I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tumbuhan memiliki kontribusi yang sangat besar di bumi ini. Kemampuan berfotosintesis yang dimiliki oleh tumbuhan sangat bermanfaat bagi seluruh mahluk hidup lain baik dari hasil fotosintesis yang berupa kabohidrat maupun oksigennya. Hamper seluruh mahluk hidup butuh oksigen untuk bernafas baik dari mahluk hidup yang berukuran mikroskopis maupun yang bukan mikroskopis meskipun ada sebagian kecil jasad renik yang tidak butuh oksigen untuk bisa hidup atau bisa disebut anaerob.
Kebutuhan manusia juga tidak bisa lepas dari tumbuhan sebagai sumbernya. Hasil asimilasi tumbuhan yang berupa karbohidrat yang disimpan dalam bentuk cadangan makanan baik berbentuk buah, umbi dan lain sebagainya dimanfaatkan oleh manusia sebagai bahan makanan dalam rangka pemenuhan kebutuhan. Namun tidak hanya sebagai bahan makanan, bagian lain dari tumbuhan seperti batang, akar, daun maupun bunganya sebagai peralatan baik perlatan rumah, kantor maupun sekolah atau instansi lain serta digunakan sebagai souvenir atau semacamnya yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan manusia sehari – hari.
Kemampuan tanaman untuk melakukan proses fotosintesis tidak lain karena adanya pigmen yang dimiliki oleh tanaman yang mempunyai kemampuan untuk menangkap cahaya matahari yang selanjutnya digunakan sebagai energy bagi proses fotosintesisnya. Kemampuan tanaman untuk bisa menangkap cahaya tergantung pada pigmen klorofil yang dimilikinya.
Pigmen klorofil memiliki pengaruh bagi berlangsungnya proses fotosintesis dimana klorofil tumbuhan berpengaruh nyata. Pigmen klorofil pada tumbuhan memiliki konsentrasi yang berbeda bergantung pada jenis tumbuhannya. Klorofil pada tanaman terdapat pada bagian tanaman yang berwarna hijau maka dari itu pigmen klorofil juga disebut sebagai zat hijau daun.
Semua tumbuhan yang berwarna hijau pasti memiliki klorofil namun klorofil tidak selalu berwarna hijau karena ada sebagian tumbuhan yang memiliki warna pada sebagian atau seluruh daunnya yang berwarna selain warna hijau semisal merah, putih, kuning atau lain sebagainya. Namun warna pada daun tersebut tetaplah klorofil namun dengan konsentrasi yang berbeda. Kemampuannya dalam menangkap cahaya matahari pastinya akan berbeda dengan tumbuhan yang memiliki daun yang berwarna hijau. Namun kebanyakan tumbuhan yang memiliki warna daun bukanlah tumbuhan pangan namun merupakan tumbuhan yang digunakan sebagai hiasan.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui pengaruh kehadiran cahaya dalam proses fotosintesis.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Seluruh tanaman bisa membuat atauvmenyediakan makanannya sendiri dengan cara melakukan fotosintesis. Menurut Rasyid (2009), proses fotosintesis tumbuhan adalah suatu proses yang menjadi dasar bagi terbentuknya berbagai zat – zat organik di alam. Sedangkan menurut sumber lain fotosintesis adalah proses sintesis karbohidrat dari bahan - bahan anorganik (CO2 dan H2O) pada tumbuhan berpigmen dengan bantuan energi cahaya matahari sebagai suber energy pada proses fotosintesis (Ai, 2012).
Dalam prosesnya, tumbuhan membutuhkan berbagai macam bahan seperti air, CO2, unsur hara serta energi yang didapat dari sinar matahari dimana cahaya matahari ditangkap melalui daun atau bagian lain yang mengandung pigmen klorofil. Klorofil adalah pigmen yang menjadikan hijau pada tanaman, alga dan bakteri fotosintetik karena klorofil disebut zat hijau ( Ai dan Banyo, 2011 ).
Klorofil dalam tanaman sebagian besar berada di bagian daun tanaman. Karena itu, daun memegang peranan penting dalam penangkapan cahaya matahari. Penangkapan cahaya oleh daun sangat dipengaruhi oleh morfologi daun seperti lebar selain dipengaruhi oleh klorofil yang ada di daun ( Fitter dan Hay, 1991 ). Sehingga klorofil ini sangat dibutuhkan oleh tanaman oleh memperoleh cahaya sebanyak mungkin, oleh karena itu tumbuhan selalu berkompetisi dengan tumbuhan lain untuk mendapat cahaya matahari.
Ketergantungan tumbuhan terhadap cahaya matahari dalam melakukan fotosintesis membuat tanaman menjadi layu jika tidak mendapat cahaya. Banyak cara untuk mempertahankan hidup pada kondisi kurangnya cahaya salah satunya mengurangi penyerapan air dari tanah agar fotosintesis tidak terjadi. Fotosintesis hanya akan terjadi jika ada cahaya karena hanya dari cahaya tanaman bisa mendapatkan energi ( Megayana, dkk, 2011 ).
Energi yang diterima oleh daun dari cahaya matahari tidak langsung bisa dipakai melainkan diproses didalam komponen fotosintesis yang ada di daun dari cahaya matahari menjadi energi kimia yang bisa dipakai dalam proses fotosintesis. Cahaya matahari yang yang bisa ditangkap oleh klorofil tumbuhan adalah cahaya dengan gelombang tertentu yang bisa memecah molekul – molekul air. Selain untuk memecah molekul air, cahaya matahari digunakan oleh tumbuhan untuk membentuk senyawa fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP ( adenosine trifosfat ) ( Tjitrosomo, 1990 ). Energi inilah yang kemudian dipakai dalam reaksi gelap dalam proses fotosintesis meskipun ada energi lain yang terbentuk selain ATP namun energy ATP ini yang paling berperan dalam proses fotosintesis sebagai energi utama.
Komponen – komponen dalam fotosintesis memiliki kecepatan dalam bekerja bergantung pada faktor – faktor tertentu, jika salah satu dari komponen fotosintesis bekerja lambat maka hal itu menjadi batas bagi kemampuan fotosintesis tumbuhan meskipun komponen lain bekerja dengan cepat ( Wilkins, 1969 ). Hubungan antara satu komponen dengan komponen lain sangat berkaitan maka dari itu kemampuan bekerja dari masing – masing komponen bergantung pada komponen lainnya.
Komponen dalam proses fotosintesis bergantung dari energi kimia hasil dari pengubahan cahaya matahari. Namun klorofil dalam menangkap sinar matahari ada batasannya, tidak bisa menangkap semua cahaya yang dating dimana setiap molekul pada pigmen klorofil hanya bisa menangkap masing – masing satu foton. Setelah molekul terisi dengan satu foton maka molekul tersebut tidak bisa menangkap foton lain hingga foton tersebut ditransfer untuk diproses lebih lanjut dalam proses fotosintesis. Persentase banyaknya sinar matahari yang dapat diterima oleh sinar matahari disebut dengan pias ( Sunarjono, 1990 ).
Dalam pertumbuhannya, tumbuhan juga memerlukan unsur hara selain untuk melakukan fotosintesis. Unsur hara bagi tanaman membantu dalam proses pertumbuhan tanaman dalam fase vegetatif, membantu dalam pembelahan sel, serat pembentukan bunga, biji dan buah ( Chalid, dkk, 2011 ). Unsur – unsur yang dibutuhkan tanaman sebagian kecil didapat dari udara dalam bentuk hara gas seperti nitrogen dan sebagian besar bersama air dari dalam tanah bersamaan dalam air yang diserap tanaman. Unsur hara juga berperan dalam pembentukan pigmen klorofil.
III. METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilakukan di ruang Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Jember pada hari sabtu, 16 Maret 2013 pukul 07.45 wib
3.2 Bahan dan Alat
3.2.1 Bahan
1.Daun tanaman acalypha (merah-putih-hijau)
2.Aquadest
3.Daun ketela pohon
4.CaCO3
5.Aseton
6.Alkohol
7.Larutan I2KI
8.Larutan HCL dan NaOH
9.Petroleum eter
3.2.2 Alat
1.Beker glass
2.Mortir dan stemper
3.Neraca analitis
4.Gelas arloji
5.Pinset
6.Corong pemisah
7.Tabng reaksi
8.Bunsen
9.Kaki tiga
10.Penjepit kayu
11.Cutter
3.3 Cara Kerja
a. Pengaruh cahaya dalam fotosintesis
1. Menyiapkan daun ketela pohon yang muda dan telah berkembang penuh (the youngest fully expanded leaves).
2. Menutup sebagian daun ketela pohon tersebut dengan kertasa carbon selama 2-3 x 24 jam.
3. Mengambil daun tersebut, kemudian memperlakukan ruas daun dengan memotongnya sehingga memperoleh potongan dengan bagian menutup dan tidak.
4. Menyiapkan beberapa tabung reaksi, kemudian mengisikan 5-10 ml alkohol 96 % dan memasukan potongan-potongan daun tersebut.
5. Memanaskan air yang ada pada beaker glass 1000 ml, kemudian memasukan tabung reaksi yang berisi potongan daun tersebut dan menunggu sampai daun berwarna pucat.
6. Mengambil daun yang telah berwarna pucat, kemudian meletakan pada gelas arloji.
7. Menguji daun tersebut dengan meneteskan larutan I2KI, kemudian mengamati warna yang tampak.
b. Pengaruh pigmen dalam fotosintesis
1. Menyiapkan daun acalypa yang muda dan telah berkembang (the youngest expended leaves) yang berwarna putih dan hijau.
2. Mengambil daun tersebut, kemudian membuat potongan sehingga memperoleh kedua bagian warna tersebut.
3. Menyiapkan beberapa tabung reaksi, kemudian mengisikan 5-10 ml alkohol 96 % dan memasukan potongan-potongan tersebut.
4. Memanaskan air dalam beaker glass 1000 ml, kemudian memasukan tabung reaksi berisi potongan daun tersebut dan menunggu sampai daun berubah warna pucat.
5. Mengambil daun yang telah berwarna pucat dan meletakannya pada gelas arloji.
6. Menguji daun yang telah berwarna pucat dengan meneteskan larutan I2KI, kemudian mengamati warna yang tampak.
c. Pemisahan pigmen
1. Menimbang 1 grm daun tanaman yang telah ditentukan.
2. Menumbuk/menghaluskan daun dengan mortar dan stamper serta memberi sedikit CaCO3.
3. Menambahkan aseton 20 cc, kemudian menyaring larutan aseton yang berwarna hijau gelap dengan kertas filter untuk menghilangkan sisa-sisa saringan.
4. Menyiapkan corong pemisah dan mengisi dengan 10-25 cc petroleum eter dan meletakan secara berdiri.
5. Mengisikan 10-15 cc larutan aseton dalam corong pemisah dan mencampurkan secara perlahan-lahan, kemudian menunggu terjadi perubahan warna.
6. Memisahkan kedua warna yang terbentuk ke dalam tabung yang berbeda.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
A. Pemisahan Pigmen
Bahan
|
Pengamatan
| ||||
Klorofil a
|
Klorofil b
|
anthosianin
|
karoten
|
Xanophyl
| |
Acalypa merah
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
Acalypa hijau
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
B. Pengaruh Cahaya
Bahan
|
Bagian
|
Kondisi Warna
|
Acalypa
|
Kuning
|
+ + ( lemah )
|
Hijau
|
+ + + + ( sangat kuat )
| |
Singkong
|
Tertutup
|
+ + + ( kuat )
|
Terbuka
|
+ + + + ( sangat kuat )
|
4.2 Pembahasan
Fungsi cahaya dalam fotosintesis sangatlah vital karena cahaya berfungsi sebagai satu – satunya sumber energi bagi tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Cahaya yang dating menuju ke tumbuhan akan ditangkap oleh klorofil dan diubah yang awalnya adalah energi seluler menjadi energi kimia sehingga dapat dipakai dalam fotosintesis yang berupa ATP. Tanpa adanya cahaya maka fotosintesis tidak akan terjadi. Selain sebagai sumber energi, cahaya digunakan oleh tumbuhan untuk memecah molekul – molekul air sehingga berbentuk ion dan dipakai juga dalam fotosintesis.
Dari hasil pengamatan terhadap daun singkong yang terlebih dahulu ditutup dengan kertas karbon selama 2 x 24 jam warnanya lebih lemah daripada daun yang tidak ditutup setelah ditetesi I2KI, hal itu karena pada bagian daun yang ditutup kertas karbon tidak terjadi proses fotosintesis sehingga kandungan amilum pada bagian yang ditutup lebih sedikit daripada yang tidak. Perbedaan terlihat setelah masing – masing bagian diuji dengan meneteskan I2KI untuk menguji banyaknya kandungan amilum yang ditunjukkan dengan perubahan warnanya.
Pigmen yang terdapat pada daun ada 4 macam, yang pertama adalah klorofil, adalah pigmen yang menjadikan daun berwarna hijau sehingga seringkali klorofil disebaut sebagai zat hijau daun. Klorofil bersifat flourescen sehingga dapat menerima cahaya dan mengembalikan cahaya dalam gelombang yang berbeda. Klorofil hanya akan larut dalam etanol, eter, methanol dan klorophorm dan tidak larut dalam air. Selanjutnya adalah pigmen karotenoida yang terbagi menjadi dua yaitu xantophyl dan karoten. Xantophyl merupakan karotenoida yang mengandung oksigen didalamnya sedangkan karoten adalah murni terbuat dari hidrokarbon. Pada umumnya karotenoida memiliki 40 atom karbon karena memeiliki gugus tetraterpenoid. Pigmen ini memberikan warna kuning, jingga dan merah pada sayuran. Yang terakhir adalah anthosianin, pigmen ini berada dalam air sel vakuola. Pigmen ini mudah larut dalam air dan berada pada hampir seluruh buah tumbuhan.
Pigmen berperan penting dalam proses fotosintesis. Pigmen dapat menangkap cahaya matahari dan mengubahnya dalam bentuk energy kimia serta menyimpannya dalam bentuk nutrisi. Dengan adanya pigmen ini, tumbuhan bisa memperoleh energi untuk berfotosintesis. Dalam proses fotosintesis, pigmen juga berfungsi untuk menjadi penghantar electron dari komponen satu ke komponen lainnya dalam kloroplas.
Dari tabel pemisahan pigmen, dapat dilihat bahwa pada daun acalypa merah terdapat berbagai pigmen sedangkan pada acalypa hijau hanya terdapat dua pigmen yaitu klorofil a dan klorofil b maka dari itu daun pada aclypa hijau terlihat hijau karena didalamnya hanya ada pigmen yang memberikan warna hijau yaitu klorofil. Sedangkan acalypa merah lebih kaya pigmen sehingga warna daunnya tidak hijau sepenuhmya karena terdapat pigmen lain.
Pada tabel berikutnya, pengaruh cahaya terhadap amilum yang dihasilkan dalam proses fotosintesis oleh daun acalypa kuning lebih sedikit daripada daun aclypa hijau. Hal itu karena pigmen yang paling cepat dalam menangkap cahaya untuk proses fotosintesis adalah klorofil sedangkan pigmen lainnya memiliki kemampuan yang lebih lemah. Daun aclypa kuning memiliki klorofil yang lebih rendah dibandingkan acalypa hijau, oleh karena itu amilumnya juga lebih sedikit. Sedangkan pada daun singkong meskipun sama – sama memiliki memiliki klorofil dalam jumlah yang banyak tetapi karena adanya perbedaan perlakuan yaitu dengan ditutup kertas karbon sehingga klorofil tidak bisa menangkap cahaya untuk berfotosintesis. Daun yang terbuka lebih banyak mengandung amilimu karena cahaya yang didapat lebih banyak daripada daun singkong yang ditutup.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Cahaya memilik fungsi sebagai sumber energi bagi tumbuhan untuk melakukan fotosintesis serta sebagai pemecah molekul – molekul air. Sehingga tanpa adanya cahaya fotosintesis tidak bisa terjadi.
Daun yang tidak bisa menangkap cahaya maka tidak bisa melakukan fotosintesis sehingga kandungan amilum yang ada hanya sedikit dibandingkan dengan daun yang melakukan fotosintesis secara normal.
Pigmen pada daun ada 4 yaitu klorofil, anthosianin, karoten dan xantophyl. Klorofil sendiri terbagi menjadi dua yaitu klorofil a dan klorofil b. setiap pigmen memberikan warna yang berbeda pada tumbuhan.
Pigmen dalam proses fotosintesis berguna sebagai penangkap cahaya dan mengubahnya dalam bentuk energi kimia yang dapat digunakan dalm fotosinteis. Perbedaan pigmen pada daun memberikan pengaruh yang berbada bagi tumbuhan. Daun dengan klorofil yang banyak maka bisa menangkap cahaya yang banyak sehingga fotosintesis berlangsung cepat. Pada daun yang tidak melakukan fotosintesis, kandungan amilumnya lebih sedikit daripada daun yang melakukan fotosintesis.
5.2 Saran
Perlengkapan dalam praktikum berikutnya diharapkan lebih lengkap lagi agar lebih mendukung berjalannya praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Ai, Nio Song. 2012. EVOLUSI FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN, Universitas Sam Ratulangi, Manado. Ilmiah Sains Vol 12. No 1
Ai, Ni Song dan Banyo, Yunia. 2011. Ilmiah Sains Konsentrasi Klorofil Daun Sebagai Indikator Kekurangan Air Pada Tanaman, Universitas SamRatulangi. Manado 11 ( 2 ) : 167
Chalid, Sri Yadial, Amini, Sri, Lestari, Suci Dwi. 2011. Kultivasi Chlorella, sp Pada Media Tumbuh Yang Diperkaya Dengan Pupuk Anorganik Dan Soil Extract, UIN Syarif Hidayatullah, Jakarta : 299
Fitter, A.H., Hay, R.K.M. 1992. Fisiologi Lingkungan Tanaman, Gadjah Mada University Press, Jogja
Megayana, Yessi, Subekti, Sri, Alamsjah, Moh. Amin. 2011. Studi Kandungan Alginat dan Klorofil Rumput Laut Sargassum Sp. Pada Umur Panen Yang Berbeda, Universitas Airlangga, Surabaya : 122
Rasyid , Abd.2009.DISTRIBUSI KLOROFIL-a PADA MUSIM PERALIHAN BARAT-TIMUR DI PERAIRAN SPERMONDE PROPINSI SULAWESI SELATAN, Fakultas Ilmu Kelautan dan Perikanan Universitas Hasanuddin. J. Sains & Teknologi Vol 9. No 2
Sunarjono, Hendro. 1990. Ilmu Produksi Tanaman Buah – Buahan, Sinar Baru, Bandung
Tjitrosomo, Siti Sutarmi. 1990. Botani Umum 2, Angkasa, Bandung
Wilkins, Malcolm B. 1969. Fisiologi Tanaman, Bina Aksara, Jakarta
0 comments:
Post a Comment