23 Perbedaan Tumbuhan C3, C4, dan CAM

Tumbuhan adalah organisme autotrof yang mampu menghasilkan makanan sendiri melalui proses fotosintesis. Banyak faktor yang mempengaruhi proses tersebut salah satunya adalah faktor internal. Dalam dunia tumbuhan, dikenal tanaman C3, C4, dan CAM sesuai dengan mekanisme fotosintesisnya. Perbedaan proses fotosintesis pada tumbuhan C3, C4 dan CAM terutama pada tempat reaksi dan waktu reaksi. 
Pembahasan umum mengenai fotosintesis telah dijelaskan pada materi “Proses Fotosintesis dan Cara Mudah Menghafalkannya“. Materi umum mengenai fotosintesis tersebut menekankan pada tumbuhan C3 karena lintasan reaksi dalam siklus Calvin melalui jalur C3 atau molekul berkarbon 3 berupa fosfogliserat. Dalam pembahasan kali ini akan dijelaskan mengenai ciri ciri dan perbedaan tanaman C3, C4 dan CAM beserta contohnya. Berikut adalah ciri ciri tanaman C3, C4, dan CAM secara detail:
Tumbuhan/Tanaman C3 adalah tumbuhan yang mendominasi sebagian besar di bumi (85%) dengan melakukan fotosintesis secara standar. Pada saat siklus Calvin, senyawa pertama yang melakukan fiksasi CO2 adalah fosfogliserat (molekul berkarbon 3) dengan bantuan enzim rubisco sehingga lintasan tersebut dinamakan C3. Tumbuhan ini tidak memiliki adaptasi fotosintesis untuk mengurangi laju fotorespirasi. Contoh tanaman C3 adalah mangga, padi, gandum, kedelai, dll
Tumbuhan/Tanaman C4 adalah tumbuhan yang pada saat melakukan proses fotosintesis menggunakan lintasan C4. Hal yang membedakan dari tanaman C4 yakni daun dari tanaman C4 berupa Anatomi Kranz. Anatomi daun tersebut memiliki dua macam kloroplas (dimorfik) di dua tempat yakni sel mesofil dan seludang pembuluh (bundle-sheath).
Gambar 1. Anatomi daun C4 (Kranz Anatomy).

Perbedaan kedua tempat tersebut membuat tumbuhan C4 terjadi dua proses reaksi. Senyawa pertama yang melakukan fiksasi CO2 adalah oksaloasetat (molekul berkarbon 4) dengan bantuan enzim PEP karboksilase yang dilakukan di dalam sel mesofil. Selanjutnya, oksaloasetat dikonversi menjadi malat dan kemudian masuk ke dalam seludang pembuluh. Malat dipecah dan menghasilkan piruvat dan CO2. Piruvat akan menuju ke sel mesofil lagi untuk dikonversi menjadi PEP sedangkan CO2 akan di fiksasi oleh PGA dengan bantuan enzim rubisco. Tumbuhan C4 jumlahnya sekitar 3% dari tumbuhan berpembuluh. Contoh tanaman C4 adalah jagung, tebu, shorgum, dll.

Tumbuhan/Tanaman CAM adalah tumbuhan yang saat melakukan fotosintesis menggunakan lintasan crassulacean acid metabolism (CAM) untuk meminimalkan laju fotorespirasi. Pemberian nama tersebut berdasarkan pertama kali ditemukannya lintasan reaksi tersebut pada Famili Crassulaceae. Saat ini ada sekitar 20 famili tumbuhan CAM seperti Cactaceae, Orchidaceae, Liliaceae, Bromeliaceae, dan Euphorbiaceae.

Metabolisme tumbuhan CAM yakni pembentukan asam malat dilakukan pada malam hari sedangkan penguraiannya terjadi pada siang hari. Perilaku tumbuhan ini adalah stomata membuka pada malam hari untuk menyerap CO2 sedangkan siang hari stomata menutup. Contoh tumbuhan CAM adalah Anggrek, Nanas, dan Kaktus.

Persamaan antara tumbuhan C4 dan CAM adalah keduanya memiliki jalur metabolisme yang sama. Perbedaannya adalah tumbuhan C4 berbeda secara struktural dalam hal lintasan metabolismenya, sedangkan tumbuhan CAM berbeda dalam hal waktu. Dalam gambar berikut menjelaskan perbedaan ketiga jenis tumbuhan tersebut.

Gambar 2. Perbedaan proses mekanisme fotosintesis pada tumbuhan C3, C4 dan CAM.

Untuk mempermudah pemahaman, berikut adalah perbedaan tumbuhan C3, C4 dan CAM dalam bentuk tabel:

No

Ciri Pembeda

Tumbuhan C3

Tumbuhan C4

Tumbuhan CAM

1

Anatomi daun

    Sel fotosintesis tidak memiliki berkas yang jelas

    Sel mesofil besar dan tidak rapat

    Sel-sel seludang ikatan pembuluh kecil dan banyak

    Sel seludang pembuluh tertata dengan baik dan kaya organel

    Sel mesofil tidak terlalu besar dan lebih rapat

    Ikatan pembuluh lebih sedikit

Biasanya tidak ada sel-sel palisade dan terdapat vakuola yang besar di dalam mesofil

2

Kloroplas (tempat fotosintesis)

Mesofil daun (monomorfik)

Mesofil daun dan seludang 
(dimorfik)
Mesofil

(monomorfik)
3

Jenis Tanaman

Angiospermae: durian, apel, mangga

    Monokotil: tebu, jagung

    Dikotil: famili Amaranthaceae

Tumbuhan sukulen/xerofit contoh: kaktus, lidah buaya

4

Penggolongan

Disebut C3 karena menghasilkan senyawa pertama berupa berkarbon tiga

Disebut C4 karena menghasilkan senyawa pertama berupa berkarbon empat

Mengikat CO2 pada malam hari dan siang hari stomata menutup

5

Kebutuhan energi ATP : NADPH

3:2

5:2

6,5:2

6

Fiksasi CO2

CO2 langsung masuk dalam sikulus calvin saat siang hari

Fiksasi CO2 melewati lintasan C4 yang terjadi di dua tempat yang berbeda (mesofil dan seludang)

Fiksasi CO2 melewati lintasan C4 yang terjadi di waktu yang berbeda (siang dan malam)

7

Kebutuhan air per penambahan berat kering

450 – 950 g

250 – 350 g

18 – 55 g

8

Senyawa pertama yang dihasilkan

Asam fosfogliserat

Asam oksaloasetat

Asam oksaloasetat

9

Enzim pertama saat fiksasi CO2

RuBP karboksilase

(Rubisco)
PEP karboksilase kemudian RuBp karboksilase

    PEP karboksilase (malam)

    RuBP karboksilase (siang)

10

Tempat reaksi

Sel-sel mesofil daun

    Sintesis asam malat di sel mesofil daun

    Pemecahan asam malat di seludang pembuluh

Sintesis asam malat dan pemecahan asam malat terjadi di sel mesofil daun

11

Waktu fiksasi CO2

Siang hari

Sintesis asam malat dan pemecahan asam malat terjadi di siang hari

    Sintesis asam malat terjadi waktu malam hari

    Pemecahan asam malat terjadi di siang hari

12

Mekanisme membuka/menutup stomata

    Siang hari: stomata membuka

    Malam hari: stomata menutup

    Siang hari: stomata membuka

    Malam hari: stomata menutup

    Siang hari: stomata menutup

    Malam hari: stomata membuka

13

Fotorespirasi

Ada

Ada, tapi hanya di seludang pembuluh dan bahkan hampir tidak melakukan fotorespirasi

Ada, tetapi hanya terjadi di sore menjelang malam hari

14

Hambatan fotosintesis oleh O2

Ya

Tidak

Ya

15

Kompensasi terhadap CO2

30 – 70 ppm

0 – 10 ppm

0 – 5 ppm (dalam gelap)

16

Laju fotosintesis

Rendah

Tinggi

Rendah

17

Laju fotorespirasi

Tinggi

Rendah

Rendah

18

Efisiensi terhadap H2O

Kurang efisien

Efisien

Efisien

19

Adaptasi terhadap lingkungan

Mudah beradaptasi ketika CO2 tinggi, habitat lahan basah

Mudah adaptasi di daerah kering dan banyak sinar matahari

Mudah adaptasi di lingkungan yang sangat kering.

20

Adaptasi dalam keadaan kekeringan hebat

Mati

Mati

Dapat tumbuh walaupun lambat

21

Temperatur optimum saat fotosintesis

15 – 25°C

30 – 40°C

~35°C

22

Efek temperatur (30-40°C) pada penangkapan CO2

Menghambat

Memacu

Memacu

23

Produksi bahan kering per tahun

20 – 25 ton

35 – 40 ton

Rendah dan sangat beragam

Penelusuran terkait:
manfaat mempelajari tanaman c3 dan c4
tanaman c3 c4 dan cam pdf
laporan perbedaan tumbuhan c3 dan c4

Lecturer Science Communicator Governing Board of Generasi Biologi Indonesia Foundation
Exit mobile version