Perbedaan utama antara tanaman C3 dan C4 adalah bahwa tanaman C3 membentuk senyawa tiga karbon sebagai produk stabil pertama dari reaksi gelap sedangkan tanaman C4 membentuk senyawa empat karbon sebagai produk stabil pertama dari reaksi gelap. reaksi gelap.
Fotosintesis adalah proses yang digerakkan oleh cahaya yang mengubah karbon dioksida dan air menjadi gula yang kaya energi pada tanaman, alga, dan cyanobacteria. Selama reaksi terang fotosintesis, fotolisis molekul air terjadi. Sebagai hasil dari fotolisis air, oksigen dibebaskan sebagai produk sampingan. Setelah reaksi terang, reaksi gelap dimulai dan mensintesis karbohidrat dengan memperbaiki karbon dioksida. Namun, oksigen yang dihasilkan dari reaksi terang dapat berikatan dengan enzim utama reaksi gelap yaitu RuBP oxygenase-carboxylase (Rubisco) dan melakukan fotorespirasi. Fotorespirasi adalah proses yang membuang energi dan menurunkan sintesis karbohidrat. Oleh karena itu, untuk mencegah fotorespirasi, ada tiga cara berbeda yang terjadi pada reaksi gelap pada tanaman untuk mencegah pertemuan oksigen dengan Rubisco. Oleh karena itu, tergantung pada cara terjadinya reaksi gelap, ada 3 jenis tumbuhan; yaitu, tanaman C3, tanaman C4, dan tanaman CAM.
Apa itu Tanaman C3?
Sekitar 95% tumbuhan di bumi adalah tumbuhan C3. Seperti namanya, mereka melakukan mekanisme fotosintesis C3 yaitu siklus Calvin. Fotosintesis C3 diperkirakan telah muncul hampir 3,5 miliar tahun yang lalu. Tumbuhan ini sebagian besar merupakan tumbuhan berkayu dan berdaun bulat. Pada tumbuhan ini, fiksasi karbon terjadi di sel mesofil yang berada tepat di bawah epidermis.
Karbon dioksida masuk dari atmosfer ke sel mesofil melalui stomata. Kemudian reaksi gelap dimulai. Reaksi pertama adalah pengikatan karbon dioksida dengan Ribulosa bifosfat menjadi fosfogliserat yang merupakan senyawa tiga karbon. Faktanya, ini adalah produk stabil pertama dari pabrik C3. Ribulosa bifosfat karboksilase (Rubisco) adalah enzim yang mengkatalisis reaksi karboksilasi ini pada tanaman. Demikian juga, siklus Calvin terjadi secara siklis saat memproduksi karbohidrat.
Gambar 01: Tanaman C3
Dibandingkan dengan tumbuhan C4, tumbuhan C3 tidak efisien dalam hal mekanisme fotosintesisnya. Hal ini dikarenakan terjadinya fotorespirasi pada tumbuhan C3. Fotorespirasi terjadi karena aktivitas oksigenase dari enzim Rubisco. Oksigenasi Rubisco bekerja dalam arah yang berlawanan dengan karboksilasi, secara efektif membatalkan fotosintesis dengan membuang sejumlah besar karbon yang semula ditetapkan oleh siklus Calvin dengan biaya besar, dan mengakibatkan hilangnya karbon dioksida dari sel-sel yang memfiksasi karbon dioksida. Demikian juga, interaksi dengan oksigen dan karbon dioksida terjadi di tempat yang sama di Rubisco. Reaksi-reaksi yang bersaing ini biasanya berjalan pada rasio 3:1 (karbon: oksigen). Dengan demikian, jelas bahwa fotorespirasi adalah proses terstimulasi cahaya yang mengkonsumsi oksigen dan menghasilkan karbon dioksida.
Apa itu Tanaman C4?
Tanaman C4 ada di daerah kering dan bersuhu tinggi. Sekitar 1% spesies tumbuhan memiliki biokimia C4. Beberapa contoh tanaman C4 adalah jagung dan tebu. Seperti namanya, tumbuhan ini melakukan mekanisme fotosintesis C4. Fotosintesis C4 diperkirakan muncul hampir 12 juta tahun yang lalu; lama setelah evolusi mekanisme C3. Tanaman C4 mungkin lebih baik beradaptasi sekarang, karena tingkat karbon dioksida saat ini jauh lebih rendah daripada 100 juta tahun yang lalu.
Tanaman C4 jauh lebih efisien dalam menangkap karbon dioksida. Selanjutnya, fotosintesis C4 ditemukan pada spesies monokotil dan dikotil. Berbeda dengan tanaman C3, produk stabil pertama yang terbentuk selama fotosintesis adalah asam oksaloasetat, yang merupakan senyawa empat karbon. Yang paling penting, daun tanaman ini menunjukkan jenis anatomi khusus yang disebut "Anatomi Kranz". Ada lingkaran sel selubung bundel dengan kloroplas di sekitar bundel pembuluh darah dimana tanaman C4 dapat diidentifikasi.
Gambar 02: Tanaman C4
Dalam jalur ini, fiksasi karbon dioksida terjadi dua kali. Dalam sitoplasma sel mesofil, CO2 pertama kali difiksasi dengan fosfoenolpiruvat (PEP), yang bertindak sebagai akseptor utama. Reaksi dikatalisis oleh enzim PEP karboksilase. Kemudian PEP diubah menjadi malat dan kemudian menjadi piruvat yang membebaskan CO2 Dan, CO2ini kembali difiksasi untuk kedua kalinya dengan Ribulosa bifosfat, untuk membentuk 2 fosfogliserat untuk melakukan siklus Calvin.
Apa Persamaan Antara Tanaman C3 dan C4?
- Tanaman C3 dan C4 memperbaiki karbon dioksida dan menghasilkan karbohidrat.
- Mereka melakukan reaksi gelap.
- Juga, kedua jenis tumbuhan melakukan reaksi terang yang sama.
- Selain itu, mereka memiliki kloroplas untuk melakukan fotosintesis.
- Persamaan fotosintesis mereka serupa.
- Selain itu, RuBP terlibat dalam reaksi gelap kedua jenis tanaman.
- Kedua tanaman menghasilkan fosfogliserat.
Apa Perbedaan Tanaman C3 dan C4?
C3 Tanaman menghasilkan asam fosfogliserat sebagai produk stabil pertama dari reaksi gelap. Ini adalah senyawa tiga karbon. Di sisi lain, tanaman C4 menghasilkan asam oksalo-asetat sebagai produk stabil pertama dari reaksi gelap. Ini adalah senyawa empat karbon. Oleh karena itu, inilah perbedaan utama antara tanaman C3 dan C4.
Selanjutnya, efisiensi fotosintesis tanaman C3 lebih rendah daripada efisiensi fotosintesis tanaman C4. Hal ini karena fotorespirasi terlihat pada tanaman C3 yang diabaikan pada tanaman C4. Jadi, ini adalah perbedaan lain antara tanaman C3 dan C4. Jika mempertimbangkan perbedaan struktural, tanaman C3 tidak memiliki dua jenis kloroplas dan anatomi Kranz pada daun. Di sisi lain, tanaman C4 memiliki dua jenis kloroplas, dan mereka menunjukkan anatomi Kranz pada daun. Oleh karena itu, ini juga merupakan perbedaan antara tanaman C3 dan C4.
Selain itu, perbedaan lebih lanjut antara tanaman C3 dan C4 adalah bahwa tanaman C3 mengikat karbon dioksida hanya sekali sedangkan tanaman C4 mengikat karbon dioksida dua kali. Karena fakta ini, asimilasi C lebih sedikit pada tanaman C3 sedangkan asimilasi C tinggi pada tanaman C4. Tidak hanya itu, tanaman C4 dapat melakukan fotosintesis ketika stomata tertutup dan di bawah konsentrasi cahaya yang sangat tinggi dan konsentrasi CO2 yang rendah. Namun, tanaman C3 tidak dapat melakukan fotosintesis ketika stomata tertutup dan di bawah konsentrasi cahaya yang sangat tinggi dan konsentrasi CO2 yang rendah. Oleh karena itu, ini juga merupakan perbedaan yang signifikan antara tanaman C3 dan C4. Selanjutnya, tanaman C3 dan tanaman C4 berbeda dari akseptor karbon dioksida pertama. RuBP adalah akseptor CO2 pada tanaman C3 sedangkan PEP adalah akseptor CO2 pertama pada tanaman C4.
Ringkasan – Tanaman C3 vs C4
C3 dan C4 adalah dua jenis tumbuhan. Tanaman C3 sangat umum sedangkan tanaman C4 sangat jarang. Perbedaan utama antara tanaman C3 dan C4 tergantung pada produk karbon pertama yang mereka hasilkan selama reaksi gelap. Tanaman C3 melakukan siklus Calvin dan menghasilkan senyawa tiga karbon sebagai produk stabil pertama sedangkan tanaman C4 melakukan mekanisme C4 dan menghasilkan senyawa empat karbon sebagai produk stabil pertama. Selanjutnya, tanaman C3 menunjukkan efisiensi fotosintesis yang lebih rendah sementara tanaman C4 menunjukkan efisiensi fotosintesis yang tinggi. Selain itu, tumbuhan C3 tidak memiliki anatomi Kranz pada daunnya, dan juga tidak memiliki dua jenis kloroplas. Di sisi lain, tanaman C4 memiliki anatomi Kranz di daunnya, dan juga memiliki dua jenis kloroplas. Jadi, ini adalah ringkasan tanaman C3 dan C4.
