LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN
“TANAMAN C3, C4 DAN CAM”
Disusun oleh:
Nama :Arif Hermanto
NIM :0910480021
Asisten : Mbak Atika
Nama :Arif Hermanto
NIM :0910480021
Asisten : Mbak Atika
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman adalah mahluk hidup yang mendapat makanannya sendiri dengan fotosintesis. Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, dan CAM (crassulacean acid metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3.
Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi. Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 adalah RuBP dalam proses awal assimilasi, yang juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi . 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.
Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil. CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. 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 (Budiarti, 2008) .
Dalam praktikum ini, akan dibahas mengenai tanaman C3, C4 dan CAM secara lebih mendalam.
1.2 Tujuan
Tujuan dari praktikum ini, adalah untuk :
a. Mengetahui definisi tanaman C3,C4 dan CAM
b. Mengetahui perbedaan tanaman C3 dan C4
c. Mengetahui karakteristik tanaman CAM
d. Mengetahui siklus pada tanaman C3 dan C4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi tanaman C3
a. Tanaman C3 adalah tanaman yang mempunyai lintasan atau siklus PCR (Photosynthetic Carbon Reduction) atau sering disebut siklus calvin yang dapat menghasilkan asam organik yang mengandung 3 atom C dan jaringan yang terlibat dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil. Lintasan itu dimulai dari pengikatan CO2 dengan RBP dan RuBP
(Sitompul, 1995)
b. Tanaman C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan senyawa phospho gliseric acid yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO2 oleh ribolusa diphosphat.
(Budiarti, 2008)
c. C3 plant is A plant that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid as the first stage of photosynthesis.
(Anonymous, 2010)
2.2 Definisi tanaman C4
a. Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama penambahan CO2.
(Salisburry, 1998)
b. Tanaman C4 adalah kelompok tumbuhan yang melakukan persiapan reaksi gelap fotosintesis melalui jalur 4 karbon / 4C (jalur hatch- slack) sebelum memasuki siklus calvin, untuk meminimalkan keperluan fotorespirasi.
(Budiarti, 2008)
c. C4 plant are plants that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid as the first stage of photosynthesis.
(Anonymous, 2010)
2.3 Definisi tanaman CAM
a. Tanaman CAM adalah tanaman yang dapat berubah seperti tanaman C3 pada saat pagi hari (suhu rendah) dan dapat berubah seperti tanaman C4 pada siang hari dan malam hari.
(Gardner, 1991)
b. Tanaman CAM adalah tanaman yang tumbuh di kawasan gurun dan mengambil CO2 di atmosfer dan membentuk sebagian 4 karbon juga.
(Bidwell, 1974)
2.4 Perbedaan tanaman C3 dan C4
Sifat pembeda
|
Tanaman C3
|
Tanaman C4
|
Suhu optimum
|
Tanaman C3 (Tanaman Musim Dingin) mempunyai suhu optimum 55-75 0F proses fotosintesis
berlangsung pada suhu 32-95 0F
|
Tanaman C4 (Tanaman Musim Panas) mempunyai suhu optimum 75-95 0F proses fotosintesis
berlangsung pada suhu 55-105 0F
|
Kadar fotosintesis
|
Lebih rendah
|
Lebih tinggi
|
Enzim pada fiksasi CO2
|
RuBP Carboxylase
|
PEP Carboxylase
|
Kebutuhan energi
|
Lebih sedikit
|
Lebih banyak
|
Adaptasi dalam
pengikatan CO2
|
Terdapat dalam kawasan sejuk, lembab ke panas dan keadaan yang lembab
|
Terdapat dalam kawasan yang panas, keadaan kering dan sedikit lembab
|
Cara kedua tumbuhan memfiksasi CO2
|
CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya melimpah
|
Enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat yang lebih tinggi terhadap CO2 daripada karboksilase RuBP. Oleh karena itu tingkat CO2 menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4
|
Fotorespirasi
|
Tinggi
|
Rendah
|
Hasil pertama fiksasi CO2
|
ya
|
Tidak
|
Fotosintesis maksimum
|
10 – 40 ppm
|
30 – 90 ppm
|
(Prasetyo, 2008)
2.5 Karakteristik tanaman CAM
Tanaman CAM (Crassulation Acid Metabolism Plants) pada dasarnya adalah tanaman sukulen yaitu tanaman yang berdaun atau berbatang tebal yang bertranspirasi rendah. Dalam kondisi kering, stomata 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 merubah fungsistomata dan karboksilasi seperti tanaman C3. Tanaman CAM juga mempunyai metode fisiologis untuk mereduksi kehilangan air dan menghindari kekeringan.
(Salisburry, 1998)
Berdasarkan literatur lain, dijelaskan bahwa karakteristik tanaman CAM adalah sebagai berikut:
1. Membuka stomatanya pada malam hari menggabungkan CO2 ke dalam asam organik.
2. Selama siang hari stomatanya tertutup dan CO2 akan dilepaskan dari asam organik untuk di gunakan dalam siklus calvin.
3. Pada malam hari terjadi lintasan C4 dan siang hari terjadi siklus C3.
4. Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang tumbuh da daerah kering
(Anonymous, 2010)
2.6 Siklus pada tanaman C3 dan C4
a. Siklus pada tanaman C3
Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untuk menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.
CO2 diikat oleh RUDP
dirubah menjadi senyawa organik C6
(tidak stabil)
dirubah menjadi glukosa
(dengan menggunakan 18ATP dan 12 NADPH)
menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.
Siklus C3 :
b. Siklus Pada Tanaman C4
CO2
(Diikat oleh PEP)
CO2 yang sudah terikat oleh PEP
ditransfer ke sel-sel “bundle sheath”
(sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem)
pengikatan dengan RuBP
karena tingginya konsentrasi CO2 pada sel sel bundle sheath ini , maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RUBP, sehingga foto respirasi sangat kecil dan G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat sangat tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 dibawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi.
Siklus C4:
(Anonymous. 2010)
BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat, Bahan + Fungsi
a. Alat :
1. Mikroskop : untuk mengamati objek.
2. Silet/cutter : untuk memotong bahan.
3. Kaca preparat : untuk tempat bahan/objek pengamatan
4. Kaca penutup : untuk menutup objek pada kaca preparat
5. Pensil/pena : untuk menggambar hasil dari pengamatan
b. Bahan :
1. Daun nanas : sebagai objek pengamatan (tanaman CAM)
2. Daun jagung : sebagai objek pengamatan (tanaman C4)
3. Daun kacang Hijau : sebagai objek pengamatan (tanaman C3)
3.1 Cara kerja (diagram alir)
Daun dipotong melintang
(jagung , nanas, kacang hijau)
Letakkan pada preparat
Tetesi Air
Tutup preparat dengan kaca penutup
+ squash 1800
Amati pada mikroskop
Hasil
3.2 Analisa perlakuan
Pertama-tama daun dari masing-masing tanaman-tanaman (jagung, kacang hijau dan nanas) dipotong melintang dan potongan daun harus tipis bertujuan supaya dapat diamati pada mikroskop. Kemudian irisan melintang tersebut diletakkan pada kaca preparat dan ditetesi airkemudian ditutupi dengan kaca penutup lalu disquash 3600bertujuan untuk menempelkan objek pada preparat sehingga dapat diamati pada mikroskop. Kemudian hasil Kemudian amati dibawah mikroskop, setelah sample diamati kemudian gambar (photo).
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Gambar literatur sel tanaman C3 dan tanaman C4
a. Sel tanaman C3
b. Sel tanaman C4
(Anonymous, 2010)
4.2 Gambar Hasil Pengamatan Mikroskop ( hasil gambar foto dan gambar tangan)
Sel tanaman C3
tanaman C4
Tanaman CAM
4.3 Pembahasan perbedaan anatomi daun C3, C4 dan CAM
a. Anatomi daun tanaman C3 ( kacang hijau)
Tanaman C3 (kacang hijau), anatomi daunnya memiliki jaringan spons dan parenkim palisade. Jaringan daun tanaman C3 juga terdapat epidermis atas dan bawah. Selain itu, tanaman C3 mempunyai mesofil yang memisahkan jaringan spons dengan parenkim palisade.
Hal ini sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa tanaman C3 tidak mempunyai jaringan bunga karang, tapi mempunyai mesofil. Tidak mempunyai kloroplas pada sel-sel seludangnya, kloroplas dalam mesofil menimbun tepung dengan jumlah lebih kecil. Tanaman C3 memiliki enzim RuBP.
(Dwidjoseputro, 1990)
b. Anatomi daun tanaman C4 (jagung)
Tanaman C4 (jagung), anatomi daunnya memiliki lapisan epidermis yang lebih tebal daripada daun tanaman C3. Selain itu, daun tanaman C4 juga mempunyai mesofil dan jaringan bunga karang, namun tidak mempunyai parenkim spons. Ikatan pembuluh pada tanaman C4 juga lebih besar daripada daun tanaman C3. Perbedaan yang penting antara daun tanaman C3 dan C4 adalah daun tanaman C4 memiliki bundle sheet cell di sekitar mesofilnya.
Hal diatas sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa tanaman C4 memiliki mesofil dan jaringan bunga karang (bundle sheat), mempunyai enzim dalam sel-sel seludangnya. Kloroplas dalam mesofil tidak menimbun tepung, dengan jumlah kloroplas dalam sel seludang ikatan pembuluh, lebih besar dan mempunyai stroma yang keras.
(Dwidjoseputro, 1990)
c. Anatomi daun tanaman CAM (nanas)
Anatomi tanaman CAM (nanas), yaitu mempunyai lapisan epidermis lebih tipis, namun memiliki ikatan pembuluh yang lebih besar. Bundle sheet cell pada tanaman CAM terdapat di tepi atau dekat epidermis. Mesofil pada daun membentang lurus menghubungkan ikatan pembuluh. Daun tanaman CAM memiliki kutikula yang luas dengan vakuola yang besar serta lapisan sitoplasmanya yang tipis.
Hal ini sesuai dengan literature yang menyebutkan bahwa kebanyakan tanaman CAM berupa tanaman sukulen dan mempunyai kutikula yang luas dengan vakuola yang besar dan lapisan sitoplasmanya tipis.
(Salisbury, 1998)
4.4 Analisa hasil
Tanaman yang diamati pada mikroskop pada waktu praktikum adalah tanaman C4 (Jagung) dan CAM (nanas) sedangkan tanaman C3 tidak diamati.
Pada tanaman CAM memiliki lapisan epidermis yang lebih tipis, mempunyai sel bundle sheath, tetapi sel tersebut hampir sama dengan sel mesofil. Pada tanaman C4, anatomi daunnya memiliki lapisan epidermis yang lebih tebal dari pada tanaman CAM dan tanaman ini mempunyai sel bundle sheath,
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
1) Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan subtropis yang menghasilkan glukosa dengan pengolahan CO2 melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat CO2.
2) Tanaman C4 adalah tanaman dengan hasil pertama dalam fotosintesis di mesofil berupa suatu molekul dengan 4 atom C
3) Tanaman CAM adalah tanaman yang tidak memiliki lapisan palisade yang teratur, sel daun rantingnya merupakan sel mesofil bunga karang
· Proses pengikatan CO2 oleh tanaman C3 terdiri dari :
Ø Fase karboksilase
Ø Fase reduksi
Ø Fase regenerasi
Ø Fase sintesis produk
· Proses pengikatan CO2 oleh tanaman C4 terdiri dari :
Ø Asimilasi CO2
Ø Transportasi asam C4
Ø Dekarboksilase
Ø Transportasi asam C4
5.2 Saran
· Perlengkapan alat praktikum agar dilengkapi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous.2010.http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080524220224AAC70W4. Diakses tanggal 29 November 2010.
Dwidjoseputro, 1991. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta
Gardner, Franklin. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta
Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis 6th Edition. Cambridge University Press. London
Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram. Lombok.