PENGARUH CAHAYA MATAHARI TERHADAP PROSES FOTOSINTESIS

Bertho Erizal, Nanang Gusti Rama, Nina Adriani

Prodi Teknik Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Maritim Raja Ali Haji,

Tanjung Pinang, Kepulauan Riau, Indonesia

E-mail : berthoerizal21@gmail.com dan gusti.devilian@gmail.com

ABSTRAK

Fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik (karbohidrat) dengan bantuan sinar matahari. Fotosintesis ini terjadi hanya pada sel-sel yang mempunyai klorofil, yaitu pada bakteri dan tumbuhan. Cahaya matahari merupakan sumber energi utama fotosintesis, dimana dengan bantuan cahaya matahari dapat merubah subtrat karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) dalam reaksi fotosintesis menjadi karbohidrat (C₆H₁₂O₆) dan oksigen (O₂). Tujuan penelitian ini untuk membuktikan bahwa fotosintesis yang berlangsung pada daun memerlukan cahaya matahari dan menghasilkan amilum. Proses penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimen yaitu metode yang dilakukan untuk mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi yang terkontrol. Metode penelitian “Pengaruh Cahaya Terhadap Fotosintesis” menggunakan 3 variabel yaitu sinar matahari sebagai variabel bebas, fotosintesis tumbuhan sebagai variabel terikat dan daun tumbuhan hijau sebagai variabel kontrol. Objek berupa 2 helai daun yang salah satunya ditutupi menggunakan aluminium foil dan yang satunya lagi dibiarkan terkena sinar matahari selama 7 hari. Setelah 7 hari kedua daun tersebut diuji coba di laboratorium SMAN 1 Tembilahan Hulu. Bahan-bahan yang dibutuhkan diantaranya alkohol untuk melarutkan zat klorofil, air panas untuk mematikan sel-sel daun dan iodin untuk mendeteksi amilum pada daun. Proses fotosintesis pada tumbuhan akan menghasilkan zat gula yang disebut glukosa. Selanjutnya, sebagian akan menghasilkan amilum yang ditimbun di daun. Hasil penelitian menunjukkan bagian daun yang terbuka terkena cahaya matahari langsung akan berlangsung fotosintesis sehingga menghasilkan amilum. Sedangkan daun yang tidak terkena cahaya matahari tidak berlangsung fotosintesis dan tidak dapat menghasilkan amilum.

Kata Kunci : cahaya matahari, fotosintesis, amilum, tumbuhan

PENDAHULUAN

Fotosintesis adalah suatu proses yang hanya terjadi pada tumbuhan yang berklorofil dan bakteri fotosintetik, dimana energi matahari (dalam bentuk foton) ditangkap dan diubah menjadi energi kimia (ATP dan NADPH)[1]. Energi kimia tersebut digunakan untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi karbohidrat. Fotosintesis umumnya terjadi di organ tumbuhan yaitu daun. Hal ini dikarenakan pada daun terdapat pigmen klorofil yang merupakan komponen penting dalam fotosintesis.

Cahaya matahari merupakan sumber energi utama fotosintesis, dimana dengan bantuan cahaya matahari dapat merubah subtrat karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) dalam reaksi fotosintesis menjadi karbohidrat (C₆H₁₂O₆) dan oksigen (O₂). Cahaya pengaruhnya lewat intensitas, kualitasnya, lama penyinaran, besarnya pantulan[2].

Proses fotosintesis pada tumbuhan akan menghasilkan zat gula yang disebut glukosa. Selanjutnya, sebagian akan menghasilkan amilum yang ditimbun di daun. Jika bagian daun yang terbuka terkena cahaya matahari langsung akan terbentuk amilum dari hasil fotosintesis. Sedangkan daun yang tidak terkena cahaya matahari tidak berlangsung fotosintesis.

Dari masalah tersebut, apakah benar bahwa fotosintesis memerlukan cahaya matahari dan menghasilkan amilum. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini untuk membuktikan bahwa fotosintesis yang berlangsung pada daun memerlukan cahaya matahari dan menghasilkan amilum.

LANDASAN TEORI

A.   Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik (karbohidrat) dengan bantuan sinar matahari. Fotosintesis ini terjadi hanya pada sel-sel yang mempunyai klorofil, yaitu pada bakteri dan tumbuhan. Secara sederhana, fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut[3].

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Dari reaksi tersebut, maka bahan yang digunakan untuk melakukan fotosintesis yaitu karbon dioksida dan air yang kemudian diubah menjadi karbohidrat dan oksigen dengan bantuan foton yang diserap oleh klorofil.

Manfaat hasil fotosintesis bagi tumbuhan diantaranya sebagian gula digunakan sel-sel tumbuhan sebagai zat makanan, molekul-molekul gula diuraikan untuk melepaskan energi dan sebagian molekul gula dijadikan cadangan makanan[4].

B.   Pengaruh Cahaya Terhadap Fotosintesis

Cahaya matahari merupakan sumber energi utama fotosintesis. Cahaya pengaruhnya lewat intensitas, kualitasnya, lama penyinaran dan besarnya pantula. Untuk fotosintesis dibutuhkan intensitas cahaya minimal tertentu. Pada intensitas cahaya yang kurang, fotosintesisnya akan lambat. Sebaliknya, pada intensitas yang lebih tinggi, fotosintesis akan lebih cepat.

Cahaya matahari terdiri atas beberapa spektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang berbeda, sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis juga berbeda[5]. Terdapat urutan panjang gelombangnya dari panjang ke pendek adalah meliputi sinar merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu.

Klorofil menyerap semua warna sinar, kecuali sinar hijau yang justru dipantulkan oleh klorofil, sehingga daun tampak berwarna hijau. Warna merah salah satu yang memiliki panjang gelombang yang paling efektif diserap oleh klorofil[6]. Spektrum cahaya merah merupakan spektrum cahaya yang paling efektif untuk digunakan dalam aktivitas fotosintesis tumbuhan perairan[7].

C.   Tahapan Fotosintesis

Fotosintesis membutuhkan air, karbon dioksida, dan sinar matahari untuk membentuk karbohidrat dan oksigen. Air dan mineral diserap dari dalam tanah oleh rambut akar. Setelah sampai di dalam xilem akar, air dan mineral mengalir ke xilem batang xilem daun, dan akhirnya sampai di mesofil daun. Pada tumbuhan dikotil air dan mineral setelah sampai di mesofil daun, akan masuk ke jaringan palisade. Karbon dioksida yang dibutuhkan untuk fotosintesis diperoleh dari udara. Karbon dioksida masuk melalui stomata dan akhirnya masuk ke jaringan mesofil.

Proses fotosintesis berlangsung dalam dua tahap, yaitu reaksi terang dan gelap. Kedua tahap tersebut terjadi di kloroplas. Pada tahap reaksi terang energi matahari diserap oleh klorofil untuk diubah menjadi energi kimia. Pada tahap reaksi terang, juga terjadi pemecahan air menjadi ion hidrogen dan oksigen. lon hidrogen diperlukan untuk berikatan dengan karbon dioksida menjadi glukosa. oksigen yang terbentuk, akan dilepaskan ke atmosfer. Reaksi terang terjadi di grana kloroplas. Reaksi terang dapat dilihat pada gambar 1.

Pada reaksi gelap, karbon dioksida dan ion hidrogen akan berikatan dengan bantuan energi kimia yang dihasilkan pada reaksi terang, menjadi glukosa. Glukosa akan digunakan untuk membentuk senyawa-senyawa, seperti protein, asam nukleat, lemak, dan karbohidrat struktural, yang berperan penting dalam metabolisme tubuh tumbuhan.

METODE PENELITIAN

A.   Jenis Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen. Metode eksperimen adalah metode yang dilakukan untuk mencari pengaruh variabel tertentu terhadap variabel yang lain dalam kondisi yang terkontrol. Metode penelitian “Pengaruh Cahaya Terhadap Fotosintesis” menggunakan tiga variabel yaitu sinar matahari sebagai variabel bebas, fotosintesis tumbuhan sebagai variabel terikat dan daun tumbuhan hijau sebagai variabel kontrol.

B.   Waktu dan Tempat Penelitian

Data lapangan dilaksanakan pada tanggal 10 April 2015 di SMAN 1 Tembilahan Hulu, Kabupaten Indragiri Hilir, Provinsi Riau, Tembilahan.

C.   Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan yaitu:

-          2 helai daun tumbuhan hijau

-          Aluminium foil

-          Isolasi transparan

-          Alkohol 70%

-          Iodin

-          Kertas label

-          Gelas beker

-          Tabung reaksi

-          Pipet tetes

-          Pinset

-          Lampu spritus

-          Tripoid

-          Gunting

-          Cawan petri

D.  Cara Kerja

1)      Pilih dua daun yang akan diteliti;

2)    Tutup salah satu daun pada kedua sisinyan dengan menggunakan aluminium foil dan daun yang lain dibiarkan terbuka;

3)      Biarkan kedua daun tersebut selama tujuh hari;

4)      Petik kedua daun tersebut;

5)   Buka aluminium foil yang menutupi daun dan potong daun tersebut menjadi bagian kecil (1x1cm), lakukan hal yang sama pada daun yang segar;

6)  Masukkan masing-masing daun ke dalam tiap-tiap Tabung reaksi yang berisi alkohol 70% yang sebelumnya telah di beri label A untuk daun yang terkena sinar matahari dan label B untuk daun yang tertutup aluminium foil;

7)  Masukkan kedua tabung reaksi tersebut ke dalam gelas beker yang berisi air mendidih (yang diletakkan di atas pembakar spritus);

8)      Tunggu sampai daun tampak berubah warna dan ambil kedua daun tersebut;

9)      Letakkan kedua daun pada cawan petri kemudian tetesi dengan iodin 10%;

10)  Amati perubahan yang terjadi pada masing-masing daun;

HASIL DAN PEMBAHASAN

A.   Hasil

Keterangan:     

A = Daun yang terkena sinar matahari.

B = Daun yang tertutup oleh aluminium foil atau tidak terkena sinar matahari.

Data hasil penelitian dapat dilihat pada tabel 1. 

Ketika aluminium foil pada daun dibuka terlihat perbedaan warna pada kedua daun tersebut, daun yang ditutup aluminium foil selama tujuh hari berubah warna menjadi kekuningan sedangkan daun yang dibiarkan terkena sinar matahari berwarna hijau segar. Ketika kedua helai daun direbus bersamaan dengan alkohol, daun yang tidak tertutup muncul sedikit gelembung sedangkan daun yang tertutup aluminium foil tidak muncul gelembung. Setelah ditetes iodin pada daun yang tidak tertutup nampak bercak-bercak hitam sedangkan yang tertutup aluminium foil tidak tampak bercak-bercak hitam.

B.   Pembahasan

Air panas dalam penelitian ini berfungsi untuk mematikan sel-sel daun sehingga menghentikan segala proses yang terjadi di daun. Fungsi alcohol adalah untuk melarutkan  zat klorofil yang terdapat pada daun. Iodin berfungsi sebagai zat yang digunakan untuk melihat dan mendeteksi apakah terdapat amilum atau tidak.

Pada daun terkena sinar matahari yang dicelupkan dalam alkohol panas warnanya berubah menjadi hijau pucat. Dimana zat hijau daun (klorofil) telah larut dalam alkohol, hal ini sesuai dengan fungsi alkohol sebagai zat pelarut klorofil dalam daun. Kemudian setelah ditetesi dengan iodin, timbul bercak-bercak hitam. Hal tersebut membuktikan bahwa di dalam daun yang tidak ditutup aluminium foil terkandung amilum yang dihasilkan dari proses fotosintesis dan pengaruh sinar matahari.

Sedangkan pada daun yang ditutup aluminium foil, setelah ditetesi larutan iodin tidak tampak bercak hitam. Hal ini disebabkan karena daun tersebut tidak terdapat amilum yang diperoleh dari sinar matahari. Dalam penelitian ini dapat dikemukakan bahwa sinar matahari sangat berperan penting dalam fotosintesis dan menghasilkan amilum.

KESIMPULAN

Pada penelitian yang telah dilakukan untuk mengetahui fotosintesis yang berlansung pada daun memerlukan cahaya matahari dan menghasilkan amilum dapat disimpulkan bahwa fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik (karbohidrat) dengan bantuan sinar matahari, fotosintesis ini terjadi hanya pada sel-sel yang mempunyai klorofil, cahaya matahari merupakan sumber energi utama fotosintesis dimana dengan bantuan cahaya matahari subtrat karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) dalam reaksi fotosintesis dapat menghasilkan karbohidrat (C₆H₁₂O₆) dan Oksigen (O₂), fotosintesis memerlukan cahaya buktinya bagian daun yang terkena cahaya matahari terbentuk amilum dari hasil fotosintesis, dan fotosintesis menghasilkan amilum buktinya bagian daun yang ditutup aluminium foil (tidak terkena cahaya) berwarna kekuningan atau tidak mengandung amilum karena tidak berlangsung fotosintesis.

UCAPAN TERIMA KASIH

Syukur Alhamdulillah senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT. yang memiliki keistimewaan dan pemberian segala kenikmatan besar, baik nikmat iman, kesehatan dan kekuatan di dalam penyusunan artikel ini. Salawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ibu Nina Adriani,M.Sc. selaku Dosen Pembimbing.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada rekan saya selaku penulis ke dua Nanang Gusti Rama. Terima kasih juga kepada teman-teman SMAN 1 Tembilahan Hulu yang sangat berperan penting dalam melakukan penelitian “Pengaruh Cahaya Matahari Terhadap Proses Fotosintesis” :
1. Dayang Azizah
2. Firda Safitri
3. Medi Khairun A
4. Rima An Nisa
5. Silviana

Semoga penelitian dan artikel yang kami buat ini dapat memberikan kesan positif dan bermanfaat bagi seluruh pembaca.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Campbell dan Reece. 2002. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

[2] Santoso. 1990. Fisiologi Tumbuhan, Metabolisme Dan Pertumbuhan Pada Tumbuhan Tingkat Tinggi. Fakultas Biologi UGM. Jokjakarta.

[3] Santoso, dkk. 2004. Rencana program dan kegiatan pembelajaran semester (RPKPS) dan bahan ajar FisiologiTumbuhan. Fakultas Biologi u6M. Yogyakarta.

[4] Campbell, N.A., Reece, J.B., Mitchell, L.G. 2002. Biologi. Alih bahasa lestari, R. et al. safitri, A., Simarmata, L., Hardani, H.W. (eds). Erlangga, Jakarta.

[5] Salisbury, F. B dan Ross, C. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid I. ITB, Bandung.

[6] Campbell, N. A., Reece, J. B., and Mitchell, L. G. 2002. Biologi Edisi Kelima Jilid I. Erlangga. Jakarta.

[7] Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air. Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Kanisisus. Yogyakarta.

LAMPIRAN

Gambar 1. Fotosintesis, Reaksi Terang

Keterangan :

A = Daun yang terkena sinar matahari.

B = Daun yang tertutup oleh aluminium foil atau tidak terkena sinar matahai.

NO.	DAUN	WARNA DAUN	KEADAAN DAUN KETIKA DIREBUS	DAUN KETIKA DITETESI IODIN
1.	A	Hijau pucat	Terdapat gelembung	Tampak bercak hitam
2.	B	Kekuningan	Tidak terdapat gelembung	Tidak tampak bercak hitam

Tabel 1. Data Hasil Pengaruh Cahaya Matahari Terhadap Fotosintesis