BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Semua makhluk hidup baik secara langsung maupun tidak langsung memerlukan hasil dari fotosintesis yang dilakukan tumbuhan. Karena proses fotosintesis ini mampu mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa organik. Secara sederhana proses fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut :
cahaya
nCO2 + nH2O (CH2O)n + nO2
Proses Fotosintesis sendiri merupakan proses pembentukan bahan organik dari bahan anoganik (CO2, H2O, H2S) dengan bantuan energi cahaya matahari dan pigmen utama berupa klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Selain klorofil, juga terlibat beberapa pigmen lain diantaranya adalah karotenoid, yang berfungsi untuk membentuk klorofil dalam memanen cahaya serta melindungi klorofil dari proses fotooksidasi. Proses fotosintesis menghasilkan fotosintat berupa glukosa (C6H12O6) yang diperlukan oleh makhluk hidup lain.
Klorofil adalah pigmen hijau fotosintetis yang terdapat dalam tanaman, Algae dan Cynobacteria. nama "chlorophyll" berasal dari bahasa Yunani kuno : choloros= green (hijau), and phyllon= leaf (daun). Fungsi krolofil pada tanaman adalah menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintetis yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat (gula menjadi pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari.
Klorofil pada tumbuhan ada dua macam, yaitu klorofil a dan klorofil b. perbedaan kecil antara struktur kedua klorofil pada sel keduanya terikat pada protein. Sedangkan perbedaan utama antar klorofil dan heme ialah karena adanya atom magnesium (sebagai pengganti besi) di tengah cincin profirin, serta samping hidrokarbon yang panjang, yaitu rantai fitol. Klorofil akan memperlihatkan fluoresensi, berwarna merah yang berarti warna larutan tersebut tidak hijau pada cahaya yang diluruskan dan akan merah tua pada cahaya yang dipantulkan. Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer akan menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang energi secara relatif. Jika energi tersebut ditransmisikan maka akan ditangkap oleh klorofil yang terlarut tersebut. Pada fotometer filter sinar dari panjang gelombang yang diinginkan akan diperoleh dengan berbagai filter yang punya spesifikasi melewati banyaknya panjang gelombang tertentu.
Daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90 % cahaya ungu dan biru,demikian pula untuk cahaya jingga dan merah. Hampir seluruh penyerapan ini dilakukan oleh pigmen-pigmen pada kloroplas. Pada membran tilakoid, setiap foton dapat mengeksitasi satu elektron dari pigmen karotenoid atau klorofil. Klorofil berwarna hijau merupakan bukti bahwa pigmen ini tidak efektif untuk menyerap cahaya hijau. Cahaya hijau oleh klorofil dipantulkan atau diteruskan. Penyerapan relatif untuk setiap panjang gelombang oleh pigmen dapat diukur dengan spektrofotometer.
Berdasarkan hal tersebut kami mencoba melakukan percobaan kadar klorofil dalam daun yang untuk mengetahui bagaimana kadar klorofil suatu daun mempengaruhi proses fotosintesis pada tumbuhan.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut rumusan masalah pada praktikum kali ini adalah : Bagaimana kadar klorofil berbagai daun dari suatu tanaman yang umurnya berbeda?
C. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengukur kadar klorofil berbagai daun dari suatu tanaman yang umurnya berbeda dan mengetahui hubungan antara umur daun terhadap kadar klorofil.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Pada proses fotosintesis, terjadi penangkapan energi cahaya oleh zat hijau daun untuk pembentukan bahan organik. Fotosintesis hanya terjadi pada tanaman yang memiliki sel-sel hijau termasuk pada beberapa jenis bakteri. Aksi dari cahaya hijau dan kuning yang menyebabkan fotosistem pada tumbuhan tingkat tinggi dan penyerapan panjang gelombang ini oleh daun sebenarnya relatif tinggi, lebih tinggi dari yang ditampakkan pada spektrum serapan klorofil dan karotenoid. Tetapi, bukan berarti bahwaada pigmen lain yang berperan menyerap cahaya tersebut. Alasan utama mengapa spektrum aksi lebih tinggi dari spektrum serapan adalah karena cahaya hijau dan kuning yang tidak segera diserap akan dipantulkan berulang-ulang di dalam sel fotosintetik sampai akhirnya diserap oleh klorofil dan menyumbangkan energi untuk fotosintesis. (Lakitan, 2007).
Laju fotosintesis berbagai spesies tumbuhan yang tumbuh pada berbagai daerah yang berbeda seperti gurun kering, puncak gunung, dan hutan hujan tropika, sangat berbeda. Perbedaan ini sebagian disebabkan oleh adanya keragaman cahaya, suhu, dan ketersediaan air, tapi tiap spesies menunjukkan perbedaan yang besar pada kondisi khusus yang optimum bagi mereka. Spesies yang tumbuh pada lingkungan yang kaya sumberdaya mempunyai kapasitas fotosintesis yang jauh lebih tinggi daripada spesies yang tumbuh pada lingkungan dengan persediaan air, hara, dan cahaya yang terbatas. (Salisbury dan Ross, 1995).
Laju fotosintesis ditingkatkan tidak hanya oleh naiknya tingkat radiasi, tapi juga oleh konsentrasi CO2 yang lebih tinggi, khususnya bila stomata tertutup sebagian karena kekeringan. Sifat cahaya sebagai partikel biasanya diekspresikan dengan pernyataan bahwa cahaya menerpa sebagai foton (photon) atau kuanta, yang merupakan suatu paket diskrit dari energi, dimana masing-masing dikaitkan dengan panjang gelombang tertentu. Energi dalam tiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Cahaya biru dan ungu dengan panjang gelombang yang lebih pendek memiliki lebih banyak foton energetik dibanding cahaya merah atau jingga dengan gelombang yang lebih panjang. Di dalam kloroplas ditemukan DNA, RNA, ribosom, dan berbagai enzim. Semua molekul ini sebagian besar terdapat di stroma, tempat berlangsungnya transkripsi dan translasi. DNA kloroplas (genom) terdapat dalam 50 atau lebih lingkaran jalur ganda melilit dalam tiap plastid. Berbagai gen plastid menyandi semua molekul RNA-pemindahan (sekitar 30), dan molekul RNA-ribosom (empat) yang digunakan oleh plastid untuk translasi. Kira-kira 85 gen seperti ini menyandi protein yang terlibat dalam transkripsi, translasi, dan fotosintesis. Tapi, sebagian besar protein disandi oleh gen nukleus. (Salisbury dan Ross, 1995).
Warna daun berasal dari klorofil, pigmen warna hijau yang terdapat di dalam kloroplas. Energi cahaya yang diserap klorofil inilah yang menggerakkan sitesis molekul makanan dalam kloroplas. Kloroplas ditemukan terutama dalam sel mesofil, yaitu jaringan yang terdapat di bagian dalam daun. Karbon dioksida masuk ke dalam daun, dan oksigen keluar, melalui pori mikroskopik yang di sebut stomata. (Campbell, dkk, 2002).
Antara klorofil a dan klorofil b mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda, dimana klorofil a di samping bias menyerap energi cahaya, klorofil ini juga bias merubah energi cahaya dan tidak bisa merubahnya menjadi energi kimia dan energi itu akan ditransfer dari klorofil b ke klorofil a. Klorofil b ini tidak larut dalam etanol tai dapat larut dalam ester, dan kedua jenis klorofil ini larut dalam senyawa aseton (Devlin, 1975).
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalamdaun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil/pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari. (Subandi, 2008). Cahaya putih mengandung semua warna spektrum kasat mata dari merah-violet, tetapi seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Adalah mungkin untuk menetukan bagaimana efektifnya setiap panjang gelombang (warna) diserap dengan menggunakan suatu larutan klorofil dengan cahaya monokromatik (cahaya berwarna satu). (Kimball, 2000).
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain gen, bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil. Cahaya, beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya. Unsur N, Mg, Fe merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil. Air, bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil. (Subandi, 2008). Semua tanaman hijau mengandung klorofil a dan krolofil b. Krolofil a terdapat sekitar 75 % dari total klorofil. Kandungan klorofil pada tanaman adalah sekitar 1% basis kering. Dalam daun klorofil banyak terdapat bersama-sama dengan protein dan lemak yang bergabung satu dengan yang lain. Dengan lipid, klorofil berikatan melalui gugus fitol-nya sedangkan dengan protein melalui gugus hidrofobik dari cincin porifin-nya. Rumus empirisklorofil adalah C55H72O5N4Mg (klorofil a) dan C55H70O6N4Mg (klorofil b).
Pigmen-pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya pada warna biru (400-450 nanometer) dan warna merah (650-700 nanometer) dibandingkan dengan warna hijau (500-600 nanometer)(Gambar 2.1). Cahaya hijau akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau.
Absorbsi relatif pada berbagai panjang gelombang oleh suatu pigmen dapat diukur dengan spectrofotometer. Adapun untuk menghitung kadar klrorofil a, klorofil b, dan kadar klorofil total dapat digunakan rumus dari Witermans dan De Mots sebagai berikut:
- Klorofil a : 13,7 x OD 665 – 5,76 OD 649 (mg/l)
- Klorofil b : 25,8 x OD 649 – 7,7 OD 665 (mg/l)
- Klorofil total : 20,0 x OD 649 + 6,1 OD 665 (mg/l)
Gambar 2.1 grafik hubungan antara panjang gelombang cahaya dengan penyerapan cahaya oleh pigmen klorofil.
Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Pada tumbuhan ada dua jens pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosintesis yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotsistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mangalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbthan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil akhir ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH. ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses bikimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin dimana karbon dioksida diubah menjadi 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).
A. Faktor penentu laju fotosintesis
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
a. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
b. Konsentrasi karbon diksida
Semakin banyak karbon dioksida di udar, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
c. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja padasuhu optimalnya. Umumnya laju fotosintesis 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 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 banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
B. Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Klorofil
Klorofil sebagai zat warna daun, tidak larut dalam air, melainkan larut dalam etanol, eter, metanol, kloroform dan bensol atau turunan dari alkohol. Dalam pembentukan klorofil, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi, antara lain adalah :
1. Faktor Pembawaan
Faktor genetik turut menentukan pembentukan klorofil. Jika tidak ada gen yang mendukung pembentukan klorofil pada daun, maka daun akan albino.
2. Cahaya
Cahaya sangat dibutuhkan untuk pembentukan klorofil. Apabila tumbuhan kekurangan cahaya, maka pada daunnya akan berwarna kekuning-kuningan (menunjukkan gejala klorosis). Pada daun tersebut terdapat proto klorofil untuk menjadi klorofil a, tetapi kekurangan 2 atom hidrogen. Reduksi proto klorofil untuk menjadi klorofil a membutuhkan sinar dari spektrum cahaya tampak yang harus diserap oleh proto klorofil untuk menjadi klorofil a. Peristiwa ini disebut autotransformasi.
3. Oksigen
Kecambah yang diperlakukan ditempat gelap, maka tidak akan terbentuk klorofil jika tidak menerima oksigen.
4. Temperatur
Pada suhu 30 – 480C merupakan kondisi temperatur yang baik untuk pembentukan klorofil. Namun suhu yang ideal adalah 26 – 300C.
5. Air
Pada musim kemarau, banyak klorofil yang mengalami degradasi, sehingga air sangat diperlukan.
6. Karbohidrat
Pada tumbuhan, karbohidrat dalam bentuk gula digunakan untuk proses pembentukan klorofil pada daun-daun yang sedang tumbuh.
7. Garam-garam mineral dan unsur hara.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang kami gunakan adalah eksperimen karena menggunakan beberapa variabel yaitu variabel kontrol, variabel manipulasi dan variabel respon.
B. Variabel Penelitian
a) Variable kontrol:
- Berat daun
- Volume akhir filtrate
- Larutan alcohol
- Panjang gelombang (649 nm dan 665 nm)
b) Variable manipulasi:
- Usia daun (daun muda, setengah tua, tua)
c) Variable respons:
kadar klorofil a, kadar klorofil b dan kadar klorofil total.
C. Alat dan Bahan
Alat :
• Pipet tetes
• Gelas ukur
• Lumpang porselin
• Kertas saring
• Spectrofotometer.
Bahan :
• Daun dengan umur yang berbeda, meliputi:
- daun muda yang diambil daun yang pucuk
- daun setengah tua diambil daun nomor 3 dari pucuk
- daun tua diambil nomor 5 dari pucuk ke bawah
• Alcohol 95%
D. Langkah Kerja
1. Menimbang satu gram daun yang masih segar, kemudian memotongnya kecil-kecil.
2. Menggerus potongan-potongan daun tersebut di dalam lumpang porselin hingga halus.
3. Mengekstraksi gerusan daun tersebut dengan menggunakan 20 ml alkohol 95%.
4. Menyaring ekstrak tersebut dengan menggunakan kertas saring sampai volume akhir filtrat mencapai 25 ml. Jika volume filtrat kurang dari 20 ml ditambahkan kembali alkohol 95%.
5. Mengukur kadar filtrat klorofil dengan menggunakan spectrophotometer pada panjang gelombang 649 nm dan 665 nm. Sebelum pengukuran perlu dikalibrasi terlebih dahulu. Larutan yang digunakan sebagai pelarut untuk kalibrasi adalah alkohol 95%. Mencatat nilai absorbansi (Optical Density) larutan tersebut.
6. Kadar klorofil a, kadar klorofil b, dan kadar klorofil total dapat dihitung dengan rumus dari Wintermans dan de Mots sebagai berikut:
- klorofil a : 13,7 x OD 665 – 5,76 OD 649(mg/l)
- klorofil b : 25,8 x OD 649 – 7,7 OD 665 (mg/l)
- klorofil total : 20,0 x OD 649 + 6,1 OD 665 (mg/l)
Mencatat data kadar klorofil berbagai daun pada umur yang berbeda.
E. Desain Eksperimen
Daun Muda Daun setengah tua Daun Tua
Dipotong kecil-kecil
Digerus dengan lumpang porselen
Diekstrak dengan 20 mL alkohol 95%
Ekstrak disaring dengan kertas saring
Mengukur kadar klorofil masing-masing daun
Mencatat nilai absorbansi
Menghitung kadar klorofil a, kadar klorofil b dan kadar klorofil total
BAB IV
Hasil dan Pembahasan
A. Hasil
a. Tabel Kelompok
Tabel kadar klorofil daun puring pada umur yang berbeda
Umur daun Klorofil a Klorofil b Klorofil total
Muda 2,996 6,439 9,457
½ tua 3,6088 7,448 11,084
Tua 5,104 11,042 16,185
b. Tabel Kelas
Tabel kadar klorofil pada berbagai macam daun pada tanaman yang berbeda
Jenis tumbuhan Kadar klorofil dalam daun (mg / i)
Klorofil a Klorofil b Klorofil total
Muda Setengah tua Tua Muda Setengah tua Tua Muda Setengah tua Tua
Puring 2.996 3.608 5.104 6.439 7.448 11.042 9.457 11.084 16.185
Pacar air 3.075 4.694 5.776 6.62 11.515 17.06 9.718 19.185 22.880
Sepatu 0.816 5.399 3.176 2.249 10.524 8.272 3.071 17.748 11.240
Grafik 1. Pengaruh umur daun terhadap kadar klorofil a pada 3 jenis tumbuhan ( Pacar air, Sepatu, dan Puring)
Grafik 2. Pengaruh umur daun terhadap kadar klorofil b pada 3 jenis tumbuhan ( Pacar air, Sepatu, dan Puring)
Grafik 3. Pengaruh umur daun terhadap kadar klorofil total pada 3 jenis tumbuhan ( Pacar air, Sepatu, dan puring)
B. Analisis Data
Dapat diambil suatu analisis dari data percobaan pengukuran kadar klorofil pada daun yaitu kadar klorofil total pada setiap daun berbeda, bergantung pada umur daun dan bergantung pula pada pigmen penyusunnya. Pada daun puring klorofil total pada daun muda sebesar 9,457 mg/L, klorofil puring pada daun ½ tua sebesar 11,084 mg/L, dan klorofil puring pada daun tua sebesar 16,185 mg/L. Kadar klorofil diatas menunjukkan bahwa total klorofil puring pada daun tua paling tinggi jika dibandingkan dengan daun yang muda dan daun ½ tua .
Dari data kelas juga kami dapatkan hasil bahwa pada daun Pacar air klorofil total pada daun muda sebesar 9,718 mg/L, sedangkan klorofil total pacar air pada daun ½ tua sebesar 19,185mg/L dan klorofil total pacar air pada daun tua sebesar 22,880 mg/L. Kadar klorofil tersebut menunjukkan bahwa total klorofil pacar air pada daun tua paling tinggi jika dibandingkan dengan daun yang muda dan daun setengah tua. Semakin tua daun pacar air, maka kadar klorofilnya juga semakin tinggi.
Pada daun sepatu kadar klorofil total pada daun muda sebesar 11,240 mg/L, sedangkan klorofil total daun sepatu pada daun setengah tua sebesar 17,748 mg/L dan klorofil total daun sepatu pada daun tua sebesar 3,071 mg/L. Hasil menunjukkan bahwa kadar klorofil pada daun setengah tua paling tinggi jika dibandingkan dengan daun muda maupun daun tua.
Kadar klorofil a dan klorofil b daun puring pada umur yang berbeda juga berlainan. Kadar klorofil a pada daun muda sebesar 2,996 mg/L, kadar klorofil a pada daun setengah tua sebesar 3,608 mg/L dan kadar klorofil a pada daun tua sebesar 5,104 mg/L. Sedangkan untuk kadar klorofil b daun puring pada daun muda sebesar 6,639 mg/L, kadar klorofil b daun puring pada daun setengah tua sebesar 7,448 dan kadar klorofil b puring pada daun tua sebesar 11,042 mg/L. Hal tersebut jelas menunjukkan bahwa pada umur yang berbeda, kadar klorofil pada suatu daun pun juga akan berbeda.
C. Pembahasan
Dari analisis data diatas, dapat kita lihat bahwa adanya faktor yang mempengaruhi perbedaan kadar klorofil pada daun. Satiap jenis daun memiliki kadar klorofil yang berbeda-beda. Salah satu faktor yang mempengaruhi kadar klorofil adalah umur daun.
Namun dalam percobaan dengan menggunakan daun sepatu didapatkan hasil yang berbeda. Klorofil total pada daun setengah tua memiliki kadar paling tinggi. Hal tersebut bertentangan dengan teori yang menyatakan bahwa sejalan dengan pertumbuhan daun, kemampuan untuk berfotosintesis juga meningkat sampai daun berkembang penuh dan kemudian mulai menurun secara perlahan (Salisbury, 1995). Seharusnya semakin tua umur daun maka semakin tinggu pula kadar klorofilnya. Setelah kami analisis, hal tersebut dapat dimungkinkan terjadi karena faktor lingkungan misalnya ketersediaan air dan hara pada tempat tumbuh tumbuhan tersebut kurang mendukung. Faktor lain yang mungkin mendukung adalah bahwa klorofil daun yang kami ambil telah mengalami penurunan kemampuan fotosintesis, atau adanya penyakit pada daun tersebut misalnya klorosis yang merupakan petunjuk terjadinya kekurangan hara atau serangan penyakit yang dialami oleh tumbuhan.
Perhitungan kadar klorofil Puring muda :
a. Klorofil a : (13,7 x 0,37) – (5,76 x ,38) = 2,996
b. Klorofil b : (25,8 x 0,21) – (7,7 x 0,18) = 6,439
c. Klorofil total : (20,0 x 0,21) + (6,1 x 0,18) = 9,457
D. Diskusi
1. Jelaskan mengapa kadar klorofil daun pada berbagai umur berbeda. Kemukakan pendapat saudara dengan membeerikan teori-teori yang mendukung!
Letak daun mempengaruhi kecepatan fotosintesis dan kecepatan fotosintesis berpengaruh terhadap kadar klorofil. Pada daun yang masih muda akan memperoleh cahaya yang lebih banyak sehingga diperlukan sedikit klorofil untuk menangkap cahaya. Setelah ditangkap maka cahaya tersebut akan dialirkan ke pusat reaksi dalam bentuk electron. Electron ini didebut electron tereksitasi dan dari proses eksitasi electron akan dihasilkan energi eksitasi. Energi ini berguna untuk proses fotosintesis. Sedangkan pada daun yang sudah tua akan memperoleh cahaya yang lebih sedikit sehingga diperluan banyak klorofil untuk menangkap cahaya yang akan dialirkan ke pusat reaksi. Karena itu kadar klorofilnya lebih banyak. Pernyataan ini sesuai dengan teori afinitas electron, bahwa makin jauh dari cahaya maka akan dibutuhkan energi yang banayak untuk menagkap electron. Hal ini menjadikan kadar klorofil menjadi lebih banyak.
2. Jelaskan fungsi klorofil di dalam proses fotosintesis!
Fungsi klorofil adalah sebagai pigmen yang utama dalam menangkap cahaya dan sebagai pengembali sinar dalam gelombang yang berlainan. Dalam suatu proses fotosintesis diperlukan juga pigmen fotosintesis (klorofil) dan proses fotosintesis hanya dapat berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintesis.
3. Manakah diantara tumbuhan terdedah dan ternaung (pada spesies yang sama) yang memiliki jumlah klorofil yang besar? Mengapa demikian?
Jumlah klorofil terbesar berada pada daun yang ternaung karena umumnya daun ternaung berukuran lebih tebal namun lebih tipis dibandingkan dengan daun terdedah. Kadar klorofil b pada daun ternaung juga lebih tinggi dari pada daun terdedah terutama karena tiap kloroplas mempunyai lebih banyak grana. Jadi daun ternaung menggunakan lebih banyak energi untuk menghasilkan pigmen permanent cahaya yang memungkinkannya mampu menggunakan semua cahaya dalam jumlah dengan pola yang terbatas yang mengenainya. Kloroplas di daun yang ternaungi tersusun secara fototaksis dalam pola yang memaksimumkan penyerapan cahaya. Pada daun yang ternaung, kondisi pencahayaan relative kurang, sehingga daun aktif membentuk pigmen, terutama klorofil untuk dapat terus beraktivitas fotosintesis dan, mempunyai lamina yang tebal, hal ini karena daun tersebut mempunyai jaringan palisade yang panjang sehingga banyak mengandung klorofil.. (Salisbury, 1995)
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, dkk. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van Nostrand.
Kimball, John. W. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Grafindo Persada.
Lakitan, Benyamin. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.
Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung : ITB.
Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB.
Subandi, Aan. 2008. Metabolisme. http://metabolisme.blogspot.com/2007/09. 06 April 2008.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Semua makhluk hidup baik secara langsung maupun tidak langsung memerlukan hasil dari fotosintesis yang dilakukan tumbuhan. Karena proses fotosintesis ini mampu mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa organik. Secara sederhana proses fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut :
cahaya
nCO2 + nH2O (CH2O)n + nO2
Proses Fotosintesis sendiri merupakan proses pembentukan bahan organik dari bahan anoganik (CO2, H2O, H2S) dengan bantuan energi cahaya matahari dan pigmen utama berupa klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Selain klorofil, juga terlibat beberapa pigmen lain diantaranya adalah karotenoid, yang berfungsi untuk membentuk klorofil dalam memanen cahaya serta melindungi klorofil dari proses fotooksidasi. Proses fotosintesis menghasilkan fotosintat berupa glukosa (C6H12O6) yang diperlukan oleh makhluk hidup lain.
Klorofil adalah pigmen hijau fotosintetis yang terdapat dalam tanaman, Algae dan Cynobacteria. nama "chlorophyll" berasal dari bahasa Yunani kuno : choloros= green (hijau), and phyllon= leaf (daun). Fungsi krolofil pada tanaman adalah menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintetis yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat (gula menjadi pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari.
Klorofil pada tumbuhan ada dua macam, yaitu klorofil a dan klorofil b. perbedaan kecil antara struktur kedua klorofil pada sel keduanya terikat pada protein. Sedangkan perbedaan utama antar klorofil dan heme ialah karena adanya atom magnesium (sebagai pengganti besi) di tengah cincin profirin, serta samping hidrokarbon yang panjang, yaitu rantai fitol. Klorofil akan memperlihatkan fluoresensi, berwarna merah yang berarti warna larutan tersebut tidak hijau pada cahaya yang diluruskan dan akan merah tua pada cahaya yang dipantulkan. Spektrofotometri sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer akan menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang energi secara relatif. Jika energi tersebut ditransmisikan maka akan ditangkap oleh klorofil yang terlarut tersebut. Pada fotometer filter sinar dari panjang gelombang yang diinginkan akan diperoleh dengan berbagai filter yang punya spesifikasi melewati banyaknya panjang gelombang tertentu.
Daun dari kebanyakan spesies menyerap lebih dari 90 % cahaya ungu dan biru,demikian pula untuk cahaya jingga dan merah. Hampir seluruh penyerapan ini dilakukan oleh pigmen-pigmen pada kloroplas. Pada membran tilakoid, setiap foton dapat mengeksitasi satu elektron dari pigmen karotenoid atau klorofil. Klorofil berwarna hijau merupakan bukti bahwa pigmen ini tidak efektif untuk menyerap cahaya hijau. Cahaya hijau oleh klorofil dipantulkan atau diteruskan. Penyerapan relatif untuk setiap panjang gelombang oleh pigmen dapat diukur dengan spektrofotometer.
Berdasarkan hal tersebut kami mencoba melakukan percobaan kadar klorofil dalam daun yang untuk mengetahui bagaimana kadar klorofil suatu daun mempengaruhi proses fotosintesis pada tumbuhan.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut rumusan masalah pada praktikum kali ini adalah : Bagaimana kadar klorofil berbagai daun dari suatu tanaman yang umurnya berbeda?
C. Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengukur kadar klorofil berbagai daun dari suatu tanaman yang umurnya berbeda dan mengetahui hubungan antara umur daun terhadap kadar klorofil.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Pada proses fotosintesis, terjadi penangkapan energi cahaya oleh zat hijau daun untuk pembentukan bahan organik. Fotosintesis hanya terjadi pada tanaman yang memiliki sel-sel hijau termasuk pada beberapa jenis bakteri. Aksi dari cahaya hijau dan kuning yang menyebabkan fotosistem pada tumbuhan tingkat tinggi dan penyerapan panjang gelombang ini oleh daun sebenarnya relatif tinggi, lebih tinggi dari yang ditampakkan pada spektrum serapan klorofil dan karotenoid. Tetapi, bukan berarti bahwaada pigmen lain yang berperan menyerap cahaya tersebut. Alasan utama mengapa spektrum aksi lebih tinggi dari spektrum serapan adalah karena cahaya hijau dan kuning yang tidak segera diserap akan dipantulkan berulang-ulang di dalam sel fotosintetik sampai akhirnya diserap oleh klorofil dan menyumbangkan energi untuk fotosintesis. (Lakitan, 2007).
Laju fotosintesis berbagai spesies tumbuhan yang tumbuh pada berbagai daerah yang berbeda seperti gurun kering, puncak gunung, dan hutan hujan tropika, sangat berbeda. Perbedaan ini sebagian disebabkan oleh adanya keragaman cahaya, suhu, dan ketersediaan air, tapi tiap spesies menunjukkan perbedaan yang besar pada kondisi khusus yang optimum bagi mereka. Spesies yang tumbuh pada lingkungan yang kaya sumberdaya mempunyai kapasitas fotosintesis yang jauh lebih tinggi daripada spesies yang tumbuh pada lingkungan dengan persediaan air, hara, dan cahaya yang terbatas. (Salisbury dan Ross, 1995).
Laju fotosintesis ditingkatkan tidak hanya oleh naiknya tingkat radiasi, tapi juga oleh konsentrasi CO2 yang lebih tinggi, khususnya bila stomata tertutup sebagian karena kekeringan. Sifat cahaya sebagai partikel biasanya diekspresikan dengan pernyataan bahwa cahaya menerpa sebagai foton (photon) atau kuanta, yang merupakan suatu paket diskrit dari energi, dimana masing-masing dikaitkan dengan panjang gelombang tertentu. Energi dalam tiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Cahaya biru dan ungu dengan panjang gelombang yang lebih pendek memiliki lebih banyak foton energetik dibanding cahaya merah atau jingga dengan gelombang yang lebih panjang. Di dalam kloroplas ditemukan DNA, RNA, ribosom, dan berbagai enzim. Semua molekul ini sebagian besar terdapat di stroma, tempat berlangsungnya transkripsi dan translasi. DNA kloroplas (genom) terdapat dalam 50 atau lebih lingkaran jalur ganda melilit dalam tiap plastid. Berbagai gen plastid menyandi semua molekul RNA-pemindahan (sekitar 30), dan molekul RNA-ribosom (empat) yang digunakan oleh plastid untuk translasi. Kira-kira 85 gen seperti ini menyandi protein yang terlibat dalam transkripsi, translasi, dan fotosintesis. Tapi, sebagian besar protein disandi oleh gen nukleus. (Salisbury dan Ross, 1995).
Warna daun berasal dari klorofil, pigmen warna hijau yang terdapat di dalam kloroplas. Energi cahaya yang diserap klorofil inilah yang menggerakkan sitesis molekul makanan dalam kloroplas. Kloroplas ditemukan terutama dalam sel mesofil, yaitu jaringan yang terdapat di bagian dalam daun. Karbon dioksida masuk ke dalam daun, dan oksigen keluar, melalui pori mikroskopik yang di sebut stomata. (Campbell, dkk, 2002).
Antara klorofil a dan klorofil b mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda, dimana klorofil a di samping bias menyerap energi cahaya, klorofil ini juga bias merubah energi cahaya dan tidak bisa merubahnya menjadi energi kimia dan energi itu akan ditransfer dari klorofil b ke klorofil a. Klorofil b ini tidak larut dalam etanol tai dapat larut dalam ester, dan kedua jenis klorofil ini larut dalam senyawa aseton (Devlin, 1975).
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalamdaun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil/pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari. (Subandi, 2008). Cahaya putih mengandung semua warna spektrum kasat mata dari merah-violet, tetapi seluruh panjang gelombang unsurnya tidak diserap dengan baik secara merata oleh klorofil. Adalah mungkin untuk menetukan bagaimana efektifnya setiap panjang gelombang (warna) diserap dengan menggunakan suatu larutan klorofil dengan cahaya monokromatik (cahaya berwarna satu). (Kimball, 2000).
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain gen, bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki klorofil. Cahaya, beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya, tanaman lain tidak memerlukan cahaya. Unsur N, Mg, Fe merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil. Air, bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil. (Subandi, 2008). Semua tanaman hijau mengandung klorofil a dan krolofil b. Krolofil a terdapat sekitar 75 % dari total klorofil. Kandungan klorofil pada tanaman adalah sekitar 1% basis kering. Dalam daun klorofil banyak terdapat bersama-sama dengan protein dan lemak yang bergabung satu dengan yang lain. Dengan lipid, klorofil berikatan melalui gugus fitol-nya sedangkan dengan protein melalui gugus hidrofobik dari cincin porifin-nya. Rumus empirisklorofil adalah C55H72O5N4Mg (klorofil a) dan C55H70O6N4Mg (klorofil b).
Pigmen-pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya pada warna biru (400-450 nanometer) dan warna merah (650-700 nanometer) dibandingkan dengan warna hijau (500-600 nanometer)(Gambar 2.1). Cahaya hijau akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau.
Absorbsi relatif pada berbagai panjang gelombang oleh suatu pigmen dapat diukur dengan spectrofotometer. Adapun untuk menghitung kadar klrorofil a, klorofil b, dan kadar klorofil total dapat digunakan rumus dari Witermans dan De Mots sebagai berikut:
- Klorofil a : 13,7 x OD 665 – 5,76 OD 649 (mg/l)
- Klorofil b : 25,8 x OD 649 – 7,7 OD 665 (mg/l)
- Klorofil total : 20,0 x OD 649 + 6,1 OD 665 (mg/l)
Gambar 2.1 grafik hubungan antara panjang gelombang cahaya dengan penyerapan cahaya oleh pigmen klorofil.
Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Pada tumbuhan ada dua jens pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosintesis yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotsistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mangalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbthan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil akhir ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH. ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses bikimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin dimana karbon dioksida diubah menjadi 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).
A. Faktor penentu laju fotosintesis
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
a. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
b. Konsentrasi karbon diksida
Semakin banyak karbon dioksida di udar, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
c. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja padasuhu optimalnya. Umumnya laju fotosintesis 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 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 banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
B. Faktor Yang Mempengaruhi Pembentukan Klorofil
Klorofil sebagai zat warna daun, tidak larut dalam air, melainkan larut dalam etanol, eter, metanol, kloroform dan bensol atau turunan dari alkohol. Dalam pembentukan klorofil, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi, antara lain adalah :
1. Faktor Pembawaan
Faktor genetik turut menentukan pembentukan klorofil. Jika tidak ada gen yang mendukung pembentukan klorofil pada daun, maka daun akan albino.
2. Cahaya
Cahaya sangat dibutuhkan untuk pembentukan klorofil. Apabila tumbuhan kekurangan cahaya, maka pada daunnya akan berwarna kekuning-kuningan (menunjukkan gejala klorosis). Pada daun tersebut terdapat proto klorofil untuk menjadi klorofil a, tetapi kekurangan 2 atom hidrogen. Reduksi proto klorofil untuk menjadi klorofil a membutuhkan sinar dari spektrum cahaya tampak yang harus diserap oleh proto klorofil untuk menjadi klorofil a. Peristiwa ini disebut autotransformasi.
3. Oksigen
Kecambah yang diperlakukan ditempat gelap, maka tidak akan terbentuk klorofil jika tidak menerima oksigen.
4. Temperatur
Pada suhu 30 – 480C merupakan kondisi temperatur yang baik untuk pembentukan klorofil. Namun suhu yang ideal adalah 26 – 300C.
5. Air
Pada musim kemarau, banyak klorofil yang mengalami degradasi, sehingga air sangat diperlukan.
6. Karbohidrat
Pada tumbuhan, karbohidrat dalam bentuk gula digunakan untuk proses pembentukan klorofil pada daun-daun yang sedang tumbuh.
7. Garam-garam mineral dan unsur hara.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang kami gunakan adalah eksperimen karena menggunakan beberapa variabel yaitu variabel kontrol, variabel manipulasi dan variabel respon.
B. Variabel Penelitian
a) Variable kontrol:
- Berat daun
- Volume akhir filtrate
- Larutan alcohol
- Panjang gelombang (649 nm dan 665 nm)
b) Variable manipulasi:
- Usia daun (daun muda, setengah tua, tua)
c) Variable respons:
kadar klorofil a, kadar klorofil b dan kadar klorofil total.
C. Alat dan Bahan
Alat :
• Pipet tetes
• Gelas ukur
• Lumpang porselin
• Kertas saring
• Spectrofotometer.
Bahan :
• Daun dengan umur yang berbeda, meliputi:
- daun muda yang diambil daun yang pucuk
- daun setengah tua diambil daun nomor 3 dari pucuk
- daun tua diambil nomor 5 dari pucuk ke bawah
• Alcohol 95%
D. Langkah Kerja
1. Menimbang satu gram daun yang masih segar, kemudian memotongnya kecil-kecil.
2. Menggerus potongan-potongan daun tersebut di dalam lumpang porselin hingga halus.
3. Mengekstraksi gerusan daun tersebut dengan menggunakan 20 ml alkohol 95%.
4. Menyaring ekstrak tersebut dengan menggunakan kertas saring sampai volume akhir filtrat mencapai 25 ml. Jika volume filtrat kurang dari 20 ml ditambahkan kembali alkohol 95%.
5. Mengukur kadar filtrat klorofil dengan menggunakan spectrophotometer pada panjang gelombang 649 nm dan 665 nm. Sebelum pengukuran perlu dikalibrasi terlebih dahulu. Larutan yang digunakan sebagai pelarut untuk kalibrasi adalah alkohol 95%. Mencatat nilai absorbansi (Optical Density) larutan tersebut.
6. Kadar klorofil a, kadar klorofil b, dan kadar klorofil total dapat dihitung dengan rumus dari Wintermans dan de Mots sebagai berikut:
- klorofil a : 13,7 x OD 665 – 5,76 OD 649(mg/l)
- klorofil b : 25,8 x OD 649 – 7,7 OD 665 (mg/l)
- klorofil total : 20,0 x OD 649 + 6,1 OD 665 (mg/l)
Mencatat data kadar klorofil berbagai daun pada umur yang berbeda.
E. Desain Eksperimen
Daun Muda Daun setengah tua Daun Tua
Dipotong kecil-kecil
Digerus dengan lumpang porselen
Diekstrak dengan 20 mL alkohol 95%
Ekstrak disaring dengan kertas saring
Mengukur kadar klorofil masing-masing daun
Mencatat nilai absorbansi
Menghitung kadar klorofil a, kadar klorofil b dan kadar klorofil total
BAB IV
Hasil dan Pembahasan
A. Hasil
a. Tabel Kelompok
Tabel kadar klorofil daun puring pada umur yang berbeda
Umur daun Klorofil a Klorofil b Klorofil total
Muda 2,996 6,439 9,457
½ tua 3,6088 7,448 11,084
Tua 5,104 11,042 16,185
b. Tabel Kelas
Tabel kadar klorofil pada berbagai macam daun pada tanaman yang berbeda
Jenis tumbuhan Kadar klorofil dalam daun (mg / i)
Klorofil a Klorofil b Klorofil total
Muda Setengah tua Tua Muda Setengah tua Tua Muda Setengah tua Tua
Puring 2.996 3.608 5.104 6.439 7.448 11.042 9.457 11.084 16.185
Pacar air 3.075 4.694 5.776 6.62 11.515 17.06 9.718 19.185 22.880
Sepatu 0.816 5.399 3.176 2.249 10.524 8.272 3.071 17.748 11.240
Grafik 1. Pengaruh umur daun terhadap kadar klorofil a pada 3 jenis tumbuhan ( Pacar air, Sepatu, dan Puring)
Grafik 2. Pengaruh umur daun terhadap kadar klorofil b pada 3 jenis tumbuhan ( Pacar air, Sepatu, dan Puring)
Grafik 3. Pengaruh umur daun terhadap kadar klorofil total pada 3 jenis tumbuhan ( Pacar air, Sepatu, dan puring)
B. Analisis Data
Dapat diambil suatu analisis dari data percobaan pengukuran kadar klorofil pada daun yaitu kadar klorofil total pada setiap daun berbeda, bergantung pada umur daun dan bergantung pula pada pigmen penyusunnya. Pada daun puring klorofil total pada daun muda sebesar 9,457 mg/L, klorofil puring pada daun ½ tua sebesar 11,084 mg/L, dan klorofil puring pada daun tua sebesar 16,185 mg/L. Kadar klorofil diatas menunjukkan bahwa total klorofil puring pada daun tua paling tinggi jika dibandingkan dengan daun yang muda dan daun ½ tua .
Dari data kelas juga kami dapatkan hasil bahwa pada daun Pacar air klorofil total pada daun muda sebesar 9,718 mg/L, sedangkan klorofil total pacar air pada daun ½ tua sebesar 19,185mg/L dan klorofil total pacar air pada daun tua sebesar 22,880 mg/L. Kadar klorofil tersebut menunjukkan bahwa total klorofil pacar air pada daun tua paling tinggi jika dibandingkan dengan daun yang muda dan daun setengah tua. Semakin tua daun pacar air, maka kadar klorofilnya juga semakin tinggi.
Pada daun sepatu kadar klorofil total pada daun muda sebesar 11,240 mg/L, sedangkan klorofil total daun sepatu pada daun setengah tua sebesar 17,748 mg/L dan klorofil total daun sepatu pada daun tua sebesar 3,071 mg/L. Hasil menunjukkan bahwa kadar klorofil pada daun setengah tua paling tinggi jika dibandingkan dengan daun muda maupun daun tua.
Kadar klorofil a dan klorofil b daun puring pada umur yang berbeda juga berlainan. Kadar klorofil a pada daun muda sebesar 2,996 mg/L, kadar klorofil a pada daun setengah tua sebesar 3,608 mg/L dan kadar klorofil a pada daun tua sebesar 5,104 mg/L. Sedangkan untuk kadar klorofil b daun puring pada daun muda sebesar 6,639 mg/L, kadar klorofil b daun puring pada daun setengah tua sebesar 7,448 dan kadar klorofil b puring pada daun tua sebesar 11,042 mg/L. Hal tersebut jelas menunjukkan bahwa pada umur yang berbeda, kadar klorofil pada suatu daun pun juga akan berbeda.
C. Pembahasan
Dari analisis data diatas, dapat kita lihat bahwa adanya faktor yang mempengaruhi perbedaan kadar klorofil pada daun. Satiap jenis daun memiliki kadar klorofil yang berbeda-beda. Salah satu faktor yang mempengaruhi kadar klorofil adalah umur daun.
Namun dalam percobaan dengan menggunakan daun sepatu didapatkan hasil yang berbeda. Klorofil total pada daun setengah tua memiliki kadar paling tinggi. Hal tersebut bertentangan dengan teori yang menyatakan bahwa sejalan dengan pertumbuhan daun, kemampuan untuk berfotosintesis juga meningkat sampai daun berkembang penuh dan kemudian mulai menurun secara perlahan (Salisbury, 1995). Seharusnya semakin tua umur daun maka semakin tinggu pula kadar klorofilnya. Setelah kami analisis, hal tersebut dapat dimungkinkan terjadi karena faktor lingkungan misalnya ketersediaan air dan hara pada tempat tumbuh tumbuhan tersebut kurang mendukung. Faktor lain yang mungkin mendukung adalah bahwa klorofil daun yang kami ambil telah mengalami penurunan kemampuan fotosintesis, atau adanya penyakit pada daun tersebut misalnya klorosis yang merupakan petunjuk terjadinya kekurangan hara atau serangan penyakit yang dialami oleh tumbuhan.
Perhitungan kadar klorofil Puring muda :
a. Klorofil a : (13,7 x 0,37) – (5,76 x ,38) = 2,996
b. Klorofil b : (25,8 x 0,21) – (7,7 x 0,18) = 6,439
c. Klorofil total : (20,0 x 0,21) + (6,1 x 0,18) = 9,457
D. Diskusi
1. Jelaskan mengapa kadar klorofil daun pada berbagai umur berbeda. Kemukakan pendapat saudara dengan membeerikan teori-teori yang mendukung!
Letak daun mempengaruhi kecepatan fotosintesis dan kecepatan fotosintesis berpengaruh terhadap kadar klorofil. Pada daun yang masih muda akan memperoleh cahaya yang lebih banyak sehingga diperlukan sedikit klorofil untuk menangkap cahaya. Setelah ditangkap maka cahaya tersebut akan dialirkan ke pusat reaksi dalam bentuk electron. Electron ini didebut electron tereksitasi dan dari proses eksitasi electron akan dihasilkan energi eksitasi. Energi ini berguna untuk proses fotosintesis. Sedangkan pada daun yang sudah tua akan memperoleh cahaya yang lebih sedikit sehingga diperluan banyak klorofil untuk menangkap cahaya yang akan dialirkan ke pusat reaksi. Karena itu kadar klorofilnya lebih banyak. Pernyataan ini sesuai dengan teori afinitas electron, bahwa makin jauh dari cahaya maka akan dibutuhkan energi yang banayak untuk menagkap electron. Hal ini menjadikan kadar klorofil menjadi lebih banyak.
2. Jelaskan fungsi klorofil di dalam proses fotosintesis!
Fungsi klorofil adalah sebagai pigmen yang utama dalam menangkap cahaya dan sebagai pengembali sinar dalam gelombang yang berlainan. Dalam suatu proses fotosintesis diperlukan juga pigmen fotosintesis (klorofil) dan proses fotosintesis hanya dapat berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintesis.
3. Manakah diantara tumbuhan terdedah dan ternaung (pada spesies yang sama) yang memiliki jumlah klorofil yang besar? Mengapa demikian?
Jumlah klorofil terbesar berada pada daun yang ternaung karena umumnya daun ternaung berukuran lebih tebal namun lebih tipis dibandingkan dengan daun terdedah. Kadar klorofil b pada daun ternaung juga lebih tinggi dari pada daun terdedah terutama karena tiap kloroplas mempunyai lebih banyak grana. Jadi daun ternaung menggunakan lebih banyak energi untuk menghasilkan pigmen permanent cahaya yang memungkinkannya mampu menggunakan semua cahaya dalam jumlah dengan pola yang terbatas yang mengenainya. Kloroplas di daun yang ternaungi tersusun secara fototaksis dalam pola yang memaksimumkan penyerapan cahaya. Pada daun yang ternaung, kondisi pencahayaan relative kurang, sehingga daun aktif membentuk pigmen, terutama klorofil untuk dapat terus beraktivitas fotosintesis dan, mempunyai lamina yang tebal, hal ini karena daun tersebut mempunyai jaringan palisade yang panjang sehingga banyak mengandung klorofil.. (Salisbury, 1995)
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, dkk. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van Nostrand.
Kimball, John. W. 2000. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Grafindo Persada.
Lakitan, Benyamin. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Raja Grafindo Persada.
Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung : ITB.
Salisbury, J.W. dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. Bandung : ITB.
Subandi, Aan. 2008. Metabolisme. http://metabolisme.blogspot.com/2007/09. 06 April 2008.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar