Bahan ajar ini membahas tentang model pembelajaran terpadu tipe connected dengan materi fotosintesis. Fotosintesis melibatkan konsep-konsep biologi, fisika, dan kimia seperti faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan, konsep cahaya, dan reaksi kimia fotosintesis. Model ini menghubungkan berbagai konsep tersebut dalam pembelajaran fotosintesis."

1. FOTOSINTESIS
Biologi
(faktor-faktor yang
mempengaruhi
pertumbuhan dan
perkembangan)
Fisika
(Konsep
cahaya)
Kimia
(Reaksi kimia
Fotosintesis)
Kelompok II
Bahan Ajar Model Connected
Selly Novianty Yunus (431 412 096)
Cindri Kulu (431 412 098)
Sri Susanti Karim (431 412 091)
Dirahayu Astuti (431 411 065)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO
2016

2. 2
BAHAN AJAR
IPA TERPADU
(TIPE CONNECTED)
Materi Fotosintesis
embelajaran terpadu model connected dapat diartikan sebagai
model keterhubungan pembelajaran IPA Terpadu yang secara
sengaja diusahakan untuk menghubungkan satu konsep dengan
konsep lain, satu topik dengan topik lain, satu keterampilan dengan keterampilan
lain di dalam satu disiplin ilmu. Cara menentukan model keterpaduan untuk
penyajian suatu topik IPA. Ada sejumlah konsep yang saling bertautan dalam
suatu KD. Agar pembelajarannya menghasilkan kompetensi yang utuh, maka
konsep-konsep tersebut harus dipertautkan (connected) dalam pembelajarannya.
Pada model connected ini konsep pokok menjadi materi pembelajaran inti,
sedangkan contoh atau terapan konsep
yang dikaitkan berfungsi untuk
memperkaya.
Pada model pembelajaran
connected ciri utamanya adalah adanya
upaya untuk menghubungkan beberapa
materi (bahan kajian) ke dalam satu
disiplin ilmu. Sebuah model penyajian
yang menghubungkan, materi satu dengan
materiyang lain. Menghubungkan tugas/keterampilan yang satu dengan
tugas/keterampilan yang lain.
P
Gambar 1. Diagram model keterhubungan (connected)
Keunggulan model ini, peserta
didik memperoleh gambaran
yang menyeluruh tentang
sebuah konsep, sehingga
transfer pengetahuan lebih
mudah dilakukan karena
konsep pokok dikembangkan
secara terus menerus.

3. 3
Salah satu konsep yang dipelajari oleh siswa dalam proses pembelajaran
IPA Fisika adalah konsep cahaya (KTSP Perangkat Pembelajaran SMP/MTs).
Cahaya merupakan salah satu bentuk energi gelombang elektromagnetik yang
merambat secara transversal (Wasis, 2008). Sumber cahaya memancarkan energi
cahaya secara radiasi sehingga energi ini disebut energi radiasi.
Gambar 2. Proses fotosintesis
Pada proses pembelajaran IPA Biologi tumbuhan sangat membutuhkan
cahaya dalam proses fotosintesis untuk menghasilkan makanan (Saeful Karim,
dkk: 2008). Sebagian dari makanan ini digunakan oleh tumbuhan dan sisanya
dibawa ke bagian tubuh lain. Secara langsung ataupun tidak langsung, manusia
dan hewan juga bergantung pada tumbuhan hijau untuk memperoleh makanan.
Bagian dari tumbuhan yang digunakan sebagai sumber makanan bagi manusia dan
hewan antara lain daun, batang, buah, dan biji. Proses pembentukan glukosa dari
karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) dengan bantuan sinar matahari disebut
proses fotosintesis (Wasis, 2008). Saat proses fotosintesis banyak reaksi kimia

4. 4
yang terlibat secara kompleks (Wasis, 2008). Reaksi kimia yang terjadi pada
proses fotosintesis secara sederhana dapat dituliskansebagai berikut.
H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya → CH2O (glukosa) + O2 (oksigen)
(Rinie Pratiwi P, dkk : 2008).
Berdasarkan uraian di atas terlihat bahwa cahaya memiliki keterpaduan
dengan konsep-konsep atau materi lain yang dapat dikaji secara Fisika, Kimia,dan
Biologi. Mengingat begitu pentingnya konsep-konsep ini, maka perlu dilakukan
sebuah pembelajaran tertentu yang bisa memadukan konsep-konsep tersebut ke
dalam suatu proses pembelajaran. Dalam hal model pembelajaran terpadu Tipe
Connected.
Alasan dipilihnya materi ini karena dalam materi ini terdapat konsep yang
saling berkaitan, yakni saat pembahasan tentang fotosintesis konsep ini beririsan
dengan cahaya sebagai salah satu kebutuhan pada proses fotosintesis. Selain itu
konsep ini juga beririsan dengan reaksi kimia pada proses fotosintesis. Sehingga,
saat pembahasan tentang fotosintesis, pembahasan dikaitkan dengan cahaya
sebagai bagian dari proses fotosintesis dan reaksi kimia yang terjadi pada saat
proses fotosintesis.
PETA KETERPADUAN CONNECTED
FOTOSINTESIS
Biologi
(faktor-faktor yang
mempengaruhi
pertumbuhan dan
perkembangan)
Fisika
(Konsep cahaya)
Kimia
(Reaksi kimia
Fotosintesis)

5. 5
Setelah mempelajari bahan ajar ini, diharapkan siswa dapat:
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dipengaruhi oleh dua
faktor
mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi
pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan
menjelaskan proses fotosintesis pada tumbuhan dan
reaksi kimia yang terjadi
mendeskripsikan cahaya sebagai salah satu faktor yang
mempengaruhi proses fotosintesis
Faktor
Internal
Faktor
Eksternal
Faktor air
dan nutrisi
Faktor
cahaya
Faktor
genetik
Faktor
hormon

6. 6
A. Faktor Internal
1. Faktor Genetik
Faktor genetik terdapat dalam gen. Gen terdapat di kromosom dalam inti sel.
Gen ini mempengaruhi ukuran dan bentuk tubuh tumbuhan. Hal ini disebabkan
karena gen berfungsi mengatur sintesis enzim untuk mengendalikan proses kimia
dalam sel. Proses kimia dalam sel ini yang menyebabkan pertumbuhan dan
perkembangan tubuh tumbuhan.
2. Faktor Hormon
Hormon adalah senyawa organik tumbuhan yang mampu menimbulkan
respons fisiologi pada tumbuhan. Hormon tumbuhan bermacam-macam, tetapi ada
lima hormon tumbuhan yang sangat penting, yaitu:
• Auksin adalah hormon yang berasal dari titik tumbuh tumbuhan,
seperti ujung tunas, kambium, bunga, buah, dan ujung akar. Auksin
berfungsi merangsang pertumbuhan sel ujung batang, pertumbuhan
akar lateral dan akar serabut, dan merangsang pembentukan bunga
dan buah.
Auksin
• Sitokinin adalah zat tumbuh yang pertama kali ditemukan pada
batang tembakau. Hormon ini memiliki beberapa fungsi, antara
lain: Merangsang diferensiasi sel-sel yang dihasilkan dalam
meristem dan menunda pengguguran dan penuaan daun.
Sitokinin
• Giberelin merupakan zat tumbuh yang memiliki sifat seperti
auksin. Giberelin terdapat di hampir semua bagian tanaman, seperti
biji, daun muda, dan akar. Giberelin memiliki beberapa fungsi,
antara lain: Memacu perpanjangan secara abnormal batang utuh
dan mempengaruhi perkembangan bunga dan buah.
Giberelin

7. 7
B. Faktor Eksternal
1. Faktor Air dan Nutrisi
Gambar 3. Perbedaan tumbuhan yang diberikan air dan nutrisi yang cukup dan
yang kekurangan air dan nutrisi.
Tumbuhan membutuhkan air dan nutrisi untuk pertumbuhan dan
perkembangannya. Nutrisi ini harus tersedia dalam jumlah cukup dan seimbang.
Nutrisi diambil tumbuhan dari dalam tanah dan udara. Unsur-unsur yang
dibutuhkan tumbuhan dikelompok-kan menjadi dua macam, yaitu zat-zat organik
dan anorganik. Zat organik, seperti C, H, O, dan N, sedangkan zat anorganik,
seperti Fe, Mg, K, dan Ca.Pertumbuhan tanaman akan terganggu jika salah satu
• Gas etilen dihasilkan oleh buah yang sudah tua, tetapi masih
berwarna hijau yang disimpan dalam kantung tertutup agar cepat
masak. Gas etilen juga berfungsi memacu perkecambahan biji,
menebalkan batang, mendorong gugurnya daun, menunda
pembungaan, dan menghambat pemanjangan batang kecambah.
Gas Etilen
• Asam absisat adalah hormon yang menghambat pertumbuhan
tumbuhan. Hormon ini sangat diperlukan tumbuhan pada saat
kondisi lingkungan tidak baik. Contohnya, pada saat musim kering
atau musim dingin, tumbuhan menggugurkan daunnya untuk
mengurangi penguapan yang berlebihan. Hal ini dilakukan dengan
cara mengatur penutupan dan pembukaan stomata, terutama pada
saat kekurangan air.
Asam Absisat

8. 8
unsur yang dibutuhkan tidak terpenuhi. Misalnya, kurangnya unsur nitrogen dan
fosfor pada tanaman menyebabkan tanaman menjadi kerdil. Kekurangan
magnesium dan kalsium menyebabkan tanaman mengalami klorosis (daun
berwarna pucat)
2. Faktor Cahaya
Gambar 4. Perbedaan pertumbuhan tanaman ditempat gelap dan di tempat
Terang (yang terkena sinar matahari)
Cahaya sangat diperlukan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Proses
ini menghasilkan zat makanan yang diperlukan tumbuhan untuk pertumbuhannya
dan untuk disimpan sebagai cadangan makanan yang bisa dikonsumsi oleh
manusia dan hewan. Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk memproduksi
zat metabolik untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses fotosintesis,
intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis saat berlangsung reaksi terang.
Gambar 5. Tumbuhan normal dan yang mengalami Etiolasi

9. 9
Tumbuhan hijau dan alga hijau mampu
melakukan proses fotosintesis dengan bantuan
sinar matahari. Proses fotosintesis ini
menghasilkan zat makanan yang diperlukan
tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang. Jika
telah mencukupi, bahan makanan ini disimpan
sebagai cadangan makanan yang dapat
dimanfaatkan sebagai sumber makanan
makhluk hidup lain, seperti hewan dan
tumbuhan. Produk lain dari proses fotosintesis
adalah oksigen yang digunakan untuk
pernapasan semua makhluk hidup.
Tumbuhan memerlukan air dan karbon dioksida untuk melakukan proses
fotosintesis. Air dan mineral diserap tumbuhan dari dalam tanah melalui akar,
kemudian diangkut oleh xilem menuju daun. Karbon dioksida diambil tumbuhan
dari udara melalui stomata. Stomata juga berperan sebagai tempat untuk
membuang uap air dan gas yang sudah tidak diperlukan lagi oleh tumbuhan.
Setelah sampai di daun, air dan karbon dioksida di dalam kloroplas bereaksi
membentuk gula dengan bantuan sinar matahari. Bagian daun yang menyerap
sinar matahari adalah klorofil.
Reaksi kimia dalam proses fotosintesis adalah:
InFo:
Fotosintesis adalah proses
kimia yang terjadi pada
tumbuhan hijau dengan
bantuan energi sinar
matahari untuk
membentuk gula atau
karbohidrat dan oksigen
dari karbon dioksida dan
air.

10. 10
Gambar 6. Struktur anatomi daun
Glukosa diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan melalui floem. Hasil
fotosintesis ini digunakan tumbuhan untuk pertumbuhan dan perkembangannya.
Apabila kebutuhan glukosa sudah cukup, maka kelebihan glukosa yang ada akan
diubah menjadi karbohidrat dan disimpan sebagai cadangan makanan di dalam
akar, batang, buah, atau biji. Dalam akar misalnya kentang, dalam batang
misalnya tebu, dalam buah seperti durian, rambutan, dan pepaya, dalam biji
misalnya kacang hijau.
Secara langsung intensitas cahaya
mempengaruhi pertumbuhan melalui proses
fotosintesis, pembukaan stomata dan sintesis
klorofil, sedangkan pengaruhnya terhadap
pembesaran dan differensiasi sel terlihat pada
pertumbuhan tinggi tanaman dan ukuran serta
struktur daun dan batang (Kramer dan Kozlowsk
i 1960).
Menurut Bey dan Las (1991), mekanisme pengaruh radiasi surya pada
tanaman terdiri atas: fotoenergi (fotosintesis) dan foto stimuls yang terdiri
atas proses pergerakan dan proses pembentukan (klorofil, pigmen perluasan
daun, pertunasan dan pembungaan).
Spektrum cahaya tampak adalah spektrum yang dapat membangkitkan
proses fotosintesis yaitu pada spektrum PAR (Photosynthetic Active
Radiation) atau energi cahaya tampak. Di dalam proses fotosintesis radiasi
InFo:
Benda yang dapat
memancarkan cahaya
sendiri disebut sumber
cahaya. Sedangkan,
benda yang tidak dapat
memancarkan cahaya
disebut benda gelap.

11. 11
spektrum PAR diubah dari energi fisika menjadi energi kimia organik dan
disimpan ke dalam gugus (CH2O)n atau karbohidrat di dalam sel organ
(Nasir 2001). Spektrum ini biasa kita sebut dengan cahaya.
Gambar 7. PAR (Photosynthetic Active Radiation)
Reaksi cahaya dalam fotosintesis merupakan akibat langsung penyerapan
foton oleh molekulmolekul pigmen seperti klorofil. Tidak seluruh foton memiliki
tingkat energi yang cocok untuk menggiatkan pigmen daun. Pada kisaran di atas
760 nm foton tidak memiliki cukup energi dan dibawah 390 nm foton (bila
diserap oleh daun) memiliki terlalu banyak energi, menyebabkan ionisasi dan
kerusakan pigmen. Hanya foton yang mempunyai panjang gelombang antara 390
dan 760 nm (cahaya tampak) memiliki energi yang cocok untuk proses
fotosintesis (Gardner 1991 diacu dalam Rudiyana 2000).
Cahaya merah 600700nm (respon fitokrom) aktif untuk induksi
fotoperiodisitas pembungaan, perkembangan kloroplas (tidak termasuk sintesis
klorofil), penuaan (senescence) daun dan absisi daun. Sedangkan PAR dari
500600 nm, kelompok cahaya hijau, tergolong tidak aktif untuk fotosintesis.

12. 12
Cahaya merah jauh dengan panjang gelombang 700800 nm juga tidak aktif untuk
fotosintesis tetapi banyak mempengaruhi fotomorgenesis (Grant 1977).
Menurut Salibusry dan Ross (1992); Grant (1997), cahaya dengan panjang
gelombang lebih pendek akan menghasilkan energi foton yang lebih besar
daripada cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang. Adanya naungan dapat
menyebabkan rendahnya foton yang dapat diserap (Neff, Frankhauser dan Chory
2000). Faktor radiasi surya yang berkolerasi dengan temperature berpengaruh
terhadap mekanisme stomata. Apabila cahaya dalam keadaan terang dan
temperature tinggi, akan mengakibatkan membukanya stomata, sebaliknya bila
keadaan gelap dan temperature rendah mengakibatkan menutupnya stomata
(Abidin, 1991).

13. 13
DAFTAR PUSTAKA
Bey A, Las I. 1991. Strategi Pendekatan Iklim dalam usaha tani. Jakarta:
Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan.
Gardner FP, Pearce RB, dan Mitchell RL. diterjemahkan oleh Susilo, H dan
Subiyanto. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Jakarta: Universitas
Indonesia (UI Press).
Nasir AA. 2001. Kumpulan bahan bacaan klimatologi pertanian. Bogor: FMIPA
IPB. (tidak dipublikasikan).
Kozlowski TT, Kramer PJ, Pallardy SG. 1991. The physiologicalecology of woody
plants. San Diego: Academic Press, Inc
KTSP Perangkat Pembelajaran Sekolah Menengah Pertama (SMP)/Madrasah
Tsanawiyah (MTs). Jakarta: Dirjen Manajemen Pendidikan Dasar dan
Menengah.
Rinie Pratiwi P, dkk. (2008). Contextual Teaching and Learning Ilmu
Pengetahuan Alam Sekolah Menengah Pertama. Jakarta : Pusat Pembukuan
Depertemen PendidikanNasional.
Saeful Karim, dkk. (2008). Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk
Kelas VIII Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah. Jakarta :
Pusat Pembukuan Depertemen Pendidikan Nasional.
Wasis dan Sugeng Yuli Iranto. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs
Kelas VIII. Jakarta: Pusat Pembukuan Depertemen Pendidikan Nasional.