Laporan praktikum fistum fotosintesis Indonesia

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia anabolisme, 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. 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.

1.2 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian fotosintesis.

2. Untuk mengetahui tahapan-tahapan dalam fotosintesis.

3. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh dalam fotosintesis.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari.

(http://id.shvoong.com, 2011)

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya.

( http://www.g-excess.com, 2010)

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.

( http://www.answers.com, 2011)

The process of constructive metabolism by which carbohydrates are formed from water vapor and the carbon dioxide of the air in the chlorophyll-containing tissues of plants exposed to the action of light. It was formerly called assimilation, but this is now commonly used as in animal physiology.

(http://thinkexist.com, 2009)

2.2 Tahap Fotosintesis + Gambar

Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.

Bahan sederhana yang digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Tumbuhan umumnya mendapatkan CO2 dari udara dan air

dari dalam tanah. Reaksi fotosintesis sebagai berikut:

6 Co2 + 6 H2O ---> C6 H12 O6 + 6O2

Dalam melakukan proses fotosintesis tumbuhan hijau membutuhkan beberapa komponen, diantaranya :

a. klorofil (zat hijau daun ), yang umumnya terdapat di daun, yaitu pada jaringan palisade dan bunga karang. Klorofil adalah organ dalam sel tumbuhan yang berfungsi untuk mengabsobsi/menyerap energi sinar matahari dan tempat berlangsungnya reaksi fotosintesis. b. CO2 (karbondioksida ) yang diambil dari udara oleh daun dan masuk kedalam daun lewat

stomata secara difusi.

c. Air (H20) yang diambil oleh akar tanaman dari dalam tanah.

d. Sinar matahari, merupakan sumber energi.

Sedangkan unsur atau zat yang dihasilkan dari proses fotosintesis diantaranya : Zat makanan (gluosa/amilum/tepung) dan oksigen. Untuk zat makanan yang dihasilkan proses fotosintesis biasa disimpan oleh tumbuhan dalam tubuh berupa cadangan makanan sedangkan untuk oksigen akan dibebaskan oleh tumbuhan ke udara.

1. Tahap-tahap fotosintesis

Secara garis besarnya, tahapan proses fotosintesis dibagi menjadi dua tahap yaitu : 1) Tahap pertama atau Reaksi terang

Disebut reaksi terang sebab dalam tahapan proses fotosintesis ini multak membutuhkan cahaya. Dalam reaksi ini cahaya dibutuhkan untuk proses Fotolisis (pemecahan air) dan reaksi kimia lainya seperti pembentukan ATP dan pembebasan oksigen ke udara. Semua proses reaksi terang terjadi di dalam kloroplas tepatnya di bagian yang disebut Tilakoid.

Proses pada reaksi terang :

Reaksi ini memerlukan molekul air

Reaksi ini sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari.

Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

Sinar matahari yang berupa foton yang terbaik adalah sinar merah dan ungu

Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna ungu (400-450

nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer).

Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau.

Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan

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

Dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu

fotosistem II dan fotosistem I.

fotosistem I dan II sebagai sistem pembawa elektron

Fotosistem terdapat perangkat komplek protein pembentuk ATP berupa enzim ATP sintase.

Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer,

sedangkan fotosistem I 700 nanometer.

Kedua fotosistemini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai

dalam senter yang bekerja saling memperkuat.

Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem

II(P.680)

Fotosistem II melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron.

Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP , satuan

pertukaran energi dalam sel.

Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti.

Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil

Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.

Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida

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

Jadi P 700 ( Photosistem I ) menhasilkan NADPH2 , sedang Phoyosistem II (P 680)

menghasilkan Oksigen dan ATP

Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ _{menjadi energi pembawa ATP dan NADPH2.}

ATP dan NADPH2 inilah yang nanti akan digunakan sebagaienergi dalam reaksi gelap

Reaksi terang di bagi lagi menjadi dua yaitu reaksi Fotofosforilasi Siklik dan Fotofosforilasi nonsiklik

1. Fotofosforilasi Siklik

Reaksi fotofosforilasi 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.

Pertama, energi cahaya, yang dihasilkan oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700 menjadi aktif karena rangsangan dari luar

elektron yang terbentuk itu kemudian keluar menuju akseptor elektron primer

kemudian menuju rantai transpor elektron.

Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron, P700 mengalami

Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi transformasi hidrogen bersama-sama elektron pada fotosistem P 700 itu

Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak proton, yang memompa ion H+

melewati membran, yang kemudian menghasilkan gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama kemiosmosis, yang kemudian menghasilkan ATP.

Dari rantai transpor, elektron kembali ke fotosistem I. Dengan kembalinya elektron

ke fotosistem I, maka fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya lagi Fotofosforilasi siklik terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua

organisme fotoautotrof.

2. Fotofosforilasi Nonsiklik

Reaksi fotofosforilasi nonsiklik 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.

Mula-mula, molekul air diurai menjadi 2H+ _{+ 1/2O}

2 + 2e-.

Dua elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II,

Sedang ion H+ akan digunakan pada reaksi yang lain

dan O2 akan dilepaskan ke udara bebas.

Karena tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada di P680 menjadi

tereksitasi dan keluar menuju akseptor elektron primer.

Setelah terjadi transfer elektron, P680 menjadi defisiensi elektron, tetapi dapat cepat dipulihkan berkat elektron dari hasil penguraian air tadi.

Setelah itu mereka bergerak lagi ke rantai transpor elektron, yang membawa mereka

melewati pheophytin, plastoquinon, komplek sitokrom b6f, plastosianin, dan akhirnya sampai di fotosistem I, tepatnya di P700.

Perjalanan elektron diatas disebut juga dengan "skema Z".

Sepanjang perjalanan di rantai transpor, dua elektron tersebut mengeluarkan energi

Sesampainya di fotosistem I, dua elektron tersebut mendapat pasokan tenaga yang cukup besar dari cahaya matahari.

Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor, feredoksin, dan akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana dua elektron tersebut telah ditunggu oleh NADP+ _{dan H}+_{, yang berasal dari penguraian air.}

Dengan bantuan suatu enzim bernama Feredoksin-NADP reduktase, disingkat FNR,

NADP+_{, H}+_{, dan elektron tersebut menjalani suatu reaksi:}

NADP+ _{+ H}+ _{+ 2e}- _{—> NADPH}

NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson,

atau reaksi gelap.

Fotofosforilasi siklik dan fotofosforilasi nonsiklik memiliki perbedaan yang mendasar, yaitu sebagai berikut

Fotofosforilasi Siklik Fotofosforilasi Nonsiklik

Hanya melibatkan fotosistem I Melibatkan fotosistem I dan II

Menghasilkan ATP Menghasilkan ATP dan NADPH

Tidak terjadi fotolisis air Terjadi fotolisis air untuk menutupi kekurangan elektron pada fotosistem II

2. Tahap kedua atau reaksi gelap.

Disebut reaksi gelap sebab dalam tahapan ini tidak dibutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi di dalam kloroplas tepatnya di bagian yang disebut Stroma. Pada tahap ini terjadi pengikatan CO2 oleh senyawa RDP (Ribulosa Diphosphat) untuk membentuk APG (Asam

Phosphat gliserat). Selanjunya hasil reaisi gelap akan bereaksi dengan hasil dari reaksi terang untuk membentuk glukosa yang selanjutnya akan menjadi tepung (amilum).

Proses terjadinya reaksi gelap:

Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis.

Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang

disebut stroma.

Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi

katabolisme.

Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.

Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima

yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat.

Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap.

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

6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul

beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).

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).

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 setrusnya.

Dalam fotosynthesis kebutuhan karbon dioksida (CO2) pada reaksi gelap , akan

Pada kebanyakan tanaman, fotosintesis berfluktuasi sepanjang hari sebagai stomata membuka dan menutup.

Biasanya, stomata terbuka di pagi hari, menutup pada tengah hari, membuka kembali di sore hari, dan ditutup untuk baik di malam hari.

Karbon dioksida yang berlimpah di udara, sehingga tidak menjadi faktor pembatas

dalam pertumbuhan tanaman.

Pada sistem penanaman tanaman dengan Greenhouse tertutup rapat mungkin tidak cukup memungkinkan udara luar untuk masuk dan dengan demikian mungkin kurangnya karbon dioksida yang cukup untuk pertumbuhan tanaman.

Karbon dioksida generator digunakan untuk menghasilkan CO2 di rumah kaca untuk

tanaman komersial seperti mawar, anyelir, dan tomat.

Dalam rumah kaca rumah yang lebih kecil, es kering adalah sumber yang efektif dari

CO2.

2.3 Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

1. Konsentrasi karbon dioksida

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

2. 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.

3. Kadar air

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

4. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

5. Tahap pertumbuhan

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.

2.4 Teknik Pengujian Pati

1. Uji Molisch

Karbohidrat sebenarnya merupakan nama umum senyawa-senyawa kimiawi berupa bentuk hidrat dari karbon dan secara empiris mempunyai rumus umum Cn(H2O)m

Berdasarkan sifat-sifatnya terhadap zat-zat penghidrolisa karbohidrat dibagi dalam 4 kelompok utama :

1. Monosakarida

Karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisa menjadi senyawa yang lebih sederhana

2. Oligosakarida

Senyawa yang terbentuk dari gabungan 2 molekul atau lebih monosakarida

3. Glikosida

Senyawa yang terdiri dari gabungan molekul gula dan molekul non gula

4. Polisakarida

Semua jenis karbohidrat baik mono, di maupun polisakarida akan berwarna merah. Apabila larutannya (dalam air) dicampur dengan beberapa tetes.

Larutan alpha naphtol dan kemudian dialirkan pada asam sulfat pekat dengan hati-hati sehingga tidak tercampur.

Warna merah akan tampak pada bidang batas antara campuran karbohidrat dengan α naphtol dan asam sulfat pekat. Sifat ini dipakai sebagai dasar uji kualitatif adanya karbohidrat dan dikenal sebagai uji Molish.

Pati 1%

Laktose 1%

 H2SO4

2. Alat

Tabung reaksi

Rak tabung reaksi

Pipet volume

Pipet tetes

Prosedur Percobaan

a. Siapkan 7 tabung reaksi

b. Mengisi masing-masing tabung dengan 2 ml Glukose 1%,Fruktose 1%, Maltose 1%, Sukrose 1%, Xylose 1%, Pati 1% dan Laktose 1%

c. Menambahkan H2SO4 pekat pada masing-masing tabung melalui dinding tabung

pelan-pelan sampai timbil 2 lapisan

d. Ulangi percobaan sekali lagi

Daftar Pustaka

Anonimous¹. 2011. http://biologigonz.blogspot.com/2010/.../ reaksi - terang - gelap -fotosintesis.html . Diakses pada tanggal 12 Oktober 2011.

Anonimous².2011. http://obstetriginekologi.com/artikel/cara+pengujian+pati+pada+daun.html. Diakses pada tanggal 12 Oktober 2011.

Anonimous³.2011. www.scribd.com/doc/45360822/FOTOSINTESIS. Diakses pada tanggal 12 Oktober 2011.

FOTOSINTESIS

DI KERJAKAN UNTUK MEMENUHI TUGAS PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

Oleh:

Muhammad Alfan K.R NIM: 105040200111139 Kelompok : Selasa jam 14.45 WIB

Asisten : Arik Agus Y

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

PROGRAM STUDY AGROEKOTEKNOLOGI