Tanaman CAM adalah tanaman yang secara khusus beradaptasi untuk hidup di daerah kering, dengan suhu siang hari yang tinggi, suhu malam hari yang rendah, radiasi yang tinggi dan kandungan air yang rendah di dalam tanah.
Tumbuhan ini umumnya membuka stomata pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Dengan cara ini, mereka meminimalkan kehilangan air dan karenanya memiliki efisiensi tinggi dalam penggunaan air. Di antara keluarga angiospermae dengan metabolisme CAM kita dapat menemukan agavaceae, bromeliad, kaktus, crassulaceae dan anggrek.
Mekanisme fiksasi CO2 pada tanaman CAM dan dalam banyak hal mirip dengan mekanisme fiksasi C 4 tanaman . Tanaman CAM juga memiliki dua CO 2 fiksasi jalur , fiksasi awal oleh PEP karboksilase dan kemudian re-fiksasi melalui Rubisco. Namun, dalam CAM, dua jalur fiksasi CO2 dipisahkan untuk sementara.
Awalnya, CO2 difiksasi pada malam hari melalui enzim PEP-karboksilase, menggunakan PEP sebagai akseptor dan membentuk oksaloasetat, yang kemudian direduksi menjadi malat. Malat terakumulasi dalam ruang hampa. Akumulasi malat pada malam hari, setara dengan CO2 tetap, menyebabkan pengasaman malam hari pada daun.
Hari berikutnya, dengan stomata tertutup, malat meninggalkan vakuol dan didekarboksilasi oleh aksi enzim malat NAPD, menjadi piruvat dan CO2. CO2 yang dilepaskan secara internal tidak lepas dari daun dan diperbaiki melalui rubisco (siklus Calvin). Konsentrasi CO2 internal yang tinggi yang dihasilkan mendukung aktivitas karboksilat Rubisco dan menekan oksigenasi fotorespirasi RuBP
Tabel di bawah ini merangkum karakteristik diferensial antara tiga kelompok utama tumbuhan menurut mekanisme fiksasi karbonnya.
Beberapa karakteristik fotosintesis dari kelompok utama tumbuhan
Karakteristik |
TANAMAN C3 |
TANAMAN C4 |
TANAMAN CAM |
Anatomi daun |
Sel palisade dan parenkim kosong dengan kloroplas dengan grana |
Anatomi “Kranz”, dengan sel mesofilik dengan kloroplas dengan grana dan sel selubung berkas pembuluh dengan kloroplas tanpa grana
|
Biasanya tanpa sel pallized dan vakuola, menjadi besar di sel mesofil
|
Enzim karboksilat |
RUBISCO di semua sel fotosintesis |
Pemisahan spasial: PEP-karboksilase dalam sel mesofilik. Rubisco dalam sel selubung vaskular PEP-karboksilase dalam sel mesofilik; RUBISCO dalam sel-sel selubung pembuluh darah
|
Pemisahan temporal: PEP Karboksilase di malam hari (gelap) RUBISCO di siang hari (terang)
|
Kebutuhan Energi CO2: ATP: NADPH
|
1:03:02 |
1:05:02 |
06: 05,5 |
Rasio keringat (g H 2 0 / g DM.) |
450-950
|
250-350
|
50 – 55 |
Rasio klorofil a / b |
2,8 ± 0,4 |
3,9 ± 0,6 |
2,5 hingga 3,0 |
Kebutuhan Na + sebagai zat gizi mikro |
Tidak |
Ya |
Tidak dikenal |
Titik offset CO2 (μL / L)
|
30 – 70 |
0 -10 |
0 -5 (dalam gelap) |
Penghambatan fotosintesis dengan adanya O2 (21%)
|
Ya |
Tidak |
Ya |
Deteksi fotorespirasi
|
Ya |
Tidak terdeteksi |
Sulit dideteksi |
Suhu optimal untuk fotosintesis |
15 – 25 C |
30 – 40 C |
35 C |
Produksi bahan kering (ton/ha/tahun)
|
22 ± 0,3 |
39 ± 1,7 |
Rendah dan bervariasi |
Redistribusi fotoasimilasi |
lambat |
Cepat |
Variabel |