FOTOSINTESIS TANAMAN C3 DAN C4

KELOMPOK 1Ahmad bagus AriyantoAprilia Eva Widiawati

ErmawatiHanna Hilyati Aulia

Putri DinantiSinta Okpratiwi

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).

Karakteristik Tanaman C3, C4BERDASARKAN SIFAT FISIOLOGIS Karakteristik tanaman C3• Memiliki fotosintesis bersih lebih rendah• Laju fotorespirasinya tinggi• Efisiensi penggunaan air rendah• Contohnya : Kedelai,gandum,kacang tanah, kentang dan tembakau

Karakteristik tanaman C4• Keadaan ini sanggup berfotosintesis pada keadaan CO2 rendah• Laju fotorespirasi tidak ada• Lebih efisien dalam penggunaan air dan cahaya• Daya produksinya tinggi• Contohnya : Jagung,tebu, sorgum ,bayam

Definisi tanaman C3• Tanaman yang memiliki siklus calvin yang

dapat menghasilkan asam phospogliserat yang mengandung 3 atom C

• Jaringan yang terlibat dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil.

• Fiksasi CO2 secara langsung oleh RuBP(Ribulose Biphosfat, 5 atom C)

• Siklus Calvin disebut juga Reaksi gelap yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis.

• Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula (C6H1206) dari CO2 yang terjadi di stroma.

• Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya• Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO2

menjadi gula• Siklus calvin terjadi di bagian kloroplas yang disebut stroma

• Siklus Calvin memiliki 3 tahap– Fiksasi (pengikatan) karbon atau karboksilasi– Reduksi– Regenerasi akseptor CO2

1 Sebuah molekul CO2 difiksasi oleh RuBP– Dikatalisasi oleh enzim

RuBP carboxylase (Rubisco).

– (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis)

• Bentuk gula 6C pecah menjadi 2 senyawa 3-phosphoglycerate (APG/PGA) yang memiliki 3 atom

• Catatan dengan terbentuknya PGA yang beratom C3 inilah maka tanaman yang melakukan fotosintesis menhasilkan PGA pada fiksasi kemdian disebut tanaman C3

2 Tiap molekul 3-phosphoglycerate menerima tambahan grup fosfat membentuk 1,3-Bisphosphoglycerate (fosforilasi ATP)

• NADPH oksidasi dan elektron (H+) yang ditransfer ke 1,3-Bisphosphoglycerate memecah molekul dan mereduksi 1,3-Bisphosphoglycerate menjadi Glyceraldehyde 3-phosphate (G3P)

3 Tahap terakhir dari siklus ini adalah regenerasi RuBP

• 5 senyawa Glyceraldehyde 3-phosphate dikonversi menjadi RuBP melalui reaksi fosforilasi molekul oleh ATP

• Sisa satu molekulnya nanti akan membentuk gula

(C6H1206)

Definisi Tanaman C4

• Tanaman C4 adalah kelompok tumbuhan yang melakukan persiapan reaksi gelap fotosintesis melalui jalur 4 karbon / 4C (jalur hatch- slack) yang menghasilkan oksaloasetat (4C) sebelum memasuki siklus calvin

• CO2 di fiksasi oleh PEP (3C) dahulu, sebelum masuk ke siklus Calvin untuk meminimalkan fotorespirasi dan memaksimalkan hasil fotosintesis

• Contoh tanaman C4 adalah jagung dan tebu

1. CO2 masuk melalui pori2 daun ke sel mesofil

2. CO2 terfiksasi dg fosfoenolpyruvat (PEP(3C) menjadi oksaloasetat(4C)

3. Oksaloasetat direduksi oleh NADPH menjadi malat + NADP+

4. Malat masuk ke sel boundle- sheath

5. Di sel boundle- sheath, malat Terkarboksilasi menjadi CO2 + pyruvat

6. CO2 masuk ke siklus Calvin bereaksi dg ribulosa 1,5 bifosfat (RUBP)

7. Pyruvat (PEP) kembali ke sel mesofil untuk mengikat CO2

TANAMAN C3 TANAMAN C4Lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi

Adaptif di daerah panas dan kering

Enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk prosesfotorespirasi

CO2 diikat oleh PEP yangtidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2

Karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.

Tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)

Disebut tumbuhan C4 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 4

Fotosintesis terjadi di bagian kloroplas yaitu stroma

Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh

Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O2 oleh enzim Rubisco

Pengikatan CO2 di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh

SEKIAN

• Siklus Calvin• Siklus Calvin disebut juga Reaksi gelap yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi

terang dalam fotosintesis. Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.

• Tempat terjadinya Reaksi gelap• Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan

CO2, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.

• Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi.

• Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3, 3-fosfogliserat. Kebanyakan tumbuhan yang menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.

• Siklus Pada Tanaman C3, C4• Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2

dengan RuBP (RuBP merupakan Substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal assimilasi, 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.

• 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 meningkatnya CO2.