LAPORAN FISIOLOGI TUMBUHAN

TANAMAN C3, C4, DAN CAM

Oleh:

NAMA : Fanita Widyah AlvianaNIM :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 CO2 dari atmosfir dan produk awal

yang dihasilkan dari proses assimilasi. Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 adalah

RuBP dalam proses awal assimilasi, yang  juga dapat mengikat O2pada saat yang bersamaan

untuk proses fotorespirasi . 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.

Tipe crassulacean acid metabolism ( CAM) 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.

 

1.2  Tujuan

Mengetahui perbedaan tanaman C3 dan C4Mengetahui karakteristik tanaman CAMMengetahui siklus pada tanaman C3 dan C4

 

II.  TINJAUAN PUSTAKA 

2.1  Definisi tanaman C3

Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan  subtropis  yang menghasilkan glukosa  dengan

pengolahan CO2 melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim  Rubisco sebagai penambat

CO2. (Anonymousa, 2011)

Tanaman C3 adalah spesies tanaman yang menghasilkan 3 atom C dalam PGA sebagai

produk utama awal pembakaran CO2. (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 itu dimulai dari pengikatan CO2 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 CO2 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 bisphosphate  to produce two molecules  of three-

carbon  compound  (i.e. 3-phosphogylycerate). The key enzyme  that catalyzes carbon

fixation  is rubisco . (Anonymousb, 2011)

C3 plant is a plant that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid as the  first

stage of photosynthesis. (Anonymousc, 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 CO2 dari udara dan kemudian akan menjadi oksaloasetat  yang  akan

diubah menjadi malat. (Anonymousd, 2011)

Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama

penambahan CO2. (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 acid as the  first

stage of photosynthesis. (Anonymousa, 2010)

C4 carbon fixation is one of three biochemical mechanism, along with C3 and CAM

photosynthesis, functioning in land plants to “fix” carbon dioxide. (Anonymousd, 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  for arid  conditions. CO2 entering the stomata  during the night is converted

into organic  acids , which release CO2 for the Calvin Cycle  during the day, when

the stomata  are closed (Anonymousa, 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

(Anonymousd, 2011)

2.4  Perbedaan tanaman C3 dan C4

Sifat pembeda Tanaman C3 Tanaman C4

Suhu optimum Tanaman C3 (Tanaman Musim Dingin) mempunyai suhu optimum 55-75 0F proses fotosintesisberlangsung pada suhu 32-95 0F

Tanaman C4 (Tanaman Musim Panas) mempunyai suhu optimum 75-95 0F proses fotosintesisberlangsung 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 dalampengikatan CO2

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 CO2

CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2jumlahnya melimpah

Enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat yang lebih tinggi

terhadap CO2daripada 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 – 40 ppm 30 – 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 CO2dan menutup pada siang

hari untuk mengurangi transpirasi. Fiksasi CO2 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 CO2 ke dalam asam organik.

2. Selama siang hari stomatanya tertutup dan CO2 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 tumbuh di daerah

kering.

(Anonymousa, 2010)

 

2.6  Siklus pada tanaman C3, C4 dan 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. (Anonymousb, 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

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

(Anonymousc. 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

(Anonymousc.2011)

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Anonymousa, 2011. Fotosintesis. (Online), (http://www.google.com . Diakses pada tanggal 10

Juni 2012).

Anonymousb. 2011. Fotosintesis. (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis . diakses

tanggal 10 Juni 2012).

Anonymousc.2011.Klasifikasi Perbanyakan Tanaman. (Online),

(http://agrimaniax.blogspot.com/2010/05/klasifikasi-perbanyakan-tanaman.html , diakses 10 Juni

2012).

Anonymousd.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

Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis 6th Edition. Cambridge University Press. London

Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram. Lombok.