TINJAUAN PUSTAKA
-
Upload
ernesto-montgomery -
Category
Documents
-
view
59 -
download
5
description
Transcript of TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Definisi Dari Tanaman C3, C4 dan CAM
Tanaman C3 adalah tanaman yang mempunyai lintasan atau siklus
PCR (Photosynthetic Carbon Reduction) atau sering disebut siklus calvin yang
dapatmenghasilkan asam organik yang mengandung 3 atom C dan jaringan yangterlibat
dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil. Lintasan itu dimulaidari pengikatan CO2
dengan RBP dan RuBP.(Sitompul, 1995).
Tanaman C4 adalah tanaman yang memiliki lintasan tambahan di samping lintasan
C3 yaitu dikenal dengan nama lintasan PCR yang menghasilkan asam organic yang
mengandung 4 atom C, yang terpindah dari sel bunga karang, yang merupakan tempat siklus
PCR dan lintasan ini dimulai dari peningkatan CO2 kepada DEP (phodperol piruvat).
(Sitompul, 1995)
Tanaman CAM adalah tanaman yang membuka pada malam hari dan menutup pada
siang hari, memiliki laju fotosintesis yang rendah bila dibandingkan dengan tanaman C3 dan
C4. (Lakitan, 1995). Tanaman CAM adalah tanaman yang tumbuh di kawasan gurun dan
mengambilCO2 di atmosfer dan membentuk sebagian 4 karbon juga.
2.2. 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 su
2.3. Siklus tanaman C3, C4 dan CAM
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.
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.
Jalur CAM serupa dengan jalur C4 dalam hal karbon dioksida terlebih dahulu
dimasukkan kedalam senyawa organic intermediet sebelum karbon dioksida ini memasuki
siklus Calvin. Perbedaannya ialah bahwa pada tumbuhan C4, kedua langkah ini terjadi pada
ruang yang terpisah. Langkah ini terpisahkan pada dua jenis sel. Pada tumbuhan CAM, kedua
langkah dipisahkan untuk sementara. Fiksasi karbon terjadi pada malam hari, dan siklus
calvin berlangsung selama siang hari. (Hopkins, 2004)
2.4. 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.
III. BAHAN DAN METODE
3.1. Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksana pada hari kamis Tanggal 11 April 2013 Pukul 11.00 – 12.40
WIB dan kegiatan ini dilaksanakan dilaboratorium Jurusan Budidaya Pertanaian Fakultas
Pertanian Universitas Palangka Raya.
3.2. Bahan dan Alat
Adapun bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu daun karet, daun kacang
kedelai, daun nanas, dan air. Sedangkan alat yang digunakan adalah mikroskop, preparat,
silet, dan pipet tetes.
3.3. Prosedur kerja
Adapun prosedur kerja pada praktikum ini yaitu :
- Membuat sayatan daun, dengan jalan memasukan daun kedalam gabus yang sudah
dibelah
- Meletakan sayatan tipis (melintang) pada objek glass dan memberi aquades
- Mengamati preparat kedua daun dibawah mikroskop
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan
4.2. Pembahasan
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
Hopkins WG, Hϋner NPA. 2004. Introduction to Plant Physiology. Hoboken: John Wiley & Sons. Hal. 17-29.
Lakitan, 1995. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Rajawali Grafindo, Jakarta
Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram press, Lombok
Anatomi daun pada tanaman C4 dan C3 terdapat perbedaan yang unik, berkaitan
dengan mekanisme fotosintesisnya. Pada tanaman C4 terdapat dua jenis sel fotosintetik
yang berbeda yaitu sel seludang berkas pembuluh dan sel mesofil.
Pada siklus Calvin terbatas pada kloroplas seludang berkas pembuluh, akan tetapi
siklus calvin didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organik dalam mesofil.
Langkah pertama ialah penambahan CO2 pada fosfoenolpiruvat (PEP) oleh enzim PEP
karboksilase sehingga menghasilkan oksaloaetat. PEP karboksilase memiliki afinitas
lebih tinggi terhadap CO2 dibandingkan dengan ribisko sehingga CO2 yang difiksasi
lebih efisien bahkan dalam keadaan panas dan kering dan stomata menutup sebagian.
Setelah tumbuhan melakukan C4 memfiksasi CO2, sel mesofil mengirim keluar
produk berkarbon ematnya ke seludang berkas pembuluh melalui plasmodesmata. Dalam
sel seludang berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO2, yang
disimilasi ulang ke dalam materi organik oleh rubisco dan siklus Calvin.
Akibatnya, sel mesofil tumbuhan C4 memompa CO2 ke dalam seludang berkas
pembuluh, mempertahankan konsentrasi CO2 dala sel seludang berkas pembuluh cukup
tinggi agar rubisko dapat menerima karbondioksida, bukan oksigen. Dengan cara ini
fotosintesis meminimalkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula.
Tanaman CAM tanaman familia crassulaceae, seperti (Crassulacean Acid
Metabolism) contoh diatas. Fiksasi CO2 menggunakan pepco pada waktu malam hari
disimpan dalam vakuola besar sel malat mesofil masuk ke siklus Calvin-Benson pada sel
sel±sampai hari berikutnya. Siang hari malat melepaskan CO2 mesofil yang sama
dimana sudah tersedia NADPH dan 2 PGA. ATP dari reaksi terang sebelumnya. Berkas
sel selubung pada tanaman C3 dan CAM tidak mengandung khloroplat.
(AnonymousI.2010)
4.4 Analisa hasil
Pada tanaman dari hasil praktikum yang termasuk tanaman C3 adalah daun kacang
dimana tanaman ini lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi.
Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari
tipe prokariotik.
Menurut AnonymousA (2010), struktur Kloroplas Kloroplas terdiri atas dua bagian
besar, yaitu bagian amplop dan bagian dalam.Bagian amplop kloroplas terdiri dari
membran luar yang bersifat sangat permeabel, membran dalam yang bersifat permeabel
serta merupakan tempat protein transpor melekat, dan ruang antar membran yang terletak
di antara membran luar dan membran dalam. Bagian dalam kloroplas mengandung
DNA , RNAs, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum. Granum
terdiri atas membran tilakoid (tempat terjadinya reaksi terang) dan ruang tilakoid (ruang
di antara membran tilakoid). Pada tanaman C3, kloroplas terletak pada sel mesofil
Pada jenis tumbuhan C4 disini adalah jagung yang hidup di daerah panas dan
memiliki kebiasaan saat siang hari mereka tidak membuka stomatanya secara penuh
untuk mengurangi kehilangan air melalui evaporasi/transpirasi. Menurut AnonymousB
(2010),ini berakibat terjadinya penurunan jumlah CO2 yang masuk ke stomata yang
menghambat laju fotosintesis. Ternyata tumbuhan ini telah mengembangkan cara yang
baik untuk menjaga agar laju fotosintesis tetap normal meskipun stomata tidak membuka
penuh.
Sedangkan pada tumbuhan CAM adalah nanas yang tergolong sukulen (penyimpan
air) yang 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.
Menurut AnonymousD (2010), 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. Model metabolisme ini disebut Crassulacean Acid
Metabolism (CAM) karena pertamakali diketahui terjadi pada kelompok tumbuhan famili
Crassulaceae.
V. KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
C3 adalah Molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul
berkarbon 3, 3-fosfogliserat.
C4 merupakan tumbuhan yang senyawa pertama yang terbentuk setelah jangka waktu
pelaksanaan fotosintesis yang sangat pendek yaitu senyawa 4-C asam oksaloasetat (OAA).
CAM ialah tanaman dimana selama malam hari, ketika stomata tumbuhan itu terbuka,
tumbuhan mengambil CO2 dan memasukkannya kedalam berbagai asam organic.
Karakteristik Tanaman CAM Karakteristik Tanaman CAM, yaitu :
1. Tanaman ini penambatan CO2nya berlangsung pada malam hari, membentuk
senyawa berkarbon 4.
2. Tanaman ini tumbuh di daerah panas atau daerah yang tahan terhadap kekeringan
yang lama.
Pada hasil praktikum, bahwa terdapat perbedaan bentuk sel dari tanamnan C3, C4 dan CAM
hal ini dikarenakan siklus yang dilalui sehingga karakteristik yang dimiliki juga berbeda.
5.2 Saran
Pengumuman format laporan sebaiknya ditetapkan, jangan molor – molor ntar takutnya
pengumpulannya malah dadakan.
Pratiwi,D.A. 2006. Biologi. Jakarta.Erlangga