Peningkatan kadar karbondioksida di atmosfer secara global membuat para ahli khawatir akan berdampak pada produktivitas tumbuhan. Sekelompok peneliti melakukan percobaan untuk mengukur pengaruh dari peningkatan kadar karbondioksida lingkungan terhadap biomassa tumbuhan di lahan pertanian. Hasil yang diperoleh ditampilkan pada tabel berikut ini. Diketahui bahwa gulma Indian mallow (Malvaceae) mengalami fotorespirasi saat siang hari yang terik. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, kesimpulan mana yang tidak tepat? A. Peningkatan kadar karbondioksida menurunkan laju fotosintesis secara signifikan padatumbuhan C3. B. Peningkatan kadar karbondioksida tidak direspon oleh tanaman yang memiliki PEP karboksilase. C. Karbon dioksida merupakan faktor pembatas bagi tumbuhan C3. D. Jika faktor lain diabaikan, dampak peningkatan karbon dioksida secara global lebih menguntungkan bagi tumbuhan C3.

Jawaban yang benar adalah A. Peningkatan kadar karbondioksida menurunkan laju fotosintesis secara signifikan pada tumbuhan C3. Kadar karbon dioksida di atmosfer mempengaruhi produktivitas tumbuhan. Hal ini dikarenakan kadar karbon dioksida mempengaruhi fotosintesis dan fotosintesis mempengaruhi produktivitias (biomassa) tumbuhan. Proses fotosintesis terdiri dua tahapan utama yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Secara umum, reaksi terang terjadi di siang hari karena tahap ini membutuhkan cahaya matahari. Sementara itu reaksi gelap dapat terjadi pada siang atau malam hari. Pada reaksi gelap, salah satu tahapannya adalah pengikatan molekul CO2 dari udara. Proses ini mengharuskan stomata membuka. Pada tumbuhan C3, ketika suhu lingkungan terlalu panas, stomata akan menutup untuk mengurangi penguapan. Akibatnya, CO2 tidak bisa masuk dan enzim RUBISCO akan mengikat O2 sebagai pengganti CO2, akibatnya terjadi fotorespirasi. Dapat dikatakan bahwa karbon dioksida merupakan faktor pembatas bagi tumbuhan C3. Contoh tumbuhan C3 adalah gulma 𝘐𝘯𝘥𝘪𝘢𝘯 𝘮𝘢𝘭𝘭𝘰𝘸. Fotorespirasi dapat dicegah pada beberapa kelompok tumbuhan yaitu kelompok tumbuhan C4 dan CAM. Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang memiliki struktur seludang pembuluh. Tumbuhan C4 melakukan reaksi terang di sel mesofil, sedangkan reaksi gelap terjadi di dua tempat yaitu di mesofil dan seludang pembuluh. Pengikatan CO2 terjadi di mesofil oleh enzim PEP karboksilase. Enzim ini memiliki kemampuan yang lebih baik daripada RUBISCO dalam pengikatan CO2, dan tidak akan mengikat O2. CO2 yang sudah diikat kemudian akan dialirkan ke seludang pembuluh melalui pompa CO2, dan akan diikat oleh RUBISCO di dalam seludang pembuluh. Selanjutnya terjadi sisa tahapan reaksi gelap di dalam seludang pembuluh. Melalui cara ini, pengikatan CO2 pada tumbuhan C4 jauh lebih efektif daripada tumbuhan C3. Contoh tumbuhan C4 adalah jagung. Sekelompok peneliti melakukan percobaan untuk mengukur pengaruh dari peningkatan kadar karbon dioksida lingkungan terhadap biomassa tumbuhan di lahan pertanian. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa peningkatan CO2 membuat tanaman C3 (gulma) memiliki biomassa yang lebih baik, akan tetapi tidak direspon oleh tumbuhan C4 (jagung). Dengan kata lain, jika faktor lain diabaikan, dampak peningkatan karbon dioksida secara global lebih menguntungkan bagi tumbuhan C3. Hal ini dikarenakan pada tumbuhan C3, proses pengikatan CO2 belum terjadi secara maksimal karena tingkat fotorespirasi yang tinggi. Maka peningkatan kadar CO2 di udara menguntungkan karena meningkatkan kemungkinan terikat oleh RUBISCO, sehingga laju fotosintesis meningkat dan biomassa tumbuhan meningkat. Sementara itu, bagi tumbuhan C4 yang telah efektif dalam mengikat CO2, peningkatan CO2 tidak akan mempengaruhi (tidak di respon) fotosintesis. Dengan demikian, kesimpulan yang tidak tepat mengenai peningkatan kadar CO2 di udara terhadap tumbuhan C3 dan C4 adalah peningkatan kadar karbondioksida menurunkan laju fotosintesis secara signifikan pada tumbuhan C3 (A).