikan molekul air, membentuk gas oksigen dan mereduksi molekul NADP menjadi NADPH (Sutarmi 1983). Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbondioksida) (Salisbury dan Ross 1995). Pada tahap reaksi terang, yang berlangsung dalam membran fotosintesis, energi cahaya dikonversi menjadi energi kimia yang terdiri dari NADPH 2 dan ATP. Kemudian pada tahap reaksi gelap, yang berlangsung dalam stroma, NADPH2 dan ATP dimanfaatkan sebagai reduktor biokimia untuk mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat.
Gambar 1. Skema mekanisme fotosintesis
Tujuan dari praktikum kali ini adalah mahasiswa mampu mengukur jumlah oksigen yang dihasilkan selama proses fotosintesis dan mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan fotosintesis.
METODOLOGI
Praktikum fotosintesis dilaksanakan pada hari Selasa, 17 November 2015, pukul 12.30 – 14.10 WIB di Laboratorium FHA, Gedung Dekanat Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran. Peralatan yang digunakan dalam praktikum fotosintesis meliputi botol gelap digunakan sebagai wadah untuk mengamati sampel, botol terang atau botol bening digunakan sebagai wadah untuk mengamati sampel, kantong plastik berwarna untuk membungkus botol dan DO meter digunakan untuk mengukur kadar oksigen dalam botol. Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum fotosintesis meliputi 3 jenis tanaman air yang akan digunakan sebagai sampel dan air bersih sebagai perantara sampel.
PROSEDUR PERCOBAAN A. Penentuan Penentuan kadar oksigen awal
Disiapkan 3 botol yang akan digunakan yang terdiri dari botol gelap, botol bening dan botol bening yang yang dibungkus kantong plastik. Diisi botol dengan air yang telah disaring.
Dipotong tanaman air sepanjang 10 cm. Dimasukkan tanaman air kedalam botol sesuai perlakuan. Untuk kelompok kontrol tidak perlu memasukkan apapun ke dalam dalam botol. Ditutup botol dan bolak-balikan botol untuk menghomogenkan air. Diukur kadar oksigen awal (DO awal) dengan menggunakan DO meter dan dicatat waktu peletakan botol. Dikencangkan tutup botol dan diletakan dibawah sinar matahari selama 20, 30, 40 menit. Dicatat waktu peletakan botol. B. Penentuan Penentuan kadar oksigen akhir
Setelah satu jam (dicatat waktu akhir pengamatan), diukur kembali kadar oksigen akhir (DO akhir) dengan menggunakan DO meter dan dicatat dalam tabel pengamatan. Dihitung perubahan nilai kadar oksigen (Δ DO) dengan cara mengurangi DO akhir - DO awal. Untuk kontrol juga dilakukan hal yang sama, nilainya adalah Δ DO kontrol. Untuk nilai yang dapat dikoreksi dengan menggunakan nilai Δ DO kontrol (Δ DO - Δ DO kontrol). HASIL DAN PEMBAHASAN
TABEL HASIL Tabel 1. Hasil Pengamatan P engamatan Kadar Oksigen Yang Dihasilkan Selama Proses Fotosintesis
Kelas
Kelompok
9
10
Sampel
Kontrol
Cabomba
Perlakuan
Penyinaran
12
9
Hydrilla
Amazon
Kontrol
Cabomba
B
12
9
Hydrilla
Amazon
Kontrol
Cabomba
DO
Awal
Akhir
Δ DO
2,5
0,4
B.T.P
2,9
0,8
B.G
3,1
1
B.T
3,5
1,4
3
0,9
3,2
1,1
B.T
3,5
1,4
B.T.P
3,1
1
B.G
3,8
1,7
B.T
3,9
1,8
B.T.P
3,5
1,4
B.G
3,1
1
3,9
1,8
3,1
1
B.G
3,7
1,6
B.T
3,7
1,6
B.T.P
3,6
1,5
3,4
1,3
B.T
3,1
1
B.T.P
3,5
1,4
B.G
3,1
1
B.T
3,1
1
B.T.P
3
0,9
B.G
2,3
0,2
2,2
0,1
2,2
0,1
2,9
0,8
B.T
B.T B.T.P
10
DO
B.T
B.G 11
Akhir
0,6
B.T.P
10
Awal
Hasil Pengukuran DO
2,7
13.05
B.G 11
Waktu
B.G
B.T.P
A
C
Lama
B.G
13.45
40 menit
2,1
08.30
10.40
09.10
11.20
11
12
9
10
Hydrilla
Amazon
Kontrol
Cabomba
Kelautan
B.T
2,8
0,7
B.T.P
2,5
0,4
B.G
2,5
0,4
B.T
2,4
0,3
B.T.P
2,4
0,3
B.G
2,7
0,6
B.T
2,8
0,7
B.T.P
2,6
0,5
B.G
2,4
0,3
B.T
2,6
0,5
B.T.P
2,3
0,2
B.G
3,2
1,1
B.T
3,4
1,3
B.T.P
3,7
1,6
2,2
0,1
B.T
2,7
0,6
B.T.P
2,5
0,4
B.G
2,5
0,4
B.T
2,7
0,6
B.T.P
2,6
0,5
B.G 11
12
Hydrilla
Amazon
15.10
15.50
PEMBAHASAN
Fotosintesis atau asimilasi zat karbon merupakan suatu proses dimana zat-zat anorganik H2O dan CO 2 diubah menjadi zat organik karbohidrat oleh klorofil dengan pertolongan sinar (Dwijoseputro 1980). Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbondioksida) (Salisbury dan Ross 1995). Pada tahap reaksi terang, yang berlangsung dalam membran fotosintesis, energi cahaya dikonversi menjadi energi kimia yang terdiri dari NADPH 2 dan ATP. Kemudian pada tahap reaksi gelap, yang berlangsung dalam stroma, NADPH 2 dan ATP dimanfaatkan sebagai reduktor biokimia untuk mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat. Tumbuhan air melepaskan oksigen ke dalam air. Oksigen yang dilepaskan tersebut akan larut dalam air dan membentuk oksigen terlarut ( Dissolved Oxygen). Oxygen).
Pada praktikum kali ini kelompok 11 mengamati reaksi yang terjadi pada Hydrilla di Hydrilla di dalam botol terang, botol gelap dan botol yang telah dilapisi oleh plastik berwarna hitam. DO awal yang didapat sebesar 2,1 dan lama penyinaran 40 menit. Dari hasil pengamatan didapatkan DO akhir pada botol terang sebesar 3,5 dengan nilai kadar oksigen 1,4 sementara pada botol gelap DO akhir 3,2 dengan nilai kadar oksigen 1,1 dan pada botol yang dilapisi dengan plastik berwarna hitam memiliki DO akhir sebesar 3,1 dengan nilai kadar oksigen sebesar 1. Dan pada sekitaran daun Hydrilla terdapat Hydrilla terdapat gelembung-gelembung kecil. Berbeda dengan kelompok 9 yang mengamati sampel kontrol, DO akhir pada botol terang sebesar 2,5 dengan nlai kadar oksigen 0,4 sementara pada botol gelap memiliki DO akhir 2,7 dengan nilai kadar oksigen 0,6 dan pada botol yang dilapisi dengan plastik berwarna memiliki DO akhir sebesar 2,9 dengan nilai kadar oksigen 0,8. Perbedaan DO akhir dan nilai kadar oksigen ini terjadi karena pada kelompok 11 botolnya dimasukkan tumbuhan Hydrilla yang menyebabkan terjadinya fotosintesis di dalam botol sehingga menghasilkan kadar oksigen yang lebih besar dari botol kontrol kelompok 9. Fotosintesis ini hanya terjadi pada tumbuhan yang memiliki klorofil. Pigmen hijau pada klorofil menyerap lebih banyak cahaya sehingga mempengaruhi DO akhir dan nilai kadar oksigen. Hasil pengamatan menunjukan bahwa tumbuhan air yang paling banyak mensuplai oksigen adalah Amazon berturut-turut Amazon berturut-turut diikuti oleh Hydrilla, Hydrilla, Cabomba dan Cabomba dan Kontrol . Amazon dan Hydrilla dan Hydrilla termasuk termasuk tumbuhan yang tenggelam seluruhnya dalam air. Oleh karena itu hasil fotosintesis berupa oksigen dilepaskan ke dalam perairan sehingga dapat meningkatkan konsentrasi oksigen terlarut. Suplai oksigen oleh Amazon Amazon lebih tinggi jika dibandingkan Hydrilla, Hydrilla, hal ini disebabkan karena morfologi daun. Morfologi daun Amazon berbentuk Amazon berbentuk lebih besar daripada Hydrilla daripada Hydrilla.. Semakin lebar permukaan daun maka penyerapan cahaya matahari semakin banyak dan laju fotosintesis akan berjalan dengan cepat juga. Sedangkan pada tumbuhan Cabomba DO Cabomba DO akhir dan nilai kadar oksigennya lebih kecil daripada Hydrilla. Hydrilla. Hal ini disebabkan karena morfologi daun Hydrilla daun Hydrilla lebih lebih kecil daripada Cabomba. Cabomba. Disamping itu, jumlah daun juga lebih banyak dibandingkan dengan Cabomba. Cabomba. Morfologi yang kecil mempunyai luas permukaan kontak yang lebih luas sehingga mengandung klorofil lebih banyak. Hal ini mengakibatkan fotosintesis berjalan secara efisien. Daun Cabomba Cabomba lebih tebal dibandingkan Hydrilla Hydrilla sehingga banyak sel-sel yang melakukan konsumsi daripada produksi. Morfologi daun yang lebar dan tebal mengakibatkan penggunaan oksigen semakin besar (Soegiarto 1978). Cabomba Cabomba tidak seratus persen tenggelam tetapi daunnya berada di permukaan air. Akibatnya sebagian oksigen yang dihasilkan akan dilepas ke udara dan hanya
sebagian kecil yang dilepas ke air. Hal tersebut mengakibatkan suplai oksigennya tidak sebnayak Hydrilla sebnayak Hydrilla.. Pada pengamatan dengan sampel yang sama tetapi dilakukan di jam berbeda menghasilkan DO akhir dan nilai kadar oksigen yang berbeda pula (Tabel 1). Perbedaan ini dikarenakan waktu pengamatan yang berbeda, ada yang pengamatan yang dilakukan pagi, siang dan sore. Hydrilla Hydrilla yang memiliki DO akhir dan nilai kadar oksigen terbesar adalah kelas B kemudian diikuti oleh kelas A, kelas Kelautan dan kelas C. Pada Hydrilla Hydrilla kelas B yang melakukan pengamatan pukul 08.30 – 09.10 09.10 memiliki DO akhir dan nilai kadar oksigen yang lebih besar dari pada kelas lain. Hal ini disebabkan karena Hydrilla dalam Hydrilla dalam melakukan fotosintesis dapat menggunakan intensitas cahaya pendek. Hal tersebut menyebabkan Hydrilla Hydrilla dapat berfotosintesis lebih awal di pagi hari sehingga Hydrilla Hydrilla dapat melakukan fotosintesis lebih dahulu. Keadaan tersebut menyebabkan jika semakin tinggi intensitasnya maka proses fotosintesis dari Hydrilla Hydrilla akan meningkat. Sedangkan pada kelas A, Hydrilla berfotosintesis dengan cahaya matahari dengan baik karena pengamatan dilakukan pukul 13.05 – 13.45 13.45 walaupun terkadang cuaca berawan sehingga menyebabkan fotosintesis tidak optimal dan menghasilkan DO akhir dan nilai kadar oksigen yang tidak terlalu besar. Sementara pada kelas Kelautan dan kelas C yang melakukan pengamatan pukul 15.10 – 15.50 dan pukul 10.40 – 11.20 11.20 memiliki DO akhir dan nilai kadar oksigen yang lebih kecil dari pada kelas lain. Hal ini dikarenakan cuaca yang mendung dan berawan sehingga cahaya matahari tidak dapat diserap optimal oleh Hydrilla oleh Hydrilla yang yang berada dalam botol.
KESIMPULAN
Dari praktikum yang telah dilaksanakan maka dapat disimpulkan bahwa perbedaan sampel (spesies tumbuhan air) berpengaruh terhadap produksi oksigen, selain itu waktu pengamatan dan cuaca mempengaruhi fotosintesis sehingga berdampak pada produksi oksigen. Produksi oksigen merupakan konsentrasi oksigen terlarut pada saat pengukuran. Nilai produksi oksigen diperoleh dari pengurangan kadar oksigen akhir dengan kadar oksigen awal. tumbuhan air yang paling banyak mensuplai oksigen adalah Amazon Amazon berturut-turut diikuti oleh Hydrilla oleh Hydrilla,, Cabomba dan Cabomba dan Kontrol Kontrol . Faktor utama yang menentukan laju fotosintesis adalah intensitas cahaya. Pada botol yang terkena cahaya matahari dengan optimal menghasilkan gelembung yang banyak, sedangkan pada botol yang kekurangan cahaya menghasilkan gelembung yang sedikit. Hal ini membuktikan bahwa kadar oksigen yang dihasilkan pada botol yang terkena cahaya matahari dengan optimum lebih banyak daripada botol yang kurang dengan cahaya matahari.
DAFTAR PUSTAKA
Abdurrachman, O., Mutiara, M., Buchori, L. 2013. Pengikatan Karbon Dioksida Dengan Mikroalga (Chlorella vulgaris, Chlamydomonas sp., Spirullina sp.) Dalam Upaya Untuk Meningkatkan Kemurnian Biogas . Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, Volume 2, Nomor 4. Afrianto, F dan Liviawati, F. 1992. Pengendalian Hama dan Penyakit Ikan. Ikan . Yogyakarta: Kanisius. Boyd, C. E. 1990. Water Quality in Ponds for Aquaculture . Birmingham Publishing Company, Birmingham, Alabama. Dwidjoseputro. 1980. Pengantar 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan Tumbuhan.. Jakarta: Gramedia. Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolahan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Perairan. Yogyakarta: Kanisius. Salisbury, F. B., C. W. Ross. R oss. 1995. Fisiologi 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid III . Bandung: Institut Teknologi Bandung. Soegiarto, A., Sulistijo, Atmadja, W. S., Mubarak, H. 1978. Rumput Laut (Algae) Manfaat, Potensi dan Usaha Budidayanya Budidayanya.. Jakarta: LON-LIPI. Sutarmi, S. 1983. Botani 1983. Botani Umum Jilid II . Bandung: Angkasa.
LAMPIRAN Lampiran 1. Alat yang digunakan praktikum
Gambar 2. Botol
Gambar 3. Kantong plastik berwarna
Lampiran 2. Bahan yang digunakan praktikum
Gambar 4. Hydrilla 4. Hydrilla
Gambar 5. Cabomba
Lampiran 3. Kegiatan Praktikum
Gambar 6. Diisi botol dengan air
Gambar 7. Diukur dan dipotong sepanjang 10 cm
Gambar 8. Diletakan dibawah sinar matahari
Gambar 9. Diamati dan diukur DO hasil pengamatan akhir
