Pengaruh Kadar Cahaya terhadap Pembentukan Klorofil pada Tanaman Bayam

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    LATAR BELAKANG

Fotosintesis merupakan proses yang penting bagi kehidupan didunia karena sebagai sumber energi bagi semua makhluk hidup. Fotosintesis terjadi pada tumbuhan yang berwarna hijau, yang mana pada daun hijau tersebut terdapat senyawa hijau daun yang disebut dengan klorofil. Klorofil berfungsi untuk menangkap cahaya matahari. Terbentuknya klorofil ini erat kaitannya dengan adanya cahaya matahari.

Pada praktikum ini kami ingin membuktikan adanya pengaruh cahaya matahari terhadap pembentukan klorofil. Untuk itu, dilakukan percobaan pada tanaman bayam (Amaranthus sp) yang hidup di tempat ternaung (gelap) dan di tempat yang terdedah (terang).

1.2    TUJUAN PRAKTIKUM

Untuk mengetahui pengaruh cahaya terhadap pembentukan klorofil pada tanaman bayam.

BAB II

KAJIAN TEORI

2.1    KAJIAN TEORI

Cahaya merupakan radiasi elektromagnetik yang terdiri atas satuan-satuan kecil energi yang disebut kuantata atau foton dengan kecepatan ( c) pemindahan 3 x 10⁸ ms^-1 serta memiliki frekuensi dan panjang gelombang. Cahaya diserap dalam tumbuhan melalui pigmen-pigmen khusus (atau kumpulan dari pigmen-pigmen), terutama klorofil. Ada beragam klorofil yang telah berhasil ditemukan (a, b, c, d dan e) meskipun pada tumbuhan hijau hanya mengandung klorofil a dan b. Pada beberapa ganggang eukariotik, klorofil b dapat digantikan oleh klorofil c dan d. pigmen utama lainnya yang menyerap cahaya adalah karotenoid dan fikobilin yang dijumpai pada beberapa jenis alga dan sianobakteria. (Firdaus, dkk. 2006)

Seluruh benda hidup memerlukan energi, tidak saja untuk pertumbuhan dan reproduksi tetapi juga untuk mempertahankan kehidupan itu sendiri. Energi ini berasal dari energi kimia dalam makanan yang dikonsumsi, sedangkan makanan itu asalnya dari proses fotosintesis. Jadi melalui tumbuhan hijau energi radiasi dari matahari ditangkap dan dijadikan makanan tersedia bagi benda hidup, kecuali sumber energi yang digunakan oleh beberapa jenis bakteri. Fotosintesis adalah satu – satunya proses yang membentuk senyawa – senyawa organik yang mengakibatkan tersimpannya sejumlah energi. (Tjitrosomo, 1983)

Proses fotosintesis sering didefinisikan sebagai suatu proses dimana terjadi sintesis karbondioksida dan air yang dilakukan oleh sel-sel yang memiliki klorofil dengan adanya cahya matahari dan dibebaskan gas oksigen (Heddy, 1990).

Untuk terjadinya fotosintesis energi dalam bentuk elektron yang tereksistensi pada bagian pigmen harus disalurkan ke pigmen pengumpul energi yang disebut sebagai  pusat reaksi. Ada dua macam pusat reaksi yang terdapa dalam membrane thilakoid keduanya merupakan molekul klorofil a yang berabsorbsi dengan protein tertentu komponen-komponen membrane lainnya. (Lakitan, 1993)

Pigmen penyerap cahaya pada membran tilakoid disusun dalam suatu rangkaian fungsional atau kelompok. Pada kloroplas bayam, kelompok ini disebut fotosistem, mengandung kira-kira 200 molekul klorofil dan kira-kira 50 molekul karotenoid. Kelompok ini dapat menyerap cahaya melebihi seluruh spectrum cahaya tampak, tetapi khususnya menyerap dengan baik antara 400 sampai 600 sampai 700 nm. Semua molekul pigmen didalam fotosistem dapat menyerap foton, tetapi hanya ada satu molekul dalam setiap kelompok yang benar-benra dapat mengubah cahaya menjadi energi kimia. (Lihninger,2003)

Klorofil a yang disebut dengan fikoresen yang menerima sinar dan mengembalikannya dalam gerak yang berlainan. Klorofil akan tampak hijau tua tetapi jika sinar direfleksikan atau akan tampak seperti merah darah, sedangkan klorofil b berwarna cerah dan akan tampak merah coklat karena banyak menyerap sinar merah dan nila.

Klorofil a tidak hanya berperan dalam pemanenan cahaya, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia, dan bertindak sebagai penyumbang elektron utama maupun penerima elekton utama.

Daun yang ternaung lebih banyak menggunakan energi untuk menghasilkan pigmen pemanen cahaya yang memungkinnya mampu menggunakan semua cahaya dalam jumlah terbatas yang mengenainya. Apalagi, kloroplas di daun yang ternaungi menjadi tersusun secara fototaksis dalam pola  yang memaksimumkan penyerapan cahaya. (Salisbury, dkk. 1995)

Pada tumbuhan tinggi, klorofil terdiri dari dua jenis pigmen: klorofil a (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg) yang berwarna hijau-biru, dan klorofil b (C₅₅H₇₀O₆N₄Mg) yang berwarna kuning-hijau, unsur-unsur magnesium merupakan 2,7% dari klorofil. Proporsi dari kedua pigmen ini agak berbeda pada berbagai tumbuhan, tetapi rata tumbuhan bunga nisbah kandungan kedua pigmen ini sekitar tiga bagian klorofil a dan satu bagian klorofil  b.

Klorofil mudah larut dalam pelarut-pelarut seperti aseton dan alkohol. Dalam larutan, klorofil menunjukkan sifat fluoresensi berwarna merah yang artinya warna larutan itu hijau pada cahaya yang diteruskan tetapi merah tua pada cahaya yang dipantulkan. (Tjitrosomo, 1990)

Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan klorofil adalah faktor pewarnaan, faktor cahaya, faktor oksigen, faktor air, faktor karbohidrat, dan faktor temperatur. (Dwidjosoeputro, 1991)

2.2    HIPOTESIS

Adanya pengaruh cahaya terhadap pembentukan klorofil pada tanaman bayam.

BAB III

METODE

3.1    ALAT DAN BAHAN

v Alat

·      Spektrofotometer type spectronic 20

·      Mortar

·      Kuvet

·      Gelas Ukur volume 10 ml

·      Beaker glass volume 25 ml

·      Timbangan ‘Ohouse

·      Tabung film hitam

·      Botol aquades

·      Corong

·      Kertas saring

·      Tissue

v Bahan

·      Tanaman Bayam (Amaranthus sp)

·      Alkohol 96%

·      Aquadest

3.2    CARA KERJA

1.    Dipetik daun keempat dari pucuk masing-masing tanaman bayam yang telah ditumbuhkan pada kondisi terang dan gelap.

2.    Ditimbang sebanyak 0,1 gr setiap cuplikan daun, kemudian digerus dengan mortar. Selanjutnya diektraksi dengan alkohol 96% hingga semua larut.

3.    Ekstraksi klorofil disaring dengan corong dan kemudain fitratnya diencerkan dengan alkohol hingga mencapai volume 10 ml. Kemudian simpan dalam tabung film hitam.

4.    Alat spektrometer 20 dikalibrasi dengan menggunakan kuvet yang berisi larutan blanko alkohol 96%.

5.    Masing-masing filtrat tadi diukur absorbsinya pada panjang gelombang 665 nm dan 649 nm.

6.    Kadar alkohol a, b, dan total dihitung dengan rumus

Klorofil a         = 13,7 A665 – 5,76 A649

Korofil b          = 25,8 A649 – 7,6 A665

Toatal              = 6,1 A665 +20,04 A649

7.  Catat hasil pengamatan pada lembar pengamatan.

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1    HASIL PENGAMATAN

KONDISI	PANJANG GELOMBANG	KADAR KLOROFIL (mg.L-1)
		a	B	Total
Gelap	1.    A. 649=0,98	12,4392	15,252	27,6912
	2.    A. 665=1,32
Terang	1.    A. 649=1,03	12,5622	16,314	28,8762
	2.    A. 665=1,35

Keterangan :

Kondisi Ternaung (Gelap)

ü Klorofil a = 13,7 A665 – 5,76 A649

            = 13,7 (1,32) – 5,76 (0,98)

            = 18,084 – 5,6448

            = 12,4392

ü Klorofil b = 25,8 A649 – 7,6 A665

                 = 25,8 (0,98) – 7,6 (1,32)

                 = 25,284 – 10,032

                 = 15,252

ü Total         = 6,1 A665 + 20,04 A649

            = 6,1 (1,32) + 20,04 (0,98)

            = 8,052 + 19,6392

            =  27,6912

Kondisi Terdedah (Terang)

ü Klorofil a = 13,7 A665 – 5,76 A649

                 = 13,7 (1,35) – 5,76 (1,03)

                 = 18,495 – 5,9328

                 = 12,5622

ü Klorofil b = 25,8 A649 – 7,6 A665

                 = 25,8 (1,03) – 7,6 (1,35)

                 = 26,574 – 10,26

                 = 16,314

ü Total         = 6,1 A665 + 20,04 A649

                 = 6,1 (1,35) + 20,04 (1,03)

                 = 8,235 + 20,6412

                 = 28,8762

4.2    PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil pengamatan dapat diketahui bahwa pada kondisi terdedah (terang), klorofil yang ditemukan lebih banyak dibandingkan dengan kondisi ternaung (gelap).

Hal ini dikarenakan cahaya yang diserap oleh pigmen klorofil memberikan cahaya yang diperlukan dalam prosese fotosintesis hal ini dapat digunakan dalam menentukan apa yang disebut spektrum aksi dari fotosintesis yaitu dengan menentukan kapasitas cahaya yang sama kuatnya dari cahaya monokromatik berbagai panjang gelombang yang dipancarkan pada daun hijau dan kecepatan fotosintesis diukur ternyata bahwa gelombang cahaya biru dan cahaya merah adalah yang paling efektif (Loveless, 1987).

Pada tempat yang terang memungkinkan terjadinya berfotosintesis dari zat hijau daun. Oleh karena itu pada kondisi ini akan banyak diperoleh klorofil sehingga dapat dibuktikan intensitas cahaya matahari yang ditangkap oleh daun bayam disebabkan oleh perbedaan tempat tumbuh.

Kemampuan bersaing tumbuhan untuk cahaya tergantung luas daun yang berada pada saat tumbuh dan struktur tubuh tumbuhan tersebut. Makin tinggi intensitas cahaya mencapai tumbuhan dimana daunnya makin jauh cahaya maka laju fotosintesis menjadi maksimum (Dwidjoseputro, 1992).

Pada percobaan ini, gerusan daun bayam dilarutkan dengan alkohol sebab klorofil tidak bisa larut dalam air biasa (aquadest). Sesuai dengan teorinya yaitu : Klorofil mudah larut dalam pelarut-pelarut seperti aseton dan alkohol. Dalam larutan, klorofil menunjukkan sifat fluoresensi berwarna merah yang artinya warna larutan itu hijau pada cahaya yang diteruskan tetapi merah tua pada cahaya yang dipantulkan. (Tjitrosomo, 1990)

Namun, pada praktikum kali ini, perbedaan total klorofil pada tempat ternaung dan terdedah tidak menunjukkan perbedaan yang besar. Hal ini disebabkan oleh pada saat tanaman bayam yang ternaung dipindahkan ke dalam laboratorium terlalu lama dibiarkan sebelum dilakukan percobaannya. Sehingga klorofil pada daun ternaung tersebut dapat menyerap cahaya matahari dan melakukan fotosintesis.

BAB V

KESIMPULAN

5.1    Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang dilakukan untuk mengamati pengaruh kadar cahaya terhadap pembentukan klorofil, maka didapatkan kesimpulan bahwa:

ü  Fotosintesis adalah penyusunan bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan cahaya matahari dan klorofil.

ü  Dalam proses forosintesis diperlukan 4 bahan utama yaitu, karbondioksida, air, cahaya matahari, dan klorofil.

ü  Kadar cahaya matahari berpengaruh terhadap pembentukan klorofil, yaitu semakin banyak kadar cahaya matahari, maka semakin banyak klorofil yang dibentuk,begitu juga sebaliknya.

ü  Jenis klorofil pada tumbuhan hijau ada dua, yaitu klorofil a dan klorofil b.

ü  Jumlah klorofil a lebih banyak dibandingkan dengan jumlah klorofil b.

ü  Klorofil merupakan pigmen hijau daun yang berperan menyerap energi cahaya matahari secara langsung.

ü  Klorofil berada di dalam kloroplast dan berfungsi untuk menangkap energi radiasi matahari diubah menjadi energi kimia lewat aseptor elektron.

DAFTAR PUSTAKA

Dwidjoseputro, 1991. Pengantar fisiologi Tumbuhan. Gramedia. Jakarta

Firdaus L.N., Sri Wulandari, Yusnida Bey. 2006. Fisiologi Tumbuhan. Pusat Pengembangan Pendidikan Universitas Riau. Pekanbaru.

Heddy, Suwasono. 1990. Biologi Pertanian. Rajawali Press. Jakarta

Lakitan, Benyamin. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada. Jakarta

Lehninger, AL. 1982. Dasar –Dasar Biokimia Jilid 1. Erlangga.Jakarta.

Loveless. RA. 1987. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropika. PT. Gramedia Utama. Jakarta.

Salisbury, FB., Ross, CW., 1995 . Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Penerbit ITB. Bandung

Tjitrosomo, Siti Sutarmi, dkk. 1983. Botani Umum 2. Angkasa : Bandung