Tanaman C3,C4, dan CAM

Tumbuhan dikelompokan berdasarkan tipe fotosintesisnya, yaitu tumbuhan 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 tinggi. Sebagian besar tanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3.
Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi. Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal assimilasi, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi ( fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat untuk menghasilkan energi dan hasil samping, yang terjadi pada siang hari) . Jika konsentrasi CO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntungkan CO2, sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambah besar.
Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzym pengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" (sekelompok sel-sel disekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. Karena tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. , laju assimilasitanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnya CO2 Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan. Contoh tanaman C3 antara lain : kedele, kacang tanah, kentang, dll. contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu.

A. Tanaman C3
dalam fotosintesis C3 berbeda dengan C4,pada C3 karbon dioxida masuk ke siklus
calvin secara langsung. Struktur kloroplas pada tanaman C3 homogen. Tanaman C3
mempunyai suatu peran penting dalam metabolisme, tanaman C3 mempunyai
kemampuan fotorespirasi yang rendah karena mereka tidak memerlukan energi untuk
fiksasi sebelumnya. Tanaman C3 dapat kehilangan 20 % carbon dalam siklus calvin
karena radiasi, tanaman ini termasuk salah satu group phylogenik. Konsep dasar reaksi
gelap fotosintesis siklus Calvin (C3) adalah sebagai berikut:
CO2 diikat oleh RUDP untuk selanjutnya dirubah menjadi senyawa organik C6 yang
tidak stabil yang pada akhirnya dirubah menjadi glukosa dengan menggunakan 18ATP
dan 12 NADPH.Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untuk
menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.

B. Tanaman C4
Tebu (Saccharum officinarum), jagung (Zea mays), dan tumbuhan tertentu lain
tidak mengikat karbon dioksida secara langsung. Pada tumbuhan ini senyawa pertama
yang terbentuk setelah jangka waktu pelaksanaan fotosintesis yang sangat pendek,
bukanlah senyawa 3-C asam fosfogliserat (PGA), melainkan senyawa 4-C asam
oksaloasetat (OAA).
Metode alternatif fiksasi karbon dioksida untuk fotosintesis ini disebut jalur
Hatch-Slack. Tumbuhan yang menggunakan jalur ini disebut tumbuhan C4 atau
tumbuhan 4 karbon.

C. CAM

Add caption

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, karbon dioksida berdifusi ke dalam daun dan diikat
oleh sistem 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 menutup, karena itu berkuranglah
kehilangan airnya, dan malat serta asam organik lain yang terkumpul didekarboksilasi
agar ada persediaan karon dioksida yang langsung akan diikat oleh sel melalui daur
Calvin.