คําชี้แจงสําหรับผู้เรียนูmanage.brr.ac.th/biology/photosynthesis/photosysthesis_203.pdf ·...

1

คาชแจงสาหรบผเรยนคาชแจงสาหรบผเรยน

เอกสารประกอบการเรยน เรองการสงเคราะหดวยแสง รายวชาเพมเตม ชววทยา 3

(รหส ว30243) ชนมธยมศกษาปท 5 ภาคเรยนท 2 กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

ไดจดแบงเนอหาออกเปนจานวน 7 เลม ดงน

เลมท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง

เลมท 2 กระบวนการสงเคราะหดวยแสง

เลมท 3 โฟโตเรสไพเรชน

เลมท 4 กลไกการเพมความเขมขนของคารบอนไดออกไซดในพช C4

เลมท 5 กลไกการเพมความเขมขนของคารบอนไดออกไซดของพช CAM

เลมท 6 ปจจยบางประการทมผลตออตราการสงเคราะหดวยแสง

เลมท 7 การปรบตวของพชเพอรบแสง

เอกสารประกอบการเรยน เลมท 2 กระบวนการสงเคราะหดวยแสง สรางขนเพอ

ใหผเรยน ไดศกษาดวยตนเอง โดยผเรยนจะไดรบความรตามจดประสงคทตงไว ดวยการปฏบต

ตามคาแนะนาตอไปน

1. ผเรยนตองศกษาเอกสารประกอบการเรยนดวยตนเอง ถามปญหาใหปรกษาครผสอน

2. ผเรยนตองมความซอสตย ไมดเฉลยกอนตอบแบบทดสอบหรอกอนตอบแบบฝกหด

โดยใหเขยนคาตอบในกระดาษทจดเตรยมไวให และ ไมขดเขยนขอความใด ๆ ลงในเอกสาร

ประกอบการเรยน

3. ผเรยนศกษาจดประสงคการเรยนรใหเขาใจ

4. ผเรยนตอบแบบทดสอบกอนเรยน และตรวจคาตอบจากเฉลยในภาคผนวก

บนทกคะแนน

5. ผเรยนศกษาเนอหาแตละเรอง เมอจบเนอหาแลว ตอบแบบฝกหดทกขอ และตรวจ

คาตอบจากเฉลยในภาคผนวก บนทกคะแนน

6. ผเรยนศกษาเนอหาครบทกเรองจบแลว ตอบแบบทดสอบหลงเรยน และตรวจคาตอบ

จากเฉลยในภาคผนวก บนทกคะแนน นาผลคะแนนทไดไปเปรยบเทยบกบคะแนนแบบทดสอบ

กอนเรยน เพอประเมนผลดวยตนเอง

2

จดประสงคการเรยนรจดประสงคการเรยนร

หลงจากศกษาเอกสารประกอบการเรยน เรองการสงเคราะหดวยแสง เลมท 2 กระบวนการ

สงเคราะหดวยแสง รายวชาเพมเตม ชววทยา 3 (รหส ว30243) ชนมธยมศกษาปท 5 ภาคเรยนท 2

กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ผเรยนจะมความรความสามารถ ดงน

1. สบคนขอมล และอธบายเกยวกบโครงสรางของคลอโรพลาสตได

2. ทดลอง อธบาย และสรปการดดกลนแสงของสารสตาง ๆ ทใชในกระบวนการ

สงเคราะหดวยแสงได

3. สบคนขอมล อธบาย และสรปขนตอนตาง ๆ ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงได

3

แบบทดสอบกอนเรยน

เรอง การสงเคราะหดวยแสง


1. พชชนสงสามารถสงเคราะหดวยแสงไดดทสด เมอไดรบแสงสใด

ก. สแดงและสสม

ข. สน าเงนและสสม

ค. สน าเงนและสแดง

ง. สเหลองและสเขยว

2. เมอตดใบตามขวางเพอศกษาโครงสรางภายใน จะพบวาบรเวณทมคลอโรพลาสตอยมากทสด

คอขอใด

ก. Epidermis

ข. Mesophyll

ค. Spongy mesophyll

ง. Palisade mesophyll

3. ตนถวงอกทงอกพนดนแลว ลาตนมสเขยว มใบเลยงสเขยวตดอย และมใบจรงสเขยว 1 ค

เซลลทมกระบวนการสงเคราะหดวยแสงเกดขนมากทสด คอขอใด

ก. เซลลทกสวนทมสเขยว

ข. เซลลทมสเขยวของใบเลยง

ค. เซลลชนมโซฟลลของใบจรง

ง. เซลลทมสเขยวของลาตนออน

คาชแจง 1. แบบทดสอบฉบบนม 15 ขอ คะแนนเตม 15 คะแนน ใชเวลา 20 นาท

2. ใหผเรยนทาเครองหมาย X ลงในชองในกระดาษคาตอบ ใหตรงกบขอ

ทถกทสดเพยงขอเดยว

4

4. สวนของคลอโรพลาสตทมเอนไซมทเกยวกบกระบวนการสงเคราะหดวยแสง คอขอใด

ก. กรานม (Granum)

ข. สโตรมา (Stroma)

ค. ลเมนในไทลาคอยด (Lumen)

ง. สโตรมาลาเมลลา (Stroma lamella)

5. ในปฏกรยาทไมใชแสง (Dark reaction) ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงนน CO2

ทาปฏกรยากบสารในขอใด

ก. Hydrogen

ข. Phosphoglyceric acid

ค. Riburose bisphosphate

ง. Phosphoglyceraldehyde

6. CO2 เขารวมในปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสงในชวงใด

ก. Hill reaction

ข. Light reaction

ค. Calvin’s cycle

ง. Electron transport system

7. ลาดบการถายทอดอเลกตรอนในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง คอขอใด

ก. H2O ------------> NADP+----------> ระบบแสง 1 ------------> ระบบแสง 2

ข. H2O ------------> ระบบแสง 1 ----------> ระบบแสง 2 ------------> NADP+

ค. H2O ------------> ระบบแสง 2 ----------> ระบบแสง 1 ------------> NADP+

ง. NADP+ ------------> ระบบแสง 1 ----------> ระบบแสง 2 ------------> H2O

5

เวลา ------------>

ความ

เขมข

น --

-----

----->

ม CO2 ไมม CO2

RuBP

PGA

เวลา ------------>

PGA

RuBP

มแสง ไมมแสง

ปรม

าณส

ารกม

มนตร

งส (14

C)

8. ศกษาการทดลองขางลางน แลวตอบคาถาม

กราฟแสดงการเปลยนแปลงปรมาณ 14C ใน RuBP และ PGA เมอมแสง และ

ไมมแสง ขณะทมคารบอนไดออกไซดตลอดเวลา

การท PGA เพมขน และ RuBP ลดลง เมอไมมแสง เพราะเหตใด

ก. เมอไมมแสง CO2 รวมตวกบ PGA ไดดขน

ข. เมอไมมแสง จงไมมสารทจะนามาใชในการสงเคราะห RuBP

ค. RuBP รวมตวกบ CO2 เปลยนเปน 2 PGA ตลอดเวลาแมไมมแสง

ง. อาจเปนไปไดทงขอ ข. และขอ ค.

9. ศกษาการทดลองขางลางน แลวตอบคาถามขางลาง

6

กราฟแสดงการเปลยนแปลงปรมาณของ RuBP และ PGA เมอมและไมม

คารบอนไดออกไซด โดยมแสงอยตลอดเวลา

เมอไมม CO2 ปรมาณ RuBP ลดลง สวน PGA เพมขน เพราะเหตใด

ก. PGA เปลยนเปนสารอน

ข. RuBP ไมตองม CO2 กเปลยนเปนสารอนได

ค. PGA ไดรบ CO2 เทานนจงจะเปลยนเปนสารอน

ง. RuBP จะเปลยนเปนสารอนได จะตองไดรบ CO2

10. ถาเราให CO216 และ H2O

18 แกพชสเขยวทอยในแสงแดด จะเกดผลผลตขนสดทาย ตามขอใด

ก. C6H12O618 , O2

18 , H2O18

ข. C6H12O616 , O2

18 , H2O16

ค. C6H12O618 , O2

16 , H2O18

ง. C6H12O616 , O2

16 , H2O18

11. รงควตถในขอใด ไมพบในระบบแสง 2 (Photosystem 2)

ก. แคโรทน(Carotene)

ข. แซนโทฟลล (Xanthophyll)

ค. คลอโรฟลล เอ (Chlorophyll A)

ง. คลอโรฟลล บ (Chlorophyll B)

12. ผลผลตสทธ (Net product) ของวฏจกรคลวนทสมดลย 1วฏจกร คอขอใด

ก. 1 PGAL

ข. 2 PGAL

ค. 1 Gluclose

ง. 2 Gluclose

13. ปฏกรยาในชวงใดของกระบวนการสงเคราะหดวยแสง ทใหผลผลตเปน O2 ออกมา

ก. Dark reaction

ข. Cyclic electron transfer

ค. Non-cyclic electron transfer

ง. Cyclic electron transfer และ Non-cyclic electron transfer

7

14. ในปฏกรยาทใชแสง (Light reaction) พลงงานแสงถกนาไปสรางสารใด

ก. RuBP และ PGAL

ข. ATP และ NADPH

ค. Phosphoglyceraldehyde

ง. ATP NADPH และ PGAL

15. ลาดบการเปลยนแปลงของน าตาลโมเลกลเดยวในวฏจกรคลวน คอขอใด

ก. RuBP --> PGA --> PGAL

ข. PGAL--> PGA --> RuBP

ค. PGA --> RuBP --> PGAL

ง. อาจเปนไปไดทงขอ ก. ขอ ข.

8

กระบวนการสงเคราะหดวยแสง

จากบทเรยนทผานมานกชววทยาทราบวา น าและแกสคารบอนไดออกไซดเปนวตถดบ

สาคญ โดยมแสง และคลอโรพลาสตเปนปจจยทจาเปนในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง และยง

ทราบวาพชสงเคราะหดวยแสง มปฏกรยาแบงออกเปน 2 ชวง คอ

• ปฏกรยาทตองใชแสง (Light reaction)

• ปฏกรยาทไมใชแสง (Dark reaction) หรอปฏกรยาตรงคารบอนไดออกไซด (CO2

Fixation)

ปฏกรยาทตองใชแสงและไมใชแสงเปนปฏกรยาทตอเนองกน สาหรบปฏกรยาใชแสงนน

เกดขนได เฉพาะชวงเวลาทมแสง ผลผลตทไดจากปฏกรยาชวงนนาไปใชในปฏกรยาไมใชแสง

ซงไมจาเปนตองมแสงกสามารถเกดปฏกรยาชวงนได กระบวนการนจะเกดในออรแกเนลลของพช

ทเรยกวา “คลอโรพลาสต (Chloroplast)”

2.1 โครงสรางของคลอโรพลาสต

คลอโรพลาสตเปนออรแกเนลลขนาดเลก จาเปนตองใชกลองจลทรรศนอเลกตรอนและเทคนค

ตาง ๆ เพอศกษารายละเอยดเกยวกบโครงสรางและหนาท คลอโรพลาสตจดเปนออรแกเนลลชนด

หนงทมความสาคญตอพชและสาหราย เนองจากเปนแหลงทใชสงเคราะหคารโบไฮเดรต ในพช

คลอโรพลาสตมลกษณะกลมร มความยาวประมาณ 5 ไมโครเมตร กวาง 2 ไมโครเมตร หนา 1-2

ไมโครเมตร สวนคลอโรพลาสตในสาหรายจะแตกตางกนทงขนาดและรปราง

คลอโรพลาสตสวนใหญ เปนออรแกเนลลรปรางกลมร สามารถเหนไดชดเจนดวยกลอง

จลทรรศน (Light microscope) มเยอหมเปน 2 ชน คอ เยอหมชนนอก (Outer membrane) และเยอหม

ชนใน (Inner membrane) ภายในบรรจของเหลว ซงมเอนไซมทใชในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง

ละลายอยหลายชนด เรยกสวนของเหลวนวา สโตรมา (Stroma) เมอตดผานคลอโรพลาสตและศกษา

ดวยกลองจลทรรศนอเลคตรอน จะพบวาภายในจะเหนลกษณะเปนแผนเยอ (Membrane) ซอนทบกน

อยเปนกลม ๆ แผนเยอทอยภายในคลอโรพลาสตนเรยกวา ไทลาคอยด (Thylakoid) บางสวนของ

บทนา

9

ไทลาคอยดจะอยซอนทบกนเปนชน ๆ เรยกชนของไทลาคอยดนวา กรานม (Granum) (พหพจนคอ

กรานา (Grana) หรอ กรานาลาเมลลา (Grana lamella) และสวนทไมไดซอนทบกนอยระหวาง

กรานม เรยกวา สโตรมาลาเมลลา (Stroma lamella) หรอ สโตรมาไทลาคอยด (Stroma thylakoid)

ภายในไทลาคอยดมลกษณะคลายถงมชอง เรยกวา ลเมน (Lumen) หรอ ไทลาคอยดสเปสช

(Thylakoid space) ซงมของเหลวทประกอบดวยเอนไซมตาง ๆ อยภายใน รงควตถทงหมด รวมทง

คลอโรฟลลจะอยบนเยอไทลาคอยด ซงเปนบรเวณทมการดดซบพลงงานแสงมาใชในกระบวนการ

สงเคราะหดวยแสง ดงภาพ 2-1

ภาพท 2-1 แสดงบรเวณทพบคลอโรพลาสตในใบพช

(ทมา : Biology II Notes, Online, n.d.)

ภายในคลอโรพลาสตเตมไปดวยกรานมทกระจดกระจายอยทวไป คลอโรพลาสตทเจรญ

เตมทแลวประกอบดวยกรานมประมาณ 40-60 กรานม ตอ 1 คลอโรพลาสต สวนของลาเมลลา

และไทลาคอยด ประกอบดวยเยอหม 2 ชนซงมคลอโรฟลลและรงควตถอน ๆ เชน แคโรทนอยด

(Carotenoids) ฝงอยบนแผนไทลาคอยด และมลเมน (Lumen) อยเปนจานวนมาก ซงมขนาด

10

แตกตางกนมาก สาหรบลเมนทมขนาดใหญภายในมกลมของรงควตถในระบบแสง I และระบบ

แสง II ลเมนเหลานจะทาหนาทดดซบพลงงานแสง ทาใหอเลกตรอนมพลงงานสงขน สาหรบลเมน

ขนาดเลก นาจะเปนทอยของเอนไซมชนดตาง ๆ ทเกยวของกบกระบวนการถายทอดอเลกตรอน

ในปฏกรยาทใชแสง นนคอ เยอหมลาเมลลาหรอเยอหมไทลาคอยด เปนทอยของระบบแสงทใชใน

การดดพลงงานแสง นอกจากนภายในกรานมยงม DNA ไรโบโซม จงทาใหคลอโรพลาสต

สามารถสงเคราะหโปรตน และจาลองตวเองไดเชนเดยวกบไมโทคอนเดรย ดงภาพท 2-2

1 เยอหมชนนอก (Outer membrane)

2 ชองวางระหวางเยอชนนอกและชนใน (Intermembrane space)

3 เยอหมชนใน (Inner membrane)

4 สโตรมา (Stroma)

5 ไทลาคอยดลเมน (Thylakoid lumen) : อยภายในไทลาคอยด

6 เยอหมไทลาคอยด (Tthylakoid membrane)

7 กรานม (Granum หรอ Stack of thylakoids)

8 ไทลาคอยดลาเมลลา (Thylakoid lamella)

9 แปง (Starch)

10 ไรโบโซม (Ribosome)

11 DNA (Plastidial DNA)

12 หยดไขมน (Plastoglobule หรอ Drop of lipids)

ภาพท 2-2 โครงสรางภายในคลอโรพลาสต

(ทมา : WikipediA The Free Encyclopedia, Online, n.d.a)

11

2.2 รงควตถในปฏกรยาแสง (Photosynthetic pigment)

จากการคนพบของนกชววทยาทราบวากระบวนการสงเคราะหดวยแสงเกดขนท

คลอโรพลาสต ซงภายในมรงควตถ (Pigment) หลายชนดบรรจอย รงควตถเหลานทาหนาท

ดดพลงงานจากแสง ซงแสงมความยาวคลนแตกตางกน โดยแสงทตาคนเราสามารถรบสมผสไดหรอ

มองเหนได (Visual light หรอ Visible light) มชวงความยาวคลนประมาณ 390-760 นาโนเมตร

ดงภาพท 2-3

ภาพท 2-3 คลนแสงและแสงทคนมองเหนได

(ทมา : Physic GCSE, Online, n.d.)

จากภาพแสงทตาคนเราสามารถรบสมผสได มความยาวคลนประมาณ 390-760 นาโนเมตร

และเมอฉายแสงผานปรซมจะหกเหเปนแถบแสงส (Spectrum) ม 7 ส คอ สมวง สคราม สน าเงน

สเขยว สเหลอง สแสดหรอสสม และสแดง สวนรงสทมชวงคลนสนกวาสมวง หรอมความยาวคลน

นอยกวา 390 นาโนเมตร เชน รงสแกมมา (Gamma ray) รงสเอกซ (X-ray) รงสอลตราไวโอเลต

(Ultra-violet) มระดบพลงงานสง สามารถทะลทะลวงผานวตถตวกลางไดด (หกเหนอย)

12

สวนรงสทมคลนยาวกวา 760 นาโนเมตร ไดแก รงสอนฟราเรด (Infared) คลนวทย (Radio wave)

ซงมระดบพลงงานตา ทะลทะลวงผานวตถตวกลางไดนอย (หกเหงาย)

นกชววทยาไดทาการทดลองโดยสกดคลอโรฟลลออกมาจากใบของพชชนดหนง

นาสารละลายคลอโรฟลลใสในหลอดทดลอง แลวฉายแสงสตาง ๆ ผานเขาไปในสารละลาย

ทมคลอโรฟลล ดงภาพท 2-4

ภาพท 2-4 การทดสอบการดดแสงสตาง ๆ ของคลอโรฟลล

(ทมา : Dr. SIMMONS' CELLS AND CELLULAR PROCESSES 05-1115/3, Online, 2007a)

ทาการทดลองโดย เตรยมอปกรณซงประกอบดวย หลอดไฟ ปรซม แผนโลหะสดา (เจาะร

เลก ๆ ตรงกลาง 1 ร) สารละลายคลอโรฟลล หลอดโฟโตอเลกตรก (Photoelectric tube : เปลยน

ความเขมแสงเปนกระแสไฟฟา) และเครองวดกระแสไฟฟา (Galvanometer) โดยมลาดบขน

การทดลอง ดงน

ขนท 1 ไมใชปรซม ฉายแสงไปยงแผนโลหะ และผานไปยงหลอดทดลอง

ทมแอลกอฮอล (Blank tube) อานคากระแสไฟฟา บนทกผล

ขนท 2 ไมใชปรซม ฉายแสงไปยงแผนโลหะ และผานไปยงหลอดทดลองทม

สารละลายคลอโรฟลล (Control tube) อานคากระแสไฟฟา บนทกผล

13

ขนท 3 ใชปรซม ฉายแสงผานปรซม แลวหกเหไปยงแผนโลหะ แลวผานไปยงหลอด

ทดลองทมสารละลายคลอโรฟลล (Experimental tube) โดยเลอนแผนโลหะใหรตรงกบแสงสตาง ๆ

ตงแตแสงสมวง ไปจนถงแสงสแดง อานคากระแสไฟฟา บนทกผล

จากภาพท 2-4 (a) เลอนแผนโลหะใหรมาตรงกบแสงสเขยว ปรากฏวาอานคาไฟฟา

ไดสงมาก แสดงวาสารละลายคลอโรฟลลดดแสงสเขยวไดนอย จงสองผานไดมาก

สวนภาพท 2-4 (b) เลอนแผนโลหะใหรตรงกบแสงสน าเงน ปรากฏวาอานคาไฟฟาไดต า แสดงวา

สารละลายคลอโรฟลลดดแสงสน าเงนไวไดมาก จงสองผานไดนอย นาคาการดดกลนแสงของ

สารละลายคลอโรฟลล ไปเขยนกราฟ ไดผลดงภาพท 2-5

ภาพท 2-5 กราฟการดดแสงสตาง ๆ ของคลอโรฟลล

(ทมา : ARBOR SCIENCTIFIC, Online, n.d.)

นกชววทยาไดศกษาอตราการสงเคราะหดวยแสงของพช โดยฉายแสงสตาง ๆ แกพช

แลววดปรมาณแกสออกซเจนทพชปลดปลอยออกมา เมอนาไปเขยนกราฟปรากฏวาลกษณะกราฟ

มลกษณะคลายคลงหรอสอดคลองกนกบกราฟการดดคลนแสงสตาง ๆ ของสารละลายคลอโรฟลล

กลาวคอ แสงสใดทคลอโรฟลลดดไดดกจะมอตราการสงเคราะหดวยแสงสง ซงกคอ แสงสมวง

แสงสนาเงน แสงสแดง และแสงสสม ตามลาดบ สวนแสงสใดทคลอโรฟลลดดไวไดนอย

กจะมอตราการสงเคราะหดวยแสงตาตามไปดวย ซงกคอ แสงสเขยว ดงภาพท 2-6

การดดซบคลนแสง (ชวงคลนทคนมองเหนได) ของคลอโรพลาสต

400 450 500 550 600 650 700 ความยาวคลน (นาโนเมตร)

14

ความยาวคลน (นาโนเมตร)

อตรา

การส

งเคร

าะห

ดวยแ

สง

โดยก

ารวด

ปรม

าณ O

2 ท

พชป

ลดป

ลอยอ

อกมา

ภาพท 2-6 กราฟแสดงอตราการสงเคราะหดวยแสงของพชในชวงความยาวคลนตาง ๆ


นกชววทยาไดทดลองสกดรงควตถชนดตาง ๆ ออกมาจากใบพช และผานแสงแตละส

เขาไปในสารละลายของรงควตถนน ๆ แลววดปรมาณแสงสตาง ๆ ทรงควตถดดกลนไว

นามาเขยนเปนกราฟ ดงภาพท 2-7 และภาพท 2-8

ภาพท 2-7 กราฟเปรยบเทยบการดดกลนแสงของคลอโรฟลล เอ คลอโรฟลล บ และแคโรทนอยด

(ทมา : Koning, Ross E., Online, 1994)

15

ภาพท 2-8 กราฟเปรยบเทยบการดดคลนแสงของรงควตถบางชนดในสงมชวต

(ทมา : Farabee, M.J., Online, 2007)

ถาพจารณาจากกราฟตามภาพท 2-7 และภาพท 2-8 สรปไดวา

คลอโรฟลล เอ (Chlorophyll a) สามารถดดกลนแสงไดมากอย 2 ชวงคอ

ชวงทแสงมความยาวคลนประมาณ 430 และ 664 นาโนเมตร แตดดกลนแสงไดนอยมาก

ในชวงคลน 500-600 นาโนเมตร

คลอโรฟลล บ (Chlorophyll b) สามารถดดกลนแสงไดมากอย 2 ชวงคอ

ชวงทแสงมความยาวคลนประมาณ 460 และ 647 นาโนเมตร แตดดกลนแสงไดนอยมาก

ในชวงคลน 500-600 นาโนเมตร

แคโรทนอยด (Carotenoids) สามารถดดกลนแสงไดมากอย 2 ชวงคอ

ชวงทแสงมความยาวคลนประมาณ 455 และ 485 นาโนเมตร แตไมดดกลนแสงทม

ความยาวคลนมากกวา 530 นาโนเมตร

ไฟโคอรทรน (Phycoerythrin) ดดกลนแสงไดดทสดทความยาวคลน

560 นาโนเมตร และดดกลนคลนแสงไดบาง ทความยาวคลนนอยกวา 390 นาโนเมตร

ไฟโคไซยานน (Phycocyanin) ดดกลนแสงไดดทสดทความยาวคลน

620 นาโนเมตร และดดกลนคลนแสงไดบางทความยาวคลนนอยกวา 390 นาโนเมตร

16

รงควตถทพบในสงมชวตทสงเคราะหดวยแสงไดมหลายชนด เชน คลอโรฟลล

(Chlorophyll) แคโรทนอยด (Carotenoid) ไฟโคบลน (Phycobilin) และแบคเทอรโอคลอโรฟลล

(Bacteriochlorophyll) พชและสาหรายเปนสงมชวตประเภทยคารโอต (Eukaryote) จะพบรงควตถ

ตาง ๆ อยในคลอโรพลาสต สวนสงมชวตประเภทโพรคารโอต (Prokaryote) จะพบรงควตถตาง ๆ

อยในเยอหมเซลล หรอองคประกอบอน ๆ ทเปลยนแปลงมาจากเยอหมเซลล (Photosynthetic

membrane) ตามตารางท 2-1

ตารางท 2-1 ชนดของรงควตถทพบในสงมชวตชนดตาง ๆ

ชนดของสงมชวต คลอโรฟลล แคโรท

นอยด

ไฟโค

บลน

แบคเทอรโอ

คลอโรฟลล

เอ บ ซ ด เอ บ ซ ด

ยคารโอต

มอส + + - - + - - - - -

เฟน + + - - + - - - - -

พชดอก + + - - + - - - - -

สาหรายสเขยว + + - - + - - - - -

ยกลนา + + - - + - - - - -

ไดอะตอม + - + - + - - - - -

ไดโนแฟลกเจลเลต + - + - + - - - - -

สาหรายสน าตาล + - + - + - - - - -

สาหรายสแดง + - - + + + - - - -

โพรคารโอต

ไซยาโนแบคทเรย + - - + + + - - - -

โปรคลอโรไฟต + + - - + - - - - -

เพอเพลซลเฟอรแบคทเรย - - - - + - + + - -

เพอเพลนอนซลเฟอรแบคทเรย - - - - + - + + - -

กรนแบคทเรย - - - - + - + - +/- +/-

หมายเหต + หมายถง ม และ – หมายถง ไมม

(ทมา : Taiz, L. & Zeiger, Online, n.d.a)

http://th.wikipedia.org/w/index.php?title=%E0%B9%80%E0%B8%9E%E0%B8%AD%E0%B9%80%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B8%A5%E0%B8%8B%E0%B8%B1%E0%B8%A5%E0%B9%80%E0%B8%9F%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B9%81%E0%B8%9A%E0%B8%84%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0%B8%B5%E0%B8%A2&action=edit&redlink=1�

http://th.wikipedia.org/w/index.php?title=%E0%B9%80%E0%B8%9E%E0%B8%AD%E0%B9%80%E0%B8%9E%E0%B8%B4%E0%B8%A5%E0%B8%8B%E0%B8%B1%E0%B8%A5%E0%B9%80%E0%B8%9F%E0%B8%AD%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B9%81%E0%B8%9A%E0%B8%84%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0%B8%B5%E0%B8%A2&action=edit&redlink=1�

17

จากตารางสามารถสรปได ดงน

คลอโรฟลล เอ คลอโรฟลล บ พบในพชทกชนด สาหรายสเขยว และยกลนา

คลอโรฟลล เอ พบในพชและสาหรายทกชนด รวมทงไซยาโนแบคทเรย และคลอโรไฟต

คลอโรฟลล บ พบเฉพาะในพช และสาหรายสเขยว

คลอโรฟลล ซ พบเฉพาะในไดอะตอม ไดโนแฟลกเจลเลต และสาหรายสน าตาล

คลอโรฟลล ด พบเฉพาะสาหรายสแดง และไซยาโนแบคทเรย

แคโรทนอยด พบในสงมชวตทกชนดทสงเคราะหดวยแสงได

สงมชวตประเภทยคารโอต จะพบรงควตถ คอคลอโรฟลล เอ และคลอโรฟลลอนอก 1 ชนด

ไฟโคบลน พบเฉพาะสาหรายสแดง และไซยาโนแบคทเรย

แบคเทอรโอคลอโรฟลล ชนด เอ ซ และด เทานนทพบในกรนแบคทเรย

แบคเทอรโอคลอโรฟลล ชนด เอ บ เทานนทพบในเพอเพลแบคทเรยทงสะสม และ

ไมสะสมซลเฟอร (Purple sulfur bacteria และ Purple non-sulfur bacteria)

แบคเทอรโอคลอโรฟลล บ ไมพบในสงมชวตชนดใดเลย

ผเรยนเคยสงเกตเหนหรอไมวา ใบไมบางชนดมสเขยวลวน บางชนดมใบดางเหลองหรอ

ดางคอนขางขาว บางชนดมใบดางสแดงหรอสน าตาล ดงภาพท 2-9

ภาพท 2-9 ใบไมทมรงควตถชนดตาง ๆ

ก._ภาพซาย ใบโกสน (ทมา : managarden.com, อนเทอรเนต, ม.ป.ป.ก)

ข. ภาพขวา ใบหปลาชอน (ทมา : managarden.com, อนเทอรเนต, ม.ป.ป.ข)

18

จากตารางท 2-1 ภาพท 2-7 ภาพท 2-8 และภาพท 2-9 จะเหนวาพช และสาหรายสเขยว

มคลอโรฟลล 2 ชนด คอ คลอโรฟลล เอ และคลอโรฟลล บ และยงมแคโรทนอยด ซงพบใน

สงมชวตทกชนด และพบวาในสาหรายสแดง และไซยาโนแบคทเรย มไฟโคบลนดวย แสดงวา

การทใบไมมสตาง ๆ กน นาจะเกยวของกบปรมาณรงควตถ และชนดของรงควตถนนเอง

คลอโรฟลล (Chlorophyll)

คลอโรฟลล เปนรงควตถสเขยว พบในพช สาหราย และไซยาแบคทเรย เปนรงควตถสาคญ

ททาใหพชสามารถนาพลงงานจากแสงมาใชในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงได ดดกลนคลน

แสงสน าเงน และแสงสแดงไดด คลอโรฟลลสามารถละลายไดในตวทาละลายอนทรยตาง ๆ เชน

Ethyl alcohol, Ethyl eter, Acetone และ Chloroform แตไมละลายน า คลอโรฟลลทพบในพชและ

สาหราย ม 4 ชนด คอ คลอโรฟลล เอ บ ซ และด

คลอโรฟลล เอ (Chlorophyll a) มสเขยวแกมน าเงน พบในพช สาหรายทกชนด และยกลนา

มสตรโมเลกล คอ C55H72O5N4Mg ดดคลนแสงไดดทชวงคลน 450, 680 นาโนเมตร กลาวคอดดแสง

สมวงน าเงนไดดทสด รองลงมาคอแสงสแดง (แบคทเรยดดพลงงานแสงในชวงคลนแถบรงส

infrared ไดดทสด) และดดคลนแสงสเขยวไดนอยทสด คลอโรฟลล เอ มความสาคญทสด

ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง เนองจากสามารถนาพลงงานแสงทไดรบไปใชไดโดยตรง

แตรงควตถอน ๆ ไมสามารถนาไปใชไดโดยตรง ตองถายทอดใหกบคลอโรฟลล เอ อกทอดหนง

จงสามารถนาไปใชได

คลอโรฟลล บ (Chlorophyll b) มสเขยวแกมเหลอง พบในพช สาหรายทกชนด และ

ยกลนา มสตรโมเลกล คอ C55H70O6N4Mg ดดคลนแสงไดดทชวงคลน 460, 647 นาโนเมตร กลาวคอ

ดดแสงสน าเงนไดดทสด รองลงมาคอแสงสสม และดดคลนแสงสเขยวไดนอยทสด จะพบ

คลอโรฟลล บ รวมอยกบคลอโรฟลล เอ

คลอโรฟลล ซ (Chlorophyll c) มสเขยว พบในสาหรายสน าตาล สาหรายสน าตาล

แกมเหลองหรอไดอะตอม ไดโนแฟลกเจลเลต ม 2 ชนดคอ คลอโรฟลล ซ-1 และ คลอโรฟลล ซ-2

มสตรโมเลกล ดงน C35H30O5N4Mg และ C35H28O5N4Mg และดดคลนแสงไดดทชวงคลน

442, 630 นาโนเมตร กบชวงคลน 444, 630 นาโนเมตร ตามลาดบ

คลอโรฟลล ด (Chlorophyll d) มสเขยว พบในสาหรายสแดงและกรนแบคทเรย มสตร

โมเลกล คอ C54H70O6N4Mg ดดคลนแสงไดดทชวงคลน 401, 455, 696 นาโนเมตร

19

แคโรทนอยด (Carotenoid)

แคโรทนอยด เปนสารประกอบจาพวกไขมน มอยในสงมชวตทกชนดทสงเคราะหดวยแสง

ได เชน ในพช สาหราย และแบคทเรยทสงเคราะหดวยแสงได (Green sulfur bacteria และ Purple

sulfur bacteria) พบอยในคลอโรพลาสต และโครโมพลาสต (Chromoplast) ตามสวนตาง ๆ ของพช

เชน ดอกไม ผลไมสก หรอใบไมทแกจวนจะรวง ประกอบดวยรงควตถ 2 ชนด คอ

แคโรทน (Carotene) เปนรงควตถสแดงสม มสตรโมเลกล คอ C40H56 ไมละลายน า และ

แอลกอฮอล แตสามารถละลายในไขมน เอธลอเทอรและคลอโรฟอรม ดดคลนแสงไดดทสด

ทชวงคลน แคโรทนของพชสามารถถกสงเคราะหตอไปเปนวตามน เอ ในรางกายของสตวได

พบไดในพช และสาหรายทกชนด สารอาหารทเรารจกกนเปนอยางด ไดแก เบตา-แคโรทน

(β-Carotene) แอลฟา-แคโรทน (α-Carotene) และไลโคปน (Lycopene)

แซนโทฟลล (Xanthophyll) เปนรงควตถสเหลองเขม หรอสเหลองแกมน าตาล มสตร

โมเลกล คอ C40H56O2 ไมละลายน าแตสามารถละลายไดในเอธลแอลกอฮอล และ

เอธลอเทอร พบในพชโดยทวไป และสาหรายทกชนด สารอาหารทเปนประโยชน

ตอรางกายไดแก ซแซนทน (Zeaxanthin) และลทน (Lutien)

แคโรทนอยดไมไดมบทบาทในการสงเคราะหดวยแสงโดยตรง แตเปนตวรบพลงงาน

จากแสงแลวสงตอใหกบคลอโรฟลล เพอใชในการสงเคราะหดวยแสงอกตอหนง หากพชชนดใด

มเฉพาะแคโรทนอยดอยเพยงอยางเดยวโดยไมมคลอโรฟลล พชนนจะสงเคราะหดวยแสงไมได

เพราะหนาทของแคโรทนอยดมเพยงรบพลงงานจากแสง แลวสงตอใหคลอโรฟลลเทานน

การสงเคราะหดวยแสงไมสามารถเกดทโมเลกลของแคโรทนอยด เพราะเกดพลงงานไมเพยงพอ

แคโรทนอยดยงมอยในรปพลาสตด(Plastids) รปอน ๆ เชน โครโมพลาสต ทอยใน

สวนตาง ๆ ของพชทมส เชน ดอกไมสเหลอง หวแครอท ผลมะเขอเทศสก เปนตน นอกจาก

ในพชแลว ยงอาจมอยในเซลลของสตวได เชน ในเซลลทมสชมพของมนกง

ไฟโคบลน (Phycobilin)

ไฟโคบลน เปนรงควตถทมคณสมบตแตกตางจากคลอโรฟลลและรงควตถชนดอน คอ

ละลายน าได มอยเฉพาะในสาหรายสแดง และสาหรายสเขยวแกมน าเงน ประกอบดวยรงควตถ

2 ชนดคอ

20

• ไฟโคอรทรน (Phycoerythrin) เปนรงควตถสแดง มอยในสาหรายสแดง จะรบแสงสเขยว

ทมความยาวคลนประมาณ 495, 565 นาโนเมตร ไวไดมากทสด

• ไฟโคไซยานน (Phycocyanin) เปนรงควตถสน าเงน มอยในสาหรายสเขยวแกมน าเงน

จะรบแสงสเขยว และสแดงทมความยาวคลน 550, 615 นาโนเมตร ไดมากทสด

แบคเทอรโอคลอโรฟลล (Bacteriochlorophyll)

แบคเทอรโอคลอโรฟลล เปนรงควตถสเขยวคลายคลอโรฟลล เอ แตเนองจากมรงควตถ

พวกแคโรทนอยดหมอยขางนอกอกทหนง จงเหนเปนสแดงหรอสมวง หรอสเหลอง พบใน

แบคทเรยชนด Purple sulfur bacteria และ Purple non-sulfur bacteria

สาหรบแบคทเรยชนดกรนแบคทเรย (Green bacteria) มรงควตถทเรยกวา แบคทรโอ-

ไวรดน (Bacterioviridin) ซงเปนรงควตถซงมโครงสรางเหมอนกบแบคทรโอคลอโรฟลล

แตไมมแคโรทนอยดหม จงเหนเปนสเขยว

การทสงมชวตทสามารถสงเคราะหดวยแสงได มรงควตถหลายชนดจะมประโยชนในการ

รบชวงคลนแสงสตาง ๆ ทแตกตางกนไดมากขน ทาใหประสทธภาพในการสงเคราะหดวยแสงด

ยงขน มการทดสอบการสงเคราะหดวยแสงของสาหรายสไปโรไจราในชวงความยาวคลนตาง ๆ

พรอมกบใชแบคทเรยเปนตวบงช ตามทไดกลาวมาแลว

21

จดประสงค 1. สบคนขอมล และอธบายเกยวกบโครงสรางของคลอโรพลาสตได



แบบฝกหดท 2.1

1. ออรแกเนลลทพชและสาหราย รวมทงยกลนา ใชเปนแหลงผลตสารอาหารคออะไร

ตอบ ____________________________________________________________________

2. ออรแกเนลลทพชและสาหราย รวมทงยกลนา ใชเปนแหลงผลตสารอาหารมโครงสราง

อยางไร อธบาย

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

3. คลอโรฟลลดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

4. แคโรทนอยดดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

5. ไฟโคบลนดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

6. แบคเทอรโอคลอโรฟลลดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

7. ในพช สาหรายสเขยว และยกลนา พบรงควตถชนดใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

คาชแจง จงเตมขอความลงในชองวางใหสมบรณและถกตอง

จานวน 10 ขอ คะแนนเตม 10 คะแนน

22

8. ในไดอะตอม ไดโนแฟลกเจลเลต และสาหรายสน าตาล พบรงควตถชนดใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

9. รงควตถใด ทพบในสงมชวตทกชนดทสงเคราะหดวยแสง

ตอบ ____________________________________________________________________

10. ในสงมชวตพวกยคารโอต จะพบรงควตถชนดใดบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

23

2.3 ระบบแสง (Photosystem)

ในสงมชวตพวกยคารโอต มออรแกเนลลทใชเปนแหลงสาคญในการสงเคราะหดวยแสง

คอ คลอโรพลาสต โดยเยอลาเมลลา และไทลาคอยด ซงประกอบดวยเยอหม 2 ชนมคลอโรฟลล

และรงควตถอน ๆ เชน แคโรทนอยด (Carotenoids) ฝงตดอยบนแผนไทลาคอยด และมลเมน

อยเปนจานวนมาก ซงมขนาดแตกตางกนมาก สาหรบแกรนลทมขนาดใหญภายในมกลมของ

รงควตถระบบแสง (Photosystem) ลเมนเหลานจงทาหนาทรบพลงงานแสง ทาใหอเลกตรอน

มพลงงานสงขนๆ สาหรบลเมนขนาดเลกนาจะเปนทอยของเอนไซมชนดตาง ๆ ทเกยวของกบ

กระบวนการถายทอดอเลกตรอนในปฏกรยาทใชแสง นนคอเยอหมลาเมลลาหรอเยอหมไทลาคอยด

เปนทอยของระบบแสงทใชในการดดพลงงานแสง ซงมรงควตถทสาคญ คอ คลอโรฟลล


ภาพท 2-10 แสดงการฝงตวและโครงสรางของคลอโรฟลล


24

จากภาพจะเหนวาทเยอไทลาคอยด (Thylakoid membrane) มกลมของรงควตถฝงตวอย

ซงมคลอโรฟลล เอ และบ รวมอยดวย โครงสรางโมเลกลของคลอโรฟลล เอ และบ ตางกนเลกนอย

ทหมเมธล (Methyl group : -CH3) และหมอลดไฮด (Aldehyde group : -CHO) ตรงกรอบสแดง

ในภาพท 2-10 ทงคลอโรฟลลและแคโรทนอยด จะเรยงตวเปนกลมอยางเปนระบบ เรยกวา

ระบบแสง (Photosystem) ระบบแสงสวนใหญจะประกอบดวบคลอโรฟลลประมาณ 250 โมเลกล

และแคโรทนอยดประมาณ 50 โมเลกล โดยรงควตถทเรยงตวอยรอบ ๆ ทาหนาทดดซบพลงงาน

จากแหลงแสง แลวสงตอไปเรอย ๆ ทาใหโมกลของรงควตถมการสะสมพลงงาน พลงงานสงขนๆ

ซงเรยกรงควตถทเรยงรอบนอกนวา แอนเทนนา คอมเพลกซ(Antenna complexes หรอ Light-Harvesting

complexes ; LHC) และสดทายสงพลงงานตอใหคลอโรฟลล เอ ซงทาหนาทเปนศนยกลางของระบบแสง

(Reaction center) ดงภาพท 2-11

ภาพท 2-11 ระบบแสง (Photosystem)

(ทมา : Dr. SIMMONS' CELLS AND CELLULAR PROCESSES 05-1115/3, Online, 2007b)

จากภาพรงควตถทเรยงตวอยในแอนเทนนาจะดดซบพลงงงานจากแสง (Photon : หนวยวด

ความเขมแสง) แลวถายเทพลงงาน (Transfer of energy) ไปยงรงควตถอนๆ ในแอนเทนนา

ทอยดานใน พลงงานจะถกสะสมในโมเลกลมากขนๆ สดทายสงตอไปใหคลอโรฟลล เอ (พเศษ)

พลงงานแสง(Photon)

การถายทอดอเลกตรอน

สารรบ อเลกตรอน ตวแรก

ศนยกลางของ ระบบแสง

คลอโรฟลล เอ ในศนยกลาง ของระบบแสง

โมเลกลของรงควตถในแอนเทนนา

ระบบแสง(Photosystem)

ถายเทพลงงาน

25

ซงอยในศนยกลางของระบบแสง (Reaction center) มพลงงานสงมาก และมากพอทจะทาให

อเลกตรอนหลดออกไปจากระบบ โดยสงไปยงสารททาหนาทรบอเลกตรอนตวแรก (Primary

electron acceptor) รงควตถในระบบกจะมระดบพลงงานลดลงเปนปกต

การถายทอดพลงงานเกดจากการทโมเลกลของรงควตถดดซบพลงงานแสง หรอไดรบ

การถายทอดจากโมเลกลขางเคยง ทาใหอเลกตรอนซงเมออยในสถาพปกต (Ground state) จะเคลอนท

รอบ ๆนวเคลยสในระดบหนง เมอไดรบพลงงานเพมขน หรอเรยกวาอยในสภาพเรงเรา (Excited state)

ซงเปนสภาพทไมคงตว (Unstable) อเลกตรอนจะเคลอนทเรวขนและเคลอนหางออกไปอกระดบหนง

โมเลกลของรงควตถจะตองถายทอดพลงงานนออกไป หรอจะตองสงอเลกตรอนไปยงสารตวรบ

อเลกตรอน และรบอเลกตรอนทมระดบพลงงานตากวาเขามาแทนท เพอกลบคนสระดบปกต


สถาพปกต (Ground state) สภาพเรงเรา (Excited state) สถาพปกต (Ground state)

ภาพท 2-12 การเคลอนทของอเลกตรอนในสภาพปกตและสภาพเรงเรา

(ทมา : สรางขนเอง)

โครงสรางของระบบแสง ประกอบดวย

1. แอนเทนนา คอมเพลกซ (Antena complexes) ประกอบดวยรงควตถตาง ๆ และ

มการเรยงตวอยางเปนระบบ จากดานนอกเขามาดานในตามลาดบ คอ แคโรทนอยด

คลอโรฟลล บ และคลอโรฟลล เอ

2. ศนยกลางของปฏกรยา (Reaction center) เปนรงควตถชนดคลอโรฟลล เอ (พเศษ)

3. ตวรบอเลกตรอนตวแรก (Primary electrom acceptor) เปนสารประกอบพวกโปรตน

ททาหนาทเปนตวรบอเลกตรอนจากระบบแสง อาทเชน ฟโอไฟทน (Pheophytin)

ฟลโลควนโนน (Phylloquinones) หรอวตามน เค

พลงงาน แสง

26

ภาพท 2-13 โครงสรางของระบบแสง

(ทมา : Biology Concepts, Online, n.d.a)

ระบบแสง ประกอบดวยโมเลกลของคลอโรฟลล เอ แตเนองจากคลอโรฟลล เอ นไดเชอม

ตอกบโปรตนตางชนดกน จงทาใหคณสมบตในการรบแสงทความยาวคลนตางกนเลกนอย จงสามารถ

แบงระบบแสงออกเปน 2 ระบบ โดยใชชนดของรงควตถในศนยกลางของปฏกรยาเปนเกณฑ

ในการจาแนก ดงน

1. ระบบแสง 1 (Photosystem I หรอ PS I) ประกอบดวยรงควตถทมคลอโรฟลล เอ

ชนดทดดกลนคลนแสงไดดทสดทชวงคลน 700 นาโนเมตร เปนศนยกลางของปฏกรยา และ

เรยกศนยกลางของปฏกรยาของระบบแสง 1 นวา P700

2. ระบบแสง 2 (Photosystem II หรอ PS II) ประกอบดวยรงควตถทมคลอโรฟลล เอ

ชนดทดดกลนคลนแสงไดดทสดทชวงคลน 680 นาโนเมตร เปนศนยกลางของปฏกรยา และ

เรยกศนยกลางของปฏกรยาของระบบแสง 2 นวา P680

27

ระบบแสงทง 2 ระบบมความคลายคลงกนในดานโครงสราง แตกมความแตกตางกนบาง

ทางดานองคประกอบ ดงน

ตารางท 2-2 เปรยบเทยบโครงสรางของระบบแสง

ลกษณะทเปรยบเทยบ ระบบแสง 1 ระบบแสง 2

ชนนอกสดของแอนเทนนาคอมเพลกซ สวนมากเปน

แคโรทน

แซนโทรฟลล

(ไมมแคโรทน)

จานวนโมเลกลของคลอโรฟลล เอ และคลอโรฟลล บ

ของแอนเทนนาคอมเพลกซ

250 โมเลกล 250 โมเลกล

จานวนโมเลกลของโปรตนทเกาะอยกบคลอโรฟลล เอ 100,000 โมเลกล 47,000 โมเลกล

ชวงคลนทดดซบพลงงานไดดทสดของคลอโรฟลล เอ

ในศนยกลางของปฏกรยา

700 นาโนเมตร

หรอ P700

680 นาโนเมตร

หรอ P680

(ทมา : Biology Concepts, Online, n.d.b)

2.4 ปฏกรยาแสง (Light reaction)

จากการทดลองของอารนอน ทาใหทราบวาพชดดพลงงานแสงไวในคลอโรพลาสต และ

เปลยนพลงงานแสงเปนพลงงานเคมในรปของ ATP และ NADPH ซงพชสามารถนาไปใชตอได

เรยกปฏกรยานวา ปฏกรยาแสง (Light reaction) และจากการศกษาพบวาบนเยอไทลาคอยดม

ระบบแสง 1 ระบบแสง 2 และโปรตนหลายชนดททาหนาทรบ และถายทอดอเลกตรอน ซงอาจ

จาลอง การจดเรยงตว ดงภาพท 2-14

ภาพท 2-14 การจดเรยงตวของโครงสรางทอยบนเยอไทลาคอยด

(ทมา : WikipediA The Free Encyclopedia, Online, n.d.b)

พลาสโทไซยานน

เฟอรดอกซน-เอนเอดพ รดกเทส

เฟอรดอกซน

ระบบแสง 1

พลาสโทควโนน สโตรมา

ไทลาคอยด ลเมน

เยอไทลาคอยด

เอทพ ซนเทส

ระบบแสง 2

ไซโทโครมคอมเพลกซ

28

จากภาพท 2-14 สรปไดวา บนเยอในไทลาคอยด ซงทาหนาทรงสงอเลกตรอน และเปลยน

พลงงานแสงเปนพลงงานเคม ประกอบดวยสาร 4 กลม คอ

• ระบบแสง ม 2 ระบบ คอ ระบบแสง 1 (PS I) และระบบแสง 2 (PS II)

• สารประกอบโปรตนเชงซอนททาหนาทรบและสงอเลกตรอน ไดแก

o พลาสโทควโนน (Plastoquinone : PQ) เปนสารพวกโปรตนฝงอย

ในเยอไทลาคอยด รบและสงอเลกตรอนไดในระยะสน

o พลาสโทไซยานน (Plastocyanin : PC) เปนสารพวกโปรตน

ทมธาตทองแดงเปนองคประกอบ และฝงอยทเยอดานในของไทลาคอยด

สามารถเคลอนทไดเลกนอย

o เฟอรดอกซน (Ferredoxin : Fd) เปนสารพวกโปรตนมธาตเหลกและ

กามะถน ฝงอยในเยอไทลาคอยด ทาหนาทรบและสงอเลกตรอนไปยง

NADP+ ซงอยในสโตรมา

• ไซโทโครม บหก เอฟ คอมเพลกซ (Cytocrome b6f complex) เปนสารพวกโปรตน

และมโมเลกลซบซอน มธาตเหลกเปนองคประกอบ ซงจะรบและสงเฉพาะอเลกตรอน (e-) เทานน

ไมรบไฮโดรเจนไอออน (H+)

• เอทพ ซนเทส (ATP synthase ) เปนสารพวกโปรตน ฝงตวอยบนเยอไทลาคอยด

เปนชองทางในการลาเลยง H+ และทาหนาทเปนเอนไซมชวยกระตนให ADP รวมกบ Pi เมอเกด

ความแตกตางของศกยไฟฟาเคม (Electrochemical potential gradient) ของโปรตอนระหวางภายใน

และภายนอกไทลาคอยด

รงควตถในแอนเทนนาคอมเพลกซจะมการถายทอดพลงงานทดดกลนไวจากรงควตถ

โมเลกลหนงไปยงอกโมเลกลหนง จนกระทงถงคลอโรฟลล เอ โมเลกลพเศษทเปนศนยกลาง

ปฏกรยาของระบบแสง พลงงานดงกลาวจะกระตนใหอเลกตรอนของคลอโรฟลล เอ ทเปน

ศนยกลางปฏกรยา มพลงงานสงขนๆ และถายอเลกตรอนทมระดบพลงงานสงนไปยงตวรบ

อเลกตรอน ทาใหเกดการสรางพลงงานเคม เปนการเปลยนพลงงานแสงใหมาอยในรปพลงงานเคม

การถายทอดอเลกตรอนดงกลาวขางตน เกดขนได 2 ลกษณะ คอ การถายทอดอเลกตรอน

แบบไมเปนวฏจกร (Non-cyclic electron transfer) และการถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร

(Cyclic electron transfer)

29

การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร (Non-cyclic electron transfer)

การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร เปนกระบวนการทมสารชวยกนรบและสง

อเลกตรอน(e-) จากโมเลกลของน า ภายในไทลาคอยดลเมน ไปยง NADP+ ซงอยในสโตรมา

ของคลอโรพลาสต และทาใหเกดความตางศกดของประจหรอไออนระหวางภายนอก และภายใน

ไทลาคอยด จนนาไปสการสงเคราะห ATP ได ซงมการถายทอดอเลกตรอน ดงภาพท 2-15

ภาพท 2-15 การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร

(ทมา : WikipediA The Free Encyclopedia, Online, n.d.b)

จากภาพท 2-15 สามารถสรปขนตอนการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกรไดเปน

4 ปฏกรยา ซงเกดเกอบพรอมกน ตอเนองและสมพนธกน ดงน

1. โฟโตไลซส (Photolysis ) เกดในไทลาคอยดลเมน เกดเมอรงควตถในแอนเทนนา-

คอมเพลกซของระบบแสง 2 ดดซบพลงงานแสงและสงตอไปจนถง คลอโรฟลล เอ P680 และทา

ใหโมเลกลของคลอโรฟลล เอ P680 เสยอเลกตรอนไปนน พลงงานสวนหนงจากแอนเทนนาคอมเพลกซ

จะถกสงไปกระตนเอนไซมททาหนาทแยกโมเลกลของน า (Water splitting enzyme) ซงอยใน

ไทลาคอยดลเมน ทาใหเกดปฏกรยาการแยกตวของน า ซงคนพบโดย Robin Hill และเรยก ปฏกรยา

นวา Hill reaction ซงตอมาเรยกวา Photolysis จากนนอเลกตรอนจากโมเลกลของน าจะถกสง

ไปใหระบบแสง 2 และเกดการแยกตวของธาตออกซเจน จนไดโมเลกลของแกสออกซเจนและ

แพรสบรรยากาศในทสด

Water Splitting enzyme

30

2. การถายทอดอเลกตรอนของระบบแสง 2 เกดทเยอโดยรงควตถของแอนเทนนา-

คอมเพลกซดดซบพลงงานแสง และสงพลงงานตอไปๆ จนถง คลอโรฟลล เอ พเศษ P680

ในศนยกลางปฏกรยา โมเลกลของคลอโรฟลล เอ พเศษ P680 ซงมระดบพลงงานสงมากกจะสง

อเลกตรอนไปยงสารรบอเลกตรอนตวแรก ซงกคอ ฟโอไฟทน (Pheophytin) และสงตอไปยง

พลาสโทควโนน (Plastoquinones) ไซโทโครม บหก เอฟ คอมเพลกซ (Cytocrome b6f complex)

ซงจะรบเฉพาะอเลกตรอนเทานน จงทาให H+ ถกปลดปลอยเขาไปสะสมอยในไทลาคอยดลเมน

ในขณะทไซโทโครม บหก เอฟ คอมเพลกซ กสงอเลกตรอนตอไปยงพลาสโทไซยานน (Plasto-

cyanin) และสงตอไปยงระบบแสง 1 ในทสด

3. การถายทอดอเลกตรอนของระบบแสง 1 เกดทเยอโดยรงควตถในแอนเทนนาคอมเพลกซ

ดดซบพลงงานแสงและสงพลงงานตอไปๆ จนถง คลอโรฟลล เอ พเศษ P700 ในศนยกลางปฏกรยา

โมเลกลของคลอโรฟลล เอ พเศษ P700 ซงมระดบพลงงานสงมากกจะสงอเลกตรอนไปยงสาร

รบอเลกตรอนตวแรก ซงกคอ ฟลโลควโนน (Phylloquinones) และถายทอดอเลกตรอนไปยงตวรบ

และตวสงอเลกตรอนอกหลายตว จนถงเฟอรดอกซน (Ferredoxin : Fd) และสงอเลกตรอนตอไปยง

NADP+ โดยมเอนไซมเฟอรดอกซน เอนเอดพ รดกเทส (Ferredoxin-NADP reductase)กระตน

ปฏกรยา ไดผลผลตคอ NADPH

4. เคมออสโมซส (Chemiosmosis) เปนกระบวนการลาเลยงไอออนผานเยอ เนองจาก

ในขณะทรงควตถดดซบพลงงานแสง และมการถายทอดอเลกตรอนของระบบแสง 1 และการ

เกดปฏกรยาโฟโตไลซส ทาใหมการปลดปลอยโปรตอน (H+) เขาไปสะสมอยในไทลาคอยดลเมน

มากขนๆ ทาใหเกดความตางศกยของไฟฟาเคม (Electrochemical potential gradient) ระหวาง

ภายในและภายนอกไทลาคอยด และทาใหโปรตอนเคลอนทออกจากลเมนผานโปรตนทฝงอย

ทเยอไทลาคอยด ซงกคอ ATP synthase และทาหนาทเปนเอนไซมกระตนให ADP รวมตวกบ Pi

ได ATP และเรยกกระบวนการทมการสงเคราะห ATP โดยใชแสงนวา โฟโตฟอสโฟไรเลชน

(Photophos phorylation) หรอนอนไซคลก โฟโตฟอสโฟไรเลชน (Non-cyclic photophos

phorylation)

การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกรแตละครงเกดจากการแตกตวของน า

1 โมเลกล และมการถายทอดอเลกตรอนครงละ 2 อเลกตรอน ไปยงระบบแสง 2 ระบบแสง 1 และ

NADP+ ตามลาดบ ขณะเกดปฏกรยาจะมการปลดปลอย H+ ไปสะสมอยในไทลาคอยดลเมน

ซงนาไปสการสงเคราะห ATP ไดอยางนอย 1 โมเลกล การถายทอดอเลกตรอนแบบนมลกษณะ

คลายอกษร Z จงอาจเรยกวา Z scheme ดงภาพท 12-16

31

ภาพท 2-16 แผนภาพแสดงระดบพลงงานในการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร

(ทมา : Photosynthesis, Online, n.d.a)

จากภาพท 12-16 สามารถเขยนเปนปฏกรยาทางเคมของการถายทอดอเลกตรอนแบบ

ไมเปนวฏจกร ไดดงน

H2O + ADP + Pi + NADP+ ------------> ATP + NADPH + ½ O2

และจากการศกษาทผานมาทราบวาพชสงเคราะหน าตาลกลโคส 1 โมเลกล ตองใชน า

12 โมเลกล ดงนนปฏกรยาทางเคมทถกตอง จะเปนดงน

12 H2O + 12 ADP + 12 Pi +12 NADP+ ------------> 6 O2 + 12 ATP + 12 NADPH

การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร (Cyclic electron transfer)

การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร เกดขนในสภาวะทภายในคลอโรพลาสต

อยในสภาวะขาดแคลน NADP+ โดยมลกษณะการถายทอดอเลกตรอนคลายแบบไมเปนวฏจกร แต

อเลกตรอนทสงออกไปจากระบบแสง 1 ไปยงเฟอรดอกซน (Fd) เมอไมม NADP+ มารบอเลกตรอน

เฟอรดอกซนจงสงอเลกตรอนยอนกลบมายงพลาสโทควโนน (PQ) ซงจะถายทอดอเลกตรอน

ตอไปยงไซโทโครม บหกเอฟ คอมเพลกซ (Cytocrome b6f complex) พลาสโทไซยานน (PC) และ

ยอนกลบมายงระบบแสง 1 ตามเดม ดงภาพท 2-17

32

ภาพท 2-17 แผนภาพแสดงระดบพลงงานในการถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร

(ทมา : Photosynthesis, Online, n.d.b)

จากภาพท 12-17 การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกรเกยวของเฉพาะกบระบบแสง 1

เทานน และในการขณะทมการถายทอดอเลกตรอนจากพลาสโทควโนนไปยงไซโทโครม

บหกเอฟคอมเพลกซ ทาใหมการสะสม H+ ภายในลเมนมากพอทจะชกนาให ATP synthase

สงเคราะหพลงงาน ATP ไดอยางนอย 1 โมเลกล เรยกการสงเคราะหพลงงานแบบนวา

โฟโตฟอสโฟไรเลชน (Photophosphorylation) หรอ ไซคลก โฟโตฟอสโฟไรเลชน (Cyclic

photophosphorylation)

จากการถายทอดอเลกตรอนทง 2 แบบ มการสงเคราะห ATP เกดขนเชนเดยวกน

แตอยางไรกตาม ยงมความแตกตางกนบางประการ ดงแสดงในตารางท 2-3

ตารางท 2-3 เปรยบเทยบการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกรและแบบเปนวฏจกร

การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร

อเลกตรอนหลดออกจากระบบแสง 2

แลวสงตอไปใหระบบแสง 1 โดยรบ

อเลกตรอนจากน ามาทดแทน

อเลกตรอนหลดออกจากระบบแสง 1

แลวกลบคนสระบบแสง 1 ตามเดม

มการสราง ATP 2 ครง (H+ จากน า และ H+

จากไซโทโครม)

มการสราง ATP 1 ครง (H+ จาก

ไซโทโครม)

มการสราง NADPH ไมมการสราง NADPH

ม O2 เกดขน ไมม O2 เกดขน

เกยวของกบระบบแสง 1 และระบบแสง 2 เกยวของกบระบบแสง 1 เทานน

มกระบวนการ Photolysis ไมมกระบวนการ Photolysis

33

ภาพท 2-21 ชดทดลองเพอศกษาผลทไดจากการสงเคราะหดวยแสงทออกแบบโดยคลวน และคณะ (ทมา : ScienceMatters@Berkeley, Online, 2006)

2.5 การตรงคารบอนไดออกไซด (Carbondioxide fixation)

ในป พ.ศ. 2493 (ค.ศ. 1950) เมลวน คลวน (Melvin Calvin) แอนดร เอ เบนสน (Andrew

A. Benson) เจมส บาสสเฮม (James Bassham) และคณะนกวจยแหงมหาวทยาลยแคลฟอรเนย

ทเบรกเลย ไดออกแบบอปกรณเพอศกษาการนาผลผลตชวงปฏกรยาทใชแสง คอ ATP และ

NADPH รวมทงการตรง CO2 เพอสงเคราะหเปนคารโบไฮเดรต หรอเรยกวาปฏกรยาไมใชแสง

(Dark reaction) หรอปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซด (Carbondioxide fixation) ดงภาพท 2-21

และภาพท 2-22

ภาพท 2-18 เมลวน คลวน (Melvin Calvin)

(ทมา : WikipediA The Free Encyclopedia, Online, n.d.c)

ภาพท 2-19 แอนดร เอ เบนสน (Andrew A. Benson)

(ทมา : WikipediA The Free Encyclopedia, Online, n.d.a)

ภาพท 2-20 เจมส บาสสเฮม (James Bassham)

(ทมา : Lawrence Berkeley National Laboratory, Online, 1997)

34

ภาพท 2-22 ชดทดลองเพอศกษาผลทไดจากการสงเคราะหดวยแสง (ทมา : สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ, 2554, 88)

จากภาพท 2-21 และภาพท 2-22 เปนอปกรณทออกแบบเปนพเศษ โดยนาคลอเรลลา

ซงเปนสาหรายสเขยวเซลลเดยวใสลงไปในขวดแกวชนดพเศษ ทใสสารละลายโซเดยมไฮโดรเจน

คารบอเนต (NaHCO3) มโคมไฟฉายแสงอยางเพยงพอ มแผนโปรงใสปองกนความรอน เมอฉาย

แสงจนมอตราการสงเคราะหดวยแสงคงทแลว จงเตม 14CO2 โดยเตมในรปของ H14CO3- ซงม

คารบอนเปนสารกมมนตรงส (14C) ทดานลางของขวดแกวมลนปดเปด สามารถนาสารละลายและ

สาหรายไปตรวจเปนระยะตามทวางแผนไว และภาชนะทเกบตวอยางกมเมทานอลทรอนเพอทาลาย

เซลลคลอเรลลาทนท

จากการทดลองพบวาเมอฉายแสงเปนเวลา 7 วนาท จะตรวจพบ 14C อย สารประกอบทม

คารบอน 3 อะตอม คอ ฟอสโฟกลเซอเรต (Phosphoglycerate) หรอ กรดฟอสโฟกลเซอรก

(Phosphoglyceric acid) หรอใชอกษรยอวา PGA โดยตรวจพบทงหมด 3 โมเลกล มเพยง 1 โมเลกล

ทม 14C

ภาชนะเกบคลอเรลลาเปนระยะๆ ภายในขวดบรรจเมทานอลทรอน เพอทาลายคลอเรลลาทนท

ลนสาหรบควบคมการปดเปด

คลอเรลลา

หลอดสาหรบเตม H14CO3-

เทอรโมมเตอร

สารละลาย NaHCO3

แสง

35

ภาพท 2-23 วฏจกรคลวน (ทมา : Campbell, N.A. and others, Online, 2008)

เมอฉายแสงเปนเวลาประมาณ 60 วนาท จะตรวจพบ 14C ในสารประกอบทมคารบอน

3 อะตอม คารบอน 5 อะตอม และคารบอน 6 อะตอม และเมอฉายแสงเปนเวลา 90 วนาท

จะตรวจพบ 14C ในสารประกอบหลายชนด เชน น าตาลกลโคส ไขมน

จากการตรวจผลครงแรก คลวนและคณะสนนษฐานวา นาจะมสารประกอบทมคารบอน

2 อะตอม ซงเมอรวมตวกบ CO2 จะได PGA แตเมอคนหาอยางละเอยดกลบไมพบสารประกอบทม

คารบอน 2 อะตอมอยเลย คลวนและคณะจงตรวจหาสารประกอบใหมทจะมารวมกบ 14CO2 เพอ

สงเคราะห PGA ในทสดตรวจพบสารประกอบทมคารบอน 5 อะตอม คอ ไรบโลส 1,5 บสฟอสเฟต

(Ribulose-1,5-bisphosphate : RuBP) ซงเมอรวมตวกบคารบอนไดออกไซดจะเกดเปนสารประกอบ

ตวใหมทมคารบอน 6 อะตอม แตสารทมคารบอน 6 อะตอมนไมเสถยร จะสลายและแยกออกเปน

สารประกอบทมคารบอน 3 อะตอม ซงกคอ PGA จานวน 2 โมเลกล

นอกจากนคลวนและคณะยงพบวา ปฏกรยาเหลานเกดขนหลายขนตอน ตอเนองกนไป

เปนวฏจกร ในปจจบนเรยกวฏจกรของปฏกรยานวา วฏจกรคลวน (Calvin cycle) หรอ วฏจกรคล

วน-เบนสน-บาสสเฮม (Calvin–Benson-Bassham cycle) และวฏจกรคลวนทสมดล ตองใชแกส

คารบอนไดออกไซดเขารวมในปฏกรยา จานวน 3 โมเลกล ดงภาพท 2-23

จากภาพท 2-23 วฏจกรคลวน เปนปฏกรยาทเกดในสโตรมาของคลอโรพลาสต ซงม

เอนไซมอยมากมาย วฏจกรประกอบดวยปฏกรยา 3 ขนตอน คอ

36

ภาพท 2-24 ปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซด (ทมา : Gallant's Biology Stuff, Online, n.d.)

ภาพท 2-25 ปฏกรยาการรดวซ PGA ไปเปน PGAL (ทมา : Gallant's Biology Stuff, Online, n.d.)

ปฏกรยาขนตอนท 1 คารบอกซเลชน (Carboxylation) เปนปฏกรยาตรงคารบอนไดออกไซด

โดยคารบอนไดออกไซดจะเขาสวฏจกรเพอทาปฏกรยากบ RuBP โดยมเอนไซม ไรบโลส 1,5 บส

ฟอสเฟตคารบอกซเลสออกซจเนส (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase oxygenase) เรยกยอ ๆ

วา รบสโก (Rubisco) เปนตวเรงปฏกรยา เมอ RuBP ซงเปนสารทมคารบอน 5 อะตอม ทาปฏกรยา

กบคารบอนไดออกไซด ไดสารประกอบใหมทมคารบอน 6 อะตอม สารทเกดขนใหมนเปนสาร

ไมอยตว จะสลายไปเปน PGA 2 โมเลกล ซง 1 โมเลกลของ PGA จะมคารบอนอย 3 อะตอม และ

ฟอสเฟต 1 หม ดงภาพท 2-24

จากภาพท 2-24 RuBP 1 โมเลกล รวมตวกบ CO2 1 โมเลกล ไดผลผลตคอ PGA 2 โมเลกล

ซงสาร PGA นเปนสารทมคารบอน 3 อะตอม และเปนสารทอยตว หรอเสถยรชนดแรกทเกดใน

วฏจกรคลวน ดงนน ถาจะตรง CO2 3 โมเลกล กตองใช RuBP 3 โมเลกล เชนกน และเมอรวมตว

กนแลว จะได PGA 6 โมเลกล ดงสมการ

3 CO2 + 3 C5H12O11P2 + 3 H2O --------------------> 6 C3H7O7P

ปฏกรยาขนตอนท 2 รดกชน (Reduction) เปนปฏกรยาทโมเลกลของ PGA จะรบหม

ฟอสเฟตจาก ATP กลายเปน 1, 3 บสฟอสโฟกลเซอเรต (1, 3 -bisphosphoglycerate) จากนนจะถก

รดวซ ไปเปนน าตาลทมคารบอน 3 อะตอม ทเรยกวา กลเซอรลดไฮด 3 ฟอสเฟต (Glyceraldehyde

3-phosphate : G3P) หรอฟอสโฟกลเซอรลดไฮด (Phosphoglyceraldehyde : PGAL) โดยรบ

อเลกตรอนจาก NADPH ซง PGAL เปนน าตาลทมคารบอน 3 อะตอม และถอวาเปนน าตาล

ชนดแรกทเกดขนในวฏจกรคลวน ดงภาพท 2-25

37

ภาพท 2-26 ปฏกรยารเจนเนอเรชน (ทมา : Tiftickjian, J., Online, n.d.)

จากภาพท 2-25 โมเลกลของ PGA ถกรดวซไปเปน PGAL ซงตองใช ATP และ NADPH

ซงเปนผลผลตจากปฏกรยาชวงทใชแสง ดงนนปฏกรยาเคมของรดกชน เปนดงน

6 C3H7O7P + 6 ADP-PO3H2 ---------------> 6 C3H8O10P2 + 6 ADP-H

6 C3H8O10P2 + 6 NADPH ---------------> 6 C3H7O6P + 6 NADP+ + 6 PO4H2-

ปฏกรยาขนตอนท 3 รเจนเนอเรชน (Regeneration) เปนขนตอนทจะสราง RuBP ขนมา

ใหม เพอกลบไปรบ CO2 อกครง ในการสราง RuBP ซงมคารบอนอะตอม 5 อะตอม ตองสรางจาก

PGAL ซงมคารบอน 3 อะตอม ขนตอนนตองใช ATP ดงนน ปฏกรยาทสมดล คอ ตองใช PGAL

จานวน 5 โมเลกล (มคารบอน 30 อะตอม) เพอสราง RuBP 3 โมเลกล (มคารบอน 30 อะตอม)


ไดไฮดรอกซ อะซโตนฟอสเฟต

(DHAP)

ไซลโล 5 ฟอสเฟต

(X5P)

ฟรกโทส 1,6 ฟอสเฟต (F16P)

ฟรกโทส 6 ฟอสเฟต

(F6P)

ไรโบส 5 ฟอสเฟต

(R5P)


(R5P)


(R5P)

อรโทส 4 ฟอสเฟต

(E4P) ซโดเฮปตโลส 1,7 ฟอสเฟต

(S17P)

ไซลโล 5 ฟอสเฟต

(X5P)

3 โมเลกล ไรบโลส 1, 5 บสฟอสเฟต

(3 RuBP)

ATP

ADP

ATP

ADP ATP

ADP

PGALโมเลกลท 1 PGAL โมเลกลท 2 PGAL โมเลกลท 4 PGAL โมเลกลท 3 PGAL โมเลกลท 5

ไดไฮดรอกซ อะซโตนฟอสเฟต

(DHAP)

38

จากภาพท 2-26 มปฏกรยาเกดขนหลายปฏกรยา และสามารถลาดบไดดงน PGAL โมเลกลท 1 เปลยนโครงสรางไปเปนไดไฮดรอกซอะซโตน ฟอสเฟต (Dihydroxy

acetone Phosphate : DHAP)

PGAL โมเลกลท 2 รวมตวกบ DHAP ไดสารประกอบทมคารบอน 6 อะตอม คอ ฟรกโทส

1,6 ฟอสเฟต (Fructose-1,6-Phosphate : F16P) แลวเปลยนไปเปนฟรกโทส 6 ฟอสเฟต (Fructose 6-

Phosphate : F6P)

PGAL โมเลกลท 3 รวมตวกบ F6P ไดสารประกอบทมคารบอน 9 อะตอม แลวแตกตวเปน

น าตาลทมคารบอน 4 อะตอม คอ อรโทส 4 ฟอสเฟต (Erythrose 4-Phosphate : E4P) และน าตาลทม

คารบอน 5 อะตอม คอ ไซลโลส 5 ฟอสเฟต (Xylulose 5-Phosphate : X5P) ซงจะเปลยนโครงสราง

ตอไปเปนน าตาลทมคารบอน 5 อะตอม คอ ไรโบส 5 ฟอสเฟต (Ribose 5-Phosphate : R5P) และรบ

Pi จาก ATP ได ไรบโลส 1,5 บสฟอสเฟต (Ribulose 1,5 Bisphosphate : RuBP) ซงได RuBP

กลบคนมา 1 โมเลกล

PGAL โมเลกลท 4 เปลยนโครงสรางไปเปนไดไฮดรอกซ อะซโตนฟอสเฟต (Dihydroxy

acetone Phosphate : DHAP) แลวรวมกบ E4P ไดน าตาลทมคารบอน 7 อะตอม คอ ซโดเฮปตโลส

1,7 ฟอสเฟต (Sedoheptulose-1,7-Phosphate : S17P)

PGAL โมเลกลท 5 รวมกบ S17P ไดสารประกอบทมคารบอน 10 อะตอม แลวแตกตวเปน

น าตาลทมคารบอน 5 อะตอม 2 โมเลกล คอ ไรโบส 5 ฟอสเฟต (Ribose 5-Phosphate : R5P) และ

ไซลโลส 5 ฟอสเฟต (Xylulose 5-Phosphate : X5P) และเปลยนโครงสรางตอไปเปน ไรโบส 5

ฟอสเฟต (Ribose 5-Phosphate : R5P) และ R5P ทง 2 โมเลกลนจะรบ Pi จาก ATP และเปลยนเปน

ไรบโลส 1,5 บสฟอสเฟต (Ribulose 1,5 Bisphosphate : RuBP) ซงได RuBP กลบคนมาอก

2 โมเลกล

จากทกลาวมาขางตนสามารถเขยนเปนปฏกรยาโดยสรป ไดดงน 5 PGAL + 3 ATP ----------> 3 RuBP + 3 ADP

ปฏกรยาขนตอนท 4 การสงเคราะหคารโบไฮเดรต (Carbohydrate synthesis) เปน

ปฏกรยาทไมไดอยในวฏจกรคลวน โดยเกดจากวฏจกรคลวนทสมดล 1 วฏจกรจะม PGAL สะสมไว

1 โมเลกล เมอเกดวฏจกรคลวนทสมดล 2 วฏจกร จะม PGAL สะสม

2 โมเลกลซงมากพอทจะสงเคราะหนาตาลกลโคส ได 1 โมเลกล และมปฏกรยา ดงน

ขนท 1 PGAL โมเลกลหนงเปลยนเปน DHAP

PGAL [1] ---------------------> DHAP

39

ภาพท 2-24 ปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซด (ทมา : Gallant's Biology Stuff, Online, n.d.)

ภาพท 2-27 ปฏกรยาอยางละเอยดของปฏกรยาชวงไมใชแสง (ทมา : Tiftickjian, J., Online, n.d.)

ขนท 2 PGAL โมเลกลท 2 รวมกบ DHAP ได F16P และเปลยนโครงสรางตอไปจนได

น าตาลกลโคส

PGAL [2] + DHAP -----> F16P ------> F6P -------> G6P ------> Glucose

การสงเคราะหดวยแสงชวงไมใชแสงมปฏกรยาทงหมดดงภาพท 2-27

จากภาพท 2-27 มปฏกรยาทงหมด มากกวา 11 ปฏกรยา ดงน

ปฏกรยาท 1 ปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซด

3 RuBP + 3 CO2 -------------------> 6 PGA

ปฏกรยาท 2 ปฏกรยารดวซ PGA ไปเปน PGAL

6 PGA ---------------------> 6 G13P ---------------------------> 6 PGAL

ปฏกรยาท 3 PGAL โมเลกลท 1 เปลยนไปเปน DHAP แลวรวมกบ PGAL โมเลกลท 2

ไดน าตาลทมคารบอน 6 อะตอม คอ F16P

PGAL [1] ------> DHAP + PGAL [2] --------------------------> F16P

3 Rubisco

6 ATP 6 ADP 6 NADPH 6 NADP+

40

ปฏกรยาท 4 นาตาล F16P เปลยนไปเปนน าตาล F6P

F16P -----------------------> F6P + Pi

ปฏกรยาท 5 PGAL โมเลกลท 3 รวมกบ F6P ไดสารประกอบทมคารบอน 9 อะตอม

แลวแตกตวออกเปนน าตาลทมคารบอน 4 และ 5 อะตอม

PGAL [3] + F6P -----------------------> E4P + X5P

ปฏกรยาท 6 PGAL โมเลกลท 4 รวมกบ E4P ไดน าตาลทมคารบอน 7 อะตอม

PGAL [4] + E4P -----------------------> S7P

ปฏกรยาท 7 PGAL โมเลกลท 5 รวมกบ S7P ไดสารประกอบทมคารบอน 10 อะตอม

แลวแตกตวเปนน าตาลทมคารบอน 5 อะตอม จานวน 2 โมเลกล

PGAL [5] + S7P -----------------------> X5P + R5P

ปฏกรยาท 8 X5P จากปฏกรยาท 5 เปลยนไปเปน Ru5P

X5P -----------------------> Ru5P

ปฏกรยาท 9 X5P จากปฏกรยาท 7 เปลยนไปเปน Ru5P

X5P -----------------------> Ru5P

ปฏกรยาท 10 R5P จากปฏกรยาท 7 เปลยนไปเปน Ru5P

R5P -----------------------> Ru5P

ปฏกรยาท 11 Ru5P จานวน 3 โมเลกล จากปฏกรยาท 8, 9 และ 10 เปลยนไปเปน RuBP

จานวน 3 โมเลกล เพอนาไปใชในการตรงคารบอนไดออกไซดตอไป

3 Ru5P -----------------------> 3 RuBP

ปฏกรยาอน ๆ ทสาคญ คอ เมอม GPAL สะสมในเซลล อาจเกดปฏกรยาตอจากปฏกรยา

ท 4 แลวสงเคราะหเปนแปงเกบไวในคลอโรพลาสตกอน เพอรอการลาเลยงตอไป หรอเปลยน

PGAL ไปเปน DHAP แลวลาเลยงออกไปนอกคลอโรพลาสต จากนนเกดกระบวนการสงเคราะห

คารโบไฮเดรต และสะสมไวในแหลงสะสมอาหารของพช

สรปกระบวนการสงเคราะหดวยแสงของพช ประกอบดวยปฏกรยาใชแสง (Light

reaction) และปฏกรยาไมใชแสง (Dark reaction) ซงปฏกรยาใชแสง ตองใชนา 12 โมเลกล

เกดปฏกรยา โฟโตไลซส 12 ครง มการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร 12 ครง ดงน

12 H2O + 24 ADP + 24 Pi + 12 NADP+ ------------> 6 O2 + 12 NADPH + 24 ATP +12H+

ผลผลตแรกของกระบวนการสงเคราะหดวยแสง คอ O2 ซงจะแพรสบรรยากาศ สวน

12 NADPH 24 ATP และ 12 H+ ถกนาไปใชตอในชวงไมใชแสง ซงตองมการตรง CO2 จานวน

6 โมเลกล ซงตองเกดวฏจกรคลวนทสมดล 2 วฏจกร ดงน

6CO2 + 12NADPH + 18ATP + 12H+------> C6H12O6+ 12NADP++ 18ADP + 18Pi + 6H2O

3 ATP 3 ADP

41

ภาพท 2-28 โครงสรางภายในใบของพช C3 (ทมา : Photosynthesis, Online, n.d.c)

จากปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซด เพอสงเคราะหนาตาลกลโคส และได ADP+Pi

และ NADP+ กลบคนมา เพอนากลบไปใชในปฏกรยาใชแสงตอไป นอกจากนจากการศกษาเพมเตม

ยงพบวา ในขนการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกรแตละครงมการสงเคราะห ATP ไดอยาง

นอย 1 ATP แตไมเกน 2 ATP โดยถาสงเคราะหไดสงสด คอ 24 ATP นามาใชขนไมใชแสง

18 ATP กจะมพลงงานเหลอนาไปใชในกระบวนการเจรญเตบโตตอไป แตถาสงเคราะหไดเพยง

12 ATP กจะตองมกระบวนการถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกรเพอสงเคราะห ATP

ใหเพยงพอกบความตองการ ซงอาจทาใหเสยเวลา และสนเปลองพลงงาน

จากปฏกรยาไมใชแสง สารเคมทไดจากวฏจกรเปนสารแรก และเปนสารทเสถยร

ไมสลายตว สารนมคารบอน 3 อะตอม ซงกคอ กรดฟอสโฟกลเซอรก (Phosphoglyceric acid :

PGA) จงเรยกการตรงคารบอนไดออกไซดแบบนวา วถ C3 หรอ C3-pathway และเรยกพชทม

วธการตรงคารบอนไดออกไซดแบบนวา พช C3 หรอ C3 plant

พช C3 เปนพชทมเยอหมทอลาเลยงน า และอาหาร (Bundle sheath) ไมมคลอโรพลาสต

ตวอยางไดแก ขาวเจา ขาวสาล ถว และพชทว ๆไป พชพวกนจะมการตรงคารบอนไดออกไซด

ทเนอใบชนมโซฟลล (Mesophyll) และกระบวนการสงเคราะหแสงเกดทเนอใบชนมโซฟลล เพราะ

ทเยอหมทอลาเลยงน าและอาหารไมมคลอโรพลาสต ดงภาพท 2-28

42

จดประสงค 3. สบคนขอมล อธบาย และสรปขนตอนตาง ๆ ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงได

แบบฝกหดท 2.2

1. ระบบแสง (Photosystem) มโครงสรางประกอบดวยอะไรบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

2. ระบบแสง 1 (PS I) และระบบแสง 2 (PS II) ตางกนอยางไรบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

3. จงเขยนปฏกรยาเคมทเกดขนในการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

4. จงอธบายสาเหตทเกดการถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

5. ถาไมมตวรบอเลกตรอน คอ NADP+ จะเกดปฏกรยาโฟโตไลซสหรอไม และจะเกดแกส

ออกซเจนหรอไม อธบาย

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________



43

6. ถามการสงเคราะหน าตาลกลโคส 1 โมเลกล ในปฏกรยาชวงใชแสง ตองใชแกส

คารบอนไดออกไซด ATP และ NADPH อยางละกโมเลกล

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

7. การเกดวฏจกรคลวนทสมดล 2 วฏจกร จะไดผลผลตอะไรบาง อยางละกโมเลกล

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

8. ATP synthase คออะไรและทาหนาทอยางไรในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

9. จงอธบายขนตอนตาง ๆ ทเกดในวฏจกรคลวนวามกขนตอน อะไรบาง

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

10. จงใหความหมายของคาวา C3 plant

ตอบ ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

44

แบบทดสอบหลงเรยน

เรอง การสงเคราะหดวยแสง




ก. C6H12O618 , O2

18 , H2O18

ข. C6H12O616 , O2

18 , H2O16

ค. C6H12O618 , O2

16 , H2O18

ง. C6H12O616 , O2

16 , H2O18


ก. RuBP --> PGA --> PGAL ข. PGAL--> PGA --> RuBP ค. PGA --> RuBP --> PGAL



ก. 1 PGAL

ข. 2 PGAL

ค. 1 Gluclose

ง. 2 Gluclose






คาชแจง 1. แบบทดสอบฉบบนม 15 ขอ คะแนนเตม 15 คะแนน ใชเวลา 20 นาท

2. ใหผเรยนทาเครองหมาย X ลงในชองในกระดาษคาตอบ ใหตรงกบขอ

ทถกทสดเพยงขอเดยว

45







ก. แคโรทน (Carotene)





ก. RuBP และ PGAL ข. ATP และ NADPH ค. Phosphoglyceraldehyde ง. ATP NADPH และ PGA



ก. Hydrogen










ก. Dark reaction



ง. Cyclic electron transfer และ Non-cyclic electron transf

46

เวลา ------------>

PGA

RuBP


ปรม

าณส

ารกม

มนตร

งส (14

C)











ก. เมอไมมแสง CO2 รวมตวกบ PGA ไดดขน

ข. เมอไมมแสง จงไมมสารทจะนามาใชในการสงเคราะห RuBP

ค. RuBP รวมตวกบ CO2 เปลยนเปน 2 PGA ตลอดเวลาแมไมมแสง

ง. อาจเปนไปไดทงขอ ข. และขอ ค.

47

เวลา ------------>

ความ

เขมข

น --

-----

----->


RuBP

PGA




เมอไม CO2 ปรมาณ RuBP ลดลง สวน PGA เพมขน เพราะเหตใด






คอขอใด

ก. Epidermis ข. Mesophyll ค. Spongy mesophyll ง. Palisade mesophyll


ก. Hill reaction ข. Light reaction ค. Calvin’s cycle ง. Electron transport system

48

บรรณานกรม

49

เกษม ศรพงษ. (ม.ป.ป.). เตรยมสอบ Admissions ชววทยา. กรงเทพฯ: ภมบณฑต.

--------- . (ม.ป.ป.). คมอเตรยมสอบสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ชววทยา ม.5 เลม 4.

กรงเทพฯ: ภมบณฑต.

ประสงค หลาสะอาด และจตเกษม หลาสะอาด. (2549). คมอสาระการเรยนรพนฐานและ

เพมเตม กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร ชววทยา ม.5 เลม 4. กรงเทพฯ: สานกพมพ

พ.ศ. พฒนา จากด.

--------- . (2553). คมอสาระการเรยนรพนฐานและพมเตม กลมสาระการเรยนรวทยาศาสตร

ชววทยา ม.5 เลม 4. กรงเทพฯ: บรษทสานกพมพ พ.ศ. พฒนา จากด.

ประสาน สรอยธหร า. (ม.ป.ป.). บรเวณโรงเรยนกใชสอนวทยาศาสตรได [ออนไลน]. เขาถง

ขอมลวนท 5 สงหาคม 2553.จาก http://www.ipst.ac.th/article/science-m/sci-m03.html

ปรชา สวรรณพนจ และนงลกษณ สวรรณพนจ. (ม.ป.ป.). คมอเตรยมสอบ ชววทยา ม.5 เลม 4.

กรงเทพฯ: ธรพงษการพมพ.

รศม พรหมด. (2551). การปลกโกสน [ออนไลน]. เขาถงขอมลวนท 15 กนยายน 2551. จาก

http://rassamee1.blogspot.com/

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงศกษาธการ. (2547). พจนานกรม

ศพทวทยาศาสตร-คณตศาสตร องกฤษ-ไทย ไทย-องกฤษ. กรงเทพฯ: บรษทรากขวญ

จากด.

---------. (2550). หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ชววทยา เลม 5 กลมสาระ

การเรยนรวทยาศาสตร ชนมธยมศกษาปท 6 ตามหลกสตรการศกษาขนพนฐาน

พทธศกราช 2544. กรงเทพฯ: บรษทศรวฒนาอนเตอรพรนท จากด (มหาชน).

---------. (2554). คมอครสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ชววทยา เลม 2 กลมสาระ


พทธศกราช 2544. กรงเทพฯ: โรงพมพครสภาลาดพราว.

---------.(2554). หนงสอเรยนสาระการเรยนรพนฐานและเพมเตม ชววทยา เลม 3 กลมสาระ


พทธศกราช 2544. กรงเทพฯ: โรงพมพ สกสค. ลาดพราว.

บรรณานกรมบรรณานกรม

50

สมาน แกวไวยทธ. (ม.ป.ป.). ชววทยา ม.5 เลม 4. นนทบร: ไทยเนรมตกจ อนเตอรโปรเกรสซฟ

จากด.

ARBOR SCIENCTIFIC. (n.d.). Spectrum Analysis: Breaking it all down [Online]. Retrieved

September 13, 2007. from

http://www.arborsci.com/CoolStuff/New_CoolStuff_Articles/cool22.aspx

ASBMB. (n.d.). ASBMB Nobel Prize Winners 1922-2009: 1961 â€“Melvin Calvin [Online].

Retrieved October 12, 2007. from

http://www.asbmb.org/uploadedfiles/AboutUs/ASBMB_History/nobel_winners/50s60s

/1960Calvin.html

BIO 405/505 Plant Physiology. (n.d.). Photosynthesis III: Variations: Photorespiration [Online].

Retrieved October 14, 2008. from http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/plant-

phys/ps-variations.html

Biology Concepts. (n.d.a). Photosynthesis: Photosynthesis Concepts: Antenna Complexes for

Photosynthesis [Online]. Retrieved September 10, 2010. from http://hyperphysics.phy-

astr.gsu.edu/hbase/biology/antpho.html#c1

---------. (n.d.b). Photosynthesis: Photosynthesis Concepts: Photosystem II [Online]. Retrieved

September 10, 2010. from http://hyperphysics.phy-

astr.gsu.edu/hbase/biology/antpho.html#c3

Biology II Notes. (n.d.). Photosynthesis [Online]. Retrieved on September 17, 2010. from

http://www.terrebonneonline.com/b2photo.htm

Campbell, N.A. and others. (2008). Biology. 8th ed., Pearson Education, [nc.], publishing as

Pearson Benjamin Cummings, 1301 SansomI' St., San Francisco, CA 94111.

CELLULAR RESPIRATION. (n.d.). Light Reaction [Online]. Retrieved August 13, 2010. from

http://isite.lps.org/sputnam/Biology/U4Metabolism/Metabolism.htm

Dr. SIMMONS' CELLS AND CELLULAR PROCESSES 05-1115/3. (2007a). Photosynthesis

Chap. 10 [Online]. Retrieved Augus 18, 2010. from

http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/cm1504/photosynthesis.htm

---------. (2007b). Photosynthesis Chap. 10 [Online]. Retrieved Augus 18, 2010. from

http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/cm1504/lightreact.htm

51

Farabee, M.J. (2007). PHOTOSYNTHESIS [Online]. Retrieved September 14, 2010. from

http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/biobookps.html

Gallant's Biology Stuff. (n.d.). Photosynthesis: Calvin Cycle [Online]. Retrieved October 13,

2008. from http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/calvin.html

Koning, Ross E. (1994). Light Reactions. Plant Physiology Infromation Website [Online].

Retrieved Augus 28, 2010. from http://plantphys.info/plant_physiology/lightrxn.shtml

Lawrence Berkeley National Laboratory. (1997). LBNL Image Library -- Index of BERKELEY-

LAB PEOPLE INDIVIDUALS: James Bassham [Online]. Retrieved October 6, 2010.

from http://imglib.lbl.gov/cgi-bin/ImgLib/displaytag/BERKELEY-

LAB/PEOPLE/INDIVIDUALS/tags/97502084?both

managarden.com. (ม.ป.ป.ก). โกสน [ออนไลน]. เขาถงขอมลวนท 15 กนยายน 2551. จาก

http://www.nanagarden.com/โกสน-111708-4.html

---------. (ม.ป.ป.ข). หปลาชอน [ออนไลน]. เขาถงขอมลวนท 15 กนยายน 2551. จาก

http://www.nanagarden.com/หปลาชอน-copper-beef-steak-03094%5E1134%5E1-

12.html

Nobelprize.org. (n.d.). The Official Web Site of Nobel Prize: The Nobel Prize in Chemistry 1961

Melvin Calvin [Online]. Retrieved September 15, 2010. from

http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1961/

Photosynthesis. (n.d.a). Non-Cyclic Photophosphorylation - A More Detailed Look [Online].

Retrieved October 10, 2010. from

http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lecturesf04am/lect10.htm

---------. (n.d.b). Cyclic Photophosphorylation [Online]. Retrieved October 10, 2010. from

http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/lecturesf04am/lect10.htm

---------. (n.d.c). Cyclic Photophosphorylation [Online]. Retrieved October 10, 2010. from

http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/biobookps.html#C-4

Physic GCSE. (n.d.). UNIT INDEX: Topic 5 What are the uses and hazards of waves that from

the Electromagnetic Spectrum [Online]. Retrieved on September 19, 2010. from

http://www.antonine-

education.co.uk/Physics_GCSE/Unit_1/Topic_5/topic_5_what_are_the_uses_and_ha.ht

m

52

ScienceMatters@Berkeley. (2006). Berkeley's Scientific Legacy: Melvin Calvin and

Photosynthesis [Online]. Retrieved October 20, 2007. from

http://sciencematters.berkeley.edu/archives/volume2/issue11/legacy.php

SEOS: Science Education Through Earth Observation For High Schools. (ม.ป.ป.). Remote

Sensing and GIS in Agriculture: Chlorophyll and Photosynthesis [ออนไลน]. เขาถง

ขอมลเมอ 10 กนยายน 2552. จาก http://www.seos-

project.eu/modules/agriculture/agriculture-c01-s05.html

Solomon, Eldra P., Linda R. Berg and Diana W. Martin. (2002). Biology, 6th edition.

Brooks/Cole: Thomson Learning.

Taiz, L. & Zeiger, E. (n.d.a). Plant Physiology, Fifth Edition: Topic 7.2 The Distribution of

Chlorophylls and Other Photosynthetic Pigments [Online]. Retrieved August 16, 2010.

from http://5e.plantphys.net/article.php?ch=7&id=67

Tiftickjian, J. (n.d.). BIO 405/505 Plant Physiology: Course Outline: Photosynthesis II: Carbon

Fixation (Dark Reactions) [Online]. Retrieved October 10, 2007. from

http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/plant-phys/calvin-cycle.html

---------. (n.d.). BIO 405/505 Plant Physiology: Course Outline: Photosynthesis II: Carbon

Fixation (Dark Reactions) [Online]. Retrieved October 10, 2007. from

http://www.doctortee.com/dsu/tiftickjian/plant-phys/calvin-cycle.htm

WikipediA The Free Encyclopedia. (n.d.a). Andrew Benson [Online]. Retrieved on September

24, 2010. from http://en.wikipedia.org/wiki/Andrew_Benson

---------. (n.d.b). Calvin cycle [Online]. Retrieved on September 24, 2010. from

http://en.wikipedia.org/wiki/Calvin_cycle

---------. (n.d.c). Chloroplast [Online]. Retrieved on September 15, 2008. from

http://en.wikipedia.org/wiki/Chloroplast

---------. (n.d.d). Melvin_Calvin [Online]. Retrieved on September 24, 2010. from

http://en.wikipedia.org/wiki/Melvin_Calvin

WikipediA The Free Encyclopedia. (n.d.e). Thylakoid [Online]. Retrieved on September 15,

2008. from http://en.wikipedia.org/wiki/Thylakoid

53

ภาคผนวก

54






เฉลย ขอ ค. เหตผล แสงทพชใชในการสงเคราะหดวยแสงไดดทสด คอ แสงสแดงและแสงส

นาเงน เพราะวาคลอโรฟลล เอ ดดแสงสแดงไดด สวนคลอโรฟลล บ ดดแสงสน าเงน

ไดด ทงคลอโรฟลล เอ และคลอโรฟลล บ พบไดในพชทว ๆ ไป ดงนนแสงสน าเงน

และแสงสแดงจงเปนแสงทสาคญตอพชมาก


คอขอใด

ก. Epidermis

ข. Mesophyll

ค. Spongy mesophyll

ง. Palisade mesophyll

เฉลย ขอ ง. เหตผล Palisade mesophyll มคลอโรฟลลอยในเซลลใกลเคยงกบเซลลอน ๆ

แต Parisade mesophyll เปนชนทเรยงตวกนอดแนนอยใต Epidermis จงทาใหเยอชนน

มคลอโรฟลลอยมากทสด







เฉลยแบบทดสอบกอนเรยน

เอกสารประกอบการเรยน เรอง การสงเคราะหดวยแสง เลมท 2 กระบวนการสงเคราะหดวยแสง ตอบถกขอละ 1 คะแนน คะแนนเตม 15 คะแนน

55

เฉลย ขอ ก. เหตผล สวนทมสเขยวของพชจะมคลอโรพลาสต ภายในมคลอโรฟลล จงเปน

บรเวณทมการสงเคราะหดวยแสงไดมาก






เฉลย ขอ ข. เหตผล สวนทเปนของเหลวในคลอโรพลาสตมเอนไซมทเกยวของกบปฏกรยา

ชวงไมใชแสงมากมาย



ก. Hydrogen




เฉลย ขอ ค. เหตผล CO2 ทาปฏกรยากบ RuBP (Riburose bisphosphate) ไดสารทมคารบอน

6 อะตอม แลวแตกตวออกเปนสารทมคารบอน 3 อะตอม คอ PGA (Phosphoglyceric

acid) จานวน 2 โมเลกล


ก. Hill reaction

ข. Light reaction

ค. Calvin’s cycle

ง. Electron transport system

เฉลย ขอ ค. เหตผล CO2 เขารวมในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงในชวง Calvin cycles

หรอ Carboxylation หรอ CO2 Fixation โดยรวมตวกบ RuBP (Riburose bisphosphate)

เปนสารทมคารบอน 6 อะตอม แลวแตกตวออกเปนสารทมคารบอน 3 อะตอม คอ

PGA (Phosphoglyceric acid) จานวน 2 โมเลกล






56

เวลา ------------>

ความ

เขมข

น --

-----

----->


RuBP

PGA

เวลา ------------>

PGA

RuBP

มแสง ไมมแสง ป

รมาณ

สาร

กมมน

ตรงส

(14C

)

เฉลย ขอ ค. เหตผล ระบบการถายทอดอเลกตรอนมลาดบ ดงน e- (ของน า) --------> ระบบ

แสง 2 -----> ระบบแสง 1 ---------> NADP+





ก. เมอไมมแสง CO2 รวมตวกบ PGA ไดดขน ข. เมอไมมแสง จงไมมสารทจะนามาใชในการสงเคราะห RuBP ค. RuBP รวมตวกบ CO2 เปลยนเปน 2 PGA ตลอดเวลาแมไมมแสง ง. อาจเปนไปไดทงขอ ข. และขอ ค.

เฉลย ขอ ง. เหตผล เมอไมมแสง RuBP ยงคงรวมตวกบ CO2ได 2 PGA ตลอดเวลา และ เมอไมมแสง จะไมสามารถสงเคราะห ATP และ NADPH ได ซงทาใหไมสามารถ

สงเคราะห RuBP จาก PGA ได จงทาให PGA เพมขน และ RuBP ลดลง


57








เฉลย ขอ ง. เหตผล เมอไมม CO2 RuBP ไมรวมตวกบ CO2 ปรมาณ RuBP ทมอยจะคงท ในระดบ

เดม ขณะทมแสงตลอดเวลาจะสงเคราะห ATP และ NADPH ได ซงนามาใชเปลยน PGA

ใหเปน RuBP ได จงทาใหปรมาณ PGA ลดลง สวน RuBP เพมขน



ก. C6H12O618 , O2

18 , H2O18

ข. C6H12O616 , O2

18 , H2O16

ค. C6H12O618 , O2

16 , H2O18

ง. C6H12O616 , O2

16 , H2O18

เฉลย ขอ ข. เหตผล จากการศกษาพบวา O2 ทได มาจาก 12 H2O สวน ออกซเจน

ในคารโบไฮเดรตมาจาก CO2 สวนออกซเจนใน H2O เปนน าทเกดขนใหม ไมใชน า

ทเหลอใช หรอน าทใชเปนวตถดบ






เฉลย ขอ ก. เหตผล ในระบบแสงจะประกอบดวยรงควตถเรยงเปนระบบ จากรอบนอกเขาส

ดานใน ดงนคอ แคโรทนอยด คลอโรฟลล บ โคลอโรฟลล เอ และ คลอโรฟลล เอ

พเศษ โดยระบบแสง 2 มแคโรทนอยเปนชนด แซนโทรฟลล


ก. 1 PGAL

ข. 2 PGAL

ค. 1 Gluclose

ง. 2 Gluclose

58

ใครทไดคะแนนตากวา 12 คะแนน พยายามอกนด พชต มนใหได

คะแนนแบบทดสอบกอนเรยนทผเรยนได = _______คะแนน จากคะแนนเตม 15 คะแนน

เฉลย ขอ ก. เหตผล วฏจกรคลวนทสมดลย คอตองใช 3 CO2 + 3 RuBP + 6 NADPH + 9

ATP และไดผลผลค คอ 3 RuBP + PGAL


ก. Dark reaction



ง. Cyclic electron transfer และ Non-cyclic electron transfer

เฉลย ขอ ค. เหตผล ในปฏกรยาโฟโตไลซส น าแตกตวใหอเลกตรอนทระบบแสง 2 และสง

ตอไปยงไซโตโครมตาง ๆ ไปทระบบแสง 1 แลวสงตอไปจนถง NADP+ ได NADPH

จงจะม O2 ปลดปลอยออกมา ซงเปนการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร (Non-

cyclic electron transfer)




ค. Phosphoglyceraldehyde

ง. ATP NADPH และ PGAL

เฉลย ขอ ข. เหตผล ในปฏกรยาชวงใชแสง จะเกดการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปน

วฏจกร และไดผลผลต คอ ATP NADPH และแกสออกซเจน


ก. RuBP --> PGA --> PGAL

ข. PGAL--> PGA --> RuBP

ค. PGA --> RuBP --> PGAL


เฉลย ขอ ก. เหตผล ในวฏจกรคลวน ปฏกรยาเกดขนดงน RuBP รวมกบ CO2 ได 2 PGA

จากนนเปลยน PGA ไปเปน PGAL

59

จดประสงค 1. สบคนขอมล และอธบายเกยวกบโครงสรางของคลอโรพลาสตได



เฉลยแบบฝกหดท 2.1

1. ออรแกเนลลทพชและสาหราย รวมทงยกลนา ใชเปนแหลงผลตสารอาหารคออะไร

ตอบ คลอโรพลาสต

2. ออรแกเนลลทพชและสาหราย รวมทงยกลนา ใชเปนแหลงผลตสารอาหารมโครงสราง

อยางไร อธบาย

ตอบ คลอโรพลาสต ประกอบดวยเยอ 2 ชน คอ ชนนอก (Outer membrane) และเยอชนใน

(Inner membrane) ภายในมลกษณะเปนถงเยอ เรยก ไทลาคอยด (Thylakoids) ถงไทลาคอยด

ทเรยงซอนกนเปนตง เรยกวา กรานม (Granum) ระหวางกรานมมหลอดเชอมโยงตดตอกนได

เรยกวา สโตรมาลาเมลลา (Stroma lamellae) ทงหมดนลอมรอบดวยของเหลว ซงมเอนไซม

มากมาย เรยกวา สโตรมา (Stroma)

3. คลอโรฟลลดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ สมวง สน าเงน สสม และสแดง

4. แคโรทนอยดดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ สมวง สน าเงน และสเขยว

5. ไฟโคบลนดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ สเขยว สเหลอง และสแดง

6. แบคเทอรโอคลอโรฟลลดดกลนคลนแสงไดดทชวงแสงสใดบาง

ตอบ รงสเหนอมวง และรงสใตแดง



60

คะแนนแบบฝกหดท 2.1 ทผเรยนได = _______คะแนน จากคะแนนเตม 10 คะแนน

7. ในพช สาหรายสเขยว และยกลนา พบรงควตถชนดใดบาง

ตอบ คลอโรฟลล เอ คลอโรฟลล บ และแคโรทนอยด

8. ในไดอะตอม ไดโนแฟลกเจลเลต และสาหรายสน าตาล พบรงควตถชนดใดบาง

ตอบ คลอโรฟลล เอ คลอโรฟลล ซ และแคโรทนอยด

9. รงควตถใด ทพบในสงมชวตทกชนดทสงเคราะหดวยแสง

ตอบ แคโรทนอยด

10. ในสงมชวตพวกยคารโอต จะพบรงควตถชนดใดบาง

ตอบ คลอโรฟลล แคโรทนอยด และไฟโคบลน

ใครไดคะแนน 8-10 คะแนน

ครขอบอกวายอดจรง ๆ

61

จดประสงค 3. สบคนขอมล อธบาย และสรปขนตอนตาง ๆ ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงได

เฉลยแบบฝกหดท 2.2

1. ระบบแสง (Photosystem) มโครงสรางประกอบดวยอะไรบาง

ตอบ แคโรทนอย คลอโรฟลล บ และคลอโรฟลล เอ รวมกนเปนระบบ ชวยกนรบพลงงานแสง

และถายทอดพลงงาน เรยกวา แอนเทนนาคอมเพลก และมศนยกลางของปฏกรยา ซง

ประกอบดวยคลอโรฟลล เอ ชนดพเศษ

2. ระบบแสง 1 (PS I) และระบบแสง 2 (PS II) ตางกนอยางไรบาง

ตอบ ระบบแสง 1 มคลอโรฟลล เอ ทรบพลงงานแสงไดดทชวงคลน 700 nm หรอเรยกวา P700

สวนระบบแสง 2 มคลอโรฟลล เอ ทรบพลงงานแสงไดดทชวงคลน 680 nm หรอเรยกวา

P680 นอกจากยงตางกนทชนของแอนเทนนาคอมเพลกซ คอ ระบบแสง 1

สวนมากเปนแคโรทน สวนระบบแสง 2 เปนแซนโทรฟลล

3. จงเขยนปฏกรยาเคมทเกดขนในการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร

ตอบ H2O ---------------------------> ½ O2 + 2H+ + 2e-

ADP + Pi ---------------------> ATP

NADP+ +2H+ + 2e- ---------> NADPH + H+

4. จงอธบายสาเหตทเกดการถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฏจกร

ตอบ เกดในสภาวะทภายในคลอโรพลาสตของพช ขาดแคล NADP+ ทาใหเฟอรดอกซน

ไมสามารถถายทอดอเลกตรอนตอไปได จงสงอเลกตรอนยอนกลบมาทพลาสโทควโนน

แลวสงตอไปยงไซโทโครม เอฟหกบ พลาสโทไซยานน กลบไปทระบบแสง 1 ตามเดม

5. ถาไมมตวรบอเลกตรอน คอ NADP+ จะเกดปฏกรยาโฟโตไลซสหรอไม และจะเกดแกส

ออกซเจนหรอไม อธบาย

ตอบ ถาไมม NADP+ มารบอเลกตรอน เฟอรดอกซนไมสามารถสงอเลกตรอนตอไปได กจะสง

อเลกตรอนยอนกลบมาใหพลาสโทควโนน แลวสงตอไปยงไซโทโครม เอฟหกบ คอมเพลกซ

พลาสโทไซยานน และสงกลบไปใหระบบแสง 1 ตามเดม



62

คะแนนแบบฝกหด ท 2.2 ทผเรยนได = _____ คะแนน จากคะแนนเตม 10 คะแนน

เราตองพยายามทาใหผานเกณฑ คอ 8 คะแนน ใหได นะ

สวนโฟโทไลซสอาจเกด แตไมสมบรณ คอ ไมสามารถสงอเลกตรอนไปใหระบบแสง 2

ได จงไมเกดการแยกตวของน า ไดแกสออกซเจน

6. ถามการสงเคราะหน าตาลกลโคส 1 โมเลกล ในปฏกรยาชวงใชแสง ตองใชน า ADP+Pi และ

NADP+ อยางละกโมเลกล

ตอบ ตองใชน า 12 โมเลกล ADP+Pi ระหวาง 12-24 โมเลกล NADP+ 12 โมเลกล

7. การเกดวฏจกรคลวนทสมดล 2 วฏจกร จะไดผลผลตอะไรบาง อยางละกโมเลกล

ตอบ ได PGAL 2 โมเลกล ซงสงเคราะหน าตาลกลโคสได 1 โมเลกล ได ADP+Pi 18 โมเลกล

ได NADP+ 12 โมเลกล และได น า 6 โมเลกล

8. ATP synthase คออะไรและทาหนาทอยางไรในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง

ตอบ เปนโปรตนฝงอยทเยอไทลาคอยด ทาหนาทเปนชองทางลาเลยง H+ ระหวางภายในลเมน

และสโตรมา และยงทาหนาทเปนเอนไซมกระตนให ADP+Pi ได ATP

9. จงอธบายขนตอนตาง ๆ ทเกดในวฏจกรคลวนวามกขนตอน อะไรบาง

ตอบ วฏจกรคลวน ม 3 ขนตอน คอ

1. คารบอกซเลชน เปนปฏกรยาตรง CO2

2. รดกชน เปนปฏกรยาเปลยน PGA ไปเปน PGAL

3. รเจนเนอเรชน เปนปฏกรยาเปลยน 5 PGAL ไปเปน 3 RuBP

10. จงใหความหมายของคาวา C3 plant

ตอบ C3 Plant หมายถงพชทมการตรงคารบอนไดออกไซด แลวไดผลผลตตวแรกเปนสารทม

คารบอน 3 อะตอม (PGA)

63

1. ถาเราให CO2

16 และ H2O18 แกพชสเขยวทอยในแสงแดด จะเกดผลผลตขนสดทาย ตามขอใด

ก. C6H12O618 , O2

18 , H2O18

ข. C6H12O616 , O2

18 , H2O16

ค. C6H12O618 , O2

16 , H2O18

ง. C6H12O616 , O2

16 , H2O18

เฉลย ขอ ข. เหตผล จากการศกษาพบวา O2 ทได มาจาก 12 H2O สวน ออกซเจนใน

คารโบไฮเดรตมาจาก CO2 สวนออกซเจนใน H2O เปนน าทเกดขนใหม ไมใชน า

ทเหลอใช หรอน าทใชเปนวตถดบ


ก. RuBP --> PGA --> PGAL ข. PGAL--> PGA --> RuBP ค. PGA --> RuBP --> PGAL


เฉลย ขอ ก. เหตผล ในวฏจกรคลวน ปฏกรยาเกดขนดงน RuBP รวมกบ CO2 ได 2 PGA

จากนนเปลยน PGA ไปเปน PGAL

3. ผลผลตสทธ (Net product) ของวฏจกรคลวนทสมดลย 1 วฏจกร คอขอใด

ก. 1 PGAL

ข. 2 PGAL

ค. 1 Gluclose

ง. 2 Gluclose

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยน

เอกสารประกอบการเรยน เรอง การสงเคราะหดวยแสง เลมท 2 กระบวนการสงเคราะหดวยแสง ตอบถกขอละ 1 คะแนน คะแนนเตม 15 คะแนน

64

เฉลย ขอ ก. เหตผล วฏจกรคลวนทสมดลย คอตองใช 3 CO2 + 3 RuBP + 6 NADPH + 9

ATP และไดผลผลค คอ 3 RuBP + PGAL






เฉลย ขอ ค. เหตผล แสงทพชในในการสงเคราะหแสงไดดทสด คอ แสงสแดงและแสงสน า

เงน เพราะวาคลอโรฟลล เอ ดดแสงสแดงไดด สวนคลอโรฟลล บ ดดแสงสน าเงนไดด

ทงคลอโรฟลล เอ และคลอโรฟลล บ พบไดในพชทว ๆ ไป ดงนนแสงสน าเงนและ

แสงสแดงจงเปนแสงทสาคญตอพชมาก






เฉลย ขอ ข. เหตผล สวนทเปนของเหลวในคลอโรพลาสตมเอนไซมทเกยวของกบปฏกรยา

ชวงไมใชแสงมากมาย






เฉลย ขอ ก. เหตผล ในระบบแสงจะประกอบดวยรงควตถเรยงเปนระบบ จากรอบนอก

เขาสดานใน ดงนคอ แคโรทนอยด คลอโรฟลล บ โคลอโรฟลล เอ และคลอโรฟลล เอ

พเศษ โดยระบบแสง 2 มแคโรทนอยเปนชนด แซนโทรฟลล




ค. ATP NADPH และ PGAL


เฉลย ขอ ข. เหตผล ในปฏกรยาชวงใชแสง จะเกดการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปน

วฏจกร และไดผลผลต คอ ATP NADPH และแกสออกซเจน

65



ก. Hydrogen ข. Phosphoglyceric acid ค. Riburose bisphosphate ง. Phosphoglyceraldehyde

เฉลย ขอ ค. เหตผล CO2 ทาปฏกรยากบ RuBP (Riburose Bisphosphate) ไดสารทมคารบอน

6 อะตอม แลวแตกตวออกเปนสารทมคารบอน 3 อะตอม คอ PGA (Phosphoglyceric

acid) จานวน 2 โมเลกล


ก. H2O ------------> NADP+----------> ระบบแสง 1 ------------> ระบบแสง 2 ข. H2O ------------> ระบบแสง 1 ----------> ระบบแสง 2 ------------> NADP+ ค. H2O ------------> ระบบแสง 2 ----------> ระบบแสง 1 ------------> NADP+ ง. NADP+ ------------> ระบบแสง 1 ----------> ระบบแสง 2 ------------> H2O

เฉลย ขอ ค. เหตผล ระบบการถายทอดอเลกตรอนมลาดบ ดงน e- ของน า --------> ระบบ

แสง 2 -----> ระบบแสง 1 ---------> NADP+


ก. Dark reaction ข. Cyclic electron transfer ค. Non-cyclic electron transfer ง. Cyclic electron transfer และ Non-cyclic electron transfer

เฉลย ขอ ค. เหตผล ในปฏกรยาโฟโตไลซส น าแตกตวใหอเลกตรอนกระบบแสง 2 และสง

ตอไปยงไซโตโครมตาง ๆ ไปทระบบแสง 1 แลวสงตอไปจนถง NADP+ ได NADPH

จงจะม O2 ปลดปลอยออกมา ซงเปนการถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฏจกร (Non-

cyclic electron transfer)



ก. เซลลทกสวนทมสเขยว ข. เซลลทมสเขยวของใบเลยง ค. เซลลชนมโซฟลลของใบจรง ง. เซลลทมสเขยวของลาตนออน

เฉลย ขอ ก. เหตผล สวนทมสเขยนของพช จะมคลอโรพลาสต ภายในมคลอโรฟลล จงเปน

บรเวณทมการสงเคราะหดวยแสงไดมาก

66

เวลา ------------>

ความ

เขมข

น --

-----

----->


RuBP

PGA

เวลา ------------>

PGA

RuBP


ปรม

าณส

ารกม

มนตร

งส (14

C)





ก. เมอไมมแสง CO2 รวมตวกบ PGA ไดดขน ข. เมอไมมแสง จงไมมสารทจะนามาใชในการสงเคราะห RuBP ค. RuBP รวมตวกบ CO2 เปลยนเปน 2 PGA ตลอดเวลาแมไมมแสง ง. อาจเปนไปไดทงขอ ข. และขอ ค.

เฉลย ขอ ง. เหตผล เมอไมมแสง RuBP ยงคงรวมตวกบ CO2 ได 2 PGA ตลอดเวลา และ เมอไมมแสง จะไมสามารถสงเคราะห ATP และ NADPH ได ซงทาใหไมสามารถสงเคราะห

RuBP จาก PGA ได จงทาให PGA เพมขน และ RuBP ลดลง




67

คะแนนทดสอบหลงเรยนทผเรยนได = ______ คะแนน จากคะแนนเตม 15 คะแนน






เฉลย ขอ ง. เหตผล เมอไมม CO2 RuBP ไมรวมตวกบ CO2 ปรมาณ RuBP ทมอยจะคงทใน

ระดบเดม ขณะทมแสงตลอดเวลาจะสงเคราะห ATP และ NADPH ได

ซงนามาใชเปลยน PGA ใหเปน RuBP ได จงทาใหปรมาณ PGA ลดลง สวน RuBP

เพมขน


คอขอใด

ก. Epidermis ข. Mesophyll ค. Spongy mesophyll ง. Palisade mesophyll

เฉลย ขอ ง. เหตผล Palisade mesophyll มคลอโรฟลลอยในเซลลใกลเคยงกบเซลลอน ๆ แต

Parisade mesophyll เปนชนทเรยงตวกนอดแนนอยใต Epidermis จงทาใหเยอชนน

มคลอโรฟลลอยมากทสด


ก. Hill reaction ข. Light reaction ค. Calvin’s cycle ง. Electron transport system

เฉลย ขอ ค. เหตผล CO2 เขารวมในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงในชวง Calvin cycles

หรอ Carboxylation หรอ CO2 Fixation โดยรวมตวกบ RuBP (Riburose Bisphosphate)

เปนสารทมคารบอน 6 อะตอม แลวแตกตวออกเปนสารทมคารบอน 3 อะตอม คอ

PGA (Phosphoglyceric acid) จานวน 2 โมเลกล

68

เกงจง

สอบผาน

ยนดดวย ทนกเรยนทาแบบทดสอบหลงเรยนถกตงแต 12 ขอ (12 คะแนน)

ขนไป แสดงวานกเรยนผานเกณฑและมความเขาใจเกยวกบ กระบวนการสงเคราะหดวยแสง

ถาใครยงไดคะแนนไมถงใหกลบไปศกษาใหม ครเอาใจชวยครบ

คําชี้แจงสําหรับผู้เรียนูmanage.brr.ac.th/biology/photosynthesis/photosysthesis_203.pdf ·...

Documents