Fotosintesis Biokimia [PDF]

Citation preview

FOTOSINTESIS Haifa Herfauzia Jasmin, 230210140059 Ilmu Kelautan, Kelompok 6 ABSTRAK Proses fotosintesis merupakan proses kimiawi yang terjadi dalam semua tumbuhan tingkat tinggi, tidak terkecuali tumbuhan air (hidrofit). Fotosintesis digerakan oleh energi matahari (foton). Dari keseluruhan cahaya yan terpancar, hanya 0,5-3,5% yang diserap daun untuk fotosintesis. Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk fotosintesis, 75-85% untuk memanaskan daun dan transpirasi (Laktan 2004 dalam Ahmad dkk. 2012). Praktikum ini bertujuan untuk melakukan mengukur jumlah oksigen yang dihasilkan selama proses fotosintesis dan mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan fotosintesis. Bahan yang digunakan yaitu tanaman air cabomba, hydrilla, dan amazon, serta air bersih. Alat yang digunakan yaitu botol gelap, botol terang, kantong plastik, dan DO meter. Hasil praktikum menunjukan jika pada pengukuran DO akhir botol gelap sebesar 3 mg/l, botol terang sebesar 3,2 mg/l, dan botol terang ditutupi plastik sebesar 2,6 mg/l dari pengukuran awal DO sebesar 2,1 mg/l. DO botol terang lebih tinggi dibandingkan dengan yang lainnya, karena cahaya yang masuk ke dalam botol dan digunakan berfotosintesis lebih banyak dibandingkan dengan botol gelap maupun yang ditutup plastik. Hal ini membuktikan jika proses fotosintesis dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang masuk serta jenis dari tanaman air itu sendiri. Kata kunci : Fotosintesis, DO (Dissolved Oxygen), cahaya. PENDAHULUAN Fotosintesis merupakan aktivitas kompleks, dipengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor internal maupun eksternal. Faktor internal menyangkut kondisi jaringan/ organ fotosintetik, kandungan klorofil, umur jaringan, aktivitas fisiologi yang lain seperti transpirasi, respirasi dan adaptasi fisiologis yang lain yang saling kait mengkait. Faktor eksternal meliputi faktor klimatik seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin, hujan, dan juga faktor cahaya, konsentrasi CO2, O2, kompetitor, dan organisme pathogen. Selain itu juga faktor penyebab timbulnya stress seperti ketersediaan air, ada polutan biosida dan zat-zat beracun lain. Kondisi excess pada berbagai factor yang dibutuhkan dari lingkungan juga berpengaruh terhadap fotosintesis. Misal, logam-logam berat beracun, biosida , SO2 dan juga O2 (Suyitno 2006). Cahaya mutlak dibutuhkan sebagai energi penggerak fotosintesis, namun demikian tingkat kebutuhan antar kelompok tumbuhan akan berbeda. Tidak pada setiap kondisi meningkatnya intensitas akan diikuti atau menyebabkan meningkatnya laju fotosintesis. Terdapat perbedaan tingkat kebutuhan cahaya, terutama antara tumbuhan tipe C-3 dan C4. Pada tumbuhan C-3 terjadi kondisi yang disebut titik jenuh cahaya. Pada kondisi tersebut,



laju fotosintesis telah mencapai maksimum, dan tidak meningkat lagi lajunya walau intensitas cahayanya bertambah (Suyitno 2006). Selain faktor intensitas cahaya, umur daun sangat menentukan produktivitas daun dalam aktivitas fotosintesisnya. Kapasistas kemampuan daun melakukan fortosintesis berkembang seiring dengan perkembangan kedewasaan daun mencapai perkembangan dan pertumbuhan



optimalnya.



Pada



fase



awal



pertumbuhannya,



daun



muda



masih



menggatungkan asimilat dari daun dewasa lainnya (mengimport) (Suyitno 2006). Konsentrasi CO2 sebagai salah satu prekursor atau bahan dasar asimilasi karbon tentu akan sangat berpengaruh pada produktivitas fotosintesisnya. Tumbuhan menunjukkan kemampuan nya dalam memfiksasi CO2 yang berbeda-beda. Perbedaan ini sangat menyolok antara tumbuhan tipe C-3 dengan C-4 (Suyitno 2006). Cabomba adalah tanaman air yang berasal dari wilayah Amerika Selatan dan banyak didistribusikam. tanaman ini biasa dikenal dengan sebutan Cabomba Greeen atau Fanwort. Cabomba ditemukan tumbuh berakar dan mengambang di sungai-sungai dan kolam-kolam air. Tanaman ini termasuk yang mudah tumbuh bahkan di alamnya bisa bersifat invasive (pertumbuhan dan perkembangan yang pesat bisa menjajah/ menyaingi kelangsungan hidup tanaman lain). Tanaman ini termasuk suka cahaya, namun karena sifatnya yang keras kepala tanaman ini di alamnya bahkan bisa tumbuh meskipun berada 2-10 kaki di bawah permukaan air. Hehe caroline cantik yang keras kepala. Dalam kondisi cahaya yang tinggi tanaman ini memiliki ruas dari daun ke daun, daun cabang ke cabang lebih pendek dibanding kondisi cahaya rendah. Cabomba caroliniana tetap tumbuh meskipun minim pupuk. Pupuk yang berasal dari dekomposisi alami siklus nitrogen di aquascape sudah cukup memadai (Hudi 2015). Kapasitas fotosintesis dari daun bergantung pada karakteristik dan jumlah dari komponen mesin fotosintesis, produksi bergantung pada ketersediaan dari nutrisi/unsur hara. Nitrogen pada umumnya sangat penting, yang diperlukan untuk sintesis komponaen seluler, mencakupklorofil (dan kemudian dihubungkan dengan penangkapan PAR flux foton) dan protein seperti Rubisco (bertanggung jawab dalam asimilasi CO2) jadi ini sangat penting dalam metabolisme fotosintesis dan pertumbuhan (Lawlor,2001). Rubisco (RUBP Karboksilase)berkaitan dengan proses yang terjadi dalam siklus calvin dalam fiksasi karbon menghasilkan dua molekul gula 3-fosfogliserat (Intan 2007). Praktikum ini bertujuan untuk melakukan mengukur jumlah oksigen yang dihasilkan selama proses fotosintesis dan mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan fotosintesis.



METODOLOGI Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa, 17 November 2015 yang bertempat di Lab Akuakultur FPIK Unpad. Alat yang digunakan antara lain botol gelap, botol bening, kantong plastik, DO meter dan kertas label. Botol gelap berfungsi sebagai wadah bahan uji untuk perlakuan kurang cahaya. Botol terang berfungsi sebagai wadah bahan uji untuk perlakuan banyak cahaya. DO meter berfungsi untuk mengukur kadar oksigen terlarut pada bahan uji. Kertas label berfungsi untuk menulis nama bahan pada tabung reaksi. Bahan yang digunakan antara lain tanaman air cabomba, hydrilla, dan amazon serta air bersih. Prosedur Kerja 3 botol (Botol terang, botol gelap, botol bening dibungkus plastik) Diisi dengan air hingga penuh Dimasukan tanaman air (Cambomba, hydrilla, atau amazon) Diukur DO awal Ditutup dan disimpan di depan cahaya selama 30 menit Dibuka dan diukur DO akhir masing-masing Dicatat DO akir dan dihitung perubahan nilai kadar oksigen



Hasil Pengamatan



HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Tabel 1. Hasil Pengamatan Kadar Oksigen selama Proses Fotosintesis



Pembahasan Percobaan dilakukan dengan menggunakan tanaman air cabomba, amazon, dan hydrila sebagai bahan uji perlakuan dan kontrol yang tidak dimasukan tanaman air apapun. Praktikum ini dilakukan selama 30 menit sesuai dengan perlakuan masing-masing. Oksigen terlarut dalam air merupakan salah satu produk samping dari fotosintesis, dari hasil fotolisis air (Suyitno 2006). Pengukuran nilai perubahan DO dilakukan dengan mengurangi DO akhir dengan DO awal. Pada bahan uji Cabomba kelas kelautan, botol gelap menghasilkan DO sebesar 3 mg/l, botol terang sebesar 3,2 mg/l, dan botol yang ditutupi plastik sebesar 2,6 mg/l. Dari perubahan nilai kadar oksigen terlarut, yang terbesar yaitu pada botol terang. Hal ini berkaitan dengan intensitas cahaya yang masuk ke dalam media percobaan. Dibandingkan



dengan hasil pengukuran DO untuk kontrol, hydrilla, dan amzon di kelas kelautan, maka perubahan nilai kadar oksigen pada tanaman Cabomba adalah yang terbesar. Sama halnya seperti data hasil pengukuran kelas B, pengukuran DO akhir terbesar yaitu pada tanaman Cabomba. Berbeda dengan kelas A dan kelas C, hasil data pengukuran DO kelas A nilai perubahan DO yang terbesar adalah tanaman amazon, sedangkan untuk kelas C nilai perubahan DO yang terbesar adalah tanaman hydrilla. Perakuan kontrol, atau yang tidak diberi tanaman tidak mengalami perubahan DO yang signifikan. Karena tidak ada reakd=si fotosintesis yang terjadi di media air. Hal yang bisa membuat perubahan DO yaitu adanya udara yang terperangkap di botol. Udara yang masih tersisa di botol karena pengisian air yang tidak penuh, bisa membuat interaksi udara di dalam botol dengan air. Udara tersebut bisa terlarut dalam air, sehingga pada pengukuran DO akhir terjadi kenaikan DO yang seharusnya tidak terjadi perubahan apa-apa. Cahaya mutlak dibutuhkan sebagai energi penggerak fotosintesis, namun demikian tingkat kebutuhan antar kelompok tumbuhan akan berbeda. Seperti data di atas, perbedaan jenis tanaman juga mempengaruhi seberapa cepat fotosintesis berjalan. Selain faktor intensitas cahaya, umur daun sangat menentukan produktivitas daun dalam aktivitas fotosintesisnya. Konsentrasi CO2 juga sebagai salah satu prekursor atau bahan dasar asimilasi karbon tentu akan sangat berpengaruh pada produktivitas fotosintesisnya. Tumbuhan menunjukkan kemampuan nya dalam memfiksasi CO2 yang berbeda-beda (Suyitno 2006). Pada proses praktikum, kemungkinan besar CO 2 yang digunakan oleh tanaman pun sedikit, sebab air diisi hingga penuh dan menutupi seluruh bagian botol agar tidak ada udara terperangkap di dalam. Kandungan mineral dalam air mempengaruhi proses fotosintesis tanaman air juga, karena kandungan mineral dibutuhkan dalam proses dalam sel tanaman air tersebut. Selain itu, waktu percobaan juga cukup mempengaruhi kadar oksigen terlarut yang terukur. Hasil data pengukurankadar oksigen akhir kelas A yang dimulai pada 13.00 hingga 13.30 berkisar antara 2,2-3,7 mg/l, kelas B yang dimulai pada 8.30 hingga 9.00 berkisar antara 3,2-4,1 mg/l, kelas C yang dimulai pada 10.30 hingga 11.00 2,4-3,1 mg/l, dan kelas kelautan yang dimulai pada 15.20 hingga 15.50 2,1-3,2 mg/l. Berdasarkan perbedaan rentang waktu tersebut, pengukuran DO akhir terbesar itu pada kelas B, yaitu pada jam 8.30 hingga 9.00. pengukuran DO akhir terendah pada kelas kelautan, yaitu pada 15.20 hingga 15.50. salah satu penyebab pengukuran tersebut yaitu intensitas cahaya. Pada sore hari, cahaya matahari sudah tidak sebanyak dan sepanas pada pagi dan siang hari, sehingga tidak banyak cahaya yang masuk ke dalam tanaman air dan fotosintesis pun berjalan tidak cepat. Walaupun



pada percobaan sumber cahaya berasal dari lampu neon, namun kondisi cahaya lingkungan sekitar juga cukup mempengaruhi laju fotosintesis jika dilihat dari perbedaan hasil pengukuran DO akhir berdasarkan perbedaan waktu. Bahan uji yang menggunakan botol terang, mengalami proses fotosintesis reaksi terang. Reaksi terang yaitu reaksi yang mmebuthuhkan energ cahaya matahari lagsung dan molekul-molekulenergi cahaya tersebut belum dapat digunakan untuk proses berikutnya. Dalam reaksi terang, cahaya akan membentur klorofil-a sebagai suatu cara untuk membangkitkan elektron agar menjadi suatu energi dengan tingkatan yang lebih tinggi (Budi 2007). Dalam reaksi terang, terdapat organel yang berfungsi menangkap cahaya seperti kloroplas. dalam kloroplas terdapat fotosistem, yaitu susunan klorofil dan beberapa pigmen lainnya yang dikemas dalam tilakoid. Fotosistem I menggunakan klorofil-a dalam bentuk P700 nm, sedangkan fotosistem II menggunakan klorofil-a dalam bentuk P680 nm (Budi 2007). Hal inilah yang menyebabkan produksi oksigen hasil fotosintesis pada botol terang yang paling tinggi. Energi yang dialirkan elektron karena adanya cahaya matahari banyak, sehingga fotosintesis pun berjalan lancar dan cepat. Berbeda dengan perlakuan botol terang, botol gelap dan botol yang ditutupi plastik mengalami reaksi gelap. Rekasi gelap adalah reaksi ynag terjadi ketika produk dari reaksi terang digunakan untuk membentuk ikatan kovalen C-C dari karbohidrat. Pada proses ini, CO2 di atmosfer ditangkap dan dimodifikasi oleh penambahan hidrogen menjadi bentuk karbohidrat. reaksi ini berlangsung in stroma kloroplas (Budi 2007). Oleh karena itu, oksigen yang dihasilkan pun tidak sebanyak perlakuan botol terang. Pada perlakuan kantong plastik, DO akhir yang terukur merupakan yang terendah diantara yang lainnya. Hal tersebut berkaitan dengan sifat kantong plastik yang berwarna hitam. Warna hitam menyerap berbagai spektrum warna dan panas, sehingga pada percobaan, cahaya yang diserap oleh kantong plastik terperangkap dan tidak sepenuhnya diteruskan ke dalam botol. Akibatnya, energi cahaya yang dibutuhkan untuk proses fotosintesis tidak banyak dan DO yang dihasilkannya pun lebih sedikit. Suhu panas yang diserap oleh kantong plastik hanya akan berpengaruh terhadap metbolisme tanaman air tersebut dan tidak mempercepat proses fotosintesis. Perlakuan botol gelap dan botol bening ditutup plastik akan menghambat banyaknya cahaya yang masuk kedalam tanaman air. Semakin sedikit cahaya yang masuk ke daun tanaman air, maka semakin sedikit pula energi yang dihasilkan untuk melakukan fotosintesis. Hydrilla verticillata merupakan tanaman air yang hidup di kolam maupun danau yang airnya relatif jernih atau tidak keruh (Papib 2015). Berbeda dengan hydrilla, cabomba



termasuk ke dalam tanaman air yang memerlukan tingkat pencahayaan tinggi. Hasi praktikum menunjukan jika dengan perlakuan botol terang, tanaman air Cabomba dapat berproduksi oksigen lebih optimal dari tanaman lainnya. ...................................................... KESIMPULAN Rekasi fotosintesis memerlukan cahaya sebagai faktor utama penggerak laju fotosintesis. Perlakuan botol terang menghasilkan oksigen terlarut lebih tinggi daripada perlakuan botol gelap dan botol yang ditutupi plastik. Semakin banyak cahaya yang masuk ke tanaman air, proses fotosintesis berjalan lebih cepat dan produk yang dihasilkan semakin banyak. Waktu percobaan mempengaruhi besar oksigen terlarut, semakin sore atau mendekati malam, proses fotosintesis tidak setinggi pada pagi dan siang hari. Selain cahaya, perbedaan jenis tanaman juga mempengaruhi laju fotosintesis. Hasil praktikum menunjukan jika tanaman Cabomba memiliki produk oksigen terlarut lebih tinggi di antara tanaman air lainnya. DAFTAR PUSTAKA A, Intan R.D. 2007. Fotosintesis Sebagai Proses Dasar. (Jurnal online diakses 19 November 2015) Al, Suyitno. 2006. Faktor-faktor Fotosintesis. (Jurnal online diakses 19 November 2015) Handoko, Papib dan Fajariyanti, Yunie. 2015. PENGARUH SPEKTRUM CAHAYA TAMPAK TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS TANAMAN AIR Hydrilla Verticillata. (Jurnal online diakses 19 November 2015) Purba, Elida dan Khairunisa, A.C. 2012. Kajian Awal Laju Reaksi Fotosintesis untuk Penyerapan Gas CO2 Menggunakan Mikroalga Tetraselmis Chuii. (Jurnal online diakses 19 November 2015) Utomo, Budi. 2007. Fotosintesis pada Tumbuhan. (Jurnal online diakses 19 November 2015) Yasin, Ahmad, dkk. 2011. PENGARUH INTENSITAS CAHAYA DAN KANDUNGAN MINERAL PADA BERBAGAI MEDIA TUMBUH TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS TANAMAN HIAS HIDROFIT ELODEA (Elodea canadensis). (Jurnal online diakses 19 November 2015) LAMPIRAN 1. Alat yang Digunakan Praktikum



(Sumber : Dokumentasi pribadi)



Gambar 2. Botol ditutup plastik (kiri), botol gelap (tengah), botol terang (kanan) Gambar 1. DO meter



LAMPIRAN 2. Bahan yang Digunakan Praktikum



Gambar 3. Tanaman Air Cabomba (Sumber : Dokumentasi pribadi) LAMPIRAN 3. Kegiatan Praktikum



(Sumber : Dokumentasi pribadi)



(Sumber : Dokumentasi pribadi)



Gambar 6. Penyimpanan Bahan Uji Depan Gambar 4. Perlakuan Botol Gelap



Sumber Cahaya Selama 30 Menit



(Sumber : Dokumentasi pribadi)



(Sumber : Dokumentasi pribadi)



Gambar 5. Pemasukan Tanaman Air



Gambar 7. Perlakuan Botol Terang



Cabomba



(Sumber : Dokumentasi pribadi)