LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI PERCOBAAN SACHS PADA DAUN SEPATU (Hibiscus rosasinensis)

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI

PERCOBAAN SACHS PADA DAUN SEPATU (Hibiscus rosasinensis)

A. Landasan Teori

Fotosintesis adalah proses pembuatan energi atau zat makanan/glukosa yang berlangsung atas peran cahaya matahari (photo artinya cahaya, synthesis artinya proses pembuatan/pengolahan) dengan menggunakan zat hara/mineral, karbon dioksida dan air. Makhluk hidup yang mampu melakukan fotosintesis adalah tumbuhan, alga dan beberapa jenis bakteri. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di bumi karena hampir semua makhluk hidup bergantung pada energi yang dihasilkan oleh proses fotosintesis.

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.

Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat diartikan bahwa enam molekul karbon dioksida 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. Berikut adalah persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan gula.

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.

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 aktivitas fotosintesis terjadi di dalam daun. Michael W. Davidson dalam websetnya menyatakan bahwa kepadatan kloroplas di permukaan daun suatu tanaman rata-rata sekitar satu setengah juta per milimeter persegi.

Fotosintesis memiliki dua macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Selama reaksi terang, klorofil bersama dengan pigmen-pigmen lain di dalam kloroplas menyerap energi cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi energi kimia yang disimpan dalam ikatan kimia penyusun glukosa. Energi yang diserap merupakan energi kaya elektron yang nantinya akan terlibat dalam serangkaian rantai reaksi yang disebut transport elektron.

Menurut Stone (2004), air melalui reaksi terang akan dipecah (fotolisis) menjadi proton, elektron dan O₂. Proton dan elektron yang dihasilkan dari pemecahan ini bergabung dengan senyawa akseptor elektron NADP⁺ (nikotinamide adenosine dinucleotide phosphate) membentuk NADPH. Beberapa proton bergerak melalui membran kloroplas, dan energi yang dibentuk berupa ATP (Adenosine triphospat). NADPH dan ATP adalah komponen yang masuk ke dalam reaksi gelap (siklus Calvin), yang merubah molekul CO₂ menjadi molekul gula berantai karbon tiga. Energi kimia hasil konversi dari energi cahaya matahari tersimpan dalam senyawa karbon tersebut.

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 (Kimball, 2002).

Tumbuhan terutama tumbuhan tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan proses sintesis karbohidrat yang terjadi dibagian daun satu tumbuhan yang memiliki klorofil, dengan menggunakan cahaya matahari. 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 (Dwidjoseputro,1986).

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, dimasukkan ke dalam alkohol dan ditetesi dengan iodium. Ia menyimpulkan bahwa warna biru kehitaman pada daun yang tidak ditutupi kertas timah menandakan adanya amilum (Malcome, 1990). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Untuk tujuan praktis, satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat begantung seluruh kehidupan adalah fotosintesis. Fotosintesis merupakan salah satu reaksi yang tergolong ke dalam reaksi anabolisme. Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan makanan (glukosa) yang berbahan baku karbondioksida dan air.

Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan dan ganggang hijau yang bersifat autotrof. Artinya keduanya mampu menangkap energi matahari untuk menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari precursor organik H₂O dan CO₂. Sementara itu, hewan dan manusia tergolong heterotrof, yaitu memerlukan suplay senyawa-senyawa organik dari lingkungan (tumbuhan) karena hewan dan manusia tidak dapat menyintesis karbohidrat. Karena itu, hewan dan manusia bergantung pada organisme autotrof.

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 membran 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:

Klorofil-a : C₅₅H₇₂O₅N₄Mg, berwarna hijau tua

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 terkena 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 :

a. Faktor pembawaan.

Pembentukan klorofil dibawakan oleh gen tertentu di dalam kromosom.

b. Cahaya.

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

c. Oksigen.

d. Karbohidrat.

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

e. 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.

f. Air.

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

g. Unsur-unsur Mn, Cu, Zn.

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

h. Temperatur.

Temperatur antara 3^o – 48^oC merupakan suatu kondisi yang baik untuk pembentukan klorofil pada kebanyakan tanaman, akan tetapi yang paling baik ialah antara 26^o – 30^oC.

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis :

a. Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

b. Konsentrasi karbon dioksida

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

c. 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.

d. Kadar air

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

e. 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.

f. 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.

Pada umumnya sel fotosintesis mengandung satu atau lebih pigmen klorofil yang berwarna hijau. Berbagai sel fotosintesis lainnya seperti pada ganggang dan bakteria, berwarna coklat, merah dan ungu. Hal ini disebabkan oleh adanya pigmen lain di samping klorofil, yaitu pigmen pelengkap, seperti karotenoid yang berwarna kuning, merah atau ungu dan fikobilin yang berwarna biru atau merah (Muhammad Wirahadikusumah, 1985: 99).

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. Sebagian besar kloroplas dalam sel-sel mesofil palisade menyediakan jaringan fotosintetik utama. Ruang antara spons berbentuk tidak teratur di dalam sel-sel mesofil daun. Turgor sel penjaga berubah menjadi gas mengizinkan pertukaran dengan atmosfer. Kutikula melindungi daun dari pengeringan dan infeksi.

B. Tujuan

Membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan karbohidrat (amilum).

C. Alat dan Bahan

a. Alat

No.	Nama Alat	Jumlah
1.	Kaki Tiga	1 buah
2.	Pembakar Spirtus	1 buah
3.	Beaker Glass (100 ml)	1 buah
4.	Korek Api	1 buah
5.	Cawan Petri	1 buah
6.	Tabung Reaksi	2 buah

b. Bahan

No.	Nama Bahan	Jumlah
1.	Daun Hibiscus rosasinensis	2 lembar
2.	Kertas Timah	2 lembar
3.	Alkohol	4 cc
4.	Lugol	6 tetes
5.	Air	40 cc

D. Prosedur Kerja

1. Menutup sebagian daun pada tanaman Hibiscus rosasinensis dengan kertas timah, dan membiarkan yang lain terbuka. Membiarkan selama ± 5 hari. Melakukan percobaan sebelum matahari terbit.

2. Memetik daun Hibiscus rosasinensis pada sore/pagi hari sebelum matahari terbit.

3. Menggunting daun Hibiscus rosasinensis dengan ukuran 2 x 0,5 cm.

4. Merebus air hingga mendidih kemudian merendam daun Hibiscus rosasinensis tesebut selama 25 detik.

5. Mengisi tabung reaksi dengan alkohol hingga ketinggian 2 cm.

6. Menggulung daun Hibiscus rosasinensis, memasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi alkohol, kemudian memasukkannya ke dalam Beaker Glass yang berisi air mendidih, dan mendiamkannya selam 15 menit.

7. Mencuci dan membilas daun dengan menggoyang daun dengan pinset di dalam Beaker Glass yang berisi air panas tadi.

8. Meletakkan pada cawan petri, membersihkan sisa air bilasan, kemudian menetesinya dengan larutan lugol.

9. Mengamati perubahan warna yang terjadi.

10. Memfoto dan mencatat hasil percobaan pada tabel.

E. Hasil Praktikum

No.	Perlakuan	Daun *Hibiscus rosasinensis*	Warna
1.	Sebelum Perlakuan	Daun terbuka	Hijau tua
1.	Sebelum Perlakuan	Daun tertutup	Hijau muda
2.	Perendaman alkohol dan didihkan	Daun terbuka	Putih
2.	Perendaman alkohol dan didihkan	Daun tertutup	Putih
3.	Ditetesi lugol	Daun terbuka	Hitam Pekat
3.	Ditetesi lugol	Daun tertutup	Putih kehitaman

F. Analisis Data

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat diperoleh perbedaan dan persamaan warna antara daun Hibiscus rosasinensis yang ditutup kertas timah dengan daun Hibiscus rosasinensis yang tidak ditutup kertas timah. Perbedaan warna pada kedua daun Hibiscus rosasinensis tersebut dapat dilihat pada tabel nomor satu dan nomor tiga. Untuk persamaan warna dari kedua daun Hibiscus rosasinensis dapat dilihat pada tabel nomor dua.

Berdasarkan tabel di atas, sebelum percobaan dilakukan, daun Hibiscus rosasinensis terbuka berwarna hijau tua sedangkan daun Hibiscus rosasinensis tertutup berwarna hijau muda. Perbedaan warna antara daun Hibiscus rosasinensis terbuka dan daun Hibiscus rosasinensis tertutup dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Setelah dilakukan perendaman dengan alkohol yang dididihkan, daun Hibiscus rosasinensis tertutup dan terbuka sama-sama berwarna putih. Warna tersebut dapat diamati pada gambar dibawah ini.

Setelah ditetesi larutan lugol kedua daun Hibiscus rosasinensis memiliki warna yang berbeda dari yang sebelumnya, yakni daun Hibiscus rosasinensis terbuka berwarna hitam pekat sedangkan daun Hibiscus rosasinensis tertutup berwarna putih kehitaman. Warna tersebut dapat diamati pada gambar dibawah ini.

G. Pembahasan

Pada praktikum kali ini, kami melakukan percobaan untuk membuktikan bahwa fotosintesis akan menghasilkan amilum (karbohidrat). Untuk membuktikan hal tersebut, kami menggunakan dua perlakuan dalam kegiatan praktikum ini. Perlakuan tersebut antara lain daun Hibiscus rosasinensis terbuka dan daun Hibiscus rosasinensis tertutup. Pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka, kami telah melakukan prosedur dengan tepat. Akan tetapi, pada percobaan dengan daun Hibiscus rosasinensis tertutup ada prosedur yang kurang tepat.

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa daun Hibiscus rosasinensis yang tidak ditutup kertas timah berwarna hijau tua dan daun Hibiscus rosasinensis yang ditutup kertas timah berwarna hijau muda. Perbedaan warna pada kedua daun Hibiscus rosasinensis ini terjadi karena daun Hibiscus rosasinensis terbuka melakukan fotosintesis dengan sempurna, sehingga daun tersebut mengandung klorofil yang menghasilkan warna hijau tua pada daun Hibiscus rosasinensis. Sedangkan pada daun Hibiscus rosasinensis tertutup berwarna hijau muda karena proses fotosintesis tidak sesempurna pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka.

Percobaan selanjutnya yaitu merendam kedua helai daun Hibiscus rosasinensis pada alkohol yang dididihkan. Untuk percobaan kali ini, diperoleh data yang sama, yaitu baik daun Hibiscus rosasinensis terbuka maupun daun Hibiscus rosasinensis tertutup sama-sama berwarna putih. Perubahan warna pada kedua daun Hibiscus rosasinensis tersebut menjadi berwarna putih menunjukkan bahwa kedua daun Hibiscus rosasinensis tersebut sudah tidak mengandung klorofil. Sehingga siap untuk diuji kandungan amilumnya.

Untuk menguji kandungan amilum pada daun Hibiscus rosasinensis tersebut, kami menggunakan lugol sebagai larutan yang dapat menunjukkan perubahan warna setelah diteteskan pada daun. Jika terdapat amilum maka pada bagian yang ditetesi lugol akan berubah warna menjadi hitam. Sedangkan jika tidak terdapat amilum maka pada bagian daun yang ditetesi lugol akan berubah warna menjadi coklat. Warna coklat ini karena larutan lugol berwarna coklat.

Pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka, diperoleh data bahwa setelah ditetesi larutan lugol daun Hibiscus rosasinensis tersebut berubah warna menjadi hitam pekat. Warna hitam pekat ini menunjukkan bahwa pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka mengandung amilum (karbohidrat) sebagai hasil dari proses fotosintesis.

Pada daun Hibiscus rosasinensis tertutup, diperoleh data bahwa setelah ditetesi larutan lugol daun Hibiscus rosasinensis tersebut berubah warna menjadi putih kehitaman. Perubahan warna menjadi putih kehitaman ini menandakan bahwa dalam kegiatan praktikum untuk daun Hibiscus rosasinensis tertutup ada prosedur yang kurang tepat. Warna putih kehitaman menandakan bahwa pada daun Hibiscus rosasinensis tertutup terdapat amilum meskipun dalam jumlah sedikit. Adanya sedikit amilum pada daun Hibiscus rosasinensis tertutup menandakan bahwa daun Hibiscus rosasinensis tersebut masih malakukan proses fotosintesis meskipun tidak sesempurna pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, daun Hibiscus rosasinensis tertutup seharusnya setelah ditetesi larutan lugol berubah warna menjadi coklat seperti warna lugol.

Kesalahan tersebut bisa terjadi karena penutupan daun Hibiscus rosasinensis dengan kertas karbon tidak sempurna, yang mana selotip yang digunakan mengelupas. Pengelupasan itu terjadi karena beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut antara lain adalah : daun Hibiscus rosasinensis terkena hujan; daun Hibiscus rosasinensis terkena embun; daun Hibiscus rosasinensis tertiup angina; daun Hibiscus rosasinensis diganggu serangga, dan dikarenakan tangan-tangan jahil dari anak-anak setempat.

H. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka terjadi reaksi terang dan reaksi gelap. Hal ini dikarenakan daun Hibiscus rosasinensis terbuka memperoleh intensitas cahaya yang cukup untuk melakukan fotosintesis sehingga dapat menghasilkan amilum.

2. Sedangkan daun Hibiscus rosasinensis tertutup tidak terjadi reaksi terang dan reaksi gelap. Hal ini dikarenakan daun Hibiscus rosasinensis tertutup tidak memperoleh intensitas cahaya yang cukup untuk melakukan fotosintesis sehingga tidak dapat menghasilkan amilum.

I. Pertanyaan dan Jawaban Pertanyaan

A. Pertanyaan

1. Apakah tujuan daun direndam dengan air mendidih?

2. Apakah tujuan daun direndam dengan alkohol?

3. Daun manakah yang berwarna hitam dan yang tetap berwarna putih? Jelaskan!

B. Jawaban Pertanyaan

1. Tujuan daun direndam dengan air mendidih adalah untuk melayukan daun Hibiscus rosasinensis atau mematikan sel-sel daun Hibiscus rosasinensis tersebut.

2. Tujuan daun direndam dengan alkohol adalah untuk melarutkan klorofil yang ada pada daun Hibiscus rosasinensis.

3. Daun yang berwarna hitam adalah daun Hibiscus rosasinensis yang terbuka, sedangkan daun yang tetap berwarna putih adalah daun Hibiscus rosasinensis tertutup. Hal ini dikarenakan warna hitam pekat yang timbul pada daun Hibiscus rosasinensis terbuka yang ditetesi lugol menandakan adanya amilum yang dihasilkan dari fotosintesis yang dapat dilakukan oleh daun Hibiscus rosasinensis terbuka. Sedangkan warna putih yang timbul pada daun Hibiscus rosasinensis tertutup menandakan bahwa hanya sedikit amilum yang dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

http://endankbiologi.blogspot.co.id/2014/03/praktikum-biologi-fotosintesis-dan-uji.html

https://suharjana.wordpress.com/2013/03/20/fotosintesis-dan-uji-fotosintesis/

http://velarejasmp18.blogspot.co.id/2014/01/uji-amilum-pada-proses-fotosintesis.html

http://id.wikipedia.org/wiki/fotosintesis

DOKUMENTASI

Kondisi daun Hibiscus rosasinensis sebelum digunakan untuk praktikum