I. PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Berdasarkan tipe
fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, dan
CAM (crassulacean acid metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah
panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3. Namun tanaman C3 lebih
adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi. Sebagian besar tanaman
pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas
merupakan tanaman dari kelompok C3. Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara
mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses
assimilasi.
Tanaman adalah mahluk hidup yang
mendapat makanannya sendiri denganfotosintesis. Berdasarkan tipe fotosintesis,
tumbuhan dibagi ke dalam tigakelompok besar, yaitu C3, C4, dan CAM
(crassulacean acid metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah
panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3.
Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh
cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan
dari proses assimilasi. Pada tanaman C3, enzimyang menyatukan CO2 adalah RuBP
dalam proses awal assimilasi, yang juga dapatmengikat O pada saat yang
bersamaan untuk proses fotorespirasi . Jika konsentrasi CO2 di atmosfir
ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O akan lebih menguntungkan CO2,
sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambah besar.
Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP
yang tidak dapat mengikat O sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O.
Lokasi terjadinya assosiasiawal ini adalah di sel-sel mesofil. CO2 yang sudah
terikat oleh PEP kemudianditransfer ke sel-sel "bundle sheath" dimana
kemudian pengikatan dengan RuBPterjadi. Tipe crassulacean acid metabolism (
CAM) merupakan tipe tanaman yangmengambil CO2 pada malam hari, dan
mengunakannya untuk fotosistensis padasiang harinya. Tumbuhan CAM yang dapat
mudah ditemukan adalah nanas, kaktus,dan bunga lili. Dalam praktikum ini, akan
dibahas mengenai tanaman C3, C4 dan CAMsecara lebih mendalam.
1.2 Tujuan
Untuk mengetahui pengertian dari
tanaman C3, C4, dan CAM
Untuk mengetahui perbedaan antara
tanaman C3 dan tanaman C4
Untuk mengetahui karakteristik
yang ada pada tanaman CAM
Untuk mengetahui siklus yang
terjadi pada tanaman C3 dan C4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi
tanaman C3
·
Tanaman C3 adalah tanaman yang mempunyai lintasan atau
siklus PCR (Photosynthetic Carbon Reduction) atau sering disebut siklus
calvin yang dapatmenghasilkan asam organik yang mengandung 3 atom C dan jaringan
yangterlibat dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil. Lintasan itu
dimulaidari pengikatan CO2 dengan RBP dan RuBP.(Sitompul, 1995)
·
Tanaman C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan
senyawa phosphogliseric acid yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO2
oleh ribolusadiphosphat.(Budiarti, 2008)
·
C3 plant is A plant that produces the 3-carbon
compound phosphoglyceric acidas the first stage of photosynthesis.
(tanaman
C3 Sebuah pabrik yang
memproduksi senyawa 3-fosfogliserat
karbon acidas tahap
pertama fotosintesis).
(Anonymous, 2011)
·
C3 carbon fixation is a metabolic
pathway for carbon fixation in photosynthesis. The proses converts carbon
dioxide and ribolose biphosphate (RUBP, 5-carbon sugar) intro
3-phosphoglycerate through the following reaction 6CO2+6 RUBP 12
3-phosphoglycerate.
(C3 fiksasi
karbon merupakan metabolisme fiksasi karbon dalam fotosintesis. Proses ini
mengkonversi karbondioksida ribulase biphosphate (RUBP, 5-karbon gula) dalam
3-phosphogliserat melalui reaksi 6CO2+6 RUBP 12 3-phosphoglycerate).(Anonymous,
2011)
2.2 Definisi
Tanaman C4
·
Tanaman C4 adalah tanaman yang memiliki lintasan
tambahan di samping lintasan C3 yaitu dikenal dengan nama lintasan PCR yang
menghasilkan asam organic yang mengandung 4 atom C, yang terpindah dari sel
bunga karang, yang merupakan tempat siklus PCR dan lintasan ini dimulai dari
peningkatan CO2 kepada DEP (phodperol piruvat). (Sitompul, 1995)
·
Tanaman C4 adalah kelompok tumbuhan yang melakukan
persiapan reaksigelap fotosintesis melalui jalur 4 karbon / 4C (jalur hatch-
slack) sebelummemasuki siklus calvin, untuk meminimalkan keperluan
fotorespirasi.(Dwijoseputro, 1991)
·
C4 carbon fixation is one of three
biochemical mechanism, along with C3 and CAM photosynthesis, functioning in
land plants to “fix” carbon dioxide.
(C4
fiksasi karbon merupakan salah satu dari mekanisme biokimia bersama dengan C3
dan CAM fotosintesis, berfungsi untuk memperbaiki karbondioksida di lahan
tanaman). (Anonymous, 2011)
·
C4 plant are plants that produces the 3-carbon compound
phosphoglyceric acidas the first stage of photosynthesis.
(C4
tanaman tanaman yang menghasilkan senyawa 3-fosfogliserat
karbon acidas tahap
pertama fotosintesis). (Anonymous,
2011)
2.3 Definisi
Tanaman CAM
·
Tanaman CAM adalah tanaman yang membuka pada malam
hari dan menutup pada siang hari, memiliki laju fotosintesis yang rendah bila
dibandingkan dengan tanaman C3 dan C4. (Lakitan, 1995)
·
Tanaman CAM adalah tanaman yang
dapat berubah seperti tanaman C3 padasaat pagi hari (suhu rendah) dan dapat berubah seperti tanaman C4 pada
sianghari dan malam hari.(Gardner, 1991)
·
CAM photosynthesis is an elaborate carbon
fixation pathway in some plants. These plants fix carbon dioxide during the
night, storing it as the four carbon acid melate.
(CAM
fotosintesis adalah panjang fiksasi karbon di beberapa tanaman. Tanaman
tersebut memperbaiki karbondioksida di malam hari, disimpan sebagai empat
karbon asam melate). (Anonymous, 2011)
·
CAM
plants are plants that grow in desert areas
and mengambilCO2 in
the atmosphere and carbon also forms part 4.
(Tanaman CAM
adalah tanaman yang tumbuh di kawasan gurun dan mengambilCO2 di atmosfer dan
membentuk sebagian 4 karbon juga).(Gregory, 1997)
2.4 Perbedaan
Tanaman C3, C4, CAM
Berdasarkan tipe fotosintesis,
tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, dan CAM
(crassulacean acid metabolism). Perbedaan tersebut dapat dilihat pada table di
bawah ini.
|
C3
|
C4
|
CAM (crassulacean acid metabolism)
|
|
lebih adaptif pada
kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi
|
adaptif di daerah
panas dan kering
|
adaptif di daerah
panas dan kering
|
|
enzim yang menyatukan
CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses
fotorespirasi
|
CO2 diikat oleh PEP
yang
tidak dapat mengikat
O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2
|
Pada malam hari asam malat tinggi,
pada siang hari malat rendah Lintasan
|
|
karbon dioxida masuk
ke siklus calvin secara langsung.
|
tidak mengikat karbon
dioksida secara langsung
|
tidak mengikat karbon
dioksida secara langsung
|
|
Disebut tumbuhan C3 karena senyawa
awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)
|
Sel seludang pembuluh berkembang
dengan baik dan banyak mengandung kloroplas
|
Umumnya tumbuhan yang beradaptasi
pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas
|
|
Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk
ke dalam kelompok tumbuhan C3
|
Fotosintesis terjadi di dalam sel
mesofil dan sel seludang pembuluh
|
Reduksi karbon melalui lintasan C4
dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda
|
|
Apabila stomata menutup akibat
stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O2 oleh enzim
Rubisco
|
Pengikatan CO2di udara melalui
lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus
C3) di dalam sel seludang pembuluh
|
Pada malam hari terjadi lintasan
C4 pada siang hari terjadi suklus
|
(Lakitan,
1995)
2.5 Karakteristik
Tanaman C3, C4, CAM
BERDASARKAN SIFAT FISIOLOGIS
Menurut jalur fiksasi CO2 dalam proses fotosintesis (C3,C4,CAM)
Menurut jalur fiksasi CO2 dalam proses fotosintesis (C3,C4,CAM)
·
Karakteristik tanaman C3
- Memiliki fotosintesis bersih lebih rendah
- Memiliki fotosintesis bersih lebih rendah
- Laju fotorespirasinya tinggi
- Efisiensi penggunaan air rendah
- Efisiensi penggunaan air rendah
Contohnya :
Kedelai,gandum,kacang tanah, kentang dan tembakau
·
Karakteristik tanaman C4
- Keadaan ini sanggup berfotosintesis pada keadaan CO2 rendah
- Laju fotorespirasi tidak ada
- Lebih efisien dalam penggunaan air dan cahaya
- Daya produksinya tinggi
Contohnya :
Jagung,tebu, sorgum ,bayam
·
Karakteristik tanaman Crassulacican Acid Metabolism (CAM)
- Tanaman ini penambatan CO2nya berlangsung pada malam hari, membentuk senyawa berkarbon 4
- Umumnya tanaman ini tumbuh di daerah panas atau daerah yang tahan terhadap kekeringan yang lama.
Contohnya : Kaktus,nenas,anggrek
(Lakitan,
1995)
2.6 Siklus Pada
Tanaman C3, C4, CAM
Pada
tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakan Substrat
untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal
assimilasi, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses
fotorespirasi ( fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat
untuk menghasilkan energi dan hasil samping, yang terjadi pada siang hari) .
Jika konsentrasi CO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2
dan O2 akan lebih menguntungkan CO2, sehingga fotorespirasi terhambat dan
assimilasi akan bertambah besar.
gambar 1: siklus pada tanaman C3
Pada
tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzym pengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak
dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya
assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai
klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudah terikat
oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" (sekelompok
sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP
terjadi. Karena tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka
O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi
sangat kecil and G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap
CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1
sangat tinggi. , laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan
meningkatnya CO2.
gambar 2: siklus pada tanaman
C4
(Hopkins, 2004)
Beberapa spesies tumbuhan mempunyai
sifat yang berbeda dengan kebanyakan tumbuhan lainnya, yakni Tumbuhan ini
membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Kelompok
tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang tumbuh da daerah
kering. Dengan menutup stomata pada siang hari membantu tumbuhan ini menghemat
air, dapat mengurangi laju transpirasinya, sehingga lebih mampu beradaptasi
pada daerah kering tersebut.
Selama malam hari, ketika stomata
tumbuhan itu terbuka, tumbuhan ii mengambil CO2 dan memasukkannya
kedalam berbagai asam organic. Cara fiksasi karbon ini disebut metabolisme asam krasulase, atau crassulacean acid metabolism (CAM).
Dinamakan demikian karena
metabolisme ini pertama kali diteliti pada tumbuhan dari famili crassulaceae.
Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae,
Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.
Jalur CAM serupa dengan jalur C4
dalam hal karbon dioksida terlebih dahulu dimasukkan kedalam senyawa organic intermediet
sebelum karbon dioksida ini memasuki siklus Calvin. Perbedaannya ialah bahwa
pada tumbuhan C4, kedua langkah ini terjadi pada ruang yang
terpisah. Langkah ini terpisahkan pada dua jenis sel. Pada tumbuhan CAM, kedua
langkah dipisahkan untuk sementara. Fiksasi karbon terjadi pada malam hari, dan
siklus calvin berlangsung selama siang hari. (Hopkins, 2004)
DAFTAR
PUSTAKA
Anonymous, 2011.
http://www.google.com. Diakses pada tanggal 12 November 2011
Anonymous.2011.http://agrimaniax.blogspot.com/2010/05/klasifikasi-perbanyakan-tanaman.html. Diakses pada tanggal 12 November 2011
Anonymous.2011.http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080524220224AAC70W4. Diakses pada tanggal 12 November 2011
Dwidjoseputro, 1991. Pengantar
Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta
Gardner,
Franklin. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta
Gregory, Richard PF. 1997. Biochemistry
of Photosynthesis. Toronto:John Wiley & sons ltd. Hal. 14-17.
Hopkins WG, Hϋner NPA. 2004. Introduction
to Plant Physiology. Hoboken: John Wiley & Sons. Hal. 17-29.
Lakitan, 1995. Dasar-dasar
Fisiologi Tumbuhan. Rajawali Grafindo, Jakarta
Sitompul, SM. 1995. Fisiologi
Tanaman Tropis. Universitas Mataram press, Lombok
