1. Definisi Tanaman C3, C4, dan CAMA. Definisi Tanaman C31. Tumbuhan C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan senyawa Phospo Gliceric Acid yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO2 oleh Ribosa Di Phospat.2. 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 RuBP3. C3 adalah tanaman yang memproduksi 3 ikatan karbon yang terdiri dari asam phosphoglyceris sebagai langkah pertama dalam fotosintesis. Contoh dari tanaman C3 adalah kacang tanah, kacang kedelai, kentang, dsbA. Definisi Tanaman C41. Tumbuhan C4 dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus Calvin yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO2 dan yang memfiksasi CO2 menjadi APG di sebut spesies C3, sebagian spesies C4 adalah monokotil (tebu, jagung, dll).2. Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama penambahan CO2.3. C4 adalah tanaman yang memproduksi 4 ikatan karbon yang terdiri dari asam phosphoglyceris sebagai langkah pertama dalam fotosintesis. Contoh dari tanaman C4 adalah jangung dan tebuC. Definisi Tanaman CAM1. 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.2. Tanaman yang Menutup stomata pada siang hari untuk membantu tumbuhan CAM menghemat air dan mencegah CO2 memasuki daunnya.3. Tanaman CAM memanfaatkan penguraian ikatan karbon melalui celah kecil pada pintu stomata yang membuka pada malam hari untuk memasukkan CO2 yang diikat dan disimpan sebagai 4 asam karbon. Contoh dari tanaman CAM adalah kaktus, nanas, dan lidah buaya.

2. Siklus pada Tanaman C3 dan C4A. Siklus Tanaman C3Fase I : Fiksasi Carbon. Siklus Calvin memasukkan setiap molekul CO2 dengan menautkannya pada gula berkarbon 5 yang dinamai Ribose bifosfat (RuBP). Enzim yang mengkatalisis langkah ini adalah RUBISCO. Produknya adalah intermediet berkarbon 6 yang demikian tidak stabil hingga terurai separuhnya unutuk membentuk 2 molekul 3-fosfogliserat.

Fase II : ReduksiSetiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru. Suatu enzim mentransfer gugus fosfat dari ATP membentuk 1,3-bifosfogliserat menjadi G3P. G3P ini berbentuk gula berkarbon 3. Hasilnya terdapat 18 karbon karbohidrat, 1 molekulnya keluar dan digunakan oleh tumbuhan dan 5 yang lain didaurulang untuk meregenerasi 3 molekul RuBP.Fase III : Regenerasi RuBPDalam suatu rangkaian reaksi rumit, rangkaian karbon yang terdiri atas 5 molekul G3P disusun ulang oleh langkah terakhir siklus Calvin menjadi 3 molekul RuBP. Untuk menyelesaikan ini, siklus ini menghabiskan 3 molekul ATP , RuBP ini siap menerima CO2 kembali.B. Siklus Tanaman C4ATP pada jalur ini dihasilkan dalam fosforilasi digunakan untuk mengubah piruvat menjadi PEP. PEP yang digunakan merupakan molekul atom C, dikarboksilasi menjadi 3 asam beratom C-4 ( oksaloasetat,malal dan aspartat ). Asam-asam tersebut ditranslokasikan ke sel-sel seludang ikatan pembuluh untuk menjadi piruvat.Pada pengubahan menjadi piruvat, sebuah karbon dilepaskan dengan menumbuhkan RuBP atau menumbuhkan satu molekul 2 karbon menjadi 3 PGA oleh RuBP karboksilase setelah terbentuk 3-PGA, daur calvin berlangsung. Spesies ini disebut spesies C4 karena hasil pertama fotosintesis dalam mesofil berupa molekul dengan atom 4 atom C. Jalur ini mengikat CO dengan menggunakan enzim fosfoenol piruvat (PEP) karboksilase.

C. Siklus Tanaman CAMProses fotosintesistanaman CAM pada dasarnya merupakan kombinasi antara fotosintesis tanaman C-3 dengan fotosintesis tanaman C-4. Tanaman CAM (Crassulacean Acid Metabolism) merupakan golongan tanaman yang memiliki daun yang berdaging. Karakteristik fisiologis tanaman CAM adalah mealkukan pembukaan stomata pada malam hari untuk menekan adanya transpirasi yang berlebihan pada siang hari. Pembukaan stomata pada malam hari berdampak pada waktu difusi CO2 yang hanya bisa dilakukan pada malam hari yang juga berpengaruh terhadap fotosintesis yang dilakukan.

Seperti padafiksasi karbon tanaman C-4, hasil pertama fotosintes berupa molekul dengan 4 atom karbon yaitu asam oksaloasetat. Tidak seperti tanaman C-4 yang fiksasi karbonnya berlangsung di dua tempat (mesofil dan sel bundle sheet), fiksasi karbon CAM berlangsung di dua waktu, siang dan malam. Pada malam hari, pati pati diurai dalam respirasi (glikolisis) menjadi PEP. PEP yang terbentuk ini kemudian menangkap CO2 dari udara dan mengubah CO2 tersebut menjadi asam oksaloasetat yang memiliki 4 atom C. Oksaloasetat kemudian diubah menjadi malat dengan bantuan enzim malat dehidrogenase dan pereduksi NADH. Malat yang terbentuk kemudian disimpan dalam bentuk asam malat di dalam vakuola.Dan pada siang hari, malat diangut keluar dari vakuloa untuk didekarboksilasi menjadi CO2 dan piruvat. Piruvat diubah menjadi pati yang pada malam hari diubahn menjadi PEP. CO2 kemudian difiksasi oleh rubisco menjadi 3-PGA. 3-PGA yang nantinya masuk ke dalamsiklus calvin seperti pada C-3da diubah menjadi gula.3. Morfologi dan Anatomi Tanaman C3, C4 dan CAM

Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam 3 kelompok besar yaitu C3, C4, dan CAM. Secara morfologis, anatomis, dan biokimia, tanaman C3 dan C4 berbeda. Umumnya daun tanaman C4 berbentuk memanjang sempit, memiliki ruang antar sel kecil-kecil dengan vena rapat dan sel-sel berkas pengangkut besar berisi banyak kloroplas. Pada tanaman C3 kloroplas terdapat pada semua sel mesofil, masing-masing berisi enzim fotosintetik yang mengikat sebagian CO2 yang berdifusi ke dalam daun. Pada tanaman C4 ada 2 tipe sel fotosintesis, sel-sel berkas pengangkut yang besar di sekitar vena dan sel-sel mesofil sekitar berkas pengangkut.Tumbuhan CAM stomatanya membuka pada malam hari dan menutup pada siang hari. Tumbuhan yang yang tergolong CAM banyak mengandung air (sukulen), asam organik terutama asam malat dan asam isositrat tumpul pada daun di malam hari, tetapi akan hilang pada siang hari. Perubahan ini dapat mudah diperlihatkan dengan jalan tetrasi cairan sel yang ekstrak dari daun berdaging.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. Sehingga dengan meningkatnya CO2 di atmosfer, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebih

4. Perbedan Tanaman C3, C4, dan CAMperbedaan secara dasar pada tanaman tipe C3, C4 dan CAM adalah reaksi yang terjadi di dalam proses fotosintesis. Fungsi utama dari mengetahui perbedaan tipe ini yaitu dapat diterapkan pada untuk bididaya yang sesuai dengan ketersedian cahaya matahari sehingga tanaman dapat tumbuh secara optimal. Perbedaan tanaman C3, C4 dan CAM yaitu:

1.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.Secara umum berada di wilayah dingin, bisa berfotosintesis lebih baik dari tanaman C4 di bawah 25 derajat celcius. Contohnya adalah gandum, padi.

2.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 HCO3dengan 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.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.

3.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. CO2yang masuk setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C4difiksasi 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 pada siang hari yaitu daur Calvin. Melakukan proses yang sama dengan tanaman C4 pada malam hari yaitu daur Hatch dan Slack.Contoh : paku-pakuan, kaktus, teratai, dsb.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.

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.C3C4CAM (crassulacean acid metabolism)

lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggiadaptif di daerah panas dan keringadaptif di daerah panas dan kering

enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk prosesfotorespirasiCO2 diikat oleh PEP yangtidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2Pada malam hari asam malat tinggi, pada siang hari malat rendah Lintasan

karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.tidak mengikat karbon dioksida secara langsungtidak 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 kloroplasUmumnya tumbuhan yang beradaptasi pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas

Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluhReduksi karbon melalui lintasan C4 dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda

Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O2oleh enzim RubiscoPengikatan CO2di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluhPada malam hari terjadi lintasan C4 pada siang hari terjadi su

Perbedaan Antara Tanaman C3 dan C4 Berdasarkan Beberapa FaktorNoPembedaTanaman C3Tanaman C4

1Enzim pada fiksasi CO2RuBP karboksilasePEP karboksilase

2Jalur utama fiksasi CO2C3C3 + C4

3Hasil pertama fiksasi CO2PGAOksaloasetat

4O2 sebagai penghambat fotosintesisyaTidak

5FotorespirasiTinggiRendah

6Molekul penerima CO2RuBPPEP

7Fotosintesis maksimum10 40 ppm30 90 ppm

8Suhu opt. Fotosintesa15 30 oC30 45 oC

9Kebutuhan cahaya untuk fotosintesis10 40 % chy. Mthr. PnhCahaya matahari penuh

10Reaksi stomata thd CO2Kurang pekaLebih peka

Penjelasan ketiga jenis tanaman secara singkat

Tanaman c3biasanya 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 c4hampir 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.

Tugas Mandiri Dasar Dasar AgronomiPerbedaan Tanaman C3, C4, dan CAM

Oleh:

Ramos Firdaus TurnipD1A013008

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGIFAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS JAMBI2014