Pada hakikatnya setiap makhuk hidup memiliki beberapa ciri atau sifat dasar. Salah satu yang utama adalah makhluk hidup perlu makanan dan mengeluarkan zat sisa. Apabila kita cermati lebih teliti, sifat dasar tersebut mengarahkan kita kepada suatu mekanisme yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup yang disebut dengan metabolisme.
Metabolisme yang terjadi pada setiap jenis makhluk hidup tentunya tidak sama antara satu dengan yang lainnya. Bergantung komponen penyusun makhluk hidup tersebut dari tingkat seluler hingga organisme. Dalam proses metabolisme terjadi berbagai reaksi kimia baik untuk menyusun maupun menguraikan senyawa tertentu. Proses penyusunan tersebut disebut anabolisme, sedang proses penguraiannya dsebut katabolisme.
Salah satu contoh proses metabolisme (anabolisme) yang sering kita dengar adalah proses fotosintesis. Proses tersebut terjadi pada tumbuhan berklorofil, tepatnya pada jaringan tiang / palisade dan bunga karang pada mesofil daun / daging daun. Pada sel – sel palisade atau bunga karang, proses ini terjadi di dalam sebuah organella yaitu kloroplas. Seperti yang telah diketahui, proses ini hanya terjadi pada saat ada cahaya baik cahaya matahari maupun cahaya lampu, yang penting dalam cahaya tersebut terdapat sinar putih yang merupakan spectrum cahaya dari cahaya mejikuhibiniu (merah-jingga-kuning-hijau-biru-nila-ungu). Selain cahaya matahari, proses fotosintesis juga membutuhkan karbon dioksida dan air.
Pada proses fotosintesis ini akan dihasilkan dua senyawa yaitu glukosa dan oksigen. Untuk mengetahui kandungan glukosa sebenarnya dapat dikeahui dengan percobaan Sact sedang untuk mengetahui kandungan oksigen dapat diketahui dengan menggunakan lidi yang membara seperti pada percobaan Ingenhouz. Akan tetapi pada kesempatan ini, yang akan kita lihat bukanlah kandungannya, akan tetapi kecepatan proses tersebut bila diberi perlakuan yang berbeda – beda terkait suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia.
A. Rumusan Masalah:
Adakah pengaruh suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia terhadap kecepatan proses fotosintesis?
B. Tujuan
Untuk mengetahui pengaruh suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia terhadap kecepatan proses fotosinesis.
C. Hipotesis
Suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia berpengaruh terhadap kecepatan proses fotosinesis.
D. Daftar Alat dan Bahan
Alat: 1. Beaker glass ukuran 1000mL 4 buah
2. Corong kaca 4 buah
3. Tabung reaksi kecil 4 buah
4. Termometer 1 buah
5. Ember plastik 1 buah
6. Label nama 4 lembar
Bahan: 1. Hydrilla
2. Air PAM
3. Es Batu
4. NaHCO3
E. Langkah Kerja
1. Beri label A/B/C/D pada masing – masing beaker glass, isi dengan air PAM
2. Letakkan hydrilla ke dalam tabung A dan sungkup dengan corong kaca.
3. Letakkan tabung reaksi sedemikian rupa pada corong kaca, lalu rakitan alat dan bahan tersebut di atas tenggelakan dalam air PAM yang ada di dalam ember plastik sehungga tebung reaksi dipenuhi air.
4. Ulangi langkah kerja 2 & 3 pada tabung B,C,D. Atur tinggi air sama. (Lihat Gambar)
5. Selanjutnya, ke dalam tabung B ditambahkan es batu. Atur ketinggian airnya, dijaga tetap seperi ketinggian awal dan suhu dipertahankan serendah mungkin dari suhu lingkuangan. Demikian juga tabung C diberi serbuk NaHCO3 sebanyak satu sendok teh.
6. Rakitan A diletakkan pada tempat dengan intensitas cahaya yang rendah rendah atau tidak terkena cahaya matahari secara langsung misalnya di dalam ruangan. Jika mendung, gain dengan lampu listrik minimal 40 watt. Lama perlakuan percobaan selama 20 menit.
7. amati banyaknya gelembung yang terbentuk pada bagian dalam tabung reaksi, tulis hasil pengamatan dalam tabel.
G. Bahan Diskusi BTS Biologi (Bu Sri Ngatin halaman 33 - 34)
1. Pada percobaan yang telah anda lansankan, manakah yang merupakan:
a. Variabel manipulasi: Suhu, Intensitas cahaya, dan kadar CO2 yang tersedia (terlarut dari NaHCO3)
b. Variabel respon: Jumlah gelembung yang terbentuk pada dasar tabung reaksi
c. Variabel kontrol: Ukuran beaker glass, ukuran corong, ukuran tabung reaksi, posisi hydrila dalam corong, jenis tanaman yang digunakan pada tiap beaker glass, jumlah hydrilla pada tiap beaker glass, kelebatan daun dan panjang hydrilla yang digunakan pada tiap beaker glass, volume dan jenis air pada beaker glass, lama perlakuan percobaan pada tiap beaker glass.
2. Berguna untuk apakah NaHCO3? Menambah kadar CO2 terlarut dalam air pada beaker glass C.
3. Apa yang dimaksud perlakuan normal? Perlakuan dimana ke dalam beaker glass yang telah dirakit sedemikian rupa dengan hydrilla tidak ditambahkan suatu apapun dan diberi intensitas cahaya yang cukup (terkena sinar matahari secara langsung).
4. Zat apakah yang keluar berupa gelembung? Bagaimana cara untuk mengetahuinya? Zat yang keluar sebagai gelembung pada dasar tabung reaksi yang dibalik adalah O2. Hal itu dapat kita buktikan dengan membiarkan tabung reaksi terisi penuhdengan gas tersebut, lalu angkat tabung reaksi perlahan dan tutup rapat agar gas di dalamnya tidak keluar. Kemudian masukkan bara api dari lidi ke dalamnya dan lihat apa yang terjadi.
5. Buat analisa dari hasil percobaan di atas! Pada percobaan di atas, akan terjadi proses fotosintesis dengan kecepatan yang berbeda – beda.
• Pada beaker glass A yang diletakkan di tempat dengan intensitas cahaya rendah, proses fotosintesisnya ternyata lambat (diketahui dari sedikitnya jumlah gelembung yang dihasilkan). Hal ini terjadi karena walaupun di dalam air terdapat CO2 terlarut tetapi energi yang tersedia (cahaya) untuk melakuan proses fotosintesis oleh hydrilla sangat sedikit. Sehingga, walaupun ada bahan baku, tetapi bila energi untuk mengolah tidak ada maka tidak akan terbentuk hasil.
• Pada beaker glass B yang diletakkan di tempat terang dan ke dalamnya ditambahkan es batu, ternyata gas yang terbentuk sangat sedikit, artinya proses fotosintesis pada beaker glass B berjalan sangat lambat. Hal ini terjadi karena pada suhu yang rendah enzim – enzim banyak yang tidak aktif sehingga banyak reaksi kimia yang dialankan oleh enzim menjadi lambat sekali. Hal ini seperti halnya kita menyimpan sayuran di dalam kulkas, kita ingin agar sayuran itu tidak busuk. Dengan meletakkan sayuran tersebut di dalam tempat bersuhu rendah, maka proses oksidasi Fe2+(sayuran berwarna hijau) menjadi Fe3+(sayuran berwarna coklat) menjadi lebih lambat.
• Pada beaker glass C yang diberi serbuk NaHCO3 jumlah CO2 terlarutnya menjadi tinggi, disamping itu beaker glass tersebut juga diletakkan di tempat yang terang (banyak energi untuk berfotosintesis). Oleh karena itu proses fotosintesisnya menjadi sangat cepat, karena disamping bahan baku tersedia banyak, energi untuk mengolahnya menjadi sejumlah produk juga melimpah, sehingga proses produksi (reaksi) yang berjalan dalam waktu 20 menit mendapatkan hasil yang banyak (gas O2 pada dasar tabung reaksi)
• Pada beaker glass D dengan kondisi normal, proses fotosintesis berjalan cepat karena pada air sebenarnya telah terdapat sejumlah CO2 terlarut dan mendapat energi yang banyak untuk melakukan proses fotosintesis tersebut. Akan tetapi jumlah gelembung yang terbentuk tidak sebanyak beaker glass C. Hal ini disebabkan, walaupun keduanya sama – sama memiliki energi untuk produksi yang melimpah tetapi jumlah bahan baku yang tersedia tidak sama.
6. Buat pemecahan masalah percobaan di atas!
• Faktor suhu yang rendah akan memerlambat terjadinya proses fotosintesis. Hal ini bukan berarti suhu ang sangat tinggi akan membuat proses fotosintesis menjadi cepat, justru tanamannya akan mati. Suhu yang optimallah yang akan membuat proses fotosintesis menjadi sangat cepat (maksimal).
• Faktor intensitas cahaya yang terang (cukup/optimal) akan membuat proses fotosintesis menjadi cepat tetapi bila cahaya yang tersedia sedikit, proses fotosintesis menjadi lambat.
• Faktor kadar CO2 terlarut yang melimpah akan mengakibatkan proses fotosintesis berjalan dengan cepat karena CO2 merupakan bahan bau dari proses fotosintesis.
7. Buat kesimpulan dari hasil percobaan! (Kesimpulan ini merupakan jawaban dari tujuan percobaan yang Anda lakukan) Suhu, intensitas cahaya, dan kadar karbon dioksida yang tersedia berpengaruh terhadap kecepatan proses fotosinesis.
