FOTOSINTESIS TANAMAN C4 indonesia. doc
FISIOLOGI TANAMAN
FOTOSINTESIS TANAMAN C4
Dosen Pengampu :
Ir.Sarjiyah, MS
Penyusun :
Ganang Gaga Prakoso (20130210068)
Joni Prasetyo (20130210069)
Amira Daneswari (20130210075)
Winda Oky Swasanti (20130210073
Ferina Anindya L (20130210076)
FAKULTAS PERTANIAN
PRODI AGROTEKNOLOGI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
TAHUN 2014
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
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.
II PEMBAHASAN
A. 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).
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 CO 2 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 CO 2 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
Sifat pembeda
Tanaman C3
Tanaman C4
Suhu optimum
Tanaman C3 (Tanaman Tanaman C4 (Tanaman
Musim Dingin) mempunyai Musim Panas) mempunyai
suhu optimum 55-75 0F.
suhu optimum 75-95 0F.
Proses
fotosintesis Proses
fotosintesis
berlangsung pada suhu 32- berlangsung pada suhu 5595 0F
105 0F
Cara
kedua CO2 hanya difiksasi RuBP Enzim karboksilase PEP
tumbuhan
oleh
karboksilase
memfiksasi CO2
hanya
bekerja
RuBP memfiksasi
CO2 pada
apabila akseptor karbon lain yaitu
CO2 jumlahnya melimpah
PEP.
Karboksilase
PEP
memiliki daya ikat yang
lebih
tinggi
terhadap
CO2daripada
karboksilase
RuBP.
karena
Oleh
itu
tingkat CO2 menjadi sangat
rendah pada tumbuhan C4
Adaptasi dalam
pengikatan CO2
Terdapat dalam kawasan Terdapat dalam kawasan
sejuk, lembab ke panas dan yang panas, keadaan kering
keadaan yang lembab
Fotorespirasi
Enzim pada fiksasi
dan sedikit lembab
Tinggi
Rendah
RuBP Carboxylase
PEP Carboxylase
10 – 40 ppm
30 – 90 ppm
CO2
Fotosintesis
maksimum
(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 CO 2 (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. CO 2 yang masuk
setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C 4 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 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 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
III PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Tumbuhan C4 adalah tumbuhan tropis yang melibatkan dua enzim di dalam
pengolahan CO2 menjadi glukosa yaitu Enzim phosphophenol pyruvat
carboxilase.
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).
3. Perbedaan yang mendasar antara tanaman tipe C3, C4 dan CAM adalah pada
reaksi yang terjadi di dalamnya.
4. Pada tanaman C4 proses fotosintesisnya melalui dua siklus, yaitu siklus calvin dan
hatch slack
DAFTAR PUSTAKA
Anonymousa, 2011. Fotosintesis. http://www.google.com. Diakses pada tanggal , Diakses
pada tanggal, 10 Mei 2014.
Anonymousb. 2011. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis. Diakses pada tanggal, 10
Mei 2014.
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, 10 Mei 2014.
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
?
FOTOSINTESIS TANAMAN C4
Dosen Pengampu :
Ir.Sarjiyah, MS
Penyusun :
Ganang Gaga Prakoso (20130210068)
Joni Prasetyo (20130210069)
Amira Daneswari (20130210075)
Winda Oky Swasanti (20130210073
Ferina Anindya L (20130210076)
FAKULTAS PERTANIAN
PRODI AGROTEKNOLOGI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
TAHUN 2014
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
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.
II PEMBAHASAN
A. 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).
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 CO 2 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 CO 2 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
Sifat pembeda
Tanaman C3
Tanaman C4
Suhu optimum
Tanaman C3 (Tanaman Tanaman C4 (Tanaman
Musim Dingin) mempunyai Musim Panas) mempunyai
suhu optimum 55-75 0F.
suhu optimum 75-95 0F.
Proses
fotosintesis Proses
fotosintesis
berlangsung pada suhu 32- berlangsung pada suhu 5595 0F
105 0F
Cara
kedua CO2 hanya difiksasi RuBP Enzim karboksilase PEP
tumbuhan
oleh
karboksilase
memfiksasi CO2
hanya
bekerja
RuBP memfiksasi
CO2 pada
apabila akseptor karbon lain yaitu
CO2 jumlahnya melimpah
PEP.
Karboksilase
PEP
memiliki daya ikat yang
lebih
tinggi
terhadap
CO2daripada
karboksilase
RuBP.
karena
Oleh
itu
tingkat CO2 menjadi sangat
rendah pada tumbuhan C4
Adaptasi dalam
pengikatan CO2
Terdapat dalam kawasan Terdapat dalam kawasan
sejuk, lembab ke panas dan yang panas, keadaan kering
keadaan yang lembab
Fotorespirasi
Enzim pada fiksasi
dan sedikit lembab
Tinggi
Rendah
RuBP Carboxylase
PEP Carboxylase
10 – 40 ppm
30 – 90 ppm
CO2
Fotosintesis
maksimum
(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 CO 2 (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. CO 2 yang masuk
setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C 4 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 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 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
III PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Tumbuhan C4 adalah tumbuhan tropis yang melibatkan dua enzim di dalam
pengolahan CO2 menjadi glukosa yaitu Enzim phosphophenol pyruvat
carboxilase.
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).
3. Perbedaan yang mendasar antara tanaman tipe C3, C4 dan CAM adalah pada
reaksi yang terjadi di dalamnya.
4. Pada tanaman C4 proses fotosintesisnya melalui dua siklus, yaitu siklus calvin dan
hatch slack
DAFTAR PUSTAKA
Anonymousa, 2011. Fotosintesis. http://www.google.com. Diakses pada tanggal , Diakses
pada tanggal, 10 Mei 2014.
Anonymousb. 2011. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis. Diakses pada tanggal, 10
Mei 2014.
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, 10 Mei 2014.
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
?