1. *Photosynthesis

2. ประวัต ิก าร
ค้น พบ
Jan van Helmont (1948) ต้นหลิวนำ้า
หนักเพิ่มจากการรดนำ้าอย่างเดียว นำ้าหนักดิน
หายเล็กน้อย
Joseph Priestley (1772) พืชเปลี่ยน
อากาศเสียเป็นอากาศดี
Theodore de Saussure (1804) การ
สังเคราะห์แสงต้องใช้นำ้า คาร์บอนไดออกไซด์
และแสงสว่าง

3. การสังเคราะห์แสง คือ กระบวนการซึ่งพืช
สังเคราะห์สารอินทรียจากสารประกอบอนินทรีย์ โดย
์
มีแสงปรากฏอยู่ดวย
้
สาหร่าย พืชชั้นสูง และแบคทีเรียบางชนิด
สามารถรับพลังงานโดยตรงจากแสงอาทิตย์ และใช้
พลังงานนีในการสังเคราะห์สารทีจำาเป็นต่อการดำารง
้
่
ชีพ
สัตว์ไม่สามารถรับพลังงานโดยตรงจากแสง
อาทิตย์ ต้องรับพลังงานโดยการบริโภคพืชและสัตว์
อื่น
แหล่งของพลังงานทางเมตาบอลิสม์ในโลกคือ
ดวงอาทิตย์

4. Van Neil

6. คลอโรฟิล ล์
การที่พืชรับพลังงานแสงจากดวง
อาทิตย์ได้โดยตรงนี้ พืชต้องมีกลไก
พิเศษ คือ มีรงควัตถุ (Pigment) สีเขียว
ซึ่งเรียกว่า คลอโรฟิลล์
(Chlorophylls)

7. ชนิดของรงควัตถุ
ช่วงแสงทีดูดกลืนแสง
่
(nm)
ชนิดของพืช
คลอโรฟิลล์
คลอโรฟิลล์ เอ
420, 660
พืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่าย
คลอโรฟิลล์ บี
435, 643
พืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่ายสีเขียว
คลอโรฟิลล์ ซี
445, 625
ไดอะตอมและสาหร่ายสีนำ้าตาล
คลอโรฟิลล์ ดี
450, 690
สาหร่ายสีแดง
คาร์โรทีนอยด์
เบตา คาร์โรทีน
425, 450, 480
พืชชั้นสูงและสาหร่ายส่วนใหญ่
แอลฟา คาร์โรทีน
420, 440, 470
พืชส่วนใหญ่และสาหร่ายบางชนิด
ลูตออล (Luteol)
ี
425, 445, 475
สาหร่ายสีเขียว สีแดงและพืชชั้นสูง
ไวโอลาแซนธอล
425, 450, 475
พืชชั้นสูง
แกมมา คาร์โรทีน
-
แบคทีเรีย
ฟูโค
425, 450, 475
ไดอะตอมและสาหร่ายสีนำ้าตาล
ไฟโคบิลินส์
ไฟโคอีรีธรินส์
490, 546, 576
สาหร่ายสีแดง และสาหร่ายสีนำ้าเงิน
(Phycoerythrins)
ไฟโคไซยานินส์
618
สาหร่ายสีนำ้าเงินแกมเขียว และ
(Phycocyanins)
สาหร่ายสีแดงบางชนิด

12. กระบวนการสัง เคราะห์
แสง
ประกอบด้วย 2 ปฏิกิริยาหลักๆ
คือ
1. ปฏิกิริยาใช้แสง (light
reaction)
2. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสง (dark
reaction)

13. เป็นปฏิกิริยาในการสังเคราะห์ที่ต้องอาศัยแสงเป็น
ตัวช่วยในการเกิดกระบวนการ จะเกิดในตอนกลางวัน
โดยอาศัยเกิดบริเวณไทลาคอยด์ ประกอบด้วย
Photosystem 2 ระบบ คือ
1. Photosystem 1 (P700)
2. Photosystem 2
(P680)

14. Photosystem 1
1. แสงกระตุ้นให้โมเลกุลของคลอโรฟิลล์จะรับ
พลังงานไว้ทำาให้ e- ในโมเลกุลของคลอโรฟิลล์
เคลื่อนที่หลุดออกไปโดยมีสารเป็นตัวรับอิเลค
ตรอนและส่งอิเลคตรอนเป็นทอด ๆ
2. คลอโรพลาสต์ (P700) มีกลุ่มโมเลกุลของ
รงควัตถุทำาหน้าที่รับพลังงาน

15. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนมี 2 แบบ
1. เป็นวัฏจักรคือ การถ่ายทอด e-ในลักษณะที่
ย้อนกลับได้ จะได้แต่
ADP+ Pi ATP
2. ไม่เป็นวัฏจักร คือ การถ่ายทอด e-ไปทาง
เดียว ให้ผลิตผลออกมาในขณะมีแสง แต่ไม่
ย้อนกลับ จะได้
ADP+Pi  ATP และ NADP+
e- +2H+  NADPH2

16. Photosystem
1. Photosystem 2 ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ P680
2
เป็นหลัก
2. Photosystem 1 แบบไม่เป็นวัฏจักรจะดึง e- ทีขาด
่
จาก Photosystem 2
3. เมื่อ P680 ขาด e- ก็จะดึง e- ต่อเป็นทอดๆจนถึงขั้น
ทำาให้นำ้าแตกตัว ดังสมการ
แสง
H2O
ผลลัพ
+1/2O2ธ์ คือ O2 และ ATP
Mn++ ,Cl-
2H+ +2e-

17. 1. Hill Reaction คือ การแตกตัวของนำ้าโดย
พลังงานแสง
พบโดย Robert Hill เมื่อนำ้าแตกตัว
แล้วจะให้อเล็กตรอนออกมา ตัวรับอิเล็คตรอนคือ
ิ
NADP ทำาให้กลายเป็น NADPH ซึ่งจะนำาไปใช้
รีดิวซ์ CO2 ในกระบวนการต่อไป
การทีนำ้าแตกตัวเป็นออกซิเจนได้นี้
่
เกิดโดยพลังงานแสงทีคลอโรฟิลล์ดูดแล้วส่งไป
่
ช่วยเอนไซม์ททำาหน้าทีแยกโมเลกุลของนำ้า ให้
ี่
่
เกิดปฏิกิริยาได้อเล็กตรอนและก๊าซออกซิเจน
ิ
นำาผลิตภัณฑ์ทได้จากการแตกตัวของนำ้าคือ
ี่
โปรตอน ซึ่งจะใช้เป็นตัวพาอิเล็กตรอนและนำาไป
สร้างสารให้พลังงานสูง NADPH นอกจากนัน
้
อิเล็กตรอนยังถูกส่งเข้าไปทดแทนอิเล็กตรอน

18. Photophosphorylatio
n คือ การสัง เคราะห์ส าร
เคมีท ี่ใ ห้พ ลัง งานสูง ATP
จากการไหลของ
อิเ ล็ก ตรอน จากนำ้า ไปสู่
NADP ซึง NADP ไม่
่
สามารถรับ อิเ ล็ก ตรอนได้
โดยตรง ต้อ งไหลผ่า นสาร

19. โฟโตไลซิส
(Photolysis)
โฟโตไลซิส (Photolysis) คือการ
สลายโมเลกุลของนำ้าใน
ปฏิกิริยาที่ใช้แสงทั้ง ATP และ NADPH2 ที่
เกิดขึ้นในปฏิกิริยาใช้แสงจะถูกนำาไปใช้ใน
ปฏิกิริยาที่ไม่ใช้แสงต่อไป
ปฏิกิริยาไม่ใช้แสง ปฏิกิริยาที่เกิด
ขึนนั้นมีลักษณะที่ต่อเนื่องเป็นวัฏจักร เรียก
้
ว่า วัฏจักรของคัลวิน (Calvin cycle)

28. ปฏิก ิร ิย าไม่ใ ช้แ สง (dark
reaction)
1. เกิดในสโตรมาเป็นกระบวนการที่เปลี่ยน CO2 ให้เป็น
นำ้าตาลสามารถเกิดได้ใน
ที่มืดและที่มีแสง
2. ใช้ผลผลิตจากปฏิกิริยาใช้แสง ได้แก่ ATP และ
NADPH2
3. มีขั้นตอนใหญ่ๆ 3 ช่วง คือ
Step 1 carbon fixation
Step 2 Reduction and Sugar
production

29. • RuBP = ribulose bisphosphate
• RuDP =Ribulose Diphosphate
• PGA = phosphoglycerate
• PGAL = phosphoglyceraldehyde
(G3P)
• G3P = glyceraldehyde - 3 phosphate

31. Step 1 carbon fixation
สารตั้งต้นคือ RuBP รวมตัวกับ
คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสาร
ประกอบใหม่มคาร์บอน 6 อะตอม สารใหม่
ี
จะสลายไปเป็น
PGA 2 โมเลกุล จะได้ PGA 12 โมเลกุล
**** RuBP = RuDP
RuBP =Ribulose-1,5-bisphosphate
RuDP =Ribulose Diphosphate

32. Step 2 Reduction and
Sugar production
1. เปลี่ยนแปลงจาก PGA จะได้ PGAL
2. ไฮโดรเจนจาก NADPH + H+ และ
พลังงานจาก ATP PGA 12
3. โมเลกุล จะเปลี่ยนเป็น PGAL 12 โมเลกุล
10 PGAL ขั้นที่ 3
2 PGAL  sugar, organic
compound

33. Step 3
Regeneration of น
1. PGAL 10 โมเลกุล เปลี่ยนแปลงไปเป็
RuBP 6 โมเลกุRuBP
ล
2. ต้องใช้พลังงานจากการสลายตัวของ
ATP

35. ปฏิก ร ิย าไม่ใ ช้แ สง
ิ
(dark reaction)
มีอ ยู่ 3 แนวทาง คือ
1. การสัง เคราะห์แ สงแบบ
C3
2. การสัง เคราะห์แ สงแบบ
C4
3. การสัง เคราะห์แ สงแบบ

36. The C4 photosynthesis
• Bundle sheath cell
• Mesophyll cell
Photosynthetic cells
of C4 plant leaf

39.  First product
four carbon
compound
 1000 species of angiosperm
(19 family)
 Sugarcane, corn, grass family

41. *Classulacean acid metabolism
(CAM)
*Carbon fixation in succulent
species
*Family crassulaceae

42. Family crassulaceae

43. Succulent species
*Cuticle หนา, ใบหนา
*Vacuole ใหญ่
*อัตราการคายนำ้าตำ่า
้
*พืนที่ผิว/ปริมาตร : ตำ่า
*cactus, pineapple

44. Adaptation to arid
- Hot
day high light intensity
- cool night
- dry soil
ถ้า ปลูก ในสภาพปกติ
แบบ C3 plant
ตรึง CO2

45. *The night
open stomata
Take up CO2
*The day
close stoma
- Conserve water
- prevent CO2 from
enter the leaf

46. Mesophyll cell
* Store the organic acid
(make during the night)
* Malic acid
vacuole

47. Chloroplast
* Light reaction
* Organic acid (malic acid)
ATP, NADPH
CO2
Calvin cycle

50. ปัจ จัย ภายใน
*ปัจ จัย ที่ม ีผ ลต่อ การ
1.1 โครงสร้างของใบ
สัง เคราะห์แ สง
การเข้าสู่ใบของ CO2 จะยากง่ายไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่
กับ
ขนาดและจำานวนของใบ
ตำาแหน่งของปากใบ
ปริมาณของช่องว่างระหว่างเซลล์ซงเกิดจากการ
ึ่
เรียงตัว
ของเนื้อเยื่อเม
โซฟิลล์ (Mesophyll) ของใบ
ความหนาของชั้นคิวติเคิล เซลล์ผิว (Epidermis)
และขนของใบ จะมีผลในการทำาให้คาร์บอนไดออกไซด์
กระจายเข้าสู่ใบได้ไม่เท่ากันเพราะถ้าหนาเกินไปแสงจะ
ตกกระทบกับคลอโรพลาสต์ได้นอยลง
้

51. * 1.2 อายุของใบ
เมือพิจารณาถึงใบแต่ละใบของพืช จะพบว่าใบ
่
*
อ่อนสามารถสังเคราะห์แสงได้สูงจนถึงจุดที่ใบแก่ แต่หลังจากนั้น
การสังเคราะห์แสงจะลดลงเมื่อใบแก่และเสื่อมสภาพ ใบเหลืองจะไม่
สามารถสังเคราะห์แสงได้ เพราะไม่มคลอโรฟิลล์
ี

52. * 1.3 การเคลื่อนย้ายคาร์โบไฮเดรต
โดยทัวไปนำ้าตาลซูโครสจะเคลื่อนย้ายจาก Source
่
ไปสู่ Sink ดังนันมักพบเสมอว่าเมือเอาส่วนหัว เมล็ด หรือผลที่
้
่
กำาลังเจริญเติบโตออกไปจากต้นจะทำาให้การสังเคราะห์แสงลดลง
ไป 2-3 วัน เพราะว่านำ้าตาลจากใบไม่สามารถเคลือนย้ายได้
่
พืชทีมีอตราการสังเคราะห์แสงสูง จะมีการเคลื่อนย้ายนำ้าตาลได้
่ ั
สูงด้วย การที่ใบเป็นโรคจะทำาให้พืชสังเคราะห์แสงได้ลดลง เพราะ
ว่าใบกลายสภาพเป็น Sink มากกว่า Source แต่ใบที่อยู่ใกล้
กันแต่ไม่เป็นโรคจะมีอัตราการสังเคราะห์แสงเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม
การเพิม Sink ให้กับต้น เช่นเพิมจำานวนฝักของข้าวโพด เพิ่ม
่
่
จำานวนผลที่ติด เพิ่มจำานวนหัว จะทำาให้การสังเคราะห์แสงเพิมขึ้น
่

53. 1.4 โปรโตพลาสต์
อัตราการสังเคราะห์แสงจะมีความสัมพันธ์กบการ
ั
ทำางานของโปรโตพลาสต์มาก เมือพืชขาดนำ้าสภาพคอลลอยด์ของ
่
โปรโตพลาสต์จะอยู่ในสภาพขาดนำ้าด้วยทำาให้เอนไซม์ที่ เกี่ยวข้อง
กับการสังเคราะห์แสงทำางานได้ไม่เต็มที่ แต่พชแต่ละชนิดโปรโตื
พลาสต์จะปรับตัวให้ทำางานได้ดไม่เท่ากัน ทำาให้อตราการ
ี
ั
สังเคราะห์แสงเปลี่ยนไปไม่เท่ากัน

54. 2.1. ปริมาณของ CO2 ปกติ = 0.03% การสังเคราะห์แสงจะเพิมขึ้น
่
เมือปริมาณของ CO2 ในบรรยากาศเพิ่มขึ้น ยกเว้นเมือปากใบปิด
่
่
เพราะการขาดนำ้า
ความแตกต่างระหว่างพืช C3 และ C4 ในแง่ของ CO2 คือ
ถ้าปริมาณของ CO2 ลดลงตำ่ากว่าสภาพบรรยากาศปกติแต่แสงยัง
อยู่ในระดับความเข้มเหนือจุด Light Compensation พบว่า
พืช C3 จะมีการสังเคราะห์แสง เป็น 0 ถ้ามีความเข้มข้นของ CO2
50-100 ส่วนต่อล้าน แต่พช C4 จะยังคงสังเคราะห์แสงได้ต่อไป
ื
แม้ CO2 จะตำ่าเพียง 0-5 ส่วนต่อล้านก็ตาม ความเข้มข้นของ CO2
ที่จุดซึ่งอัตราการสังเคราะห์แสงเท่ากับอัตราการหายใจเรียกว่า
CO2 Compensation Point ข้าวโพดมี CO2
Compensation Point อยู่ที่ 0 ส่วนต่อล้าน ในขณะที่ทานตะวัน
มีค่าถึง 50 ส่วนต่อล้าน
*

55. *การเพิ่มความเข้มข้นของ
คาร์บอนไดออกไซด์ให้สูงขึ้นไป
เรื่อย ๆ จะมีผลทำาให้เกิดการ
สังเคราะห์แสงได้มากขึ้น แต่
เมื่อเพิ่มขึนสูงถึง 0.5
้
เปอร์เซ็นต์ พืชจะมีการ
สังเคราะห์แสงได้มากขึ้น แต่
พืชจะทนได้ระยะหนึ่ง คือ
ประมาณ 10-15 วัน หลังจาก
นั้นพืชจะชะงักการเจริญเติบโต

56. 2.2 ความเข้มของแสง หรือปริมาณพลังงานแสงต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่
ซึ่งมีหน่วยเป็นลักซ์ (Lux) (10.76 lux = 1 ft-c) ในแต่ละท้องที่
จะมีความเข้มของแสงไม่เท่ากัน ซึ่งทำาให้พชมีการปรับตัวทาง
ื
พันธุกรรมต่างกัน การสังเคราะห์แสงของพืชโดยทั่วไปจะดีขึ้นเมือ
่
พืชได้รับความเข้มของแสงมากขึน เมือพืชได้รับความเข้มของแสง
้
่
ตำ่ากว่าที่พชต้องการพืชจะมีอัตราการสังเคราะห์แสงตำ่าลง แต่อัตรา
ื
การหายใจของพืชจะเท่าเดิม เมื่ออัตราการสังเคราะห์แสงลดตำ่าลง
จนทำาให้อัตราการสร้างอาหารเท่ากับอัตราการใช้อาหารจากการ
หายใจ

57. 2.3 ความยาวของช่วงที่ได้รับแสง (Light Duration) เมือช่วง
่
เวลาที่ได้รับแสงยาวนานขึ้น อัตราการสังเคราะห์แสงจะเพิ่มขึ้น
ด้วย โดยเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของวัน ดังนั้นการเร่ง
การเจริญเติบโตของพืชในเขตหนาวซึ่งในช่วงฤดูหนาวจะมีวันที่
สั้นจึงจำาเป็นต้องให้แสงเพิมกับพืชที่ปลูกในเรือนกระจก
่

59. 2.4 คุณภาพของแสง (Light quality) แสงแต่ละสีจะมีคณภาพ
ุ
หรือขนาดของโฟตอนหรือพลังงานที่ไม่เท่ากัน จึงทำาให้เกิดจาก
เคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนได้ไม่เท่ากัน ขนาดของโฟตอนจะต้องพอดี
กับโครงสร้างของโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ ถ้าหากไม่พอดีกันจะต้อง
มี Accessory pigment มาช่วยรับแสง โดยมีลักษณะเป็นแผง
รับพลังงาน (Antenna system) แล้วส่งพลังงานต่อไปให้คลอโร
ฟิลล์ เอ ดังกล่าวมาแล้ว ในสภาพธรรมชาติ เช่น ในป่าหรือท้อง
ทะเลลึก แสงที่พชสามารถใช้ประโยชน์ในการสังเคราะห์แสงได้
ื
มักจะถูกกรองเอาไว้โดยต้นไม้ที่สูงกว่าหรือแสงดังกล่าวไม่สามารถ
ส่องลงไปถึง พืชเหล่านี้มักจะได้รับแสงสีเขียวเท่านั้น พืช
เหล่านี้หลายชนิดจะพัฒนาระบบให้มรงควัตถุซึ่งสามารถนำาเอา
ี
พลังงานจากแสงสีเขียวมาใช้ประโยชน์ได้

60. ิ
* 2.3. อุณหภูม ช่วงอุณหภูมิที่พืชสังเคราะห์แสงใบของ
พืชชั้นสูงทั่ว ๆ ไป อาจจะมีอุณหภูมสูงถึง 35 องศาเซลเซียส ใน
ิ
ขณะได้รับแสง แต่การสังเคราะห์แสงก็ยังดำาเนินต่อไปได้ ผล
ของอุณหภูมต่อการสังเคราะห์แสงจึงขึ้นกับชนิดของพืชและสภาพ
ิ
แวดล้อมที่พืชเจริญเติบโต เช่น พืชทะเลทราย จะมีอุณหภูมเหมาะ
ิ
สมสูงกว่าพืชในเขตอาร์คติก พืชที่เจริญได้ดในเขตอุณหภูมสูง
ี
ิ
เช่น ข้าวโพด ข้าวฟ่าง ฝ้าย และถั่วเหลืองจะมีอุณหภูมิที่เหมาะ
สมสูงกว่าพืชที่เจริญได้ดในเขตอุณหภูมิตำ่า เช่น มันฝรั่ง ข้าวสาลี
ี
และข้าวโอ๊ต โดยทั่วไปอุณหภูมิเหมาะสมในการสังเคราะห์แสงของ
พืชแต่ละชนิดจะใกล้เคียงกับอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมตอนกลาง
วันในเขตนั้น ๆ
ื
ุ
ิ
* ตามปกติพช C4 จะมีอณหภูมเหมาะสมต่อการสังเคราะห์แสงสูง
กว่าพืช C3 ค่า Q10 ของการสังเคราะห์แสงประมาณ 2-3
และอุณหภูมจะมีผลกระทบต่อ Light Reaction น้อยมาก เมือ
ิ
่
เทียบกับ Enzymatic Reaction

61. ่
* 2.4. นำ้า จะเกี่ยวข้องกับการปิดเปิดของปากใบ และเกียวข้องกับ
การให้อิเล็กตรอน เมือเกิดสภาวะขาดแคลนนำ้า พืชจะคายนำ้าได้
่
เร็วว่าการดูดนำ้าและลำาเลียงนำ้าของราก ทำาให้ต้นไม้สูญเสียนำ้า
อย่างรวดเร็ว ทำาให้การทำางานของเอนไซม์ต่าง ๆ ผิดปกติ และ
ต่อมาปากใบจะปิด การขาดแคลนนำ้าที่ตำ่ากว่า 15 เปอร์เซ็นต์ อาจ
จะยังไม่มผลกระทบกระเทือนต่ออัตราการสังเคราะห์แสงมากนัก
ี
แต่ถ้าเกิดสภาวะขาดแคลนถึง 15 เปอร์เซ็นต์แล้วจะทำาให้ปากใบ
ปิดจึงรับคาร์บอนได ออกไซด์ไม่ได้

62. 2.5. ธาตุอาหาร
เนื่องจากคลอโรฟิลล์มแมกนีเซียมและไนโตรเจนเป็น
ี
ธาตุที่อยู่ในโมเลกุลด้วย ดังนั้นหากมีการขาดธาตุทั้งสองจะทำาให้
การสังเคราะห์แสงลดลง

64. 1. เป็นกระบวนการสร้างอาหารเพื่อการดำารงชีวิตของ
พืช
2. เป็นกระบวนการซึ่งสร้างสารประกอบชนิดอื่น ซึ่ง
จำาเป็นต่อกระบวนการเจริญเติบโตของพืช
3. เป็นกระบวนการซึ่งให้ก๊าซออกซิเจนแก่บรรยากาศ
4. ลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ให้อยู่ในสภาวะสมดุล