LAPORAN PRAKTIKUM PRAKTIKUM BIOLOGI DASAR II FOTOSINTESI PERCOBAAN SACH
Disusun oleh : 1.
Erlin Aprilia
13312241004
2.
Wahyu Marliyani
13312241005
3.
Endah Setyorini
13312241010
4.
Sopa Saniah
13312241011
5.
Lutfi Rahmawati Nurhadi
13312241028
6.
Imamah
13312241040
Kelas: IPA A 2013 Kelompok V PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2014
A. Tujuan Sesudah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa dapat: 1. Mengidentifikasi hasil fotosintesis. 2. Melakukan uji apakah tanpa adanya cahaya daun tidak fotosintesis.
B. Latar Belakang Setiap makhluk hidup, baik tumbuhan maupun hewan memiliki ciri memerlukan makanan dan mengeluarkan zat sisa. Jika kita cermati, ciri dasar tersebut mengarahkan kita terhadap suatu reaksi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup dimana terjadi reaksi kimia. Hal ini disebut dengan metabolisme. Metabolisme yang terjadi berbeda antara satu makhluk hidup dengan makhluk hidup lainnya, bergantung pada komponen penyusun organisme tersebut. Metabolisme terbagi atas dua yaitu anabolisme dan katabolisme, penyusunan dan penguraian senyawa organik. Di dalam anabolisme, terjadi suatu reaksi yang sangat ppenting bagi tumbuhan, yaitu fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses penyusunan karbohidrat yang diperoleh dari sumber cahaya dan klorofil dan disimpan sebagai zat kimia. Pada proses fotosintesis ini, energi cahaya matahari ditangkap dan diubah menjadi energi kimia, akan dihasilkam dua senyawa glukosa dan oksigen. Proses fotosintesi 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. Pada percobaan fotosintesis kali ini, praktikan melakukan uji sach menggunakan daun tumbuhan kleresede (Gliricidia sp.) dan tapak dara (Catharanthus roseus). Daun tersebut digunakan karena memiliki daun yang tipis sehingga praktikan mudah dalam mengidentifikasi hasil fotosintesis. Dari percobaan uji Sach tersebut, praktikan akan dapat mengetahui apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis. Olehakarena itu, untuk mengetahui dan membuktikan hasil dari proses fotosintesis pada tumbuhan menghasilkan amilum maka dilakukanlah percobaan ini.
1
C. Dasar Teori 1. Fotosintesis Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi, fotosintesis adalah proses penyusunan dari H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks dan memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari. (Kimball, 2002). Matahari telah diciptakan Tuhan sebagai sumber energi yang sangat besar bagi alam. Fotosintesis merupakan satu-satunya proses di alam yang dapat memanen energi yang berasal dari cahaya matahari yang kemudian diubah menjadi energi kimia yang sangat berguna bagi makhluk hidup. Bahkan dengan proses ini, sumber daya energi bagi kehidupan telah disediakan dengan baik melalui proses yang telah berjalan berabad-abad yang lalu seperti tumpukan batubara dan cadangan minyak maupun berbagai jenis tumbuhan yang hingga hari ini masih tumbuh. Organisme yang melakukan fotosintesis, yang melakukannya melalui cahaya sebagai sumber energinya disebut phototrophs (Solomon, 2006 : 156). Dalam proses fotosintesis, foton (paket satuan) cahaya ditangkap oleh foton-foton yang diserap oleh molekul-molekul pigmen yang spesifik. Elektronelektron di dalam molekul tersebut dieksitasi oleh foton-foton yang diserap dan elektron-elektron yang tereksitasi itu pun akhirnya akan membebaskan energi ke dalam sel saat elektron-elektron itu kembali ke keadaan tak tereksitasi. Banyak sel menggunakan energi ini untuk mereduksi karbondioksida menjadi karbohidrat (Fried, 2006: 68). Hanya organisasi yang mempunyai pigmen fotosintetik yang mampu melakukan fotosintesis karena pigmen itulah yang mampu menangkap energi danri cahaya. Pigmen tersebut berupa klorofil atau karotenoid. Pada proses fotosintesis akan terjadi reaksi pengubahan tenaga cahaya matahari menjadi tenaga kimia dlam bentuk ATP dan NADPH + H+ serta reaksi pembentukan karbohidrat dengan menggunakan ATP dan NADPH + H+ tersebut.
2
Proses fotosintesis juga disebut asimilasi karbon, salah satu kemampuan tumbuhan hijau memanfaatkan zat karbon yang ada di udara untuk diubah menjadi bahan organik bila tersedia cahaya yang cukup.
Gambar Proses Fotosintesi Sumber www.log.uad.ac.id Secara sederhana, fotosintesis merupakan proses pemanfaatan energi matahari untuk membentuk senyawa karbohidrat dari senyawa sederhana yang ada di alam, yaitu gas CO2 dan air. Secara skematis, dapat dituliskan :
Persamaan reaksi di atas tidaklah menunjukkan mekanisme dari proses fotosintesi, menunjukkan hasil akhir yang Cahaya dihasilkan dalam proses fotosintesis (Prawirahartono, 1998: 89). Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat diartikan bahwa enam molekul karbon dioksida dan enam molekul air bereaksi dengan bantuan energi cahaya matahari untuk diubah menjadi satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen. Glukosa adalah molekul yang dibentuk sebagai hasil dari proses fotosintesis yang di dalamnya tersimpan hasil konversi energi cahaya matahari dalam bentuk ikatan-ikatan kimia penyusun molekul tersebut. Glukosa merupakan senyawa kkarbon yang nantinya digunakan bersama elemen-elemen lain di dalam sel untuk membentuk senyawa kimia lain yang sangat penting bagi organisme tersebut, sepert DNA, protein gula, dan lemak. Selain itu, organisme dapat memanfaatkan energi kimia yang tersimpan
3
dalam ikatan kimia diantara atom-atom penyusun glukosa sebagai sumber energi dalam proses di dalam tubuh. Fotosintesi secara keseluruhan terdiri atas 20 rangkaian reaksi kimia yang saling bergantian dan secara garis besar dikelmpokkan dalam dua fase, yaitu reaksi terang dan reaksi sintesis/reaksi gelap/fiksasi CO2. a. Reaksi terang Selama reaksi terang, klorofil bersama dengan pigmen-pigmen lain di dalam kloroplas menyerap energi cahaya matahari, dari mengkonversinya menjadi energi kimia yang disimpan dalam ikatan kimia penyusun glukosa. Energi yang diserap merupakan energi kaya elektron yang nantinya akan terlibat dalam serangkaian rantai rekasi yang disebut transport elektron (Suwarsono Heddy, 1987: 137). Menurut Stone (2004), air melalui reaksi terang akan diperoleh (fotolisis) menjadi proton, elektron, dan O2. Proton dan elektron yang dihasilkan dari pemecahan ini bergabung dengan senyawa akseptor elektron NADP+ membentuk NADPH. Energi yang dibentuk berupa ATP. Tahap reaksi terang atau fotolisis atau reaksi Hill merupakan tahap yang peka cahaya tetapi tidak tergantung suhu.
b. Reaksi gelap ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang akan merubah molekul CO2 menjadi molekul gula. Energi kimia hasil konversi dari energi cahaya matahari tersimpan dalam senyawa karbon tersebut. Tahap reaksi gelap atau fiksasi CO2 atau reaksi Blackman merupakan tahap yang peka cahaya bergantung suhu.
4
Gambar Proses Calvin Sumber www.log.uad.ac.id CO2 dan H2O sebagai bahan dasar fotosintesis dapat berasal dari sisa oksidasi dalam jaringan fotosintetik. CO2 dapat diambil dari uadara melalui proses difusi melalui stomata sedangkan H2O diambil dari lingkungan melalui proses absorbsi di akar atau bagian penyerapan lainnya. Selain CO2 dan H2O cahaya matahari dibutuhkan pada proses fotosintesis ini. Cahaya yang dipergunakan mempunyai syarat kualitas (jenis gelombang) dan kuantitas (intensitas cahaya) tertentu. Berdasarkan urutan panjang gelombangnya dari panjang ke pendek meliputi sinar merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Untuk fotosintesis dibutuhkan intensitas cahaya minimal tertentu. Pada intensitas cahaya yang kurang, fotosintesisnya akan lambat dan sebaliknya. Fotosintesis merupakan aktivitas kompleks, dipengaruhi oleh banyak faktor baik faktor internal maupun faktor eksternal. Faktor internal menyangkut kondisi jaringan atau organ fotosintetik, kandungan klorofil, umur jaringan, aktifitas fisiologi yang lain seperti transpirasi, respirasi, dan adaptasi fisiologis yang lain saling berkaitan. Faktor eksternal meliputi faktor klimatik seperti suhu, kelembapan, kecepatan angin, hujan, dan juga faktor cahaya, konsentrasi CO2 dan
5
O2, kompetitor, dan organisme patogen. Selain itu juga faktor penyebab timbulnya stress seperti ketersediaan air, adanya polutan biosida, dan zat-zat beracun yang lain. Kondisi excess pada berbagai faktor yang dibutuhkan dari lingkungan juga berpengaruh terhadap fotosintesis., misalnya logam-logam beracun, biosida, SO2 dan juga O2 (Suyitno, 2006 : 1). 2. Daun Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun satu tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan cahaya matahari. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis. Hal ini disebabkan klorofil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari (Dwidjoseputro, 1986). Daun adalah tempat utama proses fotosintesis. Jaringan daun dapat diklasifikasikan sebagai berikut: epidermis, mesofil, dan berkas pengangkut (Said Harun, 1985:29). Pada jaringan epidermis, terdapat suatu zat yang seperti liku yang dinamakan kitin. Bahan ini membentuk kutikula yaang berfungsi sebagai penghalang lembab di permukaan atas daun. Pada mesofil daun, terdapat 2 macam jaringan, yaitu jaringan palisade sel-selnya berbentuk tabung dan lapisan bunga karang dengan bentuk sel-selnya yang tidak beraturan. Pada jaringan epidermis bawah, terdapat stomata dan setiap stomata memiliki sel penjaga yang berfungsi mengatur tutup bukanya stomata (Kimball, 1998: 179-180). Warna daun berasal dari klorofil, pigmen warna hijau yang terdapat di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastid yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Fotosintesis terjadi di kloroplas. Kloroplas terdapat dalam berbagai organisme yang berfotosintesis. Seluruh bagian hijau tumbuhan, termasuk batang hijau dan buah yang belum matang , memiliki kloroplas. Namun daun merupakan tempat utama fotosintesis pada sebagian besar tumbuhan. Ada sekitar setengah juta kloroplas per milimeter persegi di permukaan daun. Warna daun berasal dari klorofil pigmen hijau yang terletak di dalam kloroplas. Energi
6
cahaya yang diabsorbsi oleh klorofil menggerakkan sintesis molekul organik dalam kloroplas. Kloroplas terutama ditemukan dalam mesofil, jaringan interior daun.
Gambar Kloroplas Sumber: www.biologi-sel.com Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofil daun. Di dalam kloroplas terdapat klorofil pada protein integral membran tilakoid. Sistem halus yang berupa membran tilakoid yang saling terhubung memisahkan stroma dari ruang lain yaitu lumen. Dibeberapa tempat, kantong tilakoid bertumpuk di dasar kolam yang disebut grana (Campbell, 2000: 183). Daun juga
menggunakan
pembuluh untuk mengekspor gula ke akar dan bagian-bagian non fotosintetik lainnya dari tumbuhan. Sel mesofil biasanya memiliki sekitar 30 sampai 40 kloroplas yang masing-masing berukuran sekitar 2-4 µm kali 4-7 µm. Selaput yang terdiri dari dua membran menyelubungi stroma, cairan kental di dalam kloroplas. Suatu sistem rumit yang terdiri dari kantong-kantong bermembran yang saling terhubung yang disebut tilakoid, memisahkan stroma dari kompartemen lain, yaitu interior tilakoid, atau ruang tilakoid. Di beberapa tempat,kantongkantong tilakoid tertumpuk membentuk grana (tunggal : granum). Klorofil berada di dalam membran tilakoid. (Neil A. Campbell, 2008 : 201 – 202). Klorofil terdapat sebagai butir-butir hijau di dalam kloroplas. Pada umumnya, kloroplas itu berbentuk oval, sedangkan butir-butir yang terkandung di dalamnya disebut grana. Klorofil bersifat flouresen, artinya dapat menerima sinar dan mengembalikkannya dalam gelombang yang berlainan. Pada tanaman tinggi, ada dua macam klorofil yaitu :
7
1) Klorofil a ( C55H12O5N4Mg) Klorofil a tampak hijau-tua, tetapi jika sinar direfleksikan, tampaknya berwarna merah. Klorofil a sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis. 2) Klorofil b (C55H10O6N4Mg) Klorofil b berwarna hijau-muda cerah tampak merah-coklat pada flourensi. Klorofil b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau, dan beberapa bakteri autotrof. Rumus bangunnya berupa suatu susunan cincin yang terdiri atas upirol dengan Mg sebagai inti. Rumus bangun ini hampir serupa dengan rumus bangun haemin (zat darah), dimana intinya bukan Mg, melainkan Fe.
Gambar Klorofil a dan Klorofil b Sumber: www.biologi-sel.com Di dalam kloroplas terdapat pigmen-pigmen lain yang disebut karotenoid. Pigmen karotenoid ini berwarna kuning, merah atau ungu dan fikobilin yang berwarna biru atau merah (Wirahadikusumah, 1985: 99). Adanya warna daun yang beraneka ragam, itu disebabkan oleh zat warna yang disebut antosianin. Zat warna ini terdapat di dalam air sel vakuola. Berfungsi untuk menangkap sinar pada proses fotosintesis. Pada umumnya sel fotosintesis mengandung satu atau lebih pigmen klorofil yang berwarna hijau. Berbagai sel fotosintesis lainnya seperti pada ganggang dan bakteria, berwarna merah, coklat, dan ungu. Hal ini disebabkan
8
oleh adanya pigmen lain selain klorofil, yaitu pigmen pelengkap seperti karotenoid yang berwarna kuning, merah, atau ungu, dan fikobilin yang berwarna biru atau merah. 3. Uji Sachs Gustav Julius Von Sachs membuktikan bahwa fotosintesis membentuk karbohidrat amilum (1962). Adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian menggunakan yodium, dimana ketika amilum yang direaksikan dengan yodium, maka daun yang mengandung amilum akan berubah wana menjadi hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan terkena sinar matahari. Dalam percobaannya, Sachs menggunakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan ke dalam alkohol untuk melarutkan klorofil, dan ditetesi dengan yodium untuk membuktikan adanya amilum.
Gambar Percobaan Sach Sumber: www.ezzahhidayati.blogspot.com
D. Alat dan Bahan Alat 1. Bekerglass 500 mL
6. Alumunium foil / kertas timah
2. Bekerglass 250 mL
7. Plester
3. Pinset
8. Tisu
4. Pembakar bunsen
9. Petridish / cawan petri
5. Kaki tiga
9
Bahan 1.
Alkohol 96%
2.
Air / akuades
3.
Yod KI / lugol
4.
Daun Kleresede (Gliricidia sp.)
5.
Daun Tapak Dara (Catharanthus roseus).
E. Langkah Kerja 1.
Skema Alat
2.
Prosedur Kerja
9
Memilih daun yang akan digunkan untuk percobbaa. Menutup sebagian daun dengan alumunium foil dan doubel tip sehari sebelum melakukan percobaan. Setelah terdedah cahaya, praktikan memetik daun tersebut dan melepas alumunium foil yang menutupi sebagian daun. Memasukkannya ke dalam beker gelas 500 mL yang berisi air mendidih selama 5 menit hingga daun tersebut layu. Memindahkan daun yang telah direbus tadi ke dalam beker glass 250 mL yang berisi 100-150 mL alkohol. Memanaskan alkohol yang berisi daun di dalam air mendidih, dan menghentikan pemanasan ketika daun sudah berwarna putih, lalu meniriskannya. Menetesi permukaan daun dengan lugol. Mengamati warna permukaan daun dan membandingkan antara daun yang tertutup dan daun yang terbuka. Mencatat hasil percobaan. F. Data Hasil Pengamatan Tertutup Nama Daun
Alumunium Foil
Tidak Tertutup
Gambar
Alumunium Foil
Tidak Kleresede
berwarna
(Gliricidia
hitam (lebih
sp.)
terang/putih
Berwarna hitam
kecoklatan)
10
Lebih
Tapak Dara (Catharanthus roseus)
teranng, masih ada bintik-bintik
Berwarna hitam
hitam
G. Pembahasan Paraktikum pada percobaan dengan judul “Fotosintesis” dengan kegiatan Uji Sach yang telah dilakukan pada hari Kamis, tanggal 20 Maret 2014, pukul 07.00-08.40 WIB, di Laboratorium Biologi Dasar FMIPA UNY, memiliki tujuan agar setelah melakukan percobaan mahasiswa dapat mengidentifikasi hasil fotosintesis dan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis. Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu antara lain bekerglass 500 mL, bekerglass 250 mL, pinset, pembakar Bunsen, kaki tiga, Alumunium foil / kertas timah, plester, tisu, dan petridish / cawan petri. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu alkohol 96%, air / akuades, Yod KI / lugol, daun Kleresede (Gliricidia sp.) dan daun Tapak Dara (Catharanthus roseus). Dalam percobaan ini praktikan memilih daun Kleresede (Gliricidia sp.) dan Tapak Dara (Catharanthus roseus) karena daun ini mempunyai struktur yang tipis sehingga nantinya pada percobaan tidak diperlukan waktu lama. Langkah untuk melakukan uji sach yaitu terdiri dari dua proses yaitu persiapan dan pengujian. Pada proses persiapan sehari sebelum melakukan percobaan, mula-mula memilih daun. Kemudian daun ditutup dengan alumunium foil. Setelah penutupan sudah berlangsung, dilakukan pemetikan daun pada pagi harinya sebelum melakukan percobaan. Langkah persiapan percobaan tersebut dilakukan agar sebelumnya daun telah terkena atau terpapar cahaya matahari. Diasumsikan daun telah mengalami fotosintesis, berdasarkan teori fotosintesis atau suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan ialah kemampuannya untuk menggunakan zat-karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman hanya berlangsung apabila memperoleh cahaya matahari yang cukup (Dwidjoseputro,1994:6).
11
Tahap persiapan selesai, selanjutnya memasuki tahap pengujian. Untuk membuktikan adanya hasil fotosintesis berupa amilum dilakukan Uji Sach berdasar pada hasil kajian pustaka yang dilakukan adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian menggunakan yodium,
amilum dengan yodium
akan memberikan warna hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan kena sinar. Daun yang tertutup sepanjang hari tidak mengandung amilum. Percobaan Sachs ini terkenal juga dengan nama “uji yodium”. Langkah awal dalam Uji Sach yaitu memasukkan daun ke dalam beker gelas 500 mL yang berisi air mendidih selama 5 menit hingga daun tersebut layu. Kemudian melarutkan klorofil daun, tujuannya agar pada saat dilakukan uji amilum dengan larutan iodine akan terlihat warna/ bercak hitamnya. Untuk melarutkan klorofil, daun direbus dalam larutan alcohol menggunakan gelas beker 500 ml yang dipanaskan/ direbus dalam gelas beker 1000 ml yang berisi air. Klorofil yang larut ditandai dengan larutan alcohol menjadi hijau dan daun menjadi transparan (berwarna putih) dan terlihat jelas bagian tulang daunnya. Ketika klorofil sudah larut daun diangkat. Langkah selanjutnya daun ditetesi lugol (Yod-Kl), berfungsi untuk memberikan warna pada daun agar dapat dibedakan bagian daun yang mengandung amilum dan bagian daun yang tidak mengandung amilum. Berikut adalah foto hasil percobaan yang telah diakukan oleh praktikan:
Dari hasil percobaan, setelah ditetesi dengan lugol (Yod-Kl), daun Kleresede (Gliricidia sp.) yang sebelumnya ditutup dengan kertas timah setelah
12
ditetesi lugol, tidak menunjukkan adanya warna biru kehitaman, warnanya masih tetap putih. Sedangkan pada bagian daun yang dibiarkan terbuka berubah warna menjadi biru kehitaman. Pada bagian yang sebelumnya ditutup pada daun Kleresede (Gliricidia sp.) warna daun tetap putih. 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. Hal ini menunjukkan adanya glukosa/ amilum pada daun yang tidak terbungkus. Sedangkan pada daun Tapak Dara, setelah ditetesi dengan lugol pada permukaan daun tampak bahwa bagian daun yang ditutup alumunium foil tidak berwarna biru kehitaman (lebih terang/putih kecoklatan), sedangkan bagian daun yang tidak ditutup alumunium foil berwarna biru kehitaman. Hal ini menunjukkan bahwa pada daun yang tidak ditutup alumunium foil terdapat amilum. Sehingga bisa diketahui bahwa tanpa adanya cahaya, daun tidak bisa melakukan fotosintesis. Hal ini ditunjukkan dengan bagian daun tapak dara yang ditutup alumunium foil, ketika diuji menggunakan iodin tidak berubah warna menjadi biru kehitaman. Berdasarkan literature, 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). 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
13
selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Maka persamaan reaksinya dapat dituliskan :
Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol CO2 yang dilepaskan dan jumlah mol O2 yang diperlukan tidak selalu sama. Persamaan reaksi kimia respirasi merupakan kebalikan dari reaksi kimia fotosintesis. Fotosintesis berlangsung dalam 2 tahap, yaitu : 1. Reaksi Terang Reaksi terang fotosintesis merupakan reaksi pengikatan energi cahaya oleh klorofil yang berlangsung digrana yang dilaksanakan oleh fotosistem. Fotosistem merupakan unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari dalam rantai transfor elektron pada fotosintesis. Tersusun atas kompleks antene pusat reaksi dan akseptor elektron. 2. Reaksi gelap Reaksi gelap fotosintesis merupakan reaksi pengikatan CO2 oleh molekul RBP (Ribolosa Bifosfat) untuk mensintesis gula yang berlangsung distroma, reaksi gelap meliputi 3 hal penting, yaitu: a. Karboksilasi, merupakan pengikatan CO2 oleh RPB untuk membentuk molekul PGA. b. Reduksi ; PGA (3C) direduksi oleh NADPH menjadi PGAL (3C). c. Regenerasi ; pembentukan kembali RBP. Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun berfotosintesis atau tidak. Pada hasil percobaan di atas ternyata pada bagian daun Tapak dara yang sebelumnya ditutup oleh kertas timah masih dapat menghasilkan amilum, hal ini menunjukkan bahwa daun masih melakukan proses penyusunan zat karbohidrat. Berdasarkan literature, pada siklus Calvin diawali dengan penggabungan CO2 dari udara ke dalam molekul organic yang sudah ada dalam kloroplas. Penggabungan karbon ke dalam senyawa organic pada awal siklus ini disebut fiksasi karbon. Siklus Calvin kemudian mereduksi karbon yang terfiksasi
14
menjadi karbohidrat melalui penambahan electron. Tenaga pereduksi disediakan oleh NADPH, yang menerima muatan elektronnya dalam reaksi terang. Untuk mengubah CO2 menjadi karbohidrat siklus Calvin juga membutuhkan energy kimia dalam bentuk ATP yang juga dibentuk oleh reaksi terang. Dengan demikian, siklus Calvinlah yang membentuk gula. Langkah-langkah metabolic dalam siklus Calvin terkadang disebut juga reaksi gelap, atau reaksi yang tak bergantung pada cahaya, sebab tidak ada satu pun dari langkah itu yang membutuhkan cahaya secara langsung. Namun, pada sebagian besar tumbuhan reaksi gelap terjadi pada siang hari, karena pada saat itu reaksi terang dapat menyediakan ATP dan NADPH (Campbell, 2010: 204). Sehingga masih memungkinkan terjadinya pembentukan gula meskipun tidak terkena cahaya metahari. Dari daun-daun yang telah praktikan amati, terbukti bahwa daun memerlukan cahaya untuk fotosintesis. Energi cahaya yang diserap klororfil inilah yang menggerakkan sintesis molekul makanan dalam kloroplas. Karbon dioksida masuk ke daun dan oksigen keluar melalui stomata. Air yang diserap oleh akar dialirkan ke daun melalui berkas pembuluh. Dapat dikatakan bahwa fotosintesis menghasilkan glukosa yang merupakan hasil sintesis dari H2O dan CO2. Kelebihan glukosa ini menjadi pati sebagai produk simpanan sementara dalam kloroplas. Pati atau amilum merupakan hasil akumulasi glukosa pada beberapa kali fotosintesis yang menumpuk. Dengan menguji kedua daun diatas, praktikan dapat mengidentifikasi bahwa hasil fotosintesis adalah glukosa yang nantinya menjadi amilum / pati yang dapat dibuktikan dari permukaan daun yang tidak ditutup alumunium foil yang mengalami fotosintesis dan saat ditetesi iodin dapat bereaksi dan berubah warna menjadi biru kehitaman.
H. Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan dan pembahasan yang telah dilakukan oleh praktikan, maka dapat disimpulkan bahwa :
15
1. Hasil fotosintesis yang teridentifikasi pada Uji Sach adalah amilum atau karbohidrat yang ditunjukkan dengan perubahan warna hitam pada daun yang tidak ditutupi dengan alumunium foil setelah ditetesi dengan lugol. Secara lengkap, reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:
2. Dalam Uji Sach membuktikan bahwa daun yang ditutup dengan alumunium foil tidak dapat melakukan proses fotosintesis tanpa cahaya.
I. Daftar Pustaka Asri widowati dan Ekosari R. 2013. Petunjuk Praktikum Biologi Dasar 2. Yogyakarta: FMIPA UNY. Campbell, Neil A. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid I. Jakarta: Erlangga. Dwijoseputro. 1986. Biologi. Jakarta: Erlangga. Fried, George H. 2006. Clhaum’s out Lines Biologi Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga. Hendri Riandani. 2009. Theory and Application of Biology. Solo : Evo Bilingual. Kimball, John. 1998. Biologi Jilid I. Jakarta: Erlangga. Prawirahartono. 1998. Anatomi Tumbuhan. Surabaya: Intan Pariwara. Said Harran, dkk. 1985. Biologi Umum 2. Bandung: Angkasa. Suwasono Heddy. 1987. Biologi Pertanian. Jakarta: Rajawali Press.
Sumber gambar: Diakses dari www.log.uad.ac.id pada hari Jumat 21 Maret 2014 pukul 01.00 WIB. Diakses dari www.biologi-sel.com pada hari Jumat 22 Maret 2014 pukul 01.23 WIB. Diakses dari www.praktikumbiologi.com pada hari Jumat 22 Maret 2014 pukul 01.25 WIB.
16
Diakses dari www.ezzahhidayati.blogspot.com pada hari Jumat 22 Maret 2014 pukul 01.30 WIB.
J. Lampiran Foto 1. Memanaskan air hingga mendidih
Foto 2. Memasukkan daun ke dalam air mendidih
Foto 3. Mengangkat daun setelah layu (5 menit)
17
Foto 4. Meletakkan daun pada kaca arloji
Foto 5. Merebus daun menggunakan alcohol
Foto 6. Klorofil daun larut daun menjadi berwarna putih
18
Foto 7. Daun diangkat dan ditiriskan
Foto 8. Menetesi dengan Yod KI/Lugol
19
Foto 9. Hasil setelah ditetesi dengan Yod KI/Lugol
20
