Laporan Pratikum Fotosintesis. [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRATIKUM FOTOSINTESIS (SACHS)



GURU PEMBIMBING: Yunik Wahyusari,S.Pd DISUSUN OLEH: Kelompok 3 1. 2. 3. 4. 5.



Aldino Ardiansyah Anisa Puspitasari M. Aden Wahyu P Nova Lailatur Ramadhini Septi Eka Novitasari Kelas : XII – IPA 2



SMAN 1 KUTOREJO TAHUN PELAJARAN 2019/2020



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Menurut Anwar (1986), aktivitas kehidupan di biosfer pada dasarnya digerakkan oleh tenaga dari cahaya matahari. Secara sepintas memang tidak nampak hubungan cahaya matahari dengan hewan yang dapat berlari dengan cepat. Namun apabila diteliti dengan cermat akan diketahui bahwa tenaga untuk berlari itu berasal dari pemecahan karbohidrat yang terkandung di dalam daun rerumputan yang dimakan oleh hewan tersebut, dan karbohidrat yang dipecah berasal dari suatu reaksi kimia didalam daun yang berlangsung dengan menggunakan energi cahaya matahari. Reaksi pembentukan karbohidrat ini dinamakan fotosintesis (Arrizandy). Tumbuhan yang dapat melakukan proses fotosintesis hanya tumbuhan yang memiliki klorofil di dalam daunnya. Proses ini akan terjadi apabila terdapat cahaya dan diperantarai oleh klorofil, keduanya akan bereaksi membentuk zat kimia yang akan disimpan oleh tumbuhan tersebut. Faktor lain yang mempengaruhi terjadinya fotosintesis antara lain; air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, dll. Pada percobaan ini, praktikan akan melakukan uji Sachs menggunakan daun tumbuhan pucuk merah.Daun tersebut dipilih karena memiliki tekstur yang lunak dan tipis. Dari hasil uji Sachs ini, praktikan dapat mengetahui kandungan amilum yang terdapat pada daun tersebut dengan pengujian menggunakan larutan lugol. B. Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam pratikum Enzim Katalase ini adalah : 1.Bagaimana proses reaksi gelap fotosintesis terjadi? 2. Bagaimana tumbuhan dapat menghasilkan karbohidrat (Amilum)? C. Tujuan 1.Menguraikan proses terjadinya reaksi gelap fotosintesis. 2.Membuktikan bahwa tumbuhan dapat menghasilkan karbohidrat D. Manfaat penelitian Dapat mengetahui proses fotosintesis yang menghasilkan karbohidrat (Amilum).



BAB II LANDASAN TEORI A. Landasan Teori Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Fotosintesis juga dapat di artikan proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tak terlihat), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (Darmawan & Baharsjah, 1983). Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik H2O dan CO2



menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002) . Glukosa adalah hasil dari fotosintesis yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis, sehingga menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melaluikemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang (Darmawan & Baharsjah, 1983). Menurut buku Campbell, hasil fotosintesis disebut fotosintat, biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama; reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya, tetapi memerlukan karbon dioksida). Reaksi terang terjadi pada grana, sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2 ). Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 serta energi ATP dan NADPH. Energi yang digunakan dalam reaksi gelap diperoleh dari reaksi terang. Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula.



Reaksi Terang Menurut buku Salisbury (1995), 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. Fotosistem I (PS I)



berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm (Eristya).



Gambar 1. Reaksi Terang Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan muatan menjadi tidak stabil. Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil elektron dari molekul H2O yang ada disekitarnya. Molekul air akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim. Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH2. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H+ yang disebut sitokrom b6-f kompleks (Salisbury, 1995). Sitokrom b6-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH2 dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC). Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H+ dari stroma ke membran tilakoid. Elektron dari sitokrom b6-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I. Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, yang menerima elektron yang berasal dari H2O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I



berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein FeS larut yang disebut feredoksin. Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP+ dan membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin NADP+ reduktase. Ion H+ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengapengangkutan elektron dan H+ melintasi membran tilakoid. Masuknya H+ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut: Sinar + ADP + Pi + NADP++ 2H2O ATP + NADPH + 3H+ + O2 Reaksi Gelap Reaksi gelap terjadi pada stroma kloroplas, tumbuhan dapat mengalami dua jalur, yaitu siklusCalvin-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 terbentu setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalahphosphoenolpyruvate karboksilase(Lakitan, 2007). Reaksi gelap menggunakan karbondioksida (CO2) untuk membentuk gliseraldehida 3 fosfat (G3P) yang merupakan gula berkarbon 3. Dalam sekali siklus Calvin akan dikeluarkan 1 molekul G3P, tumbuhan perlu melakukan 2 kali siklus untuk menghasilkan 2 molekul G3P yang kemudian akan disatukan menjadi glukosa (Gula



berkarbon 6).



Gambar 2. Siklus Calvin Langkah-langkah reaksi dalam siklus Calvin terbagi menjadi 3 fase, yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Fiksasi, karbondioksida akan ditangkap dan disatukan dengan ribulosa bifosfat (RuBP) oleh enzim rubisco. Rubisco adalah protein enzim yang paling banyak terdapat di dalam kloroplas. Dalam tahap ini ribulosa bifosfat akan mengikat karbondioksida dan hasilnya adalah molekul dengan 6 karbon yang tidak stabil dan segera pecah menjadi 2 molekul 3 fosfogliserat. Dalam sekali siklus terdapat 3 molekul ribulosa bifosfat yang menangkap 3 molekul karbondioksida dan akan diubah menjadi 3 molekul berkarbon 6 yang tidak stabil sehingga langsung pecah menjadi 6 molekul 3 fosfogliserat. Reduksi, masing-masing molekul 3 fosfogliserat akan menerima fosfat dari ATP sehingga berubah menjadi 1,3 difosfogliserat. Dibutuhkan 6 ATP untuk merubah 6 molekul 3 fosfogliserat menjadi 6 molekul 1,3 difosfogliserat. Molekul 1,3 difosfogliserat



akan mengalami reduksi oleh NADPH sehingga berubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat (G3P), dibutuhkan 6 molekul NADPH dalam sekali siklus Calvin. Hasil dari tahap reduksi adalah 6 molekul gliseraldehida 3 fosfat dengan 1 molekul tersebut akan dikeluarkan untuk bahan baku glukosa sehingga tersisa 5 molekul G3P. Regenerasi, tahapan ini merupakan pembuatan kembali ribulosa bifosfat (molekul dengan 5 atom C) dari sisa gliseraldehida 3 fosfat (molekul dengan 3 atom C). Pada tahapan ini 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat akan diubah menjadi 3 molekul ribulosa bifosfat yang dapat digunakan kembali untuk menangkap karbondioksida. Dalam reaksi ini terdapat 3 molekul ATP yang mendonorkan fosfatnya. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi gelap adalah sebagai berikut: CO2 + RuBP + NADPH2+ ATP → APG + ALPG + C6H12O6 B.Hipotesis Proses Fotosintesis akan menghasilkan zat karbohidrat atau Amilum.



BAB III METODE PENELITIAN A. Jenis Penelitian Metode yang kami gunakan dalam pratikum sachs adalah metode eksperimen B. Waktu dan Tempat Penelitian Percobaan kami laksankan pada hari SMAN 1 Kutorejo pada hari Senin, 04 November 2019 C. Alat dan Bahan



 Bahan : 1. 2. 3. 4. 5.



Daun tumbuhan ( daun pucuk merah) Kertas timah / aluminium Alkohol 70 % Iodine/lugol Air



 Alat : 1.Bunsen 2. Kaki tiga dan kasa asbes 3.Pinset 4.Korek Api 5.Cawan petri 6.Beaker glass besar dan kecil D. Cara Kerja 1. Tutuplah sebagian daun – daun pada suatu tumbuhan hijau (misal tanaman jeruk) dengan kertas timah, dan yang lain dibiarkan terbuka 2. Pilih tanaman yang terkena matahari secara langsung 3. Biarkan hingga 7 hari, setelah itu petiklah daun – daun tersebut 4. Masukkan daun – daun tersebut kedalam air dan direbus



5. Setelah direbus hingga daunnya berwarna cokelat, ambil daun – daun itu



6. Tuangkan alkohol kedalam sebuah wadah, lalu masukkan daun – daun tersebut



7. Kemudian masukkan wadah tersebut kedalam wadah yang terdapat airnya



8. Rebuslah hingga alkohol berubah menjadi berwarna hijau



9. Setelah itu ambil daun – daunnya, dicuci, lalu ditaruh di cawan petri



10. Rendam daun dengan yodium (lugol) 10%



11. Amatillah perubahan yang terjadi



BAB IV HASIL PENGAMATAN Data Hasil Percobaan : Pengamatan Perubahan Warna No.



1.



Ket. Gambar



Keadaan



Awal



Direbus dalam Air



Direbus dalam Alkohol



Direndam Lugol



Kandungan Amilum



Terbuka



Hijau Layu



Hijau Pucat



Cokelat Pudar



Cokelat Terang (Bagian yang ditutupi kertas aluminium foil)



Ada



(Foto)



Analisis Data percobaan : 1. Daun yang terbuka dan tertutup setelah dibuka keadaanya layu, hal ini disebabkan karena selama waktu penutupan menggunakan aluminium foil, suhu udara malam hingga pagi sedang rendah. 2. Perebusan daun dengan air mendidih bertujuan untuk melunturkan klorofil yang terkandung pada daun. Daun Pucuk Merah setelah direbus berwarna hijau pucat dan teksturnya semakin rapuh. 3. Daun setelah direbus dalam alkohol 70 % berubah warna menjadi cokelat pudar. Tujuan daun direbus dalam alkohol panas agar kandungan klorofil dalam daun terlarut, dan pemanasan tidak dilakukan secara langsung (alkohol direbus) karena jika dilakukan secara langsung tabung reaksi akan meledak. 4. Saat dilakukan uji lugol, keempat daun tidak langsung berubah warna, setelah beberapa menit, hanya daun Pucuk Merah tertutup yang tidak mengalami perubahan warna. 5. Maka, daun yang masih mengandung karbohidrat adalah daun Pucuk Merah yang terbuka dan tertutup .



BAB V PEMBAHASAN Proses reaksi gelap fotosintesis :



 Fase Fiksasi,Karbondioksida akan ditangkap dan disatukan dengan ribulosa bifosfat (RuBP) oleh enzim rubisco. ribulosa bifosfat akan mengikat karbondioksida dan hasilnya adalah molekul dengan 6 karbon yang tidak stabil dan segera pecah menjadi 2 molekul 3 fosfogliserat. Dalam sekali siklus terdapat 3 molekul ribulosa bifosfat yang menangkap 3 molekul karbondioksida dan akan diubah menjadi 3 molekul berkarbon 6 yang tidak stabil sehingga langsung pecah menjadi 6 molekul 3 fosfogliserat.  Fase Reduksi, tiap molekul 3 fosfogliserat akan menerima fosfat dari ATP sehingga berubah menjadi 1,3 difosfogliserat. Dibutuhkan 6 ATP untuk merubah 6 molekul 3 fosfogliserat menjadi 6 molekul 1,3 difosfogliserat. Molekul 1,3 difosfogliserat akan mengalami reduksi oleh NADPH sehingga berubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat (G3P), dibutuhkan 6 molekul NADPH dalam sekali siklus Calvin. Hasil dari tahap reduksi adalah 6 molekul gliseraldehida 3 fosfat. Namun, 1 molekul tersebut akan dikeluarkan untuk bahan baku glukosa sehingga tersisa5 molekul G3P.  Fase Regenerasi, pembuatan kembali ribulosa bifosfat (molekul dengan 5 atom C) dari sisa gliseraldehida 3 fosfat (molekul dengan 3 atom C). Pada tahapan ini 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat akan diubah menjadi 3 molekul ribulosa bifosfat yang dapat digunakan kembali untuk menangkap karbondioksida. Dalam reaksi ini terdapat3 molekul ATP yang mendonorkan fosfatnya.  Pada tahun 1962, Gustav Julius Von Sachs, membuktikan bahwa pada fotosintesis terbentuk karbohidrat amilum. Adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian dengan yodium, amilum dengan yodium memberikan warna hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan terkena sinar.



BAB VI PENUTUP A. Kesimpulan 1.Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Adapun persamaan reaksi fotosintesis yaitu:



6CO2 + 6H2O + cahaya matahari + klorofil→ C6H12O6 + 6O2 + Energi 2 .Dari hasil percobaan Sachs dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesis dihasilkan glukosa/ amilum. 3. Proses fotosintesis terdiri dari dua reaksi, yaitu reaksi gelap dan reaksi terang. 4.Peranan cahaya dalam fotosintesis adalah sebagai sumber energi.



B.Saran Saat melakukan penutupan daun, pastikan daun tertutup rapat sempurna dengan aluminium foil agar didapatkan hasil pengujian yang maksimal dan perlu ketelitian agar dapat hasil yang tepat.



Daftar Pustaka https://www.academia.edu/37218272/LAPORAN_RESMI_PRAKTIKUM_BIOLOGI_PERCOBAAN_S ACHS?auto=download https://www.scribd.com/doc/231498459/Laporan-Praktikum-Fotosintesis-Percobaan-Sachs-docx