Praktikal 6 : Penyiasatan terhadap keadaan Keperluan Semasa Fotosintesis.

Objektif :

1. Untuk mengkaji kehadiran kanji di dalam daun hijau.

2. Untuk membuktikan klorofil adalah keperluan untuk proses fotosintesis.

3. Untuk membuktikan oksigen dihasilkan semasa proses fotosintesis.

Teori :

Fotosintesis merujuk kepada proses penukaran tenaga cahaya daripada matahari

kepada tenaga biokimia. Tenaga kimia ini digunakan untuk pengikatan karbon.

Proses ini dibantu oleh klorofil untuk menguraikan air kepada oksigen dan hidrogen.

6CO2 + 12H2O + Tenaga Cahaya --> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Klorofil digunakan oleh tumbuh-tumbuhan hijau, alga dan cyanobakteria; klorofil

dijumpai dalam membran tylakoid. Elektron-elektron daripada klorofil menembusi

rantaian pengangkutan elektron, yang mana ATP terhasil daripada chemiosmosis.

Dalam fotofosforilasi cyclic, elektron-elektron balik ke klorofil.Dalam non-cyclic

fotofosforilasi, elektron-elektron digunakan untuk menurunkan NADP, dan elektron-

elektron balik kepada klorofil daripada H2O atau H2S. Apabila H2O dioksidakan oleh

tumbuh-tumbuhan hijau, alga dan cyanobakteria, O2 dihasilkan.Oksigen akan

dibebaskan sebagai bahan sampingan, sementara hidrogen akan digunakan untuk

bertindakbalas dengan CO2 dan karbohidrat untuk menghasilkan menjadi gula

(glukosa), hasil akhir fotosintesis.

Kanji adalah polisakarida terbentuk daripada proses kondensasi unit glukosa alfa.

Hal ini terdiri daripada dua komponen iaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa

merupakan polimer linier unbranced 200 hingga 1500 unit alfa glukosa. Kanji ini

adalah tidak larut dalam air. Ia boleh disimpan dalam jumlah yang besar dengan

hanya sedikit kesan pada potensi air sel tanaman dan ia tidak menjejaskan aktiviti

metabolisme.Butiran kanji ini boleh ditemui di kloroplas. Manakala kloroplas pula

terdapat tumbuhan dan sesetengah sel alga. Amplop kloroplas terdiri dari dua

membran, membran luar lebih permeabel dan batin membran selektif permeabel.

Terdapat sekitar lima puluh Grana dalam kloroplas dan granum masing-masing

terdiri dari antara dua hingga seratus thylakoids. Membran thylakoids dan Grana

adalah bertujuan untuk meningkatkan luas permukaan untuk lampiran molekul pada

klorofil.Kesimpulanya fotosintesis adalah sangat penting kepada tumbuhan kerana

melalui proses ini tumbuhan hijau dapat membuat makanannya sediri.

Bahan-Bahan :

1. Daun

2. Hydrilla atau tumbuhan air

3. Bikar

4. Kelalang

5. Beg Polythene

6. Tiub Penguji

7. Ethanol

8. Tile

9. Larutan Iodin

10.Air Didihan

11.Kalsium hidroksida

12.Kalium hidroksida

13.Penapis

Prosedur A : Untuk mengkaji kehadiran kanji dalam daun hijau.

Permasalahan : Adakah Kanji wujud dalam daun hijau?

Hipotesis :

Daun hijau yang terdedah dengan cahaya akan mempunyai kanji dan daun tersebut

akan bertukar warna kepada biru gelap jika ada kehadira kanji.

Pembolehubah- Pembolehubah :

1) Manipulasi :Tiada

2) Bergerak Balas :Tiada

3) Malar :Tiada

Prosedur :

1) Sekeping daun dipetik daripada sepohon pokok yang terdedah kepada

cahaya matahari untuk beberapa jam.

2) Daun tersebut diletakan di dalam air yang mendidih.Ini bertujuan untuk

membunuh dan melembutkannya.

3) Sedikit mentanol diletakkan kedalam tabung pendidih yang mengandungi air

panas dan daun diletakkan ke dalam tabungpendidih tersebut .

4) Tabung pendidih tadi diletakkan ke dalam bikar yang mengandungi air

panas.Jangan nyalakan Busen kerana Metanol adalah sangat mudah

terbakar.

5) Selepas 5 minit ,daun tersebut dikeluarkan daripada metahol dan diperiksa

putihpenyahwarnaan pada daun tersebut.

6) Daun direndam lagi di dalam air panas untuk beberapa saat untuk

melembutkannya lagi.

7) Keluarkan daun dan diletakkan di atas jubin putih dan beberapa titisan

larutan iodin dititiskan ke atasnya.

8) Pemerhatian adalah di catat.

Keputusan:

Pemerhatian Inferens

Daun tersebut bertukar warna

kepada biru gelap selap

dititiskan larutan iodin.

Petukaran warna itu

menunjukkan daun itu

mengandungi kanji dan proses

fotosintesis berlaku.

Analisis:

Daun mempunyai kloroplas. Kloroplas ini mengandungi klorofil terletak di Grana ,Ia

berfungsi untuk tenaga memerangkap sinar matahari untuk melaksanakan

fotosintesis pada klorofil Grana tersebut. Warna hitam biru menunjukkan adanya

kanji di daun hijau dan proses fotosintesis pemeriksaan terjadi di dalamnya.

Perbincangan:

1. Daun diletakkan di dalam air panas untuk membunuh sel dan membuka sel

membran supaya titisan iodine mudah memasuki sel.

2. Daun diletakkan di dalam alkohol panas untuk membuang klorofil hijau

supaya keputusan akhir dapat dilihat secara jelas.

3. Daun direndam di dalam air panas untuk membuang alkohol supaya titisan

iodine dapat menembusi daun.

4. Daun yang dilitupi denganlarutan iodine untuk menguji kehadiran kanji.

5. Iodine menukarkan kanji berwarna biru gelap.

6. Bahagian daun yang berwarna biru gelap menandakan kehadiran kanji.

7. Bahagian yang berwarna kuning kecoklatan tidak mempunyai kanji

8. Pada kondisi yang terbaik untuk proses fotosintesis, penghasilan glukosa

adalah lebih cepat daripada keperluan tumbuhan pada waktu tersebut.

Lebihan glukosa disimpan sebagai kanji. Kanji adalah molekul besar yang

dihasilakn oleh beribu molekul glukosa yang berhubung bersama. Jika

tumbuhan menghasilkan kanji, ini menandakan tumbuhan menjalankan

proses fotosintesis.

Kesimpulan:

Daun hijau yang terdedah dengan cahaya matahari mempunyai kanji dan apabila

ujiab dilakukan ia akan bertukar kepada warna biru gelap. Hipotesis diterima.

Prosedur B : Untuk mengkaji kepentingan cahaya matahari untuk proses

fotosintesis.

Prosedur :

1) Letakkan tumbuhan dalam pasu di tempat gelap selama 24 jam.

2) Petik daun dari tumbuhan tersebut.

3) Daun itu dilakukan ujian kehadiran kanji.(Ulangi langkah- 2-6 seperti di a)

4) Pemerhatian adalah di catat.

Keputusan:

Pemerhatian:

Wana biru gelap diperhatikan hanya berada pada bahagian hijau di dalam daun dan

bukan di kawasan yang berwarna putih

Perbincangan:

1. Daun yang mempunyai warna yang selain dari hijau mengandungi bahagian

hijau dan putih. Bahagian hijau mengandungi klorofil manakala klorofil tidak

terdapat di kawasan putih.

2. Bahagian hijau klorofil mempunyai warna biru gelap yang mengandungi kanji.

3. Bahagian putih tidak mengandungi klorofil yang berwarna kuning kecoklatan

tidak mempunyai kanji.

4. Kanji akan dihasilkan apabila ada kehadiran klorofil maka klorofil amat

diperlukan di dalam fotosintesis

Kesimpulan:

Klorofil amat penting dalam proses fotosintesis.

Prosedur C : Untuk mengkaji kepentingan klorofil kepada proses

fotosintesis.

Pemasalahan :Adakah klorofil diperlukan untuk proses fotosintesis?

Hipotesis :

Klorofil adalah salah satu komponen penting untuk fotosintesis,di mana ia menolong

tumbuhan hijau untuk mendapatkan tenaga daripada cahaya matahari.Hanya

tumbuhan hijau yang mempunyai klorofil sahaja yang dapat menunjukkan kehadiran

kanji.Manakala tumbuhan lain tidak dapat menunjukkannya.

Pemboleh ubah :

1) Manipulasi : Kehadiran Klorofil

2) Bergerak balas : Kehadiran Kanji

3) Malar : Suhu persekitaran

Prosedur :

1) Sehelai daun beraneka warna yang telah didedahkan kepada sinar matahari

selama beberapa jam telah di ambil.

2) Sebuahgambar rajah dilukid untuk menunjukkan edaran warna hijau di daun.

3) Kehadiran kanji pada daun tersebut diuji. Langkah 2-6 dalam (a) diulang.

4) Pengamatan direkodkan.

Gambar rajah:

Keputusan :

Pemerhatian Inferens

Gelembung-gelembung udara

dibebaskan dalam air panas.

Klorofil pada daun tersebut telah

terhapus

Air panas bertukar menjadi warna

hijau.

Sebahagian daripada daun bertukar

menjadi biru gelap apabila daun di

titiskan dengan larutan iodine.

Terdapat kehadiran kanji pada daun

tersebut.

Perbincangan:

1. Proses fotosintesis berlaku di dalam cahaya, fotosintesis todak berlaku

apabila tiada kehadiran cahaya.

2. Segala gas yang dikeluarkan oleh Hydrila yang dikutip di dalam tabung uji.

Corong digunakan untuk menyalurkan gas ke dalam tabung uji air.

3. Gas yang tidak berwarna dikutip daripada 2 tabung uji tersebut. Gas tersebut

menjulang lagi kayu bara.

4. Hydrilla di dalam cahaya: gas tersebut ialah oksigen yang menjulang kayu

bara. Hydrilla di dalam gelao: gas tersebut ialah karbon dioksida yang

menjadikan air kapur menjadi keruh dan disedut oleh kapur soda.

5. Oksigen hanya terhasil ketika fotosintesis manakala karbon dioksida telah

dijadikan oleh fotosintesis.

Kesimpulan :

Klorofil adalah salah satu komponen penting untuk fotosintesis,di mana ia menolong

tumbuhan hijau untuk mendapatkan tenaga daripada cahaya matahari.Hanya

tumbuhan hijau yang mempunyai klorofil sahaja yang dapat menunjukkan kehadiran

kanji.Manakala tumbuhan lain tidak dapat menunjukkannya.Hpotesis diterima.

Prosedur D : Untuk membuktikan Karbon dioksida adalah diperlukan untuk

proses fotosintesis

Prosedur-Prosedur :

1) Dua buah pasu yang mempunyai tumbuhan hijau diletakkan ditempat gelap

untuk sehari bagi menghapuskan kehadiran kanji.

2) Pasu-pasu tesebut adalah dilitupi dengan polythene bag.(Terangkan

mengapa?

3) Tumbuhan-tumbuhan tersebut ditempatkan di dalam bell jar dan do label A

dan B.

4) Untunk tumbuhan yang berlabel A satu bikar yang mengandungi kalium

hidroksida diletakkan untuk menyerap kehadiran karbon dioksida.

5) Manakala Gas jar B diletakkan saluran udara pada atas gas jar yang mana

memberi pengudaraan yang baikada tumbuhan tersebut.

6) Kemudian tumbuhan-tumbuhan itu diletakkan dib kepwah cahaya matahari

untuk beberapa jam.

7) Ujikajikehadiharan kanji dilakukan kepada setiap daun daripada kedua-dua

tumbuhan itu.

8) Pengamatan adalah dicatat.

Prosedur E : Untuk membuktikan bahawa oksigen adalah dihasilkan semasa fotosintesis.

Hipotesis :

Proses fotosintesis adalah melibatkan cahaya matahari untuk menukarkan

karbondioksida kepada gula,oksigen dan bahan-bahan organic lain.Jadi, oksigen

adalah dihasilkan semasa fotosintesis

Pembolehubah:

(1) Manipulasi : Kehadiran Oksigen

(2) Bergerak balas : Kehadiran Kanji

(3) Malar : Suhu Persekitaran

Prosedur-prosedur:

1) Sedikit tumbuhan air (Hydrilla) diletakan di dlam penapis funner yang terbalik

dalam bikar yang mengandungi air.Penapis funner ini di naikkan sedikit

daripada bawah bikar untuk membenarkan aliran air.

2) Satu tabung uji diterbalikan dan dipenuhi dengan air daripada penapis funner

itu .Pastikan tiada gelembung udara yang terperangkap dalam tabung uji

tersebut.Set a adalah dilabelkan.

3) Bahan-bahan ini diletakkan dibawah cahaya matahari untuk beberapa jam .

4) Satu lagi eksperimens dilakukan dengan menggunakan kaedah yang sama

tetapi deletakkan ditempat yang gelap dan dilabel sebagai Set B.Ia bertindak

sebagai pengawal.

5) Gas dari tabung uji Set A dan B adalah diuji dengan dengan kayu uji yang

berbara.

Keputusan :

Set Pemerhatian Inferens

A

Semasa pendedahan kepada cahaya

matahari tumbuhan mengeluarkan gas

yang dikumpulkan di tabung uji terbalik.

Kayu uji berbara nyala untuk beberapa

saat

Terdapat kehadiran gas

oksigen.

B

Tiada apa-apa yang berlaku semasa

tumbuhan tersebut diletakkan ditempat

gelap.

Tiada oksigen yang terhasil.

Tiada kehadiran gas

oksigen dikesan

Kesimpulan :

Proses fotosintesis adalah melibatkan cahaya matahari untuk menukarkan

karbondioksida kepada gula,oksigen dan bahan-bahan organik lain.Jadi, oksigen

adalah dihasilkan semasa fotosintesis .Hipotesis diterima.

Perbincangan:

Fotosintesis adalah sebuah proses fisiologi. Kadar fotosintesis yang terjadi pada

tumbuhan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

1. Kadar cahaya

2. Kelarutan karbon dioksida

3. Suhu

4. Air

Air:

1. Air diperlukan di dalam fotosintesis. Namun, air menjadi antara faktor sekatan

yang kurang mempengaruhi proses fotosintesis kerana jumlah air yang

diperlukan sangat sedikit.

2. Pada masa yang sama, jika air tidak disalurkan, tumbuhan akan layu dan ini

menyebabkan penutupan stomata. Ini akan menghalang penyerapan karbon

dioksida di dalam daun.

3. Sebagai keputusannya, kadar fotosintesis berkurang dan mengurangkan juga

konsentrasi karbon dioksida yang menjadi faktor sekatan.

Kadar cahaya:

1. Cahaya matahari sangat penting ketika berlakunya reaksi cahaya kepada

proses fotosintesis.

2. Apabila konsentrasi karbon dioksida dan suhu dikawal secara malar, kadar

fotosintesis berkadar langsung kepada kadar cahaya sehingga ke satu titik.

Apabila kadar cahaya meningkat, kada fotosintesis meningkat sehingga

ke titik kejenuhan.

Apabila berlakunya kadar cahaya yang meningkat secara terus

(melebihi titi kejenuhan) menyebabkan kadar fotosintesis tidak

meningkat. Ini kerana faktor sekatan seperti konsentrasi karbon

dioksida dan suhu boleh memberhentikan kadar reaksi daripada

peningkatan kepada lebih titik lagi.

Apabila konsentrasi karbon dioksida di dalam alam sekeliling meningkat

kepada 0.13%, kadar fotosintesis di setiap kadar cahaya akan

meningkat daripada kadar fotosintesis yang sesuai dengan kadar

cahaya yang pertama iti.

Ketika kadar cahaya yang sangat tinggi, kadar fotosintesis berkurangan

kerana pigmen klorofil musnah teruk oleh cahaya ultraviolet.

Konsentrasi karbon dioksida:

1. Karbon dioksida sangat diperlukan di dalam reaksi malam sebagai bahan

utama dalam sintesis glukosa.

2. Konsentrasi karbon dioksida di dalam atmosfera adalah sebanyak 0.03% dan

0.04 %.

3. Jika tiada faktor sekatan lain di dalam fotosintesis, akan berlaku peningkatan

konsentrasi karbon dioksida yang meningkatkan juga kadar fotosintesis.

4. Seperti yang berlaku di dalam faktor cahaya, kadar fotosintesis akan menurun

pada titik kejenuhan.

5. Walaupun, konsentrasi karbon dioksida tetap meningkat, manakala kadar

fotosintesis tidak akan meningkat kerana kadar cahaya telah menjadi faktor

sekatan.

Suhu:

1. Reaksi gelap di dalam proses fotosintesis dimangkinkan oleh enzim

fotosintesis dan kerana itu, perubahan suhu akan mempengaruhi kadar

fotosintesis.

2. Secara keseluruhannya, peningkatan suhu sebanyak 10° C di dalam suhu

sekeliling akan meningkatkan kadar fotosintesis sebanyak 2 kali ganda.

3. Suhu yang optimum berbeza untuk sepesis tumbuhan yang berbeza tetapi

kebanyakan tumbuhan mempunyai suhu optimum di antara 25-30° C.

4. Namun, apabila suhu terlalu tinggi, enzim fotosintesis akan musnah kerana

didenaturasi dan proses fotosintesis terhenti serta-merta.

Soalan-soalan:

1. Apakah yang kamu perhatikan yang memfokuskan penyebaran warna biru

gelap di atas daun?

Bahagian yang berwarna biru gelap tersebut menandakan kehadiran kanji di

dalam daun.

2. Adakah hanya bahagian hijau di dalam daun menghasilkan kanji ketika ada

cahaya matahari? Adakah proses fotosintesis berlaku hanya apabila

kehadiran klorofil dikesan?

Ya. Hanya bahagian hijau di daun yang menghasilkan kanji daripada cahaya

matahari. Proses fotosintesis hanya berlaku apabila kehadiran klorofil dikesan.