LAPORAN FISIOLOGI TUMBUHAN TANAMAN C3, C4, DAN CAM
Oleh: NAMA NIM
: Fanita Widyah Alviana :115040200111044
AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2012
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Tanaman adalah mahluk hidup yang mendapat makanannya sendiri dengan fotosintesis. 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. Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat CO 2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi. Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO 2 adalah RuBP dalam proses awal assimilasi, yang juga dapat mengikat O 2pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi . Jika konsentrasi CO 2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntungkan CO 2, sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambah besar. Tipe crassulacean acid metabolism ( CAM) merupakan tipe tanaman yang mengambil CO 2 pada malam hari, dan mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Tumbuhan CAM yang dapat mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili.
1.2 Tujuan
Mengetahui perbedaan tanaman C3 dan C4 Mengetahui karakteristik tanaman CAM Mengetahui siklus pada tanaman C3 dan C4
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi tanaman C3
Tumbuhan
C3
merupakan
tumbuhan subtropis yang
menghasilkan glukosa dengan
pengolahan CO 2 melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat a
CO2. (Anonymous , 2011)
Tanaman C3 adalah spesies tanaman yang menghasilkan 3 atom C dalam PGA sebagai produk utama awal pembakaran CO 2. (Sulisbury, 1995)
Tanaman C3 adalah tanaman yang mempunyai lintasan atau siklus PCR (Photosynthetic Carbon Reduction) atau sering disebut siklus calvin yang dapat menghasilkan asam organik yang mengandung 3 atom C dan jaringan yang terlibat dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil. Lintasan Lintasan itu dimulai dari pengikatan pengikatan CO 2 dengan RBP dan RuBP. (Sitompul, 1995)
Tanaman C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan senyawa phospho gliseric acid yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO 2 oleh ribolusa diphosphat. (Budiarti, 2008)
C3 plants involve direct carbon fixation of CO2. That is, the initial steps involve the CO2 being
bound
to ribulose
carbon compound (i.e.
bisphosphate to
3-phosphogylycerate).
The
produce
two molecules of
key enzyme that
three-
catalyzes carbon
b
fixation is rubisco . (Anonymous , 2011)
C3 plant is a plant that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid as the first c
stage of photosynthesis. (Anonymous , 2010)
2.2 Definisi tanaman C4
Tumbuhan C4 adalah tumbuhan tropis yang melibatkan dua enzim di dalam pengolahan CO2 menjadi glukosa yaitu Enzim phosphophenol pyruvat carboxilase (PEPco) adalah enzim
yang akan mengikat CO 2 dari udara dan kemudian akan menjadi oksaloasetat yang akan d
diubah menjadi malat. (Anonymous , 2011)
Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama penambahan CO 2. (Salisburry, 1998)
Tanaman C4 adalah kelompok tumbuhan yang melakukan persiapan reaksi gelap fotosintesis melalui jalur 4 karbon / 4C (jalur hatch- slack) sebelum memasuki siklus calvin, untuk meminimalkan keperluan fotorespirasi. (Budiarti, 2008)
Tanaman C4 adalah tanaman dengan hasil pertama dalam fotosintesis di mesofil berupa suatu molekul dengan 4 atom C.(Gardner, 1991)
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)
C4 plant are plants that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric phosphoglyceri c acid as the first a
stage of photosynthesis. (Anonymous , 2010)
C4 carbon fixation is one of three biochemical mechanism, along with C3 and CAM d
photosynthesis, functioning in land plants to “fix” carbon dioxide. (Anonymous , 2011)
2.3 Definisi tanaman CAM
Tanaman CAM adalah tanaman yang dapat berubah seperti tanaman C3 pada saat pagi hari (suhu rendah) dan dapat berubah seperti tanaman C4 pada siang hari dan malam hari. (Gardner, 1991)
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)
CAM
plant
is
a plant that
utilizes
the Crassulacean
acid
metabolism (CAM)
as
anadaptation anadaptation for arid conditions. CO2 entering the stomata during the night is converted into organic acids , which release CO 2 for the Calvin Cycle during the day, when a
the stomata are closed (Anonymous , 2011)
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 d
(Anonymous , 2011)
2.4 Perbedaan tanaman C3 dan C4 Sifat pembeda
Tanaman C3
Tanaman C4
Suhu optimum
Tanaman C3 (Tanaman Musim Dingin) mempunyai suhu optimum 550 75 F proses fotosintesis berlangsung pada suhu 0 32-95 F
Tanaman C4 (Tanaman Musim Panas) mempunyai suhu optimum 750 95 F proses fotosintesis berlangsung pada suhu 0 55-105 F
Kadar fotosintesis
Lebih rendah
Lebih tinggi
Enzim pada fiksasi CO 2
RuBP Carboxylase
PEP Carboxylase
Kebutuhan energi
Lebih sedikit
Lebih banyak
Adaptasi dalam pengikatan CO 2
Terdapat dalam kawasan sejuk, lembab ke panas dan keadaan yang lembab
Terdapat dalam kawasan yang panas, keadaan kering dan sedikit lembab
Cara kedua tumbuhan memfiksasi CO 2
CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya jumlahnya melimpah
Enzim karboksilase PEP memfiksasi CO 2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat
yang lebih tinggi terhadap CO 2daripada karboksilase RuBP. Oleh karena itu tingkat CO2 menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4 Fotorespirasi
Tinggi
Rendah
Hasil pertama fiksasi CO2
Ya
Tidak
Fotosintesis maksimum
10 – 10 – 40 40 ppm
30 – 30 – 90 90 ppm (Prasetyo, 2008)
2.5 Karakteristik tanaman CAM
Tanaman CAM adalah tumbuhan sukulen yang pada umumnya tidak memiliki lapisan sel palisade yang teratur. Sel daun dan ranting merupakan sel mesofil bunga karang. Terdapat sel bundle sheath tetapi sel tersebut tidak banyak berbeda dengan sel mesofil. Pada CAM, pembentukan asam malat pada malam hari, dibarengi dengan penguraian gula, pati, atau polimer glukosa yang mirip dengan pati. (Anonymous, 2011) Tanaman CAM (Crassulation Acid Metabolism Plants) pada dasarnya adalah tanaman sukulen yaitu tanaman yang berdaun atau berbatang tebal yang bertranspirasi rendah. Dalam kondisi kering, stomata pada malam hari akan terbuka untuk mengabsorbsi CO 2dan menutup pada siang hari untuk mengurangi transpirasi. Fiksasi CO 2 tanaman CAM sama seperti tanaman C4, hanya saja terjadinya pada malam hari dan energi yang dibutuhkan diperoleh dari glikolisis. Namun dalam kondisi cukup lemah, banyak spesies CAM merubah fungsistomata dan karboksilasi seperti tanaman C3.Tanaman CAM juga mempunyai metode fisiologis untuk mereduksi kehilangan air dan menghindari kekeringan. (Salisburry, 1998) Berdasarkan literatur lain, dijelaskan bahwa karakteristik tanaman CAM adalah sebagai berikut: 1. Membuka stomatanya pada malam hari menggabungkan CO 2 ke dalam asam organik. 2. Selama siang hari stomatanya tertutup dan CO 2 akan dilepaskan dari asam organik untuk di gunakan dalam siklus calvin. 3. Pada malam hari terjadi lintasan C4 dan siang hari terjadi siklus C3.
4. Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang yang tumbuh di daerah kering. a
(Anonymous , 2010)
2.6 Siklus pada tanaman tanaman C3, C4 C4 dan CAM
Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO 2 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 CO 2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntungkan CO 2, sehingga fotorespirasi terhambat dan b
assimilasi akan bertambah besar. (Anonymous , 2011)
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 sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian ke sel-sel sel-sel “bundle sheath” (sekelompok sel-sel 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 c
(Anonymous . 2010)
Siklus tanaman CAM.
Spesies CAM mengikat CO2menjadi asam beratom C-4 dengan PEP karboksilase seperti spesies tumbuhan C4, hanya bedanya terjadi pada malam hari pada saat stomata terbuka dan energi yang diperlukannya diperoleh melalui proses glikolisis. Radiasi matahari menyebabkan penutupan stomata dan penyinaran daun: energy cahaya ini digunakan untuk menjalankan daur Calvin, yaitu dengan mengambil CO2 dari asam beratom C-4 seperti pada reaksi di dalam sel-sel seludang ikatan pembuluh spesies C4. Kloroplas tumbuhan CAM lebih mirip dengan kloroplas spesies C3. Dalam kondisi kelembaban yang menguntungkan, banyak spesies CAM berubah fungsi stomatanya dan karboksilasinya serupa dengan spesies C3. (Gardner, 1991)
Gambar3. Siklus tanaman CAM c
(Anonymous .2011)
DAFTAR PUSTAKA a
Anonymous , 2011. Fotosintesis. (Online), (http://www.google.com . Diakses pada tanggal 10 Juni 2012). b
Anonymous . 2011. Fotosintesis. (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis . diakses tanggal 10 Juni 2012). c
Anonymous .2011. Klasifikasi Perbanyakan Tanaman. (Online), (http://agrimaniax.blogspot.com/2010/05/klasifikasi-perbanyakan-tanaman.html , diakses 10 Juni 2012). d
Anonymous .2011. Fotosintesis. (Online), (http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080524220224AAC70W4 . Diakses
tanggal10 Juni 2012).
Budiarti. 2008. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta Gardner. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta Lakitan, 1995. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan . Rajawali Grafindo, Jakarta th
Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis 6 Edition. Cambridge University Press. London Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram. Lombok.
