Laporan Percobaan Ingenhousz

LAPORAN PERCOBAAN INGENHOUSZ

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Aktivitas kehidupan di biosfer pada dasarnya digerakkan oleh tenaga dari cahaya matahari. Secara sepintas memang tidak nampak hubungan cahaya matahari dengan rusa yang dapat berlari dengan cepat. Namun apabila diteliti dengan cermat akan diketahui bahwa tenaga untuk berlari itu berasal dari pemecahan karbohidrat yang terkandung di dalam daun rerumputan yang dimakan oleh hewan tersebut, dan karbohidrat yang dipecah berasal dari suatu reaksi kimia di dalam daun yang berlangsung dengan menggunakan energi cahaya matahari. Reaksi pembentukan karbohidrat ini dinamakan fotosintesis.

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. Selain fotosintesis juga dipengaruhi oleh beberapa faktor. Berdasarkan uraian yang telah dibahasi sebelumnya, penulis tertarik untuk melakukan penelitian melalui praktikum ingenhouz dan hasil kegiatan tersebut dituangkan dalam bentuk laporan praktikum yang berjudul ”Laporan Praktikum Ingenhouz”. 
 I.     Judul Percobaan                : Percobaan ingenhouz

II.     Tujuan Percobaan              : Mengetahui zat yang diperlukan dan  dihasilkan pada  
                                                          Fotosintesis

            III.    Variabel

1.      Variabel bebas       : cahaya dan Na HCO3

2.      Variabel kontrol    : tanaman hidrilia

3.      Variabel terikat     : gelembung oksigen (O2)

  

A.    Pengertian

     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.

     Fotosintesis merupakan suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

     Fotosintesis dikenal sebagai suatu proses sintesis makanan yang dimiliki oleh tumbuhan hijau dan beberapa mikroorganisme fotosintetik. Organisme yang mampu mensintesis makanannya sendiri disebut sebagai organisme autrotof. Autotrof dalam rantai makanan menduduki sebagai produsen. Pada prinsinya komponen yang dibutuhkan dalam reaksi fotosintesis adalah CO2 yang berasal dari udara dan H2O yang diserap dari dalam tanah. Selain itu sesuai dengan namanya, foto “cahaya” reaksi ini membutuhkan cahaya matari sebagai energi dalam pembuatan atau sintesis produk (senyawa gula dan oksigen).

     Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat diartikan bahwa enam molekul karobondioksida dan enam molekul air bereaksi dengan bantuan energi cahaya matahari untuk dirubah menjadi satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen. Glukosa adalah molekul yang dibentuk sebagai hasil dari proses fotosintesis yang di dalamnya tersimpan hasil konversi energi cahaya matahari dalam bentuk ikatan-ikatan kimia penyusun molekul tersebut. Glukosa merupakan senyawa karbon yang nantinya digunakan bersama elemen-elemen lain di dalam sel untuk membentuk senyawa kimia lain yang sangat penting bagi organisme tersebut, seperti DNA, protein, gula dan lemak. Selain itu, organisme dapat memanfaatkan energi kimia yang tersimpan dalam ikatan kimia di antara atom-atom penyusun glukosa sebagai sumber energi dalam proses-proses di dalam tubuh.

B.     Klorofil Tumbuhan

     Seperti organisme lainnya, tanaman tersusun atas sel-sel sebagai unit dasar penyusun kehidupan tanaman. Sel-sel tanaman mengandung struktur yang disebut kloroplas (Chloroplast) yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Kloroplas adalah organel khusus yang dimiliki oleh tanaman, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Seluruh bagian tumbuhan yang merupakan struktur berwarna hijau, termasuk batang dan buah memiliki kloroplas dalam setiap sel penyusunnya. Namun secara umum aktifitas fotosintesis terjadi di dalam daun. Michael W. Davidson dalam webnya menyatakan bahwa kepadatan kloroplas di permukaan daun suatu tanaman rata-rata sekitar satu setengah juta per milimeter persegi.

    Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastid yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofil daun tanaman, yaitu sel-sel jaringan tiang (palisade) dan sel-sel jaringan bunga karang (spons).

     Di dalam kloroplas terdapat klorofil pada protein integral membrane tilakoid. Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. klorofil a merupakan hijau rumput (green grass pigment) yang mampu menyerap cahaya merah dan biru-keunguan. Klorofil a ini sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis. Klorofil b merupakan pigmen hijau-kebiruan yang mampu menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan. Klorofil b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau dan beberapa bakteri autotrof.

     Klorofil terdapat sebagai butir-butir hijau di dalam kloroplas. Pada umumnya kloroplas itu berbentuk oval, bahan dasarnya disebut stroma, sedang butir-butir yang terkandung di dalamnya disebut grana. Pada tanaman tinggi ada dua macam klorofil, yaitu:

1.      klorofil-a         : C55H72O5N4Mg, berwarna hijau tua

2.      klorofil-b         : C55H70O6N4Mg, berwarna hijau muda

     Rumus bangunnya berupa suatu cincin yang terdiri atas 4 pirol dengan Mg sebagai inti. Rumus bangun ini hampir serupa dengan rumus bangun haemin (zat darah), di mana intinya bukan Mg melainkan Fe. Pada klorofil; terdapat suatu rangkaian yang disebut fitil yang dapat terlepas menjadi fitol C2H39OH, jika kena air (hidrolisis) dan pengaruh enzim klorofilase. Fitol itu lipofil (suka asam lemak), sedangkan biasanya disebut rangka porfin, sifatnya hidrofil (suka akan air). (Dwidjoseputro, 1994:18).

     Faktor-faktor yang berpengaruh dalam pembentukan klorofil:

·         Faktor pembawaan.

Pembentukan klorofil dibawakan oleh gen tertentu di dalam kromosom.

·         Cahaya

Terlalu banyak sinar berpengaruh buruk kepada klorofil. Larutan yang dihadapkan kepada sinar kuat tampak berkurang hijaunya. Hal ini juag dapat kita lihat pada daun-daun yang terus terkena kena sinar langsung warna mereka menjadi hijau kekuning-kuningan.

·         Oksigen

·         Karbohidrat

Dengan tiada pemberian gula, daun-daun tersebut tak mampu menghasilkan klorofil, meskipun faktor-faktor lain cukup.

·         Nitrogen Magnesium

Besi yang menjadi bahan pembentuk klorofil merupakan suatu condition sinc qua non (kehausan). Kekurangan akan salah satu dari zat-zat tersebut mengakibatkan klorosis kepada tumbuhan.

·         Air

Air merupakan faktor keharusan pula, kekurangan air mengakibatkan desintegrasi dari klorofil seperti terjadi pada rumput dan pohon-pohonan di musim kering.

     1.      Unsur-unsur Mn, Cu, Zn, meskipun hanya di dalam jumlah yang sedikit sekali, membantu pembentukan klorofil. Dengan tiada unsur-unsur itu, tanaman akan mengalami klorosis juga.

     2.      Temperatur antara 30-48°C merupakan suatu kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan tanaman, akan tetapi yang paling baik ialah antara 26ºC-30ºC.

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:

·         Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

·         Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

·         Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

·         Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

·         Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

·         Tahap pertumbuhan

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

     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.

     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.

IV.            Alat dan Bahan

Alat :

                 1.      Corong kaca

                 2.      Tabung reaksi

                 3.      Fiberglass 1000 ml

                 4.      3 buah kawat berkukuran 12 cm

 

                 5.   Ember Plastik / baskom plastic

                  6.   spatula    

           

                  7. stopwatch       

Bahan :

                 1.      Hydrila

                 2.      Air

                 3.      Natrium hydrogen karbonat ( NaHCO₃ )

Cara Kerja :

      1.      Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.Masukkan 3 potongan tanaman hydrilla ke dalam corong. Diusahakan agar tanaman hydrilla tidak keluar dari corong.

      2.       Menutup bagian tabung corong dengan tabung reaksi.

      3.      Memasukkan tiga kawat penyangga ke dalam gelas kimia untuk menjaga keseimbangan dari corong yang telah diisi dengan hydrilla. Sebaiknya, jarak antara bawah corong dengan dasar gelas kimia tidak terlalu jauh, dan diusahakan agar tanamanannya menggantung sedikit jauh dari dasar gelas kimia.

      4.      Memasukkan gelas kimia ke dalam baskom yang berisi air, diikuti dengan memasukkan corong yang di dalamnya berisi tanaman hydrilla ke dalam gelas kimia tersebut.

     5.      Selanjutnya tutup bagian tabung corong dengan tabung reaksi, diusahakan tidak terbentuk ruang udara.Pertama, letakkan gelas kimia di tempat tanpa cahaya selama 5 menit, tunggu hingga muncul gelembung-gelembung udara yang tampak pada tabung reaksi. Lalu catat hasil pengamatan yang terjadi.

     6.      Kedua, letakkan gelas kimia di tempat yang terbuka (terkena sinar matahari langsung) selama 5 menit, tunggu hingga muncul gelembung-gelembung udara yang tampak pada tabung reaksi. Lalu catat hasil pengamatan yang terjadi.

     7.      Setelah melakukan pengamatan kedua,  gelas kimia tadi dituangkan 1 sendok spatula NaHCO_3,  tunggu hingga muncul gelembung-gelembung udara yang tampak pada tabung reaksi. Dan catat kembali hasil pengamatannya.

     8.      Ketiga, letakkan gelas kimia di tempat yang terbuka (terkena sinar matahari langsung) selama 5 menit, tunggu hingga muncul gelembung-gelembung udara yang tampak pada tabung reaksi. Lalu catat hasil pengamatan yang terjadi.  

     9.      Catat banyaknya gelembung yang muncul lalu masukkan data-data tersebut ke dalam tabel.

BAB III

HASIL PENGAMATAN

NO	Zat yang diperlukan	Zat yang dihasilkan	Jumlah gelembung O2
1 2 3 4	Air CO2 Cahaya Klorofil	O2	5’ = 35 5” = 65 5’” = 90

Ket :

’ (pertama)

’’ (kedua)

’’’ (ketiga)

DOKUMENTASI PERCOBAAN :

BAB IV

PEMBAHASAN

     Gelembung yang dihasilkan pada percobaan itu merupakan gas oksigen / O2. Gas ini terbentuk karena proses fotolisis dimana air diuraikan menjadi gas oksigen yang akan muncul berupa gelembung-gelembung dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

2H2O → 4H+ + O2

Dari persamaan tersebut nampak dihasilkan molekul gas O2 dari penguraian air.

         Pada  saat Hydrilla verticillata di dalam  gelas kimia  dengan kondisi normal (tempat terkena cahaya matahari langsung), proses fotosintesis berjalan cepat karena pada air sebenarnya telah terdapat sejumlah CO2 terlarut dan mendapat energi yang banyak untuk melakukan proses fotosintesis tersebut.    

     Fungsi larutan NaHCO3 disini sebagai katalis dalam reaksi fotosintesis.
Gelas kimia yang diberi larutan NaHCO3 jumlah CO2 terlarutnya menjadi tinggi, di samping itu gelas kimia tersebut juga diletakkan di tempat yang terang (banyak energi untuk berfotosintesis). Oleh karena itu proses fotosintesisnya menjadi sangat cepat, karena disamping bahan baku tersedia banyak, energi untuk mengolahnya menjadi sejumlah produk juga melimpah, sehingga proses produksi (reaksi) yang berjalan dalam waktu 15 menit mendapatkan hasil yang banyak (gas O2 pada dasar tabung reaksi).

     Dari hasil percobaan, semua tanaman Hydrilla verticillata tidak selalu mengeluarkan gelembung-gelembung udara. Gelembung-gelembung ini terkumpul pada dasar tabung reaksi yang dalam keadaan terbalik, sehingga membentuk rongga udara. Hal tersebut membuktikan bahwa dalam proses fotosintesis gas yang dihasilkan adalah oksigen. Ini ditunjukan dengan menyalanya bara api yang didekatkan dengan mulut tabung reaksi yang berisi gas hasil dari fotosintesis.

BAB VI

PENUTUP

Kesimpulan

1.      Terbukti bahwa dalam proses fotosintesis menghasilkan gas oksigen.

2.      Faktor suhu yang rendah akan memperlambat terjadinya proses fotosintesis. Hal ini bukan berarti suhu yang sangat tinggi akan membuat proses fotosintesis menjadi cepat, justru tanamannya akan mati. Suhu yang optimallah yang akan membuat proses fotosintesis menjadi maksimal.

3.      Faktor intensitas cahaya yang terang (cukup/optimal) akan membuat proses fotosintesis menjadi cepat tetapi bila cahaya yang tersedia sedikit, proses fotosintesis menjadi lambat.

4.      Faktor kadar CO2 terlarut yang melimpah akan mengakibatkan proses fotosintesis berjalan dengan cepat karena CO2 merupakan bahan baku dari proses fotosintesis.

5.      Suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia berpengaruh terhadap kecepatan proses fotosintesis