PENGARUH KUALITAS CAHAYA TERHADAP FOTOSINTESIS

UNIVERSITAS JEMBER

FAKULTAS PERTANIAN

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

LABORATORIUM FISIOLOGI TUMBUHAN DASAR

LAPORAN PRAKTIKUM

NAMA                                      : MUZAYYINUL GHUFRON

NIM                                           : 121510501016

GOL/KELOMPOK                 : A/I

ANGGOTA                              : 1. NOVITA FAJRIYATUL M.    (121510501001)

                                                     2. WAHYU PUSPASARI              (121510501006)

                                                     3. DEVI ANGGUN C.                   (121510501010)

                                                     4. RIZKI AMRILLAH H.              (121510501015)

                                                     5. DEVI CRISTIANA                    (121510501020)

                                                     6. RISKA YULIANTI                    (121510501027)

                                                     7. SARWINDA CAHYA U.          (121510501088)

                                                     8. BAGUS DWI S.                          (111510501028)

JUDUL ACARA                     : FUNGSI CAHAYA DAN PIGMEN DALAM  FOTOSINTESIS

TANGGAL PRAKTIKUM   : 14 MARET 2013

TANGGAL PENYERAHAN         : 16 MARET 2013

ASISTEN                                  : 1. MOH. AMINNUDDIN

                                                     2. ASRI RINA H.

                                                     3. FAJAR FIRMANSYAH

                                                     4. FAKHRUSY ZAKARIYYA

                                                     5. KHUSNUL KHOTIMAH

                                                     6. NORMA LAILATUN NIKMAH

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Secara umum makhluk hidup yang ada di bumi ini tergolong organisme heterotrof, yaitu makhluk hidup yang tidak dapat membuat makanan sendiri. Sehingga mengambil makanan dari organisme autotrof, sebagian besar adalah  tumbuhan hijau. Tumbuhan hijau dapat menghasilkan makan sendiri karena melalui suatu rangkaian proses kimia kompleks yang dikenal dengan fotosintesis. Proses fotosintesis ini mengahasilkan bahan makanan dalam bentuk gula yang disimpan dalam organ-organ tertentu pada tanaman, seperti pada buah, akar, dan batang. Selain menghasilkan makanan, proses fotosintesis ini juga menghasilkan gas oksigen yang berguna untuk pernapasan makhluk hidup di bumi ini.

            Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya cahaya dan pigmen (zat warna).  Apabila salah satu dari faktor tersebut kurang tersedia, maka proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan akan terganggu. Bahkan dalam keadaan yang sangat ekstrim, hal ini dapat menghambat proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Cahaya dibutuhkan oleh tanaman sebagai sumber energi pemicu terjadinya proses fotosintesis. Apabila kebutuhan cahaya tidak terpenuhi, maka proses fotosintesis akan berlangsung kurang maksimal. Namun apabila cahaya yang tersedia terlalu berlebihan dalam keadaan kekeringan yang sangat ekstrim dapat merusak daun sehingga proses fotosintesispun tidak akan bisa terlaksana.

             Ketika energi cahaya ini diterima oleh daun, pada saat inilah pigmen daun menjalankan perannya. Pigmen daun berfungsi sebagai penerima/penangkap cahaya dari lingkungan yang kemudian digunakan dalam proses fotosintesis. Jadi cahaya dan pigmen ini merupakan dua komponen yang saling berhubungan dalam menjalankan fungsinya untuk proses fotosintesis.

Oleh karena itu pentng untuk mempelajari cahaya dan pigmen ini untuk mengetahui pengaruh dari ke dua komponen tersebut secara lebih mendalam supaya dapat menambah wawasan pembaca dan supaya pembaca sadar bahwa begitu penting untuk melestarikan tumbuhan yang ada di lingkungan sekitar.  Selain itu dengan mengetahui pengaruh cahaya dan pigmen dalam proses fotosintesis ini pembaca bisa mengembangkan cara-cara untuk mengoptimalkan proses fotosintesis pada tanaman sehingga produksi tanaman dapat meningkat, kuantitas O₂ pun bertambah, dan diharapkan dengan meningkatnya hasil produksi pangan dan kualitas udara ini dapat memperbaiki kesejahteraan manusia di bumi pada umumnya dan di Indonesia pada khususnya, baik kesejahteraan jasmani maupun kesejahteraan rohani.

1.2 Tujuan

                   Praktikum “Pengaruh Cahaya dan Pigmen dalam Fotosintesis” ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kehadiran cahaya dan pigmen dalam proses proses fotosintesis dan melihat macam-macam pigmen yang terdapat di dalam daun serta mempelajari sifat-sifatnya.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

              Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal yang paling penting adalah tanah, cahaya, kelembaban, dan air. Sementara faktor internalnya mencakup hormon, gen, struktur morfologi dan anatomi organ tumbuhan serta kandungan klorofil (Sasmitamihardja dan Siregar, 1997 dalam Sumenda, 2011). Dari faktor-faktor di atas, yang cukup cukup penting peranannya dalam proses fotosintesis adalah cahaya dan pigmen (zat warna). Hal ini sesuai dengan pernyataan Salisbury  dan  Ross (1992) yang berbunyi fotosintesis  merupakan  suatu  proses  metabolisme  dalam  tanaman  untuk membentuk  karbohidrat  dengan  menggunakan gas karbondioksida (CO₂) dari udara bebas dan air dari dalam  tanah  dengan  bantuan  cahaya  dan  klorofil. Kindersley (1993) Menyatakan bahwa tumbuhan menggunakan pigmen-pigmen antara lain klorofil, yaitu pigmen hijau yang terdapat dalam daun untuk menangka cahaya matahari. Cahaya matahari ini kemudian diubah oleh tumbuhan menjadi energi kimia yag dapat disimpan dan digunakan sebagai bahan bakar dalam proses daur hidupnya. Proses yang terdiri atas dua tahap ini disebut fotosintesis

              Cahaya memiliki beberapa peranan penting bagi aktivitas hidup tumbuhan. Cahaya yang redup akan mengakibatkan lambatnya laju fotosintesis sehingga dapat menghambat proses pertumbuhan salah satunya adalah penambahan luas daun. Luas daun akan mempengaruhi kuantitas penyerapan  cahaya. Apabila cahaya tersedia dalam jumlah yang kurang mencukupi, maka akan mengakibatkan jumlah cabang yang tumbuh pada suatu tanaman menurun. Apabila cabang yang tumbuh hanya sedikit, otomatis jumlah daun dan luas permukaan daun juga sedikit (Fanindi  et al., 2010 dalam setyanti et al., 2013). Unsur radiasi matahari yang penting salah satunya adalah intensitas cahaya. Tanaman akan meningkatkan laju pertumbuhan daunnya supaya bisa menangkap cahaya secara maksimal sehingga proses fotosintesis di dalam daun dapat berjalan dengan lancar. (setyanti et al., 2013)

              Menurut pendapat Fanindi et al., (2010) dalam setyanti et al. (2013), apabila lingkungan subur, air tersedia dan suhu sesuai, maka cahaya matahari yang merupakan faktor pembatas pertumbuhan, karena terdapat hubungan antara radiasi dan hasil fotosintesis. Hal ini juga didukung oleh Sudiaji (2005) dalam Alamsjah (2010) yang menyatakan cahaya mempunyai peranan yang sangat penting terhadap proses fotosintesis yang mempengaruhi  intensitas  dan  panjang  gelombang. Apabila radiasi suatu cahaya memilik panjang gelombang dan energi yang sesuai dengan kebutuhan tanaman, maka proses fotosintesis dapat berlangsung dengan baik. Namun jika cahaya yang tersedia di lingkungan memiliki panjang gelombang yang tinggi (energi yang dihasilkan terlalu rendah), maka proses fotosintesis tidak akan terjadi secara maksimal. Sedangkan apabila cahaya yang ada di lingkungan memiliki gelombang yang terlalu rendah (energi yang dihsilkan terlalu tinggi), maka proses fotosintesis tidak akan terjadi karena energi yang terlalu tinggi dapat merusak klorofil pada daun.

              Selain itu cahaya juga berperan dalam proses pembentukan klorofil dalam daun. Hal ini sesuai dengan pernyataan Salisbury dan Ross (1991), klorofil  berasal dari proplastida yaitu plastida yang belum dewasa, kecil dan  hampir tidak  berwarna dan sedikit atau tanpa membran dalam. Proplastida membelah saat embrio berkembang, dan menjadi kloroplas  ketika  daun dan  batang terbentuk.  Pada  organ yang  terkena cahaya matahari, kloroplas muda akan aktif membelah sehingga dapat menghasilkan kloroplas-kloroplas baru yang mendukung terjadinya proses fotosintesis. Apabila intensitas cahaya yang diterima oleh tumbuhan hanya sedikit akan menyebabkan daun berwarna pucat.

              jika cahaya memiliki peran yang sangat penting bagi tumbuhan, maka pigmen daun merupakan sarana untuk menangkap dan mentransfer cahaya tersebut dalam sklus kimia yang terjadi pada proses fotosintesis. Pigmen yang paling penting peranannya dalam tumbuhan adalah klorofil. Menurut Ai dan  Banyo (2011) dalam , klorofil merupakan pigmen utama pada tanaman. Klorofil memiliki fungsi utama dalam fotosintesis yaitu memanfaatkan energi matahari, memicu fiksasi CO₂ untuk menghasilkan karbohidrat dan menyediakan energi. Karbohidrat  yang  dihasilkan  dalam  fotosintesis  diubah menjadi protein, lemak, asam nukleat dan molekul organik lainnya. Ada beberapa jenis klorofil, yaitu klorofil a dan klorofil b.  Pada  tumbuhan  tingkat  tinggi, klorofil  a  dan  klorofil  b  merupakan pigmen  utama  fotosintesis,  yang berperan  menyerap  cahaya violet, merah, biru dan mengembalikan/memantulkan cahaya hijau  (Salaki  2000). Molekul klorofil merpakan suatu derivat porfirin yang memiliki struktur  tetrapirol siklis dengan satu cincin pirol yang sebagian  tereduksi. Inti tetrapirol mengandung atom Mg non-ionik yang terikat oleh dua ikatan kovalen, dan  mempunyai rantai samping. Pembentukan klorofil terjadi melalui fotoreduksi  protoklorofilid  menjadi klorofilid  a  dan  diikuti  dengan esterifikasi  fitol  untuk  membentuk klorofil a yang dikatalisis enzim klorofilase. Perubahan protoklorofilid menjadi klorofilid a pada tumbuhan biji tertutup (angiospermae) harus menggunakan cahaya.  kemudian  jenis klorofil yang lainnya akan disintesis  dengan bahan awal awal dari klorofil  a  (Pandey dan Sinha 1979 dalam Sumenda et al., 2011).

              Pembentukan klorofil pada tanaman dipengaruhi oleh beberapa hal. Berdasarkan Dwijoseputro (1992) dalam Setyanti et al. ( 2013) pembentukan  klorofil  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor yaitu faktor  genetik  tanaman,  intensitas  cahaya,  oksigen,  karbohidrat,  unsur  hara,  air, dan  temperatur. Hal ini juga ditegaskan oleh Hendriyani dan Setiari (2009 ) dalam  dalam Ai dan Banyo (2011) bahwa sintesis  klorofil dipengaruhi  oleh  berbagai  faktor  seperti cahaya, gula atau karbohidrat, air, temperatur, faktor  genetik,  unsur-unsur  hara  seperti N, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, S dan O. Jika ditinjau dari segi genetk tanaman, maka tanaman dengan karakter genetik tertentu tidak akan memiliki klorofil (zat hijau daun) sesuai krakteristik induknya. Selain itu pencahayaan yang kurang pada suatu tanaman juga dapat menimbulkan warna pucat pada tanaman karena enzim pembentuk klorofil tidak bisa bekerja dengan baik. Karbohidrat juga mempengaruhi pembentukan biomassa kering pada tumbuhan, mislanya saja daun. jika karbohidrat yang diolah tanaman sedikit, maka pertumbuhan tanaman tidak akan maksimal. Batangnya kecil, percabangan sedikit, dan jumlah daun pun sedikit. Secara tidak langsung hal ini menyebabkan klorofil yang dibentuk oleh tanaman hanya sedikit. Sementara itu unsur hara dan air juga memiliki peranan yang cukup penting dalam penyusunan klorofil pada tanaman. apabila tanaman kekurangan air maka tanaman akan menjadi layu, dan pertumbuannya pun akan terhambat. Sehingga daun tidak dapat membentuk klorofil secara maksimal. Begitu juga unsur hara. Klorofil ini tersusun atas unsur Mg dan Nitrogen. Apabila unsur Mg yang diperoleh tanaman hanya sedikit, maka tanaman tidak akan mampu membentuk klorofil secara maksimal. Sedangkan menurut Mas’ud (1993) dalam Setyanti et al. ( 2013), nitrogen menjadi bagian dari molekul klorofil yang mengendalikan kemampuan tanaman dalam  melakukan  fotosintesis. Nitrogen berperan sebagai penyusun klorofil. Kandungan nitrogen yang  tinggi menjadikan dedaunan lebih hijau dan bertahan lebih lama. Tanaman yang kekurangan nitrogen warna daunnya menjadi kuning pucat sampai hijau kelam.

              Selain faktor-faktor di atas, jenis tanaman juga mempengaruhi kuantitas klorofil yang dimiliki oleh suatu tanaman hijau. Hal ini sesuai dengan apa yang diutarakan oleh Dewi (2007) dalam Setiari dan Nurchayati (2009), yaitu daun kemangi hanya tersusun dari selapis jaringan palisade. Mesofil, khususnya jaringan palisade, merupakan jaringan yang kaya klorofil  (Fahn,1982 dan Hopkins, 1997 dalam Setiari dan Nurchayati 2009).  Menurut Musyarofah dkk (2006) dalam Setiari dan Nurchayati (2009), daun pegagan memiliki morfologi yang tebal mempunyai klorofil a, klorofil b dan klorofil total lebih banyak daripada  daun pegagan yang lebih tipis. Tebal tipisnya daun pegagan tersebut disebabkan karena pengaruh naungan. Selain itu, morfologi daun yang tipis umumnya mudah layu ketika dipetik sehingga klorofilnya mudah terdegradasi.  Kemangi merupakan sayuran yang tidak tahan lama ketika telah dipetik dan sering dikonsumsi sebagai lalapan. Jadi yang mempengaruhi klorofil berdasarkan bebrapa pendapat di atas adalah struktur morfologi dan anatomi dari suatu tanaman. Semakin besar ukuran daun suatu tanaman yang berzat hijau daun, maka kandungan klorofilnya lebih banyak. Begitu pula sebaliknya, semakin kecil ukuran daun suatu tanaman, maka kadar klorofilnya semakin sedikit.

              Klorofil yang sangat berguna bagi tanaman ini mempunyai sifat/ karakter yang spesifik, terutama dalam penerimaan panjang gelombang yang dipancarkan oleh suatu cahaya. Dwidjoseputro (1994) dalam Ai dan Banyo (2011) menyatakan bahwa sifat fisik klorofil adalah menerima dan atau memantulkan cahaya dengan gelombang yang berlainan (berpendar = berfluoresensi). Klorofil pada umumnya menyerap cahaya dengan panjang gelombang 400-700 nm, terutama sinar merah dan biru. Sifat kimia klorofil antara lain (1) tidak larut dalam air,  melainkan larut dalam pelarut organik yang lebih polar, seperti etanol dan kloroform; (2) inti Mg akan tergeser oleh 2 atom H bila dalam suasana asam,  sehingga membentuk suatu persenyawaan yang disebut feofitin yang berwarna  coklat. Jadi ketika klorofil menerima cahaya yang berada pada jangkauan panjang gelombangnya, maka klorofil akan menyerap cahaya tersebut. Namun apabila cahaya yang diterima oleh klorofil berada di luar jangkauan panjang gelombangnya, maka cahaya tersebut akan dipantulkan kembali ke lingkungan, misalnya cahaya hijau. Karena gelombang cahaya hijau berada di luar jangkauan panjang gelombang klorofil, maka cahaya tersebut dipantulkan kembali ke lingkungan. Inilah sebabnya daun yang kita lihat berwarna hijau.

              Selain klorofil yang memantulkan warna hijau, tanaman juga memiliki pigmen lainnya, misalnya lavonoid, karotenoid, dan antosianin. Dengan adanya flavonoid bunga akan menjadi menarik. Banyak serangga yang berdatangan karena terpikat oleh warna merah yang pantulkan oleh pigmen ini sehingga membantu tanaman dalam melakukan penyerbukan. Hal ini sesuai dengan Worotikan (2011) dalam Lumbessy et al (2013) yang menyatakan flavonoid  adalah pigmen tanaman  untuk  memproduksi  warna  bunga  merah atau  biru  pigmentasi  kuning  pada  kelopak  yang digunakan  untuk  menarik  hewan  penyerbuk. Flavonoid  hampir  terdapat  pada  semua  bagian tumbuhan  termasuk  buah,  akar,  daun  dan  kulit  luar batang. Selain dari segi estetika flavonoid juga memiliki fungsi yang lain. Seperti yang dipaparkan oleh Haris (2011) dalam Lumbessy et al (2013) bahwa manfaat  flavonoid  antara  lain  untuk melindungi struktur sel, meningkatkan efektifitas vitamin C, antiinflamasi, mencegah  keropos tulang dan  sebagai antibiotik.

              Sementara itu karotenoid merupakan pigmen yang paling umum terdapat di alam dan disintesis oleh semua organisme fotosintetik dan fungi (Vilchez et al., 2011 dalam Fretes et al., 2012). Pada tanaman air, pigmen ini biasanya ditemukan pada golongan algae. Sedangkan antosianin tergolong pigmen yang disebut  flavonoid  yang  pada umumnya larut dalam air. Warna pigmen antosianin  berwarna merah,  biru,  violet dan  biasanya  dijumpai  pada  bunga, buah-buahan dan sayur-sayuran. Dalam tanaman terdapat dalam bentuk glikosida yaitu membentuk  ester  dengan monosakarida  (glukosa,  galaktosa,  ramnosa,  dan kadang-kadang  pentosa)  (Winarno, 2002 dalam Sri Winarti dan Firdaus, 2010 ). Antosianin bisa ditemukan pada bunga mawar. Hal ini sesuai dengan Joseph (2002) yang menyatakan bahwa senyawa ini membuat mawar berwarna merah.

BAB 3. METODOLOGI

3.1 Waktu dan Tempat

            Acara praktikum Agrobiologi acara 2 “Fungsi Cahaya dan Pigmen dalam Fotosintesis” ini dilakasnakan pada Hari Kamis Tanggal 14 Maret 2013 pukul 06.00-07.30 WIB di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Jember.

3.2 Bahan dan Alat

3.2.1 Bahan

1.    Daun tanaman akalipa (merah-putih-hijau)

2.    Daun ketela pohon

3.    CaCO₃

4.    Aseton

5.    Akuades

6.    Petroleum eter

7.    Larutan HCl dan NaOH

8.    Alkohol

9.    Larutan I₂ KI

3.2.2 Alat

1.        Mortir dan stamper

2.        Neraca analitis

3.        Gelas arloji

4.        Corong pemisah

5.        Beaker glass

6.        Tabung Reaksi

7.        Pinset

8.        Bunsen

9.        Kaki tiga

10.    Penjepit kayu

11.    Cutter

12.    Tisu gulung

3.3  Cara Kerja

3.3.1        Pengaruh Cahaya dalam Fotosintesis

1.    Menyiapkan daun ketela pohon yang muda dan telah berkembang penuh (the youngest fully expanded leaves) dan diperkirakan mendapatkan cahaya matahari secara langsung.

2.    Menutup sebagian daun ketela pohon tersebut dengan kertas karbon selama 2-3 x 24 jam

3.    Mengambil daun itu, kemudian pada ruas daun yang diperlakukan tersebut dipotong sehingga diperoleh potongan dengan bagian yang ditutup dan tidak

4.    Menyiapkan beberapa tabung reaksi, kemudian mengisisnya dengan 5-10 ml alkohol 96% dan memasukkan potongan-potongan daun tersebut

5.    Memanaskan air di dalam beaker glass 1000 ml, kemudian masukkan tabung reaksi yang berisi potongan daun tersebut dan menunggu sampai daun berwarna pucat

6.    Mengambil daun yang telah berwarna pucat kemudian meletakkannya pada gelas arloji

7.    Menguji daun yang telah berwarna pucat dengan meneteskan larutan I₂KI. Kemudian mengamati warna yang tampak.

3.3.2        Pengaruh Pigmen Dalam Fotosintesis

1.    Menyiapkan daun akalipa yang muda dan telah berkembang penuh (the youngest fully expanded leaves) dan memiliki warna putih dan hijau

2.    Mengambil daun tersebut, kemudian membuat potongan sehingga diperoleh kedua bagian warna tersebut

3.    Menyiapkan beberapa tabung reaksi, kemudian mengisinya dengan 5-10 ml alkohol 96% dan memasukkan potongan-potongan daun tersebut

4.    Memanaskan air di dalam beaker glass 1000 ml, kemudian memasukkan tabung reaksi yang berisi potongan daun tersebut dan menunggu sampai daun berwarna pucat

5.    Mengambil daun yang telah berwarna pucat kemudian meletakkannya pada gelas arloji

6.    Meguji daun yang telah berwarna pucat dengan meneteskan larutan I₂KI. Kemudian mengamati warna yang tampak.

3.3.3        Pemisahan Pigmen

1.    Menimbang 1 gram daun tanaman yang telah ditentukan

2.    Menumbuk/ menghaluskan daun dengan mortar dan stemper serta memberi sedikit CaCO₃

3.    menambahkan 20 cc aseton. Menyaring larutan aseton yang berwarna hijau gelap menggunakan kertas filter untuk menghilangkan sisa-sisa saringan

4.    Meniapkan corong pemisah dan mengisinya dengan 10-25 cc petroleum eter dan meletakkannya dalam posisi berdiri

5.    Memisahkan kedua warna yang terbentuk ke dalam tabung yang berbeda.

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Tabel Hasil Pengamatan Pemisahan Pigmen pada daun Akalipa Merah dan Akalipa Hijau

Bahan	Pengamatan
	Klorofil a	Klorofil b	Anthosianin	Karoten	Xantophyl
Akalipa Merah	_	+	+	+	+
Akalipa Hijau	+	+	_	_	+

Keterangan:     +          =  Ada

                        ^_           =  Tidak ada

Tabel Hasil Pengamatan Pengaruh Cahaya pada daun Akalipa dan Singkong

Bahan	Bagian	Kondisi Warna
Akalipa	Kuning	++
	Hijau	++++
Singkong	Tertutup	+
	Terbuka	+++

Keterangan:     ++++   : Sangat Kuat

                        +++     : Kuat

                        ++        : Lemah

                        +          : Sangat Lemah

4.2 Pembahasan

            Fotosintesis merupakan proses biokimia yang terjadi pada tumbuhan hijau untuk menghasilkan makanan yang tersimpan dalam bentuk karbohidrat. Salah satu faktor penting yang mempengaruhi proses fotosintesis ini adalah intensitas cahaya. Dalam fotosintesis cahaya berfungsi sebagai generator energi. Cahaya (foton) dengan panjang gelombang yang sesuai dengan proses fotosisntesis akan diterima oleh klrofil selaku pemanen cahaya, kemudian foton ini akan menyebabkan molekul klorofil kelebihan energi sehingga elektron pada molekul klorofil tereksitasi menuju aseptor elektron. Hal ini menyebabkan molekul pada klorofil menjadi tidak stabil. Untuk mensatbilkannya maka dilakukanlah pemecahan moleklu air menjadi 2H⁺ dan 2e^-. Elektron hasil pemecahan air inilah yang kemudian digunakan untuk menstabilkan molekul klorofil. Elektron yang telah ditransfer tadi kemudian akan menuju  ke plastoquinon, lalu kompleks sitokrom b/f, kemudian ke plastosianin, dan menuju ke ferredoxin. Di ferredoxin inilah kemudian elektron akan berikatan dengan NADP⁺ dan H⁺ sehingga terbentuklah NADPH. Sementara itu aliran elektron tadi akan menghasilkan energi dalam bentuk ATP. NADPH dan ATP ini kemudian akan diproses lebih lanjut dalam siklus kalvin. Jadi sudah jelas bahwa cahaya memgang peranan yang sangat penting dalam proses fotosintesis, yaitu sebagai generator/ sumber energi.

            Pada Praktikum Fungsi Cahaya dan Pigmen dalam fotosintesis salah satu bahan yang diuji adalah daun singkong. Sebagian dari daun singkong tersebut dilapisi oleh kertas karbon selama tiga hari sedangkan bagian yang lain dibiarkan terbuka. Hasil data yang diperoleh yaitu daun yang tertutup oleh kertas karbon setelah dipanaskan dalam alkohol dan ditetesi larutan I₂KI, memiliki warna yang lemah sementara daun yang dibiarkan terbuka, setelah mengalami perlakuan yang sama memiliki warna yang lebih kuat. Hal ini dikarenakan daun yang ditutup dengan larutan kertas karbon menerima cahaya dalam jumlah yang sedikit sehingga proses fotosintesis berjalan kurang maksimal dan hasil fotosintesisnya juga tidak optimal. Hasil fotosintesis ini berupa karbohidrat/ pati. Sementara itu larutan I₂KI yang digunakan pada praktikum ini berguna sebagai indikator adanya pati dalam suatu zat. Jadi data yang praktikum yang diperoleh sesuai secara teori, yaitu daun yang ditutup dengan kertas karbon hanya menghasilkan pati yang sedikit karena penyerapan cahayanya kurang maksimal sehingga setelah ditetesi larutan I₂KI warnanya lemah, sedangkan daun yang dibiarkan terbuka setelah ditetesi larutan I₂KI warnanya lebih kuat karena proses penyerapan cahayanya lebih maksimal.

            Selain cahaya, faktor penting lain yang mempengaruhi proses fotosintesis adalah pigmen daun. Daun memiliki beberapa macam pigmen, yaitu: klorofil, antosianin, karoten, dan xantofil. Pigmen yang memberikan efek warna hijau pada pandangan manusia adalah klorofil. Warna hijau tersebut merupakan warna pantulan daun sementara daun sendiri paling banyak menyerap warna merah. Klorofil ini secara umum dibedakan menjadi klorofil a (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) dan klorofil b (C₅₅H₇₂O₆N₄Mg). Klorofil a berwarna hijau kebiruan sedangkan klorofil b berwarna hijau kekuningan. Biasanya kandungan dari klorofil a dan klorofil b ini dapat menunjukkan indeks kesegaran daun yang berwarna hijau. Apabila klorofilnya mulai terdegradasi, maka warna daun yang seharusnya hijau akan berubah menjadi kekuningan. Hal ini bisa dilihat pada sayuran yang dijual di pasar-pasar. Sifat fisik klorofil adalah menerima gelombang yang sama dan memantulkan gelombang yang berlainan. Klorofil banyak menyerap sinar dengan panjang gelombang antara 400-700 nm, terutama sinar merah dan biru. Sifat kimia klorofil, antara lain (1) tidak dapat larut di dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik yang lebih polar,misalnya etanol dan kloroform; (2) inti Mg akan tergeser 2 atom H bila dalam suasana asam, sehingga membentuk suatu persenyawaan yang disebut feofitin  yang berwarna coklat. Selain klorofil, pigmen daun yang lain adalah antosianin. Anthosianin ini tergolong dalam pigmen Flavonoid, yaitu pigmen yang tergantung pada pH lingkungan. Adapun sifat/ karakterisiknya yaitu apabila pH lingkungan di bawah 7 (asam), maka antosianin akan berwarna merah, apabila pH lingkungan di atas  7 (basa) maka anthosianin menjadi biru. Namun jika pH lingkungan netral, maka anthosianin akan berwarna ungu. Sementara itu pigmen daun yang lain adalah karotenoid. Karotenoid pada daun masih dibedakan menjadi dua lagi, yaitu karoten dan xantophyl. Karoten (C₄₀H₅₆) merupakan pigmen yang memberikan karakteristik/sifat warna jingga dan berguna sebagai provitamin A pada daun. sementara itu xantophyl (C₄₀H₅₆(OH)₂) merupakan pigmen yang memberikan karakterisktik/sifat warna kuning. Adapun peranan dari kelompok pigmen karotenoid ini adalah membantu klorofil dalam proses fotosintesis.

Secara umum pengaruh pigmen-pigmen di atas adalah membantu berjalannya proses fotosintesis. Pigmen ini (khususnya klorofil) berperan dalam penangkapan cahaya yang akan digunakan dalam proses fotosintesis, yaitu sebagai pemanen cahaya. Semakin banyak pigmen (klorofil) yang dimiliki oleh suatu tanaman, maka proses penangkapan cahayanya pun semakin maksimal. Dan proses fotosintesisnya pun akan semakin baik. Begitu pula sebaliknya apabila pigmen yang dimiliki oleh suatu tanaman hanya sedikit maka proses fotosintesisnya tidak akan berlangsung secara maksimal. Kuantitas pigmen pada tanaman ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya jumlah air dan cahaya yang diperoleh tanaman. Apabila tanaman kekurangan air maka pertumbuhan tanaman akan  terhambat sehingga jumlah percabangan menjadi sedikit, jumlah daun sedikit, dan luas permukaan daunnya pun sedikit. Otomatis jumlah pigmennya pun tidak banyak. Sama halnya apabila tanaman kurang mendapatkan pencahayaan, maka daun tanaman akan menjadi pucat, sehingga pigmen yang terbentuk hanya sedikit. Jadi secara umum peran pigmen tanaman dalam proses fotosintesis adalah untuk membantu menangkap cahaya (pemanen cahaya).

Dari hasil pengamatan dapat disajikan data sebagai berikut:

 

Keterangan:    1   : Sangat Lemah

2      : Lemah

3      : Agak Kuat

4      Sangat Kuat

Pada percobaan “Pemisahan Pigmen” diperoleh data bahwa daun akalipa merah memiliki pigmen klorofil b, karoten, antosianin, dan xantofil. Tetapi tidak memiliki klorofil a. Sementara itu daun akalipa hijau hanya memiliki hanya memiliki pigmen klorofil a dan klorofil b. Kandungan pigmen dari masing-masing daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik dari induknya. Sementara itu pada percobaan “Pengaruh Cahaya Pada Fotosintesis” diperoleh data bahwa daun akalipa hijau memiliki warna yang lebih kuat daripada daun akalipa kuning setelah dipanaskan dalam alkohol dan ditetesi larutan I₂KI (indikator adanya zat pati/karbohidrat). Hal ini dikarenakan daun akalipa hijau memiliki klorofil lebih banyak daripada daun akalipa kuning sehingga penangkapan cahayanya lebih optimal dan hasil fotosintesisnya yang berupa karbohidrat juga lebih banyak. Sementara itu daun singkong yang dibiarkan terbuka dan diperlakukan sama seperti daun akalipa, memiliki warna yang lebih kuat dibandingkan dengan daun singkong yang ditutup dengan kertas karbon selama tiga hari. Hal ini dikarenakan pada daun singkong yang ditutup dengan kertas karbon, penyerapan cahayanya lebih sedikit akibat terhalang oleh kertas karbon tersebut sehingga proses fotosintesis terganggu dan hasil fotosintesisnya (zat pati/karbohidrat) lebih sedikit. Jika dibandingkan ternyata kadar klorofil daun akalipa hijau lebih tinggi daripada kadar klorofil pada daun singkong. Hal ini terlihat dari warna masing-masing daun ketika ditetesi oleh larutan I₂KI, daun akalipa hijau memiliki tingkat kekuatan warna yang tinggi. Faktor yang sangat berpengaruh terhadap perbedaan ini adalah faktor genetik dan faktor lingkungan, mislanya naungan, kadar air, suhu, dan unsur hara.

BAB. 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

            Dari Praktikum “Fungsi Cahaya dan Pigmen dalam Fotosintesis” ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1.    Cahaya berfungsi sebagai sumber/generator energi dalam proses fotosintesis

2.    Proses fotosintesis pada daun singkong yang ditutup dengan kertas karbon mengalami gangguan, karena kurangnya asuan cahaya, sehingga hasilnya pun tidak maksimal

3.    Pigmen yang ada pada daun di antaranya klorofil, karotenoid, anthosianin, dan xantophyil

4.    Secara umum semua pigmen yang ada pada daun berfungsi untuk membantu jalannya proses fotosintesis, baik dalam penangkapan cahaya maupun bahan pendukung

5.    Daun yang hijau memilik klorofil lebih banyak sehingga kandungan pati dari hasil proses fotosintesisnya semakin besar

5.2 Saran

            Sebaiknya dalam melakukan praktikum lebih teliti dan hati-hati supaya tidak terjadi kesalahan dan hasil yang diperoleh lebih akurat.

DAFTAR PUSTAKA

Ai, Nio Song dan Yunia Banyo. 2011. Konsentrasi Klorofil Daun Sebagai Indikator Kekurangan Air pada Tanaman. Ilmiah Sains, 11(2): 166-173.

Alamsjah, Moch. Amin, dkk. 2010. Pengaruh  Lama Penyinaran Terhadap Pertumbuhan dan Klorofil A Gracilaria Verrucosa Pada Sistem Budidaya Indoor. Perikanan dan Kelautani, 2(1): 21-29.

Fretes, helly De, dkk. 2012. Karotenoid Dari Makroalgae Dan Mikroalgae: Potensi Kesehatan Aplikasi dan Bioteknologi. Teknologi dan Industri Pangan, 18(2): 221-228.

Joseph, James A, dkk. 2002. Diet Sehat Dengan Kode Warna Makanan. Terjemahan oleh Lovely. 2008. Jakarta: Penerbit Hikmah PT. Mizan Publika.

Kindersley, Dorling. 1993. Jendela Iptek Ekologi. Terjemahan oleh Ari Anggari Harapan, S.S., M. Hum. 2000. Jakarta: Balai Pustaka.

Lumbessya, Mirna, dkk. 2013. Uji  Total  Flavonoid  Pada  Beberapa  Tanaman  Obat Tradisonal  Di  Desa  Waitina  Kecamatan  Mangoli  Timur Kabupaten Kepulauan Sula Provinsi Maluku Utara. Mipa Unsrat Online, 2(1): 50-55.

Salisbury, F.B. dan Ross, C.W. 1991. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Terjemahan oleh Dr. Diah R. Lukman dan Ir. Sumaryono, MSc. 1995. Bandung: Penerbit ITB.

Salisbury, F.B. dan Ross, C.W. 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Terjemahan oleh Dr. Diah R. Lukman dan Ir. Sumaryono, MSc. 1995. Bandung: Penerbit ITB.

Setiari, Nintya dan Yulita Nurchayati. 2009. Eksplorasi Kandungan  Klorofil pada beberapa Sayuran Hijau Sebagai Alternatif Bahan Dasar Food  Supplement. Bioma, 11(1): 6-10.

Setyanti, Y. H, dkk. 2013. Karakteristik Fotosintetik dan Serapan Fosfor Hijauan Alfalfa (Medicago sativa) Pada Tinggi Pemotongan dan Pemupukan Nitrogen Yang Berbeda. Animal Agriculture, 2(1): 86-96.

Sumenda, Lusia, dkk. 2011. Analisis Kandungan Klorofil Daun Mangga (Mangifera indica L.) pada Tingkat Perkembangan Daun yang Berbeda. Bioslogos, 1(1): 20-24.

Winarti, Sri dan Adurrozaq Firdaus. 2010. Stabilitas Warna Merah Ekstrak Bunga Rosela Untuk Pewarna Makanan dan Minuman. Teknologi Pertanian, (11)2: 87 – 93.

.