logo

logo

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


Subscribe to receive free email updates: