KARAKTERISTIK TANAMAN C3, C4, DAN CAM SERTA CONTOH
TANAMANNYA MASING-MASING
Oleh :
AKSAN ARDIYANSAH
M1A1 13 005
MANAJEMEN HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN DAN ILMU LINGKUNGAN
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2015
TUMBUHAN C3, C4 DAN CAM
A. TUMBUHAN C3
Tumbuhan C3 adalah tumbuhan secara
umum kita kenal dengan tumbuhan hijau atau layaknya tumbuhan dengan mekanisme
Fotosintesis yang diawali dengan terbentuknya C3 ( PGA) pada reaksi Calvin
benson.
- Pada siklus tersebut akan diikat oleh ribulosabifosfat (RuBP) dan membentuk asam fosfogliserat (PGA) yang merupakan senyawa .
- Proses tersebut hanya bisa berjalan dengan bantuan enzim ribulosabifosfat karboksilase oksigenase
- Karena menghasilkan PGA yang merupakan senyawa 3-C maka disebut kelompok tumbuhan
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.
Pada tanaman
C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakan substrat
untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal
assimilasi (enzim rubisco), 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.
Tumbuhan C3
tumbuh dengan fiksasi karbon C3 biasanya tumbuh dengan baik di area dimana
intensitas sinar matahari cenderung sedang, temperature sedang dan dengan
konsentrasi CO2 sekitar 200 ppm atau lebih tinggi, dan juga
dengan air tanah yang berlimpah. Tumbuhan C3 harus berada dalam area dengan
konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi sebab Rubisco sering menyertakan
molekul oksigen ke dalam Rubp sebagai pengganti molekul karbondioksida.
Konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi menurunkan kesempatan Rubisco untuk
menyertakan molekul oksigen. Karena bila ada molekul oksigen maka Rubp akan
terpecah menjadi molekul 3-karbon yang tinggal dalam siklus Calvin, dan 2
molekul glikolat akan dioksidasi dengan adanya oksigen, menjadi karbondioksida
yang akan menghabiskan energi.
Pada
tumbuhan C3,CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP.
Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah
Contoh tanaman C3 antara lain : kedelai, kacang tanah,
kentang, dll.
B.
TUMBUHAN C4
Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang
umumnya ditemukan di daerah tropis. Tumbuhan ini melibatkan dua enzim di dalam
pengolahan CO2 menjadi glukosa.
v Tumbuhan C4
jenis tumbuhan yang hidup di daerah panas seperti jagung, tebu,
rumput-rumputan,
v Tumbuhan
memiliki kebiasaan saat siang hari mereka tidak membuka stomatanya secara penuh
untuk mengurangi kehilangan air melalui evaporasi/transpirasi
v Ini
berakibat terjadinya penurunan jumlah CO2 yang masuk ke stomata.
v Logikanya
hal ini menghambat laju fotosintesis.
v Ternyata
para tumbuhan ini telah mengembangkan cara yang cerdas untuk menjaga agar laju
fotosintesis tetap normal meskipun stomata tidak membuka penuh.
Tumbuhan
C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering. 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
meningkatnyaCO2. Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan
lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan.
Contoh tanaman C4 adalah jagung,
sorgum dan tebu.
C. TUMBUHAN CAM
Tumbuhan
CAM adalah
tumbuhan yang dapat berubah seperti tumbuhan C3 pada saat pagi hari (suhu
rendah) dan dapat berubah seperti tumbuhan C4 pada siang hari dan malam hari
(Gardner, 1991). Tumbuhan CAM adalah tumbuhan yang stomatanya membuka pada
malam hari dan menutup pada siang hari, memiliki laju fotosintesis yang rendah
bila dibandingkan dengan tanaman C3 dan C4 (Lakitan, 1995).
- Tumbuhan ini mempunyai karakter mampu hidup pada daerah panas dan kering
- Tumbuhan lain yang tergolong sukulen (penyimpa lingkungan yang suhunya tinggi ( 50 0) biasanya lingkungan gurun
- Contoh tumbuhannya adalh kaktus dan nanas memiliki adaptasi fotosintesis yang berbeda lagi.
- Tidak seperti tumbuhan umumnya, kelompok tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutup pada siang hari.
- Stomata yang menutup pada siang hari membuat tumbuhan mampu menekan penguapan sehingga menghemat air, tetapi mencegah masuknya CO2.
Saat stomata terbuka pada malam hari, CO2
di sitoplasma sel-sel mesofil akan diikat oleh PEP dengan bantuan enzim PEP
karboksilase sehingga terbentuk oksaloasetat kemudian diubah menjadi malat
(persis seperti tumbuhan C-4). Selanjutnya malat yang terbentuk disimpan dalam
vakuola sel mesofil hingga pagi hari. Pada siang hari saat reaksi terang
menyediakan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin-Benson, malat dipecah lagi
menjadi CO2 dan piruvat. CO2 masuk ke siklus
Calvin-Benson di stroma kloroplas, sedangkan piruvat akan digunakan untuk
membentuk kembali PEP.
Tumbuhan C4
dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering. Crassulacean acid
metabolism (CAM), tanaman ini mengambil CO2 pada malam hari, dan
mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Meski tidak menguarkan
oksigen dimalam hari, namun dengan memakan CO2 yang beredar, tanaman ini sudah
membantu kita semua menghirup udara bersih, lebih sehat, menyejukkan dan
menyegarkan bumi, tempat tinggal dan ruangan. Jadi, cocok buat taruh di ruang tidur
misalnya. Sayang, hanya sekitar 5% tanaman jenis ini. Tumbuhan CAM yang dapat
mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili.
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.
Contoh tumbuhan CAM adalah : nanas, kaktus, dan bunga lili.
Perbedaan
Tanaman C3, C4 dan 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 fotorespirasipengikatan 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 C3
|
Penjelasan ketiga jenis tanaman secara singkat
Tanaman c3 biasanya
adalah tanaman yang umumnya berada di wilayah dingin, bisa berfotosintesis
lebih baik dari tanaman c4 di bawah 25 derajat celcius. Pada tanaman c3,
fiksasi CO2 terjadi secara langsung oleh siklus Calvin. Contohnya adalah
gandum, beras.
Tanaman c4 hampir sama
semua cara kerjanya dengan tanaman c3, tetapi tanaman c4 perlu membentuk
molekul c4 dahulu sebelum bisa memfiksasi CO2. Contoh : jagung, tebu.
CAM (Crassulacean-Acid-Metabolism) dilakukan oleh tanaman sukulen, biasanya hidup di
tempat yang kering. Bedanya dengan tanaman c4 mereka membuka stomata mereka
pada malam hari. Contoh : paku-pakuan, kaktus, teratai, dsb.
EmoticonEmoticon