Practice.docx

METABOLISME (FOTOSINTESIS) I.

PENDAHULUAN A.

LATAR BELAKANG Metabolisme adalah seluruh proses biokimia yang terjadi dalam tubuh makhluk

hidup. Metabolisme terdiri dari anabolisme dan katabolisme. Saat kita berada di bawah pohon yang rindang kita akan merasa sejuk, rasa sejuk tersebut disebabkan kadar oksigen yang ada lebih banyak. Oksigen ini dihasilkan dari tumbuhan yang memiliki zat hijau daun, melalui proses metabolisme. Fotosintesis adalah suatu proses yang hanya terjadi pada tumbuhan yang berklorofil, dimana energi matahari (dalam bentuk foton) ditangkap dan diubah menjadi energi kimia (ATP dan NADPH). Energi kimia ini akan digunakan untuk fotosintesa karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Jadi, seluruh molekul organik lainnya dari tanaman disintesa dari energi dan adanya organisme hidup lainnya tergantung pada kemampuan tumbuhan atau bakteri fotosintetik untuk berfotosintesis. Pengubahan energi sinar menjadi energi kimia (karbohidrat) dan kemudian pengubahan energi kimia menjadi kimia ini menjadi energi-energi pada peristiwa pernapasan dalam tubuh tumbuhan, hewan atau manusia itu merupakan rangkaian proses kehidupan di dunia ini. Bila tiada fotosintesis, semua makhluk hidup, kecuali beberapa akan terhenti hidupnya dan akan hilang dari permukaan bumi dalm waktu singkat. Oleh karena itulah maka fotosintesis merupakan kegiatan pokok. Dalam beberapa aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian besar harus bergerak, harus mencari makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga integritas mekaniknya unntuk hidup dan pertumbuhan. Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalammenggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Tumbuhan tingkat tinggi pada umumnya tergolong pada organisme autotrof, yaitu makhluk hidup yang dapat mensintesis sendiri senyawa organik yang dibutuhkannya. Senyawa organik yang baku

adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau dari proses fotosintesis. Fotosintesis atau asimilasi karbon adalah proses pengoubahan zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya. Proses fotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan yang mempunyai klorofil. Proses ini hanya akan terjadi jika ada cahaya dan melalui perantara pigmen hijau daun yaitu klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Kalau fotosintesis adalah suatu proses penyusunan (anabolisme atau asimilasi) di mana energi diperoleh dari sumber cahaya dan disimpan sebagai zat kimia, maka proses respirasi adalah suatu proses pembongkaran (katabolisme atau disasimilasi) di mana energi yang tersimpan dibongkar kembali untuk menyelenggarakan proses – proses kehidupan.

B.

II.

TUJUAN 

Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis.



Membuktikan dalam fotosintesis dihasilkan oksigen.



Mengetahui hubungan intesitas cahaya dengan laju reaksi



Menegtahui perubahan yang terjadi pada tepung setelah ditetesi lugol

KAJIAN TEORITIS Metabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Reaksi kimia ini akan mengubah suatu zat menjadi zat lain. Metabolisme terdiri atas dua proses yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organik. Sedangkan katabolisme adalah proses penguraian dan pembebasan energi dari senyawa-senyawa organik melalui proses respirasi. Semua reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim, baik oleh reaksi yang sederhana maupun reaksi yang rumit. Atau dengan pengertian lain: Anabolisme adalah pembentukan

molekul-molekul

kompleks

dari

molekul

sederhana,

contoh

fotosintesis. Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana, contoh respirasi. Katabolisme adalah membebaskan energy dengan cara merombak molekulmolekul kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Sebuah proses utama metabolisme adalah respirasi seluler, dimana gula glukosa dan bahan organic lainnya di rombak menjadi karbodioksida dan air. Molekul-molekul mutlak yang di perlukan

agar metabolisme dapat berlangsung yakni ATP (Adenosin Tripospat) sangat erat hubungannya dengan satu jenis nukleotida berenergy tinggi yang tersusun atas gula pentose, basa nitrogen adenine dan mengikat tiga gugus fosfat yang di sebut bifosfat. ATP menggerakkan kerja seluler melalui pengkopelan reaksi eksergonik dengan reaksi endergonic. Didalam anabolisme terdapat proses fotosintesis. Dimana fotosintesis merupakan proses pembentukan molekul-molekul makanan yang kompleks dan berenergi tinggi dari komponen-komponen yang lebih sederhana oleh tumbuhan hijau dan organisme autotrofik lainya dengan keberadaan cahaya matahari. Fotosintesis berlangsung melalui dua tahap yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang adalah reaksi yang berlangsung karena bantuan cahaya matahari. Dalam proses ini, dihasilkan ATP dalam jumlah kecil seperti juga dimitrokondria, pembentukan ATP dipercaya terjadi secara kemiosmotik karena ATP dibentuk seiring dengan penyerapan cahaya, reaksi tersebut diberi nama fotofosforilasi. Elektron klorofil yang terenergisasi pada akhirnya menyelesaikan satu sirkuit, sehingga jalur itu disebut fotofosforolasi siklik. Sedangkan keseluruhan jalur perpindahan elektron dari air menuju fotosistem II, terus kefotosistem I, lalu ke NADP disebut fosforilasi nonsiklik. Reaksi Gelap adalah jalur dimana terjadi reduksi CO2 menjadi gula. Komponen-komponen reaksi tersebut reaksi tersebut distroma kloroplas. Reaksi gelap sesungguhnya tidak benar-benar harus terjadi dalam kondisi gelap, hanya saja reaksi itu tidak bergantung pada matahari. (George J. 2006). Pada umumnya sel fotosintesis mengandung satu atau lebih pigmen klorofil yang berwarna hijau. Berbagai sel fotosintesis lainnya seperti pada ganggang dan bacteria, berwarna coklat, merah dan ungu. Hal ini disebabkan oleh adanya pigmen lain di samping klorofil, yaitu pigmen pelengkap, seperti karotenoid yang berwarna kuning, merah atau ungu dan fikobilin yang berwarna biru atau merah (Muhammad Wirahadikusumah, 1985: 99) Pada tahun 1962, Gustav Julius Von Sachs, membuktikan bahwa pada fotosintesis terbentuk karbohidrat amilum. Adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian dengan yodium, amilum dengan yodium memberikan warna hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan terkena sinar. Pada percobaaan Sachs, A daun yang sebagian tertutup x, terkena sinar sepanjang hari. B daun tersebut setelah dipetik, direbus, direndam dalam alcohol untuk melarutkan klorofilnya dan setelah itu dicelup dalam larutan yodium. Bagian yang

tertutup tampak putih (berarti tanpa amilum), sedang daerah sekitarnya berwarna hitam yang menunjukkan adanya amilum. Jan Ingenhousz merupakan orang yang pertama kali melakukan penelitian tentang fotosintesis adalah Jan Ingenhousz (1730-1799). Ingenhousz memasukkan tumbuhan air Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang diisi air. Bejana gelas itu ditutup denagn corong terbalik dan diatasnya di beri tabung reaksi yang diisi air hingga penuh. Bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air tersebut. Gelembung udara tersebut menandakan adanya gas. Setelah diuji ternyata adalah oksigen. Ingenhousz menyimpulkan fotosintesis menghasilkan oksigen. (id.yahoo.answers.org) Fotosintesis terjadi hanya di bagian hijau tanaman. Untuk efisiensi fotosintesis harus daun tipis dan memiliki luas permukaan besar. Ini membantu dalam penyerapan cahaya dan difusi gas, dan sarana untuk mencegah kehilangan air yang berlebihan melalui stomata dan epidermis. Jumlah besar kloroplas dalam sel-sel mesofil palisade menyediakan jaringan fotosintetik utama. Ruang antara spons berbentuk tidak teratur di dalam sel-sel mesofil daun izin difusi gas gratis. Turgor sel penjaga berubah menjadi gas mengizinkan pertukaran dengan atmosfer. Kutikula pada berlapis tunggal transparan epidermis atas dan bawah melindungi daun dari pengeringan dan infeksi.

III. ALAT DAN BAHAN

A. ALAT  Tabung reaksi besar (4 buah)

 Cup pop ice (6 buah)

 Tabung reaksi kecil (4 buah)

 Kertas minyak merah dan

 Penggaris

B. BAHAN 

Hydrilla (4 batang)



Daun jagung (5*5 cm 2 helai)



Daun ubi (5*5 cm 2 helai)



Daun tebu (5*5 cm 2 helai)



Daun bayam (5*5 cm 2 helai)

biru (secukupnya)



Gula putih (seujung tabung kecil)



Tepung : terigu, sagu, jagung, kanji, beras (seujung tabung kecil)



Air (secukupnya)



Cairan Lugol

IV. PROSEDUR KERJA a. Pada daun Hydrilla(Uji Ingenhousz) 1. Siapkan alat dan bahan. 2. 2 tabung reaksi dibiarkan polos, 1 tabung reaksi dibalut dengan kertas minyak warna merah dan 1 tabung lagi dibalut dengan kertas minyak berwarna biru. 3. Masukkan masing-masing 1 batang daun hydrilla kedalam 4 tabung reaksi besar tersebut dengan ujung tanaman berada di dasar tabung dan akar tanaman berada di atas tabung. 4. Kemudian isi tabung dengan air sampai penuh. 5. Tutup dengan cup plastik dan jangan sampai ada gelembung udara di dalam tabung tersebut. 6. Setelah itu, balik tabung reaksinya dan isi cup dengan air secukupnya. 7. Tabung reaksi yang dibalut kertas dengan kertas minyak warna merah dan biru dibiarkan diluar sehingga terkena sinar matahari. 8. 1 tabung reaksi dimasukkan ke lemari (ruang tertutup) dan 1 tabung lagi dibiarkan didalam ruangan. 9. Tunggu satu jam, amati apa yang terjadi. b. Pada daun C3 dan C4 (Uji Sach) 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Potong daun jagung, ubi, bayam, dan tebu masing-masing 2 potongan dengan ukuran 5*5 cm, sehingga semuanya menjadi 8 potongan. 3. Setiap satu potong dari (masing-masing daun dijemur diluar(sehingga terkena sinar matahari), sedangkan daun yang lainnya diletakkan diruang tertutup (didalam lemari). 4. Biarkan dan tunggu semuanya selama satu jam, kemudian tetesi dengan cairan lugol. 5. Bandingkan hasilnya.

c. Pada macam-macam tepung (Uji Karbohidrat) 1. Siapkan alat dan bahan 2. Masukkan seujung pipet tepung jagung, tepung sagu tepung kanji dan gula masing-masing kedalam tabung reaksi kecil. 3. Kemudian tetesi dengan lugol sampai amsing-masing tepung menjadi lembab. 4. Amati perubahan yang terjadi.

V.

HASIL DAN PEMBAHASAN a.

Hasil Pengamatan 1. Daun Hydrilla

Jenis tabung

tempat

Jumlah gelembung

polos

Di dalam ruangan

cukup

Polos

Terkena matahari

Sedikit

Lapis kertas merah

Terkena matahari

Banyak

Lapis kertas biru

Terkena matahari

Lebih banyak

2. Daun C3 dan C4 Daun

Perubahan warna (setelah ditetesi lugol)

Diluar (terkena sinar matahari)

Gelap

Di ruang tertutup

Terang

3. Macam-macam tepung Macam tepung

Warna (ditetesi lugol)

Tepung jagung

Hitam

Tepung beras

Ungu kehitaman

Tepung sagu

Biru pekat

Tepung kanji

Hijau kehitaman

Gula

Oranye

b.

Pembahasan Di dalam praktikum fotosintesis ini terdapat dua kegiatan yaitu uji Sachs dan uji

Ingenhousz. 1. Uji Ingenhousz Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis. Adapun alat dan bahan yang digunakan diantaranya tabung reaksi, cup,air/aquades, Yod KI/lugol, dan tanaman hydrilla. Dalam prosedur kerja, dimana ada 4 tabung yang diberi lapisan kertas minyak yang dibiarkan terkena sinar matahari dan tabung polos yang diletakkan diluar ruangan dan di dalam ruang tertutup (lemari). Hasil pengamatan menyatakan bahwa terdapat gelembung udara dimana banyaknya gelembung udara berbeda-beda terhadap daerah dimana tumbuhan tersebut diletakkan. Dimana gelembung terbanyak jika tabung terisolasi dan diletakkan sehingga bereaksi dengan sinar matahari, yaitu tabung dilapisi kertas warna biru.

2. Uji Sach Pada uji Sachs ini bertujuan melakukan uji apakah tanpa cahaya daun tidak berfotosintesis. Adapun alat dan bahan yang digunakan diantaranya adalah tanaman C3 dan C4 yang dibagi menjadi 2 bagian dimana di letakkan dibawah sinar matahari ddan potongan lainnya dibiarkan di daerah tertutup (lemari). Setelah satu jam, kedua bagian daun tersebut dtetesi dengan cairan lugol. Dan ternyata hasilnya yaitu dimana daun yang terkena sinar matahari, warna daun setelah ditetesi lebih gelap dibanding dengan daun yang dibiarkan di tempat tertutup. Ini mengartikan bahwa Pada percobaan digunakan larutan lugol yang bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya amilum pada daun tersebut. Dan ternyata yang paling banyak mengandung amailum adalah daun yang telah berfotosntesis.

3. Uji amilum Dari hasil penelitian dimana dari setiap pati/tepung terdapat perbedaan warna. Ini membuktikn bahwa kandungan amilum, beserta ikatan polisakarida dalam pati/tepung tersebut berbeda-beda. Dari hasil pengamatan, dijelaskan bahwa yang banyak mengandung pati adalah tepung jagung (berwarna pekat) setelah ditetesi lugol. Lugol yodium, juga dikenal sebagai solusi Lugol, pertama kali dibuat pada tahun 1829, merupakan solusi dari unsur iodium dan iodida kalium dalam air, yaitu setelah dokter Prancis JGALugol. larutan yodium Lugol sering digunakan sebagai antiseptik dan desinfektan, untuk desinfeksi darurat air minum, dan sebagai reagen untuk deteksi pati di laboratorium rutin dan tes medis. Telah digunakan lebih jarang untuk mengisi kekurangan yodium Namun., Iodida kalium murni, mengandung ion iodida relatif jinak tanpa unsur iodium lebih toksik, lebih disukai untuk tujuan ini. Solusi Lugol terdiri dari 5 g yodium (I2) dan 10 g kalium iodida (KI) dicampur dengan air suling yang cukup untuk membuat larutan coklat dengan total volume 100 mL dan kadar yodium total 150 mg / mL. Kalium iodida menerjemahkan yodium SD larut dalam air melalui pembentukan triiodida (I- 3) ion. Hal ini tidak boleh disamakan dengan tingtur solusi yodium, yang terdiri dari unsur iodium, dan garam iodida dilarutkan dalam air dan alkohol. solusi Lugol mengandung alkohol. Nama lain untuk solusi Lugol adalah I2KI (iodine-potassium iodide); Markodine, solusi Strong (sistemik), dan berair yodium Solusi BCP. Lugol diperoleh dari ahli kimia dan apoteker yang berlisensi untuk mempersiapkan dan mengeluarkan solusi. Indikator ini, juga disebut noda, digunakan di berbagai bidang. Solusi ini digunakan sebagai tes indikator keberadaan pati dalam senyawa organik, dengan yang bereaksi dengan memutar sebuah darkblue/black.

VI. KESIMPULAN Pada percobaan fotosintesis ini dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu : 1. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia 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. Adapun persamaan reaksi fotosintesis yaitu: 6CO2 + 6H2O cahaya matahari + klorofil C6H12O6 + 6O2 + Energi 2.

Dari hasil percobaan Sachs dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesis dihasilkan glukosa/ amilum.

3.

Dari hasil percobaan Ingenhousz dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesis dilepaskan oksigen.

4. Dari hasil uji amilum didapat bahwa yang mengandung ikatan polipeptida adalah

tepung jagung. 5. Faktor yang mempengaruhi fotosintesis adalah cahaya, air dan suhu.

VII. DAPUS Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum. Erlangga. Jakarta. Kimball, J.W. 2002. Fisiologi Tumbuhan. Erlangga. Jakarta.