Photosynthesis

5,985 views
5,876 views

Published on

0 Comments
4 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
5,985
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
626
Actions
Shares
0
Downloads
252
Comments
0
Likes
4
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Photosynthesis

  1. 1. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 1 ใบความรูที่ 6 ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับการสังเคราะหดวยแสง สิ่งมีชีวิตตองการอาหารและพลังงานในการดํารงชีวิต สิ่งมีชีวิตบางชนิดไมสามารถสรางอาหารไดเองในขณะที่สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถสรางอาหารเองไดโดยใชพลังงานแสง เชน พืช สาหราย แบคทีเรียบางชนิด เปนตนการคนควาที่เกี่ยวของกับกระบวนการสังเคราะหดวยแสง กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสง (photosynthesis) เปนกระบวนการที่พืชใชพลังงานแสงเพื่อสรางสารอินทรีย( (คาร(โบไฮเดรต) จากสารอนินทรีย( คือ คาร(บอนไดออกไซด(และน้ํา ดังสมการ การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงของพืชจากอดีตจนถึงป;จจุบัน ทําใหมนุษย(เขาใจกลไกที่เกิดขึ้นสามารถสรุปได ดังนี้ พ.ศ. 2191 ฌอง แบบติสท( แวน เฮลมองท( (Jean Baptiste Van Helmont) นักวิทยาศาสตร(ชาวเบลเยี่ยม ไดทดลองปลูกตนหลิวแลวพบวาขณะที่ตนหลิวมีการเจริญเติบโต น้ําหนักของดินจะลดลง สวนน้ําหนักของตนหลิวจะเพิ่มขึ้น เขาจึงสรุปวาน้ําหนักของตนหลิวที่เพิ่มขึ้นไมไดมาจากน้ําเทานั้น ภาพการทดลองของฌอง แบบติสท" แวน เฮลมองท" ที่มา : https://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=73998 พ.ศ. 2315 โจเซฟ พริสต(ลีย( (Joseph Priestley) นักวิทยาศาสตร(ชาวอังกฤษ ไดทําการทดลองดังนี้ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  2. 2. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 2 การทดลองที่ 1 นําหนูใสในครอบแกวแลวทิ้งไวสักครู พบวาหนูจะตาย จากนั้นนําเทียนไขที่ติดไฟใสในครอบแกวที่หนูตายแลวทิ้งไวสักครู พบวาเทียนไขจะดับ แลวเมื่อจุดเทียนไขไวในครอบแกวทิ้งไวสักครูพบวาเทียนไขจะดับ จากนั้นนําหนูใสในครอบแกวที่เทียนไขดับ พบวาหนูตายเกือบทันที เขาสรุปวาแกQสที่ทําใหเทียนไขดับเปนแกQสที่ทําใหหนูตาย การทดลองที่ 2 นําพืชสีเขียวใสในครอบแกวที่เคยจุดเทียนไขเอาไวแตเทียนไขดับแลว ทิ้งไว 10 วันพบวาจะสามารถจุดเทียนไขใหติดไดอีกครั้ง จากนั้นเขาไดทําการทดลองเพิ่มเติมโดยแบงอากาศจากครอบแกวที่เทียนไขดับแลวออกเปน 2 สวน สวนที่หนึ่งนําไปใสในครอบแกวซึ่งมีแกวน้ําที่มีพืชสีเขียวติดอยู พบวาอากาศในครอบแกวนี้ทําใหเทียนไขติดไฟไดระยะหนึ่ง สวนที่สองนําไปใสในครอบแกวที่มีแตแกวน้ําบรรจุไว พบวาไมสามารถจุดเทียนไขใหติดได เขาจึงสรุปวาพืชสามารถเปลี่ยนอากาศเสียใหเปนอากาศดีไดจึงทําใหเทียนไขลุกไหม พ.ศ. 2322 แจน อินเก็น ฮูซ (Jan Ingen Housz) นายแพทย(ชาวดัทซ( ไดทําการทดลองคลายกับพ ริสต(ลีย( โดยทําการทดลองในขณะที่มีแสงและไมมีแสง และพิสูจน(ใหเห็นวาการทดลองของพริสต(ลีย(จะไดผลเมื่อมี แสงเทานั้น เขาจึงสรุปวาการที่พืชเปลี่ยนอากาศเสียใหเปน อากาศดีไดพืชจะตองไดรับแสงดวย ภาพแสดงการทดลองของแจน อินเก็น ฮูซ พ.ศ. 2325 ฌอง ซีนีบิเยร( (Jean Senebier) คนพบวาแกQสที่เกิดจากการลุกไหมและแกQสที่เกิดจากการหายใจของสัตว(คือ แกQสคาร(บอนไดออกไซด( สวนแกQสที่ชวยในการลุกไหมและแกQสที่ใชในการหายใจของสัตว(คือ แกQสออกซิเจนชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  3. 3. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 3 พ.ศ. 2347 นิโคลาส ธีโอดอร( เดอ โซซูร( (Nicolas Theodore de Soussure) นักวิทยาศาสตร(ชาวสวิส พิจารณาการคนพบของแวน เฮลมองท( ที่แสดงใหเห็นวาน้ําหนักของพืชที่เพิ่มขึ้นมากกวาน้ําหนักของน้ําที่พืชไดรับ เขาจึงสันนิษฐานวาน้ําหนักที่เพิ่มขึ้นบางสวนเปนน้ําหนักของแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ที่พืชไดรับ พ.ศ. 2405 จูเลียส ซาซ (Julius Sachs) พบวาสารอินทรีย(ที่พืชสรางขึ้นคือ น้ําตาล ซึ่งเปนคาร(โบไฮเดรต พ.ศ. 2438 เองเกลมัน (T.W. Engelmann) ทดลองใชปริซึมเพื่อแยกแสงออกเปนสเปกตรัมใหแกสาหรายสไปโรไจราซึ่งเจริญอยูในน้ําที่มีแบคทีเรีย พบวาแบคทีเรียที่ตองการออกซิเจนมารวมกลุมกันที่บริเวณสาหรายที่ไดรับแสงสีแดงและสีน้ําเงิน เพราะทั้งสองบริเวณนี้สาหรายจะใหแกQสออกซิเจนมากกวาในบริเวณอื่น พ.ศ. 2484 แซม รูเบนและมาร(ติน คาเมน (Sam Ruben & Martin Kamen) ไดทําการทดลองโดยเลี้ยงสาหรายในน้ําที่ประกอบดวย 18O และแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ที่ประกอบดวยออกซิเจนปกติ พบวาแกQสออกซิเจนที่เกิดขึ้นเปน 18O และเมื่อใชน้ําที่ประกอบดวยออกซิเจนปกติและแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ที่ประกอบดวย 18O พบวาไดแกQสออกซิเจนที่เปนออกซิเจนปกติเขาจึงสรุปวาแกQสออกซิเจนที่เกิดขึ้นเปนออกซิเจนชนิดเดียวกับออกซิเจนในโมเลกุลของน้ํา พ.ศ. 2475 โรบิน ฮิลล( (Robin Hill) ไดทําการ ทดลองพบวาเมื่อผานแสงในคลอโรพลาสต( จะไมมีแกQส ออกซิเจนเกิดขึ้น แตเมื่อเติมเกลือเฟอริก (Fe3+) ลงไป พบวาเกิดเกลือเฟอรัส (Fe2+) และแกQสออกซิเจน ก ก พ.ศ. 2494 แดเนียล อาร(นอน (DanielArnon) ไดทําการทดลองคลายกับของฮิลล( แลวพบวาพืชจะให NADPH และแกQสออกซิเจน เมื่อมี NADP+ และน้ําอยูดวย และป;จจัยที่ใชในการสังเคราะห(น้ําตาลคือNADPH, ATP และแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  4. 4. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 4 การทดลองที่ 1 เมื่อใหแสงแตไมใหคาร(บอนไดออกไซด( ก 2 ภาพการทดลองของแดเนียล อาร"นอน ก ก ก ATP " NADPHโครงสรางของคลอโรพลาสต คลอโรพลาสต( ประกอบดวยเยื่อหุมสองชั้น ภายในมีของเหลวเรียกวา สโตรมา (stroma) มีเอนไซม(ที่จําเปนสําหรับกระบวนการตรึงคาร(บอนไดออกไซด( ดานในของคลอโรพลาสต(มีเยื่อไทลาคอยด( (thylakoid)สวนที่พับซอนไปมาเปนตั้ง เรียกวา กรานัม (granum) และสวนที่ไมทับซอนกันอยูระหวางกรานัม เรียกวาสโตรมาลาเมลลา (stroma lamella) สารสีทั้งหมดและคลอโรฟrลล(จะอยูบนเยื่อไทลาคอยด( ซึ่งเปนบริเวณที่มีกระบวนการใชพลังงานแสง ภายในไทลาคอยด(มีชอง เรียกวา ลูเมน (lumen)สารสีในปฏิกิริยาแสง สารสีที่พบในสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห(ดวยแสงจะอยูในคลอโรพลาสต( สารสีตางๆทําหนาที่รับพลังงานแสงแลวสงตอใหคลอโรฟrลล(เอ ที่เปนศูนย(กลางของปฏิกิริยาของระบบแสงอีกตอหนึ่ง (reactioncenter) กลุมของแสงสีที่ทําหนาที่รับพลังงานแสงแลวสงตอใหคลอโรฟrลล(เอ ซึ่งเปนศูนย(กลางของปฏิกิริยา เรียกวาแอนเทนนา (antenna)ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  5. 5. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 5 ในพืชและสาหรายจะพบคลอโรฟrลล(เอ คลอโรฟrลล(บี และแคโรทีนอยด( (carotenoid) สวนไฟโคบิลิน (phycobilin) พบเฉพาะในสาหรายสีแดงและไซยาโนแบคทีเรีย แคโรทีนอยด( ประกอบดวยสารสี 2 ชนิด คือ แคโรทีน (carotene) เปนสารสีแดงหรือสม และแซนโทฟrลล( (xanthophyll) เปนสารสีเหลืองหรือสีน้ําตาล ในพืชชั้นสูงพบแคโรทีนอยด(ในคลอโรพลาสต( สวนไฟโคบิลิน ประกอบดวยไฟโคอีริทริน (phycoerythrin) และไฟโคไซยานิน (phycocyanin) ไดมีผูทดลองสกัดเอาคลอโรฟrลล(จากใบพืช ชนิดหนึ่งและผานแสงแตละสีเขาไปในสารละลายที่มี คลอโรฟrลล( แลววัดปริมาณแสงสีตางๆที่สารสีดูดไว ดังนี้ กราฟแสดงการดูดกลืนแสงของคลอโรฟIลล"ชนิดตJางๆ จากกราฟไดขอสรุปวา & คลอโรฟrลล(เอ ดูดกลืนพลังงาน แสงไดดีที่ความยาวคลื่น 400-500 และ 600-700 nm & คลอโรฟrลล(บี ดูดกลืนพลังงาน แสงไดดีที่ความยาวคลื่น 450-500 และ 630-670 nm จากกราฟจะเห็นไดวาพืชมีอัตราการสังเคราะห(แสงไดมาก เมื่อพืชไดรับแสงสีน้ําเงินและแสงสีแดงโดยมีคลอโรฟrลล(เอและคลอโรฟrลล(บีรับพลังงานแสงไวชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  6. 6. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 6 ใบความรูที่ 7 การสังเคราะหดวยแสงกระบวนการสังเคราะหดวยแสง กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงของพืช แบงออกเปน 2 ขั้นตอนคือ ปฏิกิริยาแสง (light reaction)และปฏิกิริยาตรึงคาร(บอนไดออกไซด( (CO2 fixation)ปฏิกิริยาแสง ปฏิกิริยาแสง (light reaction) เปนกระบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงใหเปนพลังงานเคมีที่พืชนําไปใชไดในรูป ATP และ NADPH บนเยื่อไทลาคอยด(จะมีระบบแสง (photosystem : PS) ประกอบดวยโปรตีนตัวรับอิเล็กตรอน และแอนเทนนา ระบบแสงประกอบดวย ระบบแสง I หรือ PS I เปนระบบแสงที่มีคลอโรฟrลล(เอ ซึ่งเปนศูนย(กลางปฏิกิริยารับพลังงานแสงไดดีที่สุดที่ความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร เรียกวา P700 และระบบแสง II หรือ PS IIซึ่งมีคลอโรฟrลล(เอเปนศูนย(กลางปฏิกิริยา รับพลังงานแสงไดดีที่สุดที่ความยาวคลื่น 680 นาโนเมตร เรียกวาP680 พลังงานแสงที่สารสีตางๆดูดกลืนไว จะทําใหอิเล็กตรอนของสารสีมีระดับพลังงานสูงขึ้น และสามารถถายทอดไปได 2 ลักษณะ คือ การถายทอดอิเล็กตรอนแบบไมเปนวัฏจักร (non cyclic electron transfer)และ การถายทอดอิเล็กตรอนแบบเปนวัฏจักร (cyclic electron transfer)ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  7. 7. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 7 จากรูปการถายทอดอิเล็กตรอนแบบเปนวัฎจักรสรุปไดวา อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากคลอโรฟrลล(เอในระบบแสง I จะมีตัวรับอิเล็กตรอนมารับ แลวถายทอดกลับมายังคลอโรฟrลล(เอที่เปนศูนย(กลางของปฏิกิริยาของระบบแสง I อีกครั้งหนึ่งจากรูปจะเห็นไดวา อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากคลอโรฟrลล(เอในระบบแสง I จะไมยอนคืนสูระบบแสง I เพราะมีNADP+ มารับอิเล็กตรอนกลายเปน NADPH คลอโรฟrลล(เอในระบบแสง II จะสงอิเล็กตรอนผานตัวรับอิเล็กตรอนหลายชนิดไปยังระบบแสง I ศูนย(กลางปฏิกิริยาระบบแสง II สูญเสียอิเล็กตรอนไป มีผลใหสามารถดึงอิเล็กตรอนของน้ําออกมาแทนที่ ซึ่งทําใหโมเลกุลของน้ําแยกสลายเปนออกซิเจนและโปรตอน พลังงานแสงสวนหนึ่งจะถูกนําไปใชในการสราง ATP ขณะที่มีการถายทอดอิเล็กตรอน เรียกปฏิกิริยาการสราง ATP จากพลังงานแสงนี้วา โฟโตฟอสโฟรีเลชัน (photophosphorylation) พลังงานแสงที่พืชนําไปใชในการสลายโมเลกุลของน้ําทําใหเกิดออกซิเจนและโปรตอน เรียกวา โฟโตลิซิส (photolysis) หรือปฏิกิริยาฮิลล( (Hill’s reaction) ดังนั้นจึงสรุปสมการของปฏิกิริยาใชแสงไดวาชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  8. 8. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 8 ตารางสรุปเปรียบเทียบการถ#ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป)นวัฏจักรและไม#เป)นวัฏจักร การถ(ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป*นวัฏจักร การถ(ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม(เป*นวัฏจักร 1. เกี่ยวของกับระบบแสง I 1. เกี่ยวของกับระบบแสง I และระบบแสง II 2. อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากคลอโรฟrลล(ของ 2. อิเล็กตรอนที่หลุดไปจะไมกลับมาที่เดิม แตจะ ระบบแสง I จะกลับสูที่เดิม มีอิเล็กตรอนจากระบบแสง II มาแทนที่ 3. มีการสราง ATP 3. มีการสราง ATP 4. ไมมีการสราง NADPH+H+ 4. มีการสราง NADPH+H+ 5. ไมมี O2 เกิดขึ้น 5. มี O2 เกิดขึ้น 6. ใชรงควัตถุในระบบแสง I 6. ใชรงควัตถุในระบบแสง I และระบบแสง IIปฏิกิริยาตรึงคารบอนไดออกไซด ปฏิกิริยาตรึงคาร(บอนไดออกไซด( (carbondioxide fixation) เปนกระบวนการที่พืชนําพลังงานเคมีที่ไดจากปฏิกิริยาแสงในรูป ATP และ NADPH มาใชในการสรางสารอินทรีย( (สารประกอบคาร(โบไฮเดรต :กลูโคส หรือเก็บสะสมในรูปของเม็ดแป~ง) ปฏิกิริยาตรึงคาร(บอนไดออกไซด(เกิดขึ้นหลายขั้นตอนเปนวัฏจักร เรียกวา วัฏจักรแคลวิน (Calvincycle) เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต( ประกอบดวย 3 ขั้นตอน คือ 1. คาร(บอกซิเลชัน (carboxylation) เปนขั้นตอนที่ RuBP (ribulosebisphosphate) รวมกับ CO2เกิดเปนสารอินทรีย(ที่มีคาร(บอน 3 อะตอมเปนองค(ประกอบ สารนั้นคือ PGA ซึ่งเปนสารเสถียรตัวแรกของวัฎจักรแคลวิน 2. รีดักชัน (reduction) เปนขั้นตอนที่ PGA รับพลังงานจาก ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาแสงแลวเปลี่ยนเปน กลีเซอรัลดีไฮด(-3-ฟอสเฟต (G3P) หรือ PGAL ไปเปนน้ําตาลที่มีคาร(บอน 3 อะตอม 3. รีเจเนอเรชัน (regeneration) เปนกระบวนการสราง RuBP ขึ้นมาใหม เพื่อไปรับ CO2 อีกครั้งหนึ่งและ PGAL บางโมเลกุลถูกนําไปสรางกลูโคสหรือสารอินทรีย(อื่นๆชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  9. 9. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 9 ภาพวัฏจักรแคลวิน ภาพสรุปกระบวนการสังเคราะห"ดNวยแสงชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  10. 10. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 10โฟโตเรสไพเรชัน เอนไซม(รูบิสโก (rubisco) ที่กระตุนให RuBP ตรึง CO2แลว ยังสามารถกระตุนให RuBP ตรึง O2 ไดอีกดวย การที่ RuBP ตรึง O2 มีผลทําให RuBP ตรึง CO2 ไดนอยลง กระบวนการที่ RuBP ตรึง O2 เรียกวาโฟโตเรสไพเรชัน (photorespiration) ซึ่งเปนกระบวนการที่เกิดขึ้นตามปกติ นักวิทยาศาสตร(คนพบวาในกรณีที่พืชอยูในสภาพที่ไดรับแสงมาก มีปริมาณ CO2 นอย RuBP จะตรึง O2 มากขึ้น ซึ่งคาดวาจะเกิดโฟโตเรสไพเรชันเปนการนํา ATP และสารพัลงงานสูงที่ไดมากเกินความตองการไปใชจะชวยป~องกันความเสียหายใหแกระบบการสังเคราห(ดวยแสง ซึ่งกระบวนการโฟโตเรสไพเรชันตางจากกระบวนการหายใจ เพราะเกิดขึ้นเฉพาะเซลล(ที่มีคลอโรพลาสต(เทานั้นกลไกการเพิ่มความเขมขนของคารบอนไดออกไซดของพืช C4 ในวัฏจักรแคลวินของพืชไดสารประกอบคงตัวชนิดแรกคือ PGA ซึ่งเปนสารประกอบที่มีคาร(บอน 3อะตอม เรียกพืชชนิดนี้วาพืช C3 แตมีพืชบางชนิดในเขตรอนมีวิวัฒนาการที่สามารถตรึง CO2นอกเหนือจากวัฏจักรแคลวิน และไดสารประกอบคงตัวชนิดแรกซึ่งมีคาร(บอน 4 อะตอม และไมใช PGA จึงเรียกพืชที่มีกระบวนการเชนนี้วา พืช C4 ในพืชที่พบคลอโรพลาสต(มากในเซลล(มีโซฟrลล( (mesophyll) จัดเปนพืช C3 สวนพืชที่พบคลอโรฟrลล(ทั้งในคลอโรพลาสต(และบันเดิลชีท (bundle sheath) จัดเปนพืช C4 พืช C4 เปนพืชที่มีถิ่นกําเนิดเปนเขตรอนหรือกึ่งรอน เชน ขาวโพด ขาวฟƒาง ออย หญาแพรก หญาแหวหมู ผักโขมจีน และบานไมรูโรย จากรูป สรุปไดดังนี้ 1. พืช C4 มีการตรึง CO2 2 ครั้ง ครั้งแรกในสโตร มาของเซลล(มีโซฟrลล( โดยสารประกอบ PEP ซึ่งมี คาร(บอน 3 อะตอม เปลี่ยนเปน OAA (oxaloacetic acid) ซึ่งเปนสารที่มีคาร(บอน 4 อะตอม สารนี้เปนสาร เสถียรตัวแรกที่ไดจากการตรึง CO2 2. สารที่มีคาร(บอน 4 อะตอม (กรดมาลิกที่ เปลี่ยนมาจาก OAA) จะถูกลําเลียงผานพลาสโมเดสมาตา เขาไปในบันเดิลชีทแลวปลอยคาร(บอนอะตอมในรูป CO2 ใหแก RuBP ในวัฏจักรแคลวิน เปนการตรึง CO2 ครั้งที่ สองชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  11. 11. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 11 3. สารที่มีคาร(บอน 4 อะตอม เมื่อปลอยคาร(บอนในรูปของ CO2 ใหแก RuBP ในวัฏจักรแคลวินแลวสารนั้นจะมีคาร(บอนเหลือ 3 อะตอม คือ กรดไพรูวิกจะลําเลียงกลับเขาไปในเซลล(มีโซฟrลล( แลวเปลี่ยนเปนPEP โดยอาศัยพลังงานจาก ATP ในสภาพปกติพืช C4 จะมีโฟโตเรสไพเรชันนอยกวาพืช C3 เนื่องจากมีการลําเลียง CO2 ในเซลล(มีโซฟrลล(มาใหเซลล(บันเดิลชีทจึงทําใหบริเวณเซลล(บันเดิลชีทมีความเขมขนของ CO2 สูง กระบวนการโฟโตเรสไพเรชันเกิดไดนอยมาก ดังนั้นพืช C4 จะมีประสิทธิภาพในการใชแสงสูงกวาพืช C3 ในเวลาที่อุณหภูมิสูงปากใบจะปrดเพื่อลดการคายน้ํา แตอัตราการสังเคราะห(ดวยแสงของพืช C4 ก็ไมไดลดลง แมจะไมไดรับ CO2 จากสิ่งแวดลอม แตก็ไดรับ CO2 ที่ปลอยมาจากสารคาร(บอน 4 อะตอมที่พืชตรึงไวในตอนแรก ก ! C3 (ก) ! C4 ( ) ตารางเปรียบเทียบพืช C3 และ C4 ขอเปรียบเทียบ C3 C41. คลอโรพลาสต(ในบันเดิลชีท ไมมี มี2. จํานวนครั้งการตึง CO2 1 ครั้ง 2 ครั้ง3. ตําแหนงที่มีการตรึง CO2 มีโซฟrลล( ครั้งแรกในมีโซฟrลล( ครั้งที่สองในบันเดิล ชีท4. สารที่ใชตรึง CO2 RuBP ครั้งแรก PEP ครั้งที่สอง RuBP5. สารตัวแรกที่เกิดจากการตรึง CO2 PGA (สาร3C) OAA (สาร4C)6. การเกิดโฟโตเรสไพเรชัน มี มีนอยมากชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  12. 12. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 12กลไกการเพิ่มความเขมขนคารบอนไดออกไซดของพืชซีเอเอ็ม (CAM) พืช CAM (Crussulacean Acid Metabolism) พบครั้งแรกในพืชตระกูลครัสซูลาซี่(Crussulaceae) เชน กระบองเพชร เปนตน แตในป;จจุบันพบในพืชชนิดอื่น เชน กลวยไม สับปะรด วานหางจระเข ศรนารายณ( เปนตน พืช CAM เจริญไดในที่แหงแลง ซึ่งในเวลากลางวันสภาพแวดลอมจะมีความชื้นต่ําและอุณหภูมิสูง ทําใหพืชสูญเสียน้ําทางใบมาก จึงมีวิวัฒนาการโดยการลดรูปของใบใหมีขนาดเล็กลง และแกใบจะปrดในเวลากลางวัน หรือมีลําตนอวบน้ําเพื่อจะสงวนรักษาน้ําไวใชในกระบวนการตางๆ ในเวลากลางคืนอากาศมีอุณหภูมิต่ําและความชื้นสูงปากใบของพืชจะเปrด CO2 จะเขาไปทางปากใบไปยังเซลล(มีโซฟrลล( สารประกอบ PEP จะตรึง CO2 ไวแลวเปลี่ยนเปนสาร OAA (oxaloacetic acid) ซึ่งOAA จะเปลี่ยนเปนกรดมาลิก (malic acid) แลวเคลื่อนยายมาสะสมไวในแวคิวโอล ในเวลากลางวันเมื่อเริ่มมีแสงมากปากใบจะปrดเพื่อลดการคายน้ํา กรดมาลิกจะถูกลําเลียงเขาสูคลอโรพลาสต( เพื่อปลอย CO2 จากกรดมาลิก และ CO2 จากกรดมาลิกจะถูกตรึงเขาสูวัฏจักรแคลวินตามปกติ โดยสรุปแลวพืช CAM จะตรึง CO2 ได แตไมสามารถสรางน้ําตาลได เพราะขาด NADPH และ ATP ที่พืชตองสรางจากปฏิกิริยาแสง ดังนั้นการตรึง CO2 ในเวลากลางคืนจึงตองตรึงไวในรูป C4 เพื่อเก็บสะสมไวกอนC4 เมื่อพืชไดรับแสงในเวลากลางวันจึงจะสราง NADPH และ ATP มาใชในการสรางน้ําตาลตอไป ภาพเปรียบเทียบวัฎจักรคาร(บอนของพืช C4 (a) และ CAM (b)ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  13. 13. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 13 ใบความรูที่ 8 ป9จจัยบางประการที่มีผลต(ออัตราการสังเคราะหดวยแสง ป;จจัยที่มีผลตออัตราการสังเคราะห(ดวยแสง มีดังนี้ แสงและความเขมของแสง & พืชสามารถดูดกลืนแสงที่ผานบรรยากาศมากระทบยังใบไดรอยละ 40 และนําไปใชในการสราง คาร(โบไฮเดรตเพียงรอยละ 5 เทานั้น & พืชแตละชนิดตองการความเขมแสงในการสังเคราะห(ดวยแสงตางกัน & เมื่อเพิ่มความเขมของแสงมากขึ้นเรื่อยๆ จะถึงจุดหนึ่งที่เมื่อเพิ่มความเขมของแสงแลวอัตราการตรึง CO2 จะไมเพิ่มขึ้น เรียกคาความเขมของแสง ณ จุดนี้วา จุดอิ่มตัวแสง (light saturation point) & เมื่อความเขมของแสงเพิ่มขึ้นจนกระทั่งอัตราการปลอย CO2 จากการหายใจเทากับอัตราการตรึง CO2 จากการสังเคราะห(ดวยแสง เรียกจุดที่ความเขมแสงนี้วา ไลท(คอมเพนเซชันพอยท( (light compensation point) & พืชแตละชนิด มี light compensation point และ light saturation point ไมเทากัน เพราะพืชแต ละชนิดมีอัตราการหายใจและอัตราการสังเคราะห(ดวยแสงแตกตางกัน & พืชในที่รมมี light compensation point และ light saturation point ต่ํากวาพืชที่อยูกลางแจง เนื่องจากพืชในที่รมมีอัตราการหายใจต่ํา จุดอัตราการปลอย CO2 จากการหายใจเทากับอัตราการตรึง CO2 จึงเปนจุดที่ความเขมของแสงต่ํา คารบอนไดออกไซด & เมื่อเพิ่มความเขมขนของ CO2 ไปถึงความเขมขนของ CO2 ระดับหนึ่งที่ทําใหอัตราการตรึง CO2 ดวย กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงเทากับอัตราการตรึง CO2 จากกระบวนการหายใจ เรียกความเขมของ CO2 ณ จุดนี้วา คาร(บอนไดออกไซด(คอมเพนเซชันพอยท( (CO2 compensation point) & เมื่อความเขมขนของ CO2 ในอากาศเพิ่มมากขึ้นถึงจุดๆหนึ่งอัตราการตรึง CO2 สุทธิจะไมเพิ่มขึ้น เรียก ความเขมของ CO2 ณ จุดนี้วา จุดอิ่มตัวของคาร(บอนไดออกไซด( อุณหภูมิ & อุณหภูมิที่ตางกันมีผลตอการสังเคราะห(ดวยแสง ซึ่งอุณหภูมิที่เหมาะสมจะทําใหอัตราการสังเคราะห(ดวย แสงสูงสุดชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม
  14. 14. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 14 & เมื่ออุณหภูมิขึ้นถึงระดับหนึ่งจะมีผลตอการสังเคราะห(ดวยแสง โดยทําใหเอนไซม(ที่เกี่ยวของกับ กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงเสียสภาพ อัตราการสังเคราะห(ดวยแสงจะลดลง & อุณหภูมิที่เหมาะสมตอการสังเคราะห(ดวยแสงของพืช C3จะต่ํากวาอุณหภูมิที่เหมาะสมตอการสังเคราะห( ดวยแสงของพืช C4 อายุใบ & ใบที่ออนเกินไปการพัฒนาของคลอโรพลาสต(ยังไมเจริญเต็มที่ สวนใบที่แกเกินไปจะมีการสลายตัวของก รานุมและคลอโรฟrลล( มีผลทําใหการสังเคราะห(ดวยแสงของพืชลดลง ปริมาณน้ําที่พืชไดรับ & เมื่อพืชขาดน้ําอัตราการสังเคราะห(ดวยแสงจะลดลง เนื่องจากปากใบของพืชจะปrดเพื่อลดการคายน้ํา จึง ทําให CO2 แพรเขาสูปากใบไดยาก ธาตุอาหาร & Mg และ N เปนธาตุสําคัญในองค(ประกอบของคลอโรฟrลล( การขาดธาตุเหลานี้สงผลใหพืชเกิดอาการ ใบเหลืองซีด เรียกวา คลอโรซิส (chlorosis) เนื่องจากใบขาดคลอโรฟrลล( & Fe จําเปนตอการสรางคลอโรฟrลล( และเปนองค(ประกอบของไซโมโครม ซึ่งเปนตัวถายทอดอิเล็กตรอน & Mn และ Cl จําเปนตอกระบวนการแตกตัวของน้ําในปฏิกิริยาการสังเคราะห(ดวยแสงการปรับตัวของพืชเพื่อรับแสง พืชในที่รมไดรับแสงนอย เซลล(ชั้นเอพิเดอร(มิสที่อยูดานนอกสุดจะทําหนาที่คลายเลนส(รวมแสง ทําใหเพิ่มความเขมของแสงที่สองไปยังคลอโรพลาสต( พืชที่ขึ้นในที่แหงแลง ความเขมของแสงสูง อุณหภูมิสูง เซลล(ชั้นเอพิเดอร(มิสมีการปรับโครงสรางพิเศษเพิ่มความหนาของชั้นคิวทิเคิล เพื่อชวยในการสะทอนของแสง ลดการดูดซับแสงของใบ ชวยลดอุณหภูมิ และมีขนปกคลุมปากใบเพื่อลดการคายน้ํา พืชยืนตนที่มีการแตกกิ่งสาขามากๆ ชวยเพิ่มความสามารถในการรับแสงไดมากขึ้น เชน ตนหูกวางสามารถแตกกิ่งกานสาขา มีเรือนพุมกวางปกคลุมพื้นดิน และมีการจัดเรียงตัวรอบลําตนเพื่อใหใบแตละใบรับแสงได ใบมะละกอมีกานใบดานลางยาวกวาดานบน มีการสับหวางของใบเพื่อรับแสง และการแยงกันรับแสงของพืชที่ขึ้นเบียดกันแนนจะทําใหตนพืชมีลักษณะสูงชะลูด เปนตนชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

×