14.พืช C4 and CAM
•Download as PPTX, PDF•
2 likes•17,446 views
ชีววิทยา เรื่อง พืช C4 and CAM นายวิชัย ลิขิตพรรักษ์ ตำแหน่งครู คศ.1 เอกวิชาชีววิทยา กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา ประวัติการศึกษา : พ.ศ. 2549 วิทยาศาสตรบัณฑิต (เกีรยตินิยมอันดับ 2) สาขาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล พ.ศ. 2551 ศึกษาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาศึกษาศาสตร์ เอกเทคโนโลยีและสื่อสารการศึกษา มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช พ.ศ. 2552 ประกาศนียบัตรบัณฑิตวิชาชีพครู คณะครุศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต พ.ศ. 2555 สาธารณสุขศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาวิทยาศาสตร์สุขภาพ เอกสาธารณสุขศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช พ.ศ. 2558 ศึกษาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาวิชาการประเมินและการวิจัยทางการศึกษา เอกวิจัยทางการศึกษา คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยรามคำแหง
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Viewers also liked
Viewers also liked (20)
Similar to 14.พืช C4 and CAM
More from Wichai Likitponrak
More from Wichai Likitponrak (20)
14.พืช C4 and CAM
- 1. ติวเข้มเติมเต็มความรู้ รายวิชาชีววิทยา สาหรับนักเรียนระดับชั้น มัธยมศึกษาตอนปลาย เรื่อง กลไกการเพิ่มความเข้มข้นของ คาร์บอนไดออกไซด์ในพืช C4 และ CAM (C4 AND CAM PHOTOSYNTHESIS) ผู้สอน...ครูวิชัย ลิขิตพรรักษ์
- 2. การแลกเปลี่ยนแก๊ส การคายน้าและการลาเลียงสารของพืช • ลักษณะและโครงสร้างสาคัญของพืช C4 และ CAM • กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C4 • กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช CAM • ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (Photorespiration)
- 4. การสังเคราะห์ด้วยแสง (PHOTOSYNTHESIS) • กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เป็นกระบวนการที่พืชและสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนพลังงานแสงให้มาอยู่ในรูปของพลังงานเคมีที่อยู่ใน โมเลกุลของสารอินทรีย์ที่สร้างขึ้น พลังงานที่อยู่ในโมเลกุลสารอินทรีย์นี้ ถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานในการดารงชีวิตของพืชและสิ่งมีชีวิต ทั้งหลายบนโลก กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้อาจถือได้ว่าเป็นเพียงกระบวนการเดียวของพืชและสิ่งมีชีวิตที่สามารถดึงพลังงานจาก ดวงอาทิตย์ให้เข้ามาหมุนเวียนในโลก
- 11. พืช C3 C4 และ CAM พืช C3 พืช C3 เป็นพืชที่มีระบบการตรึง คาร์บอนไดออกไซด์ด้วย Calvin Cycle เพียงอย่างเดียว จะเห็นได้ว่าใน Calvin Cycle สารอินทรีย์ตัวแรกที่เกิดขึ้นจากการตรึง คาร์บอนไดออกไซด์คือ PGA จึงเป็นสารที่มี คาร์บอน 3 อะตอม เราจึงเรียกพืชกลุ่มนี้ว่า พืช C3
- 14. พืช C3 C4 และ CAM พืช C3 โครงสร้างภายในของใบจะประกอบด้วย mesophyll cell 2 แบบ คือ palisade mesophyll และ spongy mesophyll และมีกลุ่มเนื้อเยื่อ ลาเลียงแทรกอยู่ อาจมีกลุ่มเซลล์ล้อมรอบกลุ่มท่อ ลาเลียง ซึ่งเรียกว่า bundle sheath cell หรือไม่ก็ได้ การเกิดการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วย Calvin Cycle จะเกิดขึ้นที่ mesophyll cells เป็นหลัก
- 15. พืช C3 C4 และ CAM พืช C3 พืช C3 นี้เป็นพืชกลุ่มใหญ่ที่สุด มีจานวนชนิดมากว่าพืช C4 พืชที่เป็นพืช C3 ได้แก่ ข้าว ข้าวสาลี ถั่ว เป็นต้น
- 16. พืช C3 C4 และ CAM พืช C4 พืช C4 มักเป็นพืชที่มีถิ่นกาเนิดในเขตศูนย์สูตร เช่น ข้าวโพด อ้อย และบานไม่รู้โรย
- 17. พืช C3 C4 และ CAM พืช C4 พืชกลุ่มนี้มีโครงสร้างภายในของใบที่เด่นชัดคือ จะ มี bundle sheath cells ที่มีคลอโรพ ลาสต์ล้อมรอบกลุ่มท่อลาเลียง พืชพวกนี้จะมีการ ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ 2 ครั้ง โดยครั้งแรกตรึงที่ mesophyll cell โดยมีตัวมารับ CO2 คือ phosphoenol pyruvate (PEP) ได้เป็นสารประกอบคาร์บอน 4 อะตอม (อันเป็นที่มาของชื่อว่า พืช C4) คือ กรดออก ซาโลเอซิติก (oxaloacetic acid) (OAA) แล้วถูกเปลี่ยนเป็น malic acid
- 18. พืช C3 C4 และ CAM พืช C4 ก่อนจะเคลื่อนที่เข้าสู่ bundle sheath cell เมื่อถึง bundle sheath cell สาร C4 จะถูก เปลี่ยนเป็นสาร C3 + CO2 ในคลอโรพลาสต์ที่ bundle sheath cell ซึ่ง CO2 ก็จะเข้าสู่ Calvin Cycle ต่อไป ส่วนสาร C3 ก็จะถูก นากลับมายัง mesophyll cell เพื่อเปลี่ยนเป็น PEP สาหรับการตรึง CO2 ครั้งต่อไป ด้วยระบบ เช่นนี้ จึงทาให้ความเข้มข้นของ CO2 บริเวณ bundle sheath cell มีความเข้มข้นสูงขึ้น กว่าบริเวณ mesophyll ของพืช C3
- 19. พืช C3 C4 และ CAM พืช CAM พืชที่มีการตรึง CO2 แบบ CAM เรียก พืช CAM เป็นพืชที่เจริญได้ดีในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง เนื่องจากเวลา กลางวันมีอุณหภูมิสูง ความชื้นต่า พืชบริเวณนี้จึงมีการปรับตัว โดยปากใบจะปิดในเวลากลางวัน และเปิดในเวลากลางคืนเพื่อลด การคายน้า เช่น ว่านหางจระเข้ กล้วยไม้ การะบองเพชร สัปปะรด โดยในสภาพที่มีน้า ความชื้นสูงจะตรึง CO2 แบบ C3 หาก สภาพแวดล้อมแห้งแล้ง ความชื้นต่าจะตรึง CO2 แบบ CAM
- 20. พืช C3 C4 และ CAM พืช CAM เกิดการตรึง CO2 จานวน 2 ครั้ง ดังนี้ 1. เกิดในเวลากลางคืน เนื่องจากปากใบเปิด CO2 แพร่เข้ามาทางปากใบไปยัง cytoplasm ของ mesophyll cell PEP ตรึง CO2 เกิด OAA เปลี่ยนแป็น maric acid สะสมใน vacuole ของ mesophyll 2. เกิดในเวลากลางวัน maric acid แพร่จาก vacuole เข้าสู่ chloroplast maric acid ปล่อย CO2 ซึ่งจะถูกตรึงครั้งที่ 2 โดย RuBP เข้า สู่ calvin cycle
- 23. LEAF STRUCTURE OF C3 PLANT
- 26. LEAF STRUCTURE OF C4 PLANT
- 61. สรุปกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 พืช C4 และพืช CAM
- 62. สรุปกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 พืช C4 และพืช CAM
- 65. CAM PLANT LEAF STRUCTURE C4 PLANT C3 PLANT
- 68. Otto Warburg เป็นนักเคมีชาวเยอรมัน เป็นผู้ศึกษาการ สังเคราะห์แสงในสาหร่ายและพบว่า การสังเคราะห์แสงของสาหร่าย จะถูกระงับโดย O2 และพบว่าการระงับกระบวนการ ดังกล่าวนี้ เกิดกับพืช C3 ทั้งหมดที่ศึกษา กระบวนการดังกล่าวนี้ เรียกว่า Warburg Effect อัตราการสังเคราะห์แสงของถั่ว เหลืองที่ O2 เข้มข้น 0 เปอร์เซ็นต์จะสูงกว่า ที่ O2 เข้มข้น 21 เปอร์เซ็นต์ ยิ่งไปกว่านั้น เปอร์เซ็นต์การระงับ กระบวนการสังเคราะห์แสงของ O2 นี้ จะสูงขึ้นเมื่อระดับ ของ CO2 ต่าลง อัตราการสังเคราะห์แสงของพืช C4 จะไม่ค่อย ได้ผลกระทบจากการผันแปรปริมาณของ O2 ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (PHOTORESPIRATION)
- 69. ในขณะนี้เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่า อัตราการหายใจของใบพืช C3 ในที่มีแสงจะมากเป็น 2 ถึง 3 เท่า ของอัตราการหายใจในที่มืดและ จะเร็วประมาณครึ่งหนึ่งของอัตราการสังเคราะห์แสง(การจับ CO2) การหายใจของใบที่ได้รับแสงจะเกิดจากการหายใจในสภาพ ปกติรวมกับการหายใจที่เกิดเฉพาะในสภาพที่มีแสงซึ่งเรียกว่า Photorespiration ทั้งสองกระบวนการเป็นกระบวนการ ทางชีวะที่แตกต่างกัน โดยการหายใจจะเกิดในไซโตพลาสต์และไมโตคอนเดรีย ส่วนPhotorespiration เกิดในคลอโรพ ลาสต์ เพอรอกซิโซม (Peroxisomes) และไมโตคอนเดรีย ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (PHOTORESPIRATION)
- 71. ในพืช C4 ไม่พบว่ามี Photorespiration เกิดขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุให้พืช C4 มีประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสงในที่มี แสงแดดจัดดีกว่าพืชC3 Photorespiration จะเกิดเร็วขึ้นเมื่อสภาพแวดล้อมมี O2 ในระดับสูง มี CO2 ในระดับต่า มีความเข้มของแสงสูงและอุณหภูมิสูง ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (PHOTORESPIRATION)
- 72. Photorespiration เกิดโดยที่เอนไซม์ RuDP Carboxylase จะจับ O2 ให้รวมกับ RuDP แทนที่จะ จับ CO2 ซึ่งในกรณีนี้ RuDP Carboxylase จะทาหน้าที่เป็น RuDP Oxygenase ซึ่งการจับ O2 นี้ สามารถอธิบาย Warburg Effect ได้ การรวมกันของ RuDP กับ O2 นี้ ทาให้เกิด Phosphoglycolic acid ซึ่งมีคาร์บอน 2 อะตอม ในโมเลกุลของ Phosphoglycolic acid จะมี O2 ที่มา จาก O2 ดังนั้น O2 และ CO2 จึงแก่งแย่งที่จะทาปฏิกิริยากับ RuDP โดยการคะตะไลต์ของเอนไซม์ตัวเดียวกัน การที่ พืช C4 มีการจับ CO2 ใน Bundle Sheath นั่นเองที่ทาให้ O2 ไม่สามารถแข่งขันด้วยได้เพราะ Bundle sheath อยู่ห่างจากปากใบเข้าไป ต่อมา Phosphoglycolic Acid จะถูกดีฟอสโฟรีเลท (Dephosphorylated) เกิดเป็น Glycolic Acid ซึ่งมีคาร์บอน 2 อะตอม และคาร์บอกซิลของกรดชนิดนี้จะ กลายเป็น CO2 ในที่สุด ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (PHOTORESPIRATION)
- 73. การที่ Glycolic acid ถูกออกซิไดซ์จนให้ CO2 ออกมานั้น ไม่ได้เกิดในคลอโรพลาสต์ แต่เกิดในเพอรอกซิ โซม โดย Glycolic Acid จะเคลื่อนที่ออกจากคลอโรพลาสต์ไปยังเพอรอกซิโซมซึ่งอยู่ติดกัน ในอวัยวะนี้เอง Glycolic Acid จะถูกออกซิไดซ์ให้เป็น Glyoxylic Acid และ H2O2 ซึ่ง H2O2 นี้เป็นพิษต่อเซลล์ จึงถูกสลาย ด้วย คะตาเลส (Catalase) ให้เป็นน้าและ O2 การหายไปของ Glyoxylic Acid ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันนัก อาจจะถูก ออกซิไดซ์ เป็นCO2 และ Formic Acid หรืออาจจะเปลี่ยนไปเป็น Glycine แล้วเคลื่อนที่ไปสู่ไมโตคอนเดรีย แล้ว กลายเป็น Serine กับ CO2 ต่อมา Serine จะเปลี่ยนไปเป็น 3PGA โดย Glycolate Pathway ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (PHOTORESPIRATION)
- 74. 1. เป็นการควบคุมความปลอดภัยของเซลล์ไม่ให้มีการสะสมพลังงานที่เกิดจากการสังเคราะห์แสงมากเกินไปแต่ข้อโต้แย้งว่าน่าจะ เป็นการสูญเสียพลังงานมากกว่า 2. เป็นการสร้าง ATP นอกคลอโรพลาสต์ เพราะ ATP ที่เกิดจากการสังเคราะห์แสงจะออกมานอกคลอโรพลาสต์ไม่ได้ แต่ข้อ โต้แย้งคือ การสร้าง ATP 1 โมเลกุลนั้น พืชต้องใช้ ATP ถึง 9 โมเลกุล และ NADPH อีก 6 โมเลกุล ซึ่งเป็นการ สร้าง ATP ที่ไม่มีประสิทธิภาพ 3. เป็นการเคลื่อนย้ายคาร์บอนที่ถูกจับจากคลอโรพลาสต์ในรูปของ Glycolate แล้วนาไปสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตอื่น ๆ แต่ก็ เป็นวิธีที่สิ้นเปลืองพลังงานมาก ปฏิกิริยาหายใจด้วยแสง (PHOTORESPIRATION)
- 78. “THE END” THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!