Fotosintesis pada tanaman C3, C4, dan CAM

Fotosintesis pada tanaman C3, C4, dan CAM

Tanaman C3

Tumbuhan 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. 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.

Tumbuhan C3 tumbuh dengan karbon fiksasi C3 biasanya tumbuh dengan baik di area dimana intensitas sinar matahari cenderung sedang, temperature sedang dan dengan konsentrasi CO₂ sekitar 200 ppm atau lebih tinggi, dan juga dengan air tanah yang berlimpah. Tumbuhan C3 harus berada dalam area dengan konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi sebab Rubisco sering menyertakan molekul oksigen ke dalam Rubp sebagai pengganti molekul karbondioksida. Konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi menurunkan kesempatan Rubisco untuk menyertakan molekul oksigen. Karena bila ada molekul oksigen maka Rubp akan terpecah menjadi molekul 3-karbon yang tinggal dalam siklus Calvin, dan 2 molekul glikolat akan dioksidasi dengan adanya oksigen, menjadi karbondioksida yang akan menghabiskan energi. Pada tumbuhan C3,CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP. Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah. Contoh tanaman C3 antara lain : kedelai, kacang tanah, kentang, dan lain-lain.

 

Siklus Tanaman C3

Tanaman C4

Tanaman tertentu seperti tebu, jagung dan sebagian besar anggota suku rumput-rumputan (graminae) tergolong tumbuhan C4. Kelompok tanaman ini disebut tanaman C4 karena melibatkan asam oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Jika dibandingan dengan tanaman C3, reaksi gelap pada tanaman C4 terjadi pada tempat (sel) yang berbeda. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, reaksi gelap terdiri atas dua tahapan yaitu, fiksasi CO₂ dan siklus Calvin. Fiksasi CO₂ pada tanaman C4 terjadi di sel mesofil daun, sedangkan siklus Calvin terjadi di seludang ikatan pembuluh. Fiksasi CO₂ dilakukan oleh fosfoeno piruvat (PEP) dengan bantuan PEP-Karbosilase membentuk asam oksaloasetat. Senyawa ini kemudian diubah menjadi asam malat. Selanjutnya, asam malat dipecah menjadi asam piruvat dan gas CO_2.. Gas CO_2. yang dilepaskan tersebut akan segera masuk ke siklus Calvin untuk membentuk glukosa, sedangkan asam piruvat akan diubah menjadi fosfoeno piruvat yang siap mengikat CO₂ lainnya dari atmosfer.

Siklus Tanaman C4

 

Tanaman CAM

Tanaman CAM (Crassulacean Acid Metabolism) merupakan kelompok tanaman yang habitatnya di daerah kering dan panas sehingga melakukan adaptasi dengan menutup sebagian stomata pada siang hari. Hal ini dilakukan untuk mengurangi transpirasi (penguapan) secara berlebihan. Jika dibandingan dengan tanaman C3, reaksi gelap pada tanaman CAM terjadi pada waktu yang berbeda. Fiksasi CO₂ pada tanaman CAM terjadi pada malam hari, sedangkan siklus Calvin dapat terjadi baik siang maupun malam. Seperti tanaman C4, fiksasi (pengikatan) CO₂ dilakukan oleh fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan PEP-karboksilase membentuk asam oksaloasetat. Senyawa ini kemudian diubah menjadi asam malat. Selanjutnya, asam malat dipecah menjadi asam piruvat dan gas CO₂. Gas CO₂ yang dilepaskan tersebut akan segera masuk ke siklus Calvin untuk membentuk glukosa, sedangkan asam piruvat akan diubah menjadi fosfoenol piruvat yang siap mengikat molekul CO₂ lainnya dari atmosfer. Fotosintesis pada tanaman CAM membantu tanaman tersebut menghemat persediaan air. Contoh tanaman CAM adalah nanas, lidah buaya, dan kaktus.

Siklus Tanaman CAM