Fisiologi Tanaman [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN “Fotosintesis” Muhammad Guruh Arif Zulfahmi 105040201111091



Jum’at



09.00



Assisten: Kak Cecilia



PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2010



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Fotosintesis juga dapat diartikan proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan). Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis 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 (photos berarti cahaya) 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 melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang. Dalam melakukan fotosintesis, tumbuhan sangat memerlukan kehadiran klorofil atau zat hijau daun. Dengan mempelajari fotosintesis, kita dapat mengetahui proses fotosistesis pada tumbuhan tingkat atas yang nantinya digunakan sebagai dasar dalam mempelajari fisiologi pada tanaman berikutnya. 1.2 Tujuan 1. Mengetahui definisi dan peran fotositesis pada tumbuhan 2. Mempelajari dan mengetahui tahapan fotosintesis mulai dari reaksi terang (siklik dan non siklik) serta reaksi gelap 3. Mengerti faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi fotosintesis 4. Mengetahui cara pengujian pati



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Fotosintesis 1. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa



yang



dilakukan tumbuhan, alga,



dan



beberapa



jenis bakteri dengan



menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. (Anonymous, 2010)



2. Fotosintesis yaitu peristiwa pembentukan makanan dengan bantuan sinar matahari. Proses ini membutuhkan bahan makanan berupa air, karbon dioksida, oksigen dan berbagai zat mineral. Hasil dari fotosintesis akan diedarkan keseluruh bagian tumbuhan melalui pembuluh tapis. (Momon S. & Sulistiorini, 2006) 3. Photosynthesis is the fundamental basis of competitive success in green plants and the principal organ of photosynthesis in higher plants is the leaf. Translate : “Dasar penting dari kesuksesan kompetisi pada tanaman hijau dan organ yang berperan dalam fotosintesis pada tanaman tingkat tinggi.” (Hopkins, 1995) 4. Photosynthesis is the process in green plants and certain other organisms by which carbohydrates are synthesized from carbon dioxide and water using light as an energy source. Most forms of photosynthesis release oxygen as a byproduct. Translate : “Fotosintesis adalah proses pada tumbuhan hijau dan tentu saja pada organisme lainnya dimana karbohidrat disintesis dari karbon dioksida dan air menggunakan cahaya sebagai sumber energy. Kebanyakan dari fotosintesis melepaskan oksigen sebagai produk. (Anonymous, 2010)



2.2 Tahapan Fotosintesis 2.2.1 Reaksi Terang Reaksi terang terjadi pada grana. Di dalam reaksi terang, tumbuhan menangkap air dan CO2 kemudian mengolahnya menggunakan sumber energi cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil. Selanjutnya, gula dan air tersebut dengan bantuan sinar matahari diubah menjadi gula (glukosa), O2, dan uap air. O2 dan uap air dikeluarkan dari dalam tubuh tumbuhan, sedangkan gula dijadikan bahan makanan tumbuhan tersebut.



Secara garis besar, proses berlangsungnya fotosintesis dapat diuraikan sebagai berikut. a. Cahaya mencapai sel-sel daun yang mengandung klorofil. b. Klorofil menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. c. Udara yang mengandung karbon dioksida masuk ke dalam daun daun melalui stomata. Selanjutnya, karbon dioksida tersebut menyebar di antara sel-sel daun.



d. Akar menyerap air yang dibutuhkan tanaman untuk proses fotosintesis. Air tersebut mengalir dari akar menuju batang kemudian ke daun. e. Molekul air dipecah oleh energi cahaya menjadi oksigen dan hidrogen. Molekul hidrogen bergabung dengan molekul CO2 membentuk glukosa. Reaksi terang dibagi menjadi reaksi siklik dan non-siklik. Reaksi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem, yaitu fotosistem I. Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I. Sedangkan, reaksi non-siklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II. Dalam fotofosforilasi nonsiklik, pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi elektron tidak kembali lagi ke fotosistem II.



2.2.2 Reaksi Gelap Reaksi gelap (siklus Calvin) terjadi di dalam stroma (rongga daun). Pada siklus Calvin, H2 yang terlepas dari molekul air (H2O) akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Pada reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik (berulang) yang membentuk gula dari CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Energi yang digunakan dalam siklus Calvin diperoleh dari reaksi terang. Ketika berlangsung reaksi gelap terjadi proses respirasi seluler. Glukosa yang diperoleh pada reaksi terang digunakan oleh tanaman untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa yang merupakan komponen utama tubuh tumbuhan dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Respirasi pada tumbuhan berlangsung pada malam hari. Tumbuhan berespirasi dan mengeluarkan CO2, uap air, dan energi. Oleh karena itu, pada malam hari udara di bawah



tumbuhan terutama yang berdaun banyak akan terasa pengap, sedikit lembab dan gerah. Karbon dioksida bersifat menyerap kalor dari sekeliling sehingga menyebabkan udara menjadi gerah. Udara lembab yang dirasa adalah karena uap air yang dikeluarkan. (Krisno, H. Moch. Agus dkk, 2008)



2.3 Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Fotosintesis 



Pengaruh cahaya : laju fotosintesis akan meningkat pada intensitas cahaya yang tinggi.







Kadar klorofil :



pengaruh dari kadar klorofil terhadap kecepatan fotosintesis



ditentukan oleh banyaknya CO2 dalam air yang diserap setiap jamnya oleh klorofil. 



Pengaruh suhu : Mempengaruhi enzim untuk fotosintesis. Jika suhu naik 10°c, kerja enzim meningkat 2xlipat. (tapi hanya pada suhu tertentu, jika suhu terlalu tinggi, justru bisa merusak).







Ketersediaan : CO2, semakin tinggi konsentrasi CO2 semakin meningkatkan laju fotosintesis.







Ketersediaan air : kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis. (Setowati dan Deswaty, 2007)



2.4 Teknik-teknik Pengujian Pati Pengujian amilum dapat dibuktikan dengan menggunakan iodium, tanaman yang mengandung amilum ditetesi dengan yodium akan berwarna hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan terkena cahaya matahari.



(Dwidjoseputro,1994)



BAB III METODOLOGI 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat  Alat pemanas



: digunakan untuk merebus daun



 Cawan petri



: untuk meletakkan daun dan batang yang akan diuji dan



ditetesi larutan KI  Gunting



: untuk memotong daun



 Tabung reaksi (besar) : tempat merebus daun  Pipet



: untuk mengambil larutan KI



 Pinset



: untuk mengambil sampel



 Cutter



: untuk memotong batang



 Kertas label



: untuk label bahan yang diuji



 Spidol



: untuk pemberi tanda label



3.1.2 Bahan  Daun ketela pohon ternaungi



: sebagai obyek pengamatan



 Batang ketela pohon



: sebagai obyek pengamatan



 Daun ketela pohon tak ternaungi



: sebagai obyek pengamatan



 Air



: untuk media perebusan daun



 Alkohol 96%



: untuk meluruhkan larutan.



 KI (kalium iodide)



: untuk indikator kadar pati dalam ketela



pohon



3.2 Diagram Alir Daun singkong Daun (yang ternanungi dan tidak ternaungi) Direbus dalam air ± 2 menit



Tiriskan



Letakkan di cawan



Tambah iodine



Rendam alcohol 96% ± 5 menit



Amati



Hasil



Batang singkong



Batang (atas, tengah, bawah)



Dibelah menjadi dua sama besar



ditetesi KI (kalium iodide)



gambar



hasil



3.3 Analisa Perlakuan 3.3.1 Perlakuan pada Daun Singkong Sebelum melaksanakan praktikum dalam laboratorium, diberlakukannya perlakuan khusus terhadap tanaman singkong yang akan dibawa, adalah :  daun tak dibungkus (sebagai control)  daun dibungkus dengan kertas warna merah  daun dibungkus dengan kertas warna kuning  daun dibungkus dengan kertas warna hijau  daun dibungkus dengan kertas warna biru Dalam praktikum kali ini, dilakukan pengamatan tentang kadar pati yang ada pada tanaman ketela pohon. Setelah daun dibungkus selama kurang lebih dua hari, daun ketela pohon ini direbus, tiriskan dan direndam dengan alcohol 96% selama lima menit untuk melarutkan klorofil dan menjadikan amilum lebih mudah bereaksi dengan larutan iodine.



dilanjutkan dengan pemberian larutan iodine pada seluruh permukaan daun untuk melihat kandungan amilum/glukosa yang ada pada daun tersebut. Jika daun tersebut mengandung amilum maka daun akan tampak berwarna hitam (biru-kehitaman) setelah ditetesi iodine. Terakhir amati dan jangan lupa untuk didokumentasikan.



3.3.2 Perlakuan pada Batang Pada batang daun singkong, perlakuan untuk mengetahui kadar pati diawali dengan memotong batang singkong menjadi tiga bagian yaitu bawah, tengah, dan atas. Masingmasing batang tersebut dibelah menjadi dua dengan menggunakan cutter. Kemudian tetesi dengan iodine untuk melihat kandungan amilum/glukosa yang ada pada daun tersebut, apabila semakin hitam floem, maka semakin tinggi kandungan amilum yang ada dibagian tersebut. Jangan lupa pendokumentasian sama seperti percobaan sebelumnya.



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN



4.1 Hasil 4.1.1 Dokumentasi Daun dan Batang sebelum Pengamatan  Daun



 Batang



Dari kiri: batang atas, tengah, bawah



4.1.2 Dokumentasi Daun dan Batang sesudah Pengamatan  Daun



Ditutup kertas biru



Ditutup kertas kuning



Ditutup kertas hijau



Ditutup kertas merah



Tidak ditutup



Perbandingan hasil uji pati daun



 Batang



Batang atas



Batang bawah



Batang tengah



Perbandingan hasil uji pati pada batang



4.2 Analisa Hasil Pada praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa adanya perlakuan dibungkus (ternaungi) atau tidak dibungkus pada daun menunjukkan adanya proses fotosintesis yang berbeda. Setelah ditetesi Iodine, daun dan batang berubah warna menjadi hitam. Warna hitam tersebut menunjukkan amilum yang tersimpan pada daun tersebut. Kandungan amilum yang tinggi akan membuat warna daun atau batang yang telah diuji semakin hitam pekat. Pada praktikum, daun dengan perlakuan pembungkusan kertas warna biru menunjukkan kandungan amilumnya paling tinggi. Dan kandungan amilum yang paling rendah terdapat pada daun yang tidak dibungkus. Hal ini sebenarnya berbanding terbalik dengan teori yang ada dimana daun yang tak ternaungi akan memiliki kadar pati paling banyak karena langsung terkena sinar matahari, namun karena daun yang dijadikan objek adalah daun muda sehingga kandungan patinya masih sedikit. Pada batang, bagian batang paling bawah yang memiliki kandungan amilum yang paling tinggi dibanding batang bagian tengah dan atas, karena terjadi translokasi fotosintesis yang akan di distribusikan ke bagian ujung akarnya karena tanaman ketela pohon menympan cadangan makanannya di umbinya.



4.3



Pembahasan 4.3.1



Hubungan Faktor Panjang Gelombang & Faktor lain dalam Fotosintesis dengan Hasil Praktikum Pada daun yang tidak ternaungi, kandungan amilum yang teridentifikasi cukup



banyak. Sedangkan pada bagian batang bawah mempunyai kandungan amilum lebih banyak daripada bagian batang atas dan tengah. Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda pula. Alasan utama mengapa



spektrum aksi lebih tinggi dari spektrum serapan adalah karena cahaya hijau dan kuning yang tidak segera diserap akan dipantulkan berulang-ulang di dalam sel fotosintetik sampai akhirnya diserap oleh klorofil dan menyumbangkan energi untuk fotosintesis. Semakin panjang gelombang maka fotosintesis akan semakin cepat sebanding dengan meningkatnya kadar amilum.Pada perlakuan daun dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin tinggi atau cepat laju fotosintesis maka semakin banyak kadar amilumnya. (Anonymous, 2010) 4.3.2 Hubungan antara Translokasi Fotosintat dengan Bagian (posisinya) dalam Tanaman Pada daun tanaman ketela pohon, translokasi fotosintat terjadi pada daun yang terkene sinar matahari langsung, sedangkan pada batang translokasi fotosintat terdapat pada batang tanaman pada bagian bawah, hal ini dikarenakan tempat penyimpanan cadangan makan ketela pohon berada di bawah. Karena pada proses fotosintesis menghasilkan glukosa yang berlebih akan disimpan dalam organ cadangan makanan seperti umbi batang, umbi akar. (Anonymous, 2010)



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Hasil praktikum yang didapat pada materi fotosintesis ini adalah tanaman ketela pohon memiliki kadar pati yang berbeda pada beberapa bagian daun dan batang ketela pohon. Pada daun, kadar pati tertinggi didapat pada tanaman yang tidak ternaungi sehingga bisa mendapat sinar matahari secara langsung dan digunakan untuk energi fotosintesis. Pada batang didapat pada batang terbawah dari batang karena batang bawah sebagai tempat penyimpanan cadangan makan ketela pohon. Pada proses fotosintesis ketela pohon akan menghasilkan glukosa yang berlebih dan disimpan dalam organ cadangan makanan seperti umbi batang dan umbi akar.



DAFTAR PUSTAKA Anonymous.2010.http://www.crayonpedia.org/mw/Fotosintesis_12.1 Anonymous.2010.http://www.google.com/Fistum%20Fotosintesis/faktor%20mempengaruhi %20fotosintesis.htm Anonymous.2010.http://www.wikipedia.org/Fistum%20Fotosintesis/Fotosintesis.htm Dwidjoseputro. 1994. Pengantar Fisiologi Tanaman. Jakarta : Gramedia Hopkins, William G. 1995. Introduction to Plant Physiology. Lybrary of congress. New York. Krisno, H. Moch. Agus dkk, 2008, ILMU PENGETAHUAN ALAM Untuk SMP/MTs Kelas VIII, Jakarta : Pusat perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, h. 85- 87. S, Momon dan Sulistiorini . 2006 . Saya Ingin Pintar Ilmu Pengetahuan Alam . Grafindo Media Pratama . Bandung Setowati, Tetty dan Deswaty Furqonita. 2007 . Biologi Interaktif untuk SMA/MA Kelas XII . Azka Press . Jakarta