ACARA VIII LAJU FOTOSINTESIS DALAM KLOROPLAS

A.  Pendahuluan

Fotosintesis merupakan proses pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia. Energi kiimia ini selain digunakan untuk keperluan tumbhan itu sendiri juga merupakan sumber energi bagi organisme lain. Oleh karena itu, kloroplas merupakan pabrik bahan kimia yang mensuplai semua materi organik bagi organisme hidup.

Ada dua tahap dalam proses fotosintesis, yakni reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang melibakan proses fotolisis air dengan bantuan energi cahaya  dan klorofil. Cahaya yang berupa gelombang elektromagnetik (photon) ditangkap oleh antena yang diteruskan ke pusat reaksi P₇₀₀, yang menyebabkan elektron tereksitasi pada tingkat energi yang tinggi. Elektron ini selanjunya akan ditangkap oleh aseptor primer dan diteruskan ke feredoksin, plastokuinon, kompleks sitokrom, plastosianin dan kembali ke pusat rekasi P₇₀₀, pada fotofosforilasi  siklik.  Pada fotofosforilasi  non-siklik, elektron yang tereksitasi pada pusat reaksi P₇₀₀, akan diterima oleh aseptor primer diteruskan ke feredoksin  dilanjutkan ke NADP⁺ untuk  membentuk NADPH dengan penambahan ion H⁺ oleh NADP⁺ reduktase. Kekosongan elektron pada pusat reaksi  P₇₀₀ ini  diisi oleh elektron dari fotosistem II.  Sedangkan kekosongan elektron pada fotosisem II diisi oleh elektron dari hasil  pemecahan air oleh klorofil  dengan bantuan cahaya matahari. Dalam proses  transpor  elektron tersebut terjadi penurunan tingkat energi elektron, yang digunakan  untuk mementuk ATP dan NADPH. ATP dan ANDPH yang terbentuk kemudian  digunakan untuk membentuk gula pada reaksi gelap.

Dengan demikian, dalam proses fotosintesis selalu terjadi pelepasan elektron. DCPIP (1,3 – dichlorophenol indophenol) adalah senyawa indikator untuk mengukur laju fotosintesis. DCPIP berwarna biru dalam keadaan teroksidasi. Warna tersebut akan hilang dalam keadaan tereduksi, yakni dengan adanya penambahan elektron. Kloroplas bila  ditambahkan DCPIP  teroksidasi akan berwarna biru tua. Ketika fotosintesis telah berlangsung, elektron dilepaskan, maka warna biru akan memudar, bahkan akan hilang dan kloroplas kembali berwarna hijau. Derajat kebiruan warna tersebut dapat diukur dengan menggunakan spektrofotometer. Laju fotosintesis selajan dengan hilangnya derajat kebiruan warna tersebut.

B. Tujuan

     Mengukur laju fotosintesis dalam koroplas

C. Alat dan Bahan

1. Spektrofotometer dan cuvet   2. Tabung reaksi   3. Gunting atau pisau   4. Penggerus atau mortal   5. Gelas kimia   6. Tabung sentrigasi   7. Alat centrifuge   8. Termometer   9. Lemari es  10. Water bath

11. Sumber cahaya 12.  Kain katun 13.  Kertas tissue dan kertas saring 14.  Air dan es batu 15.  Daun kangkung segar 16.  Aluminium foil 17.  KCl dan buffer phosphate 18. Prophylene glycol 19. DCPIP       (1,3-dichlorophenol      indophenol)

D. Cara Kerja

D1.  Persiapan

 1.  Timbang  15 helai daun kangkung segar, cuci dalam air dingin  dan keringkan  dengan menggunakan kertas saring.

 2.  Potong-potong daun tadi menjadi berukuran kecil-kecil  dengan menggunakan gunting  atau pisau.

 3.  Gerus potongan daun tersebut dalam mortal yang sebelumnya telah didinginkan dalam lemari es dan penggerusan uga dilakukan dalam kondisi dingin.

 4.   Tambahkan 25 ml medium penggerus.

 5.  saring suspensi tersebut dengan selembar kain katun ke dalam gelas kimia yang dipendam dalam es, peras perlahan kain katun tersebut.

  6. Pindahkan 200 gram supernatan tersebut ke dalam dua tabung sentigasi dingin dan lakukan centrifuge pada suhu 4^oC selama 5 menit.

  7.   Pindahkan supernatan tersebut ke dalam dua tabung sentrigasi dingin dan lakukan lagi centrifuge  pada suhu 4^oC selama 10 menit. Kloroplas adalah bagian yang berbentuk pellet.

  8.  Buanglah supernatannya, dan letakkan tabung berisi kloroplas dalam es.

  9.  Tambahkan  7,5 ml prophylen glycol dingin untuk setiap tabung, kocok  perlahan-lahan sehingga suspensi merata.

10.  Tuangkan kedua suspensi tersebut ke dalam tabung yang lebih besar , tutuplah  mulut tabung tersebut, dan bungkuslah dengan kertas aluminium foil kemudian simpan dalam es di tempat gelap, lalu biarkan semalam.

D2.  Pengukuran Laju  Fotosintesis

 1. Ambil 2 ml larutan kloroplas dan tempatkan dalam  water bath selama 10 menit untuk mematikan kloroplas.

 2. Bubuhkan  label pada ketiga tabung spektrofotometer dengan model tabel eksperimenal sebagai berikut:

Nomor Tabung	Buffer phosphate 67 mM; pH 6,5 (ml)	0,5 KCl (ml)	Kloroplas (ml)	Kloroplas Rebus (ml)
Kontrol	3,75	0,5	-	0,5
2	3,75	0,5	0,5	-
3	3,75	0,5	0,5	-

      Catatan: Resuspensi kloroplas  dapat dilakukan dengan cara membalikkan tabung pelan-pelan.

3. Stel panjang gelombang  spektrofotometer pada panjang gelombang 660 nm.

4. Set  spektrofotometer pada posisi nol dengan tabung kontrol.

5. Tambahkan 0,75 ml DCPIP 0,01% pada tabung 2, kocok perlahan, segera baca absorbannya pada spektrofotometer. Letakkan tabung tersebut  dalam gelas kimia  berjarak 10 cm dari sumber cahaya 25 W, catat waktu sejak penyinarannya.

6. Tambahkan 0,017% DCPIP ke dalam tabung 3, kocok perlahan dan segera baca absorbannya  pada spektrofotometer. Letakkan tabung tersebut pada tempat gelap, catat waktu sejak mulai penempatannya.

7. Baca absorbansinya pada  spektrofotometer setiap 5 menit dan kembalikan pada tempat semula  hingga tidak ada perubahan absorbansi pada tabung 3.

8.  Setiap eksperimen dilakukan duplo

9.  Plotkanlah laju fotosintesis  dari dua tabung tersebut.

     Pengembangan:  Variasikan panjan gelombang, intensitas cahaya dan konsentrasi kloroplas yang digunakan.

E.  Pertanyaan

1. Tuliskan ringkasan persamaan reaksi fotosintesis

2. Uraikan faktor internal dan faktor eksternal yang mempengaruhi laju fotosintesis