Perbedaan
Tanaman C3 Dan C4
Tabel
1. Perbedaan antara tanaman C3 dan C4
|
No
|
Sifat-sifat
|
C3
|
C4
|
|
1
|
Jalur
utama fiksasi CO2
|
C3
|
C3
+ C4
|
|
2
|
Hasil
pertama fiksasi CO2
|
PGA
|
Oksaloasetat
|
|
3
|
Molekul
penerima CO2
|
RuBP
|
PEP
|
|
4
|
Enzim
pada fiksasi CO2
|
RuBP
karboksilase
|
PEP
karboksilase
|
|
5
|
O2
sebagai penghambat fotosintesis
|
ya
|
tidak
|
|
6
|
fotorespirasi
|
tinggi
|
rendah
|
|
7
|
Fotosintesis
maksimum
|
10 – 40
ppm
|
30 – 90
ppm
|
|
8
|
Suhu
opt. Fotosintesa
|
15 – 30 oC
|
30 – 45 oC
|
|
9
|
Kebutuhan
cahaya untuk fotosintesis
|
10 –40 %
chy. Mthr. Pnh
|
Cahaya
matahari penuh
|
|
10
|
Reaksi
stomata thd CO2
|
Kurang
peka
|
Lebih
peka
|
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 fotorespirasi pengikatan 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
|
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)
Reaksi
dimana CO2 dikonfersi menjadi asam malat atau asam aspartat adalah
melalui penggabugannya dengan fosfoeolpiruvat (PEP) untuk membentuk
oksaloasetat dan Pi.
Enzim
PEP-karboksilase ditemukan pada setiap sel tumbuhan yang hidup dan enzim ini
yang berperan dalam memacu fiksasi CO2 pada tumbuhan C4.
enzim PEP-karboksilase terkandung dalam jumlah yang banyak pada daun tumbuhan C4,
pada daun tumbuhan C-3 dan pada akar, buah-buah dan sel – sel tanpa klorofil
lainnya ditemukan suqatu isozim dari PEP-karboksilase.
Reaksi
untuk mengkonversi oksaloasetat menjadi malat dirangsang oleh enzim malat
dehidrogenase dengan kebutuhan elektronnya disediakan oleh NHDPH. Oksaleasetat
harus masuk kedalam kloroplas untuk direduksi menjadi malat.
Pembentukkan
aspartat dari malat terjadi didalam sitosol dan membutuhkan asam amino lain
sebagai sumber gugus aminonya. Proses ini disebut transaminasi.
Pada
tumbuihan C-4 terdapat pembagian tugas antara 2 jenis sel fotosintetik, yakni :
- sel mesofil
- 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
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.
http://uliestranger.blogspot.com/2011/04/pengenalan-hijauan-pakan-dan-leguminosa.htmlBerdasarkan
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. 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.
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 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.
Dalam fotosintesis C3 berbeda dengan C4,pada C3 karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung. Struktur kloroplas pada tanaman C3 homogen. Tanaman C3 mempunyai suatu peran penting dalam metabolisme, tanaman C3 mempunyai kemampuan fotorespirasi yang rendah karena mereka tidak memerlukan energi untuk fiksasi sebelumnya. Tanaman C3 dapat kehilangan 20 % carbon dalam siklus calvin karena radiasi, tanaman ini termasuk salah satu group phylogenik. Konsep dasar reaksi gelap fotosintesis siklus Calvin (C3) adalah sebagai berikut:
CO2 diikat oleh RUDP untuk selanjutnya dirubah menjadi senyawa organik C6 yang
tidak stabil yang pada akhirnya dirubah menjadi glukosa dengan menggunakan 18ATP
dan 12 NADPH.Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untuk
menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.
Naungan
_ Merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi intensitas cahaya yang terlalu
tinggi.
_ Pemberian naungan dilakukan pada budidaya tanaman yang umumnya termasuk
kelompok C3 maupun dalam fase pembibitan
_ Pada fase bibit, semua jenis tanaman tidak tahan IC penuh, butuh 30-40%, diatasi
dengan naungan
_ Pada tanaman kelompok C3, naungan tidak hanya diperlukan pada fase bibit saja,
tetapi sepanjang siklus hidup tanaman
_ Meskipun dengan semakin dewasa umur tanaman, intensitas naungan semakin
dikurangi
_ Naungan selain diperlukan untuk mengurangi intensitas cahaya yang sampai ke
tanaman pokok, juga dimanfaatkan sebagai salah satu metode pengendalian
gulma
_ Di bawah penaung, bersih dari gulma terutama rumputan
_ Semakin jauh dari penaung, gulma mulai tumbuh semakin cepat
_ Titik kompensasi gulma rumputan dapat ditentukan sama dengan IC pada batas
mulai ada pertumbuhan gulma
_ Tumbuhan tumbuh ditempat dg IC lebih tinggi dari titik kompensasi (sebelum
tercapai titik jenuh), hasil fotosintesis cukup untuk respirasi dan sisanya untuk
pertumbuhan
Dampak pemberian naungan terhadap iklim mikro
_ Mengurangi IC di sekitar sebesar 30-40%
_ Mengurangi aliran udara disekitar tajuk
_ Kelembaban udara disekitar tajuk lebih stabil (60-70%)
_ Mengurangi laju evapotranspirasi
_ Terjadi keseimbangan antara ketersediaan air dengan tingkat transpirasi tanaman
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 disekitar 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. Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan.
Tanaman C4 selain mengambil CO2 dari udara, juga mengambil CO2 dari malat atau oksaloasetat yang didapatkan dari siklus Calvin yang dilakukannya di siang hari. Malat atau oksaloasetat dapat digunakan tanaman sebagai sumber CO2 untuk proses pembentukan gula di malam hari karena siklus Calvin tidak membutuhkan sinar matahari dalam prosesnya, jika kandungan ion H+ di dalam tubuh tanaman tersebut mencukupi. Tanaman ini umumnya merupakan tanaman yang mampu memproduksi polisakarida (glukosa, amilum, dsb) dalam waktu.
Tebu (Saccharum officinarum), jagung (Zea mays), 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 3-C asam fosfogliserat (PGA), melainkan senyawa 4-C 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.
Perbedaan antara tanaman C3 dan C4http://ag1992.blogspot.com/2011/03/berdasarkan-tipe-fotosintesis-tumbuhan.html
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 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.
Dalam fotosintesis C3 berbeda dengan C4,pada C3 karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung. Struktur kloroplas pada tanaman C3 homogen. Tanaman C3 mempunyai suatu peran penting dalam metabolisme, tanaman C3 mempunyai kemampuan fotorespirasi yang rendah karena mereka tidak memerlukan energi untuk fiksasi sebelumnya. Tanaman C3 dapat kehilangan 20 % carbon dalam siklus calvin karena radiasi, tanaman ini termasuk salah satu group phylogenik. Konsep dasar reaksi gelap fotosintesis siklus Calvin (C3) adalah sebagai berikut:
CO2 diikat oleh RUDP untuk selanjutnya dirubah menjadi senyawa organik C6 yang
tidak stabil yang pada akhirnya dirubah menjadi glukosa dengan menggunakan 18ATP
dan 12 NADPH.Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untuk
menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.
Naungan
_ Merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi intensitas cahaya yang terlalu
tinggi.
_ Pemberian naungan dilakukan pada budidaya tanaman yang umumnya termasuk
kelompok C3 maupun dalam fase pembibitan
_ Pada fase bibit, semua jenis tanaman tidak tahan IC penuh, butuh 30-40%, diatasi
dengan naungan
_ Pada tanaman kelompok C3, naungan tidak hanya diperlukan pada fase bibit saja,
tetapi sepanjang siklus hidup tanaman
_ Meskipun dengan semakin dewasa umur tanaman, intensitas naungan semakin
dikurangi
_ Naungan selain diperlukan untuk mengurangi intensitas cahaya yang sampai ke
tanaman pokok, juga dimanfaatkan sebagai salah satu metode pengendalian
gulma
_ Di bawah penaung, bersih dari gulma terutama rumputan
_ Semakin jauh dari penaung, gulma mulai tumbuh semakin cepat
_ Titik kompensasi gulma rumputan dapat ditentukan sama dengan IC pada batas
mulai ada pertumbuhan gulma
_ Tumbuhan tumbuh ditempat dg IC lebih tinggi dari titik kompensasi (sebelum
tercapai titik jenuh), hasil fotosintesis cukup untuk respirasi dan sisanya untuk
pertumbuhan
Dampak pemberian naungan terhadap iklim mikro
_ Mengurangi IC di sekitar sebesar 30-40%
_ Mengurangi aliran udara disekitar tajuk
_ Kelembaban udara disekitar tajuk lebih stabil (60-70%)
_ Mengurangi laju evapotranspirasi
_ Terjadi keseimbangan antara ketersediaan air dengan tingkat transpirasi tanaman
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 disekitar 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. Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan.
Tanaman C4 selain mengambil CO2 dari udara, juga mengambil CO2 dari malat atau oksaloasetat yang didapatkan dari siklus Calvin yang dilakukannya di siang hari. Malat atau oksaloasetat dapat digunakan tanaman sebagai sumber CO2 untuk proses pembentukan gula di malam hari karena siklus Calvin tidak membutuhkan sinar matahari dalam prosesnya, jika kandungan ion H+ di dalam tubuh tanaman tersebut mencukupi. Tanaman ini umumnya merupakan tanaman yang mampu memproduksi polisakarida (glukosa, amilum, dsb) dalam waktu.
Tebu (Saccharum officinarum), jagung (Zea mays), 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 3-C asam fosfogliserat (PGA), melainkan senyawa 4-C 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.
Perbedaan antara tanaman C3 dan C4http://ag1992.blogspot.com/2011/03/berdasarkan-tipe-fotosintesis-tumbuhan.html
