3 photosyn 1
•
5 likes•1,126 views
บทที่ 3 กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช_1 (Photosynthesis in Plant) นายวิชัย ลิขิตพรรักษ์ ตำแหน่งครู คศ.1 เอกวิชาชีววิทยา กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ โรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา ประวัติการศึกษา : พ.ศ. 2549 วิทยาศาสตรบัณฑิต (เกรียตินิยมอันดับ 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)
Similar to 3 photosyn 1
Similar to 3 photosyn 1 (20)
More from Wichai Likitponrak
More from Wichai Likitponrak (20)
3 photosyn 1
- 1. บทที่ 3 กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (Photosynthesis in Plant) รายวิชาชีววิทยา 3 (ว30243) ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2561 นายวิชัย ลิขิตพรรักษ์ ครู คศ.1 สาขาวิชาชีววิทยา กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์
- 2. ครูผู้สอน • นายวิชัย ลิขิตพรรักษ์ ตาแหน่งครู คศ.1 เอกวิชาชีววิทยา ประวัติการศึกษา : – พ.ศ. 2549 วิทยาศาสตรบัณฑิต (เกรียตินิยมอันดับ 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 มหาวิทยาลัยรามคาแหง
- 15. แวน เฮลมองท์ (พ.ศ.2191) ทดลองปลูกต้นหลิวเป็นระยะเวลา 5 ปี พบว่า น้าหนักของต้นหลิวที่เพิ่มขึ้นมาจาก น้าที่รดให้อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากปริมาณดินที่ปลูกมีการเปลี่ยนน้อยมาเมื่อเทียบกับน้าหนักต้นหลิวที่ เปลี่ยนแปลง ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 17. โจเซฟ พริสต์ลีย์ (พ.ศ. 2315) ได้ทาการทดลองหลายรูปแบบจนสามารถตั้งสมมติฐานได้ว่าอากาศที่ทาให้ เทียนไขดับและทาให้หนูตายนั้นเป็นอากาศเสีย และยังเป็นแก๊สชนิดเดียวกันนอกจากนี้ยังเป็นผู้ค้นพบว่า พืช สีเขียวมีความสามารถในการเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็นอากาศดีได้ ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 20. แจน อินเก็น ฮูซ (พ.ศ. 2322) เป็นผู้ทดลองให้เห็นว่า พืชจะมีความสามารถในการเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็น อากาศดีได้ก็ต่อเมื่อพืชได้รับแสง นอกจากนี้เขายังเป็นผู้ค้นพบว่า พืชสามารถนาแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไป ใช้แล้วปล่อยแก๊สออกซิเจนออกมา และเก็บธาตุคาร์บอนไว้ในรูปของสารประกอบอินทรีย์อีกด้วย ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 23. ธีโอดอร์ เดอ โซซูร์ (พ.ศ.2347) ได้ทาการทดลองและสรุปผลว่า พืชนาแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ใน กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งทาให้ได้สารอินทรีย์และแก๊สออกซิเจน นอกจากนี้ ยังพบว่าน้าหนักของ พืชที่เพิ่มขึ้นนั้นเป็นผลมาจากน้าหนักของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้าที่พืชได้รับ ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 25. จูเลียส ซาซ (พ.ศ.2405) เป็นผู้ค้นพบว่า สารประกอบอินทรีย์ที่พืชสร้างขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วย แสง คือ น้าตาล ซึ่งเป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรต ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 27. เองเกลมัน (พ.ศ. 2426) ได้ทาการทดลองโดยนาปริซึมมา แยกแสงออกเป็นสเปกตรัมต่างๆ ส่องเข้าไปในสาหร่าย และใส่แบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจนลงไป พบว่า แบคทีเรียมารวมกลุ่มกันตรงบริเวณที่ได้รับแสงสีแดงและ แสงสีน้าเงินจานวนมาก ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดกระบวนการ สังเคราะห์แสงมากที่สุดจึงให้ปริมาณออกซิเจนมาก ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 29. แวนนีล (พ.ศ.2473) พบว่าแบคทีเรียบางชนิดสามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้โดยไม่ใช้น้า แต่ใช้ ไฮโดรเจนซัลไฟด์แทน และได้กามะถัน ดังนั้น สารประกอบไฮโดรเจนซัลไฟด์ สามารถสลายตัวได้อะตอม ไฮโดรเจน กับอะตอมกามะถัน แล้วอะตอมไฮโดรเจนจะเข้าทาปฏิกิริยารวมตัวกับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ เป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรต เขาจึงสรุปว่า แก๊สออกซิเจนที่พืชสร้างได้มาจากน้า ไม่ใช้แก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 31. แซม รูเบน และมาร์ติน คาเมน (พ.ศ.2484) เป็นผู้พิสูจน์ได้ว่า แก๊สออกซิเจนที่ได้จากกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสงมากจากน้า ไม่ได้มาจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยใช้ออกซิเจนหนัก (18O) คือ ใช้น้าสูตรโมเลกุล H2 18O กับใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ สูตรโมเลกุล C 18O2 เขาพบว่า 18O2 มาจากน้าเท่านั้น ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 35. โรบิน ฮิลล์ (พ.ศ.2475) ได้ทำกำรทดลองฉำยแสงเข้ำไปในสำรสกัลป์คลอโรพลำสต์โดยเติมเกลือเฟอริก (Fe+3) พบว่ำ เกลือเฟอริกเปลี่ยนเป็นเกลือเฟอรัส (Fe+2) และเกิดแก๊สออกซิเจนด้วย จึงเรียกปฏิกิริยำนี้ว่ำ ปฏิกิริยำของฮิลล์ (Hill’s reaction) ในทำงกลับกัน ถ้ำฉำยแสงเข้ำไปในของผสมที่ไม่มีเกลือเฟอริก ก็จะไม่ เกิดแก๊สออกซิเจน แสดงว่ำเกลือเฟอริก ทำหน้ำที่เป็นตัวรับไฮโดรเจนหรือตัวรับอิเล็กตรอน แล้วเปลี่ยนเป็น เกลือเฟอรัส พร้อมกับเกิดออกซิเจนในปฏิกิริยำด้วย ทั้งไฮโดรเจนและออกซิเจนที่เกิดขึ้นนั้นได้มำจำก กระบวนกำรแตกตัวของน้ำ แต่ถ้ำไม่มีตัวรับอิเล็กตรอน น้ำก็จะไม่สำมำรถแตกตัวให้ออกซิเจนได้ ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 37. จากการค้นพบของฮิลล์ ทาให้ทราบว่าในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชนั้น มีตัวรับไฮโดรเจนอยู่ ด้วย สารที่เป็นตัวรับไฮโดรเจนของพืช คือ นิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) หรือ NADP+ เมื่อรับไฮโดรเจนแล้วจะกลายเป็น NADPH+H+ ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 43. แดเนียล อาร์นอน (พ.ศ.2494) ได้ทำกำรทดลองตำมผลงำนของฮิลล์ คือ เมื่อคลอโรพลำสต์ได้รับแสงและมี ตัวรับอิเล็กตรอน (NADP+) อยู่ด้วยจะทำให้น้ำแตกตัวให้อิเล็กตรอนและแก๊สออกซิเจนออกมำได้โดยมีแสง และแก๊สคำร์บอนไดออกไซด์เป็นปัจจัยสำคัญของกระบวนกำรสังเครำะห์ด้วยแสงของพืช แสงช่วยทำให้ เกิดปฏิกิริยำกำรใช้แสงแล้วได้แก๊สออกซิเจน นอกจำกนี้ ยังได้NADPH และ ATP ส่วนแก๊ส คำร์บอนไดออกไซด์เป็นปัจจัยสำคัญของปฏิกิริยำไม่ใช้แสง เพรำะแม้ไม้มีแสงแต่มีแก๊ส คำร์บอนไดออกไซด์มำกพอและมี NADPH กับ ATP ก็สำมำรถทำให้เกิดปฏิกิริยำและได้น้ำตำลเกิดขึ้น ประวัติความเป็นมาของการศึกษากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- 50. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง • ออร์แกเนลล์ที่สาคัญของพืช คือ คลอโรพลาสต์ ( chloroplast ) เป็นแหล่งที่เกิดปฏิกิริยาการ สังเคราะห์ด้วยแสง จากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และเทคนิคต่าง ๆ ทาให้ทราบ ลักษณะของคลอโรพลาสต์ โดยคลอโรพลาสต์ส่วนใหญ่จะมีรูปร่างกลมรี มีขนาดยาว ประมาณ 5 ไมโครเมตร กว้าง 2 ไมโครเมตร และหนาประมาณ 1 – 2 ไมโครเมตร จานวนแต่ละเซลล์ มีไม่แน่นอน มีตั้งแต่สิบขึ้นไปจนถึงร้อย ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของพืช และชนิดของเซลล์พืช
- 51. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง คลอโรพลาสต์มีเยื่อหุ้ม 2ชั้น เรียกว่า ยูนิกเมมเบรน ภายในเป็นของเหลวเรียกว่า สโตรมา (stroma) เยื่อหุ้ม ชั้นในของคลอโรพลาสต์จะแผ่เข้าไปข้างในกลายเป็นโครงสร้างย่อยๆ ที่เป็นเยื่อบางๆ เรียกว่า ลาเมลลา (lamella) ลาเมลลาส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็นแผ่นกลมแบนบาง ๆ และเรียงซ้อนกันเป็นตั้ง เรียกว่า กรา นา (grana) ส่วนนี้จะหนากว่าส่วนอื่นๆ แต่ละชั้นของกรานา เรียกว่า ไทลาคอยด์ (thylakoid) ในคลอโรพ ลาสต์เต็มไปด้วยกรานาที่กระจัดกระจายอยู่ทั่วไป คลอโรพลาสต์ที่เจริญเต็มที่แล้วประกอบด้วยกรานา 40 - 60 กรานา ต่อ 1 คลอโรพลาสต์ ส่วนที่เชื่อมต่อระหว่างกรานา เรียกว่าอินเตอร์กรา นา (intergrana) หรือ สโตรมาลาเมลลา (stroma lamella) หรือสโตรมาไทลาคอยด์ (stroma thylakoid)
- 52. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง • ลาเมลลาประกอบด้วยเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ภายในบรรจุด้วยคลอโรฟิลล์ และ แคโรทีนอยด์ ( carotenoids ) ทางผิวด้านหน้าของไทลาคอยด์จะมีรงควัตถุอยู่เป็นกลุ่มๆ อยู่ ทาให้มองดูมีลักษณะเป็นเม็ด ๆ เรียกว่า แกรนูล ( granule ) แกรนูลมีทั้งขนาดเล็ก และใหญ่ สาหรับแกรนูลที่มีขนาดใหญ่ภายในมีกลุ่มของรงค วัตถุระบบแสงที่ I ( Photosystem I ) หรือP 700 รับพลังงานแสงในช่วงคลื่น 700 นาโนเมตรได้ดี และ รงควัตถุระบบแสงที่ II ( photosystem II ) หรือP680 รับพลังงานแสงในช่วงคลื่น 680 นาโนเมตรได้ดี
- 53. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง • ระบบแสงทั้ง 2 ระบบนี้จะเรียกรวมกันว่า ควอนตาโซม ( quantasome ) ส่วนแกรนูลที่มีขนาดเล็กเข้าใจ ว่าเป็นที่อยู่ของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาที่ต้องใช้แสง ส่วนในสโตรมา จะมีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาที่ 2 คือ ปฏิกิริยาที่ไม่ต้องใช้แสง
- 62. ปฏิกิริยาใช้แสง (Light Reaction) • 1. ระบบแสง I (Photosystem I หรือ PSI) หรือ P700 ทาหน้าที่รับพลังงานแสง ซึ่งประกอบด้วยรงค วัตถุชนิดสาคัญคือ คลอโรฟิลล์ เอ ชนิดพิเศษ รับแสงที่มีความยาวคลื่น 683 และ 700 นาโนเมตร ได้ดี พบในพืชและสาหร่ายทุกกลุ่ม • 2. ระบบแสง II (Photosystem II หรือ PSII) หรือ P800 ทาหน้าที่รับพลังงานแสง
- 63. ปฏิกิริยาใช้แสง (Light Reaction) • โครงสร้างของระบบแสง ประกอบด้วย • 1. แอนเทนนา (Antena) ประกอบด้วยรงควัตถุต่างๆ และมีการเรียงตัวอย่างเป็นระบบ ทาหน้าที่ ถ่ายทอดพลังงานแสงไปยังศูนย์กลางของปฏิกิริยา • 2. ศูนย์กลางปฏิกิริยา (Reaction Center) เป็นรงควัตถุชนิดคลอโรฟิลล์ เอ ชนิดพิเศษ
- 64. ปฏิกิริยาใช้แสง (Light Reaction) แหล่งที่เกิด • เกิดที่บริเวณเยื่อไทลาคอยด์ เพราะคลอโรฟิลล์และแคโรทีนอยด์ไม่ค่อยละลายน้า เลยฝังอยู่ในฟอส โฟลิพิด นอกจากนี้ยังมีอิเล็กตรอนวิ่งไปมา จึงต้องใช้โปรตีนขนส่ง และโปรตีนพวกนี้ก็ฝังอยู่ในเยื่อ ไทลาคอยด์
- 66. ปฏิกิริยาใช้แสง (Light Reaction) 1. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็นวัฏจักร (Cyclic Electron Transfer) - เป็นการถ่ายทอดอิเล็กตรอนในระบบแสง I เพียงระบบเดียว - มีการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจาก P700 ไปยัง Ferridoxin, Cytochrome Complex, Plastocyanin และ PSI - มีการสร้าง ATP ผ่านทาง Cytochrome Complex
- 67. ปฏิกิริยาใช้แสง (Light Reaction) การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร (Noncyclic Electron Transfer) - เป็นการถ่ายทอดผ่านทั้งระบบแสง I และ ระบบแสง II - มีการแตกตัวของน้า - สารสีใน PSI และ PSII ได้รับการกระตุ้นจากพลังงานแสงพร้อมกัน P700 ในระบบแสง I จะถ่ายทอด อิเล็กตรอนให้กับ Ferridoxin และส่งไปยัง NADP+ ทาให้ P700 ขาดอิเล็กตรอนซึ่งได้รับทดแทน จาก Plastocyanin - Plastocyanin จะรับอิเล็กตรอนมาจาก PSII มาทดแทนโดย P680 ที่ได้รับการกระตุ้นจากพลังงานแสง และถ่ายทอดอิเล็กตรอนให้กับ Plastoquinone และส่งต่อไปยัง Cytochrome Complex และ Plastocyanin ตามลาดับ - เมื่อ PSII สูญเสียอิเล็กตรอน จะได้รับทดแทนจากปฏิกิริยา Photolysis หรือ Hill Reaction โดย มี Mn2+ และ Cl- เป็นตัวกระตุ้นและมีแสงเป็นตัวช่วยกระตุ้นทางอ้อม - โปรตอนที่ได้จากการแตกตัวของน้า จะถูกส่งไปรวมกับ NADP+ พร้อมกับรับอิเล็กตรอนมา จาก PSI ได้เป็น NADPH ดังสมการ
- 75. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ปฏิกิริยาที่ไม่ต้องใช้แสงเป็นปฏิกิริยาที่เกิดภายในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ โดยเป็นปฏิกิริยาเคมี ล้วนๆ (Chemical reaction) โดยปฏิกิริยานี้ไม่ต้องการแสงสว่าง ( ไม่มีแสงสว่างก็ได้ ) แต่ ต้องการ ATP และ NADPH + H+ (ซึ่งมีพลังงานศักดิ์สูงอยู่ในโมเลกุล) จากปฏิกิริยาที่ต้องใช้แสง โดย นามาใช้การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (ซึ่งมีพลังงานศักดิ์ในโมเลกุลต่าในบรรยากาศให้เป็นคาร์โบไฮเดรต ซึ่งมีพลังงานศักดิ์อยู่ในโมเลกุลสูง ) ดังนั้น ปฏิกิริยานี้จึงเรียกได้อีกอย่างว่า ปฏิกิริยาการตรึง คาร์บอนไดออกไซด์ ( carbondioxide fixation) สาหรับบุคคลแรกที่ใช้คาว่า dark reaction คือ เอฟ. เอฟ.แบลคแมน (F.F. Flack Man) เมื่อปี พ.ศ. 2448 (ค.ศ. 1905)
- 76. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เหตุที่ได้กราฟออกมาดังนี้ เนื่องจากในขณะที่มีแสง PGA ถูกสร้างขึ้นจากRuBP และ 14CO2 ได้ตลอดเวลา และ PGA บางส่วนก็สามารถเปลี่ยนไปเป็น RuBP ได้ แต่ในสภาพที่ไม่มีแสงRuBP สามารถรวมตัวกับ 14C2 แล้ว สลายตัวเป็น PGA จึงมีมาก ทาให้ RuBP ลดจานวนลงและ RuBP สร้างขึ้นใหม่ไม่ได้ เนื่องจากปฏิกิริยาที่ต้องใช้ แสงไม่มีจึงไม่มี ATP และ NADPH + H+ มาใช้ในการเปลี่ยน PGA เป็น RuBP ในขณะที่มีแสงและมี 14C2 การ สังเคราะห์ด้วยแสงเกิดได้ตามปกติ RuBP สามารถรวมตัวกับ 14C2 ได้ แล้วแตกตัวเป็น PGA ได้ในใน ขณะเดียวกัน PGA ส่วนหนึ่งก็สามารถสร้างกลับไปเป็น RuBP ได้ ดังนั้นปริมานของ PGA และRuBP จึงคงที่ แต่ เมื่อมีแสงและไม่มี 14C2 ปริมานของ PGA จะลดลงเนื่องจาก PGAสามารถเปลี่ยนเป็น RuBP ได้ เพราะยังคงมี ปฏิกิริยาที่ใช้แสงอยู่ทาให้มี ATP และNADPH + H+ อยู่ตลอดเวลา PGA จึงรวมตัวกับ ATP และNADPH+ H+ เป็น RuBP เมื่อไม่มี 14C2ทาให้ RuBP ไม่ถูกใช้ไป RuBP จึงมีเพิ่มมากขึ้น PGA ไม่มีการสร้างเพิ่ม แต่ถูกใช้ไป เรื่อยๆปริมาณจึงลดลง
- 77. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เมลวิน แคลวิน( Melvin Calvin ) แอนดริว เอ.เบนสัน (Andrew A. Benson) และคณะแห่งมหาวิทยาลัย แคลิฟอร์เนีย ที่เบริกเลย์ ได้ทดลองและศึกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาที่ไม่ต้องใช้แสงดังที่ได้กล่าวมาแล้ว นอกจากนั้นผลการทดลองยังพบอีกว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนั้นเกิดเกิดขึ้นต่อเนื่องกันเป็นวงจร หรือวัฏจักร จึงเรียก วัฏจักรนี้ว่า วัฏจักรแคลวิน – เบนสัน (Calvin – Benson cycle)จากการศึกษาของแคลวินและเบน สัน ยังพบอีกว่าสารชนิดแรกที่อยู่ตัว ซึ่งเกิดขึ้นในปฏิกิริยา คือ กรดฟอสโฟกลีเซอริก (phosphoglyceric acid หรือ PGA) ปฏิกิริยาที่ไม่ใช้แสงมี 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ ตามลาดับ คือ
- 83. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 1. ปฏิกิริยาขั้นที่ 1 เป็นปฏิกิริยาการรวมตัวระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์ กับ RuBP เกิดเป็น PGA ขึ้น 2 โมเลกุล เรียกปฏิกิริยานี้ว่า คาร์บอกซิเลชัน ( Carboxylation ) ปฏิกิริยาจะใช้เอนไซม์รูบิส โก (Rubisco enzyme) หรือ RuBP Carboxylase เร่งเริ่มต้นด้วยสารตั้งต้นคือ RuBP ซึ่งเป็นน้าตาลที่มี คาร์บอน 5 อะตอม และหมู่ฟอสเฟต 2 หมู่ จะเข้ารวมตัวกับ CO2 ได้เป็นสารประกอบใหม่ที่มีคาร์บอน 6 อะตอม (Keto-acid) แต่สารนี้จะไม่อยู่ตัวจะสลายไปเป็น PGA 2 โมเลกุล ซึ่งแต่ละโมเลกุลของ PGA จะมี คาร์บอน 3 อะตอม และฟอสเฟต 1 หมู่ PGA นี้จึงถือว่าเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่อยู่ตัวชนิดแรกในการ ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ถ้าเริ่มจาก RuBP 6 โมเลกุล รวมตัวกับ CO2 6 โมเลกุล จะได้ PGA12 โมเลกุล ดัง สมการ
- 85. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 2. ปฏิกิริยาขั้นที่ 2 เป็นปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลง หรือมีการรีดิวซ์(Reduce) PGA ให้ เป็นPGAL (Phosphoglyceraldehyde) โดยอาศัยสารที่ให้พลังงานสูงATP และตัว รีดิวซ์ (Reducer หรือ Reductant) คือ NADPH + H+ ที่ได้จากจากปฏิกิริยาที่ใช้แสง เรียก ปฏิกิริยาขั้นตอนนี้ว่า รีดักชัน (Reduction) PGAL 1 โมเลกุล ประกอบด้วยคาร์บอน 3 อะตอม และฟอสเฟต 1 หมู่ ดังนั้นเมื่อเริ่มจาก PGA 12 โมเลกุลจึงได้เป็น PGAL12 โมเลกุล ดังสมการ ข้อควรทราบพิเศษ : PGAL ที่เกิดขึ้นใน ปฏิกิริยำนี้ ถือว่ำเป็นน้ำตำลชนิดแรกสุดที่เป็น ผลผลิตสำคัญของปฏิกิริยำที่ไม่ใช้แสง
- 87. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 3. ปฏิกิริยาขั้นที่ 3 เป็นปฏิกิริยาที่นา PGAL 12 โมเลกุล ไปเปลี่ยนแปลงต่อไป 2 วิถีทาง คือ 1) PGAL 10 โมเลกุล จะเปลี่ยนไปเป็น RuBP 6 โมเลกุล ในการเปลี่ยนแปลงนี้ จะต้องใช้พลังงานจาก ATP ที่ได้จากปฏิกิริยาที่ใช้แสง และใช้หมู่ฟอสเฟตที่เกิดขึ้นจากการสลายตัวนี้อีก 2 หมู่ จึงเหลือหมู่ฟอสเฟตที่ได้จากการสลายตัวของ ATP เพียง 4 หมู่ ดังสมการ ปฏิกิริยาการสร้าง RuBP ขึ้นมาอีกครั้งหนึ่งจาก PGAL เพื่อที่จะทาให้วัฏจักรสามารถเกิดขึ้นได้ต่อไป เรียก ปฏิกิริยาขั้นนี้ว่า รีเจเนอเรชัน(Regeneration)
- 89. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 2) PGAL ที่เหลือ 2 โมเลกุล อาจนาไปใช้เปลี่ยนเป็นน้าตาลกลูโคสและแป้งตามลาดับ เพื่อที่จะนาไปใน กระบวนการเมแทบอลิซึมหรือเก็บสะสมไว้ การสร้างน้าตาลกลูโคส หรือแป้งจาก PGAL เรียกว่า การ สังเคราะห์ (Synthesis)
- 90. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง PGAL ถูกใช้ในหลายกิจกรรม คือ 1. สร้างเป็น RuBP ซึ่งเป็นสารตัวกลางในวัฏจักร แคลวิน 2. ใช้เป็นสารตัวกลางในกระบวนการหายใจโดยเข้า ในช่วงไกลไคไลซิส ซึ่งจะเข้าวัฏจักรเครบส์ และ ระบบถ่ายอิเล็กตรอนต่อไป 3. ถูกส่งไปยังเซลล์ข้างเคียงเพื่อกิจกรรมต่างๆ 4. สร้างเป็นสารที่มีโมเลกุลใหญ่ขึ้น เช่น กลูโคส แป้ง เซลลูโลส เพกทินหรือไขมันต่อไป จากปฏิกิริยาขั้นที่ 1 จนถึงปฏิกิริยาขั้นที่ 3 เมื่อรวม สมการจะได้สมการรวม ดังนี้ 6CO2+ 18ATP + 12NADPH + H+ C6H12O6+ 18Pi + 12NADP+ + 6H2O สาหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงที่สมบูรณ์ คือ 6CO2 + 12H2O (มีแสง+ มีคลอโรฟิลล์ ) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
- 101. “ !