Cute Brown Spinning Flower

2.1.13

LAPORAN PRAKTIKUM MATA KULIAH BIOFISIKA UMUM: KELAJUAN FOTOSINTESIS TUMBUHAN AIR



Kamis, 22 Oktober 2012
                                                                                    Rekan kerja:
1.   Umi Trimukti       (G74110034)
2.   Ni Kadek                         (G74110048)
3.   Lusia Anita          (G74110019)
 

LAPORAN BIOFISIKA UMUM
“KELAJUAN FOTOSINTESIS TUMBUHAN AIR”

logo-ipb.png

ANA FITRIANA
G74110018

Asisten:           1. Ajeng Widy Roslia (G74090029)
2. Feby Rahmawati.F  (G74090032)
3. Budi Setiadi            (G74090037)
4. Andri Hanyansyah (G74090039)


DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012


1.      Tujuan
Menentukan kelajuan fotosintesis tumbuhan air di bawah kondisi terang cahaya yang berbeda.
2.      Alat Dan Bahan

a)      PASPORT Xplorer GLX
b)      PASPORT Disolved Oxygen Sensor
c)      Tangki fotosintesis
d)     Penghalang cahaya
e)      Tanaman air (Hydrilla)
f)       Lampu berkekuatan 100 watt
g)      Penutup karet
h)      Air kolam dan air keran


3.       Teori Singkat
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Selain tumbuhan berklorofil, makhluk hidup non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri. Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari.
Organisme fotosintesis disebut fotoautotrof karena mereka dapat membuat makanannya sendiri. Pada tanaman, alga, dan cyanobacteria, fotosintesis dilakukan dengan memanfaatkan karbondioksida dan air serta menghasilkan produk buangan oksigen. Fotosintesis sangat penting bagi semua kehidupan aerobik di Bumi karena selain untuk menjaga tingkat normal oksigen di atmosfer, fotosintesis juga merupakan sumber energi bagi hampir semua kehidupan di Bumi, baik secara langsung (melalui produksi primer) maupun tidak langsung (sebagai sumber utama energi dalam makanan mereka), kecuali pada organisme kemoautotrof yang hidup di bebatuan atau di lubang angin hidrotermal di laut yang dalam. Tingkat penyerapan energi oleh fotosintesis sangat tinggi, yaitu sekitar 100 terawatt, atau kira-kira enam kali lebih besar daripada konsumsi energi peradaban manusia. Selain energi, fotosintesis juga menjadi sumber karbon bagi semua senyawa organik dalam tubuh organisme. Fotosintesis mengubah sekitar 100–115 petagram karbon menjadi biomassa setiap tahunnya (Wikipedia.org).
4.      Prosedur Percobaan
a)      Set-up Instrumen GLX
1)      Sambung ujung kabel pengukur Oksigen Terlarut dengan bagian atas sensor PASPORT oksigen tersebut.
2)      Sambung sensor Oksigen Terlarut ke dalam port 1 instrumen Xplorer GLX.
3)      Tekan knop “ON” untuk menyalakan instrument Xplorer GLX hingga sinar LED berwarna hijau. Layar grafik otomatis akan menunjukkan grafik konsentasi Oksigen Terlarut yaitu (mg/L) terhadap waktu (s).

b)      Set-Up Peralatan
1)      Isi bagian dalam tangki fotosisntesis dengan air kolam.
2)      Isi air keran ke dalam wadah luar (air ini berfungsi sebagai penjaga kestabilan suhu bagian dalam).
3)      Tutup tangki bagian dalam dengan penutup pengukur Oksigen Terlarut dan masukkan ujung pengukur dengan hati-hati.
4)      Pastikan bahwa pita logam pengukur Oksigen Terlarut berada di bawah pemukaan air.
5)      Letakkan lampu pada jarak yang cukup dekat dengan tangki fotosintesis sehingga lampu tepat menyinari tanaman air. Tetapi jangan nyalakan lampu terlebih dahulu.

c)      Pengambilan Data
1)      Hydrilla dalam air kolam dan Hydrilla dalam air keran.
2)      Data pengamatan: konsentrasi oksigen vs. waktu (mg/L vs. detik).
3)      Tekan tombol Start pada instrumen GLX.
4)      Setelah 60 detik, nyalakaan lampu, set pada penerangan maksimum.
5)      Ambil data dalam waktu 15 menit.
6)      Matikan lampu dan tutup wadah dengan kain atau aluminium foil hingga tanaman tak terkena cahaya sama sekali.
7)      Ambil data dalam kondisi tanpa cahaya selama 15 menit.
8)      Setelah pengambilan data selesai, rapikan peralatan.
5.      Data

Tabel 1.
Data Reaksi Terang
Waktu
Oksigen Terlarut
mg/L
%
0
2.8
14
30
2.7
13
60
2.6
13
90
2.5
13
120
2.5
12
150
2.4
12
180
2.4
12
210
2.3
12
240
2.3
11
270
2.2
11
300
2.2
11
330
2.2
11
360
2.2
11
390
2.1
11
420
2.1
11
450
2.1
11
480
2.1
11
510
2.1
11
540
2.1
11
570
2.1
10
600
2.1
10
630
2.1
10
660
2.1
10
690
2.1
10
720
2.1
10
750
2.1
10
780
2
10
810
2.1
10
840
2.1
10
870
2.1
10
900
2
10


Tabel 2.
Data Reaksi Gelap
Waktu
Oksigen Terlarut
mg/L
%
0
2.1
10
30
2
10
60
2
10
90
2
10
120
2
10
150
2
10
180
2
10
210
2
10
240
2
10
270
1.9
10
300
1.9
10
330
1.9
10
360
1.9
10
390
1.9
10
420
1.9
10
450
1.9
10
480
1.9
10
510
1.9
10
540
1.9
10
570
1.9
10
600
1.9
10
630
1.9
10
660
1.9
10
690
1.9
9
720
1.9
9
750
1.9
9
780
1.9
9
810
1.9
9
840
1.9
9
870
1.9
9
900
1.9
9






6.      Pengolahan Data
Grafik 1.
Hubungan antara Konsentrai Oksigen (mg/L) dan Waktu (s) pada Reaksi Terang
           
Grafik 2.
Hubungan antara Konsentrai Oksigen (mg/L) dan Waktu (s) pada Reaksi Gelap
           

Grafik 3.
Hubungan antara Konsentrai Oksigen (mg/L) dan Waktu (s) pada Reaksi Gelap dan Reaksi Terang

7.      Pembahasan
Fotosintesis adalah proses kimiawi yang terjadi dalam semua tumbuhan tingkat tinggi, sebagian protista dan monera. Secara sederhana, fotosintesis dapat diartikan pula sebagai proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan. Makanan yang dihasilkan akan menentukan ketersediaan energi untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Fotosintesis memiliki dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
Reaksi terang merupakan tahapan awal dari sistem fotosintesis yang memerlukan bahan utama molekul air (H2O). Reaksi ini sangat bergantung kepada ketersediaan energi dari sinar matahari, yaitu sinar merah dan sinar ungu. Sedangkan, cahaya hijau akan dipantulkan oleh daun dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid berupa pigmen yang terdiri dari sistem cahaya yang disebut fotosistem.
Reaksi gelap adalah reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Energi reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan bahan reaksi gelap adalah CO2. Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO2 dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil. Lalu, 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA). Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat (PGA 1.3 biphosphat). Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi oleh H+ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP+, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C. Selanjutnya terjadi sintesa , 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C6H12O6). Setelah itu, 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat. (RDP/RuBP). Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat. Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP), RDP/RuBP kemudian kembali akan mengikat CO2 lagi, begitu seterusnya (Isharmanto, 2010).
Reaksi terang melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid berupa pigmen yang terdiri dari sistem cahaya yang disebut fotosistem. Fotosistem terbagi menjadi 2, yaitu fotoistem I dan fotosistem II. Fotosistem I mampu menangkap dengan baik foton dengan panjang gelombang 700 nanometer, namun tidak terlibat pada proses pelepasan O2. Fotosistem I juga merupakan suatu partikel yang disusun sekitar 200 molekul Klorofil-a, 50 molekul Klorofil-b, 50-200 karotenoid, dan 1 molekul penerima energi matahari. Fotosistem ini menghasilkan ATP saja. Sedangkan, fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer dan melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Kemudian energinya digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen. Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH (Isharmanto, 2010).
Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis yaitu: 1) cahaya,  merupakan sumber energi untuk fotosintesis. Intensitas cahaya yang tinggi akan membuat kegiatan fotosintesis menjadi efektif; 2) Tahap Pertumbuhan,  saat masih kecambah tumbuhan lebih rajin fotosintesis daripada yang sudah besar karena yang sedang tumbuh butuh banyak energi untuk tumbuh membesar; 3) Pigmen penyerapan cahaya, klorofil merupakan pigmen penyerapan cahaya. Untuk membuat klorofil, diperlukan ion magnesium yg diserap dari tanah; 4) Suhu , mempengaruhi enzim untuk fotosintesis. Jika suhu naik 10 oC, kerja enzim meningkat 2x lipat; 5) Kadar Hasil Fotosintesis (Fotosintat), apabila kadar hasil bentukan fotosintesis sedikit maka tumbuhan akan terangsang untuk melakukan fotosintesis lebih giat daripada ketika kadar fotosintat yang banyak; 6) ketersediaan CO2 dan air (H2O), jika kekurangan air stomata menutup sehingga menghalangi masuknya CO2. Semakin banyak gas karbon dioksida maka proses fotosintesis akan menjadi semakin baik. Jika faktor-faktor tersebut jumlahnya tak memadai atau tidak ada, maka proses fotosintesis akan terganggu (Ribka, 2010).
Salah satu faktor yang mempengaruhi fotosintesis adalah cahaya dan merupakan faktor utama sebagai energi dalam fotosintesis, untuk menghasilkan energi. Kekurangan cahaya akan mengganggu proses fotosintesis dan pertumbuhan, meskipun kebutuhan cahaya tergantung pada jenis tumbuhan. Kekuranagan cahaya pada saat pertumbuhan berlangsung akan menimbulkan gejala etiolasi,  dimana batang kecambah akan tumbuh lebih cepat namun lemah dan daunnya berukuran lebih kecil, tipis, pucat.
Pengaruh cahaya bukan hanya tergantung kepada fotosintesis (kuat penyinaran) saja, namun ada faktor lain yang terdapat pada cahaya, yaitu berkaitan dengan panjang gelombangnya. Penelitian yang dilakukan oleh Hendrick dan Berthwick pada tahun 1984, menunjukan cahaya yang berpengaruh terhadap pertumbuhan adalah pada spektrum merah dengan panjang gelombang 660nm.
Percobaan dengan menggunakan spektrum infra merah dengan panjang gelombang 730 nm meberikan pengaruh yang berlawanan. Substansi yang merespon spektrum cahaya adalah fitakram suatu protein warna pada tumbuhan yang mengandung susunan atom khusus yang mengabsorpsi cahaya (Afria, 2009).
Berdasarkan percobaan didapatkan bahwa grafik yang terjadi pada tumbuhan air yang disinari cahaya, oksigen yang terurai turun sedikit demi sedikit dan secara kontinu. Artinya kelajuan fotosintesis tumbuhan terjadi secara terus menerus tanpa jeda.  Sedangkan, pada tumbuhan air yang dikondisikan tanpa cahaya, oksigen yang terurai tidak terurai secara kontinu, melainkan putus-putus namun memiliki selisih yang tinggi di setiap penurunannya. Gradient pada garis linear grafik memiliki nilai yang mendekati nol. Artinya, banyaknya oksigen yang terurai dapat dikatakan sedikit.
Tumbuhan air yang digunakan dalam percobaan kali ini adalah Hydrilla. Tumbuhan air dapat di sebut juga tumbuhan akuatik atau tumbuhan hidrophytic atau hydrophytes adalah tumbuhan yang telah disesuaikan untuk tinggal di atau pada lingkungan perairan. Karena hidup pada atau di bawah air permukaan memerlukan banyak adaptasi khusus, air tanaman hanya dapat tumbuh dalam air atau selamanya jenuh tanah (Wikipedia.org). Hydrilla adalah tumbuhan spermatophyta yang hidup di air, sehingga ia memiliki bentuk adaptasi yang berbeda dengan spermatophyta darat. Dinding selnya tebal untuk mencegah osmosis air yang dapat menyebabkan lisisnya sel. Sel hydrilla berbentuk segi empat beraturan yang tersusun seperti batu bata. Memiliki kloroplas dan klorofil yang terdapat di dalamnya. Pada daun hydrilla, dapat pula diamati proses aliran sitoplasma, yaitu pada bagian sel-sel penyusun ibu tulang daun yang memanjang di tengah-tengah daun. Pada hydrilla juga terdapat trikoma yang berfungsi untuk mencegah penguapan yang berlebih (Achmad, 2010).
Air yang digunakan dalam pecobaan  ini adalah air kolam dan air keran. Air kolam memiliki banyak mengandung unsur hara yang berguna bagi pertumbuhan tanaman. Sedangkan air keran mengandung banyak Chlorin sebagai bagian dari proses pembersihan air sebelum digunakan.

8.      Kesimpulan
Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa, cahaya memiliki pengaruh terhadap kelajuan fotosintesis tumbuhan. Saat tumbuhan berada dalam kondisi cukup cahaya, maka kelajuan fotosintesis cepat dan kontinu. Sedangkan, saat tumbuhan berada dalam kondisi kekurangan cahaya maka kelajuan fotosintesis menjadi lebih lambat.
DAFTAR PUSTAKA
Chaedar, Achmad. 2010. Daun Hydrilla verticillata. http://id.scribd.com/doc/44894089/Daun-Hydrilla-verticillata. Diakses pada 24 November 2012.

Tamu. 2010. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis Tumbuhan Hijau. http://organisasi.org/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-proses-fotosintesis-tumbuhan-hijau. Diakses pada 24 November 2012.

Afria. 2009. Pengaruh Cahaya terhadap Pertumbuhan Tumbuhan Kacang Hijau. http://afriathinks.blogspot.com/2009/09/pengaruh-cahaya-terhadap-pertumbuhan.html. Diakses pada 24 November 2012.

 Natasyifa, Nayla. 2009. Kondisi Air untuk Kolam Ikan. http://hobiikan.blogspot.com/2009/10/kondisi-air-untuk-kolam-ikan.html. Diakses pada 24 November 2012.
Wikipedia. 2012. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis. Diakses pada 24 November 2012.
Wikipedia. 2012. Tumbuhan Akuatik. http://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan_akuatik. Diakses pada 24 November 2012.

Isharmanto. 2010. REAKSI TERANG - GELAP FOTOSINTESIS. http://biologigonz.blogspot.com/2010/02/reaksi-terang-gelap-fotosintesis.html. Diakses pada 24 November 2012.

0 komen:

Posting Komentar