laporan praktikum fotosintesis menghasilkan karbohidrat

Laporan Hasil Pengamatan Fotosintesis Menghasilkan Karbohidrat (Amilum)

Nama:

Andre Yuda Bimantara

Desy Setyawati

Rian Sandi

Siti Mahmudah

SMA NEGERI 1 JAKENAN

TAHUN PELAJARAN  2013/2014

Laporan Hasil Pengamatan Fotosintesis Menghasilkan Karbohidrat

(Amilum)

Landasan Teori:

Fotosintesis berasal darikata foton yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organic H₂O dan CO₂ menjadi senyawa organic yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari.

Fotosintesis adalah proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energy terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energy cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energy 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. Organism yang menghasilkan energy melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO₂ diikat (difraksi) menjadi gula sebagai molekul kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Fotosintesis dikenal sebgai suatu proses sinteis makanan yang dimiliki oleh tumbuhan hiajau dan beberapa mikroorganisme fotosintetik. Organisme yang mampu mensintesis makanannya sendiri disebut sebagai organism autotrof. Autotrof dalam rantai makanan menduduki sebagai produsen. Pada prinsispnya komponen yang dibutuhkan dalam reaksi fotosintesis adalah CO₂ yang berasal dari udara dan H₂O yang diserap dari dalam tanah. Selain itu sesuai dengan namanya, foto “cahaya” reaksi ini embutuhkan cahaya matahari sebagai energy dalam pembuatan atau sintesis produk (senyawa gula dan oksigen).

Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat diartikan bahwa enam molekul karbondioksida dan enam molekul air bereaksi dengan bantuan energy cahaya matahari untuk anyang dibentuk sebagai hasil dari proses fotosintesis yang di dalamnya tersimpan hasil konversi energy cahaya matahari dalam bentuk ikatan-ikatan kimia penyusun molekul tersebut. Glukosa merupakan senyawa karbon yang nantinya digunakan bersama elemen-elemen lain di dalam sel untuk membentuk senyawa kimia lain yang tersebut, seperti DNA, protein, gula dan lemak. Selain itu, organism dapat memanfaatkan energy kimia yang tersimpan dalam ikatan kimia di antara atom-atom penyusun glukosa sebagai sumber energy dalam proses-proses di dalam tersusun.

Seperti organism lainnya, tanaman tersusun atas sel-sel sebagai unit dasar penyusun kehidupan tanaman. Sel-sel tanaman mengandung struktur yang disebut kloroplas (Choloplast) yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Kloroplas adalah organelkhusus yang dimiliki oleh tanaman, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Seluruh bagian tumbuhan yang merupakan struktur berwarna hijau, termasuk batang dan buah memiliki kloooroplas dalam setiap sel penyusunnya. Namun secara umum aktifitas fotosintesis terjadi di dalam daun. Michael W. Davidson dalam websetnya meyatakan bahwa kepadatan kloroplas di permukaan daun suatu tanman rata-rata sekitar satu setengah juta permilimeter persegi.

Fotosintesis memiliki duan macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Selama reaksi terang, kloroplas bersama dengan pigmen-pigmen lain di dalam kloroplas menyerap energy cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi energy kimia yang disimpan dalam ikatan kimia penyusun glukosa. Energy yang diserap merupakan energy laya electron yang nantinya akan terlibat dalam serangkaian rantai yang disebut transport electron. Menurut Stone (2004), air melalui reaksi terang akan dipecah (fotolisis) menjadi proton electron dan O₂. Proton dan electron yang dihasilkan dari pemecahan ini bergabung dengan senyawa aseptor electron NADP⁺ membentuk NADPH. Bebrapap proton bergerak melalui membrane kloroplas, dan energy yang dibentuk berupa ATP. NADPH dan ATP adalah komponen yang masuk ke dalam reaksi gelap, yang merubah molekul O₂menjadi molekul gula berantai karobon tiga energy kimia hasil konversi dari energy cahaya matahari tersimpan dalam senyawa karbon tersebut.

Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di dalam sebgai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beranekaragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakrida. Monosakarida adalah karbohidart yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida (Kimball,2002).

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, utuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agara tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energy yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. 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.

Pada tahun 1860, Sachs membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan daun segar yang sebagian dibungkus ia menggunkan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan ke dalam alcohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum.

Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya.Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat.Untuk tujuan praktis, satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat begantung seluruh kehidupan adalah fotosintesis.Fotosintesis merupakan salah satu reaksi yang tergolong ke dalam reaksi anabolisme. Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan makanan (glukosa) yang berbahan baku karbondioksida dan air.

Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan dan ganggang hijau yang bersifat autotrof.Artinya keduanya mampu menangkap energi matahari untuk menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari precursor organik H₂O dan CO₂.Sementara itu, hewan dan manusia tergolong heterotrof, yaitu memerlukan suplay senyawa-senyawa organik dari lingkungan (tumbuhan) karena hewan dan manusia tidak dapat menyintesis karbohidrat.Karena itu, hewan dan manusia bergantung pada organisme autotrof.

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas.Kloroplas merupakan organel plastid yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil).Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofil daun tanaman, yaitu sel-sel jaringan tiang (palisade) dan sel-sel jaringan bunga karang (spons).Di dalam kloroplas terdapat klorofil pada protein integral membrane tilakoid.Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. klorofil a merupakan hijau rumput (green grass pigment) yang mampu menyerap cahaya merah dan biru-keunguan. Klorofil a ini sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis. Klorofil b merupakan pigmen hijau-kebiruan yang mampu menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan.Klorofil b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau dan beberapa bakteri autotrof.

Klorofil terdapat sebagai butir-butir hijau di dalam kloroplas.Pada umumnya kloroplas itu berbentuk oval, bahan dasarnya disebut stroma, sedang butir-butir yang terkandung di dalamnya disebut grana. Pada tanaman tinggi ada dua macam klorofil, yaitu:

klorofil-a         : C₅₅H₇₂O₅N₄Mg, berwarna hijau tua

klorofil-b         : C₅₅H₇₀O₆N₄Mg, berwarna hijau muda

Rumus bangunnya berupa suatu cincin yang terdiri atas 4 pirol dengan Mg sebagai inti.Rumus bangun ini hamper serupa dengan rumus bangun haemin (zat darah), di mana intinya bukan Mg melainkan Fe.Pada klorofil; terdapat suatu rangkaian yang disebut fitil yang dapat terlepas menjadi fitol C₂H₃₉OH, jika kena air (hidrolisis) dan pengaruh enzim klorofilase. Fitol itu lipofil (suka asam lemak), sedangkan biasanya disebut rangka porfin, sifatnya hidrofil (suka akan air). (Dwidjoseputro, 1994:18)

Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pembentukan klorofil:

1.       Faktor pembawaan.

Pembentukan klorofil dibawakan oleh gen tertentu di dalam kromosom.

2.      Cahaya.

Terlalu banyak sinar berpengaruh buruk kepada klorofil.Larutan yang dihadapkan kepada sinar kuat tampak berkurang hijaunya.Hal ini juag dapat kita lihat pada daun-daun yang terus terkena kena sinar langsung warna mereka menjadi hijau kekuning-kuningan.

3.     Oksigen

4.     Karbohidrat.

Dengan tiada pemberian gula, daun-daun tersebut tak mampu menghasilkan klorofil, meskipun faktor-faktor lain cukup.

5.      Nitrogen Magnesium.

Besi yang menjadi bahan pembentuk klorofil merupakan suatu condition sinc qua non(kehausan). Kekurangan akan salah satu dari zat-zat tersebut mengakibatkan klorosis kepada tumbuhan.

6.      Air.

Air merupakan faktor keharusan pula, kekurangan air mengakibatkan desintegrasi dari klorofil seperti terjadi pada rumput dan pohon-pohonan di musim kering.

7.      Unsur-unsur Mn, Cu, Zn, meskipun hanya di dalam jumlah yang sedikit sekali, membantu pembentukan klorofil. Dengan tiada unsur-unsur itu, tanaman akan mengalami klorosis juga.

8.      Temperatur antara 3^o-48^oC merupakan suatu kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan tanaman, akan tetapi yang paling baik ialah antara 26^o-30^oC.

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:

a)         Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

b)         Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

c)         Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

d)         Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

e)         Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

f)          Tahappertumbuhan

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

Pada umumnya sel fotosintesis mengandung satu atau lebih pigmen klorofil yang berwarna hijau.Berbagai sel fotosintesis lainnya seperti pada ganggang dan bacteria, berwarna coklat, merah dan ungu. Hal ini disebabkan oleh adanya pigmen lain di samping klorofil, yaitu pigmen pelengkap, seperti karotenoid yang berwarna kuning, merah atau ungu dan fikobilin yang berwarna biru atau merah (Muhammad Wirahadikusumah, 1985: 99)

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.

Pada percobaaan Sachs, A daun yang sebagian tertutup x, terkena sinar sepanjang hari.B daun tersebut setelah dipetik, direbus, direndam dalam alcohol untuk melarutkan klorofilnya dan setelah itu dicelup dalam larutan yodium.Bagian yang tertutup tampak putih (berarti tanpa amilum), sedang daerah sekitarnya berwarna hitam yang menunjukkan adanya amilum.

Jan Ingenhousz merupakan orang yang pertama kali melakukan penelitian tentang fotosintesis adalah Jan Ingenhousz (1730-1799). Ingenhousz memasukkan tumbuhan air Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang diisi air. Bejana gelas itu ditutup denagn corong terbalik dan diatasnya di beri tabung reaksi yang diisi air hingga penuh.Bejana itu diletakkan di terik matahari.Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air tersebut.Gelembung udara tersebut menandakan adanya gas.Setelah diuji ternyata adalah oksigen.Ingenhousz menyimpulkan fotosintesis menghasilkan oksigen.

Fotosintesis terjadi hanya di bagian hijau tanaman.Untuk efisiensi fotosintesis harus daun tipis dan memiliki luas permukaan besar.Ini membantu dalam penyerapan cahaya dan difusi gas, dan sarana untuk mencegah kehilangan air yang berlebihan melalui stomata dan epidermis. Jumlah besar kloroplas dalam sel-sel mesofil palisade menyediakan jaringan fotosintetik utama. Ruang antara spons berbentuk tidak teratur di dalam sel-sel mesofil daun izin difusi gas gratis.Turgor sel penjaga berubah menjadi gas mengizinkan pertukaran dengan atmosfer.Kutikula pada berlapis tunggal transparan epidermis atas dan bawah melindungi daun dari pengeringan dan infeksi. 

Tujuan: membuktikan bahwa fotosintesis menghailkan karbohidrat (amilum).

Alat Dan Bahan

Alat	Jumlah	Bahan	Jumlah
Kaki 3	1 Buah	Daun Hibiscus Rosasinensis	2 Buah
Pembakar Spiritus	1 Buah	Kertas Timah	1 Buah
Beaker Glass 100 Ml	1 Buah	Alcohol	Secukupnya
Korek Api	1 Buah	Lugol	Secukupnya
Cawan Petri	2 Buah	Air	Secukupnya

Prosedur Kerja

1.      Menutup sebagian daun pada tanaman Hibiscus rosasinensis dengan kertas timah, dan lain dibiarkan terbuka.

2.      Pada sore/pagi hari sebelum matahari terbit petik daun Hibiscus rosasinensis tersebut.

3.      Menggunting daun Hibiscus rosasinensis dengan ukuran 5 x 1 cm.

4.      Merebus air hingga mendidih kemudian rendam daun Hibiscus rosasinensis selama 20 detik.

5.      Mengisi tabung reaksi dengan alcohol hingga ketinggian 2 cm.

6.      Menggulung daun Hibiscus rosasinensis kemudian masukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi  alcohol, kemudian memasukkan ke dalam beaker glass yang berisi air mendidih, mendiamkan selama 10 menit.

7.      Mencuci dan membilas daun dengan menggoyangkan daun dengan pinset di dalam beaker glass yang berisi air panas tadi.

8.      Meletakkan daun pada cawan petri kemudian tetesi dengan larutan lugol.

9.      Mengamati perubahan warna yang terjadi. (adanya warna hitam menunjukkan keberadaan amilum di dalamnya).

10.  Mencatat hail percobaan pada table.

Hasil Pengamatan

A.    Sebelum Uji Coba

 

B.     Setelah diberi Alkohol dan didihkan

 

C.    Setelah diberi Lugol

 

Hasil Praktikum

No.	Perlakuan	Daun Hibiscus rosasinensis	Warna
1.	Sebelum perlakuan	Daun terbuka	Hijau
		Daun tertutup	Kuning
2.	Perendaman alcohol dan dididihkan	Daun terbuka	Putih
		Daun tertutup	Putih
3.	Ditetesi lugol	Daun terbuka	Hitam
		Daun tertutup	Coklat

Analisis Data

            Sebelum percobaan dilakukan, daun yang ditutup kertas timah berwarna ke kuning-kuningan sedangkan daun yang tidak ditutup berwarna hijau cerah. Setelah direndam dengan alcohol dan didihkan, kedua warna daun tersebut berubah menjadi putih transparan. Kemudian kedua daun tersebut di tetesi lugol. Setelah ditetesi lugol dan ditunggu beberapa detik, daun yang ditutupi kertas timah tesebut berubah warna menjadi hitam. Sedangkan daun yang tidak ditutupi kertas timah berwarna coklat.

Pembahasan

Pada percobaan ini digunakan larutan lugol yang bertujuan untuk Mengetahui ada tidaknya amilum pada daun tersebut. Jika terdapat amilum maka pada daun yang ditetesi lugol akan berubah warna menjadi kehitaman. Pada proses pertama potongan daun direbus dengan air sekitar 20 detik supaya layu kemudian direbus dengan alcohol sampai bewarna putih menandakan zat klorofilnya telah mati. Pada saat potongan daun yang telah dibilas dengan air ditetesi dengan lugol secara merata dan didiamkan selama 15 menit tampak adanya perubahan, yakni potongan daun yang pertama (tidak ditutup kertas timah) berwarna kehitaman dan potongan daun yang kedua (ditutup kertas timah) berwarna putih kecoklatan. Sehingga dapat dikatakan bahwa daun yang berwarna kehitaman tersebut terdapat amilum, sedangkan daun yang berwarna putih kecoklatan tidak mengandung amilum.

Kesimpulan:

Daun yang ditutup dengan kertas timah tidak melakukan fotosintesis karena tidak mendapat cahaya matahari sehingga tidak menghasilkan amilum (ketika ditetesi lugol warnanya seperti lugol atau kecokalatan dan bisa juga dikatakan tetap). Dan daun yang tidak ditutupi dengan kertas timah melakukan fotosintesis karena mendapat cahaya matahari sehingga menghasilkan amilum ( ketika ditetesi lugol berubah warna menjadi hitam). Jadi bisa dibuktikan bahwa daun yang berfotosintesis menghasilkan amilum. Reaksi kimia fotosintesis adalah: 6H₂O + 6CO₂   C₆H₁₂O₆ + 6O₂. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya proses fotosintesis yaitu cahaya, zat hijau (klorofil), suhu, karbondioksida dan air.

Pertanyaan Dan Jawaban Pertanyaan

1.      Apakah tujuan daun direndam dengan air mendidih?

2.      Apakah tujuan daun direndam dengan alcohol?

3.      Daun manakah yang berwarna hitam dan yang tetap berwarna putih (menyerupai warna lugol)? Jelaskan!

Jawaban pertanyaan

1.      Tujuan daun direndam dengan air mendidih yaitu agar sel-sel daun hijau daun (klorofil) yang terdapat pada daun tersebut mati (lemas).

2.      Tujuan daun direndam dengan alcohol yaitu agar sel-sel hijau (klorofil) yang masih tersisa saat direbus dengan air mendidih mati.

3.      Daun yang berwarna hitam adalah daun yang tidak ditutup dengan kertas timah. Ini menandakan bahwa daun terdapat amilum karena mengalami fotosintesis. Daun yang tetap berwarna putih atau coklat adalah daun yang ditutup dengan kertas timah. Ini menandakan pada bagian tersebut  tidak terdapat amilum karena tidak berlangsung fotosintesis.