การสังเคราะห์ด้วยแสง

การสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง

นาย เจตนพิ ฐิ คงเกษม ม.5/4 เลขท่ี 1

ปฏิกริ ิยาแสง การตรึงคารบ์ อน

Light reaction เป็ นการถ่ายทอด Carbon fixation รจู้ กั กนั ในอีกชอื่ หนง่ึ วา่
อิเล็กตรอนผา่ นรงควตั ถทุ ่ีเรียกว่าแอน Calvin Cycle ซึ่งเป็ นปฏิกริ ิยาทนี่ า
เทนนา โดยแอนเทนนาประกอบดว้ ยแค พลงั งานจาก ATP และ NADPH ทีไ่ ด้
โรทนี อยด์ คลอโรฟิ ลลบ์ ี คลอโรฟิ ลลเ์ อ จากปฏิกิริยาท่ีตอ้ งใชแ้ สง มาใชใ้ นการ
และศนู ยก์ ลางปฏกิ ิริยาของระบบแสง สรา้ งโมเลกลุ ของสารอินทรียจ์ ากสา
รอนนิ ทรีย์ สารอินทรียเ์ หลา่ นเ้ี องเป็ น
การถ่ายทอดอิเล็กตรอน ตน้ กาเนดิ ใหเ้ กดิ การนาพลงั งานท่เี ก็บ
แบง่ เป็ น 2 ประเภทคือ การถ่ายทอด ไวใ้ นโมเลกลุ ไปใชใ้ นกระบวนการตา่ งๆ
อิเล็กตรอนแบบไมเ่ ป็ นวฏั จกั ร และการ ของพืชตอ่ ไป
ถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็ นวฏั จกั ร

คล่นื แมเ่ หล็กไฟฟ้ า

Electromagnetic wave เป็ นคลื่นตามขวาง ประกอบดว้ ย
สนามไฟฟ้ าและสนามแมเ่ หล็กท่มี กี ารสนั่ ในแนวตง้ั ฉากกนั
และอยบู่ นระนาบตงั้ ฉากกบั ทิศการเคลอื่ นทข่ี องคลน่ื คลน่ื
แมเ่ หล็กไฟฟ้ าเป็ นคลนื่ ท่เี คลื่อนท่ีโดยไมอ่ าศยั ตวั กลาง จึง

สามารถเคลอ่ื นทีใ่ นสญุ ญากาศได้

อนภุ าค

Particle หมายถึงสสารที่มปี ริมาณนอ้ ย
มากหรือเล็กมาก

โฟตอน

Photon หรือ อนภุ าคของแสง เป็ นการพจิ ารณาแสงใน
ลกั ษณะของอนภุ าค เนอื่ งจากในทางฟิ สิกสน์ นั้ คลนื่
สามารถประพฤตติ วั เหมอื นอนภุ าคเมอ่ื อยใู่ นสภาวะใด
สภาวะหนง่ึ ซึ่งในทางตรงกนั ขา้ มอนภุ าคก็แสดงสมบตั ิ
ของคลืน่ ไดเ้ ชน่ กนั เรียกวา่ เป็ นคณุ สมบตั ทิ วภิ าคของ

คลนื่ -อนภุ าค ดงั นนั้ เมอื่ พิจารณาแสงหรือคลนื่
แมเ่ หล็กไฟฟ้ าในลกั ษณะอนภุ าค อนภุ าคนน้ั ถกู เรียกวา่

โฟตอน

สารสี

Pigment หมายถึง สารสที ี่รบั พลงั งานแสงมาใชใ้ นกระบวนการ
สงั เคราะหด์ ว้ ยแสงของพืช พบในคลอโรพลาสตแ์ ละโครโมพลาสต์

คลอโรฟิ ลล์

Chlorophyll เป็ นสารประกอบที่พบไดใ้ นสว่ นที่มสี เี ขยี วของพชื โดยพบ
มากที่ใบของพืชนอกจากนย้ี งั พบไดท้ ่ีแบคทเี รียทสี่ ามารถสงั เคราะห์
ดว้ ยแสงได้ และยงั พบไดใ้ นสาหรา่ ยเกือบทกุ ชนดิ นอกจากนคี้ ลอโรฟิ ลล์
ทาหนา้ ทเ่ี ป็ นโมเลกลุ รบั พลงั งานจากแสง และนาพลงั งานดงั กลา่ วไปใช้
ในการสรา้ งพลงั งานเคมีโดยกระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง เพ่ือสรา้ ง
สารอินทรีย์ เชน่ นา้ ตาล และนาไปใชเ้ พ่ือการดารงชีวติ คลอโรฟิ ลล์ อยู่

ในโครงสรา้ งท่เี รียกวา่ เยอ่ื หมุ้ ไทลาคอยด์ ซึ่งเป็ นเยื่อหมุ้ ที่อยู่
ภายใน คลอโรพลาสต์

แคโรทีนอยด์

Carotenoid เป็ นรงควตั ถุ สเี หลือง สม้ แดง และสม้ -แดง พบทวั่ ไปใน
พืช และส่งิ มชี วี ติ ที่สามารถสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงได้ ทางานร่วมกบั คลอโร

ฟิ ลส์ ซ่ึงเป็ นรงควตั ถทุ ่มี สี ีเขยี ว ทาหนา้ ที่ ดดู ซบั พลงั งานจาก
แสงอาทิตย์ เพ่ือการสงั เคราะหแ์ สงและชว่ ยการเจริญเตบิ โตของพืช และ
ป้ องกนั อนั ตรายจากแสง ในอตุ สาหกรรมอาหาร ใชเ้ ป็ นสีผสมอาหาร

(food color) จากธรรมชาติ เป็ นกลมุ่ สารทม่ี มี ปี ระโยชนต์ อ่ สขุ ภาพ
รา่ งกาย ชว่ ยตา้ นอนมุ ลู อิสระ

แอนเทนนา

Antenna คอื โครงสรา้ งของโปรตนี และกลมุ่ ของสารสที ่ที า
หนา้ ทร่ี บั สง่ พลงั งานทีไ่ ดร้ บั จากแสง

ศนู ยก์ ลางปฏกิ ริ ิยา

Reaction center คอื คลอโรฟิ ลลเ์ อโมเลกลุ พเิ ศษ ท่ีเมอ่ื ไดร้ บั
พลงั งานท่ีถา่ ยทอดมาจะสามารถปลดปลอ่ ยอิเล็กตรอนให้

หลดุ ออกไปจากโมเลกลุ ไปยงั ตวั รบั อเิ ล็กตรอนได้

ระบบแสง I ระบบแสง II

Photosystem I หรือ P700 ทาหนา้ ทร่ี บั พลงั งานแสง ที่มี
ความยาวคลน่ื ไมเ่ กนิ 700 นาโนเมตร

Photosystem II หรือ P680 ทาหนา้ ท่รี บั พลงั งานแสง ท่มี ี
ความยาวคลน่ื ไมเ่ กนิ 680 นาโนเมตร

การถ่ายทอดอเิ ล็กตรอนแบบไมเ่ ป็ นวฏั จกั ร

เป็ นการถา่ ยทอดอิเล็กตรอนโดยศนู ยก์ ลางปฏิรยิ าของระบบ
แสง II จะสง่ ผา่ นตวั รบั หลายชนดิ ซ่ึงมพี ลงั งานตา่ ลงเป็ น

ลาดบั ไปยงั ศนู ยก์ ลางปฏริ ิยาของระบบแสง I ซึ่งจะไป
ทดแทนอเิ ล็กตรอนที่ระบบแสง I สญู เสียไปใหก้ บั ตวั รบั ชนดิ
ตา่ งๆ จนถึง NADP+ ท่เี ป็ นตวั รบั อิเล็กตรอนตวั สดุ ทา้ ยเพื่อ

สรา้ งเป็ น NADPH

การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็ นวฏั จกั ร

เป็ นการถา่ ยทอดอิเล็กตรอนโดยศนู ยก์ ลางปฏิริยาของระบบ
แสง I จะสง่ อิเล็กตรอนผา่ นตวั รบั ชนติ า่ งๆ จนกลบั มายงั
ศนู ยก์ ลางปฏกิ ริ ยิ าของระบบแสง I อีกครงั้ หนง่ึ โดยไมไ่ ดส้ ง่

อิเล็กตรอนใหก้ บั NADP+ จงึ ไมม่ กี ารสรา้ ง NADPH

คารบ์ อกซิเลชนั

Carboxylation เป็ นปฏิกิริยาการตรึง CO2 ซ่ึงมี คารบ์ อน ( C ) 1
อะตอมจะเขา้ สวู่ ฎั จกั คลั วิน โดยการทาปฏิกิริยากบั RuBP ซ่ึงมี C 5
อะตอม โดยมเี อนไซมR์ ubisco เป็ นคะตะลสิ ต์ ไดส้ ารประกอบใหมท่ ่ี

มี C 6 อะตอม แตเ่ ป็ นสารที่ไมค่ งตวั และจะเปลี่ยนเป็ น
สารประกอบ PGA ซึ่งมี 3 อะตอม จานวน 2 โมเลกลุ ซึ่งถือวา่ เป็ น

สารประกอบตวั แรกท่ีคงตวั ในวฎั จกั รคลั วิน

รีดกั ชนั

Reduction ในขนั้ ตอนนแ้ี ตล่ ะโมเลกลุ ของ PGA จะรบั หมฟู่ อสเฟต จาก
ATP กลายเป็ น 1,3 Bisphosphoglycerate ซึ่งรบั อิเลคตรอนจาก NADPH
และจะถกู เปล่ียนไปเป็ น Glyceraldehydes 3-phosphate เรียกยอ่ ๆว่า G3P

หรือ PGAL เป็ นนา้ ตาลทม่ี ี 3 อะตอม

รีเจนเนอเรชนั

Regeneration G3P ซ่ึงเป็ นสารท่ีมี C 3 อะตอม เปลย่ี นไปเป็ น RuBP และ
ขน้ั ตอนนต้ี อ้ งอาศยั พลงั งานจาก ATP จากปฏิกิริยาแสง สว่ น G3P บาง
โมเลกลุ จะถกู นาไปสรา้ งเป็ นนา้ ตาลกลโู คสและสารประกอบอินทรียอ์ ื่นๆ

โฟโตเรสไพเรชนั

Photorespiration การหายใจแสงหมายถึงการใชแ้ กส๊ ออกซิเจนและคายแกส๊
คารบ์ อนไดออกไซดใ์ นขณะท่ี พืชสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง โดยมลี กั ษณะที่

แตกตา่ งจากการหายใจปกตเิ พราะไมไ่ ดใ้ ชน้ า้ ตาลกลโู คสเป็ นสารตง้ั ตน้ และ
ไมม่ กี ระบวนการไกลโคไลซีสและวฏั จกั รเครปส์ แตจ่ ะใชส้ าร RuBP เป็ นสาร

ตง้ั ตน้ ทา้ ปฏิกริ ิยากบั แกส๊ ออกซิเจน และผา่ นวิถีไกลโคเลต

จดุ อ่มิ ตวั ของแสง

Light saturation point เมอ่ื ใหค้ วามเขม้ ขน้ ของแสงเพิ่มขน้ึ อตั ราการตรึง
คารบ์ อนไดออกไซดส์ ทุ ธิจะเพ่มิ ขน้ึ และเมอ่ื เพิ่มความเขม้ ขน้ ของแสงมาก
ขนึ้ เรื่อยๆ จะถึงจดุ หน่ึงที่เมอ่ื เพิ่มความเขม้ ขน้ ของแสงแลว้ อตั ราการตรึง

คารบ์ อนไดออกไซดส์ ทุ ธิจะไมเ่ พิ่มขนึ้

ไลตค์ อมเพนเซชนั พอยต์

Light compensation point คารบ์ อนไดออกไซดถ์ กู ปลอ่ ยออกมาเนอื่ งจาก
การหายใจ เมอื่ ความเขม้ ของแสงเพ่ิมขนึ้ จนกระทงั่ อตั ราการปลอ่ ย
คารบ์ อนไดออกไซดจ์ ากการหายใจเท่ากบั อตั ราการตรึง
คารบ์ อนไดออกไซดจ์ ากการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง