Keyword :
Page 1 of 19
Sumber-sumber yang saya kutip http://blog.ub.ac.id/nrestiani FOTOSINTESIS TUMBUHAN C3, C4 DAN CAM Fotosintesis (dari bahasa Yunani φώτο- [fó̱to-], “cahaya,” dan σύνθεσις [sýnthesis], “menggabungkan”, “penggabungan”) adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Selain tumbuhan berklorofil, makhluk hidup non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri. Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari. Organisme fotosintesis disebut fotoautotrof karena mereka dapat membuat makanannya sendiri. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut ini adalah persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan glukosa: 6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 Tanaman terbagi atas tiga grup utama, C3, C4 dan CAM yang dibedakan oleh cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi. 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), sehingga ada kompetisi antara CO2 dan O2 dalam menggunakan RuBP (Farquhar dan Caemmerer, l982). 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. Contoh tanaman C3 antara lain : kedele, kacang tanah, kentang, sedang contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu. Peningkatan laju assimilasi tanaman kedelai (C3) dengan pertambahan PAR yang disebut juga “asimilasi cahaya oksidatif” ini terjadi pada sel-sel mesofil daun dan diketahui merupakan gejala umum pada tumbuhan C3, seperti kedelai dan padi. Lebih jauh, proses ini hanya terjadi pada stroma dari kloroplas, dan didukung oleh peroksisom dan mitokondria. Secara biokimia, proses fotorespirasi merupakan cabang dari jalur glikolat. Enzim utama yang terlibat adalah enzim yang sama dalam proses reaksi gelap fotosintesis, Rubisco (ribulosa- bifosfat karboksilase-oksigenase). Rubisco memiliki dua sisi aktif: sisi karboksilase yang aktif pada fotosintesis dan sisi oksigenase yang aktif pada fotorespirasi. Kedua proses yang terjadi pada stroma ini juga memerlukan substrat yang sama, ribulosa bifosfat (RuBP), dan juga dipengaruhi secara positif oleh konsentrasi ion Magnesium dan derajat keasaman (pH) sel. Dengan demikian fotorespirasi menjadi pesaing bagi fotosintesis, suatu kondisi yang tidak disukai kalangan pertanian, karena mengurangi akumulasi energi.
Page 2 of 19
Jika kadar CO2 dalam sel rendah (misalnya karena meningkatnya penyinaran dan suhu sehingga laju produksi oksigen sangat tinggi dan stomata menutup), RuBP akan dipecah oleh Rubisco menjadi P-glikolat dan P-gliserat (dengan melibatkan satu molekul air menjadi glikolat dan P- OH). P-gliserat (P dibaca “fosfo”) akan didefosforilasi oleh ADP sehingga membentuk ATP. P- glikolat memasuki proses agak rumit menuju peroksisoma, lalu mitokondria, lalu kembali ke peroksisoma untuk diubah menjadi serin, lalu gliserat. Gliserat masuk kembali ke kloroplas untuk diproses secara normal oleh siklus Calvin menjadi gliseraldehid-3-fosfat (G3P). 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, sekitar 5 m mol m-2 s-1. PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. Pada kisaran konsentrasi CO2 300 – 500 m mol m-2 s-1, laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit Dengan meningkatnya CO2, walaupun PAR sangat tinggi. Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan. Perbedaan tumbuhan C3 dan C4 adalah cara kedua tumbuhan memfiksasi CO2. Pada tumbuhan C3,CO2 hanya difiksasi RuBP 0leh karboksilase RuBP. Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah. Tetapi pada sintesis C4,enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat yang lebih tinggi terhadap CO2 daripada karboksilase RuBP. Oleh karena itu,tingkat CO2 menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4,jauh lebih rendah daripada konsentrasi udara normal dan CO2 masih dapat terfiksasi ke PEP oleh enzim karboksilase PEP. Sistem perangkap C4 bekerja pada konsentrasi CO2 yang jauh lebih rendah. TUMBUHAN C3 Tumbuhan C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan senyawa Phospho Glicerid Acid (PGA) yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO2 oleh Ribolusa Di Phosphat (RDP). Hampir 80% tumbuhan yang melakukan fotosintesis menggunakan jalur C3 untuk pengikatan CO2. Senyawa Phospho Gliseric Acid (PGA) memiliki energi yang rendah sehingga pengikatan CO2 oleh RDP terjadi secara spontan tanpa menggunakan ATP hasil reaksi terang.
Page 3 of 19
TUMBUHAN C4 Tumbuhan 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 fotorespiasi. Mula-mula CO2 difiksasi oleh Phospho Enol Piruvat (PEP) sehingga dihasilkan Oxalo Acetic Acid (OAA) (4C). selanjutnya OAA diubah menjadi Asam malat (berlangsung di dalam mesofil daun). Asam malat kemudian berdifusi dari sel-sel mesofil menuju sel-sel seludang berkas pengangkut yang banyak mengandung kloroplast yang mengelilingi berkas pengangkut daun (bundle sheat cell). Di dalam sitoplasma sel-sel ini (asam malat) diubah menjadi asam piruvat dan CO2 dibawa masuk menuju kloroplast dan diikat oleh RDP, berlanjut ke siklus Calvin. Tumbuhan C4 dalam kondisi panas didaerah tropis lebih efisien mempergunakan CO2 daripada tumbuhan C3, karena tumbuhan C4 dapat meminimalkan fotorespirasi sekaligus meningkatkan hasil fotosintesis. Hal ini dapat dilihat pada produksi gula tebu dan jagung yang meningkat pada musim kemarau. TUMBUHAN CAM (Crassulaceae Acid Metabolism) Tumbuhan CAM (Crassulaceae Acid Metabolism) membuka stomatanya pada malam hai menggabungkan CO2 ke dalam asam oganik. Selama siang hari, stomata tertututp dan CO2 dilepaskan dari asam organic untuk digunakan dalam siklus calvin. Pada malam hari terjadi lintasan C4 (Siklus Hatch-Slack) dan pada siang hari terjadi siklus C3 (Siklus Calvin).
Page 4 of 19
http://putriutami324.blogspot.com/ TANAMAN C4 Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, dan CAM (crassulacean acid metabolism). Tanaman C4 dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus calvin dengan fiksasi karbon cara lain yang membentuk senyawa berkarbon-empat sebagai produk pertamanya. Beberapa ribu spesies dalam sedikitnya 19 famili menggunakan jalur C4. Di antara tanaman C4 yang penting untuk pertanian adalah tebu dan jagung, anggota family rumput. Dalam tanaman C4, terdapat dua jenis sel fotosintetik yang jelas berbeda, yaitu : 1. Sel selundang berkas pembuluh Sel selundang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang sangat padat di sekitar berkas pembuluh. 2. Sel mesofil Sel mesofil adalah sel di antara selundang berkas pembuluh dan permukaan daun. Siklus calvin terbatas pada kloroplas selundang berkas pembuluh. Akan tetapi, siklus ini didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organic dalam mesofil. Langkah pertama ialah penambahan CO2 pada fosfoenolpiruvat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon-empat yaitu oksaloasetat. PEP merupakan enzym pengikat CO2 pada tanaman C4 dan tidak dapat mengikat O2, sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. 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
Page 5 of 19
sangat kecil dan 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. Tumbuhan dengan jalur C4 umumnya mempunyai laju fotosintesis yang lebih tinggi dibandingkan dengan tumbuhan C3, terutama dalam intensitas cahaya tinggi. Pada tumbuhan C4 terjadi peningkatan efisiensi fotosintesis, factor utama penyebabnya adalah tidak adanya fotorespirasi (respirasi dalam cahaya) yang dapat diukur. Fotorespirasi itu mengakibatkan hilangnya CO2 dalam jaringan fotosintetik dan merupakan sumber utama pengeluaran CO2 oleh tumbuhan C3 dalam cahaya. Tebu (Saccharum officinarum), jagung (Zea mays), sorgum, rumput Bermuda, rumput Prairie dan tumbuhan tertentu lain tidak mengikat karbon dioksida secara langsung. Pada tumbuhan ini senyawa pertama yang terbentuk setelah jangka waktu pelaksanaan fotosintesis yang sangat pendek, bukanlah senyawa 3C asam fosfogliserat (PGA), melainkan senyawa 4C asam oksaloasetat (OAA). Metode alternatif fiksasi karbon dioksida untuk fotosintesis ini disebut jalur Hatch-Slack. Tumbuhan yang menggunakan jalur ini disebut tumbuhan C4 atau tumbuhan 4 karbon. Tumbuhan dikotil yang termasuk kelompok tumbuhan C4 antara lain beberapa jenis gulma, bayam, pigweed. Sumber : Camphell dan Reece dan Mitchell. 2000. Biologi. Jakarta: Erlangga. Ochie. 2010. Tanaman C4. Dalam http://ssp09-unhas.blogspot.com/2010/12/tanaman-c4.html Isahi, Putra Sang. 2012. Fotosintesis Jenis Lain: Tanaman C4 dan CAM. Dalam biologimediacentre.com/fotosintesis-jenis-lain-tumbuhan-c4-dan-cam/
Page 6 of 19
http://mentarib1ru.blogspot.com/2012/09 MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN TUMBUHAN C4 JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR
Page 7 of 19
2012 KATA PENGANTAR Puji Syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga makalah mengenai “Tumbuhan C4” dapat selesai pada waktunya. Di dalam makalah terdapat penjelasan mengenai fotosintesis pada tumbuhan C4 beserta dengan gambar yang dapat di gunakan sebagai acuan, referensi maupun tambahan ilmu untuk kita semua, Akhir kata, tiada gading tak retak, demikian pula dengan makalah ini, masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan makalah ini kami nantikan. Makassar, 17 September 2012 Penulis
Page 8 of 19
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Fotosintesis merupakan cara atau proses tumbuhan dalam menghasilkan energi yang digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Setiap tumbuhan memiliki daur fotosintesis yang berbeda- beda, sehingga dibedakan menjadi 3 jenis tumbuhan dan daur fotosintesisnya. Jenis tumbuhan yang dibedakan yaitu tumbuhan C3, C4, dan CAM. Tumbuhan 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. Tumbuhan C4 jenis tumbuhan yang hidup di daerah panas seperti jagung, tebu, rumput- rumputan. Tumbuhan memiliki kebiasaan saat siang hari mereka tidak membuka stomatanya secara penuh untuk mengurangi kehilangan air melalui evaporasi/transpirasi. Dari pemaparan diatas, maka makalah ini akan membahas mengenai tumbuhan C4, perbedaan tumbuhan C4 dengan C3 dan CAM serta daur fotosintesis tumbuhan C4. B. Tujuan
Page 9 of 19
Tujuan dari makalah ini antara lain : 1. Mengetahui apa itu tumbuhan C4. 2. Mengetahui ciri- ciri tumbuhan C4 beserta contohnya. 3. Mengetahui perbedaan tumbuhan C4 dengan tumbuhan lain ( C3 dan CAM). 4. Mengetahui proses fotosintesis pada tumbuhan C4.
Page 10 of 19
BAB II ISI A. Apa itu Tumbuhan 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. (Salisbury, 1998) Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama penambahan CO2. Tumbuhan C4 memfiksasi karbon dengan membentuk senyawa berkarbon empat sebagai produknya. Tergolong tumbuhan C4 yang penting dalam pertanian adalah tebu, jagung, dan famili rumput. Dalam tumbuhan C4 terdapat dua jenis sel fotosintetik : sel seludang-berkas pembuluh dan sel mesofil. Sel seludang berkas pembuluh tersusun menjadi kemasan yang padat di sekitar berkas pembuluh. Di antara seludang-berkas pembuluh dan epidermis daun terdapat sel mesofil. ( Salisbury, 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, 2000).
Page 11 of 19
Tanaman C4 adalah tanaman dengan hasil pertama dalam fotosintesis di mesofil berupa suatu molekul dengan 4 atom C(Gardner, 1991). C4 fiksasi karbon merupakan salah satu dari mekanisme biokimia bersama dengan C3 dan CAM fotosintesis, berfungsi untuk memperbaiki karbondioksida di lahan tanaman. B. Ciri- Ciri Tumbuhan C4 Tanaman yang melakukan fotosintesis C4 memiliki susunan khusus di jaringan daunnya. Susunan khusus ini disebut anatomi Kranz. Sel-sel lapisan buntalan diposisikan dalam bentuk lingkaran mengelilingi buntalan pembuluh (terdiri dari tabung-tabung xilem dan floem). Sel mesofil menyusun bagian interior daun lainnya. Ruang udaranya sangat kecil (Gambar 1.1). Tanaman di daerah tropis dan gurun dengan tingkat fotosintesis sangat tinggi adalah tanaman C4; diantaranya rumput kepiting, tebu, millet dan sorgum. Menariknya, jagung, sebuah tanaman iklim sedang, juga melakukan fotosintesis C4. Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, dan CAM (crassulacean acid metabolism). Tanaman adalah mahluk hidup yang mendapat makanannya sendiri dengan fotosintesis. 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. Tabel Perbedaan Tumbuhan C4 dan Tumbuhan C3
Page 12 of 19
Sifat pembeda Tanaman C3 Tanaman C4 Suhu optimum Tanaman C3 (Tanaman Musim Dingin) mempunyai suhu optimum 55-75 0F. Proses fotosintesis berlangsung pada suhu 32- 95 0F Tanaman C4 (Tanaman Musim Panas) mempunyai suhu optimum 75-95 0F. Proses fotosintesis berlangsung pada suhu 55- 105 0F Cara kedua tumbuhan memfiksasi CO2 CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya 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 Adaptasi dalam pengikatan CO2 Terdapat dalam kawasan sejuk, lembab ke panas dan keadaan yang lembab Terdapat dalam kawasan yang panas, keadaan kering dan sedikit lembab Fotorespirasi Tinggi Rendah
Page 13 of 19
Enzim pada fiksasi CO2 RuBP Carboxylase PEP Carboxylase Fotosintesis maksimum 10 – 40 ppm 30 – 90 ppm (Prasetyo, 2008) Perbedaan yang mendasar antara tanaman tipe C3, C4 dan CAM adalah pada reaksi yang terjadi di dalamnya. Yang dimana pada tanaman yang bertipe C3 produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam 3-fosfogliserat atau PGA. Terdiri atas sekumpulan reaksi kimia yang berlangsung di dalam stroma kloroplas yang tidak membutuhkan energi dari cahaya mataharai secara langsung. Sumber energi yang diperlukan berasal dari fase terang fotosintesis. Sekumpulan reaksi tersebut terjadi secara simultan dan berkelanjutan. Memerlukan energi sebanyak 3 ATP. PGAL yang dihasilkan dapat digunakan dalam peristiwa yaitu sebagai bahan membangun komponen struktural sel, untuk pemeliharaan sel dan disimpan dalam bentuk pati. Pada tanaman tipe C4 yang menjadi cirinya adalah produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam oksaloasetat, malat, dan aspartat ( hasilnya berupa asam-asam yang berkarbon C4). Reaksinya berlangsung di mesofil daun, yang terlebih dahulu bereaksi dengan H2O membentuk HCO3 dengan bantuan enzim karbonik anhidrase. Memiliki sel seludang di samping mesofil. Tiap molekul CO2 yang difiksasi memerlukan 2 ATP. Tanaman c4 juga mengalami siklus calvin seperti peda tanaman C3 dengan bantuan enzim Rubisko. Sedangkan pada tanaman tipe CAM yang menjadi ciri mendasarnya adalah memiliki daun yang cukup tebal sehingga laju transpirasinya rendah. Stomatanya membuka pada malam hari. Pati diuraikan melalui proses glikolisis dan membentuk PEP. CO2 yang masuk setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C4 difiksasi oleh PEP dan diubah menjadi malat. Pada siang hari malat berdifusi secara pasif keluar dari vakuola dan mengalami dekarboksilasi. Melakukan proses yang sama dengan tanaman C3
Page 14 of 19
pada siang hari yaitu daur Calvin. Melakukan proses yang sama dengan tanaman C4 pada malam hari yaitu daur Hatch dan Slack. E. Proses Fotosintesis pada Tumbuhan C4 Di akhir tahun 1960an, tiga ahli botani (Kortschak, Hatch dan Slack) menemukan jalur fotosintesis baru, yang disebut C4 atau jalur fotosintesis Hatch-Slack. Pada dasarnya inilah yang terjadi. Karbon dioksida menyatu dengan sebuah senyawa yang disebut PEP (Phosfoenolpiruvat), membentuk sebuah senyawa karbon-4, malat. Malat ditransfer ke sel-sel lapisan buntalan di daun. Senyawa karbon- 4 ini memberikan karbon dioksida, yang memasuki C3 atau siklus Calvin di sel lapisan buntalan fotosintetik. Pada tumbuhan C-4 terdapat pembagian tugas antara 2 jenis sel fotosintetik, yakni : 1. Sel mesofil 2. Sel-sel bundle sheath/ sel seludang-berkas pembuluh. Sel seludang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang sangat padat disekitar berkas pembuluh. Diantara seludang-berkas pembuluh dan permukaan daun terdapat sel mesofil yang tersusun agak longgar. Siklus calvin didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organic dalam mesofil. Langkah pertama ialah penambahan CO2 pada fosfoenolpirufat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon empat yaitu oksaloasetat, Enzim PEP karboksilase menambahkan CO2 pada PEP. Karbondioksida difiksasi dalam sel mesofil oleh enzim PEP karboksilase. Senyawa berkarbon-empat- malat, dalam hal ini menyalurkan atom CO2 kedalam sel seludang-berkas pembuluh, melalui
Page 15 of 19
plasmodesmata. Dalam sel seludang –berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO2 yang diasimilasi ulang kedalam materi organic oleh robisco dan siklus Calvin. Dengan cara ini, fotosintesis C4 meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula. Adaptasi ini sangat bermanfaat dalam daerah panas dengan cahaya matahari yang banyak, dan dilingkungan seperti inilah tumbuhan C4 sering muncul dan tumbuh subur. Daya ikat yang tinggi terhadap CO2 pada tanaman C4, menyebabkan perbandingan antara pemasukan CO2 dan konduktivitas stomata (kemampuan stomata menyalurkan H2O persatuan waktu) optimum. Dengan kata lain, tanaman-tanaman C4 mempunyai efisiensi penggunaan air yang tinggi sehingga jumlah air yang dikeluarkan untuk sejumlah CO2 yang dimasukkan jauh lebih sedikit pada tanaman C4 dibandingkan dengan tanaman C3. Pada tanaman C3, daya ikat yang rendah terhadap CO2 menyebabkan tanaman ini boros dalam penggunaan air. 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
Page 16 of 19
DAFTAR PUSTAKA Anonymousa, 2011. Fotosintesis. http://www.google.com. Diakses pada tanggal , 15 September 2012. Anonymousb. 2011. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis. Diakses pada tanggal, 15 September 2012. Anonymousc. 2011. Klasifikasi Perbanyakan Tanaman. http://agrimaniax.blogspot.com /2010/05/klasifikasi-perbanyakan-tanaman.html. Diakses pada tanggal 15 September 2012. Anonymousd. 2011. Fotosintesis. http://id.answers.yahoo.com/question/index ?qid=20080524220224AAC70W4. Diakses pada tanggal 15 September 2012. Budiarti. 2008. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta Gardner. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis 6th Edition. Cambridge University Press. London
Page 17 of 19
Rangkuman ketiga artikel tersebut FOTOSINTESIS TANAMAN C4 Fotosintesis (dari bahasa Yunani φώτο- [fó̱to-], “cahaya,” dan σύνθεσις [sýnthesis], “menggabungkan”, “penggabungan”) adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari. Organisme fotosintesis disebut fotoautotrof karena mereka dapat membuat makanannya sendiri. Berikut ini adalah persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan glukosa: 6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 Tumbuhan 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. Tumbuhan C4 jenis tumbuhan yang hidup di daerah panas seperti jagung, tebu, rumput-rumputan. Tumbuhan memiliki kebiasaan saat siang hari mereka tidak membuka stomatanya secara penuh untuk mengurangi kehilangan air melalui evaporasi/transpirasi. 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. (Salisbury, 1998). Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama penambahan CO2. Mula-mula CO2 difiksasi oleh Phospho Enol Piruvat (PEP) sehingga dihasilkan Oxalo Acetic Acid (OAA) (4C). selanjutnya OAA diubah menjadi Asam malat (berlangsung di dalam mesofil daun). Asam malat kemudian berdifusi dari sel-sel mesofil menuju sel-sel seludang berkas pengangkut yang banyak mengandung kloroplast yang mengelilingi berkas pengangkut daun (bundle sheat cell). Di dalam sitoplasma sel-sel ini (asam malat) diubah menjadi asam piruvat dan CO2 dibawa masuk menuju kloroplast dan diikat oleh RDP, berlanjut ke siklus Calvin. Tumbuhan C4 dalam kondisi panas didaerah tropis lebih efisien mempergunakan CO2 daripada tumbuhan C3, karena tumbuhan C4 dapat meminimalkan fotorespirasi sekaligus meningkatkan hasil fotosintesis. Hal ini dapat dilihat pada produksi gula
Page 18 of 19
tebu dan jagung yang meningkat pada musim kemarau. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut : Dalam tanaman C4, terdapat dua jenis sel fotosintetik yang jelas berbeda, yaitu : 1. Sel selundang berkas pembuluh Sel selundang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang sangat padat di sekitar berkas pembuluh. 2. Sel mesofil Sel mesofil adalah sel di antara selundang berkas pembuluh dan permukaan daun. Siklus calvin terbatas pada kloroplas selundang berkas pembuluh. Akan tetapi, siklus ini didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organic dalam mesofil. Langkah pertama ialah penambahan CO2 pada fosfoenolpiruvat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon-empat yaitu oksaloasetat. PEP merupakan enzym pengikat CO2 pada tanaman C4 dan tidak dapat mengikat O2, sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. 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 dan 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.
Page 19 of 19
19 of 19tugas upload 2.docxtugas upload 2.docxOpenExtractOpen withDetailsCommentsGeneral InfoTypeWordDimensionsSize71 KBLocationdocxModified12:38 PM Oct 5Created12:38 PM Oct 5Opened by me5:04 PM Dec 22DescriptionAdd a descriptionSharingCicak GenitOwnerAnyoneCan ViewDownload PermissionViewers can download Displaying tugas upload 2.docx.Send feedbackEmbed item...Add starRename...Report abuseShareDownloadPrint
Links
http://blog.ub.ac.id/nrestiani
http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani
http://id.wikipedia.org/wiki/Biokimia
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat
http://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan
http://id.wikipedia.org/wiki/Klorofil
http://id.wikipedia.org/wiki/Alga
http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida
http://id.wikipedia.org/wiki/Air
http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari
http://id.wikipedia.org/wiki/Fotoautotrof
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida
http://id.wikipedia.org/wiki/Air
http://id.wikipedia.org/wiki/Gula
http://id.wikipedia.org/wiki/Oksigen
http://wapedia.mobi/id/Mesofil
http://wapedia.mobi/id/Tumbuhan_C3
http://wapedia.mobi/id/Kedelai
http://wapedia.mobi/id/Padi
http://wapedia.mobi/id/Stroma
http://wapedia.mobi/id/Kloroplas
http://wapedia.mobi/id/Peroksisom
http://wapedia.mobi/id/Mitokondria
http://wapedia.mobi/id/Jalur_glikolat
http://wapedia.mobi/id/Enzim
http://wapedia.mobi/id/Fotosintesis
http://wapedia.mobi/id/Rubisco
http://wapedia.mobi/id/Stroma
http://wapedia.mobi/id/Substrat
http://wapedia.mobi/id/Ribulosa_bifosfat
http://wapedia.mobi/id/Ion
http://wapedia.mobi/id/Magnesium
http://wapedia.mobi/id/Derajat_keasaman
http://wapedia.mobi/id/Pertanian
http://wapedia.mobi/id/Karbondioksida
http://wapedia.mobi/id/Karbondioksida
http://wapedia.mobi/id/Stomata
http://wapedia.mobi/id/Fosfat
http://wapedia.mobi/id/Molekul
http://wapedia.mobi/id/Air
http://wapedia.mobi/id/Glikolat
http://wapedia.mobi/id/ATP
http://wapedia.mobi/id/Serin
http://wapedia.mobi/id/Siklus_Calvin
http://wapedia.mobi/id/Gliseraldehid-3-fosfat
http://putriutami324.blogspot.com/
http://mentarib1ru.blogspot.com/2012/09
http://id.wikipedia.org/wiki/Tropis
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Oksaloasetat&action=edit&redlink=1
http://www.google.com/
http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis
http://id.answers.yahoo.com/question/index%20%09?qid=20080524220224AAC70W4
http://id.answers.yahoo.com/question/index%20%09?qid=20080524220224AAC70W4
http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Yunani
http://id.wikipedia.org/wiki/Biokimia
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbohidrat
http://id.wikipedia.org/wiki/Tumbuhan
http://id.wikipedia.org/wiki/Klorofil
http://id.wikipedia.org/wiki/Karbon_dioksida
http://id.wikipedia.org/wiki/Air
http://id.wikipedia.org/wiki/Matahari
http://id.wikipedia.org/wiki/Fotoautotrof
http://id.wikipedia.org/wiki/Tropis
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Oksaloasetat&action=edit&redlink=1
Hello, my name is Jack Sparrow. I'm a 50 year old self-employed Pirate from the Caribbean.
No comments:
Post a Comment