CAHAYA

I. Judul :

Percobaan Fotosintesis (Peranan Gelombang Cahaya Dalam Fotosintesis)

II. Tujuan :

Mengetahui peranan cahaya dalam fotosintesis.

III.Dasar Teori :

Fotosintesis adalah suatu proses pembentukan bahan organik dari bahan

anorganik (CO2, H2O, H2S) dengan menggunakan bantuan cahaya matahari dan

klorofil. Organisme yang menggunakan energi cahaya untuk mensitensis

keperluan organiknya disebut fototrof atau fototrofik. Sedangkan organisme yang

menggunakan energi kimianya disebut kemotrof atau kemotrofik. Fototrof

mempunyai karakteristika yaitu adanya pigmen, termasuk beberapa untuk klorofil

yang menyerap energi-energi cahaya menjadi energi kimia (Sasmitamihardja,

1996: 253-254).

Laju fotosintesis berbagai spesies tumbuhan yang tumbuh pada

berbagai daerah yang berbeda seperti gurun kering, puncak gunung, dan hutan

hujan tropika, sangat berbeda. Perbedaan ini sebagian disebabkan oleh adanya

keragaman cahaya, suhu, dan ketersediaan air, tapi tiap spesies menunjukkan

perbedaan yang besar pada kondisi khusus yang optimum bagi mereka. Spesies

yang tumbuh pada lingkungan yang kaya sumberdaya mempunyai kapasitas

fotosintesis yang jauh lebih tinggi daripada spesies yang tumbuh pada

lingkungan dengan persediaan air, hara, dan cahaya yang terbatas (Salisbury,

1995).

Matahari merupakan sumber energi utama bagi bumi. Energi ini

dipancarkan dari sumbernya sejauh kurang lebih 150 miliar km melewati ruang

angkasa dalam bentuk radiasi. Apabila tidak mengalami pembiasan, kecepatan

radiasi secara lurus dapat mencapai jarak 300.000 km tiap detik. Tidak semua

energi radiasi merupakan sinar yang terlihat (visible) tetapi dalam fraksi kecil

termasuk gelombang elektromagnetis. Radiasi dengan panjang gelombang antara

400-700 μm adalah yang digunakan untuk proses fotosintesis. Dalam proses

fotosintesis tanaman, yang sangat berpengaruh terhadap produksi bahan

keringnya adalah kualitas sinar (panjang gelombang), intensetas sinar (kuat

pinyina-ran) dan lama penyinaran (duration) Intersepsi radiasi matahari

merupakan selisih antara radiasi yang datang dengan radiasi yang ditransmisikan.

Intersepsi radiasi dapat dipengaruhi oleh faktor antara lain ILD, jarak tanam atau

populasi tanaman. Persentase maksimum intersepsi didapat dari populasi tanaman

yang rapat, jika terlalu lebar maka jumlah radiasi yang diintersepsi akan

berkurang sehingga mengurangi bobot tanaman (Suryadi, 2013).

Menurut Lee 2007 (dalam Supriadi, 2012) yakni cahaya, suhu dan fosfat

sedimen berpengaruh terhadap proses biokimia organisme, dan merupakan faktor

utama yang mengontrol pertumbuhan. Pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan

bisa dikategorikan atas kualitas dan kuantitas, yaitu intensitas cahaya dan durasi

penyinaran cahaya. Sedangkan menurut Salisbury (1995:81), pengaruh cahaya

diyakini mempunyai pengaruh tak langsung melalui penurunan konsentrasi CO2

oleh fotosintesis. Tapi, baru-baru ini sejumlah kajian memperlihatkan bahwa

cahaya memiliki pengaruh kuat terhadap stomata , lepas dari peranannya dalam

fotosintesis. Di duga cahaya bekerja di sel mesofil, yang lalu mengirim pesan

kepada sel penjaga. Atau menerima cahaya terdapat di sel penjaga itu sendiri.

Peran cahaya dalam proses fotosintesis ialah untuk menggerakkan sitesis

molekul makanan dalam kloroplas. Cahaya putih mengandung semua warna

spektrum kasat mata dari merah-violet, tetapi seluruh panjang gelombang

unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Dari semua

radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang

dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang

berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas

cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm)

dan violet (< 400 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya

terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang

bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap

cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda

menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Tumbuhan paling

sensitif terhadap cahaya merah dan tidak begitu sensitif terhadap cahaya hijau

(Campbell, 2008: 93).

Menurut Dwijoseputra (dalam Haryanti, 2009) pada pagi hari masih

kedapatan amilum di dalam sel-sel penutup stomata. Penaruh sinar matahari ini

membangkitkan klorofil-klorofil untuk mengadakan fotosintesis dalam kloroplas

jaringan palisade dan spon parenkim. Dengan adanya fotosintesis ini, maka kadar

CO2 dalam sel-sel tersebutt menurun, ini karena sebagian dari Co2 mengalami

reduksi menjadi CH2O. Karena peristiwa reduksi ini, maka berkuranglah ion-ion

H, sehingga pH lingkungan jadi lingkungan menuju basa. Kenaikan pH ini sangat

baik bagi kegiatan enzim posporilase guna mengubah amilum dalam sel penutup

menjadi glukosa-l pospat. Naiknya osmosis isi sel penutup menyebabkan

masuknya air dari sel tetangga, sehingga menaikkan turgor dan memgembanglah

dinding sel tetangga yang tipis tersebut.

Intensitas cahaya yang tinggi akan menghambat biosintesis klorofil,

khususnya pada biosintesis 5-aminolevulinat sebagai prekursor klorofil. Semakin

tinggi tingkat naungan yang diberikan, tanaman akan melakukan adaptasi dengan

meningkatkan efisiensi penangkapan cahaya tiap unit area fotosintetik. Adaptasi

yang dilakukan tanaman adalah dengan meningkatkan jumlah klorofil per unit

luas daun. Semakin meningkatnya laju fotosintesis maka semakin banyak

karbohidrat yang terbentuk. Karbohidrat dalam bentuk gula digunakan untuk

sintesis klorofil. Karbohidrat yang tersedia dalam jumlah banyak akan

meningkatkan sintesis klorofil sehingga kadar klorofil lebih tinggi pada daun

yang ternaungi (Suyitno, 2009).

Intensitas cahaya yang terlalu tinggi dapat menjadi faktor perusak karena

pengaruh tidak langsung yang berhubungan dengan peningkatan suhu udara.

Tingginya intensitas cahaya yang diterima tanaman yang toleran naungan, maka

akan mengakibatkan air tanaman menjadi berkurang. Pada daun juga terjadi

defisit air yang diikuti oleh penutupan stomata akibatnya laju fotosintesis menjadi

berkurang sedangkan pengeluaran air (transpirasi) menjadi tinggi. Kekurangan air

pada tanaman karena transpirasi yang tinggi mengakibatkan pertumbuhan batang

menjadi kerdil. Pada intensitas cahaya yang rendah akan menyebabkan

berkurangnya proses transpirasi dibandingkan dengan proses fotosintesis sehingga

tanaman lebih tinggi, namun pada intensitas cahaya yang sangat rendah akan

menurunkan laju fotosintesis sampai pada taraf yang cukup besar. Menurunnya

laju fotosintesis akan mengganggu kegiatan metabolisme dan proses-proses

fisiologi lainnya pada tanaman yang akhirnya akan menurunkan laju pertumbuhan

tanaman (Ferita, 2009).

Daun sebagaian besar spesies mengarbsorpsi lebih dari 90% panjang

gelombang violet dan biru, prosentase panjang gelombang lembayung dan merah

yang di reansorpsi juga hampir sebesar itu juga. Hmpir semua arbsorpsi ini

dilakukan oleh kloroplas. Dalam tilakoid setiap foton dapat mengeksitasi satu

elektron dan karotenoid atau klorofil. Klorofil itu berwarna hijau karena

mengarbsorpsi panjang gelombang hijau secara tidak efektif dan panjang

gelombang itu direfleksikan atau ditransmisikan. Arbsorpsi relatif berbagai

panjang gelombang oleh pigmen dapat diukur dengan spektrofotometer. Gerak

arbsopsi klorofil a dan b menunjukkan bahwa sangan sedikit cahaya hijau dan

kuning kehijauan antara 500 dan 600 nm diabsorpsi invitro , kedua klorofil

dengan kuat mengabrsorpsi panjang gelombang violet dan biru lembayung dan

merah. Karatenoid dalam tilakoid juga menyerahkan energi eksistensinya ke pusat

reaksi yang sama seperti halnya klorofaail a, spektrum absorpsi beta karoten dan

lutein menunjukkan bahwa pigmen kuning ini hanya mengarbsopsi panjang

gelombang itu dan violet in vitro. Kedua pigmen merefleksikan dan

mentransmisikan panjang gelombang hijau, kuning, lembayung dan merah dan

akoambinasinya nampak kuning (Sasmitamihardja, 1996 : 259-261).

Panjang gelombang cahaya pada laju fotosintesis berfungsi sebagai

pemecah molekul air. Panjang gelombang yang digunakan meruapakan panjang

gelombang tampak atau visible light, panjang gelombangnya antara 360 sampai

dengan 720 nm. Panjang gelombang tampak merupakan panjang gelombang

cahaya yang paling cocok untuk fotosintesis, bila panjang gelombangnya kurang

dari 360 panjang gelombang tersebut biasa di sebut inframerah dan ini tridak

befungsi dalam fotosintesis, sedangkan panjang gelombang yang lebih dari 720

nm dinamakan ultraviolet, bila terpapar ultraviolet dapat merusak jaringan dan sel

pada tumbuhan. Perbedaan warna cahaya tambahan yang diberikan akan

mempengaruhi pertumbuhan tanaman, masing-masing warna cahaya memiliki

rentang panjang gelombang tertentu yang mampu diserap oleh tanaman. Panjang

gelombang cahaya yang diterima oleh tanaman dapat mempengaruhi lebarnya

bukaan stomata pada proses fotosintesis (Salisbury,1995:90).

Sinar biru (panjang gelombang antara 430 dan 460nm) hampir sepuluh

kali lebih efektif daripada sinar merah (panjang gelombang antara 630 dan 680

nm) dalam menghasilkan pembukaan stomata. Responnya kecil saja terhadap

sinar hijau. Panjang gelombang yang efektif pada bagian spektrum merah efektif

juga dalam fotosintesis dan menghambat fotosintesis menghilangkan respons

terhadap sinar merah. Jadi respon terhadap sinar merah tampaknya terjadi karena

sinar itulah ayng diserap oleh klorofil, tapi pengaruh sinar biru tidak bergantung

pada fotosintesis. Sinar biru menyebabkan protoplas sel penjaga yang diisolasi

menyerap ion K+ dan mengembung, bila ini terjadi pada sel utuh stomata akan

membuka (Salisbury,1995:81).

Cahaya merah merupakan cahaya yeng berperan sebagai komponen dasar

untuk proses pertumbuhan dan fotosintesis tanaman. Cahaya biru berperan

mengaktifkan criptokrom agar cocok dengan klorofil untuk menjalankan proses

fotosintesis dan pertumbuhan tumbuhan. Cahaya hijau berperan dalam

memberikan efek physiologi berupa dipentulkan oleh klorofil untuk memberi

dampak warna hijau pada klorofil.Pembukaan stomata diinduksi oleh konsentrasi

CO2 yang rendah, intensitas cahaya yang tinggi, dan kelembaban tinggi.

Pembukaan stomata sebagai respon terhadap cahaya diduga disebabkan oleh

mekanisme yang berbeda tergantung pada panjang gelombang cahaya. Cahaya

biru muda dirasakan langsung oleh phototropins dan mengaktifkan kaskade sinyal

yang mengakibatkan pembukaan stomata cepat di bawah latar belakang lampu

merah. Respon pembukaan stomata terhadap cahaya merah membutuhkan radiasi

lebih tinggi daripada cahaya biru (Suyitno. 2009:103).

IV. Metode Percobaan :

IV.1 Alat dan Baha

4.1.1. Alat :

- Gelas piala ukuran 1000 ml berisi 300 ml air

- Bunsen / pemanas listrik

- Silet

- Penjepit kertas

- Botol semprot

- Gelas piala ukuran 500 ml

- Cawan petri (diameter 9-10 cm)

- Pipet tetes

- Pinset

- Gunting

4.1.2. Bahan :

- Kertas manila hitam

- Plastik transparan warna biru tua, biru muda, merah, kuning,

orange, hijau, dan bening

- Kertas karbon

- Tanaman singkong dan tanaman jambu

- Alkohol 70%

- Air

- Larutan I2 pekat dalam alkohol

- Kantung plastik

4.2. Langkah Kerja

4.2.1. Perlakuan

4.2.2. Uji Kandungan Karbohidrat

Menentukan 4 lembar daun yang akan diberi perlakuan, seminggu

sebelum percobaan dilaksanakan.

Mengambil 3 pasang potongan plastik transpirasi masing masing

berwarna biru muda dan biru tua, kuning, merah, orange, hijau, bening

dan kertas karbon.

Memotong kertas maupun plastik yang berbentuk segi empat berukuran 3

x 5 cm.

Menempelkan plastik/kertas pada tiap daun yang telah dipilih dan

menjepitnya dengan penjempit kertas.

Mengambil daun yang telah ditempel potongan plastik/kertas

Memberi tanda pada masing masing daun untuk mencirikan warna

plastik/kertas yang ditempel

Mencatat pada buku kerja

Meletakkan tanaman pada derah yang mempunyai cahaya penuh.

Menggambar masing masing daun diatas kertas sebanyak 2x

Menyiapkan alkohol mendidih dengan menempatkan gelas piala ukuran

1000 ml yang telah berisi air 300 ml diatas pemanas listrik dan

menempatkan gelas piala ukuran 500 ml yang telah berisi 100 ml alkohol

70% ke dalam gelas piala ukuran 1000 ml

Melepaskan plastik/kertas dari masing masing daun dengan

menggunakan pinset dan memasukkan tiap daun ke dalam alkohol etanol

yang telah mendidih

Mengangkat daun setelah berwarna putih, meletakkan ke dalam cawan

dan mencuci dengan aquades sampai daun terendam

Meneteskan beberapa tetes larutan iodine pekat ke dalam cawan yang

telah berisi daun sampai air berwarna merah

Membiarkan iodine bereaksi dengan pati dan mengamati bagian daun

yang berubah warna ungu kehitaman

Menggambar daun yang terdapat indikasi amilum dengan cara mengarsir

permukaan daun area penutupan

V. Hasil Pengamatan :

Daun Perlakuan Hasil

Singkong

Mika warna merah

Mika warna orange

Mika warna kuning

Mika warna hijau

Mika warna biru muda

Mika warna biru tua

Mika warna bening

Mika warna hitam

Tidak terjadi perubahan








Jambu

Mika warna merah

Mika warna orange

Mika warna kuning

Mika warna hijau

Mika warna biru muda

Mika warna biru tua

Mika warna bening

Mika warna hitam









VI. Pembahasan :

Pada praktikum kali ini yaitu pada acara VI yakni mengenai “Percobaan

Fotosintesis (Peranan Gelombang Cahaya Dalam Fotosintesis)” yang bertujuan

untuk mengetahui peranan cahaya dalam proses fotosintesis dan untuk

mengetahui hubungan terbentuknya oksigen dan berat tumbuhan air pada proses

fotosintesis. Selain itu diamati pula uji terbntuknya amilum pada daun singkong

(Manihot utilissima) atau buah jambu (Psidium guajava). Pada kelompok 1 dan 2

serta 5 dan 6 menggunakan daun ketela pohon (Manihot uttilisima) dan pada

kelompok 3 dan 4 serta 7 dan 8 menggunakan daun jambu biji (Psidium

guajava). Alasan penggunaan daun jambu dan daun singkong adalah lebih

mudah dalam penggunaan bahan praktikum. Sebenarnya menggunakan daun

singkong dan daun jambu sama aja, karena yang menjadi variabel terikatnya

adalah indicator perubahan warna pada daun antara yang ditutup kertas mika dan

kemudian pemberian perlakuan pengujian karbohidrat. Digunakan dua jenis daun

hanya untuk sebagai pembanding perubahan warna pada daun karena pada kedua

daun tersebut mempunyai karakter yang beda dimana pada daun ketela pohon

mempunyai ketebalan yang lebih kecil dibanding daun jambu biji.

Adapun langkah kerja pertama yaitu kita memotong plastik mika yang

berwarna-warni serta kertas karbon dengan ukuran 2,5 cm x 5 cm. Fungsi kertas

karbon disini adalah sebagai pengganti plastik mika dengan warna hitam. Adapun

warna plastic mika yang digunakan adalah warna merah, orange, kuning, hijau,

biru muda, biru tua dan bening. Bermacam warna dari plastik mika dianggap

mewakili tiap warna dari macam-macam spertrum warna cahaya matahari yang

dapat ditangkap oleh tumbuhan sehingga setiap warna tersebut dianggap

berpengaruh terhadap jalannya fotosintesis. Karena setiap warna spectrum cahaya

memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda yang dapat mempengaruhi

proses fotosintesis. Untuk alasan itulah digunakan bermacam-macam warna

penutup daun oleh plastic mika. Setelah itu memilih daun yang akan digunakan

sebagai perlakuan atau percobaan. Perlakuan yang diberikan kepada daun tersebut

yaitu dengan menutup bagian permukaan daun tersebut, cara menutupnya dengan

membalut daun menggunakan kertas karbon/mika yang telah ditentutakan tadi

dan merekatkannya dengan stapler, isolasi ataupun penjepit kertas lainnya. Bagian

daun yang ditutupi adalah bagian tengah daun. Daun yang digunakan untuk

percobaan ini harus mendapat sinar matahari secara langsung. Tujuan dari

penutupan dibagian tengah ini yaitu untuk mengetahui terebentuknya amilum

pada proses fotosintesis. Penutupan ini dilakukan 7 hari sebelum praktikum

dimulai, dengan tujuan yaitu agar nantinya hasil dari pemberian mika berwarna

dan kertas karbon dapat terlihat jelas perbedaanya pada saat dilakukan praktikum

atau terbentuknya amilum dapat terlihat dengan jelas pada saat akan

dipraktikumkan dan untuk mengetahui kemampuan daun pada sprektrum

gelombang cahaya untuk menerima cahaya matahari sehingga diketahui warna

yang paling efektif dan tidak efektif untuk menyerap cahaya yang digunakan

dalam fotosintesis. Penutupan daun tidak boleh mengenai bagian-bagian daun

terutama lamina daun oleh stepler ataupun penjepit kertas lainnya. Penggunaan

stepler ataupun penjepit kertas lainnya bertujuan untuk menjaga agar kertas atau

mika tersebut tidak jatuh atau pindah tempat dari bagian daun maka bisa diberi

isolasi pada bagaian tepi-tepinya/kedua area ujung penutupan dengan syarat

isolasi tersebut tidak mengenai bagian-bagian daun. Perlakuan seperti ini

dimaksudkan untuk menjaga daun agar tidak rusak oleh stepler ataupun isolasi

sehingga proses metabolisme pada daun tersebut tidak mengalami kerusakan.

Selanjutnya yakni pada uji amilum, tujuh hari setelah perlakuan tanaman,

tanaman yang telah dipilih yaitu yang memiliki 3-4 daun triofoliate dibawa ke

laboratorium untuk uji adanya amilum dengan perbedaan panjang gelombang

setelah daun ditutup pada plastic mika. Hal ini bertujuan untuk menguji

terbentuknya amilum (menguji karbohidrat yang ada pada daun-daun tersebut).

Daun yang telah dipilih tidak boleh terlepas dari penutupnya yaitu plastic mika.

Hal ini bertujuan setelah proses pengambilan tanaman dari tempat asalnya daun,

panjang gelombang yang diterima daun akan kembali menyerap dengan intensitas

cahaya sebelum daun diberi perlakuan. Setelahnya pada ujung daun, tepi daun,

tengah daun maupun pangkal daun dipotong sesuai dengan keterangan warna

pada daun. Hal ini bertujuan sebagai tanda untuk membedakan antara satu daun

dengan yang lainnya ketika proses perebusan. Ketika proses perebusan antara satu

daun dengan yang lainnya susah ditentukan sehingga akan menghambat pembeda

antara warna pada penutup daun. Setelahnya yaitu menggambar daun pada kertas.

Hal ini bertujuan agar dapat diketahui karakter utuh daun sebelum diberi

perlakuan karena setelah diberi perlakuan yakni pada saat perebusan dalam

larutan alcohol 70% diatas nyala api bunsen, struktur daun akan berubah.

Kemudian daun direbus dengan cara dimasukkan kedalam gelas piala dengan

ukuran 500 ml yang berisa alcohol 70%. Gelas piala yang berisi alcohol

diletakkan diatas gelas piala yang ukurannya 1000 ml yang berisi air. Hal ini

dilakukan agar gelas piala yang berisi alkohol tidak pecah dan tidak terjadi

kebakaran karena alkohol mudah menguap dan mudah untuk terbakar. Fungsi

perebusan ini adalah untuk mengekstrak pigmen pada daun dan agar sel dalam

daun mati dan menjadikan sel-sel daun lebih permeable terhadap larutan Iodine.

Dalam metode ini, alkohol berfungsi sebagai peluntur pigmen pada daun,

sehingga warna daun pada daun jambu biji maupun daun singkong akan berubah

menjadi hijau pucat. Hal tersebut tejadi akibat dari pigmen yang ada pada daun

yaitu klorofil setelah proses perebusan, pada daun berangsur-angsur tidak

memiliki pigem karena sudah diluruhkan pada proses perebusan tadi yang

menyebabkan kepucatan warna daun. Dan tujuan perebusan dalam etanol daun

tersebut juga untuk menghentikan metabolisme seutuhnya dalam proses

fotosintesis.

Setelah daun berwarna pucat, maka selanjutnya mengangkatnya

dengan hati-hati menggunakan pinset dan kemudian direndam pada aquades yang

ada dalam cawan petri. Seluruh permukaan daun harus dibasuh menggunakan

akuades agar alkohol yang masih tersisa pada permukaan daun hilang. Ketika

masih ada alcohol yang tersisa pada permukaan daun maka larutan Yod (Iodine)

akan sulit terserap oleh daun. Langkah selanjutnya yaitu meneteskan iodine ke

dalam cawan petri kosong dan kemudian meletakkan daun sampai daun berwarna

merah. Biarkan larutan iodine bereaksi dengan pati dalam daun akan

menghasilkan warna ungu kehitaman. Selanjutnya, mengamati bagian daun yang

berubah menjadi warna ungu kehitaman. Fungsi dari pemberian larutan iodine

pekat ini adalah untuk mereaksikan amilum dengan iodine.

Amilum merupakan hasil fotosintesis yang disimpan/ditimbun di dalam

kloroplas. Sehingga terjadi reaksi fotosintesis secara keseluruhan yaitu :

6CO2 + 6H2O Sinar mata h ari

Klorofil C6H12O6 + 6O2 +675 kalori.

Berdasarkan hasil pengamatan menunjukkan dari semua perlakuan baik

penutupan daun oleh plastic warna warna merah, orange, kuning, hijau, biru

muda, biru tua, bening maupun hitam hasilnya yaitu tidak terjadi perubahan

warna. Perubahan warna sebenarnya terjadi tetapi tidak jelas atau tidak

menunjukkan perubahan yang signifikan yaitu permukaan daun tetap berwarna

hijau pucat. Bila daun mengandung karbohidrat maka pada area yang ditetesi

iodine akan menunjukkan warna ungu kehitaman tetapi pada areadaun yang

kami gunakan tidak terdapat warna tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa pada

area tersebut tidak ada proses fotosintesis yang terjadi karena warna hitam

memantulkan semua cahaya sehingga tidak ada karbohidrat yang dihasilkan.

Area yang tidak ditutupi kertas karbon tidak terdapat warna ungu kehitaman

setelah ditetesi iodine. Hal ini bertentangan dengan teori yang ada. Seharusnya

daun memberikan reaksi positif terhadap karbohidrat pada daun yang tidak

tertutupi karbon. Pada area ini terjadi fotosintesis karena cahaya yang akan

digunakan untuk proses fotosintesis tidak terhalang. hal ini dikarenakan pada

saat dilakukan penutupan daun dengan plastic mika dengan berbagai varian

warna permukaan bagian daun tersebut tidak tertutup secara sempurna yang

mengakibatkan cahaya yang diterima oleh daun atau yang melewati permukaan

plastic mika tidak dapat diserap dan dipantulkan secara sempurna sebagai

transformasi warna spectrum cahaya sesuai dengan warna plastic mika tersebut,

yang mewakili berbagai macam spectrum cahaya matahari. Semua cahaya dapat

dimanfaatkan dalam proses fotosintesis baik cahaya hitam, putih, merah, kuning

maupun biru. Karena pada warna-warna tersebut sudah mempunyai kisaran

panjang gelombang antara 400-700 nm. Hal ini sesuai dengan pendapat Suryadi

(2013), bahwa radiasi dengan panjang gelombang antara 400-700 μm adalah

yang digunakan untuk proses fotosintesis.

Tetapi menurut literature Salisbury (1995) cahaya yang paling baik dalam

proses fotosintesis ini adalah warna cahaya merah, yang mengakibatkan

tumbuhan atau daun tersebut mampu menghasilkan amilum dalam jumlah

banyak karena sebagian besar cahayanya mampu diserap dengan baik oleh

daun, sehingga hasilnya maksimal. Selain itu cahaya warna merah mempunyai

spectrum panjang gelombang berkisar antara 610-700 nm, panjang gelombang

tersebut sangat optimal digunakan pada proses fotosintesis. Dimana pada

fotosistem I panjang gelombangnya yaitu 700 nm dan pada fotosistem II

panjang gelombangnya 680 nm. Hal ini sesuai dengan pendapat Suyitno.

(2009:103), ahaya merah merupakan cahaya yeng berperan sebagai komponen

dasar untuk proses pertumbuhan dan fotosintesis tanaman. Warna merah dalam

spektrum cahaya fotosintesis mempunyai pengaruh yang sangat baik dalam

proses penyerapan cahaya dengan panjang gelombang yang paling tinggi yaitu

sekitar 600 nm-700 nm akibatnya seluruh cahaya dapat masuk dengan ke dalam

daun dan proses fotosintesis berlangsung dengan baik serta amilum yang

didapatkan juga sangat baik. Kemudian warna biru memiliki kemampuan yang

hampir sama dalam membentuk amilum saat proses fotosintesis. Sedangkan

warna hijau hanya memberikan dampak yang sedikit dalam pembentukan

amilum, karena warna hijau sebagian besar cahayanya akan dipantulkan

kembali oleh daun. Cahaya hijau tidak terlalu penting dalam proses fotosintesis

karena cahaya yang dihasilkan sama dengan cahaya yang diserap oleh daun.

Spectrum warna dan panjang gelombang yang dihasilkan pada warna hijau ini

adalah 495-570 nm. Pada spektrum warna hijau sifat klorofil yang jika warna

cahaya sama maka akan dipantulkan kembali.

Warna kuning dan bening hampir memiliki hasil yang sama untuk

pembentukan amilum, karena warna tersebut memiliki panjang gelombang

yang rendah, sehingga tidak mampu mempercepat proses fotosintesis. Terutama

untuk proses pada penutupan dengan plastik transparan berwarna bening, akan

menghasilkan amilum yang sedikit karena cenderung proses fotosintesisnya

adalah seperti cahaya tampak biasa. Sedangkan bagian yang ditutupi dengan

mika berwarna hitam dan biru tua, cenderung tidak melakukan fotosintesis

karena cahaya tidak mampu diserap dengan baik. Karena plastik tersebut tidak

dapat ditembuh oleh spectrum cahaya yang diserap tumbuhan untuk

fotosintesis.

Warna biru pada mika mampu memantulkan cahaya warna biru tetapi

menyerap semua warna cahaya selain biru sehingga warna yang dibutuhkan

tumbuhan yaitu merah tetap diserap. Sebenarnya warna biru juga dibutuhkan

tetapi karena yang lebih dominan dibutuhkan adalah warna merah maka prosese

fotosintesisi tetap berlangsung. Sedangkan pada warrna orange pada daun

mempunyai panjang gelombang yang hampir sama dengan warna kuning,

warna tersebut memiliki panjang gelombang yang rendah, sehingga tidak

mampu mempercepat proses fotosintesis.

Pada warna hitam, warna hitam mampu menyerap semua panas yang

diterima dari matahari sehingga daun menyerap panas terlalu banyak melebihi

kapasitasnya dan akhirnya daun itu mudah untuk terbakar. Warna hitam ini juga

menyebabkan penghalang warna lain masuk ke daun untuk melakukan

fotosintesis, akibatnya tidak terbentuk amilum sama sekali pada bagian daun

yang dilapisi kertas karbon tidak terjadinya fotosintesis ini akibat dari kertas

karbon yang berwarna hitam yang menghalangi warna lain masuk ke daun

untuk melakukan proses fotosintesis

Dibandingkan dengan spektrum serap karoten dan klorofil murni, kerja

cahaya kuning dan hijau dalam fotosintesis pada tumbuhan berbiji dan

penyerapan kedua panjang gelombang tersebut oleh daun adalah sangat tinggi,

walaupun demikian nampaknya hanya karotenoid dan klorofil saja pigmen yang

menyerap cahaya tersebut. Alasan utama mengapa spektrum kerja lebih tinggi

dari spektrum serap untuk panjang gelombang kuning dan hijau adalah karena

walaupun peluang untuk tiap panjang gelombang ini terserap kecil, panjang

gelombang yang terserap tersebut akan dipantulkan berulang-ulang dari

kloroplast ke kloroplast di jaringan kompleks sel yang berfotosintesa.

Dikatakan juga bahwa pantulan dalam ini tidak terjadi dalam kuvet

spektrofotometer yang berisi klorofil terlarut, sehingga serapan panjang

gelombang hijau sangatlah rendah. Selain penyerapan oleh pigmen tersebut

secara in vitro dalam suatu pelarut organik terjadi pada panjang gelombang

lebih pendek dibandingkan ketika pigmen tadi berada di tilakoid kloroplas.

Pada tumbuhan didapatkan bermacam-macam pigmen yang berperan menyerap

energi cahaya. Pigmen fotosintetis terdapat dalam kloroplas yang terdiri dari

klorofil a, b, santofil, karotenoid, dan beta-karoten. Pigmen ini menyerap warna

atau gelombang cahaya yang berbeda-beda. Masing-masing menyerap

maksimum pada gelombang cahaya tertentu. Pigmen umumnya mempunyai

penyerapan maksimum pada gelombang cahaya pendek dan juga panjang

Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang

tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang

gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya

tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm),

biru (410 - 500 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya

terhadap fotosintesis. Dan ini berhubungan dengan reaksi terang melibatkan dua

fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS

I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap

cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi

pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680

nm. Klorofil akan memperlihatkan flouresensi berwarna merah yang berarti

warna larutan tersebut tidak hijau pada cahaya yang diluruskan dan akan merah

tua pada cahaya yang dipantulkan. Pada proses fotosintesis banyak diperlukan

senyawa kimia yang penting dalam mengubah cahaya menjadi energi kimia

pada tumbuhan tingkat tinggi, adalah pigmen yang terdapat didalam kloroplas,

melalui pigmen inilah cahaya memulai proses fotosintesis. Pigmen tersebut

dalam kloroplas yaitu pada membran internal yang disebut tilakoid. Pigmen

tersebut adalah klorofil a, klorofil b, dan keratinoid. Klorofil terdapat didalam

kloroplas yang merupakan pigmen yang aktif didalam fotosintesis. Klorofi

adalah molekul tetra-spiral yang dihubungkan aleh atom Mg, yang berbrntuk

oval yang terkandung dalamnya. Penyerapan yang esensial oleh kloroplas

didalam membran tilakoid. Tiap-tiap foton dapat mengelurakan electron

kedalam klorofil, klorofil hijau akan menyerapa warna yang panjang

gelombangnya pendek, berenergi tinggi yang efektif dalam fotosintesis.

Penyerapan terhadap panjang gelombang relatif bervariasi dan dapat diukur

denan menggunakan spektrofotometer. Gambaran dari banyaknya penyerapan

dari fungsi panjang gelombang disebut dengan spectrum penyerapan.

Dari semua literatur dapat diambil sebuah rangkuman pada fotosintesis

terdapat dua reaksi yaitu reaksi gelap dan reaksi terang. reaksi terang

mebutuhan cahaya matahri sedangkan pada reaksi terang tidak mebutuhkan

cahaya matahari. Proses fotosintensis yang paling berpengaruh bagi fotosintesis

itu sendri adalah cahaya dalam rentang 380-700 nm, pada reaksi terang terdapat

dua fotosistem yaitu fotosistem 1 dengan gelombang 680 nnm dan fotosistem 2

dengan gelombang cahaya 700 nm. Jadi cahaya merah paling baik untuk

fosintesis yaitu dengan panjang gelombang 620-750 nm sehingga cahaya hijau

tidak terlalu digunakan untuk fotosintesis karena cahaya hijau dipantulkan dan

diteruskan oleh cahaya merah dan biru.

Laju fotosintesis ditingkatkan tidak hanya oleh naiknya tingkat

radiasi, tapi juga oleh konsentrasi CO2 yang lebih tinggi, khususnya bila

stomata tertutup sebagian karena kekeringan 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.

VII. Penutup :

VII.1Kesimpulan

Fotosintesis adalah proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan

anorganik (CO2 dan H2O) pada tumbuhan berpigmen dengan bantuan energi

cahaya matahari. Cahaya berperan dalam proses melisis air dan membentuk Ion

Hidrogen yang menghasilkan amilum. Warna yang paling efektif untuk proses

fotosintesis adalah warna merah karena memiliki spektrum cahaya yang tinggi

yakni sekitar 610-700 nm, sehingga dapat dimanfaatkan secara maksimal oleh

tumbuhan untuk berfosotosintesis yang dapat mengahsilkan amilum dengan

maksimal. Sedangakn warna hitam kurang efektif untuk proses fotosintesis. Hal

ini terjadi karena warna hitam ini menghalangi warna lain masuk ke daun untuk

melakukan fotosintesis, akibatnya tidak terbentuk amilum sama sekali pada

bagian daun yang dilapisi kertas karbon tidak terjadinya fotosintesis ini akibat

dari kertas karbon yang berwarna hitam yang menghalangi warna lain masuk ke

daun untuk melakukan proses fotosintesis.

VII.2 Saran

Sebaiknya sebelum praktikum bahan yang akan diuji cobakan untuk

praktikum diteliti terlebih dahulu agar hasil yang didapatkan sesuai dengan teori.

Daftar Pustaka

Campbell. 2008. Biologi Edisi Kedelapan-Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Ferita, Istino,. Akhir, Nasrez,. Fauza, Hamda,. dan Syofyanti, Ermi. 2009. Pengaruh Intensitas Cahaya Terhadap Pertumbuhan Bibit Gambir (Uncaria gambir Roxb). Jurnal Jerami. Vol. 2 ( 2). ISSN 1979-0228.

Haryanti, Sri dan Meirina, Tetrinica. 2009. Optimalisasi Pembukaan Porus Stomata Daun Kedelai (Glycine max (L) merril) pada Pagi Hari dan Sore. Jurnal Bioma. Vol. 11 (1): 18-23. ISSN: 1410-8801.

Salisbury. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1.Bandung:ITB.

Sasmitamihardja, Dardjat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Supriadi,. Kaswadi, Richardus F,. Bengen, Dietrich G,. dan Hutomo, Malikusworo. 2012. Produktivitas Komunitas Lamun di Pulau Barranglompo Makasar. Jurnal Akuatika. Vol. 3 (2). ISSN: 0853-2523.

Suryadi,. Setyobudi, Lilik,. dan Soelistyono, Roedy. Kajian Intersepsi Cahaya Matahari pada Kacang Tanah (Arachis hypogaea L.) diantara Tanaman Melinjo Menggunakan Jarak Tanam Berbeda. Jurnal Produksi Tanaman. Vol. 1 (4). ISSN: 2338-3976.

Suyitno. 2009. Fotosintesis. Yogyakarta : Universitas Negeri Yogyakarta Press.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN

PERCOBAAN FOTOSINTESIS

(Peranan Gelombang Cahaya Dalam Fotosintesis)

Oleh :

Nama : Fatimatuz Zahro

Nim : 120210103030

Kelas : A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JEMBER

2014

Documents

CAHAYA