Fisiologis Pertanian

BAB I

PENDAHULUAN

    1. Latar Belakang
Suatu sifat fisiologis yang hanya menggunakan zat karbon dari udara untuk dirubah menjadi zat organic serta diasimilasikan di dalam tubuh tanaman, peristiwa ini bias berlangsung jika ada cahaya matahari, maka disebut fotosintesis. Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energy yang tak henti-hentinya. Sumber energy ini tersimpan dalam molekul-molekul organic seperti karbohidrat. Organism heterotrofik, seperti ragi dan kita sendiri, hidup dan tumbuh dengan memasukkan molekul-molekul organic ke dalam sel-selnya.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. Kurangnya pengetahuan tentang proses fotosintesis dan faktor-faktor yang mempengaruhinya baik faktor internal maupun faktor eksternal  yang melatarbelakangi dilakukannya percobaan tentang fotosintesis Fotosintesis adalah proses pembentukan glukosa dengan menggunakan energy cahaya atau foton.fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, yang keduanya mengandung kloroplas. Kloroplas ini mengandung klorofil atau pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik dan mampu menyerapa matahari.
    1. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum kloforil ini adalah agar dapat memahami segala materi tentang klorofil antara lain: definisi fotosintesis, tahapan fotosintesis, factor yang mempengaruhi fotosintesis, serta memahami teknik pengujian pati. Oleh karena itu akan di bahas lebih lanjut dalam praktikum ini.
                                                                                           
                                                  BAB II
                                     TINJAUAN PUSTAKA
       
2.1 Pengertian Fotosintesis
  1. 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 (Kimball, 2002)
  2. Fotosintesis adalah proses dimana zat-zat arganik, H2O dan CO2 oleh klorofil, di ubah menjadi zat organic (karbohidrat) dengan pertolongan sinar matahari (Sukartono, 1994)
  3. Photosynthesisprocess whereenergyfrom the suninthe transformation intochemicalenergy (Robbins et all, 1968)
Translate: Fotosintesis adalahsuatu proses dimana energy dari matahari di transformasi menjadi energy kimia.
  1. Photosynthesis is process by which green plants, algae, and some bacteria absorb light energy and use it to synthesis organic compound (Anonymous, 2011).
Translate: Fotosintesis adalah proses dimana tumbuhan hijau, alga, dan beberapa bakteri menyerap energy cahaya dan menggunakan untuk sintesis senyawa organic.
2.2 Tahap Fotosintesis
2.2.1 Reaksi terang
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.
Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Dalam reaksi terang ini secara ringkas, pada fotosintesis dibagi manjadi dua, yaitu fosforilasi siklik dan fosforilasi non siklik. Fosforilasi adalah reaksi penambahan gugus fosfat kepada senyawa organic untuk membentuk senyawa fosfat organic. Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini disebut juga fotofosforilasi.

  1. Fotofosforilasi Siklik
Reaksi fotofosforilasi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem, yaitu fotosistem I. Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I.
(Anonymous. 2011)
  • Pertama, energi cahaya, yang dihasilkan oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700 tereksitasi (menjadi aktif karena rangsangan dari luar), dan keluar menuju akseptor elektron primer kemudian menuju rantai transpor elektron.
  • Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron, P700 mengalami defisiensi elektron dan tidak dapat melaksanakan fungsinya.
  • Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi transformasi hidrogen bersama-sama elektron.
  • Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak proton, yang memompa ion H+ melewati membran, yang kemudian menghasilkan gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama kemiosmosis, yang kemudian menghasilkan ATP.
  • Dari rantai transpor, elektron kembali ke fotosistem I.
  • Dengan kembalinya elektron ke fotosistem I, maka fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya.
  • Fotofosforilasi siklik terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua organisme fotoautotrof (Anynomous, 2011).
  1. Fotofosforilasi Nonsiklik
Reaksi fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II. Dalam fotofosforilasi nonsiklik, pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi elektron tidak kembali lagi ke fotosistem II.
(Anonymous, 2011)
  • Mula-mula, molekul air diurai menjadi 2H+ + 1/2O2 + 2e.
  • Dua elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II, sementara ion H+ akan digunakan pada reaksi yang lain dan O2 akan dilepaskan ke udara bebas.
  • Karena tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada di P680 menjadi tereksitasi dan keluar menuju akseptor elektron primer.
  • Setelah terjadi transfer elektron, P680 menjadi defisiensi elektron, tetapi dapat cepat dipulihkan berkat elektron dari hasil penguraian air tadi.
  • Setelah itu mereka bergerak lagi ke rantai transpor elektron, yang membawa mereka melewati pheophytin, plastoquinon, komplek sitokrom b6f, plastosianin, dan akhirnya sampai di fotosistem I, tepatnya di P700.
  • Perjalanan elektron diatas disebut juga dengan “skema Z”.
  • Sepanjang perjalanan di rantai transpor, dua elektron tersebut mengeluarkan energi untuk reaksi sintesis kemiosmotik ATP, yang kemudian menghasilkan ATP.
  • Sesampainya di fotosistem I, dua elektron tersebut mendapat pasokan tenaga yang cukup besar dari cahaya matahari.
  • Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor, feredoksin, dan akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana dua elektron tersebut telah ditunggu oleh NADP+ dan H+, yang berasal dari penguraian air.
  • Dengan bantuan suatu enzim bernama Feredoksin-NADP reduktase, disingkat FNR, NADP+, H+, dan elektron tersebut menjalani suatu reaksi:
  • NADP+ + H+ + 2e —> NADPH
  • NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson, atau reaksi gelap (Anonymous, 2011).
2.2.2 Reaksi Gelap
 
(Anonymous, 2011)
Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.
Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap. Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya) (Hardianto, 2004.
Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini jika di sistematikkan ada 4 tahap yaitu :
  1. Fiksasi ( pengikatan ) Pengikatan CO2 oleh RuBP /RDP ( Ribulosa Bi Phosphat )
  2. Reduksi ( Pengurangan) Pembentukan PGA menjadi PGAL dengan mengurangi H pada NADPH menjadi NADP dan Phosphat dari penguraian AEP menjadi ADP
  3. Regenerasi (pembentukan kembali) terjadi regenerasi senyawa RuBP dari sebagian besar PGAL yang telah dibentuk dari PGA sehingga RuBP tidak pernah habis meskipun sudah mengikat CO2 menjadi PGA
  4. Sintesa ( pembentukan ) Glukosa dari PGAL, perlu diketahui satu molekul Glukosa dibentuk dari 2 PGAL.
 
(Anonymous, 2011)
2.3 Faktor Yang Mempengaruhi Reaksi Fotosintesis
  1. Faktor Dalam
  • Umur Daun

Semakin tua daun, maka semakin rendah pula daya tangkap CO2. Jadi, semakin muda daun, maka akan cepat laju fotosintesisnya karena fiksasi co2 di udara pun juga cepat, karena daun yang masih muda adalah daun yang sedang berkembang (Salisbury, 1995).

  • Enzim
Enzim yang berfungsi dalam fotosintesis berada di klorofil banyak enzim yang berperan dalam respirasi aerobic hanya di mitokondria (Salisbury, 1995).
  • Anatomi Daun
Anatomi daun meliputi ukuran dan distribusi ruang-ruang interseluler dalam daun, pebandingan dan distribusi dari jaringan bunga karang, ukuran dan kedudukan stomata, dan tebal tipisnya lapisan epidermis satu kutikula (Bidwell, 1979).
  • Hidrasi dari Protoplasma
Hidrasi dari bagian-bagian protoplsama akan meningkatkan efisiensi dari mekanisme fotosintesis (Heddy, 1986).
  • Kadar Klorofil
Pengaruh dari kadar klorofil terhadap kecepatan fotosintesis ditentukan oleh banyaknya CO2 dalam air yang diserap setiap jam oleh klorofil (Heddy, 1986).
  1. Faktor Luar
  • Air
Bila potensi air terlalu terbatas, pembesaran sel melambat sehingga pertumbuhan menurun. Dengan adanya cekaman air, stomata menutup, pengambilan CO2 terlambat (Salisbury, 1995).
  • Cahaya
Penambahan CO2 paling banyak terjadi di sekitar tengah hari ketika tingkat cahaya paling tinggi. Bahwa cahaya sering membatasi fotosintesis fotosintesis terlihat juga dengan menurunnya laju penambahan CO2, ketika tumbuhan terkena bayangan awan sebentar. Fotosintesis tidak tergantung pada energy total cahaya, tetapi pada jumlah foton atau kekuatan cahaya yang diserap (Salisbury, 1995).
  • Kadar CO2
Pada konsentrasi CO2 tinggi, tingkat radiasi akan tinggi meningkat. Fotosintesis jauh lebih besar dibandingkan dengan pada konsentrasi rendah dan untuk menjenuhkan fotosintesis pada tingkat CO2 yang tinggi diperlukan konsentrasi CO2 yang lebih tinggi di bandingkan pada radiasi yang rendah (Salisbury, 1995).
  • Ketersediaan O2
Makin tinggi kadar O2 di atsmosfer, maka kecepatan fotosintesis akan berkurang. Pengaruh O2 makin jelas terlihat dengan makin meningkatnya intensitas cahaya matahari (Heddy, 1986).
  • Kadar Fotosintat
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fosintesis akan berkurang (Heddy, 1986).
2.4 Teknik Pengujian Pati
  1. Teknik Uji Pati Kwalitatif dan Kwantitatif:
  • Kwalitatif
  • Uji Molisch
  • Uji Seliwanoff
  • Uji Anthrone
  • Uji Benedict
  • Uji Barfoed
  • Uji Fehlings
  • Kwantitatif
  • Uji Luff Schoorl
  • Uji Lane-Eynon (Anonymous, 2011).
  1. Uji Amilum adalah pengujian senyawa pati (amulim) pada sel yang masih hidup. Amilum adalah senyawa yang memiliki berat molekul tertinngi dari polimer glukosa yang bercabang-cabang yang diikat dengan ikatan glikosilit. Amilolitik menggunakan indicator KI (Iodine Kalium). Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk ada tidaknya kadar amilum atau pati pada media (Islami, 1993)
  2. Perbandingan Amilosa dan amilopektin secara umum adalah 20% dan 80% dari jumlah pati total. Kedua Jenis ini medah di bedakan berdasarkan reaksinya terhadap iodium, yaiutu amilosa berwarna biru dan dan amilopektin berwarna kemerahan (Bradbury, J.H. dan Holloway, W.D, 1988).
                                       DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2011. Sejarah Fotosintesis. Avalable@http://netsains.com/. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2011
Anonymous. 2011. http://fotofosforilasi-siklik-dan-non-siklik.html.com/. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2011
Anonymous. 2011t.http://foosintesis.html/ Diakses pada tanggal 10 oktober 2011
Anonymous. 2011. Fotosintesis. Available@http://tanyasaja.detik.com/. Diakses tanggal 10 Oktober 2011
Anonymous. 2011. Reaksi terang. Available@http:// nourshane.multiply.com/journal?&page_start.com. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2011
Anonymous. 2011. Factor yang mempengaruhi fotosintesis. Available@http://organisasi.org/. Diakses pada tanggal 10 Oktober 2011
Bidwell. 1979. Plant Physiology. Mac Millan Publishing. New York.
Heddy, Suwarsono. 1986. Biologi Pertanian. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta
Islami, Titik. 1993. DiklatKuliah Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. FP-UB. Malang
Robbins et all. 1965. Botany an Introduction to Plant Science. John Willey an Soos. Inc. New York
Salisbury FB, Ross CW. 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung: Institut Teknologi Bandung.
Salisbury FB, Ross CW. 1992. Plant Physiology fourth Edition. Belmont: Wadswoth Publishing Company
By lianijuvita

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s