laporan pengaruh cahaya terhadap kecepatan fotosintesis

UNIVERSITAS JEMBER

FAKULTAS PERTANIAN

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN DASAR

LAPORAN PRAKTIKUM

NAMA                                   : MUHAMAD GUNTUR RAHARJO

NIM                                       : 121510501170

GOL / KELOMPOK           : D / 4

ANGGOTA                          : 1. YUNIKE RESA PISTANTI    (121510501140)

                                                  2. NURHUDA MUHAMMAD F (121510501153)

                                                  3. FITRI ANI                                (121510501155)

                                                  4. REZA ANUGRAH M.             (121510501169)

                                                  5. SAFIRA ARIKHA M.             (121510501165)

                                                  6. ARIF ROSIDIN                       (121510501171)

                                                  7. NUR HIDAYATULLAH        (121510501172)

                                                  8. M. KHOIRUL AMRULLOH (121510501190)

JUDUL ACARA                  :PENGARUH KUALITAS CAHAYA TERHADAP KECEPATAN FOTOSINTESIS

TANGGAL PRAKTIKUM      : 7 MARET 2013

TANGGAL PENYERAHAN   : 10 MARET 2013

ASISTEN                                     : 1. MOH. AMINNUDDIN

                                                         2. ASRI RINA H

                                                         3. FAJAR FIRMANSYAH

                                                         4. FAKHRUSY ZAKARIYYA

                                                         5. KHUSNUL KHOTIMAH

                                                         6. NORMA LAILATUN NIKMAH

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada dasarnya, semua kehidupan diatas bumi ini tergantung langsung dari adanya proses asimilasi CO2 menjadi senyawa kimia organik dengan energi yang didapat dari sinar matahari. Dalam proses ini energi sinar matahari (energi foton) ditangkap dan diubah menjadi energi kimia dengan proses yang disebut fotosintesis. Fotosintesis adalah proses pembentukan makanan (glukosa) pada tumbuhan yang mengandung zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari.

Proses fotosintesis ini hanya akan terjadi bila ada cahaya dan melalui klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Pada tumbuhan tingkat tinggi, biasanya kloroplas terbatas pada sel-sel batang muda, buah buah belum matang, dan daun. Daun inilah yang merupakan pabrik fotosintesis pada tumbuhan.

Pada umumnya, sel fotosintesis mengandung satu sel atau lebih pigmen klorofil yang berwarna hijau. Berbagai sel fotosintesis lainnya seperti pada ganggang dan bakteria, berwarna coklat, merah, atau ungu. Hal ini disebabkan oleh adanya pigmen lain disamping klorofil yaitu pigmen pelengkap seperti karotenoid yang berwarna kuning, merah atau ungu dan pigmen fikobilin yang berwarna biru atau merah.

Fotosintesis pada tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti intensitas cahaya (laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya), konsentrasi karbondioksida (semakin banyak karbon dioksida diudara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis), suhu (enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesisnya dapat bekerja pada suhu optimalnya).

Berdasarkan penjelasan diatas mengenai fotosintesis, maka dilakukanlah praktikum ini sehingga kita dapat melihat bagaiman fotosintesis berlangsung dan mengetahui apa saja faktor yang dapat mempengaruhi lajunya dan apa yang dihasilkan dari proses fotosintesis. Sehingga kita dapat membandingkan antara teori yang kita dapat dari proses pembelajaran dengan hasil yang kita temukan di dalam praktikum.

1.2 Tujuan

Mengetahui pengaruh kualitas cahaya terhadap kecepatan fotosintesis tanaman dengan indikator produksi oksigen tiap satuan waktu.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis adalah proses pembentukan makanan (glukosa) pada tumbuhan yang mengandung zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari. Reaksi fotosintesis secara singkat berlangsung sebagai berikut:
6CO₂ + 6H₂O             C₆H₁₂ O₆ + 6O₂. Fotosintesis berlangsung dalam kloroplas yang berisi klorofil. Klorofil dibedakan atas klorofil a dengan rumus molekul yang berwarna hijau tua dan klorofil b dengan rumus molekul yang berwarna hijau muda. (Jumin, 1994)

Laju fotosintesis berbagai spesies tumbuhan yang tumbuh pada berbagai daerah yang berbeda seperti gurun kering, puncak gunung, dan hutan hujan tropika sangat berbeda. Kapasitas fotosintesis daun diartikan sebagai laju fotosintesis per satuan luas daun pada keadaan cahaya jenuh, konsentrasi CO₂ dan O₂ normal, suhu optimum dan kelembapan. (Frank dan Ross, 1992)

Terdapat faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya fotosintesis yakni H₂O, CO₂, cahaya, hara, dan suhu. Diantara beberapa faktor tersebut yang paling berpengaruh dalam proses fotosintesis adalah faktor cahaya. Cahaya sering membatasi fotosintesis terlihat juga dengan menurunnya laju penambahan CO₂ ketika tumbuhan terkena bayangan awan sebentar. (Thenawidjaja, 1990)

Cahaya merupakan sumber energi untuk fotosintesis. Energi cahaya yang diserap oleh tumbuhan tergantung pada intensitas sumber cahaya, lama penyinaran dan panjang gelombang cahaya. Pada batas-batas tertentu, semakin tinggi intensitas cahaya matahari maka semakin banyak energi cahaya yang diserap oleh klorofil, sehingga laju fotosintesis meningkat. Cahaya matahari dengan intensitas terlalu tinggi akan menimbulkan kerusakan pada klorofil. (Jumin, 1989).

Cahaya merupakan sumber energi bagi mikroalga untuk melakukan fotosintesis, tetapi tidak semua spektrum cahaya dipergunakan oleh mikroalga dalam proses fotosintesis. Penyinaran yang digunakan secara optimal oleh mikroalga untuk proses fotosintesis adalah panjang gelombang yang berkisar antara 400 nm – 680 nm.(Daniyati et al , 2012)

Energi cahaya diubah menjadi energi kimia oleh pigmen fotosintesis yang terdapat pada membran interna atau tilakoid. Pigmen fotosintesis yang utama ialah klorofil dan karotenoid. Klorofil a dan b menunjukkan absorpsi yang sangat kuat untuk panjang gelombang biru dan ungu, jingga dan merah (lembayung) dan menunjukkan absorpsi yang sangat kurang untuk panjang gelombang hijau dan kuning hijau. (Ai, Nio 2012)

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)

Pengaruh cahaya terhadap fotosintesis tanaman air dapat dilihat dari kadar oksigen terlarut yang terditeksi sensor. Pada kondisi terang, laju fotosintesis lebih besar dibandingkan pada kondisi gelap. Selain cahaya, faktor lain yang juga mempengaruhi laju fotosintesis adalah jenis mineral yang terdapat dalam air (akuades, minyak, air mineral) dan volume tanaman itu sendiri. Semakin besar kadar mineral dan volume tanaman yang dimiliki, semakin besar meningkat pula laju fotosintesisnya. (Yasin et al, 2011)

Untuk mengatur cahaya bagi fotosintesis tanaman perlu adanya pemberian naungan. Perlakuan naungan, volume penyiraman yang berbeda dan interaksi kedua faktor memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kecepatan pembungaan rosella. Tanaman tanpa naungan yang berarti mendapat intensitas cahaya tertinggi paling cepat berbunga diikuti naungan 55% dan yang paling lama berbunga pada naungan 75%. (Astuti dan Darmanti, 2010)

BAB 3. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

            Praktikum ini dilaksanakan pada hari Kamis tanggal 7 Maret 2013 bertempat di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Jember.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

1.        Beaker glass 1000ml

2.        Stopwatch

3.        Hand counter

4.        Lampu dengan 5 warna berbeda yaitu merah, kuning, hijau, dan biru serta polikromatik

5.        Pinset

6.        Gunting

7.        Mika 5 warna (sesuai warna lampu)

8.        Benang

9.        Pemberat (batu)

3.2.2 Bahan

1.        Tanaman Hydrilla sp

2.        Aquadest

3.3 Cara Kerja

1.        Menyiapkan lampu dan beakerglass 1000ml. Mengisi beakerglass dengan aquadest ±3/4 bagian

2.        Menyiapkan dan memotong bahan Hydrilla sp (pada batang primer), saat memotong usahakan didalam air.

3.        Memasukkan Hydrilla yang sudah dipotong kedalam dasar beakerglass yang sudah terisi aquadest

4.        Menghidupkan lampu dengan warna-warna yang berbeda dan diamkan selama 5 menit. Kemudian mengamati perubahan yang terjadi interval 5menit

5.        Menghitung jumlah oksigen yang muncul dipermukaan air menggunakan hand counter.

6.        Membandingkan dan menganalisa pengaruh dari warna cahaya terhadap volume oksigen yang dihasilkan.

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Tabel pengamatan.

No.	Warna	Waktu		Jumlah
1	Polikromatik	5’ I	5’ II	496	380
2	Merah	5’ I	5’ II	48	51
3	Kuning	5’ I	5’ II	893	759
4	Biru	5’ I	5’ II	1	1
5	Hijau	5’ I	5’ II	0	0

4.2 Pembahasan

            Fotosintesis merupakan proses pembentukan makanan (glukosa) pada tumbuhan yang mengandung zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari. Pada proses fotosintesis, tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Klorofil mengandung organel yang disebut kloroplas. Kloroplas inilah yang menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Sebagian besar energi dihasilkan di daun, didalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Berikut merupakan reaksi dalam proses fotosintesis:  6CO₂ + 6H₂O             C₆H₁₂ O₆ + 6O_2.

            Fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor, faktor utama yang mempengaruhi laju fotosintesis adalah sebagai berikut :

1.    Intensitas Cahaya , semakin banyak cahaya yang masuk semakin maksimal proses fotosintesis pada tumbuhan.

2.    Kadar air, kebutuhan air pada tanaman harus tercukupi karena apabila kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

3.    Konsentrasi karbondioksida, semakin banyak karbondioksida yang ada di udara, semakin banyak pula jumlah bahan yang didapatkan tumbuhan untuk melangsungkan kegiatan fotosintesis.

4.    Suhu, enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Pada umumnya laju fotosintesis meningkat seiring meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim

5.    Kadar fotosintat (hasil fotosintesis), Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Namun, jika kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, maka laju fotosintesis akan berkurang.

            Fotosintesis memerlukan cahaya yang umumnya berasal dari cahaya matahari. Namun, tidak semua cahaya matahari berguna untuk fotosintesis tetapi hanya cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang bermanfaat untuk memecah molekul air dalam proses fotosintesis. Cahaya yang digunakan dalam fotosintesis adalah cahaya yang tampak, dengan rentang panjang gelombang 400-760 nm. Gelombang cahaya tampak yang terpendek adalah cahaya ungu dan yang terpanjang adalah cahaya yang merah. Berdasarkan panjang gelombangnya, kualitas cahaya dibedakan menjadi :

a.         Panjang gelombang 400-435 mµ berwarna ungu

b.        Panjang gelombang 435-490 mµ berwarna biru

c.         Panjang gelombang 490-574 mµ berwarna hijau

d.        Panjang gelombang 574-595 mµ berwarna kuning

e.         Panjang gelombang 595-626 mµ berwarna orange

f.         Panjang gelombang 626-760 mµ berwarna merah

       Dalam kegiatan fotosintesis setiap tanaman menghasilkan oksigen yang berbeda-beda. Oleh karena itu dalam praktikum kali ini kita menggunakan tanaman hydrilla sp sebagai bahan pengamatan karena tanaman hydrilla ini merupakan tanaman yang hidup di air, sehingga memudahkan kita untuk mengetahui berapa banyak gelembung udara (oksigen) yang dihasilkan dari suatu proses fotosintesis. Selain itu, hydrilla ini merupakan tumbuhan spermatophyta yang hidup di air, sehingga ia memiliki bentuk adaptasi yang berbeda dengan spermatophyta darat, memiliki kloroplas dan klorofil yang terdapat didalamnya. Pada daunnya, dapat pula diamati proses aliran sitoplasmanya 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 berlebihan.

            Dari data yang didapat jumlah oksigen yang didapat paling banyak pada 2 interval 5 menit yaitu warna kuning dengan jumlah 893 pada 5 menit pertama dan menurun pada 5 menit kedua yaitu dengan jumlah 759. Dengan data yang demikian spektrum warna kuning tidak bagus untuk pencahayaan jangka panjang karna semakin lama pencahayaan maka proses fotosintesis akan semakin menurun karna terjadi pembatas cahaya. Pada spektrum warna hijau hasil oksigen yang diperoleh selama jangka waktu 2 interval 5 menit yaitu 0. Hal ini dikarnakan sifat klorofil yang jika warna cahaya sama maka akan dipantulkan kembali.

            Pada spektrum warna merah (620-750 nm) diperoleh data pada 5 menit pertama sebanyak 48 dan pada 5 menit kedua yaitu 51, dengan demikian semakin lama pencahayaan dengan spektrum merah semakin lama semakin banyak oksigen yang diperoleh, hal ini dikarenakan spektrum merah sesuai dengan panjang gelombang pada proses fotosistem I (700 nm) dan fotosistem II (680 nm).

BAB 5. PENUTUP

5.1    Kesimpulan

Fotosintesis merupakan proses pembentukan makanan (glukosa) pada tumbuhan yang mengandung zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari. Pada proses fotosintesis, tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis adalah intensitas cahaya, suhu, kadar air, konsentrasi karbon dioksida, dan kadar fotosintat.

Fotosintesis memerlukan cahaya yang umumnya berasal dari cahaya matahari. Tidak semua cahaya matahari berguna untuk fotosintesis tetapi hanya cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang bermanfaat untuk memecah molekul air dalam proses fotosintesis.

5.2    Saran

Bagi praktikan, dalam kegiatan praktikum didalam laboratorium seharusnya tidak membuat kesibukan sendiri agar tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan sehingga proses kegiatan praktikum berjalan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Ai, Nio Song. 2012. Evolusi Fotosintesis Pada Tumbuhan. Jurnal Ilmiah Sains 12(1)

Astuti, T dan Darmanti S. 2010. Produksi bunga rosella (hibiscus sabdariffa l.)

Yang diperlakukan dengan naungan dan volume Penyiraman air yang berbeda .Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, 11 (1)

Daniyati R, yudoyono G, Rubiyanto A. 2012. Desain Closed Photobioreaktor Chlorella Vulgaris Sebagai Mitigasi Emisi CO2. Jurnal sains dan seni its vol. 1.

Frank dan Cleon W Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan.Bandung: ITB Bandung.

Jumin, Hasan Basri.1994. Dasar dasar Agronomi. Jakarta utara: RajaGrafindo Persada.

Jumin, Hasan Basri. 1989. Ekologi Tanaman. Jakarta: Rajawali press.

Pertamawati. 2010. Pengaruh fotosintesis terhadap Pertumbuhan tanaman kentang

(solanum tuberosum l.) Dalam lingkungan Fotoautotrof secara invitro. Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia Vol. 12.

Thenawidjaja, Maggy. 1990. Dasar dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.

Yasin, A, et al. 2011. Pengaruh Intensitas Cahaya Dan Kandungan Mineral Pada Berbagai Media Tumbuh Terhadap Laju Fotosintesis Tanaman Hias Hidrofit Elodea (Elodea Canadensis). IPB Bogor.