Senin, 05 Oktober 2009

respirasi - fotorespirasi pada tumbuhan (bahan kuliah mk. ilmu tanaman makanan ternak)

Fotorespirasi

Fotorespirasi adalah sejenis respirasi pada tumbuhan yang dibangkitkan oleh penerimaan cahaya yang diterima oleh daun. Diketahui pula bahwa kebutuhan energi dan ketersediaan oksigen dalam sel juga mempengaruhi fotorespirasi. Walaupun menyerupai respirasi (pernafasan) biasa, yaitu proses oksidasi yang melibatkan oksigen, mekanisme respirasi karena rangsangan cahaya ini agak berbeda dan dianggap sebagai proses fisiologi tersendiri.

Proses

Proses yang disebut juga "asimilasi cahaya oksidatif" ini terjadi pada sel-sel mesofil daun dan diketahui merupakan gejala umum pada tumbuhan C3, seperti kedelai dan padi. Lebih jauh, proses ini hanya terjadi pada stroma dari kloroplas, dan didukung oleh peroksisom dan mitokondria.

Secara biokimia, proses fotorespirasi merupakan cabang dari jalur glikolat. Enzim utama yang terlibat adalah enzim yang sama dalam proses reaksi gelap fotosintesis, Rubisco (ribulosa-bifosfat karboksilase-oksigenase). Rubisco memiliki dua sisi aktif: sisi karboksilase yang aktif pada fotosintesis dan sisi oksigenase yang aktif pada fotorespirasi. Kedua proses yang terjadi pada stroma ini juga memerlukan substrat yang sama, ribulosa bifosfat (RuBP), dan juga dipengaruhi secara positif oleh konsentrasi ion Magnesium dan derajat keasaman (pH) sel. Dengan demikian fotorespirasi menjadi pesaing bagi fotosintesis, suatu kondisi yang tidak disukai kalangan pertanian, karena mengurangi akumulasi energi.

Jika kadar CO2 dalam sel rendah (misalnya karena meningkatnya penyinaran dan suhu sehingga laju produksi oksigen sangat tinggi dan stomata menutup), RuBP akan dipecah oleh Rubisco menjadi P-glikolat dan P-gliserat (dengan melibatkan satu molekul air menjadi glikolat dan P-OH). P-gliserat (P dibaca "fosfo") akan didefosforilasi oleh ADP sehingga membentuk ATP. P-glikolat memasuki proses agak rumit menuju peroksisoma, lalu mitokondria, lalu kembali ke peroksisoma untuk diubah menjadi serin, lalu gliserat. Gliserat masuk kembali ke kloroplas untuk diproses secara normal oleh siklus Calvin menjadi gliseraldehid-3-fosfat (G3P).

Kegunaan

Peran fotorespirasi diperdebatkan namun semua kalangan sepakat bahwa fotorespirasi merupakan penyia-nyiaan energi. Dari sisi evolusi, proses ini dianggap sebagai sisa-sisa ciri masa lampau (relik). Atmosfer pada masa lampau mengandung oksigen pada kadar yang rendah, sehingga fotorespirasi tidak terjadi seintensif seperti masa kini. Fotorespirasi dianggap bermanfaat karena menyediakan CO2 dan NH3 bebas untuk diasimilasi ulang, sehingga dianggap sebagai mekanisme daur ulang (efisiensi). Pendapat lain menyatakan bahwa fotorespirasi tidak memiliki fungsi fisiologis apa pun, baik sebagai penyedia asam amino tertentu (serin dan glisin) maupun sebagai pelindung klorofil dari perombakan karena fotooksidasi.

Karena tidak efisien, sejumlah tumbuhan mengembangkan mekanisme untuk mencegah fotorespirasi. Untuk menekan fotorespirasi, tumbuhan C4 mengembangkan strategi ruang dengan memisahkan jaringan yang melakukan reaksi terang (sel mesofil) dan reaksi gelap (sel selubung pembuluh, atau bundle sheath). Sel-sel mesofil tumbuhan C4 tidak memiliki Rubisco. Strategi yang diambil tumbuhan CAM bersifat waktu (temporal), yaitu memisahkan waktu untuk reaksi terang (pada saat penyinaran penuh) dan reaksi gelap (di malam hari).

16 komentar:

Anonim mengatakan...

jawaban kelompok 1:

perbedaan tentang tanaman C3 dan tanaman C4:

-umumnya daun tumbuhan C4 dapat dibedakan karena memiliki ruang antar sel yang kecil-kecil
-.vena yang rapat dan sel sel ikatan pembuluhnya besar besar
-pada tumbuhan C3 kloroplas terdapat dalam semua sel mesofil yang masing masing berisi enzim fotosintesis
-pada tumbuhan C4 ada dua tipe sel fotosintesis ,sel sel ikatan pembuluh yang besar disekitar vena dan sel sel mesofil di sekitar pembuluh
-dilihat dari hasil akhir fotosintesis tumbuhan C4 menghasilkan 4 karbon dan tumbuhan C3 menghasilkan 3 karbon
-hasil pertama fiksasi CO2 pada tanaman C3 berupa PGA sedangkan tanaman C4 oksaloasetat
-molekul penerima CO2 pada tanaman C3 berupa berupa RuBp sedangkan tanaman C4 berupa PEP
-enzim pada fiksasi CO2 pada tanaman C3 berupa RuBp karboksilase sedangkan C4 PEP karboksilase
-pada tanaman C3,O2 sebagai penghambat fotosintesis sedangkan C4 tidak
-tanaman C3 fotorespirasinya tinggi sedangkan C4 rendah
-pada tanaman C3 fotosintesis maksimumnya 10-40 PPM sedangkan pada C4 30-90 PPM
-pada tanaman C3 suhu optimal fotosintesisnya 15-30 derajat celcius sedangkan pada tanaman C4 30-45 derajat celcius
-pada tanaman C3 kebutuhan cahaya untuk fotosintesisnya 10-40% cahaya matahari penuh sedangkan C4 cahaya matahari penuh
-tanaman C3 kurang peka pada reaksi stomata terhadap CO2 sedangkan C4 lebih peka

Anonim mengatakan...

nama nama kelompok 1:

1.rachmad a prasetyo
2.robertus lowa sito
3.agustinus reo
4.paulus tahun
5.albertus leonardus
6.ellen a lango
7.erni m keba
8.yori menoh
9.lice mantolas
10.herlince negu
11.jordan riwu kaho
12.ervina m lende
13.lodowika m loak
14.shanti toislaka
15.guido boysala

Anonim mengatakan...

perbedaaan tanaman C3 dan C4 adalah :
1. tumbuhan C3 adalah tumbuhan yg dapat melakukan fotosintesi dengan proses APG di dalam reaksi gelap.
2. tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang tidak ada APG tetapi ada asam oksaloasetat.
3. secara biokimia tumbuhan C4 berbeda dengan tumbuhan C3 pada anatomi daunnya.
4. C3 proses fotosintesisnya terjadi di stroma, sedangkan C4 proses fotosintesisnya terjadi di grana.
persamaannya: tumbuhan C3 dan C4 sama-sama membutuhkan karbondioksida dalam proses fotosintesis.

kelompok 3
nama-nama :
1. ishak u.n.djawa
2.yulianus jeri manna
3. verianus leombani
4, yan tuka ullu
5. patrisius liba
6. yusti punuf
7. skolastika rebo
8. antonita tanelaph
9. celiliana maligomang
10. ana yulin hendrik
11. reni savitri anda
12. apliana k. awa

Anonim mengatakan...

Perbedaan tumbuhan C3 dan C4 adalah cara kedua tumbuhan memfiksasi CO2. Pada tumbuhan C3,CO2 hanya difiksasi RuBP leh karboksilase RuBP. Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah. Tetapi pada sintesis C4,enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat yang lebih tinggi terhadap CO2 daripada karboksilase RuBP. Oleh karena itu,tingkat CO2 menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4,jauh lebih rendah daripada konsentrasi udara normal dan CO2 masih dapat terfiksasi ke PEP oleh enzim karboksilase PEP. Sistem perangkap C4 bekerja pada konsentrasi CO2 yang jauh lebih rendah.

FIKSASI KARBONDIOKSIDA PADA TANAMAN C3, C4 DAN CAM
Fiksasi karbondioksida
Melvin Calvin bersama beberapa peneliti pada universitas calivornia berhasil mengidentivikasi produk awal dari fiksasi CO2. Produk awal tersebut adalah asam 3-fosfogliserat atau sering disebut PGA, karena PGA tersusun dari 3 atom karbon.
Hasil penelitian itu menunjukkan bahwa tidak ada senyawa dengan 2 atom C yang terakumulasi. Senyawa yang terakumulasi adalah senyawa dengan 5 atom C yakni Ribulosa – 1.5 – bisfosfat (RUBP). Reaksi antara CO2 dengan RUBP dipacu oleh enzim ribulosa bisfosfat karboklsilase (RUBISCO).
Rubisco adalah enzim raksasa yang berperan sangat penting dalam reaksi gelap fotosintesis tumbuhan. Enzim inilah yang menggabungkan molekul ribulosa-1,5-bisfosfat (RuBP, kadang-kadang disebut RuDP) yang memiliki tiga atom C dengan karbondioksida menjadi atom dengan enam C, untuk kemudian diproses lebih lanjut menjadi glukosa, molekul penyimpan energi aktif utama pada tumbuhan.




Tabel 1. Perbedaan antara tanaman C3 dan C4
No Sifat-sifat C3 C4
1 Jalur utama fiksasi CO2 C3 C3 + C4
2 Hasil pertama fiksasi CO2 PGA Oksaloasetat
3 Molekul penerima CO2 RuBP PEP
4 Enzim pada fiksasi CO2 RuBP karboksilase PEP karboksilase
5 O2 sebagai penghambat fotosintesis ya tidak
6 fotorespirasi tinggi rendah
7 Fotosintesis maksimum 10 – 40 ppm 30 – 90 ppm
8 Suhu opt. Fotosintesa 15 – 30 oC 30 – 45 oC
9 Kebutuhan cahaya untuk fotosintesis 10 –40 % chy. Mthr. Pnh Cahaya matahari penuh
10 Reaksi stomata thd CO2 Kurang peka Lebih peka

Sumber: http://mayangx.wordpress.com/2009/04/08/fiksasi-karbondioksida-pada-tanaman-c3-c4-dan-cam/.


Kesamaan Tanaman C3 dengan C4:

1. Suhu dalam kaitannya dengan efisiensi kuanta dari tanaman C3 dan C4 adalah sama pada kisaran suhu 20-250C, tapi pada suhu yang lebih rendah nilai efisiensi kuanta tanaman C4 masih lebih tinggi dari pada tanaman C3.
2. tanaman c3 dan c4 sama-sama memerlukan karbondioksida dalam proses fotosintesis.


Nama-nama kelompok II:
1. Isran
2. Yohanes B. Lolo
3. Rafles A. Huru
4. Hendrikus B. Berek
5. Maria Range
6. Asni Ivomanunel
7. Riko A. Taopan
8. Arwadi Langga
9. Yeskiel K. Limu
10. Jemri Ndeo
11. Yohanis A. Naga
12. Yohanes Manulangga

Anonim mengatakan...

Nama : Isran
NIM : 0805022834
Semester : III

Anonim mengatakan...

Nama : Rachmad A. Prasetyo
NIM : 0805022848
Semester : III

Anonim mengatakan...

Nama : Patrisius Liba
nim : 0705022592
semester : V

Anonim mengatakan...

Nama : Robertus Lowa Sito
NIM : 0805022850

Anonim mengatakan...

Nama : albertus leonardus

Anonim mengatakan...

nama : lice mantolas

Anonim mengatakan...

nama : antonita tanelap

Anonim mengatakan...

nama : arwadi langga

Anonim mengatakan...

nama : jembry M. deo

Anonim mengatakan...

Nama : Yohanes Nuwa

Anonim mengatakan...

Nama : Yohanes B. Lolo

Anonim mengatakan...

Nama : Dewi Yanti Logo

Nim : 0705022579