uji sach

I.       Topik         : Benarkah Cahaya mutlak dibutuhkan untuk fotosintesis?

II.    Tujuan       : Membuktikan apakah cahaya mutlak dibutuhkan untuk fotosintesis

III. Tinjaun Pustaka

Tumbuhan memilki sifat fisiologi khusus  yaitu kemampuan menggunakan zat-karbon drai udara untuk diubah menjadi bahan organic dan diasimilasikan didalam tubuh tanaman. Peristiwa ini disebut fotosintesis karena hanya berlangsung  ketika ada cahaya. Lengkapnya adalah bahwa fotosintesis atau asimilasi zat-karbon itu suatu proses di mana zat-zat anorganik H₂O dan CO₂ oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan pertolongan cahaya matahari. Pengubahan energi sinar menjadi energy kimia (karbohidrat) dan kemudian pengubahan energi kimia menjadi energi kerja pada peristiwa pernafasan dalam tubuh tumbuhan merupakan rangkaian proses kehidupan di dunia ini.

(Dwidjoseputro,1994:6)

Organisme yang fotosintetik merupakan organism yang memiliki fisiologi khusus untu melakukan fotosintesis, diantaranya kelompok tumbuahan. Fotosintesis dapat diartikan suatu proses penyusunan zat karbohidrat dengan cahaya sebagai energinya. Fotosintesis ini hanya dapat berlangsung ketika organism itu mempunyai pigmen fotosintetik, karena pigmen ini dapat menyerap cahaya matahari dan dapat digunakan untuk kegiatan fotosintesis. Zat organik yang disusun dalam fotosintesis ini adalah karbohidrat (Cn(H₂O)n) yang berasal dari molekul CO₂ dan H₂O. Sebagai hasil sampingan adalah molekul O₂. Proses fotosintesis dapat dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut:

6CO₂+12H₂O    ^Cahaya            C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

cahaya yang dapat dipergunakan dalam fotosintesis ini mempunyai syarat kualitas (jenis gelombang) dan kuantitas (intensitas cahaya) tertentu. Dalam kondisi normal, cahaya matahari memenuhi semua syarat itu, sehingga secara alami, cahaya matahari merupakan sumber energy bagi fotosintesis. Pigmen fotosintetik, sebagai penangkap energi cahaya matahari, berupa klorofil dan atau karotinoid.

            Sumber CO₂ dan H₂O yang merupakan bahan dasar dari proses fotosintesis dapat berasal dari sisa oksidasi dalam jaringan fotosintetik. Dapat juga berasal dari lingkungan sekitar, CO₂ diambila dari atmosphere melalui stomata, sedangkan H₂O melalui proses penyerapan yang dilakukan oleh akar. Selain factor yang disebutkan ini fotosintesis juga dipengaruhi factor-faktor lain diantaranya seperti klorofil, suhu, kelembaban, genetic, dll.

Percobaan-percobaan tentang fotosintesis

Lazimnya peristiwa fotosintesis dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut: 6CO₂ + 12H₂O^cahaya       C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O. Peristiwa ini hanya berlangsung jika ada klorofil dan ada cukup cahaya. Di antara ilmuwan-ilmuwan yang banyak melakukan eksperimen-eksperimen untuk membuktikan kebenaran peristiwa ini ialah Ingenhousz, Engelmann, Sachs, Hill, Blackman, Ruben, Benson, Calvin, Emerson, Rabinoitch, dll.

a. Ingenhousz (1799)

Membuktikan bahwa pada fotosintesis dilepaskan O₂. Hal ini dibuktikan dengan percobaannya menggunakan tanaman air Hydrilla vertiolata di bawah corong terbalik. Jika tanaman tersebut kena sinar, maka timbulah gelembung-gelembung gas yang akhirnya mengumpul di dasar tabung reaksi. Gas ini ternyata oksigen.

b. Engelmann (1822)

Membuktikan bahwa klorofil merupakan suatu factor keharusan dalam fotosintesis. Untuk ini ia menyinari ganggang hijau Spirogyra yang kloroplasnya berbentuk pita melingkar seperti spiral. Hanya kloroplas yang kena sinar melepaskan oksigen. Ini terbukti dari banyaknya bakteri oksigen yang berkerumun di sekitar tempat kloroplas yang kena sinar.

c. Sachs (1860)

Membuktikan bahwa pada fotosintesis terbentuk karbohidrat amilum. Adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian menggunakan yodium; amilum dengan yodium akan memberikan warna hitam. Amilum hanya terdapat pada bagian daun yang hijau dan kena sinar. Daun yang tertutup sepanjang hari tidak mengandung amilum. Percobaan Sachs ini terkenal juga dengan nama “uji yodium”.

d. Hill (1937)

Berhasil mengikuti kegiatan kloroplas yang telah dipisahkan dari sel hidup. Kloroplas lepas sel itu jika disinari mampu menghasilkan O₂ asal saja tersediakan penampang electron (Fe ³⁺). Terlepasnya O₂ itu dapat diperhatikan pula dengan 2,6-diklorofenol-indofenol, yaitu zat yang tidak berwarna jika dalam keadaan tersusut akan tetapi menjadi berwarna jika mengalami oksidasi. Warna menjadi biru jika dalam keadaan basa dan warna merah jika dalam keadaan asam. Meskipun tanpa CO₂, penghasilan O₂ oleh kloroplas tetap berlangsung selama masih tersedia penampang electron, dari sini dapat ditarik kesimpulan, bahwa O₂ yang terlepas itu tidak berasal dari CO₂ melainkan H₂O. hal ini juga dapat dibuktikan dengan menggunakan elemen penyusun. Reaksi redoks dengan 2,6-diklorofenol-indofenol, zat ini dapat menampung H. Hill lebih lanjut mengatakan bahwa sinar itu hanya perlu untuk memecahkan air; pemecahan ini disebut fotolisis. Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadi hydrogen dan oksigen, peristiwanya dapat dituliskan sebagai berikut: 2H₂Oà 2H₂ + O₂. H₂ yang terlepas itu ditampung oleh koenzim NADP. Dalam hal demikian NADP dikatakan menjadi akseptor H₂, dan terbentuknya menjadi NADPH₂, O₂₂ oleh H₂ yang dibawakan oleh NADP tersebut. Peristiwa penyusutan CO₂ tidak memerlukan sinar (dalam gelap). tetap dalam keadaan bebas. Fotolisis inilah merupakan pendahuluan dalam proses fotosintesis. Langkah berikut setelah fotolisis ialah penyusunan CO

e. Blackmann (1905)

Membuktikan bahwa reduksi dari CO₂ ke CH₂O itu berlangsung tanpa sinar. Oleh Emerson(1932) diperkirakan reduksi ini makan waktu 2.10^-2 detik. Jika fotolisis yang disebut juga reaksi Hill atau reaksi terang itu kita gabungkan dengan reaksi berikutnya, yaitu reaksi Blackmann (yang disebut juga reaksi gelap atau reduksi CO² jadilah:

1) Hill: 2H₂O            2NADPH₂ + O₂

2) Blackmann: CO₂ + 2NADPH₂ + O₂               2NADP + H₂ + CO + O + H₂ + O₂

Atau : 2H₂O + CO₂                 CH₂O + H₂O + O₂

Kalu baris terkhir ini dikali 6, maka diperoleh:

6CO₂ + 12H₂O                C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O.

f. Ruben dan Kamen (1941)

Membuktikan bahwa O₂ yang terlepas pada fotosintesis itu berasal dari air. Untuk ini keduanya tersebut menggunakan air yang oksigennya radioaktif yaitu O¹⁸, O biasa ialah O¹⁶, sehingga proses fotosintesis dapat dituliskan:

6CO₂ + 12H₂O¹⁸               C₆H₁₂O₆ + 6O₂¹⁸

g. Benson dan Calvin

Mengikuti urut-urutan zat-zat antara yang terjadi pada fotosintesis dengan menggunakan zat radioaktif C¹⁴ (karbon yang stabil adalah C¹²). Maka sehabis penyinaran selama 2 detik, hasil fotosintesis yang terbentuk ialah asam pospogliserat yang mengandung 3 atom C di dalamnya. Hasil fotosintesis yang pertama yang stabil ialah 3-asam- pospogliserat. Dalam percobaan ini atom C yang radioaktif ternyata C₁ yitu C dari Karboksil-C¹⁴OOH. Asam gliserat mendapat satu gugusan pospat dari ATP, sehingga terjadi 3 asam pospogliserat. ADP dapat juga terjadi karena posporilasi oksidatif yaitu pada peristiwa pernafasan. Selanjutnya asam-pospogliserat ini mengalami berbagai proses pengubahan yang bertingkat-tingkat hingga akhirnya terjadi heksosa (gula), tentang yang terakhir ini belum ada pengetahuan yang seragam. Tiga puluh menit kemudian dari penyinaran, maka semua C¹⁴ kedapatan di dalam bentuk gula.

(Dwijoseputro,1994:7-11)

Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis :

1.      Konsentrasi karbondioksida (CO2) Semakin tinggi konsentrasi CO2 semakin meningkatkan laju fotosintesis.

2.      Ketersediaan air Kekurangan air menyebabkan daun layu dan stomata menutup, akibatnya penyerapan karbondioksida terhambat sehingga laju fotosintesis menurun.

3.      Intensitas cahaya Makin tinggi intensitas cahaya makin banyak energi yang terbentuk, sehingga mempercepat fotosintesis. Namun, intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan mengurangi kecepatan fotosintesis.

IV.    Alat dan Bahan

1.      Tanaman sehat

2.      Kertas grenjeng / aluminium foil dank klip

3.      Kompor / pemanas air

4.      Alcohol 96% dan air

5.      Gelas beker besar (1000 ml) besar dan kecil (500ml)

6.      Valet dan pipet tetes

7.      Larutan iodine

8.      Larutan amilum 1%

V.       Langkah kerja

Menutup sebagian daun dengan kertas grenjeng pada malam tau dini hari sebelummatahari terbit. Melakukan perlakuan untuk 3 daun

Memetik daun setelah siang hari (setelah pukul 09.00)

 

Menyiapkan penangas air dalam beker besar yang diisi air, memasukan gelas beker kecil yang berisi alcohol 96% dan daun yang telah mengalami perlakuan kedalam beker besar

Mengangkat daun dan menentesinya ketika klorofil sudah larut

Mengamati warna yang Nampak antara bagian daun yang tertutup dan yang terbuka

Menyiapkan larutan amilum 1% dalam valet, kemudian tetesi dengan iodine. Mengamati warna yang terbentuk

VI.         












Tabel Hasil dan Pembahasan

perlakuan	Warna
	Muda	Tua
Di tutup alumunium foil	Coklat pucat	Coklat pucat
Tidak di tutup alumunium foil	Biru tua	Biru tua

Dalam percobaan kali ini bertujuan untuk membuktikan bahwa apakah cahaya mutlak dibutuhkan untuk fotosintesis. Dari hasil di atas dapat dikatakan bahwa daun yang tidak ditutupi alumunium foil yang kami pakai mengandung amilum. Hal ini sesuai dengan warna yang dihasilkan setelah daun mengalami percobaan sach, yaitu biru. Sedangkan pada daun yang ditutupi oleh alumunium foil menunjukkan warna coklat pucat ini menunjukkan 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. Hal ini sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh Sachs pada tahun 1860. Sachs membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Dalam percobaannya tersebut ia menggunakan daun segar yang sebagian dibungkus dengan kertas timah kemudian daun tersebut direbus, lalu dimasukkan kedalam alkohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990)

Dari percobaan yang dilakukan dapat di simpulkan bahwa tumbuhan mengalami proses fotosintesis, dari percobaan di atas menunjukkan bahwa daun yang tidak ditutupi dengan aluminium foil terbentuk warna biru tua setelah di tetesi dengan larutan iodine, warna biru tua yang terbentuk merupakan amilum dan amilum di hasilkan pada proses fotosintesis . Proses fotosintesis secara singkat dapat dilihat dari persamaan sebagai berikut :

6CO₂  +  12H₂O    à          C₆H12O₆  +  6O₂  +  6H₂O      

Dari proses fotosintesis membutuhkan cahaya matahari, dan proses fotosintesis menghasilkan amilum ( glukosa).

VII.         KESIMPULAN

Tumbuhan mengalami proses fotosintesis, dari percobaan di atas menunjukkan bahwa daun yang tidak ditutupi dengan aluminium foil atau terkena cahaya terbentuk warna biru tua setelah di tetesi dengan larutan iodine, warna biru tua yang terbentuk merupakan amilum dan amilum di hasilkan pada proses fotosintesis.

VIII.        SARAN

Sebaiknya dalam melakukan percobaan uji sach jangan menggunakan daun yang tebal, dikarenakan pada daun yang tebal klorofil akan susah larut dan percobaan akan memakan waktu yang sangat lama.

Daftar pustaka

Campbell, Neil A., dkk. 2003. Biologi Edisi Keenam – Jilid II . Jakarta: Erlangga

Ekosari. 2011. Modul Petunjuk Praktikum Respirasi dan Fisiologi Biji. Yogyakarta : FMIPA UNY

Salisbury, Frank B. dan Cleon W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid III. Bandung: ITB