fotosintesis c3 c4 cam

Fisiologi Tumbuhan

FOTOSINTESIS

www.themegallery.com

Fotosintesis

Suatu proses pada tumbuhan hijau untuk menyusun senyawa organik dari CO2 dan H2O. Proses ini hanya akan terjadi jika ada cahaya matahari dan melalui perantara klorofil


Faktor Internal dan Eksternal yang Mempengaruhi Laju Fotosintesis

Faktor Internal

1. Ketahanan terhadap difusi gas bebas

2. Penimbunan hasil fotosintesis

Faktor Eksternal

1. Konsentrasi CO2

2. Persediaan air

3. Intensitas cahaya

4. suhu


FOTOSINTESIS TANAMAN C-3, C-4, DAN CAM


Tanaman C-3 (Siklus Calvin)

Spesies tumbuhan yang menghasilkan asam berkarbon 3 sebagai hasil pertama fiksasi CO2.

Enzim yang berperan adalah RuBP Karboksilase

Berlangsung di stroma kloroplas

Contoh : padi, Pteridophyta, dan ganggang


Ribulosa bisfosfat(RuBP)

3-Fosfogliserat

Intermediatberumur-pendek

Fase 1: Fiksasi karbon

(Masuk satu per satu)

Rubisko

Masukan

CO2

P

3 6

3

3

P

PPP

ATP6

6 ADP

P P6

1,3-Bisfosfogliserat

6

P

P6

66 NADP+

NADPH

i

Fase 2:Reduksi

Gliseraldehida-3-fosfat(G3P)

1 PKeluaran G3P

(sejenis gula)

Glukosa dan senyawa organik lain

SiklusCalvin

3

3 ADP

ATP

5 P

Fase 3:Regenerasi penerima CO2

(RuBP)

G3P

Peraga 10.18.3 Siklus Calvin

www.themegallery.com• Dehidrasi menjadi masalah bagi tumbuhan, kadang membutuhkan barter dengan proses metabolik lainnya, terutama fotosintesis

• Pada hari yang panas dan kering, tumbuhan menutup stomatanya, yang mempertahankan H2O dan juga membatasi fotosintesis

• Penutupan stomata mengurangi akses ke CO2 dan menyebabkan O2 meningkat

• Kondisi ini mengarah pada proses yang tampaknya sia-sia,yang disebut fotorespirasi

Fotorespirasi


• Pada sebagian besar tumbuhan (tumbuhan C3), fiksasi awal CO2 melalui rubisko membentuk senyawa berkarbon-tiga

• Pada fotorespirasi, rubisko menambahkan O2 ke siklus Calvin, bukan CO2

• Fotorespirasi mengonsumsi O2 dan bahan-bakar organik dan melepaskan CO2 tanpa menghasilkan ATP atau gula

www.themegallery.com• Fotorespirasi mungkin merupakan relik evolusi karena rubisko pertama kali berevolusi pada saat ketika atmosfer memiliki lebih sedikit O2 dan lebih banyak CO2

• Fotorespirasi membatasi produk-produk reaksi terang yang merusak dan menumpuk tanpa adanya siklus Calvin

• Pada banyak jenis tumbuhan, fotorespirasi merupakan masalah karena di hari yang panas dan kering, fotorespirasi dapat menghabiskan hingga 50% karbon yang difiksasi oleh siklus Calvin


Tumbuhan C4• Spesies tumbuhan yang menghasilkan

asam berkarbon 4 (oksaloasetat) sebagai hasil pertama fiksasi CO2.

• Tempat terjadinya fotosintesis terjadi di dua tempat yaitu sel mesofil (siklus C3) dan sel seludang pembuluh (siklus C4).

• Tumbuhannya seperti sorgum, amarantus, jagung.

• Langkah ini membutuhkan enzim PEP karboksilase (PEP carboxylase)

• Tumbuhan C4 → kemampuan melaksanakan fotosintesis lebih tinggi dan lebih tahan terhadap kekeringan.


Terdapat 2 jenis sel fotosintetik.

1. Sel Mesofil membentuk asam malat dan APG

2. Sel seludang berkas pembuluh membentuk Pati atau sukrosa


Fiksasi CO2 Jalur HATCH-SLACK (C4)

Epidermis daun

Epidermis daun

CO2 Stomata

CO2 H2O+ H2CO3

Asam Posfoenol Piruvat

Asam Oksaloasetat

Asam Aspartat

Asam MalatAsam Piruvat

NADPH2

NADP+

AMP + PP

ATP

Sel Mesofil

Asam MalatAsam Piruvat Asam AspartatNADPH2NADP+

CO2

Daur Calvin

AMILUM

Sel Parenkim Seludang Ikatan Pembuluh


Peraga 10.19 Anatomi daun C4 dan jalur C4

Anatomi daun C4

Sel mesofilSel-sel fotosintetikdaun tumbuhan C4

Sel seludangberkas-pembuluh

Urat daun(jaringan pembuluh)

Stoma

Jalur C4

Sel mesofilCO2PEP karboksilase

Oksaloasetat (4C)

Malat (4C)

PEP (3C)ADP

ATP

Piruvat (3C)

CO2


SiklusCalvin

Gula

Jaringanpembuluh


Stoma

Anatomi daun C4

Sel-selfotosintetikdaun tumbuhan C4

Urat daun(jaringan pembuluh)


Sel mesofil

Peraga 10.19a. Anatomi daun C4 dan jalur C4


Gula

CO2


ATP

ADP

Oksaloasetat (4C) PEP (3C)

PEP karboksilase

Malat (4C)

Sel mesofil

CO2

SiklusCalvin

Piruvat (3C)

Jaringanpembuluh

Jalur C4

Peraga 10.19b Anatomi daun C4 dan jalur C4


Keunggulan Jalur C-4

• Laju fotosintesis lebih cepat daripada tumbuhan C-3 jika kedua tumbuhan terebut didedahkan ke cahaya.

• Pada suhu 25-35 derajat celcius tumbuhan C-4 dua kali lebih cepat dari C-3


Tanaman CAM(Crassulation Acid Metabolism Plants)

• Nama sukulen berasal dari bahasa Latin, succos, yang berarti juice. • Sanggup menyimpan makanan atau air di dalam tubuhnya sebagai

cadangan.• Tanaman yang berdaun atau berbatang tebal bertranspirasi rendah• Dalam kondisi kering, stomata pada malam hari akan terbuka untuk

mengabsorbsi CO2 dan menutup pada siang hari untuk mengurangi transpirasi


Tidak mempunyai lapisan sel palisade yang telah berkembang sempurna.

Sebagian besar sel fotosintesis daun atau batang adalah mesofil bunga karang (spongy).

Sel-selnya mempunyai vakuola yang cukup besar dibandingkan dengan lapisan tipis sitoplasma.

Terdapat sel bundle sheath tetapi sel tersebut tidak banyak berbeda dengan sel mesofil.

Terdapat sel seludang berkas tapi tidak jelas.


Membuka stomata pada malam hari menggabungkan CO2 ke dalam asam organik

Selama siang hari stomatanya tertutup dan CO2 akan dilepaskan dari asam organik untuk digunakan dalam siklus calvin

Pada malam hari terjadi lintasan C4 dan siang hari terjadi siklus C3.

Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang tumbuh di daerah kering


Contoh Tanaman CAM

Crassulaceae CactaceaeBromeliaceaeLiliaceaeAgaveceaeAnanas comosusOncidium

lanceanum


Fiksasi CO2 Jalur CAM (Crassulacean Acid Metabolism)

Epidermis daun

Sel Mesofil

CO2

Epidermis daun

Malam Hari Stomata Terbuka

CO2 H2O+ H2CO3

Asam Posfoenol Piruvat

Asam Oksaloasetat

Glukosa

H3PO4

Glikolisis

NAD+

NADH2

Asam Malat

Disimpan Dalam Vakuola


Fiksasi CO2 Jalur CAM (Crassulacean Acid Metabolism)

Sel Mesofil

Epidermis daun

Siang Hari Stomata Tertutup

Asam MalatAs.Malat Dalam Vakuola

Asam Oksaloasetat

NADP+ NADPH2

CO2

PEP

ATP

ADP

Daur Kalvin

AMILUMAsam Piruvat

CO2

NADP+

NADPH2

Epidermis daun


Peraga 10.20 Pembandingan fotosintesis C4 dan CAM

CO2

Tebu

Sel mesofil

CO2

C4


Asam organikmelepaskan CO2

ke siklus Calvin

CO2 digabungkanke dalam asamorganik berkarbon-empat (fiksasi karbon)

Nanas

Malam

Siang

CAM

GulaGula

SiklusCalvin

SiklusCalvin

Asam organik Asam organik

(a) Pemisahan langkah-langkah secara spasial (b) Pemisahan langkah-langkah secara temporal

CO2 CO2

1

2

fotosintesis c3 c4 cam

Documents