Ahahermanto

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN

“TANAMAN C3, C4 DAN CAM”

Disusun oleh:
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 CO₂oleh 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 CO₂daripada 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 CO_2.

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