Laporan Praktikum Fotosintesis

D1LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN
D1
FOTOSINTESIS
Pelaksanaan Praktikum : Rabu, 3 Mei 2016








Disusun Oleh :
Ahmad Dary Alymahdy
081411431053
Jarwati
081411431050
Shifa Fauziyah
081411431051
Novi Prettysia
081411431054


Dosen Asistensi :
Dr. Junairiah



PROGRAM STUDI S1 BIOLOGI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
2016
TUJUAN
Mengukur pigmen yang berperan dalam proses fotosintesis
Mengukur kadar klorofil dengan spektrofotometer
DASAR TEORI
Fotosintesis merupakan proses sintesis senyawa organik (glukosa) dari zat anorganik (CO2 dan H2O) dengan bantuan energi cahaya matahari. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Tergantung pada bahan yang digunakan, maka jumlah mol C yang dilepaskan dan jumlah mol O2 yang diperlukan tidak selalu sama. Persamaan reaksi kimia respirasi kebalikan dari reaksi kimia fotosintesis (Syamsuri, 2000).
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang. Pada keduanya mengandung kloroplas yang mengandung klorofi atau pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari (Harborne, 1997).
Klorofil adalah pigmen yang merupakan katalisator fotosintesis yang sangat penting dalam semua jaringan tumbuhan berfotosintesis. Klorofil terdapat dalam kloroplas dan sering berkaitan dengan protein, tetapi mudah diekstraksi ke dalam pelarut lipid. Di dalam tumbuhan, paling sedikit terdapat lima jenis klorofil. Selain klorofil, di dalam tumbuhan juga terdapat pigmen warna lain yang disebut karotenoid. Selain sebagai pigmen warna, karotenoid juga membantu dalam fotosintesis. Terdapat lebih dari 300 jenis karotenoid, tetapi yang terdapat dalam tumbuhan tinggi hanya sedikit, umumnya berupa karoten. Salah satu turunan karotenoid, yaitu hidrokarbon tak jenuh turunan likopen atau turunan likopen teroksigenesi dikenal sebagai Xantofil. Xantofil yang umum terdapat berupa monohidroksikaroten (ketrin dan rubixantin, dihidroksikaroten(zeakantin) atau dihidroksi-epoksikaroten (violaxantin) (Harborne, 1997).
Pigmen-pigmen tanaman biasanya dijumpai dalam plastid serta dalam vakuola. Tipe-tipe plastid ialah kloroplas, kromoplas, dan leukoplas. Kloroplas berwarna hijau sebagai akibat adanya pigmen klorofil yang lebih banyak. Kromoplas berwarna kunimg, jingga atau merah karena pigmen karotenoid. Leukoplas adalah plastid tanpa pigmen, biasanya terdapat pada jaringan tidak terkena cahaya (Hatta, 2002).
Warna hijau ditimbulkan oleh klorofil yang terdapat di dalam kloroplas. Dalam kloroplas juga dijumpai karotenoid yaitu pigmen kuning sampai merah, tetapi ditutpi oleh klorofil. Karotenoid akan tampak jika hanya terdapat sedikit atau tidak ada klorofil sama sekali. (Purwoko, 1999)
ALAT
Pemisahan Pigmen Fotosintesis dengan Kromatografi Kertas
Mortar dan penggerusnya
Cawan petri
Jepitan kertas
Statif
Silet
Benang
Pengukuran Kadar Klorofil dengan Spektrofotometer
Mortar beserta penggerusnya
Labu ukur 100 mL
Tabung cuvet
Saringan Buchner
Botol aspirator
Pompa vakum
Kertas saring
Spektrofotometer (spectronic 20)
BAHAN
Pemisahan Pigmen Fotosisntesis dengan Kromatografi Kertas
Alkohol 95%
Kertas saring (ukuran 3 x 15 cm)
Daun yang berwarna hijau, merah, atau kuning
Pengukuran Kadar Klorofil dengan Spektrofotometer
Alkohol 95%
Daun berwarna hijau
PROSEDUR
Pemisahan Pigmen Fotosintesis dengan Kromatografi Kertas
Daun diambil seberat 5 gram kemudian digerus dalam mortar dengan dituangkan 25 mL alkohol 95% sampai seluruh klorofil terlarut dalam alkohol. Ekstrak akan terlihat berwarna hijau
Ekstrak didiamkan beberapa menit sampai asapnya mengendap
Cairan ekstrak dituangkan ke dalam cawan petri dan diberi tanda pada cawan petri sesuai spesies daun yang digerus
Ambil kertas saring yang telah disediakan kemudian dijepit salah satu ujungya dengan menggunakan penjepit dan digantungkan pada benang yang telah diikat pada statif
Ujung yang lain dari kertas sarig tersebut dicelupkan ke dalam larutan gerusan pada cawan petri
Setelh dicelupkan, kertas saring dibiarkan menggantung beberapa lama sampai terlihat pemisahan pigmen yang terkandung di dalamnya
Kemudian beberapa macam pigmen yang diperoleh diamati dalam rkstrak tersebut, digambar, dan dicatat hasil (paling sedikit akan diperoleh 3 macam pigmen yaitu klorofil jenis a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karotinoid yang berwarna kuning sampai jingga)

Pengukuran Kadar Klorofil dengan Spektrofotometer
1.daun segar berwarna hijau diambil, kemudian ditimbang untuk mendapatkan 1 gram dan dipotong kecil-kecil. Potongan-potongan ini kemudian diekstrak dengan alkohol 95%, yaitu dengan cara digerus di dalam mortar sampai seluruh klorofil larut (ditandai dengan adanya ampas daun yang berwarna putih)
2. ekstrak klorofil disaring dengan saringan Buchner dan selanjutnya dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL. Jika volume ekstrak belum mencapai 100 mL maka tambahkan lagi alkohol hingga volume 100 mL
3. optical density (OD) larutan ekstrak yang dipindahkan pada tabung cuvet diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 649 dan 665 nm. Kadar klorofil a dan b dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
Klorofil total (mg/l) = (20,0 x OD 649) + (6,1 x OD665)
Klorofil a (mg/l) = (13,7 x OD665) – (5,76 x OD649)
Klorofil b (mg/l) = (25,8 x OD649) – (7,7 x OD665)
Rumus di atas diturunkan oleh Winstermans & Mots , 1995.
HASIL PENGAMATAN
Adapun hasil pengamatan yang diperoleh dalam praktikum Fisiologi Tumbuhan ini yaitu :
1. Pemisahan pigmen fotosintesis dengan kromatografi kertas
321
3
2
1
Keterangan :
Pigmen klorofil b (hijau tua)
Pigmen klorofil a (hijau muda)
Pigmen karotenoid (kuning)

2. Pengukuran kadar klorofil dengan spektrofotometer
Tabel 1. Data hasil pengamatan OD (optical density)
No.
Panjang gelombang ( )
OD (optical density)
1
649 nm
0,651
2
665 nm
0,849

Kadar klorofil a dan b
Klorofil total (mg/l) = (20,0 x OD649) + (6,1 x OD665)
= (20,0 x 0,651) + (6,1 x 0,849)
= 13,02 + 5,18
= 18,2
Klorofil a (mg/l) = (13,7 x OD665) - (5,76 x OD649)
= (13,7 x 0,849) - (5,76 x 0,651)
= 11,6 – 3,75
=7,85
Klorofil b (mg/l) = (25,8 x OD649) - (7,7 x OD665)
= (25,8 x 0,651) – (7,7 x 0,849)
= 16,78 – 6,54
= 10,24
PEMBAHASAN
Warna daun berasal dari klorofil, pigmen warna hijau yang terdapat didalam kloroplas. Energi cahaya yang diserap klorofil inilah yang menggerakkan snitesis molekul makanan dalam kloroplas. Kloroplas ditemukan terutama dalamsel mesofil, yaitu jaringan yang terdapat di bagian dalam daun. Karbon dioksidamasuk ke dalam daun, dan oksigen keluar, melalui pori mikroskopik yang di sebutstomata (Campbell, dkk, 2002). Klorofil adalah pigmen hijau fotosintetis yang terdapat dalam tanaman,Algae dan Cynobacteria. nama "chlorophyll" berasal dari bahasa Yunani kuno:choloros = green (hijau), and phyllon= leaf (daun). Fungsi krolofil pada tanamanadalah menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam prosesfotosintetis yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat(gula menjadi pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan sinarmatahari (Subandi, 2008).
Faktor utama pembentuk klorofil adalah nitrogen (N). Unsur N merupakanunsur hara makro. Unsur ini diperlukan oleh tanaman dalam jumlah banyak.Unsur N diperlukan oleh tanaman, salah satunya sebagai penyusun klorofil.Tanaman yang kekurangan unsur N akan menunjukkan gejala antara lain klorosis pada daun. Tanaman tidak dapat menggunakan N2 secara langsung. Gas N2 tersebut harus difiksasi oleh bakteri menjadi amonia (NH3) (Hendriyani dan Setiari, 2009).
Percobaan mengetahui pigmen yang berperan dalam fotosintesis menggunakan tanaman Mirabilis jalapa. Klorofil diluruhkan dari daun dan dilarutkan dalam alkohol 95 %. Kertas saring digunakan dengan tujun agar dapat mengetahui pigmen-pigmen yang terdapat pada daun Mirabilis jalapa dengan melihat gradasi warna yang terserap pada kertas saring. Warna-warna yang terserap antara lain adalah hijau tua, hujau muda, dan kuning. Warna hijau tua menunjukkan klorofil B, sedangkan warna hijau muda menunjukkan klorofil A. Terdapat pula pigmen yang memiliki warna kuning yaitu karotenoid. Klorofil A dan klorofil B berperan dalam proses fotosintesis, sedangkan karotenoid berperan sebagai pembantu klorofil menyerap cahaya dan pelindung klorofil dari fotooksidasi pada penyinaran yang terlalu kuat.
Kadar klorofil dapat diukur dengan alat yaitu spektrofotometer. Berdasarkan hasil pengamatan tanaman Mirabilis jalapa memiliki kadar klorofil total 18,2 mg/l, kadar klorofil A 7,85 mg/l, kadar klorofil B 10,24 mg/l. Kadar klorofil meningkat berdasar meningkatnya panjang gelombang yang diberikan dalam optical density (OD). Hal tersebut dibuktikan dengan kadar klorofil B (warna hijau tua) menunjukkan kadar nya lebih besar dibanding kadar klorofil A. Hasil lain dalam Tabel 1 menunjukkan kadar klorofil pada setiap spesimen yang digunakan menunjukkan kadar klorofil B lebih banyak dibanding kadar klorofil A.
DISKUSI
1. Apa fungsi dari alkohol 95% atau etanol pada percobaan ini?
Sebagai pelarut klorofil yang terkandung pada daun.
2. Dalam reaksi fotosintesis yang manakah asal oksigen dihasilkan?
Gas oksigen dihasilkan dari hidrolisis 2 molekul H2O(air) oleh ion mangan (Mn) menghasilkan 4 ion H+ (hidrogen) dan O2 (oksigen) (angka koefisien untuk menyamakan reaksi). Kemudian ion H+ yang bersifat elektrolit (bermuatan) akan masuk ke dalam fotosistem pada tumbuhan dan ikut melakukan serangkaian tahapan fotosintesis sedangkan Oksigen akan dibebaskan ke lingkungan, menjadi udara yang sehari-hari kita hirup. Hidrolisis air ini terjadi pada saat reaksi terang proses fotosintesis
3. Dari hasil kromatografi daun hijau ternyata ada yang menghasilkan pigmen selain warna hijau? Mengapa?
Tumbuhan selain menghasilkan metabolit primer, tumbuhan juga menghasilkan metabolit sekunder. Metabolit sekunder dapat berupa zat bioaktif dan pigmen. Pigmen merupakan molekul khusus yang dapat memunculkan warna. Pigmen mampu menyerap cahaya matahari dengan menyerap dan memantulkannya pada panjang gelombang tertentu. Molekul pigmen yang berbeda akan memantulkan warna tertentu pada panjang gelombang tertentu sehingga menyebabkan reaksi kimia yang berbeda. Zat warna alami dapat diperoleh dari tanaman atau hewan dan warna alami ini meliputi pigmen yang terdapat dalam bahan atau terbentuk pada proses pemanasan, penyimpanan atau pemprosesan. Aman dan tak berefek samping jika dikonsumsi, seperti klorofil, karotenoid, antosianin, brazilein, tanin dan lain-lain. Zat warna atau pigmen terdapat secara alami dalam sel makhluk hidup terutama tumbuhan. Pigmen biasanya terdapat dalam vakuola atau organel tertentu dalam sel tumbuhan (Anonim, 2009).
Jenis-jenis pigmen yang terdapat pada tumbuhan adalah klorofil, karotenoid, flavonoid, fitosterol, saponin, glukosinolat, polifenol, asam fitat, monoterpen, fitoestrogen, sulfida, inhibitor protease (Anonim, 2009).
4. Apakah ada perbedaan jumlah dan lebar pita pita yang dihasilkan kromatografi? Mengapa?
Ada, hal ini disebabkan oleh hubungan antara jumlah suatu zat terlarut dan ukuran dari pita elusi yang dihasilkan.





Percobaan II

1. Apakah kandungan klorofil dalam tiap daun sama?
Tidak, kadar klorifil yang semakin tinggi, berdasarkan pertambahan atau umur daun.Warna hjau daun sangat berkaitan erat dengan kandungan klorofil. Pada umumnya, semakin tua daun maka hijau warna daun akan semakin tinggi kandungan klorofilnya. Selain itu Struktur dan metabolisme daun tua telah lebih sempurna bila dibandingkan dengan daun muda dalam fotosintesis yang tinggi serta berpengaruh pada sintesis protein. Hal ini merupakan indikator pertama yang menunjukkan, bawasanya makin tua umur suatu daun maka akan semakin tinggi kadar klorofil yang dikandungnya.
2. Apakah daun yang tidak berwarna hijau kandungan klorofilnya sedikit?
Tidak, hanya saja perbedaan pigmen yang terkandung pada daun berwarna selain hijau mempengaruhi warna daun saja. Tidak mempengaruhi jumlah klorofil.
3. Apakah peranan klorofil dan pigmen pada daun dalam proses fisiologis?
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. Klorofil menyerap cahaya dan kemudian cahaya tersebut akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Fungsi pigmen bagi tumbuhan bermacam-macam. Pigmen pada bunga berfungsi untuk menarik perhatian penyerbuknya selain dengan aromanya. Zat hijau daun atau klorofil berfungsi menangkap energi cahaya dan mengkonversinya menjadi energi kimia.
KESIMPULAN
Dari percobaan yang dilakukan didapatkan hasil:
1. Melalui pemisahan pigmen fotosintesis dengan kromatografi kertas daun Mirabilis jalapa mengandung klorofil a, klorofil b, serta pigmen lain yaitu karotenoid.
2. Perhitungan OD dengan menggunakan spektrofotometer yang diperoleh dari daun Mirabilis jalapa dengan panjang gelombang 649 nm adalah 0,651 dan dengan panjang gelombang 665 nm yaitu 0.849.
3. Klorofil total yang diperoleh adalah 18,2 mg/l
4. Klorofil a yang diperoleh adalah 7,85 mg/l
5. Klorofil b yang diperoleh adalah 10,24 mg/l

DAFTAR PUSTAKA

Harborne, 1997. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT.Gramedia
Hatta, 2002. Fisiologi Tanaman. Jakarta : PT.Bina Aksara
Purwoko, 1999. Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : Erlangga
Syamsuri, I. 2000. Biologi. Jakarta: Erlangga
LAMPIRAN
No.
Gambar
keterangan
1


Sampel daun yang digunakan dalam percobaan
2


Sampel daun di potong kecil-kecil
3


Daun digerus di dalam mortar
4


25 ml alcohol 95 %
5


Cairan ekstrak sebelum ditambahkan alcohol 95 %
6


Cairan ekstrak setelah ditambahkan alcohol 95 % dan dibiarkan hingga ampas daunnya mengendap.
7


Ekstrak dipindahkan ke dalam cawan petri, kemudian kertas saring dicelupkan ke dalam cawan petri.
8

Hasil akhir pemisahan pigmen fotosintesis dengan kromatografi kertas.
9


Ekstrak disaring menggunakan saringan Buchner.
10


Ekstrak hasil penyaringan dimasukan ke dalam labu ukur
11

Ektrak yang telah ditambahkan alcohol 95 %.