BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Fotosintesis merupakan cara atau proses tumbuhan dalam
menghasilkan energi yang digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangannya.
Setiap tumbuhan memiliki daur fotosintesi 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.Tipe crassulacean
acid metabolism ( CAM) merupakan tipe tanaman yang mengambil CO2 pada malam
hari, dan mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Tumbuhan CAM
yang dapat mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili. Dari pemaparan
diatas, maka makalah ini akan membahas mengenai perbedaan tumbuhan C4 dan CAM
serta daur fotosintesis tumbuhan tersebut.
B.
Rmusan
Masalah
1.
Apa yang dimaksud fotosintesis?
2.
Apa saja macam tumbuhuhan berdasarkan
jalur fotosintesisnya?
3.
Bagimana perbedaan setiap macam tumbuhan berdasarkan
jalur fotosintesisnya?
C.
Tujuan
1. Untuk
mengetahui pengertian fotosintesis
2. Untuk
mengetahui macam tumbuhuhan berdasarkan jalur fotosintesisnya
3. Untuk
mengetahui perbedaan setiap macam tumbuhan berdasarkan jalur fotosintesisnya
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses biokimia
pembentukan zat makanan seperti karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan,
terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Dalam
fotosintesis ada organel khas yang
berperan yaitu kloroplas. Kloroplas merupakan alat atau organela sel yang khas pada
sel-sel daging daun. Bentuknya bermacam-macam, tergantuung jenis tumbuhannya.
Selain bulat atau lonjong, ada juga yang berbentuk pita. Berdasarkan jalur
fotosintesisnya tumbuhan dibagi menjadi C3 C4 dan CAM. Namun pada makalah kali
ini hanya berpusat pada tumbuhan C4 dan CAM saja.
B. Tumbuhan C4
Tumbuhan C4
adalah tumbuhan tropis yang melibatkan dua enzim dalam pengolahan CO2 menjadi
glukosa. Tumbuhan ini lebih adaptif di daerah panas dan kering. 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. 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,Contoh
dari tumbuhan C4 sebagian spesies 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. 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.
a. Fotosintesis tumbuhan C4
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.
Pengikatan
CO2 oleh PEP tersebut berlangsung di sel-sel mesofil (daging daun).
Oksaloasetat yang terbentuk kemudian akan direduksi karena menerima H+ dari
NADH dan berubah menjadi malat, kemudian ditransfer menuju ke sel seludang
pembuluh (bundle sheath cells) melalui plasmodesmata. Sel-sel seludang pembuluh
adalah kelompok sel yang mengelilingi jaringan pengangkut xilem dan floem. Di
dalam sel-sel seludang pembuluh malat akan dipecah kembali menjadi CO2 yang
langsung memasuki siklus Calvin-Benson, dan piruvat dikembalikan lagi ke
sel-sel mesofil. Hasil dari siklus Calvin-Benson adalah molekul glukosa yang
kemudian ditranspor melalui pembuluh floem.
b.
Ciri-Ciri
Tumbuhan C4
Tanaman yang melakukan fotosintesis
dengan jalur C4 memiliki susunan khusus di jaringan daunnya yang disebut
anatomi Kranz. Sel-sel lapisan buntalan diposisikan dalam bentuk lingkaran
mengelilingi buntalan pembuluh (terdiri dari tabung-tabung xylem dan floem).
Sel mesofil menyusun bagian interior
daunnya.
C. Tumbuhan CAM
Tumbuhan CAM adalah tumbuhan sukulen yang pada umumnya tidak memiliki
lapisan sel palisade yang teratur. Sel daun dan ranting merupakan sel mesofil
bunga karang. Terdapat sel bundle sheath tetapi sel tersebut tidak banyak
berbeda dengan sel mesofil. Pada CAM, pembentukan asam malat pada malam hari,
dibarengi dengan penguraian gula, pati, atau polimer glukosa yang mirip dengan
pati. Tumbuhan CAM (Crassulation Acid
Metabolisme) pada dasarnya adalah tumbuhan sukulen yaitu tumbuhan yang berdaun
atau berbatang tebal yang bertranspirasi rendah. Dalam kondisi kering,
stomatanya pada malam hari akan terbuka untuk mengabsorbsi CO2 dan
menutup pada siang hari untuk mengurangi transpirasi. Fiksasi CO2 tanaman
CAM sama seperti tanaman C4, hanya saja terjadinya pada malam hari dan energi
yang dibutuhkan diperoleh dari glikolisis. Namun dalam kondisi cukup lemah,
banyak spesies CAM mengubah fungsi stomata dan karboksilasi seperti tumbuhan
C3. Tumbuhan CAM (Crassulation Acid Metabolisme) juga mempunyai metode
fisiologis untuk mereduksi kehilangan air dan menghindari kekeringan. Contoh tumbuhan CAM adalah nanas, kaktus, dan bunga lili
a.
Fotosintesis Tumbuhan CAM
Proses fotosintesis tanaman CAM pada dasarnya
merupakan kombinasi antara fotosintesis tanaman C3 dengan fotosintesis tanaman
C4. Seperti pada fiksasi karbon tanaman C4, hasil pertama fotosintes berupa
molekul dengan 4 atom karbon yaitu asam oksaloasetat. Tidak seperti tanaman C4
yang fiksasi karbonnya berlangsung di dua tempat (mesofil dan sel bundle
sheet), fiksasi karbon CAM berlangsung di dua waktu, siang dan malam.
Pada malam hari, pati pati diurai dalam respirasi
(glikolisis) menjadi PEP. PEP yang terbentuk ini kemudian menangkap CO2
dari udara dan mengubah CO2 tersebut menjadi asam oksaloasetat yang
memiliki 4 atom C. Oksaloasetat kemudian diubah menjadi malat dengan bantuan
enzim malat dehidrogenase dan pereduksi NADH. Malat yang terbentuk kemudian
disimpan dalam bentuk asam malat di dalam vakuola. Dan pada siang hari,
malat diangut keluar dari vakuloa untuk didekarboksilasi menjadi CO2 dan
piruvat. Piruvat diubah menjadi pati yang pada malam hari diubahn menjadi PEP.
CO2 kemudian difiksasi oleh rubisco menjadi 3-PGA. 3-PGA yang nantinya masuk ke
dalam siklus calvin seperti pada C-3 da diubah menjadi gula.
b.
Ciri- ciri Tumbuhan CAM
Tanaman CAM (Crassulacean Acid
Metabolism) merupakan golongan tanaman yang memiliki daun yang berdaging.
Karakteristik fisiologis tanaman CAM adalah mealkukan pembukaan stomata pada
malam hari untuk menekan adanya transpirasi yang berlebihan pada siang hari.
Pembukaan stomata pada malam hari berdampak pada waktu difusi CO2 yang hanya
bisa dilakukan pada malam hari yang juga berpengaruh terhadap fotosintesis yang
dilakukan. Tumbuhan CAM Juga
mampu hidup pada suhu tinggi (35 sampai dengan 50 derajat) biasanya
lingkungan gurun
D. Perbedaan Tumbuhan C4 dan CAM
a. Tumbuhan
C4
1. Produk
awal reduksi CO2(fiksasi CO2) adalah asam oksaloasetat, malat, dan aspartat (
hasilnya berupa asam-asam yang berkarbon C4).
2. Reaksinya
berlangsung di mesofil daun, yang terlebih dahulu bereaksi dengan H2O membentuk
HCO3 dengan bantuan enzim karbonik anhydrase
3. Memiliki
sel seludang di samping mesofil.
4. Tiap molekul CO2 yang difiksasi memerlukan 2
ATP.
5. Tanaman
c4 juga mengalami siklus calvin seperti peda tanaman C3 dengan bantuan enzim
Rubisko
b.
Tumbuhan CAM
1. Memiliki
daun yang cukup tebal sehingga laju transpirasinya rendah.
2. Stomatanya membuka pada malam hari.
3. Pati
diuraikan melalui proses glikolisis dan membentuk PEP.
4. CO2
yang masuk setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C4difiksasi oleh
PEP dan diubah menjadi malat.
5. Pada
siang hari malat berdifusi secara pasif keluar dari vakuola dan mengalami
dekarboksilasi.
6. Melakukan
proses yang sama dengan tanaman C3 pada siang hari yaitu daur Calvin.
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Fotosintesis
adalah proses biokimia pembentukan zat makanan seperti karbohidrat
yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun
atau klorofil. jalur
fotosintesisnya tumbuhan dibagi menjadi C3 C4 dan CAM. Tumbuhan C4 adalah
tumbuhan tropis yang melibatkan dua enzim dalam pengolahan CO2 menjadi glukosa
contohnya C4 sebagian spesies adalah monokotil (tebu, jagung, dll). Sedangkan
tumbuhan CAM merupakan kombinasi antara fotosintesis tanaman C-3
dengan fotosintesis tanaman C4.
Fotosintesis tumbuhan C3 melalui dua sel yaitu sel mesofil dan seludang
pembulluh sedangkan tumbuhan CAM melalui tahap gabungan antara fotosintesis C3
dan C4.
DAFTAR
PUSTAKA
Lakitan, Benyamin.2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan.PT. Raja Grafindo Persada: Jakarta
Rahmawati, D., Nasir, M.,
Sudjino, Dewi, K. 2009.Fisiologi Tumbuhan.
Fakultas Biologi UGM: Yogyakarta
Salisbury.B Frank dan Ross W Cleon.1995.Fisiologi Tumbuhan.Bandung: ITB
Tidak ada komentar:
Posting Komentar