I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Fotosintesis merupakan akrivitas kimiawi dari tumbuhan untuk membentuk
energi. Bebrapa faktor yang mempengaruhi fotsintesis adalah air, konsentrasi
CO2 dan cahaya. Cahaya tidak dapat dipisahkan dari fotosintesis karena cahaya
merupaka bahan bakar untuk menghasilkan karbohidrat dan Oksigen. Pada dasarnya
satu foton hanya dapat diserap oleh satu
molekul saja pada waktu tertentu dan terjadinya eksitasi pada suatu
elektron dalam suatu molekul disebabkan
oleh foton. Foton akan menempati posisi pada kondisi tereksitasi yang ditangkap
oleh molekul-molekul pigmen.
Pigmen –pigmen atau warna-warna pada tanaman terutama sayuran dan
buah-buahan memiliki perbedaan warna yang disebabkan oleh pigmen yang ada pada
syuran atau buah-buahan tersebut. Bebrapa pigmen yang banyak dan biasa terlihat
seperti klorofil, antosianin dan karotenoid (Karoten dan xanotifil)
Warna hijau pada daun merupakan salah satu aplikasi dari pigmen klorofil.
Selain memberikan warna hijau pada daun, klorofil memiliki andil besar dalam
proses fotosintesis, tanpa adanya klorofil fotosintesis tidak mungkin terjadi,
kondisi ini terjadi karena klorofil memiliki sifat dapat menerima sinar cahaya
dan dapat mengembalikannya dalam kondisi gelombang yang berbeda. Klorofil dapat
mengalami degradasi warna yang awalnya berwarna hijau dapat berubah menjadi
warna kuning. Degradasi warna ini dapat
menjadi patokan atau tolak ukur dari sayuran apakah masih segar atau
tidak. Klorofil tidak larut dalam air melaikan larut dalam etanol, eter,
bensol, dan metanol. Klorofil tidak dapat larut dalam air disebabkan memiliki
lebih banyak sifat lipofil daripada hidrofil yang menyebabkan sukar
bersinggungan dengan air.
Pada kloroplas terdapat
pigmen-pigmen lain seperti karotenoid. Karotenoid banyak terdapat pada buah
yang telah masak. Klorofil terurai dan digantikan oleh pgmen karotenoid dan
menghasilkan warna merah dan kuning. Lebih spesifik lagi warna merah merupakan
hasil dari pigmen likopen, salah satu anggota dari karoten. Pigmen karotenoid sering dikaitkan dengan
kadar vitamin A pada buah-buahan dan ini benar adanya.
1.2 Tujuan
Praktikan dapat mengetahui dan memahami pengaruh pengaruhkehadiran
cahaya dalam proses fotosintesis dan dapat melihat macam-macam pigmen yang
terdapat didalam daun serta sifat-sifatnya
II.
TINJAUAN PUSTAKA
Cahaya
sangat besar artinya bagi tumbuhan, terutama karena perannya dalam kegiatan
fisiologis seperti fotosintesis,
respirasi, pertumbuhan serta pembuangaan, pembukaan dan penutupan
stomata, perkecambahan dan pertumbuhan tanaman. Penyinaran matahari
mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi dan hasil tanaman melalui prose
fotosintesis (Nurshanti, 2011). Lambers (2008) memaparkan bahwa tingkat ke
ekstriman suatu lingkungan sangat berpengaruh terhadap tanaman utamanya
fotosintesis. Pada kondisi ekstrim panas(tinggi), Pada suhu maksimum, pada suhu 45oC hingga 55oC
selama dua
jam, tanaman akan mati. Tanaman yang
kadarkarbohidratnya tinggi lebih tahan terhadap suhu ekstrim tinggi, Suhu rendah pada kebanyakan tanaman mengakibatkan rusaknya batang, daun muda, tunas, bunga dan buah. Besarnya kerusakan organ atau jaringan tanaman, akibat suhu rendah tergantung pada, keadaan air,
keadaan unsur hara, morfologi dan kodisi fisiologit anaman.Tanaman yang
jaringannya kaya unsur kalium biasa lebih tahan terhadap suhu rendah, tetapi jaringan yang banyak mengandung nitrogen
padau mumnya lebih rapuh.
Klorofil
merupakan komponen penting pada tumbuhan untuk
melakukan fotosintesis. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi pembentukan
klorofil. 1) faktor bawaan, sama halnya dengan pigmen-pigmen lainnya, klorofil
dibawa oleh gen induknya, bila pada indukan tidak terdapat klorofil maka pada
anakan akan mengalami hal yang sama. 2) cahaya, dengan kondisi yang kurang
cahaya atau gelap warna daunnya akan pucat, jika kelebihan cahaya maka akan
berwarna hijau kekuning-kuningan. 3) oksigen, pada kecambah yang ditumbuhan
tanpa cahaya lalu dipindahkan ke tempat dengan cahaya tidak bisa menghasilkan
klorofil tanpa pemberian Oksigen terlebih dahulu. 4) karbohidrat, karbohidrat
dapat membantu pembentukan klorofil bila sebelumnya tanaman ditumbuhkan tanpa
adanya cahaya. 5) Nitrogen dan Magnesium, keduanya merupakan pehan penyusun
dari klorofil. 6) unsur Mn, Cu, Zn, maskipun kebutuhan tanaman akan unsur ini
sedikit tetapi dengan unsur-unsur ini dapat membantu pembentukan klorofil, jika
kekuranganunsur-unsur ini tanaman akan mengalami klorosis. 7) air, air meruakan faktor penting, bila
kekurangan air maka mengakibatkan desintegrasi dari klorofil. 8) tempratur,
tempratur yang ideal untuk pembentukan klorofil antara 3o-48oC
(Dwidjoseputro, 1990). Unsur Magnesium dalam tanaman tidak
dapat dikesampingkan, menurut Nasamsir (2008) magnesium merupakan unsur penusun
klorofil, sehingga defisiensi magnesium akan merupakan laju fotosintesis
tanaman yang berdampak pada rendahnya produksi fotosintat. Rendahnya produksi
fotosintat akan mempengaruhi penambahan bobot tanaman yang dicerminkan leh
rendahnya LTR. Klorofil sendiri merupakan pembawa
warna hijau daun yeng terdapat di kloroplas dan berfungsi penting bagi
fotosintesis. Perubahan kkandungan klorofil, karotenoid dan antosianin berperan
aktif dalam perkembangan benih, ini menunjukkan pigmen yang ada akan
berpengaruh besar pada hasil dan mutu benih, pada masa perkecambahan benih
pigmen-pigmen tersebut juga berperan, adapun perbedaan yang terjadi antara
klorofil, antosianin dan karotenoid akan menyebabkan perbedaan pula pada masa
perkecambahan (Baharudin, 2011).
Karoten
terbagi manjadi beberapa warna, kuning (Xanthophyll),
orange (Violaxauxhin), merah (Lycopene). Karoten pada buah-bauahan
merupakan erubahan warna ketika buah masak. Klorofil sebagai warna hijau mulai
hilang aau terdegradasi dan karotenoid tumbuh semakin banyak hingga mendominasi
sehingga warna berubah menjadi kuning, orange dan merah. Pada jeruk manis merah
darah, warna merah tidak hanya berasal dari likopen tetapi juga berasal dari
antosianin (Pracaya, 2000). Karotenoid
merupakan sumber provitamin A, kandungan provit-A dalam buah dalam kondisi
padat ataupun cair dapat cepat dikonversikan menjadi vitamin A. Karotenoid
dibagi menjadi dua fraksi, fraksi padat dan cair, jumlah fraksi cair lebih
banyak daripada fraksi padat. Perbedaan ini dapat dilihat dari warna fraksi
cair yang lebih merah daripada fraksi padatnya. Komposisi asam lemak penyusun
pada fraksi cair dan padat mempengaruhi kandungan karotenoid, pada fraksi cair
lebih banyak mengandung lemak tak jenuh sedangkan fraksi padat lebih banyak
mengandung lemak jenuh (Syahputra, 2008).
Karotenoid dan antosianin dapat berfungsi sebagai antioksidan dari patogen,
agens fotoprotektif, dan fotooksidasi yang berguna melindungi benih dari
radiasi.
Menurut
Serghein (2008) kandungan antosianin dan konsentrasi flavonoid dapat membantu
tanaman terlindung dari paparan radiasi tidak baik dari sinar matahari, ini
dibuktikan dari peningkatan kandungan antosianin dan konsentrasi flavonoid yang
meningkat pada kacang polong yang disinari UV secara penuh. Flavonoid dapat
menyerap gelombang cahaya dengan panjang
220-30 mm. Berbeda dengan antosianin, jumlah dari klorofil dan karotenoid
menurun akibat paparan dari UV. Produksi
flavonoid memerlukan gula sebagai sumber
fosfoenolpirufat dan eritrosa-4-fosfat yang menyedaiakan beberapa atom karbon
yang diperlukan flavonoid untuk cincin-B (Salisbury, 1992). Antosianin terdapat
di dalam air sel vakuola, biasanya terlarut.
Antosianin bersifat glikosida. Antosianin berwarna merah pada pH asam,
berwarna biru pada pH basa, dan berwarna ungu pada pH netral (Dwidjoseputro,
1990).
III.
BAHAN DAN METODE
3.1 Tempat
dan Waktu
Praktikum
ini dilakukan di laboratorium Fisiologi
Tanaman lantai 2 Fakultas Pertanian Universitas
Jember pada tanggal 15
Maret 2013 pukul 07.00 WIB sampai dengan selesai.
3.2
Bahan
dan Alat
3.2.1 Alat
1.
Mortir dan Stemper
2.
Neraca Analisis
3.
Gelas Arloji
4.
Corong Pemisah
5.
Beaker Glass
6.
Tabung Reaksi
7.
Pinset
8.
Kaki Tiga
9.
Penjepit Kayu dan
Cutter
3.2.2 Bahan
1. Daun
Acalipa
2. Daun Ketela
Pohon
3. CaCO3
4. Aseton
5. Larutan I2KI
6. Aquadest
7. Petrolium
Eter
8. Larutan HCl
dan NaOH
9. Alkohol dan
Bunsen
3.3
Cara
kerja
Langkah-langkah
yang dilakukan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :
A . Pengaruh Cahaya dalam Fotosintesis
1. Menyiapkan daun ketela pohon dan telah
berkembang penuh dan perkirakan mendapat cahay matahari langsung
2. Menutup daun ketela pohon dengan kertas
karbon selama 2x24 jam
3. Mengambil daun yang sudah mengalami
perlaakuan lalu dipotong dengan bagian tertutup dan tidak
4. Menyiapkan tabung reaksi, kemudian
isikan 5-10ml alkohol 96% dan masukkan potongan daun
5. Memanaskan air dalam beaker glass
1000ml, lalu masukkan tabung reaksi berisi potongan daun tersebut dan tumggu
jingga warnanya pucat
6. Mengambil daun yang telah pucat lalu
letakkan pada gelas arloji
7. Menguji daun menggunakan larutan I2KI
dengan menetesinya. Mengamati warna yang tampak
B . Pengaruh Pigmen dalam Fotosintesis
1. Menyiapkan daun acalipa yang muda dan
telah berkembang dan memiliki warna putih
dan hijau
2. Mengambil daun tersebut dan potong
sehingga mendapatkan dua warna (Hijau dan Putih)
3. Menyiapka tabung reaksi, kemudian isikan
5-10ml alkohol 96% dan masukkan potongan daun
4. Memanaskan air dalam beaker glass
1000ml, lalu masukkan tabung reaksi berisi potongan daun tersebut dan tumggu
jingga warnanya pucat
5. Mengambil daun yang telah pucat lalu
letakkan pada gelas arloji
6. Menguji daun menggunakan larutan I2KI
dengan menetesinya. Mengamati warna yang tampak
C . Pemisahan Pigmen
1. Menimbang 1 gram daun yang telah
ditentukan
2. Menumbuk daun dengan mortar dan stemper
serta beri sedikit CaCO3
3. Menambahkan 20cc aseton. Menyaring Larutan asetn berwarna hijau gelap dengan
kertas filer untuk menghilangkan sisa-sisa saringan.
4. Menyiapkan corong pemisah dan diisi
dengan 10-25cc petrolium eter dan letakkan berdiri.
5. Mengisikan 10-25cc larutan aseton dalam
corong pemisah dan mencampur dengan perlahan. Menunggu hingga terjadi perubahan
warna
6. Memisahakan kedua warna yang terbentuk
kedalam tabung yang berbeda
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Ø Pengamatan Pigmen
|
BAHAN
|
PENGAMATAN
|
||||
|
KLOROFIL a
|
KLOROFIL b
|
ANTOSIANIN
|
KAROTEN
|
XANTOFIL
|
|
|
ACALIPA MERAH
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
ACALIPA HIJAU
|
+
|
+
|
-
|
-
|
-
|
Ø Pengamatan Cahaya
|
BAHAN
|
BAGIAN
|
KONDISI WARNA
|
|
ACALIPA
|
KUNING
|
++
|
|
HIJAU
|
++++
|
|
|
DAUN SINGKONG
|
TERTUTUP
|
+++
|
|
TERBUKA
|
++++
|
4.2 Pembahasan
Cahaya memiliki
peran yang sangat fital dalam proses fotosintesis, perannya tidak hanya dalam
proses pembentukan karbohidrat, proses respirasi, reproduksi, dan pertumbuhan
tanaman juga memerlukan cahaya, namun dengan intensitas cahaya yang berlebih
bahkan mencapai ekstrim akan mengakibatkan kerusakan pada jaringan tanaman,
bahkan akan menyebabkan kematian pada taanaman bila berlangsung cukup lama.
Pada dasarnya cahaya berfungsi sebagai penghasil energi bagi tanaman unruk
melakukan fotosintesis. Satu
cahaya(foton) yang masuk dan diserap oleh tanaman hanya dapat diserap
oleh satu molekul pada satu waktu tertentu dan foton akan menyebabkan sat
elektron tereksitasi dalam suatu molekul. Kondisi eksitasi merupakan kondisi
foton yang telah ditangkap oleh molekul-molekul pigmen pada tanaman.
Perbedaan
penyinaran pada daun akan menyebabkan penurunan kondisi fisiologi daun. Daun
yang kekurangan penyinaran secara kasat mata akan berwarnaa kekuningan yang disebabkan
degradasi dari klorofil yang ada pada daun karena
kekurangan penyinaran. Bila di teliti lebih lanjut lagi, kondisi kekurangan
cahaya tidak hanya menurunakan kualitas dan kuantitas pada klorofil, tapi juga
hasil dari proses fotosintesis seperti karbohidrat (amilum). Kondisi ini
diperjelas dengan pemberian larutan lugol iodine (I2KI) pada daun
yang telah mengalami beberapa perlakuan, pada daun singkong tanpa penutup
karbon warnanya lebih pekat yang disebabkan oleh konsentrasi karbohidrat yang
tinggi diakibatkan oleh fotosintesis yang sempurna. Pada daun singkong yang
tertutupi karbon menghasilkan larutan yang warna lebih lemah, kondisi ini
disebabkan proses fotosintesis yang tidak berjalan dengan sempurna, alhasil
konsentrasi karbohidrat yang terkumpul hanya sedikit. Lugol Iodine (I2KI)
berfungsi sebagai penguji pada karbohidrat (amilum), dengan menggunakan I2KI
dapat diketahui apakah suatu daun tedapat karbohidrat atau tidak (Wikipedia,
2012).
Menurut Winarno (1981) cahaya dibagi empat
kelompok, klorofil, anthosianin, karotenoid yeng terdiri dari dua jenis yaitu
karoten dan xantofil. Klorofil merupakan zat hijau daun yang memiliki peran
penting dalam fotosinesis, klorofil memilki sifat fluorescen yaitu dapat menerima cahay dan megembalikannya lagi
dengan gelombang yang berbeda. Klorofil tidak dapat terlarut dalam air,
klorofil hanya dapat larut dalam klorofom, etanol, metanol, bensol, dan eter.
Perubahan kandungan klorofil dapat menyebabkan penurunan kualitas pada mutu
benih, kondisi ini sama halnya dengan yang dipaparkan oleh Baharudin (2011) Perubahan
kkandungan klorofil, karotenoid dan antosianin berperan aktif dalam
perkembangan benih, ini menunjukkan pigmen yang ada akan berpengaruh besar pada
hasil dan mutu benih, pada masa perkecambahan benih pigmen-pigmen tersebut juga
berperan, adapun perbedaan yang terjadi antara klorofil, antosianin dan
karotenoid akan menyebabkan perbedaan pula pada masa perkecambahan.
Antosianin
tidak
hanya mengisi ruangan yang ada di dalam vakuola, lebih dari itu antosianin
memiliki fungsi penting dalam perlindungan tanaman terhadap paparan
ultraviolet. Antosianin bekerja bersama flavonoid untuk melindungi tanaman dari
ultraviolet. Sergein (2008) menjelakan bahwa Kondisi bertambahnya konsentrasi
antosianin dan flavonoid pada tanaman yang tersinari ultraviolet dan
berkurangnya konsentrasi klorofil dan karotenoid menjelaskan bahwa antosianin
tahan terhadap ultraviolet dan membantu melindungi tanaman dari ultraviolet.
Karotenoid memiliki kemampuan yang hampir sama dengan antosianin tapi lebih lemah,
kerotenoid lebih berperan dalam perlindungan benih tanaman dari radiasi dengan
menggnakan fotooksidasi. Karotenoid juga memilki peran memberi kekebalan dari
patogen yang menyerang. Menurut Syahputra
(2008) Karotenoid dan antosianin
dapat berfungsi sebagai antioksidan dari patogen, agens fotoprotektif, dan
fotooksidasi yang berguna melindungi benih dari radiasi. Kaotenoid memberikan warna merah, kuning dan orange.
Karotenoid juga berguna sebagai indikator bahwa suatu buah-buahan mengandung
provitamin A.
Pengaruh pigmen terhadap fotosintesis adalah membedakan
panjang gelombang cahaya yang diterima oleh tanaman. Setiap pigmen memilki
panjang gelombangnya masing-masing yang dapat diserap. Seperti halnya spektrum
cahaya yang berbeda-beda, setiap pigmen yang memiliki warna dasar pigmen
tersendiri maka warna itulah yang di pantulkan dan bukan diserap. Pada suatu artikel
menyebutkan bahwa warna merah memiliki panjang gelombang 610-700 nm, kuning
510-600 nm, 410 sampai dengan 500 nm (Wikipedia, 2013).
Pada pengamatan pigmen, acalipa merah memiliki pigmen lebih kompleks
daripada acalipa hijau, ini disebabkan oleh warna yang dimiliki acalipa merah
lebih beragam. Dapat disimpulkan bahwa acalipa merah lebih memiliki daya
tangkap cahaya lebih baik dan memiliki perlindungan yang lebih baik dari
kondisi lingkungan dibangdingkan dengan acalipa hijau, ini terjadi karena
Fungsi pigmen daun tidak hanya untuk fotosintesis saja, pigemen juga dapat
berfungsi sebagai pelindung bagi tanaman itu sendiri.
Pada pengamatan pengaruh cahaya, daun singkong yang
tertutupi oleh kertas karbon memberikan kondisi warna yang agak kuat
dibandingkan dengan daun singkong tanpa ditutupi oleh kertas karbon yang
kondisinya sangat kuat. Kondisi ini terjadi karena intensitas cahaya yang masuk
dan diserap oleh daun berbeda, daun singkong yang tertutup oleh kertas karbon
mendapat sedikit cahaya karena terhalangi warna hitam dari kertas karbon,
sedangkan daun singkong yang terbuka leluasa mendapatkan intensitas cahaya
secara maksimal. Hal ini menghasilkan pertumbuhan klorofil pada daun yang
tertutupi kertas karbon sedikit dan menyebabkan warna dauin menjadi kekuningan
akibat degradasi klorofil.
Pada acalipa pengaruh cahaya yang dibedakan oleh dua
pigmen warna yaitu kuning dan hijau juga memberikan perbedaan yang signifikan.
Pada daun yang berwarna hijau memiliki kondisi warna yang sangat kuat dan daun
yang berwarna kuning kondisi warnanya lemah. Dari kondisi pigmen keduanya dapat dilihat perbedaan intensitas penyerapan
cahaya pada pigmen tertentu, warna hijau menyerap cahaya lebih banyak daripada
warna kuning.
V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Cahaya memiliki peran yang sangat fital dalam proses
fotosintesis, perannya tidak hanya dalam proses pembentukan karbohidrat, proses
respirasi, reproduksi, dan pertumbuhan tanaman juga memerlukan cahaya, namun
dengan intensitas cahaya yang berlebih bahkan mencapai ekstrim akan
mengakibatkan kerusakan pada jaringan tanaman, bahkan akan menyebabkan kematian
pada taanaman bila berlangsung cukup lama.
Pada pengamatan pigmen,
acalipa merah memiliki pigmen lebih kompleks daripada acalipa hijau, ini
disebabkan oleh warna yang dimiliki acalipa merah lebih beragam.
Pada pengamatan pengaruh cahaya, daun singkong yang
tertutupi oleh kertas karbon memberikan kondisi warna yang agak kuat
dibandingkan dengan daun singkong tanpa ditutupi oleh kertas karbon yang
kondisinya sangat kuat. Pada acalipa pengaruh cahaya yang dibedakan oleh dua
pigmen warna yaitu kuning dan hijau juga memberikan perbedaan yang signifikan.
5.2 Saran
Praktikan
harus lebih mempersiapkan bahan-bahannya dengan baik agar praktikum berjalan
sesuai dengan harapan. Apabila salah satu bahan kurang siap maka hasil
pengamatan kurang memuaskan.
DAFTAR PUSTAKA
Baharudin. 2011. Perubahan Biologis dan
Fisiologis Sebagai Indikator Masak Benih Kako Hibrida. Littri 17(2) : 41-50
Dwidjoseputro. 1990. Pengantar Fisiologi
Tumbuhan. Jakarta.Gramedia Pustaka Utama
Lambers Hans. 2008. Plant
Pysiologycal Ecology. The University of Western Australia. Australia
Nasamsir. 2008. Respon Pertumbuhan Bibit KaretAsal
Okulasi Terhadap aplikasi Pupuk NPK Berbeda Konsentrasi. Ilmiah Univesitas Batang Hari Jambi 8(2) : 50-54
Nurshanti. 2011. Pengaruh Beberapa Tingkat Naungan
Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Seledri di Polybag. Agronobis. 3(5) :10-20
Pracaya. 2000. Jeruk Manis Varietas,
Budidaya, dan Pasca Panen. Depok. Penebar Swadaya
Salisbury B. 1992. Plant Physiology. Belmont – California. Wadsworth Publishing
Comp
Sarghein H. 2008. Effects of
UV-Radiation on Photosyntehetic Pigments and UV absorbing compounds in Capsicum
longum. Internasional Jurnal of Botany 4(4):
486-490
Syahputra R. 2008. Analisis Komposisi
dan KandunganKarotenoid Total dan Vitamin A Fraksi Cair dan Padat Minyak Sawit
Kasar (CPO) Menggunakan KCKT Detektor PDA. Natur
Indonesia 10( 2): 89-97
Tidak ada komentar:
Posting Komentar