Laporan Hasil Pengamatan IPA "Menyelidiki Adanya Fotosintesis"

Tujuan Pengamatan        :

·        Membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan cahaya matahari.

·        Membuktikan bahwa fotosintesis dapat menghasilkan amilum (karbohidrat).

·        Menganalisis perbedaan antara bagian daun yang ditutup alumunium foil, dan bagian daun yang terbuka.

Dasar Teori                :

Untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses “fotosintesis” yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan cahaya matahari, air, dan karbondioksida ( CO₂ ). Cahaya matahari merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis, hal ini disebabkan klorofil yang berada didalam daun tidak dapat menggunakan cahaya matahari karena klorofil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari.

Fotosintesis berasal dari kata “foton” yang berarti cahaya dan “sintesis” yang berarti penyusunan. Jadi fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik H₂O dan CO₂ menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari.

Energi foton yang digunakan untuk menggerakkan elektron melawanan gradient panas di dalam fotosistem I dari sebuah agen dengan tenaga reduksi kuat, yang secara termodinamis mampu mereduksi CO₂ di dalam fotosistem II dari air dengan pelepasan O₂, jika sebuah molekul pigmen menyerap sebuah foton masuk ke dalam sebuah keadaan tereksitasi, karena satu elektronnya pada keadaan dasar pindah ke orbit.

Orang yang pertama kali menemukan fotosintesis adalah Jan Ingenhousz. Fotosintesis merupakan suatu proses yang penting bagi organisme di bumi, dengan fotosintesis ini tumbuhan menyediakan bagi organisme lain baik secara langsung maupun tidak langsung. Jan Ingenhosz melakukan percobaan dengan memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam bejana yang berisi air. Bejana gelas itu ditutup dengan corong terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air hingga penuh, kemudian bejana itu diletakkan di terik matahari. Tak lama kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan air itu yang menandakan adanya oksigen. 

Pada tahun 1860, Sach membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia mengguanakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, dimasukkan kedalam alkoholdan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum.

Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan ( glukosa ) pada tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Semua tumbuhan mampu berfotosintesis karena memiliki seperangkat pigmen fotosintesis yang dibutuhkan. Salah satu jenis pigmen sangat penting pada perangkat fotosintesis adalah klorofil. Pigmen klorofil sebenarnya terdiri atas beberapa molekul pigmen, yaitu klorofil a dan klorofil b serta karotenoid. Dalam kenyataan yang dapat kita lihat, terdapat perbedaan intensitas warna daun baik pada antar jenis  tumbuhan maupun umur daun. Pada jenis-jenis tumbuhan tertentu bahkan memiliki daun beraneka warna.

Tempat terjadinya proses fotosintesis adalah dibagian daun. Daun merupakan salah satu organ tumbuhan yang tumbuh dari batang, umumnya berwarna hijau dan memiliki kloroplas yang berfungsi sebagai penangkap energi dari cahaya matahari melalui fotosintesis. . Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang menangkap energi matahari (klorofil).

Di dalam organel kloroplas terdapat klorofil dan molekul-molekul yangmembantu penangkapan energi sinar matahari. Proses fotosintesis ini berlangsungmelalui dua tahap reaksi yaitu          :

1.      Reaksi terang     :

Reaksi yang terjadi jika klorofil menyerap cahaya merah atau nila yang memiliki gelombang panjang tertentu. Energi cahaya ini digunakanmemecah molekul air yang disebut peristiwa fotolisis.

2.    Reaksi gelap       :

Reaksi yang tidak memerlukan cahaya. Reaksi ini disebut juga reaksi  Blackman atau reduksi CO₂.

Hasil akhir dari reaksi-reaksi tersebut merupakan senyawa organik glukosa ( C₆H₁₂O₆ ) dan oksigen ( O₂ ) sesuai dengan persamaan umum fotosintesis.

Secara umum proses fotosintesis membutuhkan zat klorofil, karbondioksida CO_{2, air, dan dengan bantuan cahaya matahari sehingga dapat menghasilkan oksigen} O_{2 dan glukosa.}

Salah satu hasil fotosintesis adalah karbohidrat. Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama -sama untuk membentuk dimer, trimer dan lain - lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri dari tiga monosakarida.

Berikut adalah beberapa fungsi fotosintesis :

1.    Fungsi utama fotosintesis untuk memproduksi zat makanan berupa glukosa. Glukosa menjadi bahan bakar dasar pembangun zat makanan lainnya, yaitu lemak dan protein dalam tubuh tumbuhan. Zat - zat ini menjadi makanan bagi hewan maupun manusia. Oleh karena itu, kemampuan tumbuhan mengubah energi cahaya ( sinar matahari ) menjadi energi kimia ( zat makanan ) selalu menjadi mata rantai makanan ( produsen ).

2.   Fotosintesis membantu membersihkan udara, yaitu mengurangi kadar CO₂   (karbon dioksida) di udara karena CO₂ adalah bahan baku dalam proses fotosintesis. Sebagai hasil akhirnya, selain zat makanan adalah O₂ (Oksigen) yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan, terutama untuk bernafas.

3.   Kemampuan tumbuhan berfotosintesis selama masa hidupnya menyebabkan sisa - sisa tumbuhan yang hidup masa lalu tertimbun di dalam tanah selama berjuta-juta tahun menjadi batubara menjadi salah satu sumber energi saat ini.

Alat dan Bahan       :

1.       Gelas Kimia Besar 1 Buah ( Gelas Backer ).

2.      Gelas Kimia Kecil Atau Tabung Reaksi 1 Buah.

3.      Gelas Ukur Kecil 1 Buah.

4.      Daun Singkong ( Dapat Juga Tumbuhan Lain ).

5.      Iodium ( Lod KI ) Secukupnya.

6.      Alumunium Foil 1 Buah / Kertas Karbon.

7.      Cawan Petri.

8.      Alkohol Secukupnya.

9.      Air Secukupnya.

10.    Pembakar Spiritus 1 Buah.

11.     Kaki Tiga dan Kawat Kasa.

12.    Penjepit.

13.    Pinset.

14.    Corong.

15.    Pipet Tetes.

16.    Korek Api.

Langkah Kerja  :

1.       Menyiapkan Alat dan Bahan.

2.      Menutup sebagian daun ketela pohon dengan menggunakan alumunium foil / kertas karbon dan diamkan selama ±6 – 12 jam.

3.      Memetik daun ketela pohon, kemudian membuka alumunium foil / kertas karbon.

4.      Menyalakan pembakar spiritus dengan menggunakan korek api.

5.      Merebus air pada gelas kimia terlebih dahulu sampai mendidih, kemudian memasukkan daun ketela pohon sampai layu ±13 menit ( perebusan dilakukan untuk mematikan sel – sel pada daun ).

6.      Meniriskan daun, kemudian memasukkan alkohol kedalam gelas ukur kecil.

7.      Memasukkan daun tersebut kedalam gelas ukur kecil yang sudah diberi alkohol sebelumnya ( pencelupan ke dalam alkohol bertujuan untuk melarutkan klorofil sehingga daun menjadi berwarna pucat ).

8.      Meletakkan alkohol pada meja yang berbeda dengan meja praktikum, agar jauh dari sumber api. Mematikan pembakar spiritus dengan menggunakan penutupnya.

9.      Memasukkan gelas ukur kecil yang berisi alkohol tersebut ke dalam gelas becker besar yang berisi air yang telah dipanaskan sebelumnya.

10.    Menunggu sampai warna alkohol berubah menjadi hijau tua, dan daun berubah menjadi hijau muda ( Apabila alkohol telah mendidih, namun daun belum berwarna pucat, ganti air alkohol yang lama dengan alkohol yang baru sampai daun berwarna pucat ).

11.     Meniriskan daun ketela pohon, kemudian meletakkan daun pada wadah.

12.    Meneteskan iodium pada daun tersebut.

13.    Mengamati perbedaan yang tampak pada daun yang ditutup alumunium foil / kertas karbon dan daun yang terbuka.

Data Hasil Percobaan        :

Dari percobaan yang telah kita lakukan, kita dapat melihat bahwa daun ketela pohon mengalami perubahan warna yang semula berwarna hijau ( hijau tua ) menjadi berwarna pucat ( pada bagian yang ditutup alumunium foil ), dan berwarna hitam ( pada bagian yang terbuka / tidak ditutup alumunium foil ), serta alkohol berubah warna menjadi berwarna hijau tua.

Hal ini membuktikan bahwa peristiwa fotosintesis membutuhkan cahaya matahari. Pada pengamatan kali ini sebagian daun ketela pohon ditutup dengan menggunakan alumunium foil / kertas karbon, sehingga bagian daun yang tertutup tidak dapat memperoleh cahaya matahari dengan baik, karena cahaya matahari tidak dapat menembus alumunium foil / kertas karbon, jadi bagian daun yang tertutup tidak dapat melangsungkan fotosintesis, dan tidak dapat menghasilkan amilum sehingga ketika daun ketela pohon ditetesi iodium warnanya tetap pucat. Sedangkan daun yang terbuka dapat melangsungkan fotosintesis, karena tidak ada yang menghalangi cahaya matahari menuju bagian daun tersebut secara langsung, sehingga ketika bagian daun tersebut ditetesi iodium warnanya berubah menjadi hitam, hal ini disebabkan karena fotosintesis menghasilkan amilum.

Seperti yah kita ketahui,lkohol yang sebelumnya bening berubah warna menjadi hijau tua. Hal ini disebabkan karena alkohol melarutkan klorofil pada daun, sehingga warna alkohol berubah menjadi hijau seperti daun, hal inilah yang menyebabkan warna daun berubah menjadi pucat.

Analisis Data          :

Pada percobaan yang telah dilakukan sebelumnya, salah satu bahan yang digunakan adalah iodium. Iodium bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya amilum pada daun tersebut. Jika terdapat amilum, maka pada bagian daun yang ditetesi iodium akan berubah warna menjadi biru kehitaman / hitam. Pada saat bagian daun yang sebelumnya telah ditutup oleh alumunium foil ditetesi dengan iodium warnanya tetap pucat, sedangkan yang tidak tertutup warnanya menjadi  hitam. Sehingga dapat dinyatakan bahwa pada bagian daun yang tidak ditutupi alumunium foil terdapat amilum yang merupakan hasil dari peristiwa fotosintesis, sedangkan pada bagian daun yang ditutupi alumunium foil tidak terdapat amilum. Amilum merupakan salah satu hasil dari proses fotosintesis, yang berarti pada bagian daun yang terkena cahaya matahari terjadi proses fotosintesis, sedangkan pada daun yang tidak terkena cahaya matahari tidak terjadi proses fotosintesis.

Pertanyaan             :

1.    Bagaimanakah warna daun yang ditutup ( tidak mengalami fotosintesis ) setelah ditetesi yodium ? Bandingkan dengan warna daun yang tidak ditutup !

2.   Daun yang ditetesi iodium menjadi berwarna hitam, hal ini menunjukkan

adanya amilum. Daun manakah yang mengandung amilum ?

3.   Tulislah laporan hasil percobaanmu pada kertas folio, lalu kumpulkan kepada guru untuk diperiksa!

Coba bayangkan betapa hebatnya Tuhan menciptakan tumbuhan, sinar

matahari, air, udara, dan merancang segala proses yang terjadi yang sangat

bermanfaat bagi kehidupanmu.

Jawaban  :

1.      Setelah ditetesi iodium, daun yang ditutup berwarna pucat, sedangkan daun yang terbuka berwarna hitam. Hal ini menunjukkan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum ( karbohidrat ).

2.     Daun yang mengandung amilum adalah daun yang terbuka. Hal ini dikarenakan daun yang terbuka dapat melakukan proses fotosintesis dengan baik karena daun yang terbuka dapat dengan mudah mendapatkan cahaya matahari secara langsung yang merupakan hal yang dibutuhkan tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis.

3.     -

Kesimpulan            :

Dari data diatas dapat kita simpulkan bahwa proses fotosintesis pada tumbuhan hanya dapat terjadi apabila tumbuhan tersebut memperoleh sinar matahari yang cukup. Proses fotosintesis tersebut dapat menghasilkan zat amilum  ( karbohidrat ).