การตรึงCO2

วฏั จักรคลั วิน ขั้นตอนที่ 1 คารบ์ อกซิเลชัน

เรมิ่ ต้นจาก RuBP จบั กบั คาร์บอนไดออกไซด์ สมการ คอื 3CO2 + 3RuBP + 3H2O 6PGA
แลว้ ได้ผลติ ภัณฑเ์ ปน็ PGA

ขัน้ ตอนที่ 3 รีเจเนอเรชัน ข้ันตอนท่ี 2 รีดกั ชนั

เป็นขั้นตอนทีจ่ ะสรา้ ง RuBP กลับขน้ึ มาใหม่ PGA เปลี่ยนแปลงเปน็ PGAL เนือ่ งจาก
เพ่อื กลบั ไปรับ CO2 เขา้ สู่วฏั จักรใหม่ ได้รบั อิเลก็ ตรอนจาก NADPH + H+
โดย G3P จานวน 5 โมเลกลุ จะถกู นากลับ
ไปสรา้ ง RuBP ใหมอ่ กี คร้งั สมการ คอื

สมการ คือ 6PGAL + 6NADP++ 6Pi + 6H2O + 6ADP

5PGAL +3ATP 6PGAL + 3ADP + 2Pi

6PGA + 6NADPH + H+ + 6ATP

กระบวนการเกิดโฟโตเรสไพเรชนั

โฟโตเรสไพเรชนั เกดิ ขน้ึ ในวันท่ีมีแสงแดดจัด ทาใหพ้ ืชปดิ ปากใบ ออกซิเจนจะไปแย่งคาร์บอนไดออกไซดจ์ บั เอนไซม์กบั เอนไซม์รูบสิ โก
ทาใหเ้ กดิ ฟอสโฟกลีเซอเรตและไดฟอสโฟไกลโคเลตอย่างละ 1 โมเลกุล โดยฟอสโฟไกลโคเลตจะถูกส่งไปสลายท่ีเพอรอกซโิ ซมและ
ไมโทคอนเดรีย โดยใชพ้ ลงั งานสลายใหก้ ลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์

รบู สิ โก

กลไกการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ของพืช C3 พืช C4 เปน็ พืชที่มีการตรึง CO2 ในวฏั จักรคัลวิน
แลว้ ได้สารประกอบคารบ์ อนท่เี สถยี รชนดิ แรก
พชื C3 เป็นพืชท่มี ีการตรงึ CO2 ในวฏั จกั รคัลวิน เปน็ สารที่มีคาร์บอน 4 อะตอม
แล้วไดส้ ารประกอบคาร์บอนที่เสถียรชนิดแรก
เปน็ สารทมี่ คี ารบ์ อน 3 อะตอม

พชื C3 คิวทิเคลิ พชื C4
เอพเิ ดอรม์ ิสดา้ นบน
บันเดิลชที
แพลเิ ซดมโี ซฟลิ ล์ ทอ่ ลาเลยี ง
ท่อลาเลียง

บนั เดลิ ชีท
สปนั จมี ีโซฟลิ ล์

เอพเิ ดอรม์ ิสด้านล่าง

กลไกการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ของพืช C4 และพชื CAM กลางคนื cco2

c c
PEP c c
c OAA
c c
พชื C4 พชื CAM c
แปง้ แวควิ โอล c
c มาเลต
c
ไพรูเวต c c c

c c มาเลต
c
กลางวัน c

c

co2

วฏั จักรคัลวนิ

หวั ขอ้ เปรยี บเทียบ พืช C4 พืช CAM

จานวนครัง้ ท่มี ีการตรึง CO2 2 2
สารทีใ่ ชต้ รงึ CO2 PEP PEP
ครั้งท่ี 1 เซลล์มีโซฟิลล์ / ครงั้ ที่ 2 เซลล์บนั เดิลชที -
ตาแหนง่ ท่ีมกี ารตรึง CO2 กลางวัน กลางคืน
ช่วงเวลาในการตรงึ CO2 OAA OAA
ผลติ ภัณฑต์ วั แรกท่เี กดิ จากการตรึง CO2

ปจั จยั ท่มี ผี ลตอ่ การสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง

CO2 แสง
ออกซิเจน
อุณหภมู ิ อายุใบ

NPK น้า
ธาตุอาหาร

ความเข้มของแสง

ัอตราการต ึรง CO2 ุสท ิธ (μmol m−2 s−1)20 พชื กลางแจง้

10 พชื ในรม่

พชื แต่ละชนดิ ตอ้ งการ จุดอิม่ ตวั ของแสง
ความเข้มของแสง
ท่แี ตกต่างกัน 0 250 750 1250 ความเขม้ ของแสง
(μmol m−2 s−1)

ไลต์คอมเพนเซชันพอยต์

-10

จากกราฟ จะเหน็ ว่าพืชกลางแจง้ ตอ้ งการความเข้มของแสงมากกว่าพชื ในร่ม

ความเขม้ ข้นของคาร์บอนไดออกไซด4์ 5 อัตราการต ึรง CO2 ุสท ิธ (μmol m−2 s−1) ข้าว
ข้าวโพด
35
25 อ้อย

พชื แตล่ ะชนิดต้องการ 15
ความเขม้ ข้นของ 5
คารบ์ อนไดออกไซด์ -5
ทแ่ี ตกต่างกนั

200 400 600 800 1000

ความเข้มข้นของคารบ์ อนไดออกไซดใ์ นอากาศ (ppm)

จากกราฟ จะเห็นว่าถา้ ความเขม้ ข้นของคาร์บอนไดออกไซด์เพ่ิมขึ้น พชื จะตรึงแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดไ์ ปใชใ้ น
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงมากขึน้ จนกระทง่ั ถงึ จุดหนง่ึ อตั ราการตรงึ คาร์บอนไดออกไซดจ์ ะไมเ่ พิ่ม เรียกว่า
จดุ อ่ิมตัวของคาร์บอนไดออกไซด์

อณุ หภมู ิ โดยทวั่ ไปอัตราการสงั เคราะห์ด้วยแสงจะเพ่มิ ขน้ึ เร่ือย ๆ และจะมากทส่ี ดุ เม่ือถงึ อณุ หภูมิหน่ึง
ถ้าอณุ หภูมมิ ากกว่านีอ้ ัตราการสงั เคราะห์ด้วยแสงจะลดลง เนือ่ งจากเอนไซมท์ ่ีเกย่ี วขอ้ งกับ
กระบวนการสงั เคราะห์ดว้ ยแสงจะทางานได้ดีในอณุ หภูมทิ ่เี หมาะสม

ัอตราการ ัสงเคราะ ์หด้วยแสง พชื C4

พชื C3

20 40 60 อุณหภมู ิ (℃)

จากกราฟ จะเหน็ วา่ พืช C3 สงั เคราะห์ดว้ ยแสงไดด้ ีท่สี ุดในชว่ งอุณหภมู ปิ ระมาณ 25 ℃
ส่วนพืช C4 สงั เคราะหด์ ว้ ยแสงไดด้ ีในช่วงอุณหภูมิประมาณ 35 ℃

อายใุ บ,ปรมิ าณน้าท่ีพืชไดร้ ับ,ธาตอุ าหาร

ใบพืชทีเ่ จริญเตบิ โตเตม็ ท่ีจะสงั เคราะห์ดว้ ยแสงได้
สงู กวา่ ใบพืชที่แก่หรอื ออ่ นเกินไป

การปดิ เปิดปากใบจะมผี ลตอ่ กระบวนการแพรข่ องแกส๊
คารบ์ อนไดออกไซด์ และแก๊สออกซิเจนที่แพรเ่ ข้าออก
ผา่ นปากใบ ดงั นัน้ ปริมาณนา้ ท่ีพชื ได้รบั จึงมผี ลตอ่
การสงั เคราะห์ดว้ ยแสงของพชื

พชื นาธาตุอาหารมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์
สารคลอโรฟิลล์ เอนไซม์ รวมทงั้ สารเรง่ ปฏกิ ิริยาตา่ ง ๆ
ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง