TUGAS RESUME BOTANI UMUM AGROTEKNOLOGI FP UNILA 2013

TUGAS RESUME BOTANI UMUM TENTANG PENGERTIAN TANAMAN C3, C4 DAN CAM, PERSAMAAN DAN PERBEDAAN TANAMAN C3, C4 DAN CAM DALAM PROSES FIKSASI CO2, BESERTA CONTOHNYA.

     Nama Kelompok :

1.      Mawadah Warohmah

2.      Maya Alviorita

3.      Putri Setiani

4.      Rina Ristiani

5.      Nur  iman Putri

1.      Pengertian tanaman C3, C4, dan CAM

a.      Tumbuhan C3

Tumbuhan C3 adalah tumbuhan yang hidup pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi. Pada tumbuhan C3, hasil reaksi pengikatan CO2 atau hasil awal fotosintesis adalah berupa senyawa organik dengan 3 atom C(karbon), yaitu APG (Asam Fosfogliserat), sehingga di sebut jalur C3 atau daur Calvin-Benson atau siklus Calvin. Sebagai pengikat CO2 adalah RuBP (Ribulosa Bifosfat). Tumbuhan C3 tumbuh dengan karbon fiksasi C3 biasanya tumbuh dengan baik di area dimana intensitas sinar matahari cenderung sedang, temperature sedang dan dengan konsentrasi CO₂ sekitar 200 ppm atau lebih tinggi, dan juga dengan air tanah yang berlimpah.  Tumbuhan C3 harus berada dalam area dengan konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi sebab Rubisco sering menyertakan molekul oksigen ke dalam Rubp sebagai pengganti molekul karbondioksida. Konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi menurunkan kesempatan Rubisco untuk menyertakan molekul oksigen.

Contohnya : gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas

b.      Tumbuhan C4

Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang adaptif pada daerah panas dan kering. Pada tumbuhan C4, hasil awal fotosintesis adalah berupa senyawa organik dengan 4 atom C, yaitu asam oksaloasetat (AOA), sebagai pengikat CO2 adalah PEP (Fosfoenolpiruvat). Tempat pengikatan Co2 uadara terjadi di dalam sel-sel mesofil, sedangkan reaksi reduksi terjadi di ikatan pembuluh.

Contohnya : jagung dan tebu

c.       Tumbuhan CAM

Tumbuhan CAM kebanyakan hidup di daerah kering atau epifit. Daunnya berdaging atau sekulen. Pada tumbuhan CAM, dasil awal fotosintesis dan senyawa pengikat CO2 sama seperti tumbuhan C4, yaitu (AOA) dan PEP. Tetapi semua reaksi fotosintesis terjadi di dalam sel-sel mesofil seperti pada tumbuhan C3. Stomata tumbuhan CAM menutup pada siang hari sehingga pengikatan CO2 di lakukan pada malam hari. Reaksi reduksi yang mengikuti jalur C3 berlangsung pada siang hari. Contohnya : Crassulaceae sepeti kaktus (cactaceae), nanas (bromeliaceae), bunga lili (liliaceae), dan beberapa jenis bunga anggrek (orchidaceae). 

2.      Perbedaan dan persamaan tumbuhan C3, C4, dan CAM

A.    Perbedaan dan persamaan tumbuhan C3,C4 dan CAM

Tumbuhan C3, C4 dan CAM dibedakan pada reaksi pengikatan CO2 di udara. Persamaan ketiga tipe tumbuhan ini semua mengalami reaksi reduksi yang berlangsung mengikuti siklus calvin-benson.

1)      Tumbuhan C3

·         Tanaman C3 lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi.

·         Pada tanaman C3, sebagai pengikat CO2 adalah RuBp ( Ribulosa Bifosfat).

·         CO2 masuk ke dalam siklus calin secara langsung.

·         Terdiri atas sekumpulan reaksi kimia yang berlangsung di dalam stroma kloroplas yang tidak membutuhkan energi dari cahaya mataharai secara langsung.

·         Hasil reaksi pengikatan CO2 atau hasil awal fotosintesis adalah berupa senyawa organik yaitu  APG (Asam Fosfogliserat).

·         Molekul PGA merupakan molekul tidak berenergi tinggi berkarbon 3 yang pertama kali terbentuk sehingga di sebut sintesis C3. Selanjutnya PGA akan di reduksi oleh ATP dan NADPH2 yang di hasilkan dari reaksiterang menjadi molekul PGAL yang berenergi tinggi.

·         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. Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah.

2)      Tumbuhan C4

·         Tumbuhan C4 lebih adaptif pada daerah yang panas dan kering.

·         Hasil awal fotosintesis adalah berupa senyawa organik dengan 4 atom C yaitu asam oksaloasetat (AOA)

·         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.

·         Tidak mengikat CO2 secara Langsung.

·         Tempat pengikatan CO2 udara terjadi di dalam sel-sel mesofil.

·         Sedangkan tempat reaksi reduksi terjadi di ikatan pembuluh(Bundle-Sheath Cell).

·         Enzim yang di gunakan dalam tanaman C4 adalah PEP-karboksilase.

·         Pengikatan CO2 di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin(siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh.

3)      Tumbuhan CAM

·         Tumbuhan CAM adaptif pada daerah panas dan kering.

·         Daunnya berdaging atau sukulen.

·         Hasil awal fotosintesis CAM yaitu AOA (Asam Oksaloasetat) dan sebagai pengikat CO2 adalah PEP ( Fosfoeno.piruvat) seperti pada tumbuhan C4.

·         Semua reaksi fotosintesis terjadi di dalam sel-sel mesofil seperti pada tumbuhan C3.

·         Tidak mengikat CO2 secara langsung.

·         Pada siang hari stomata tumbuhan CAM menutup, sehingga pengikatan CO2 di lakukan pada malam hari.

·         Stomata menutup pada siang hari membuat tumbuhan CAM mampu menekan penguapan sehingga menghemat air, tetapi mencegah masuknya CO2.

·         Melakukan siklus Fiksasi CO2 pada malam hari(siklus Hatch-Slanck) seperti pada tumbuhan C4, dan siklus calvin berlangsung selama siang hari seperti pada tumbuhan C3.

3.      Proses sintesis

a.      Proses sintesis C3

Sintesis C3 diawali dengan fiksasi CO2, yaitu menggabungkan CO2 dengan sebuah molekul akseptor karbon. Akan tetapi didalam sintesis C3, CO2 difiksasi ke gula berkarbon 5, yaitu ribulosa bifosfat (RuBP) oleh enzim karboksilase RuBP (rubisko). Molekul berkarbon 6 yang berbentuk tidak stabil dan segera terpisah menjadi 2 molekul fosfogliserat (PGA). Molekul PGA merupakan karbohidrat stabil berkarbon 3 yang pertama kali terbentuk sehingga cara tersebut dinamakan sintesis C3.
Molekul PGA bukan molekul berenergi tinggi. Dua molekul PGA mengandung energy yang lebih kecil dibandingkan dengan satu molekul RuBP. Hal tersebut menjelaskan alasan fiksasi CO2 berlangsung secara spontan dan tidak memerlukan energy dari reaksi cahaya. Untuk mensintesis molekul berenergi tinggi, energy dan electron dari ATP maupun NADPH hasil reaksi terang digunakan untuk mereduksi tiap PGA menjadi fosfogliseraldehida (PGAL). Dua molekul PGAL dapat membentuk satu glukosa.
Siklus Calvin telah lengkap bila pembentukan glukosa disertai dengan generasi RuBP. Satu molekul CO2 yang tercampur menjadi enam molekul CO2. Ketika enam molekul CO2 bergabung dengan enam molekul RuBP dihasilkan satu glukosa dan enam RuBP sehingga siklus dapat dimulai lagi.

b.      Proses sintesis C4

Pada jenis tumbuhan yang hidup di daerah panas seperti jagung, tebu, rumput-rumputan, memiliki kebiasaan saat siang hari mereka tidak membuka stomatanya secara penuh untuk mengurangi kehilangan air melalui evaporasi/transpirasi. Ini berakibat terjadinya penurunan jumlah CO2 yang masuk ke stomata. Logikanya hal ini menghambat laju fotosintesis. Tetapi tumbuhan ini telah mengembangkan cara yang cerdas untuk menjaga agar laju fotosintesis tetap normal meskipun stomata tidak membuka penuh. Pada tumbuhan C-4 karbondioksida pertamakali akan diikat oleh senyawa yang disebut PEP (phosphoenolphyruvate / fosfoenolpiruvat) dengan bantuan enzim PEP karboksilase dan membentuk oksaloasetat, suatu senyawa 4-C. Itu sebabnya kelompok tumbuhan ini disebut tumbuhan C-4 atau C-4 pathway. PEP dibentuk dari piruvat dengan bantuan enzim piruvat-fosfat dikinase. Berbeda dengan rubisco, PEP sangat lemah berikatan dengan O2. Ini berarti bisa menekan terjadinya fotorespirasi sekaligus mampu menangkap lebih banyak CO2 sehingga bisa meningkatkan laju produksi glukosa.
Pengikatan CO2 oleh PEP tersebut berlangsung di sel-sel mesofil (daging daun). Oksaloasetat yang terbentuk kemudian akan direduksi karena menerima H+ dari NADH dan berubah menjadi malat, kemudian ditransfer menuju ke sel seludang pembuluh (bundle sheath cells) melalui plasmodesmata. Sel-sel seludang pembuluh adalah kelompok sel yang mengelilingi jaringan pengangkut xilem dan floem.
Di dalam sel-sel seludang pembuluh malat akan dipecah kembali menjadi CO2 yang langsung memasuki siklus Calvin-Benson, dan piruvat dikembalikan lagi ke sel-sel mesofil. Hasil dari siklus Calvin-Benson adalah molekul glukosa yang kemudian ditranspor melalui pembuluh floem.
Dari uraian di atas kita tahu bahwa fiksasi CO2 pada tumbuhan C-4 berlangsung dalam dua langkah. Pertama CO2 diikat oleh PEP menjadi oksaloasetat dan berlangsung di sel-sel mesofil. Kedua CO2 diikat oleh rubisco menjadi APG di sel seludang pembuluh. Ini menyebabkan energi yang digunakan untuk fiksasi CO2 lebih besar, memerlukan 30 molekul ATP untuk pembentukan satu molekul glukosa. Sedangkan pada tumbuhan C-3 hanya memerlukan 18 molekul ATP. Namun demikian besarnya kebutuhan ATP untuk fiksasi CO2 pada tumbuhan C-4 sebanding dengan besarnya hasil produksi glukosa karena dengan cara tersebut mampu menekan terjadinya fotorespirasi yang menyebabkan pengurangan pembentukan glukosa. Itu sebabnya kelompok tumbuhan C-4 dikenal efektif dalam fotosintesis.

c.       Proses sintesis CAM

Kelompok tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutup pada siang hari. Stomata yang menutup pada siang hari membuat tumbuhan mampu menekan penguapan sehingga menghemat air, tetapi mencegah masuknya CO2.
Saat stomata terbuka pada malam hari, CO2 di sitoplasma sel-sel mesofil akan diikat oleh PEP dengan bantuan enzim PEP karboksilase sehingga terbentuk oksaloasetat kemudian diubah menjadi malat (persis seperti tumbuhan C-4). Selanjutnya malat yang terbentuk disimpan dalam vakuola sel mesofil hingga pagi hari. Pada siang hari saat reaksi terang menyediakan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin-Benson, malat dipecah lagi menjadi CO2 dan piruvat. CO2 masuk ke siklus Calvin-Benson di stroma kloroplas, sedangkan piruvat akan digunakan untuk membentuk kembali PEP.

Fotosintesis tanaman C3, C4 dan CAM :

ANALISIS VEGETASI

( Laporan Praktikum Biologi Umum )

Oleh

Putri Setiani

1314121138

JURUSAN AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

Judul Praktikum                      : Analisis Vegetasi

Tanggal Praktikum                  : 29 Oktober 2013

Tempat Praktikum                   : Laboratorium Biologi

Nama                                       : Putri Setiani

NPM                                       : 1314121138

Jurusan                                    : Agroteknologi

Fakultas                                   : Pertanian

Kelompok                               : 5 ( Lima )

Bandar Lampung, 12 November 2013

                                                                                                Mengetahui,

                                                                                                    Asisten

                                                                                    Indah Mayang Ika Permani

                                                                                              NPM. 0917021006

I.                   PENDAHULUAN

1.1         Latar Belakang

Metode kuadran umunya dilakukan pada vegetasi tingkat pohon saja yang menjadi bahan penelitiaan. Metode ini mudah dan lebih cepat digunakan untuk mengetahui komposisi, dominasi pohon, dan mentaksir volumenya.

Vegetasi merupakan kumpulan tumbuh-tumbuhan biasanya terdiri dari beberapa jenis yang hidup bersama-sama pada suatu tempat. Dalam mekanisme kehidupan bersama tersebut terdapat interaksi yang erat baik diantara sesama individu penyusun vegetasi itu sendiri maupun dengan organisme lainnya sehingga merupakan suatu sistem yang hidup dan tumbuh serta dinamis.

Analisa vegetasi adalah cara mempelajari susunan (komponen jenis) dan bentuk (struktur) vegetasi atau masyarakat tumbuh-tumbuhan. Hutan merupakan komponen habitat terpenting bagi kehidupan oleh karenanya kondisi masyarakat tumbuhan di dalam hutan baik komposisi jenis tumbuhan, dominansi spesies, kerapatan nmaupun keadaan penutupan tajuknya perlu diukur. Selain itu dalam 

suatu ekologi hutan satuan yang akan diselidiki adalah suatu tegakan, yang merupakan asosiasi konkrit.

Ada berbagai metode yang dapat di gunakan untuk menganalisa vegetasi ini. Diantaranya dengan menggunakan metode kuadran atau sering disebut dengan kuarter.  Metode ini sering sekali disebut juga dengan plot less method karena tidak membutrhkan plot dengan ukuran tertentu, area cuplikan hanya berupa titik. Metode ini cocok digunakan pada individu yang hidup tersebar sehingga untuk melakukan analisa denga melakukan perhitungan satu persatu akan membutuhkanwaktu yang sangat lama, biasanya metode ini digunakan untuk vegetasi berbentuk hutan atau vegetasi kompleks lainnya

1.2 Tujuan

1.      Mengetahui organism penyusun komunitas yang diamati

2.      Dapat menghitung distribusi, frekuensi, nilai penting, dan lain-lain komponen untuk analisis habitat

3.      Untuk mengetahui pola kesesuaian jenis terhadap faktor lingkungan yang ada, yang dinyatakan dalam nilai kerapatan

4.      Untuk mengetahui pola penguasaan jenis terhadap faktor lingkungan yang ada, yang dinyatakan dengan nilai nominasi

5.      Untuk mendapatkan nilai penting sebagai indikator tipe asosiasinya

suatu ekologi hutan satuan yang akan diselidiki adalah suatu tegakan, yang merupakan asosiasi konkrit.

Ada berbagai metode yang dapat di gunakan untuk menganalisa vegetasi ini. Diantaranya dengan menggunakan metode kuadran atau sering disebut dengan kuarter.  Metode ini sering sekali disebut juga dengan plot less method karena tidak membutrhkan plot dengan ukuran tertentu, area cuplikan hanya berupa titik. Metode ini cocok digunakan pada individu yang hidup tersebar sehingga untuk melakukan analisa denga melakukan perhitungan satu persatu akan membutuhkanwaktu yang sangat lama, biasanya metode ini digunakan untuk vegetasi berbentuk hutan atau vegetasi kompleks lainnya

II. TINJAUAN PUSTAKA

Metodologi-metodologi yang umum dan sangat efektif serta efisien jika digunakan untuk penelitian, yaitu metode kuadrat, metode garis, metode tanpa plot dan metode kwarter. Akan tetapi dalam praktikum kali ini hanya menitik beratkan pada penggunaan analisis dengan metode garis dan metode intersepsi titik (metode tanpa plot) (Syafei, 1990).

Bentuk komunitas disuatu tempat ditentukan oleh keadaan dan sifat-sifat individu sebagai reaksi terhadap faktor lingkungan yang ada, dimana individu ini akan membentuk populasi di dalam komunitas tersebut. Komunitas berbeda-beda dalam kekayaan spesiesnya (species richness). Komunitas juga berbeda dalam kelimpahan relatif (relative abundance) spesies. Beberapa komunitas terdiri dari beberapa spesies yang umum dan beberapa spesies yang jarang, sementara yang lainnya mengandung jumlah spesies yang sama dengan jumlah spesies yang semuanya umum ditemukan (Campbell dkk, 2004).

Metode  plot adalah prosedur yang umum digunakan untuk sampling berbagai tipe organisme. Bentuk plot biasanya segi empat atau persegi ataupun dalam bentuk

lingkaran. Sedangkan ukurannya tergantung dari tingkat keheterogenan komunitas. Ukuran plot umumnya ditentukan berdasarkan luasan kurva spesies tumbuhan dan hewan menetap (sessile) ataupun yang bergerak lambat (Umar, 2013).

Kumpulan gen seperti yang dijelaskan oleh teorema Hardy-Weinberg, yang diambil dari nama dua saintis yang secara terpisah menghasilkan prinsip itu pada tahun 1908. Teorema tersebut menyatakan bahwa frekuensi alel dan genitope dalam kumpulan gen suatu populasi tetap konstan selama beberapa generasi kecuali kalau ada yang bertindak sebagai agen lain selain rekombinasi seksual. Dengan kata lain, pergeseran seksual alel akibat meiosis dan fertilisasi acak tidak akan berpengaruh pada keseluruhan struktur genetik suatu populasi (Campbell, 2003).

Meskipun termasuk species yang sama, tidak ada satu individu yang sama persis dengan yang lain, karena adanya keanekaragaman gen. Sekilah memang ada kemiripan bentuk luar. Namun jika diamati, akan terdapat variasi sifat, sehingga tampaklah adanya keanekaragaman. Perbedaan gen tidak hanya terjadi antar jenis. Di dalam satu spesies pun terjadi keanekaragaman gen. Dengan adanya keanekaragaman gen, maka sifat-sifat di dalam satu spesies bervariasi. Ukuran biji kacang dari satu pohon bervariasi, ada yang kecil, ada yang sedang, dan ada pula yang besar. Warna bulu ayam sering beragam. Demikian pula jeruk keprok memiliki variasi dalam hal ukuran daun, kulit buah, rasa buah, dan ukuran buah. Keanekaragaman gen dapat memunculkan varietas. Akan tetapi, setiap varietas memiliki gen yang berbeda sehingga memunculkan sifat-sifat khas yang dimiliki oleh masing-masing varietas itu (Syamsuri 2004).

III. METODELOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada 29 oktober 2013 di Laboratorium Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung

3.2 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah patok, tali rafia, penggaris, camera, dan alat tulis.

3.3  Cara Kerja

1.             Bila kita membelah di tengahtengah hutan atau kebun yang cukup luas, maka pada pembuatan titik sampel yaitu jarak antara titik A dan titik B dapat sampai 100 meter. Pada pembuatan titik B, C, D, dan seterusnya 

diundi masing-masing kelompok untuk membuat petak disebelah kanan atau kiri transek.

2.             Bila suatu kelompok mendapat bagian di B1 dan kekiri garis transek mula-mula buat petak seluas 1 m² dari titik B1 dan hitung jumlah spesies yang terdapat pada petak tersebut.

3.             Tambahkan luas petak menjadi 2 m², kemudian 3 m² dan seterusnya.

4.             Masukkan angka jumlah spesieske dalam grafik dan tentukan luas petak dimana jumlah spesies sudah tidak bertambah lagi (metode kurva area spesies). Misalnya pada 3 m² maka luas petak yang harus anda buat minimum 3 m².

5.      Hitung jumlah individu masing-masing spesies dan tentukan frekuensi serta indeks kerapatan masing-masing spesies.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 TABEL

Plot 1x1

No.	Nama Ilmiah	Nama Daerah	Keterangan
1.	Pennisetum purpureum	Rumput Gajah (A)	84

Plot 3x3

No.	Nama Ilmiah	Nama Daerah	Keterangan
1.	Pennisetum purpureum	Rumput Gajah (A)	178
2.		Spesies B	9
3.		Spesies C	7

Plot 5x5

No.	Nama Ilmiah	Nama Daerah	Keterangan
1.		Spesies B besar	1

 5.2  PEMBAHASAN

Pada percobaan kerapan relative nya di dapat 100%, dengan dominasi relative 100%, dan frekuensi relative 167 %.

Struktur vegetasi merupakan susunan anggota komunitas vegetasi pada suatu area yang dapat dinilai dari tingkat densitas (kerapatan) individu dan diversitas (keanekaragaman) jenis. Struktur hutan Wanagama tersusun atas berbagai densitas tumbuhan dengan lingkungan abiotik yang mendukung berlangsungnya hutan tersebut. Struktur vegetasi pada penelitian ini didasarkan pada kemelimpahan jenis spesies dan sebaran/frekuensi pada tiap plot.

Analisis vegetasi hutan memerlukan hal yang diperhitungkan yaitu terkait dengan nilai penting yang didapatkan dari praktikum lapangan ini.analisa ini digunakan untuk mengetahui struktur dan jenis vegetasi hutan Wanagama. Dengan mendeskripsikan tumbuhan maka dapat dihitung komposisi, struktur, densitas/kemelimpahan, frekuensi/sebaran dan penutupan tajuk dari spesies yang ditemukan.

Frekuensi/sebaran merupakan distribusi/sebaran yang terjadi dan terdapat pada setiap plot. Frekuensi tersebut menggambarkan kemampuan tumbuhan dalam bertahan hidup dsesuai lingkungannya dan kemampuan tumbuh.

 V. KESIMPULAN

1.      Analisis vegetasi adalah suatu metode untuk menentukan keanekaragaman jenis di suatu wilayah yang akan di analisis vegetasinya

2.      Vegetasi merupakan sekumpulan tanaman dalam suatu vegetasi

3.      Analisis vegetasi dapat dilakukan dengan metode kuadran (x,y), membuat plot, dan berpusat di satu titik

4.      Frekuensi merupakan ukuran dari uniformitas atau regularitas terdapatnya suatu jenis frekuensi memberikan gambaran bagimana pola penyebaran suatu jenis,apakah menyebar keseluruh kawasan atau kelompok.

5.      Frekuensi relative yang di dapat adalah 167 %

6.      Kerapatan relative yang di dapat adalah 100 %

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N A. 2002. Biologi. Jakarta : Erlangga

Syamsuri, I. 2004. Biologi. Jakarta : Erlangga

Syafei, 1990. Dinamika Populasi. Kajian Ekologi Kuantitatif. Jakarta : Pustaka       Sinar Harapan,.

Umar, M. R., 2013. Ekologi Umum Dalam Praltikum. Makassar : Universitas           Hasanuddin.

LAMPIRAN