LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN
“TANAMAN C3, C4 DAN CAM”
Disusun oleh: Nama
:Arif Hermanto
NIM
:0910480021
Asisten
: Mbak Atika
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2010
BAB I
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang
Tanaman Tanaman adalah mahluk hidup yang mendapat mendapat makanannya makanannya sendiri dengan foto fotosi sint ntes esis is.. Berd Berdas asark arkan an tipe tipe foto fotosi sint ntes esis is,, tumb tumbuh uhan an diba dibagi gi ke dala dalam m tiga tiga kelo kelomp mpok ok besa besar, r, yait yaitu u C3, C3, C4, C4, dan dan CAM CAM (cras (crassu sula lace cean an acid acid meta metabo boli lism sm). ). 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 dihasilkan dari proses proses assimilasi. assimilasi. Pada tanaman tanaman C3, enzim yang menyatukan CO 2 adalah RuBP dalam proses awal assimilasi, yang juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi . Jika konsentrasi CO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntun menguntungkan gkan CO2, sehi sehing ngga ga foto fotore resp spira irasi si terh terham amba batt dan dan assi assimi mila lasi si akan akan bertambah besar. Pada tanaman C4, CO 2 diikat diikat oleh PEP yang tidak tidak dapat dapat mengik mengikat at O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO 2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil. CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. terjadi. Tipe crassulacean crassulacean acid metabolism metabolism ( CAM) merupakan merupakan tipe tanaman yang mengambil CO2 pada malam hari, dan mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Tumbuhan CAM yang dapat mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili (Budiarti, 2008) . Dalam praktikum ini, akan dibahas mengenai tanaman C3, C4 dan CAM secara lebih mendalam. 1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini, adalah untuk : a. Menget Mengetahu ahuii defini definisi si tanam tanaman an C3,C4 C3,C4 dan CAM CAM b. Menget Mengetahu ahuii perbed perbedaan aan tanam tanaman an C3 dan dan C4 c. Menget Mengetahu ahuii karak karakteri teristi stik k tanam tanaman an CAM CAM d. Menget Mengetahu ahuii siklus siklus pada pada tana tanaman man C3 dan C4 C4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
1
Definisi tanaman C3 a. Tana Tanama man n C3 adal adalah ah tana tanama man n yang yang memp mempun unya yaii linta lintasa san n atau atau sikl siklus us PCR PCR
(Photosynthetic Carbon Reduction) atau sering disebut siklus calvin yang dapat mengha menghasil silkan kan asam asam organi organik k yang yang mengan mengandun dung g 3 atom atom C dan jaring jaringan an yang yang terlibat dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil. Lintasan itu dimulai dari pengikatan CO2 dengan RBP dan RuBP (Sitompul, 1995) b. 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) c. C3 plant is A plant that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid
as the first stage of photosynthesis. photosynthesis. (Anonymous, 2010)
2.2 Definisi tanaman C4 a. Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk
utama penambahan CO2. (Salisburry, 1998) b. Tanama Tanaman n C4 adalah adalah kelomp kelompok ok tumbuh tumbuhan an yang yang melaku melakukan kan persia persiapan pan reaksi reaksi
gelap gelap fotosi fotosinte ntesis sis melalui melalui jalur jalur 4 karbon karbon / 4C (jalur (jalur hatchhatch- slack) slack) sebelu sebelum m memasuki siklus calvin, untuk meminimalkan keperluan fotorespirasi. (Budiarti, 2008) c. C4 plant are plants that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid
as the first stage of photosynthesis. photosynthesis. (Anonymous, 2010)
2.2 Defini Definisi si tana tanaman man CAM
a. Tanama Tanaman n CAM adalah adalah tanaman tanaman yang yang dapat berubah berubah seperti seperti tanaman tanaman C3 pada saat pagi hari (suhu rendah) dan dapat berubah seperti tanaman C4 pada siang hari dan malam hari. (Gardner, 1991) b. Tanaman CAM adalah tanaman yang tumbuh di kawasan gurun dan mengambil
CO2 di atmosfer dan membentuk sebagian 4 karbon juga. (Bidwell, 1974)
2.2 Perbedaa Perbedaan n tanaman tanaman C3 dan dan C4 C4 Sifat pembeda
Suhu optimum
Tanaman C3
Tanaman C4
Tanaman C3 (Tanaman Musim Dingin) mempunyai suhu optimum 55-75 0F proses fotosintesis
Tanaman C4 (Tanaman Musim Panas) mempunyai suhu optimum 75-95 0F proses fotosintesis
berlangsung pada suhu 32-95 0F
berlangsung pada suhu 55-105 0F
Kadar fotosintesis
Lebih rendah
Lebih tinggi
Enzim pada fiksasi CO2
RuBP Carboxylase
PEP Carboxylase
Kebutuhan energi
Lebih sedikit
Lebih banyak
Adaptasi dalam
Terdap Terdapat at dalam dalam kawasa kawasan n Terdap Terdapat at dalam dalam kawasa kawasan n
pengikatan CO 2 Cara ara
kedua edua
memfiksasi CO2
tum tumbuha buhan n
seju sejuk, k, lemb lembab ab ke pana panass
yang
panas,
keadaan
dan keadaan yang lembab
kering dan sedikit lembab
CO2 hanya difiksasi RuBP
Enzim Enzim karbok karboksil silase ase PEP
oleh oleh karbok karboksil silase ase RuBP RuBP
memf memfik iksa sasi si
CO2
pada
hanya bekerja apabila CO2 akseptor karbon lain yaitu jumlahnya melimpah
PEP. PEP. Karb Karbok oksi sila lase se PEP PEP memili memiliki ki daya daya ikat ikat yang yang lebih tinggi terhadap CO2 darip aripad adaa
karb karbo oksil ksilas asee
RuBP RuBP.. Oleh Oleh kare karena na itu itu tingkat
CO2
sangat
rendah
menjadi pada
tumbuhan C4 Fotorespirasi
Tinggi
Rendah
Hasil pertama fiksasi CO2
ya
Tidak
Fotosintesis maksimum
10 – 40 ppm
30 – 90 ppm
(Prasetyo, 2008) 2.3 Karakter Karakteristik istik tanaman tanaman CAM
Tanaman Tanaman CAM (Crassulation (Crassulation Acid Metabolism Metabolism Plants) pada dasarnya dasarnya adalah tana tanama man n suku sukule len n
yait yaitu u tana tanama man n yang yang berd berdau aun n atau atau berb berbat atan ang g teba teball yang yang
bertranspirasi rendah. Dalam kondisi kering, stomata pada malam hari akan terbuka untuk untuk mengab mengabsor sorbsi bsi CO2 dan dan menu menutu tup p pada pada sian siang g hari hari untu untuk k meng mengur uran angi gi transpirasi transpirasi.. Fiksasi Fiksasi CO2 tanama tanaman n CAM sama sama seperti seperti tanaman tanaman C4, hanya saja saja terjadinya pada malam hari dan energi yang dibutuhkan diperoleh dari glikolisis. Namun dalam kondisi cukup lemah, banyak spesies CAM merubah fungsistomata dan karbok karboksil silasi asi sepert sepertii tanama tanaman n C3. Tanama Tanaman n CAM CAM juga juga mempun mempunyai yai metode 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 Pada malam malam hari terjad terjadii lintasa lintasan n C4 dan sian siang g hari hari terjadi terjadi siklu sikluss C3.
4.
Kelo Kelomp mpok ok tumb tumbuh uhan an ini ini umum umumny nyaa adal adalah ah tumb tumbuh uhan an jeni jeniss suku sukule len n yang yang tumbuh da daerah kering (Anonymous, 2010)
2.2 Siklus Siklus pada pada tanama tanaman n C3 dan C4 a. Sikl Siklus us pada pada tana tanama man n C3 C3
Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untuk menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3. CO2 diikat oleh RUDP dirubah menjadi senyawa organik C6 (tidak stabil) dirubah menjadi glukosa (dengan menggunakan 18ATP dan 12 NADPH)
menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.
Siklus C3 :
b. Sikl Siklus us Pad Pada a Tana Tanama man n C4
CO2 (Diikat oleh PEP) CO2 yang sudah terikat oleh PEP
ditransfer ke sel-sel “bundle sheath” (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem)
pengikatan dengan RuBP karena tingginya konsentrasi CO2 pada sel sel bundle sheath ini , maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RUBP, sehingga foto respirasi sangat sangat kecil kecil dan G sangat sangat rendah, rendah, PEP mempunya mempunyaii daya daya ikat ikat sangat sangat tinggi tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 dibawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. Siklus C4:
(Anonymous. 2010)
BAB III METODOLOGI 1
Alat, Bahan + Fungsi a. Alat : 1.Mikroskop
: untuk mengamati ob objek.
2.Silet/cutter
: un untuk me memotong ba bahan.
3.Kaca Kaca prep prepara aratt
: untu untuk k temp tempat at bah bahan an/o /obj bjek ek pen penga gama matan tan
4.Kaca Kaca pen penut utup up
: unt untuk uk menu menutu tup p obje objek k pada pada kac kacaa prep prepar arat at
5.Pen Pensil/ sil/p pena ena
: unt untu uk men mengg ggam amba barr has hasil il dari dari penga engam matan atan
a. Bahan : 1. Daun Daun nan nanas as
: seba sebaga gaii obje objek k peng pengam amata atan n (tan (tanam aman an CAM CAM))
2. Daun Daun jagung jagung : sebaga sebagaii objek objek penga pengamata matan n (tanama (tanaman n C4) 3. Daun Daun kacan kacang g Hija Hijau u
: seba sebagai gai objek objek pengam pengamatan atan (tanam (tanaman an C3) C3)
3.1 Cara kerja kerja (diagram (diagram alir)
Daun dipotong melintang (jagung , nanas, kacang hijau)
Letakkan pada preparat
Tetesi Air
Tutup preparat dengan kaca penutup + squash 180 0
Amati pada mikroskop
Hasil
3.2 Analisa Analisa perlakua perlakuan n
Pertam Pertama-ta a-tama ma daun daun dari dari masing masing-mas -masing ing tanama tanaman-t n-tana anaman man (jagun (jagung, g, kacang kacang hijau hijau dan nanas) nanas) dipoto dipotong ng melint melintang ang dan potong potongan an daun daun harus harus tipis tipis bertujuan supaya dapat diamati pada mikroskop. Kemudian irisan melintang tersebut diletakkan pada kaca preparat dan ditetesi airkemudian ditutupi dengan kaca kaca penutu penutup p lalu lalu disqua disquash sh 360 3600 bertujuan bertujuan untuk untuk menempelka menempelkan n objek pada preparat preparat sehingga sehingga dapat diamati diamati pada mikroskop. mikroskop. Kemudian Kemudian hasil Kemudian amati dibawah mikroskop, setelah sample diamati kemudian gambar (photo).
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 1
Gambar literatur sel tanaman C3 dan tanaman C4 a. Sel Sel ta tanama aman C3 C3
b. Sel Sel tan tanam aman an C4
(Anonymous, 2010)
4.2 4.2
Gamb Gambar ar Hasil Hasil Pengam Pengamat atan an Mikro Mikrosk skop op ( hasi hasill gamb gambar ar foto foto dan dan gamb gambar ar tangan) Sel tanaman C3
Tanaman CAM
tanaman C4
4.3
Pemba Pembahas hasan an per perbed bedaan aan anatom anatomii daun daun C3, C3, C4 C4 dan dan CAM CAM a. Anatom Anatomii daun daun tanama tanaman n C3 ( kacan kacang g hijau) hijau)
Tanaman C3 (kacang hijau), anatomi daunnya memiliki jaringan spons dan parenkim palisade. Jaringan daun tanaman C3 juga terdapat epidermis atas atas dan dan bawa bawah. h. Sela Selain in itu, itu, tana tanama man n C3 memp mempun unya yaii meso mesofi fill yang yang memisahkan jaringan spons dengan parenkim palisade. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa tanaman C3 tidak mempunyai jaringan bunga karang, tapi mempunyai mesofil. Tidak mempunyai mempunyai kloroplas pada sel-sel seludangnya, seludangnya, kloroplas dalam mesofil mesofil menimbun menimbun tepung dengan jumlah lebih kecil. Tanaman Tanaman C3 memiliki enzim RuBP. (Dwidjoseputro, 1990)
b. Anatom Anatomii daun daun tanama tanaman n C4 (jagu (jagung) ng)
Tanaman C4 (jagung), anatomi daunnya memiliki lapisan epidermis yang lebih tebal daripada daun tanaman C3. Selain itu, daun tanaman C4 juga mempunyai mesofil dan jaringan bunga karang, namun tidak mempunyai pare parenk nkim im spon spons. s. Ikat Ikatan an pemb pembul uluh uh pada pada tana tanama man n C4 juga juga lebi lebih h besa besar r daripada daun tanaman C3. Perbedaan yang penting antara daun tanaman C3 dan dan C4 adala adalah h daun daun tana tanama man n C4 memi memili liki ki bund bundle le sheet sheet cell cell di seki sekita tar r mesofilnya. Hal diatas sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa tanaman C4 memiliki memiliki mesofil mesofil dan jaringan bunga karang (bundle (bundle sheat), sheat), mempunyai mempunyai enzim dalam sel-sel seludangnya. Kloroplas dalam mesofil tidak menimbun tepung, dengan jumlah kloroplas dalam sel seludang ikatan pembuluh, lebih besar dan mempunyai stroma yang keras. (Dwidjoseputro, 1990)
c. Anatom Anatomii daun daun tana tanama man n CAM CAM (nan (nanas) as)
Anato Anatomi mi tanama tanaman n CAM (nanas (nanas), ), yaitu yaitu mempun mempunyai yai lapisa lapisan n epider epidermis mis lebih tipis, namun memiliki ikatan pembuluh yang lebih besar. Bundle sheet cell pada tanaman CAM terdapat di tepi atau dekat epidermis. Mesofil pada daun membentang lurus menghubungkan ikatan pembuluh. Daun tanaman CAM memiliki kutikula yang luas dengan vakuola yang besar serta lapisan sitoplasmanya yang tipis. Hal ini sesuai dengan literature yang menyebutkan bahwa kebanyakan tanaman CAM berupa tanaman sukulen dan mempunyai kutikula yang luas dengan vakuola yang besar dan lapisan sitoplasmanya tipis. (Salisbury, 1998) 4.4 Analisa hasil
Tanaman yang diamati pada mikroskop pada waktu praktikum praktikum adalah tanama tanaman n C4 (Jagung (Jagung)) dan CAM (nanas (nanas)) sedang sedangkan kan tanama tanaman n C3 tidak tidak diamati. Pada Pada tanama tanaman n CAM memili memiliki ki lapisa lapisan n epider epidermis mis yang yang lebih lebih tipis, tipis, mempunyai sel bundle sheath, tetapi sel tersebut hampir sama dengan sel mesofil. Pada tanaman C4, anatomi daunnya memiliki lapisan epidermis
yang lebih tebal dari pada tanaman CAM dan tanaman ini mempunyai mempunyai sel bundle sheath,
BAB V KESIMPULAN 1
Kesimpulan 1) Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan subtropis yang menghasilkan glukosa
dengan dengan pengol pengolaha ahan n CO2 melalu melaluii siklus siklus Calvin Calvin,, yang yang meliba melibatka tkan n enzim Rubisco sebagai penambat CO 2. 2) Tanama Tanaman n C4 adalah adalah tanaman tanaman dengan dengan hasil pertama pertama dalam fotosi fotosinte ntesis sis di mesofil berupa suatu molekul dengan 4 atom C 3) Tanama Tanaman n CAM adalah adalah tanaman tanaman yang tidak memilik memilikii lapisa lapisan n palisade palisade yang teratur, sel daun rantingnya merupakan sel mesofil bunga karang •
Proses pengikatan CO 2 oleh tanaman C3 terdiri dari : ➢Fase
karboksilase
➢Fase
reduksi
➢Fase
regenerasi
➢Fase sintesis produk •
Proses pengikatan CO 2 oleh tanaman C4 terdiri dari : ➢Asimilasi
CO2
➢Transportasi
asam C4
➢Dekarboksilase ➢Transportasi
asam C4
5.2 5.2 Sara Saran n •
Perlengkapan alat praktikum agar dilengkapi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonym Anonymous ous..
2010. 2010.
http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis.. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis
diakses
tanggal
29
November 2010. Anonymous.2010.http://agrimaniax.blogspot.com/2010/05/klasifikasi-perbanyakanAnonymous.2010.http://agrimaniax.blogspot.com/2010/05/klasifikasi-perbanyakantanaman.html Anonymous.2010.http://id.answers.yahoo.com/question/index? Anonymous.2010.http://id.answers.yahoo.com/question/index? qid=20080524220224AAC70W4. Diakses tanggal 29 November 2010. Dwidjoseputro, 1991. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta Gardner, Franklin. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis Photosynthesis 6 th Edition . Cambridge University Press. London Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram. Lombok.
