TANAMAN YANG TERMASUK
C3, C4 DAN CAM
A. Tumbuhan C3
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.
Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan
RuBP (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses
fotosintesis) dalam proses awal assimilasi (enzim rubisco), 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 fiksasi karbon
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, dll.
B. Tumbuhan
C4
Tumbuhan C4 dan CAM 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. 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 meningkatnyaCO2. Sehingga, dengan
meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4
dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan. Contoh tanaman C4 adalah jagung,
sorgum dan tebu.
Gambar 2: tanaman jagung
Gambar 3: Tanaman
tebu
Gambar 4: Tanaman sorgum
C. Tumbuhan CAM
Crassulacean acid
metabolism (CAM), tanaman ini mengambil CO2 pada malam hari, dan
mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Meski tidak menguarkan
oksigen dimalam hari, namun dengan memakan CO2 yang beredar, tanaman ini sudah
membantu kita semua menghirup udara bersih, lebih sehat, menyejukkan dan
menyegarkan bumi, tempat tinggal dan ruangan. Jadi, cocok buat taruh di ruang
tidur misalnya. Sayang, hanya sekitar 5% tanaman jenis ini. Tumbuhan CAM yang
dapat mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili.
Tanaman CAM , pada kelompok ini penambatan
CO2 seperti pada tanaman C4, tetapi dilakukan pada malam hari dan dibentuk
senyawa dengan gugus 4-C. Pada hari berikutnya ( siang hari ) pada saat stomata
dalam keadaan tertutup terjadi dekarboksilase senyawa C4 tersebut dan
penambatan kembali CO2 melalui kegiatan Rudp karboksilase. Jadi tanaman CAM mempunyai
beberapa persamaan dengan kelompok C4 yaitu dengan adanya dua tingkat sistem
penambatan CO2.
Selama malam hari, ketika stomata tumbuhan
itu terbuka, tumbuhan ini mengambil CO2 dan memasukkannya
kedalam berbagai asam organic. Cara fiksasi karbon ini disebut metabolisme
asam krasulase, atau crassulacean acid metabolism (CAM). Dinamakan
demikian karena metabolisme ini pertama kali diteliti pada tumbuhan dari famili
crassulaceae. Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae,
Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.
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.
Gambar 5: Tanama kaktus
Gambar 6: Tanaman nanas
Gambar
7: Bunga lili
