Fotosintesis Tanaman C3 C4 CAM:blog info

Fotosintesis Tanaman C3 C4 CAM - Jalur fiksasi CO₂ yang telah kita pelajari di depan merupakan jalur fiksasi CO₂ pada tanaman C3, misalnya pada tanaman kedelai. Pada tanaman C3 siklus Calvin terjadi di sel-sel mesofil. Bagaimana dengan tanaman C4 dan CAM? Apakah siklus Calvin juga terjadi dalam sel-sel mesofil? Apa perbedaan ketiga jenis tanaman tersebut dalam fiksasi CO₂? Pada tanaman C4, CO₂ yang diikat sel-sel mesofil akan diubah terlebih dulu menjadi oksaloasetat (senyawa 4C), setelah bereaksi dengan PEP (fosfoenolpiruvat). Penggabungan ini dikatalisir oleh PEP karboksilase. Selanjutnya dengan bantuan NADPH2, oksaloasetat diubah menjadi malat (senyawa 4C). Senyawa ini kemudian memasuki sarung berkas pembuluh. Malat, dalam sel-sel sarung berkas pembuluh, mengalami dekarboksilasi menjadi piruvat dan CO₂. Selanjutnya, CO₂ memasuki jalur siklus Calvin.

Perhatikan skema reaksi penangkapan CO₂ pada tanaman C4 berikut.

1) Di daerah mesofil :

reaksi penangkapan CO2 tanaman C4 mesofil

Gambar 1. Reaksi penangkapan CO₂ tanaman C4 di daerah mesofil

2) Di sarung berkas pengangkut :

Reaksi penangkapan CO2 tanaman C4 di sarung berkas pengangkut

Gambar 2. Reaksi penangkapan CO₂ tanaman C4 di daerah mesofil

Jalur C4 lebih efisien daripada tanaman C3 dalam hal fiksasi CO₂. Mengapa demikian? Sistem fiksasi CO₂ pada tanaman C4 bekerja pada konsentrasi CO₂ jauh lebih rendah (sebesar 1–2 ppm) daripada pada sistem C3 (> 50 ppm). Dengan demikian, pada hari yang amat panas, tanaman C4 menutup stomatanya untuk mengurangi kehilangan air, tetapi tetap dapat memperoleh CO₂ untuk keperluan fotosintesisnya. Alasan inilah yang menyebabkan tanaman C4 mampu beradaptasi pada habitat dengan suhu tinggi, kelembapanm rendah, dan sinar matahari terik pada siang hari. Beberapa tanaman yang hidup di daerah kering dan panas, misalnya kaktus, lili, dan anggrek memiliki cara khusus dalam penambatan CO₂ untuk proses fotosintesis. Pada umumnya tanaman mengikat (memfiksasi) CO₂ pada siang hari, tetapi pada tanaman yang hidup di daerah kering pengikatan CO₂ terjadi pada malam hari sehingga tanamantanaman tersebut memiliki tipe khusus yang dinamakan crassulacean acid metabolism (CAM). Crassulaceae merupakan suatu familia dalam taksonomi tubuh. Tanaman ini memiliki batang yang mengandung air atau sukulen.

Seperti halnya tanaman C4, tanaman yang termasuk dalam familia Crassulaceae menambat CO₂ dengan bantuan enzim PEP karboksilase dan mengubahnya menjadi oksaloasetat, tetapi dalam waktu berlainan. Pada tanaman familia Crassulaceae penambatan CO₂ terjadi pada malam hari ketika stomatanya membuka. Oksaloasetat yang diubah menjadi malat akan disimpan dalam vakuola. Ketika stomata menutup pada siang hari, malat mengalami reaksi dekarboksilasi dan menghasilkan piruvat dan CO₂. Selanjutnya, CO₂ memasuki siklus Calvin untuk membentuk PGAL (G3P). Perhatikan skema fiksasi CO₂ pada tanaman CAM berikut.

1) Pada malam hari :