Pendidikan

Perbedaan Tanaman C3 dan C4

Perbedaan Tanaman C3 dan C4

Perbedaan utama – Tanaman C3 vs C4. Tanaman C3 dan C4 adalah dua jenis tanaman yang menggunakan siklus C3 dan C4 selama reaksi gelap fotosintesis. Sekitar 95% tanaman di bumi adalah tanaman C3. Tebu, sorgum, jagung, dan rumput adalah tanaman C4.

Daun tanaman C4 menunjukkan anatomi Kranz. Tanaman C4 mampu melakukan fotosintesis bahkan dalam konsentrasi rendah karbon dioksida maupun dalam kondisi panas dan kering. Oleh karena itu, efisiensi fotosintesis pada tanaman C4 lebih tinggi daripada efisiensinya pada tanaman C3. Perbedaan utama antara tanaman C3 dan C4 adalah bahwa fiksasi karbon dioksida tunggal diamati pada tanaman C3 dan fiksasi ganda karbon dioksida diamati pada tanaman C4.

Pengertian Tanaman C3

Tanaman C3 menggunakan siklus Calvin sebagai mekanisme mereka untuk reaksi gelap dalam fotosintesis. Senyawa stabil pertama yang diproduksi dalam siklus Calvin adalah 3-fosfogliserat. Karena 3-fosfogliserat adalah senyawa tiga karbon, siklus Calvin disebut siklus C3. Tanaman C3 secara langsung memperbaiki karbon dioksida oleh enzim, ribulose bifosfat karboksilase (rubisco). Fiksasi ini terjadi pada kloroplas sel mesofil. Siklus C3 terjadi dalam tiga langkah. Selama langkah pertama, karbon dioksida difiksasi ke dalam lima gula karbon, ribulosa 1,5-bifosfat, yang secara alternatif dihidrolisis menjadi 3-fosfogliserat. Beberapa 3-fosfogliserat direduksi menjadi heksosa fosfat seperti glukosa 6-fosfat, glukosa 1-fosfat dan fruktosa 6-fosfat selama langkah kedua. 3-fosfogliserat yang tersisa didaur ulang, membentuk ribulosa 1,5-fosfat.

Kisaran suhu optimal tanaman C3 adalah 65-75 derajat Fahrenheit. Ketika suhu tanah mencapai 40-45 derajat Fahrenheit, tanaman C3 mulai tumbuh. Oleh karena itu, tanaman C3 disebut tanaman musim dingin. Efisiensi fotosintesis menjadi rendah dengan meningkatnya suhu. Selama musim semi dan gugur, tanaman C3 menjadi produktif karena kelembaban tanah yang tinggi, fotoperiode yang lebih pendek, dan suhu dingin. Selama musim panas, tanaman C3 kurang produktif karena suhu tinggi dan lebih sedikit kelembaban tanah. Tanaman C3 dapat berupa tanaman tahunan seperti gandum, gandum, dan gandum hitam atau tanaman tahunan seperti fescues dan kebun buah.

Pengertian Tanaman C4

Pabrik C4 menggunakan siklus Hatch-Stack sebagai mekanisme reaksinya dalam reaksi gelap fotosintesis. Senyawa stabil pertama yang diproduksi dalam siklus Hatch-Stack adalah oksaloasetat. Karena oksaloasetat adalah senyawa empat karbon, siklus Hatch-Stack disebut siklus C4. Tanaman C4 memperbaiki karbon dioksida dua kali, dalam sel mesofil dan kemudian dalam sel sel bundel, oleh enzim, fosfoenol piruvat karboksilase dan ribulosa bifosfat karboksilase (rubisco) masing-masing. Fosfoenol piruvat dalam sel mesofil terkondensasi dengan karbon dioksida, membentuk oksaloasetat. Oksaloasetat ini menjadi malat untuk dipindahkan ke dalam sel bundel selubung. Di dalam sel bundel selubung, malat didekarbilasi, membuat karbon dioksida tersedia untuk siklus Calvin dalam sel-sel ini. Kemudian karbon dioksida ditetapkan untuk kedua kalinya di dalam sel selubung bundel.

Suhu optimal tanaman C4 adalah 90-95 derajat Fahrenheit. Tanaman C4 mulai tumbuh pada 60-65 derajat Fahrenheit. Oleh karena itu, tanaman C4 disebut tanaman tropis atau musim panas. Tanaman C4 lebih efisien dalam mengumpulkan karbon dioksida dan air dari tanah. Pori-pori stomata yang bertukar gas dijaga agar tetap tertutup hampir sepanjang hari untuk mengurangi hilangnya kelembaban yang berlebihan dalam kondisi kering dan panas. Tanaman C4 tahunan adalah jagung, pearlmillet, dan sudangrass. Tanaman C4 abadi adalah bermudagrass, rumput India dan switchgrass. Daun tanaman C4 menunjukkan anatomi Kranz. Fotosintesis bundel selubung menutupi jaringan pembuluh darah daun. Sel-sel bundel ini dikelilingi oleh sel-sel mesofil.

Perbedaan Antara Tanaman C3 dan C4

Nama Alternatif

  • Tanaman C3: Tanaman C3 disebut tanaman musim dingin.
  • Tanaman C4: Tanaman C4 disebut tanaman musim panas.

Anatomi Kranz

  • Tanaman C3: Daun tanaman C3 tidak memiliki anatomi Kranz.
  • Tanaman C4: Daun tanaman C4 memiliki anatomi Kranz.

Sel

  • Tanaman C3: Pada tanaman C3, reaksi gelap dilakukan oleh sel mesofil. Bundel sel sel kekurangan kloroplas.
  • Tanaman C4: Pada tanaman C4, reaksi gelap dilakukan oleh sel mesofil dan sel bundel selubung.

Kloroplas

  • Tanaman C3: Kloroplas tanaman C3 bersifat monomorfik. Tanaman C3 hanya mengandung kloroplas granular.
  • Tanaman C4: Kloroplas tanaman C4 bersifat dimorfik. Tanaman C4 mengandung kloroplas granular dan agranular.

Retikulum Periferal

  • Tanaman C3: Kloroplas tanaman C3 tidak memiliki retikulum perifer.
  • Tanaman C4: Kloroplas tanaman C4 mengandung retikulum perifer.

Fotosistem II

  • Tanaman C3: Kloroplas tanaman C3 terdiri dari PS II.
  • Tanaman C4: Kloroplas tanaman C4 tidak terdiri dari PS II.

Stomata

  • Tanaman C3: Fotosintesis dihambat ketika stomata ditutup.
  • Tanaman C4: Fotosintesis terjadi bahkan ketika stomata ditutup.

Fiksasi Karbon Dioksida

  • Tanaman C3: Fiksasi karbon dioksida tunggal terjadi pada tanaman C3.
  • Tanaman C4: Fiksasi karbon dioksida ganda terjadi pada tanaman C4.

Efisiensi dalam Fiksasi Karbon Dioksida

  • Tanaman C3: Fiksasi karbon dioksida kurang efisien dan lambat di tanaman C3.
  • Tanaman C4: Fiksasi karbon dioksida lebih efisien dan cepat di tanaman C4.

Efisiensi Fotosintesis

  • Tanaman C3: Fotosintesis kurang efisien pada tanaman C3.
  • Tanaman C4: Fotosintesis efisien pada tanaman C4.

Fotorespirasi

  • Tanaman C3: Fotorespirasi terjadi pada tanaman C3 ketika konsentrasi karbon dioksida rendah.
  • Tanaman C4: Tidak ada fotorespirasi yang diamati pada konsentrasi karbon dioksida rendah.

Suhu optimal

  • Tanaman C3: Kisaran suhu optimal tanaman C3 adalah 65-75 derajat Fahrenheit.
  • Tanaman C4: Kisaran suhu optimal tanaman C4 adalah 90-95 derajat Fahrenheit.

Enzim Karboksilase

  • Tanaman C3: Enzim karboksilase adalah rubisco pada tanaman C3.
  • Tanaman C4: Enzim karboksilase adalah PEP karboksilase dan rubisco pada tanaman C4.

Senyawa Stabil Pertama dalam Reaksi Gelap

  • Tanaman C3: Senyawa stabil pertama yang diproduksi dalam siklus C3 adalah senyawa tiga karbon yang disebut asam 3-fosfogliserat.
  • Tanaman C4: Senyawa stabil pertama yang diproduksi dalam siklus C4 adalah senyawa empat karbon yang disebut asam oksaloasetat.

Kandungan protein tanaman

  • Tanaman C3: Tanaman C3 mengandung kandungan protein tinggi.
  • Tanaman C4: Tanaman C4 mengandung kandungan protein rendah dibandingkan dengan tanaman C3.

Kesimpulan

Tanaman C3 dan C4 menggunakan reaksi metabolisme yang berbeda selama reaksi gelap fotosintesis. Pabrik C3 menggunakan siklus Calvin sedangkan pabrik C4 menggunakan siklus Hatch-Slack. Pada tanaman C3, reaksi gelap terjadi pada sel mesofil melalui fiksasi karbon dioksida langsung menjadi ribulosa 1,5-bifosfat. Pada tanaman C4, karbon dioksida difiksasi menjadi fosfoenol piruvat, membentuk malat untuk dipindahkan ke dalam sel bundel selubung tempat siklus Calvin terjadi. Oleh karena itu, karbon dioksida diperbaiki dua kali di pabrik C4. Untuk menyesuaikan dengan mekanisme C4, daun tanaman C4 menunjukkan anatomi Kranz.

Efisiensi fotosintesis tinggi pada tanaman C4 bila dibandingkan dengan tanaman C3. Tanaman C4 mampu melakukan fotosintesis bahkan setelah stomata ditutup. Oleh karena itu, perbedaan utama antara tanaman C3 dan C4 adalah reaksi metaboliknya, yang beroperasi selama reaksi gelap fotosintesis.