laporan praktikum c3, c4 dan cam

21
LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TANAMAN Tanaman C3, C4, dan CAMMUHAMMAD GURUH ARIF ZULFAHMI 105040201111091 Jum’at 09.00 Assisten: Kak Cecilia PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2010

Upload: fahmiganteng

Post on 21-Jan-2015

5.341 views

Category:

Documents


33 download

DESCRIPTION

 

TRANSCRIPT

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIOLOGI TANAMAN

“Tanaman C3, C4, dan CAM”MUHAMMAD GURUH ARIF ZULFAHMI

105040201111091

Jum’at 09.00

Assisten:

Kak Cecilia

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

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. Namun, tanaman C3 lebih

adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer yang tinggi. Tanaman C3 dan C4 dibedakan

oleh cara mereka mengikatv CO2 dai atmosfer dan produk awal yang dihasilkan dari proses

asimilasi. Dengan mempelajari perbedaan tanaman C3, C4 dan CAM diharapkan agar yang

nantinya digunakan sebagai dasar dalam mempelajari fisiologi pada tanaman dan proses

budidaya pertanian secara langsung.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui definisi dan peran tanaman C3, C4 dan CAM.

2. Mempelajari dan mengetahui perbedaan karakteristik tanaman C3dan C4.

3. Mengetahui karakteristik tanaman CAM.

4. Mempelajari dan mengetahui siklus pada tanaman C3 dan C4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Tanaman C3

1. Tumbuhan C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan senyawa Phospo

Gliceric Acid yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO2 oleh Ribosa Di

Phospat.

(Anonymous, 2010)

2. 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)

3. C3 is a plant that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acid as the first

stage of photosynthesis

Translate : “C3 adalah tanaman yang memproduksi 3 ikatan karbon yang terdiri dari

asam phosphoglyceris sebagai langkah pertama dalam fotosintesis”

(Anonymous, 2010)

2.2Definisi Tanaman C4

1. Tumbuhan C4 dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus Calvin

yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO2 dan yang

memfiksasi CO2 menjadi APG di sebut spesies C3, sebagian spesies C4 adalah

monokotil (tebu, jagung, dll).

(Anonymous, 2010)2. Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk

utama penambahan CO2.

(Salisburry, 1998)

3. C4 is a plant that produces the 4-carbon compound phosphoglyceric acid as the first

stage of photosynthesis

Translate : “C4 adalah tanaman yang memproduksi 4 ikatan karbon yang terdiri dari

asam phosphoglyceris sebagai langkah pertama dalam fotosintesis”

(Anonymous, 2010)

2.3Definisi Tanaman CAM

1. 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)

2. Tanaman yang Menutup stomata pada siang hari untuk membantu tumbuhan CAM

menghemat air dan mencegah CO2 memasuki daunnya.

(Anonymous, 2010)

3. CAM plants utilize an elaborate carbon fixation pathway in a way that the stomata are

open at night to permit entry of CO2 to be fixed and stored as a four-carbon acid.

Translate : “Tanaman CAM memanfaatkan penguraian ikatan karbon melalui celah

kecil pada pintu stomata yang membuka pada malam hari untuk memasukkan CO2

yang diikat dan disimpan sebagai 4 asam karbon.

(Anonymous, 2010)

2.4 Perbedaan Tanaman C3 dan C4

No Pembeda Tanaman C3 Tanaman C41 Enzim pada fiksasi CO2 RuBP karboksilase PEP karboksilase2 Jalur utama fiksasi CO2 C3 C3 + C4

3 Hasil pertama fiksasi CO2 PGA Oksaloasetat4 O2 sebagai penghambat fotosintesis ya Tidak5 Fotorespirasi Tinggi Rendah6 Molekul penerima CO2 RuBP PEP7 Fotosintesis maksimum 10 – 40 ppm 30 – 90 ppm8 Suhu opt. Fotosintesa 15 – 30 oC 30 – 45 oC9 Kebutuhan cahaya untuk fotosintesis 10 –40 % chy.

Mthr. PnhCahaya matahari penuh

10 Reaksi stomata thd CO2 Kurang peka Lebih peka (Prasetyo, 2008)

2.5Karakteristik Tanaman CAM

Tanaman CAM (Crassulation Acid Metabolism Plants) hanya terjadi pada tanaman

succulent yaitu tanaman yang berdaun atau berbatang tebal yang bertranspirasi rendah.

Dalam kondisi kering, stomata 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)

Berbeda dengan gerakan stomata yang lazim, stomata tumbuhan CAM membuka pada

malam hari tetapi menutup pada siang hari. Pada malam hari jika kondisi udara kurang

menguntungkan untuk transpirasi, stomata tumbuhan CAM membuka, karbondioksida

berdifusi ke dalam daun dan diikat oleh system PEP karboksilase untuk membentuk OAA

dan malat. Malat lalu dipindahkan dari sitoplasma ke vakuola tengah sel-sel mesofil dan

di sana asam ini terkumpul dalam jumlah besar. Sepanjang siang hari stomata mentup,

karena itu berkuranglah kehilangan airnya, dan malat serta asam organic lain yang

terkumpul didekarboksilasi agar ada persediaan karbon dioksida yang langsung akan

diikat oleh sel melalui daur Calvin.

(Anonymous, 2010)

2.6Siklus pada Tanaman C3 dan C4

Siklus tanaman C3

Fase I : Fiksasi Carbon.

Siklus Calvin memasukkan setiap molekul CO2 dengan menautkannya pada

gula berkarbon 5 yang dinamai Ribose bifosfat (RuBP). Enzim yang

mengkatalisis langkah ini adalah RUBISCO. Produknya adalah intermediet

berkarbon 6 yang demikian tidak stabil hingga terurai separuhnya unutuk

membentuk 2 molekul 3-fosfogliserat.

Fase II : Reduksi

Setiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru. Suatu enzim

mentransfer gugus fosfat dari ATP membentuk 1,3-bifosfogliserat menjadi

G3P. G3P ini berbentuk gula berkarbon 3. Hasilnya terdapat 18 karbon

karbohidrat, 1 molekulnya keluar dan digunakan oleh tumbuhan dan 5 yang

lain didaurulang untuk meregenerasi 3 molekul RuBP.

Fase III : Regenerasi RuBP

Dalam suatu rangkaian reaksi rumit, rangkaian karbon yang terdiri atas 5

molekul G3P disusun ulang oleh langkah terakhir siklus Calvin menjadi 3

molekul RuBP. Untuk menyelesaikan ini, siklus ini menghabiskan 3 molekul

ATP , RuBP ini siap menerima CO2 kembali.

Siklus tanaman C4

ATP pada jalur ini dihasilkan dalam fosforilasi digunakan untuk mengubah

piruvat menjadi PEP. PEP yang digunakan merupakan molekul atom C, dikarboksilasi

menjadi 3 asam beratom C-4 ( oksaloasetat,malal dan aspartat ). Asam-asam tersebut

ditranslokasikan ke sel-sel seludang ikatan pembuluh untuk menjadi piruvat. Pada

pengubahan menjadi piruvat, sebuah karbon dilepaskan dengan menumbuhkan RuBP

atau menumbuhkan satu molekul 2 karbon menjadi 3 PGA oleh RuBP karboksilase

setelah terbentuk 3-PGA, daur calvin berlangsung. Spesies ini disebut spesies C4

karena hasil pertama fotosintesis dalam mesofil berupa molekul dengan atom 4 atom

C. Jalur ini mengikat CO dengan menggunakan enzim fosfoenol piruvat (PEP)

karboksilase.

(Gardner, 1991)

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan bahan

Alat :

- Mikroskop : untuk mengamati preparat jadi

- Preparat : untuk meletakkan objek pengamatan

- Penutup preparat : untuk menutup preparat

- Pensil : untuk menggambar

- Kamera : untuk memotret hasil amatan

- Silet : untuk memotong daun

Bahan :

- Daun kacang panjang : sebagai tanaman C3 (sebagai objek pengamatan)

- Daun jagung : sebagai tanaman C4 (sebagai objekpengamatan)

- Air : membasahi preparat

3.2 Diagram alir

Jaringan tanaman

- Tanaman C3

- Tanaman C4

Preparat jadi

Amati dengan mikroskop

Digambar

Hasil

3.3 Analisa perlakuan

Perlakuan pertama kali adalah menyiapkan alat yang akan dilakukan untuk melakukan

pengamatan, setelah itu potong bahan yang sudah dibawa yaitu tanaman kacang dan

tanaman jagung secara tipis agar dapat dilihat dalam mikroskop. Taruh pada kaca preparat

dan amati di bawah mikroskop. Gambar hasil pengamatan dan bandingkan perbedaannya.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Gambar Literatur Tanaman C3 dan C4

Gambar tanaman C4

Gambar tanaman C3

4.2 Gambar Hasil Pengamatan Mikroskop (Hasil Foto dan Gambar)

1. Gambar Foto

Daun Kacang Panjang

Daun Jagung

2. Gambar Tangan

Kacang Panjang

Jagung

4.3 Pembahasan Perbedaan Anatomi Daun C3, C4, dan CAM

1. Anatomi C3

Akar

Sel-sel epidermis akar berdinding tipis dan biasanya tidak berkutikula. korteks

akar terdiri atas sel-sel parenkim. Pada tanaman dikotil parenkimnya berbentuk

kotak. Tidak mempunyai empulur karena xylem berkembang hingga ke tengah

pusat lingkaran.

Batang

Bagian batang sebelah luar dibatasi oleh epidermis yang selain berisi sel epidermis

yang khas juga sel penjaga, idioblas, dan berbagai tipe trikom. korteks terdiri dari

berbagai tipe sel daerah terluar dari korteks. tipe berkas pengangkut kolateral

terbuka yaitu diantara xylem danphloem terdapat kambium. tipe stelenya eustele.

Daun

Sel epidermis atas dan bawah, jaringan tiang (1 lapis ), rambut penutup bersel satu

dengan sistolit, stomata tipe diasitik. selain itu juga terdapat sisik kelenjar tipe

labiatae dan tetes-tetes minyak. tipe daun dorsi ventral, berkaspengangkut tipe

kolateral.

2. Anatomi C4 Akar

Struktur umum dari bagian luar ke dalam: epidermis (pada akar muda,jika tua

digantikan oleh peridermis beruba jaringan gabus),kadang dijumpai hypodermis

sebagai derivate epidermis,parenkim korteks,selapis sel endodermis, stele dan

berkas pembuluh. Floem dan xylem pada monokotil terletak tersebar dan floem

berada lingkaran luar dari lingkaran xylem dan perkembangan pertumbuhannya

tidak berkembang hingga ke tengah-tengah lingkaran pusat akar sehingga pada

lingkaran pusat dijumpai parenkim empulur..

Batang

Secara umum batang tersusun atas epidermis yang berkutikula dan kadang

terdapat stomata,system jaringan dasar berupa korteks dan empulur,dan jaringan

pengangkut (xylem dan floem).Untuk jaringan pengangkut tersusun dalam berkas-

berkas dan tersebar di seluruh permukaan batang.Di antara berkas-berkas

pengangkut tersebut dikelilingi oleh jaringan parenkim. Daerah parenkim kortek

banyak ditemukan variasi sel parenkim baik sebagai parenkim penimbun, sel batu

ataupun parenkim kelenjar. Sel dan kelenjar minyak, sel dan ruang lendir, benda-

benda ergastik banyak ditemukan di daerah kortek ini. Sel sklerenkim (serabut)

dan sel sklereida (sel batu) .

Daun

Secara garis besar daun selalu terdiri dari  jaringan epidermis(1), daging daun

(mesofil(2)) dan berkas pengangkut(3). Epidermis daun memiliki banyak variasi

bentuk dan derivatnya. Pada kenampakan melintang, sel epidermis daun yang

terletak paling luar dilapisi oleh selapis kutikula. Mesofil daun yang terdiri  dari 

sel-sel parenkim, pada tumbuhan monokotil tidak dijumpai adanya differensiasi

spons parenkim dan parenkim palisade seperti halnya pada daun tumbuhan

dikotil. Pada parenkim mesofil banyak ditemukan variasi sel parenkim seperti

misalnya: sel minyak dan sel lendir, demikian pula banyak ditemukan ergastik sel.

Pada kebanyakan ibu tulang daun, berkas pengangkut masih mengikuti tipe berkas

pengangkut batangnya.Xilem dan floem terdapat pada tulang daun.

3. Anatomi CAM

Berdasarkan habitus tanaman, terutama bentuk daun dan buah dikenal 4 jenis golongan nanas, yaitu :

1. Cayene (daun halus, tidak berduri, buah besar),

2. Queen (daun pendek berduri tajam, buah lonjong mirip kerucut),

3. Spanyol/Spanish (daun panjang kecil, berduri halus sampai kasar, buah bulat

dengan mata datar)

4. Abacaxi (daun panjang berduri kasar, buah silindris atau seperti piramida).

Ada dua tipe idioblas yang mengandung kristal rafida

1. Berukuran kecil dan rafida tersusun teratur, dan sejajar dengan sumbu sel.

Banyak terdapat pada kulit buah.

2. Lebih besar dan kristal rafida tidak tersusun rapi. Terdapat pada daging buah

sedikit yang ada pada kulit buah.

4.4 Analisa Hasil

Dari hasil pengamatan, perbedaan anatomi pada masing-masing jenis tanaman.

tanaman C3 dan C4 sangatlah berbeda, hal ini disesuaikan dengan fungsi tanaman yang

proses fotosintesis dan proses hidupnya yang berbeda, tanaman C3 anatominya hampir

sama dengan tanaman monokotil, sedangkan tanaman C4 adalah tanaman dikotil.

Perbedaan lain adalah tanaman CAM anatominya hampir sama dengan C4. Tanaman C3

klorofilnya dalam jumlah yang sedikit, dan tidak memiliki ikatan seludang pembuluh

serta klorofil pada ikatan inti tidak berkembang. Tanaman C4 yang digunakan untuk

pengamatan adalah daun tanaman jagung. Pada pengamatan terlihat bahwa tanaman C4

memiliki jumlah klorofil lebih banyak, karena klorofil tidak hanya terdapat pada mesofil.

BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Tanaman C3 adalah tanaman yang mula-mula merubah CO2 menjadi 3 karbon.

Tanaman C4 adalah tanaman yang jalur fiksasi CO2-nya dan pengikat CO2-nya adalah

PEP.

Tanaman CAM adalah tanaman yang yang bisa berubah jadi C3 saat pagi hari dan

berubah C4 pada siang dan malam hari.

Proses pengikatan CO2 oleh tanaman C3 terdiri dari :

Fase karboksilase

Fase reduksi

Fase regenerasi

Fase sintesis produk

Proses pengikatan CO2 oleh tanaman C4 terdiri dari :

Asimilasi CO2

Transportasi asam C4

Dekarboksilase

Transportasi asam C4

Perbedaan tanaman C3 dan C4 adalah :

No Pembeda Tanaman C3 Tanaman C41 Enzim pada fiksasi CO2 RuBP karboksilase PEP karboksilase2 Jalur utama fiksasi CO2 C3 C3 + C4

3 Hasil pertama fiksasi CO2 PGA Oksaloasetat4 O2 sebagai penghambat fotosintesis ya Tidak5 Fotorespirasi Tinggi Rendah6 Molekul penerima CO2 RuBP PEP7 Fotosintesis maksimum 10 – 40 ppm 30 – 90 ppm8 Suhu opt. Fotosintesa 15 – 30 oC 30 – 45 oC9 Kebutuhan cahaya untuk fotosintesis 10 –40 % chy.

Mthr. PnhCahaya matahari penuh

10 Reaksi stomata thd CO2 Kurang peka Lebih peka

Berdasarkan hasil pengamatan dapat dilihat bahwa perbedaan tanaman C3 yaitu

kacang panjang memiliki kerapatan sel yang rendah sehingga klorofilnya juga terdapat

dalam jumlah yang sedikit, dan tidak memiliki ikatan seludang pembuluh serta klorofil

pada ikatan inti tidak berkembang, sedangkan tanaman C4 yaitu jagung memiliki

kerapatan sel tinggi sehingga jumlah klorofil lebih banyak, karena klorofil tidak hanya

terdapat pada mesofil dan pada seludang pembuluh juga.

5.2 Saran

Tolong assistensi dan reviewnya ditambah agar pendalaman materi lebih optimal.

Penjelasan sudah bagus, tolong dipertahankan.

Sampai jumpa di praktikum lain berikutnya.

Daftar Pustaka

Anonymous.2010.www.google.com/tanaman C3,C4 dan CAM.diakses tanggal 25 November

2010.

Anonymous.2010. fotosintetis@http://thetom022.files.wordpress.com . diakses tanggal 25

November 2010.

Anonymous.2010. www.wikipedia.com/fotosintesis.diakses pada tanggal 25 November

2010.

Anonymous,2010.http://biology-online.org/dictionary/C4-plant. diakses tanggal 25 November 2010.

Anonymous,2010. http://www.biology-online.org/dictionary/CAM-plant. diakses tanggal 25 November 2010.

Anonymous,2010. http://www.answers.com/topic/C3-plant. diakses tanggal 25 November 2010.

Gardner, Franklin. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. UI Press. Jakarta

Prasetyo.2008.Tanaman Budidaya dan Macamnya.UGM Press.Yogyakarta

Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis 6th Edition. Cambridge University Press. London

Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram. Lombok.