fotosintesis tumbuhan

Embed Size (px)

DESCRIPTION

percobaan fotosintesis

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHANPENGARUH INTENSITAS DAN KUALITAS CAHAYA TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS

Di susun oleh :Febrilida Aryani (A1D011002)

Dosen Pengampu:Dra. Yennita, M.Si

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGIFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS BENGKULU2013JUDUL : Pengaruh Intensitas dan Kualitas Cahaya Terhadap Laju Fotosintesis

BAB I. Tujuan1. Melihat pengaruh perbedaan intensitas cahaya terhadap aktivitas fotosintesis dengan mengukur volume O2 yang di hasilkan.2. Melihat pengaruh perbedaan kualitas cahaya terhadap aktivitas fotosintesis dengan mengukur volume O2 yang di hasilkan.

BAB II. Landasan Teori

Salah satu proses kehidupan pada tanaman adalah fotosintesis yang merupakan proses kimia untuk menghasilkan energi, dimana karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) diubah menjadi karbohidrat dengan bantuan energi cahaya. Fotosintesis merupakan cara fiksasi karbon karena karbon bebas dari CO2diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul energi. Secara sederhana, reaksi yang terjadi dalam proses fotosintesis ialah sebagai berikut : Energicahaya6 CO2 + 6H2O C6 H12 O6 + 6O2Klorofil

Karbohidrat (C6H12O6) digunakan dalam pembentukan senyawa organik yang lain seperti selulosa dan bisa juga digunakan sebagai bahan bakar. Fotosintesis ini terjadi pada daun. Daun menangkap cahaya menggunakan klorofil yang merupakan pigmen hijau pada tumbuhan. Klorofil berada dalam kloroplas, dimana proses fotosintesis terjadi, tepatnya pada bagian stroma. (Pertamawati, 2010)

Proses fotosintesis memerlukan cahaya yang ditunjukan dengan adanya pengaruh intensitas cahaya terhadap laju fotosintesis. Pada intensitas cahaya yang besar akan mempengaruhi keseluruhan reaksi fotosintesis. Dalam keadaan intensitas cahaya rendah maka laju fotosintesis juga akan rendah. Keadaan seperti ini disebut faktor pembatas, dalam hal ini cahaya menjadi faktor pembatas.(Thomas 1965)

Cahaya menjadi faktor pembaatas fotosintesis pada intensitas cahaya rendah. Dibawah intensitas cahaya tertentu kenaikan intensitas cahaya tidak mempengaruhi produksi oksigen. Keadaan ini disebut sebagai jenuh cahaya pada kondisi percobaan. Ada kemungkinan keadaan jenuh cahaya terjadi karena CO menjadi faktor pembatas. Jika demikian maka kenaikan CO akan menghilangkan pengaruh intensitas cahaya sebagai faktor pembatas selanjutnya akan meningkatkan laju fotosintesis. (Salisbury dan Ross, 1995)

Jika intensitas cahaya atau konsentrasi CO2 menjadi faktor pembatas fotosintesis maka suhu tidak akan mempengaruhi fotosintesis atau sangat sedikit sekali mempengaruhi karena reaksi fotokimia tidak peka terhadap suhu (Q10= 0,1) dan difusi mempunyai Q10=1,5. Laju fotosintesis bersifat bersifat tanggap terhadap suhu jika cayaha bukan merupakan faktor pembatas. Pada reaksi selanjutnya yaitu reaksi enzimatik kenaikan suhu akan mempengaruhi laju dan keseluruhan proses fotosintesis. Selain faktor-faktor luar seperti suhu, intensitas cahaya dan CO2 yang mempengaruhi fotosintesis, faktor dalam yang juga penting mempengaruhi faktor ini adalah konsentrasi klorofil, defisit air dan konsentrasi enzim.Selain faktor-faktor di atas, panjang gelombang cahaya juga mempengaruhi kecepatan fotosintesis. Pada umumnya fotosintesis berlangsung pada panjang gelombang kurang lebih 360 720 nm. Di luar rentang panjang gelombang ini maka intensitas fotosintesis akan menurun bahkan pada panjang gelombang yang terlalu tinggi dan terlalu rendah fotosintesis tidak bisa terjadi. Berdasarkan panjang gelombangnya, cahaya yang baik untuk proses fotosintesis adalah warna polikromatik ( 360-720 nm) dan warna merah (610-700 nm). Warna polikromatik ini tersusun oleh berbagai macam warna sehingga memiliki rentang panjang gelombang yang besar dan baik untuk proses fotosintesis. Semakin kecil panjang gelombangnya maka energinya semakin besar. Sehingga dalam proses fotosintesis ini dibutuhkan energi yang sesuai. Apabila energinya terlalu besar, sperti gelombang sinar-X (10-100 nm) maka akan merusak kloroifil.(Lakitan 1996)

Laju fotosintesis akan berjalan maksimum bila terdapat banyak cahaya. Dalam percobaan terlihat bahwa eksplan (bahan tanam) yang ditumbuhkan dalam intensitas cahaya yang tinggi daunnya berwarna lebih hijau daripada eksplan yang ditumbuhkan dalam intensias cahaya yang rendah, selain itu daun eksplan yang ditumbuhkan dalam intensitas cahaya tinggi lebih berat daripada daun eksplan (bahan tanam) yang ditumbuhkan dalam intensitas cahaya rendah. (Pertamawati, 2010)

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utamareaksiterang(karena memerlukan cahaya) danreaksi gelap(tidak memerlukan cahaya tetapimemerlukan karbon dioksida).1.) Reaksi terangReaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi inimemerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (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 denganpanjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi ataufotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yangmenyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti duabaterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II,membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron.Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuanpertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit ataukekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron inidipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil.Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik padatahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkanoksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I,melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksiNADP menjadi NADPH.

2.) Reaksi gelapATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia.Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbondioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi inidisebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadimeskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belumbisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Prosesfotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama,seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secaraumum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Diorganel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasilfotosintesis (disebutfotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.(Kimball, 2002)

Cahaya matahari merupakan sumber utama energi bagi kehidupan, tanpa adanya cahaya matahari kehidupan tidak akan ada. Bagi pertumbuhan tanaman ternyata pengaruh cahaya selain ditentukan oleh kualitasnya ternyata ditentukan intensitasnya. Intensitas cahaya berpengaruh nyata terhadap sifat morfologi tanaman. Tanaman yang mendapatkan cahaya matahari dengan intensitas yang tinggi menyebabkan lilit batang tumbuh lebih cepat, susunan pembuluh kayu lebih sempurna, internodianya lebih pendek, daun lebih tebal, tetapi ukurannya lebih kecil dibanding dengan tanaman yang terlindung. Beberapa efek dari cahaya matahari yang penuh (yang melebihi) kebutuhan optimum dapat menyebabkan layu, fotosistesi lambat, laju respirasi meningkat tetapi cenderung mempertinggi daya tahan tanaman. Intensitas cahaya yang tinggi di daerah tropis tidak seluruhnya dapat digunakan oleh tanaman. Energi cahaya matahari yang digunakan oleh tanaman dalam proses fotosintesis berkisar antar 0,52,0 % dari jumlah total energi yang tersedia. Sehingga hasil fotosintesis berkurang. Apabila intensitas cahaya kurang dari batas optimum yang dibutuhkan oleh tanaman, yang tergantung pada jenis tanaman hal ini juga berlaku terhadap jenis-jenis anggrek. (Frank dan Cleon. 1995)

Cahaya bagi tumbuhan hijau akan dimanfaatkan dalam proses fotosintesis pada reaksi terang yang akan menghasilkan energi dan hasil sampingan berupa O2 (gelembung udara) . Dalam percobaan ini bertujuan untuk mengamati seberapa besar pengaruh intensitas cahaya terhadap jumlah oksigen yang dihasilkan, hal ini dikarenakan oksigen dapat diamati secara kasat mata dan dapat dengan mudah dihitung volumenya. Namun jika dalam percobaan dikaitkan dengan faktor suhu, maka yang akan menjadi faktor pembatas adalah intensitas cahaya, jika dalam jumlah kecil akan menimbulkan pengaruh terhadap jumlah oksigen yang dikeluarkan. (Thomas JB 1965)

Tumbuhan memiliki 2 jenis pigmen yang aktif sebagai fotosistem, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nm, sedangkan fotosistem I 700 nm. Kedua fotosistem ini akan bekerjasama dalam fotosintesis. Fotosintesis dimulai saat cahaya mengeksitasi klorofil pada fotosistem II, sehingga melepaskan elektron yang kemudian ditransfer pada rantai transpor elektron. Energi dari elektron akan dipakai untuk proses fotofosforilasi yang menghasilkan ATP. Reaksi ini mengakibatkan fotosistem II menjadi kekurangan elektron. Kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil dari ionisasi air ini adalah elektron dan O2. Oksigen dari proses fotosintesis hanya terbentuk dari ionisai air, bukan dari karbon dioksida. Pada waktu yang bersamaan dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang dikirim melalui rantai transpor elektron yang akan mereduksi NADP+menjadi NADPH. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisarancahaya tampak(380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610-700 nm), hijau kuning (510-600 nm), biru (410-500 nm) dan violet (