c3

1. การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ของพืช C3
ครูนุชนารถ ด้วงสงค์

2. ปฏิกิริยาการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 fixation
หรือ Dark reaction หรือ Calvin cycle)
การทดลองของเมลวิน คัลวิน (Melvin Calvin) และแอนดรู เอ เบนสัน
คลอเรลลา
เติม CO2 ในรูปของ
H14CO3-
ลิ้นควบคุมการปิดเปิดแสง
เทอร์โมมิเตอร์
ภาชนะเก็บคลอเรลลาเป็นระยะ
ภายในบรรจุเมทานอลที่ร้อน
เพื่อนาคลอเรลลาทันที
สารละลาย NaHCO3

3. เมื่อเวลาผ่านไป
- 1 นาที ตรวจสารประกอบแล้วพบ 14C ใน สารประกอบหลาย
ชนิดรวมทั้งน้าตาลกลูโคส (สาร C 3,C5,C6) เช่น
(สาร C3 = PGA ,C5 = RuBP,C6 = กลูโคส)
- แต่เมื่อให้การสังเคราะห์แสงในระยะเวลาสั้นลง
ประมาณ 2 วินาที ตรวจพบ 14C อยู่ในสสาร
ประกอบที่มีคาร์บอน 3 อะตอม (PGA)

4. คัลวินและคณะคิดว่า
สารประกอบ C2 + CO2 = จะได้สาร C3 (PGA)
แต่จากการทดลองไม่พบสารประกอบ C2 อยู่เลย แต่
พบว่ามีสารประกอบ C5 เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา ถึงแม้
การสังเคราะห์แสงจะเกิดขึ้นเป็นเวลานาน
C C O O
C

5. ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้ตั้งสมมติฐานขึ้นว่า
สาร C5 คงจะรวมกับ CO2 ได้สารประกอบชนิด
ใหม่ เป็นสาร C6 เพราะ RuBP(สาร C5 รวมกับ
สาร C1 (CO2 ) แต่สารนี้ไม่อยู่ตัวจะสลายต่อให้
สารประกอบ C3 คือ PGA 2 โมเลกุล
ดังที่จะได้ศึกษาวัฏจักรของคัลวิน

6. The step of Calvin cycle
1. Carbon fixation
2. Reduction
3. Regeneration

8. วัฏจักรคัลวิน

9. วัฏจักรคัลวิน

11. ข้อสังเกตของวัฏจักรคัลวิน
1. โดยปกติวัฏจักรคัลวินจะต้องเกิด 2 รอบจึงจะได้ PGAL 2 โมเลกุล
ซึ่งเพียงพอต่อการสร้างกลูโคส (6C)1 โมเลกุล
2. ในพืชทั่วๆไป สารชนิดแรกที่คงตัวที่ได้จากการตรึง CO2 คือ PGA
ซึ่งมี 3C จึงเรียกการตรึง CO2 แบบนี้ว่า C3-pathway และเรียกว่าพืช
C-3 ซึ่งก็คือพืชใบเลี้ยงคู่และใบเลี้ยงเดี่ยวทั่วๆ ไป
(ข้าวสาลี,ถั่วเหลือง)

12. สรุปกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในคลอโรพลาสต์

15. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
ประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ คือ
1. กระบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี
โดยการสร้าง ATP และ NADPH ด้วยปฏิกิริยาแสง
2. การนา ATP และ NADPH ไปใช้ในปฏิกิริยาการตรึง
CO2 เพื่อสร้างสารประกอบคาร์โบไฮเดรต

16. • คือ กระบวนการที่พืชมีการตรึงออกซิเจนและคายคาร์บอนไดออกไซด์
ในขณะที่พืชได้รับแสง
• กระบวนการโฟโตเรสไพเรชัน ต่างจากการหายใจหรือการสลายสารอาหาร
เพราะโฟโตเรสไพเรชันเกิดขึ้นเฉพาะเซลล์ที่มีคลอโรพลาสต์เท่านั้น
• การตรึง CO2 และการตรึง O2 ดาเนินไปพร้อมๆ กันในอัตราส่วน 3 ต่อ 1
• โฟโตเรสไพเรชันช่วยป้องกันความเสียหายแก่ระบบการสังเคราะห์ด้วยแสง
เช่น กรณีที่พืชได้รับแสงมากแต่มีปริมาณ CO2 น้อย
Photorespiration

17. Photorespiration
การตรึง CO2 ของ RuBP ต้องใช้เอนไซม์ Rubisco ซึ่งอยู่ใน
สโตรมาของคลอโรพลาสต์ เอนไซม์นี้นอกจากกระตุ้นให้ RuBP
ตรึง CO2 แล้วยังตรึง O2 ได้ด้วย
เมื่อพืช ตรึง O2 ด้วย RuBP ซึ่ง RuBP จะถูกสลายเป็นสารประกอบ
คาร์บอน 2 อะตอม เพราะฉะนั้นการจะสร้าง RuBP
จึงเสีย CO2 ไปบางส่วน
การตรึง O2 และคาย CO2 ในเวลาที่พืชได้รับแสง จึงเรียกว่า
โพโตเรสไพเรชัน (Photorespiration)

18. Photorespiration
2 (PGA)
1 (PGA)
Calvin
Photo