Latihan dan Tugas

Tugas SEMESTER 1
Vebryanti Jeniver Dj. Djara

Agroteknologi 1
Fakultas Pertanian, UNDANA

Perbedaan C3 dan C4

Tanaman C3 berbeda dengan tanaman C4 dalam hal 

sintesis karbohidratnya dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi. Tanaman C3 mensintesis karbohidrat melalui siklus calvin (reaksi gelap) dan mengikat CO2, atmosfir ribosa 1,5 difosfat, sedangkan tanaman C4 melalui siklus Hatch Slack yang mengikat CO2 , atmosfir fosfoenol piruvat.

Ø  Tanaman C3

Fotosintesis pada tanamana ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3, 3-fosfogliserat. Kebanyakan tumbuhan yang menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.

1.      karboksilase

Fase dimana terjadi reaksi bersama antara CO2 + H2O dan Ribulosa 1,5 Bifosfat à 3 Fosfogliseraldehid. Reaksi ini dikatalisi oleh enzim Ribulose bifosfat karboksilase. Reaksi ini dapat ditulis :

CO2 + H2O + 1,5 BP à 3 PGA

2.      reduksi

Fase penambahan gugus fosfat membentuk 1,3 Bifosfat atau dapat ditulis :

            3 PGA + fosfat   fosfogliserokinase   1,3 BPGA + NADPH2 à 3 PGA

3.      regenarasi

fase pembentukan kembali ribulosa 1,5 bifosfat, atau dapat ditulis :

            3 PGA à Ru 1,5 BP + CO2 + H2O

           

            Ciri-ciri tanaman C3 :

ü  lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi

ü  enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi

ü  karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.

ü  Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)

ü  Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3

ü  Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O₂ oleh enzim Rubisco

Contoh tanaman C3 antara lain : kedele, kacang tanah, kentang, dll.

Ø  Tanaman C4

Tumbuhan C₄ dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus Calvin yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO₂ dan yang memfiksasi CO₂menjadi 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 penggabungannya dengan fosfoeolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat dan Pi.

Siklus C4 merupakan penambahan terhadap siklus calvin dan penamaannya berasal dari produk awal dari fiksasi CO2. Jalur C4 terjadi pada kedua tempat yaitu sel mesofil dan seludang parenkim. Jalur C4 diawali dengan proses fiksasi CO2 yang kemudian digabungkan dengan senyawa fosfoenolpiruvatoleh enzim fosfoenolpiruvat karboksilase. Dari proses fiksasi dihasilkan asam oksaloasetat (C4) kemudian secara cepat dikonservasi ke asaam C4 lainnya yaitu asam aspartat dan asam malat.sehingga disebut daur asam dikarboksilat. Tumbuhan yang melakukan proses ini disebut tumbuhan C4. Asam malat kemudian dikirim ke sel-sel seludang parenkim, dalam seludang ini asam malat mengalami dekarboksilasi menghasilkan piruvat dan CO2, kemudian CO2 yang dihasilkan bergabungdengan ribulosa 1,4 bifosfat membentuk 3 PGA (awal siklus calvin). Reaksi tersebut berlanjut hingga akhirnya terbentuk hexosa fosfat yang selanjutnya sukrosa dan seterusnya. Dalam proses lain asam piruvat dikirim kembali ke sel-sel mesofil lalu didalam sel-sel tersebut mengalami fosforilasi membentuk fosfoenolpiruvat yang digunakan kembali sebagai substrat dari siklus c4.

Tanaman C4 juga tahan terhadap intensitas cahaya matahari yang tinggi dimana keadaan CO2 rendah dan O2 tinggi, karena tanaman C4 mengikat O2 melalui enzim fosfoenol piruvat karboksilase yang mempunyai afinitas tinggi terhadap CO2 . Sehingga CO2 dapat dengan sebanyak-banyaknya ditangkap oleh fosfoenol piruvat tersebut.

            Ciri tanaman C4 :

ü  adaptif di daerah panas dan kering

ü  CO2 diikat oleh PEP yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2

ü  tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

ü  Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh

ü  Sel seludang pembuluh berkembang dengan baik dan banyak mengandung kloroplas

ü  Pengikatan CO2di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh

Kelebihan C4 dalam pengikatan CO2 adalah :

o   Membutuhkan lebih banyak ATP

o   Sintesis glukosa berlangsung lebih cepat persatuan luas daun

o   Berlangsung lebih efisien dalam keadaan intensitas cahaya yang lebih tinggi

o   Afinitas enzim fosfoenolpiruvat karboksilase yang besar terhdapa CO2

o   Penambatan CO2 lebih baik

o   Proses fotosintesis dapat berlangsung dengan cukup baik dalam keadaan jumlah CO2 yang sangat sedikit

o   Tidak terjadi/sedikit sekali proses pernapasan dalam cahaya/fotorespirasi

o   Tumbuh lebih cepat

Contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu.