195
196
197
198 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 19 รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 บทที่ 10 การลำเลียงของพืช เวลาทั้งหมด 8 ชั่วโมง เรื่อง ธาตุอาหารพืช เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 ผู้สอน นางสาวมณฑิดา ฝั่งซ้าย 1. มาตรฐานการเรียนรู้ มาตรฐาน ว 4.3 เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียงของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต และการตอบสนองของพืช รวมทั้งนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ สืบค้นข้อมูล อธิบายความสำคัญของธาตุอาหาร และยกตัวอย่างธาตุอาหารที่สำคัญที่มีผลต่อการ เจริญเติบโตของพืช 3. สาระสำคัญ พืชแต่ละชนิดต้องการปริมาณและชนิดของธาตุอาหารแตกต่างกัน สามารถนำความรู้เกี่ยวกับสมบัติของ ธาตุอาหารชนิดต่าง ๆ ที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชในสารละลายธาตุอาหารเพื่อให้พืชเจริญเติบโตได้ตามที่ ต้องการ 4.จุดประสงค์การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ (K) - นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูล และอธิบายความสำคัญของธาตุอาหารที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช - นักเรียนสามารถยกตัวอย่างธาตุอาหารที่สำคัญที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช และยกตัวอย่างการ นำมาใช้ประโยชน์ในการปลูกพืชได้ 4.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - นักเรียนสามารถทำคลิปวิดีโอสั้นในหัวข้อ “การรีวิวปุ๋ยพืช” โดยใช้ข้อมูลที่สืบค้นเป็นเนื้อหาในการ สร้างสรรค์บรรยายสรรพคุณของสูตรปุ๋ยที่กลุ่มตนเองเลือกในรูปแบบที่น่าสนใจได้ 4.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - นักเรียนมีความใฝ่รู้ใฝ่เรียน มีส่วนร่วมในชั้นเรียน และรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย
199 5. สาระการเรียนรู้ พืชแต่ละชนิดต้องการปริมาณและชนิดของธาตุอาหารแตกต่างกัน สามารถนำความรู้เกี่ยวกับสมบัติของ ธาตุอาหารชนิดต่าง ๆ ที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืชในสารละลายธาตุอาหารเพื่อให้พืชเจริญเติบโตได้ตามที่ ต้องการ ธาตุอาหารพืชมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืชมาก นอกจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และ ออกซิเจนแล้ว ก็ยังมีธาตุอาหารในดินอีก 14 ธาตุ ในวันนี้ผมจะมาพูดถึงธาตุอาหารต่าง ๆ ที่จำเป็นต่อการ เจริญเติบโตของพืช โดยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม คือ ธาตุอาหารหลัก ธาตุอาหารรอง และธาตุอาหารเสริม ธาตุอาหารหลักประกอบด้วย 1.ไนโตรเจน (N) เป็นส่วนที่ช่วยในการเจริญเติบโตของพืช ทั้งยังเป็นอาหารหลักของพืช ช่วยทำให้พืชใบเขียวตั้งตัวได้ โดย ไนโตรเจนยังเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์พืชเป็นส่วนหนึ่งของการสร้างโปรตีน ไนโตรเจนยังมีส่วนช่วยในกระบวนการ สร้างอาหารและสร้างพลังงานให้กับพืชอีกด้วย ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของการสร้างคลอโรฟิลล์ ซึ่งคลอโรฟิลล์อยู่ในส่วนที่เป็นสีเขียวของพืชที่ทำหน้าที่ สังเคราะห์แสง ช่วยให้พืชเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ไนโตรเจนมักอยู่ในปุ๋ยหมักและพืชตระกูลถั่ว ซึ่งเราควรปลูกพืช ตระกูลถั่วแล้วไถกลบเพื่อเพิ่มไนโตรเจนให้กับดิน 2.ฟอสฟอรัส (P) ฟอสฟอรัสก็มีส่วนสำคัญที่ช่วยในการสังเคราะห์แสง มีส่วนช่วยในการผลิตแป้งและน้ำตาล ฟอสฟอรัสมีส่วน ช่วยในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทางเคมีในพืช ช่วยผลิตอาหาร มีส่วนช่วยในการเจริญเติบโต กระตุ้นการออกดอกและการเจริญเติบโตของราก ฟอสฟอรัสก็จะมีอยู่ในปุ๋ยหมัก เศษอาหารและกระดูกป่นเช่นกัน จะเห็นได้ว่าฟอสฟอรัสก็มีส่วนสำคัญไม่แพ้ ธาตุอาหารใด ๆ เลย 3.โพแทสเซียม (K) โพแทสเซียมจะมีอยู่ในดินชั้นล่าง จะถูกดูดซึมโดยรากพืช มีส่วนช่วยในการสร้างโปรตีน ทำให้ผลมีคุณภาพ ลดโรคพืช โพแทสเซียมเป็นแร่ธาตุที่อยู่ในดิน วัตถุอินทรีย์และปุ๋ยอินทรีย์ ธาตุอาหารรองประกอบด้วย 1.แคลเซียม (Ca) ช่วยในการแบ่งเซลล์ ผสมเกสร การงอกของเมล็ด มีส่วนสำคัญต่อโครงสร้างของเซลล์พืช ช่วยในการ ลำเลียงอาหาร แคลเซียมช่วยในการปรับสมดุลทั้งกรดและด่างของพืช
200 2.แมกนีเซียม (Mg) เป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์ ช่วยในการสังเคราะห์กรดอะมิโน วิตามิน ไขมันและน้ำตาล ช่วยในการ สังเคราะห์แสง นอกจากนี้ยังช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต 3.กำมะถัน (S) เป็นองค์ประกอบของกรดอะมิโน วิตามินและโปรตีน ช่วนสร้างคลอโรฟิลล์ ช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของราก และเมล็ดพืช ทำให้พืชแข็งแรงและทนต่อความเย็น ธาตุอาหารเสริมประกอบด้วย 1.โบรอน (B) ช่วยในการสร้างสารอาหารและควบคุมสารอาหารที่จำเป็นต่อการพัฒนาการเจริญเติบโตของเมล็ดพันธุ์ ช่วย ในการออกดอก ผสมเกสร ช่วยในการติดผลและย้ายน้ำตาลมาสู่ผล 2.ทองแดง (Cu) ช่วยในการเจริญเติบโตของระบบสืบพันธุ์พืช ช่วยในการเผาผลาญอาหารของรากพืชและเป็นประโยชน์ต่อ การใช้โปรตีนของพืช การสังเคราะห์คลอโรฟิลล์และกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ 3.คลอรีน (CI) พบในดิน ช่วนกระตุ้นการย่อยอาหารสำหรับพืช มีบทบาทสำคัญเกี่ยวกับฮอร์โมนพืช 4.เหล็ก (Fe) จำเป็นต่อการสร้างคลอโรฟิลล์ การสังเคราะห์คลอโรฟิลล์และสังเคราะห์แสง 5.แมงกานีส (Mn) ช่วยในการทำงานของเอนไซม์ มีส่วนประกอบของคาร์บอนไดออกไซด์และการย่อยไนโตรเจน 6.โมลิบดีนัม (Mo) ช่วยในการดึงไนโตรเจนออกมาใช้งานและช่วยในการสังเคราะห์โปรตีน พบธาตุชนิดนี้ในดิน 7.สังกะสี (Zn) ช่วยสังเคราะห์ฮอร์โมนออกซิน คลอโรฟิลล์และแป้ง ควบคุมการย่อยน้ำตาลของพืช เป็นส่วนหนึ่งในการ ทำงานขอเอนไซม์ที่มีส่วนในการควบคุมการเจริญเติบโตของพืช และจำเป็นต่อการเปลี่ยนสภาพของคาร์โบไฮเดรต 8.นิกเกิล (Ni) เป็นธาตุอาหารทำสำคัญต่อเอนไซม์ ทำหน้าที่ปลดปล่อยไนโตรเจนให้อยู่ในรูปที่จะนำไปใช้ได้ และยังช่วยใน กระบวนการงอกของเมล็ดอีกด้วย
201 6. กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1. ครูทบทวนการลำเลียงน้ำและธาตุอาหารของพืช จากนั้นชวนนักเรียนแสดงความคิดเห็นในหัวข้อ “ต้นไม้โตได้อย่างไร” ซึ่งนักเรียนสามารถร่วมแสดงความคิดเห็นได้อย่างอิสระ แนวคำตอบ : ต้นไม้โตได้เกิดจากการแบ่งเซลล์ของเนื้อเยื่อเจริญ ต้นไม้โตได้จากการที่สังเคราะห์ด้วยแสง เพื่อสร้างอาหารเองได้ ต้นไม้โตจากการดูดซึมน้ำ และธาตุอาหารจากในดิน เป็นต้น จากนั้นครูใช้คำถามเพื่อนำไปสู่การสืบค้น คือ ธาตุอาหารพืช กับ อาหารพืช เหมือนหรือแตกต่างกัน อย่างไร ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. นักเรียนศึกษาหนังสือเรียนรายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชีววิทยา ม.5 เล่ม 3 หรือ เอกสารประกอบการสอน เรื่อง ธาตุอาหารพืช จากนั้นร่วมกันอภิปรายความคิดเห็น และสรุปองค์ความรู้ที่ได้จาก การศึกษาร่วมกัน 2. ครูแบ่งนักเรียนออกเป็นกลุ่ม ๆ ละ 5 - 6 คน โดยมอบหมายให้ทำคลิปวิดีโอสั้นในหัวข้อ “การรีวิวปุ๋ย พืช” โดยใช้ข้อมูลที่สืบค้นเป็นเนื้อหาในการสร้างสรรค์บรรยายสรรพคุณของสูตรปุ๋ยที่กลุ่มตนเองเลือกในรูปแบบที่ น่าสนใจ ความยาวคลิปไม่เกิน 3 นาที ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. ครูและนักเรียนร่วมกันสรุป ธาตุอาหารของพืช ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้ ธาตุอาหาร หลัก ความสำคัญต่อพืช อาการเมื่อขาด ไนโตรเจน: N ช่วยในการเจริญเติบโตของพืช ทั้งยังเป็นธาตุอาหารหลักของ พืช ช่วยทำให้พืชใบเขียวตั้งตัวได้ โดยไนโตรเจนยังเป็นส่วน หนึ่งของเซลล์พืชเป็นส่วนหนึ่งของการสร้างโปรตีน ไนโตรเจน ยังมีส่วนช่วยในกระบวนการสร้างอาหารและสร้างพลังงาน ให้กับพืชอีกด้วย ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของการสร้าง คลอโรฟิลล์ ซึ่งคลอโรฟิลล์อยู่ในส่วนที่เป็นสีเขียวของพืชที่ทำ หากพืชขาดธาตุนี้จะแสดง อาการใบเหลือง ใบมีขนาด เล็กลง ลำต้นแคระแกร็นและ ให้ผลผลิตต่ำ
202 หน้าที่สังเคราะห์แสง ช่วยให้พืชเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ไนโตรเจนมักอยู่ในปุ๋ยหมักและพืชตระกูลถั่ว ซึ่งเราควรปลูก พืชตระกูลถั่วแล้วไถกลบเพื่อเพิ่มไนโตรเจนให้กับดิน ฟอสฟอรัส: P ฟอสฟอรัสก็มีส่วนสำคัญที่ช่วยในการสังเคราะห์แสง มีส่วนช่วย ในการผลิตแป้งและน้ำตาล ฟอสฟอรัสมีส่วนช่วยในการเปลี่ยน พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทางเคมีในพืช ช่วยผลิตอาหาร มีส่วนช่วยในการเจริญเติบโต กระตุ้นการออกดอกและการ เจริญเติบโตของราก ถ้าพืชขาดธาตุนี้ระบบรากจะ ไม่เจริญเติบโต ใบแก่จะ เปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีม่วง แล้วกลายเป็นสีน้ำตาลและ หลุดร่วง ลำต้นแกร็นไม่ผลิ ดอกออกผล โพแทสเซียม: K โพแทสเซียมจะมีอยู่ในดินชั้นล่าง จะถูกดูดซึมโดยรากพืช มี ส่วนช่วยในการสร้างโปรตีน ทำให้ผลมีคุณภาพ ลดโรคพืช โพแทสเซียมเป็นแร่ธาตุที่อยู่ในดิน วัตถุอินทรีย์และปุ๋ยอินทรีย์ ถ้าขาดธาตุนี้พืชจะไม่แข็งแรง ลำต้นอ่อนแอ ผลผลิตไม่ เติบโต มีคุณภาพต่ำ สีไม่สวย รสชาติไม่ดี ธาตุอาหาร รอง ความสำคัญต่อพืช อาการเมื่อขาด แคลเซียม: Ca ช่วยในการแบ่งเซลล์ ผสมเกสร การงอกของเมล็ด มีส่วนสำคัญ ต่อโครงสร้างของเซลล์พืช ช่วยในการลำเลียงอาหาร แคลเซียม ช่วยในการปรับสมดุลทั้งกรดและด่างของพืช ถ้าขาดธาตุนี้ใบที่เจริญใหม่จะ หงิกงอ ตายอดไม่เจริญ อาจมี จุดดำที่เส้นใบ รากสั้น ผล แตก และมีคุณภาพไม่ดี แมกนีเซียม: Mg เป็นองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์ ช่วยในการสังเคราะห์กรดอะ มิโน วิตามิน ไขมันและน้ำตาล ช่วยในการสังเคราะห์แสง นอกจากนี้ยังช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ที่จำเป็นต่อ การเจริญเติบโต ถ้าขาดธาตุนี้ใบแก่จะเหลือง ยกเว้นเส้นใบ และใบจะร่วง หล่นเร็ว กำมะถัน: S เป็นองค์ประกอบของกรดอะมิโน วิตามินและโปรตีน ช่วยสร้าง คลอโรฟิลล์ ช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของรากและเมล็ดพืช ทำ ให้พืชแข็งแรงและทนต่อความเย็น ถ้าขาดธาตุนี้ทั้งใบบนและใบ ล่างจะมีสีเหลืองซีด และต้น อ่อนแอ
203 ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1. ครูให้นักเรียนตอบคำถามในหนังสือเรียน ดังนี้ – ธาตุใดบ้างที่พืชต้องการในปริมาณมากกว่าร้อยละ0.1 และธาตุใดบ้างที่พืชต้องการ ในปริมาณที่น้อย กว่า 0.01 แนวคำตอบ : ธาตุที่พืชต้องการในปริมาณมากกว่าร้อยละ 0.1 คือ ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม แคลเซียม โพแทสเซียม ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอน ส่วนธาตุที่พืชต้องการใน ปริมาณที่น้อยกว่า 0.01 คือ โบรอน สังกะสี นิกเกิล แมงกานีส ทองแดง โมลิบดีนัม - รูปที่เป็นประโยชน์ที่ได้รับในสารละลายมีอะไรบ้าง และพืชรับมาโดยวิธีใด แนวคำตอบ : ฟอสเฟต สารละลายปนมากับน้ำ ไนเตรต แอมโมเนียม สารละลายปนมากับน้ำ ไฮโตรเจน รับมาในรูปของน้ำ ออกซิเจน รับมาในรูปของน้ำ ซัลเฟต รับมาในรูปสารประกอบปนมากับน้ำ ขั้นที่ 5 ขั้นประเมิน 1. ประเมินจากความถูกต้องของคลิปวิดีโอ 2. ประเมินจากผลโหวตของนักเรียน 3. ประเมินจากการตอบคำถามของนักเรียน 7. สื่อ/อุปกรณ์ แหล่งการเรียนรู้ 7.1 สื่อ/อุปกรณ์ 7.1.1 Power point ประกอบการสอน ธาตุอาหารของพืช 7.1.2 เอกสารประกอบการสอน เรื่อง ธาตุอาหารพืช 7.2 แหล่งการเรียนรู้ 7.2.1 หนังสือเรียนชีววิทยาเพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เล่ม 3 7.2.2 อินเทอร์เน็ต
204 8. การวัดและการประเมินผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัดผล การเรียนรู้ เครื่องมือวัดผล การเรียนรู้ เกณฑ์การวัด ประเมินผล ด้านความรู้ (K : Knowledge) - นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูล และอธิบายความสำคัญ ของธาตุอาหารที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช - นักเรียนสามารถยกตัวอย่างธาตุอาหารที่สำคัญที่มีผล ต่อการเจริญเติบโตของพืช และยกตัวอย่างการนำมาใช้ ประโยชน์ในการปลูกพืชได้ - การถามตอบ - ตรวจชิ้นงาน - แบบสังเกต การตอบคำถาม - แบบประเมิน ชิ้นงาน ผ่านเกณฑ์การ ประเมินไม่ น้อยกว่า ร้อยละ 70 ด้านทักษะกระบวนการ (P : Process) - นักเรียนสามารถทำคลิปวิดีโอสั้นในหัวข้อ “การรีวิวปุ๋ย พืช” โดยใช้ข้อมูลที่สืบค้นเป็นเนื้อหาในการสร้างสรรค์ บรรยายสรรพคุณของสูตรปุ๋ยที่กลุ่มตนเองเลือกใน รูปแบบที่น่าสนใจได้ - ตรวจชิ้นงาน - แบบประเมิน ชิ้นงาน ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A : Attribute) - นักเรียนมีความใฝ่รู้ใฝ่เรียน มีส่วนร่วมในชั้นเรียน และ รับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย - สังเกต พฤติกรรม ในขณะทำ กิจกรรมในชั้น เรียน - แบบสังเกต พฤติกรรม รายบุคคล
205
206
207
208 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 20 รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 บทที่ 11 การสังเคราะห์ด้วยแสง เวลาทั้งหมด 14 ชั่วโมง เรื่อง การศึกษาที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 ผู้สอน นางสาวมณฑิดา ฝั่งซ้าย 1. มาตรฐานการเรียนรู้ มาตรฐาน ว 4.3 เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียงของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต และการตอบสนองของพืช รวมทั้งนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ สืบค้นข้อมูล และสรุปการศึกษาที่ได้จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตเกี่ยวกับกระ บวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 3. สาระสำคัญ การศึกษาค้นคว้าของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตทำให้ได้ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์แสงมาเป็น ลำดับขั้นจนได้ข้อสรุปว่าคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ เป็นวัตถุดิบที่พืชใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง และ ผลผลิตที่ได้ คือ น้ำตาล ออกซิเจน 4.จุดประสงค์การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ (K) - นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูล วิเคราะห์ และสรุปการศึกษาที่ได้จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ใน อดีตเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ 4.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - นักเรียนสามารถนำเสนอผลการสืบค้น วิเคราะห์และสรุปจากการศึกษาที่ได้การทดลองของ นักวิทยาศาสตร์ในอดีตหน้าชั้นเรียนได้ 4.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - นักเรียนมีความใฝ่รู้ใฝ่เรียน มีส่วนร่วมในชั้นเรียน และรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย 5. สาระการเรียนรู้ 1) การค้นคว้าของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
209 1.1) ฌอง แบบติสท์ แวน เฮลมองท์ (J.B. Van Helmomt) นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม ที่ทำการ ทดลองสิ่งที่น่าสนใจและมีความสำคัญมากทางชีววิทยา โดยปลูกต้นหลิวหนัก 5 ปอนด์ในถังใบใหญ่ที่บรรจุดินซึ่ง ทำให้แห้งสนิทหนัก 200 ปอนด์แล้วปิดฝาถัง ระหว่างทำการทดลองได้รดน้ำต้นหลิวที่ปลูกไว้ทุกๆ วันด้วยน้ำฝน เป็นระยะเวลา 5 ปี ต้นหลิวเจริญเติบโตขึ้นมาก เมื่อนำต้นหลิวที่ไม่มีดินติดอยู่ที่รากไปชั่งน้ำหนัก ปรากฏว่าต้นหลิว หนัก 169 ปอนด์ 3 ออนซ์ และเมื่อนำดินในถังไปทำให้แห้งแล้วนำไปชั่งปรากฏว่ามีน้ำหนักน้อยกว่าดินที่ใช้ก่อนทำ การทดลองเพียง 2 ออนซ์เท่านั้น ภาพการทดลองของ ฌอง แบบติสท์ ที่มา : https://sanookpuppui.wordpress.com/ วันที่สืบค้นข้อมูล : 1 ก.ย.66 1.2) โจเซฟ พริสท์ลีย์ (Joseph Priestley) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้พิมพ์ผลงานที่ทำการทดลอง โดยจ่อเทียนไขไว้ในครอบแก้ว ปรากฎว่าสักครู่เทียนไขก็ดับ และเมื่อใส่หนูเข้าไปในครอบแก้วครู่ต่อมาหนูก็ตาย เมื่อนำหนูที่มีชีวิตไปไว้ในครอบแก้วเดิมที่เทียนไขดับ ปรากฏว่า หนูตายเกือบทันทีและเมื่อจุดเทียนไขแล้วนำไปใส่ ในครอบแก้วเดิมที่หนูตายอยู่ แล้ว ปรากฏว่า เทียนไขดับเกือบทันทีเขาได้ทดลองนำหนูใส่ไว้ในครอบแก้วเดียวกัน กับพืชสีเขียว ปรากฎว่าทั้งพืชและหนูสามารถมีชีวิตอยู่ได้พริสต์ลีย์ได้นำเอาพืชสีเขียวใส่ในครอบแก้วที่เคยจุด เทียนไขเอาไว้ก่อนแล้ว อีก 10 วันต่อมา เมื่อ จุดเทียนไขในครอบแก้วนั้นใหม่ ปรากฏว่า เทียนไขลุกไหม้อยู่ได้ ระยะหนึ่ง โดยไม่ดับทันทีพริสต์ลีย์จึงทำการทดลองเพิ่มเติม โดยแบ่งอากาศหลังจากเทียนไขดับแล้วออกเป็น 2 ส่วน นำพืชใส่ไว้ในส่วนหนึ่ง และอีกส่วนหนึ่งใส่แต่แก้วบรรจุน้ำ ทิ้งไว้ระยะหนึ่งจุดเทียนไขอากาศทั้ง 2 ส่วน พบว่า เทียนไขลุกไหม้ได้ระยะหนึ่งในอากาศส่วนแรก แต่จะดับทันทีในอากาศส่วนที่สอง หลังจากนั้นเขาได้ศึกษา คุณสมบัติของก๊าซและอากาศ และทราบว่า”อากาศดี” ช่วยในการเผาไหม้และการหายใจของสัตว์ แต่การหายใจ ของสัตว์และการเผาไหม้ของเทียนไขทำให้เกิด “อากาศเสีย”
210 ภาพการทดลองของ โจเซฟ พริสท์ลีย์ ที่มา : https://sanookpuppui.wordpress.com/ วันที่สืบค้นข้อมูล : 1 ก.ย.66 1.3) แจน อิเก็น ฮูซ (Jan Ingen-Housz) นักวิทยาศาสตร์ชาวดัทช์ได้ทำการทดลองคล้ายกับโจเซฟ พริสต์ลีย์ โดยใส่พืชไว้ในครอบแก้ว แต่แยกเป็นส่วนต่างๆ ของพืช เช่น ลำต้น ใบ เป็นต้น แล้วทิ้งไว้ในที่มืดชั่ว ระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจึงจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้วแต่ละอัน พบว่าเทียนไขในครอบแก้วทุกอันไม่ติดไฟ และ เมื่อทำการทดลองอีกครั้งโดยนำครอบแก้วทุกอันไปไว้ในบริเวณที่มีแสงสว่าง ระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจึงจุด เทียนไขในครอบแก้วแต่ละอัน พบว่าในครอบแก้วที่มีส่วนของพืชซึ่งมีสีเขียวสามารถจุดเทียนไขให้ติดไฟได้ จากการ ทดลองดังกล่าวแจน อินเก็น-ฮูซได้ให้ข้อสรุปไว้ว่า ส่วนของพืชที่มีสีเขียวสามารถเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็นอากาศดี ได้ โดยพืชต้องอาศัยแสงเป็นปัจจัยในกระบวนการดังกล่าวด้วย 1.4) ฌอง ซีนีบิเยร์ (Jean Senebier) ค้นพบว่าแก๊สที่เกิดจากการลุกไหม้ และแก๊สที่เกิดจากการหายใจ ของสัตว์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนแก๊สที่ช่วยในการลุกไหม้และแก๊สที่ใช้ในการหายใจของสัตว์คือแก๊ส ออกซิเจน 1.5) นิโคลาส ธีโอดอร์ เดอโซซูร์ (Nicolas Theodore de Soussure) ได้ทำการรวบรวมและศึกษา ผลงานของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตหลายๆ ท่าน โดยอาศัยความรู้พื้นฐานทางด้านเคมีสมัยใหม่ ทำให้ได้ข้อสรุป เกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชดังต่อไปนี้ – พืชจะคายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจนในเวลากลางวัน และจะคายเฉพาะแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในเวลากลางคืน แสดงว่าพืชหายใจตลอดเวลา แต่พืชมีการสังเคราะห์แสงเฉพาะเวลากลางวันหรือเมื่อได้รับแสง – แร่ธาตุในดินมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช
211 – น้ำไม่ใช่เพียงละลายแร่ธาตุในดินให้แก่พืชเท่านั้น แต่น้ำยังมีบทบาทสำคัญโดยตรงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วย แสงของพืช 1.6) จูเลียส ซาซ (Julius Sachs) พบว่าสารอินทรีย์ที่พืชสร้าง คือ น้ำตาล ซึ่งเป็นสารคาร์โบไฮเดรต ในเวลาต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้เรียกกระบวนการสร้างคาร์โบไฮเดรตของพืชที่อาศัยแสงนี้ว่า กระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) 1.7) เองเกลมัน (T.W. Engelmann) ได้ทำการทดลองโดยใช้ปริซึมเพื่อแยกแสงออกเป็นสเปกตรัมให้แก่ สาหร่ายสไปโรไจ ราซึ่งเจริญอยู่ในน้ำที่มีแบคทีเรีย จากการทดลองพบว่า แบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจนมารวมกลุ่ม กันที่บริเวณสาหร่ายได้รับแสงสีแดง และสีน้ำเงินเพราะทั้งสองบริเวณนี้สาหร่ายจะให้แก๊สออกซิเจนมากกว่าใน บริเวณ อื่น 1.8) แวน นีล (Van Niel) นัก วิทยาศาสตร์ชาวสหรัฐอเมริกา แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดทดลองเลี้ยง แบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยแสงโดยไม่ ใช้น้ำแต่ใช้ไฮโดรเจนซัลไฟด์แทนพบว่า ผลที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง แทนที่จะเกิดแก๊สออกซิเจนกลับเกิดซัลเฟอร์ ขึ้นแทน 1.9) โรบิน ฮิลล์ (Robin Hill) ทำ การทดลองผ่านแสงเข้าไปในของผสมซึ่งมีเกลือเฟอริกและ คลอโรพลาสต์ที่สกัดออกมา จากผักโขม ปรากฏว่า เกลือเฟอริกเปลี่ยนเป็นเกลือเฟอรัสและมีออกซิเจนเกิดขึ้น แต่ถ้าในของผสมไม่มีเกลือเฟอริกก็จะไม่เกิดแก๊สออกซิเจน ภาพการทดลองของ โรบิน ฮิลล์ ที่มา : https://sanookpuppui.wordpress.com/ วันที่สืบค้นข้อมูล : 1 ก.ย.66 1.10) แดเนียล อาร์นอน (Daniel Arnon) ได้ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับการทดลองของฮิลล์ อาร์นอน และได้ทำการทดลองดังนี้ การทดลองที่ 1 เมื่อให้แสงแต่ไม่ให้คาร์บอนไดออกไซด์
212 ภาพการทดลองของ แดเนียล อาร์นอน ที่มา : https://sanookpuppui.wordpress.com/ วันที่สืบค้นข้อมูล : 1 ก.ย.66 การทดลองที่ 2 เมื่อไม่ให้แสงแต่มีการเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ATP และ NADPH ภาพการทดลองของ แดเนียล อาร์นอน ที่มา : https://sanookpuppui.wordpress.com/ วันที่สืบค้นข้อมูล : 1 ก.ย.66 6. กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1. ครูนำเข้าสู่บทเรียนโดยใช้คำถาม ถามนักเรียนว่า - นักเรียนรู้จักนักวิทยาศาสตร์คนใดบ้าง และนักวิทยาศาสตร์คนนั้นทำการทดลองเกี่ยวกับอะไร แนวคำตอบ เซอร์ ไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton) ผลงานเด่นที่สุดของเขาที่คนรู้จักกันดีที่สุดก็คือ กฎการเคลื่อนที่ของนิวตันและกฎแรงโน้มถ่วงสากล ที่เขาคิดขึ้นมาได้จากการสังเกตผลแอปเปิลที่ตกจากต้น - นักเรียนรู้หรือไม่ว่า พืชสร้างอาหารโดยกระบวนการใด และผลผลิตได้อะไรบ้าง แนวคำตอบ พืชสร้างอาหารโดยใช้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือ น้ำตาลกลูโคส และ แก๊สออกซิเจน ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. นักเรียนแบ่งกลุ่มออกเป็น 8 กลุ่ม จากนั้นส่งตัวแทนกลุ่มมาจับสลากหมายเลข 1 - 8 โดยแต่ละ หมายเลขให้นักเรียนแต่ละกลุ่มศึกษา ดังนี้
213 หมายเลข 1 ศึกษาการทดลองของ ฌอง แบบติสท์ แวน เฮลมองท์ (Jean Baptiste van Helmont) หมายเลข 2 ศึกษาการทดลองของ โจเซฟ พริสต์ลีย์ (Joseph Priestley) หมายเลข 3 ศึกษาการทดลองของ แจน อินเก็น ฮูซ (Jan IngenHousz) หมายเลข 4 ศึกษาการทดลองของ ฌอง ซีนีบิเยร์ (Jean Senebier) หมายเลข 5 ศึกษาการทดลองของ นิโคลาส ธีโอดอร์ เดอ โซซูร์ (Nicolas Theodore de Soussure) หมายเลข 6 ศึกษาการทดลองของ จูเลียส ซาส (Julius Sachs) หมายเลข 7 ศึกษาการทดลองของ เองเกลมัน (T.W. Engelmann) หมายเลข 8 ศึกษาการทดลองของ แวน นีล (Van Niel) หมายเลข 9 ศึกษาการทดลองของ โรบิน ฮิลล์ (Robin Hill) หมายเลข 10 ศึกษาการทดลองของ แซม รูเบน และ มาร์ติน คาเมน (Sam Ruben และ Martin Kamen) หมายเลข 11 ศึกษาการทดลองของ แดเนียล อาร์นอน (Daniel Arnon) 3. ครูกำหนดเวลาให้นักเรียน 20 นาที จากนั้นให้นักเรียนแต่ละกลุ่มบันทึกข้อมูลที่ได้จากการสืบค้นลงใน กระดาษฟลิปชาร์ท ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. นักเรียนแต่ละกลุ่มผู้เชี่ยวชาญของมานำเสนอองค์ความรู้ของนักวิทยาศาสตร์ที่กลุ่มได้ศึกษาหน้าชั้น เรียน 2. ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเนื้อหาเรื่อง การค้นคว้าเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนี้ Van Helmont ในปี ค.ศ. 1648 ฌอง แบบติสท์ แวน เฮลมองท์ (J.B. Van Helmomt) นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยี่ยม ได้ ทดลอง ปลูกต้นหลิวหนัก 5 ปอนด์ในถังใบใหญ่ที่บรรจุดินซึ่งทำให้แห้งสนิทหนัก 200 ปอนด์ ระหว่างทำกาทดลอง ได้รดน้ำต้นหลิวที่ปลูกไว้ทุกๆวัน ด้วยน้ำฝนหรือน้ำกลั่นเป็นระยะเวลา 5 ปีต้นหลิวเจริญขึ้นหนักเป็น 169ปอนด์ 3
214 ออนซ์ (ไม่ได้รวมน้ำหนักของใบซึ่งร่วงไปในแต่ละปี) และเมื่อนำดินในถังมาทำให้แห้งแล้วนำไปชั่ง ปรากฏว่ามี น้ำหนักน้อยกว่าดินที่ใช้ก่อนทำการทดลองเพียง 2 ออนซ์เท่านั้น ข้อสรุปได้ว่า น้ำหนักของต้นหลิวที่เพิ่มขึ้นได้มาจากน้ำเพียงอย่างเดียว ซึ่งข้อสรุปนี้ได้รับการยอมรับอย่าง กว้างขวางมากในยุคนั้น Joseph Priestley ในปี ค.ศ. 1772โจเซฟ พริสท์ลีย์ (Joseph Priestley) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษกล่าวได้ว่า…“ การหายใจ การเน่าเปื่อยและการตายของสัตว์ ทำให้อากาศเสีย แต่พืชจะทำให้อากาศเสียนั้นบริสุทธิ์ขึ้นและมีประโยชนต์ ต่อ การดำรงชีวิต” เขาได้ทำการทดลองโดยจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้ว ปรากฏว่าสักครู่เทียนไขก็ดับ และเมื่อใส่หนูเข้า ไปในครอบแก้วครู่ต่อมาหนูก็ตาย แต่ถ้าเอาพืชสีเขียวใส่ในครอบแก้วที่เคยจุดเทียนไขเอาไว้ก่อนแล้ว อีก 10 วัน ต่อมาเมื่อจุดเทียนไขในครอบแก้วนั้นใหม่ ปรากฏว่าเทียนไขลุกไหม้อยู่ได้ระยะหนึ่งโดยไม่ดับทันที การทดลองที่ 1
215 ให้ข้อสรุป ไว้ว่า การลุกไหม้ของเทียนไขและการหายใจของหนูทำให้เกิดอากาศเสีย ดังนั้นจึงทำให้เทียน ไขดับและทำให้หนูตาย การทดลองที่ 2 ต่อมาโจเซฟ พริสต์ลีย์ได้ทำการทดลองจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้วและนำพืชไว้ด้วย พบว่าเทียนไขยังคงจุด ติดไฟได้ดี และเมื่อทำการทดลองอีกครั้งโดยใส่หนูไว้ในครอบแก้วและนำพืชใส่ไว้ด้วย พบว่าหนูยังคงมีชีวิตอยู่ได้ เป็นเวลานาน จากการทดลองดังกล่าวโจเซฟ พริสต์ลีย์ได้ให้ข้อสรุปไว้ว่า พืชสามารถเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็นอากาศดีได้ Jan Ingen-Housz พศ. 2322 แจน อิเก็น ฮูซ นายแพทย์ชาวดัทช์ ได้ทำการทดลองคล้ายกับ พริสต์ลีย์ และพิสูจน์ให้เห็นว่า การทดลองของ พริสต์ลีย์ จะได้ผลก็ต่อเมื่อมีแสง สรุปผลการทดลอง การที่พืชจะเปลี่ยนอากาศเสีย เป็นอากาศดีได้นั้น พืชต้องใช้แสงด้วย
216 Jean Senebier พ.ศ. 2325 (ค.ศ.1782) ฌอง ซีนีบิเยร์ (Jean Senebier) ค้นพบว่าแก๊สที่เกิดจากการลุกไหม้ และแก๊สที่เกิดจาก การหายใจของสัตว์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนแก๊สที่ช่วยในการลุกไหม้และแก๊สที่ใช้ในการหายใจของสัตว์ คือ แก๊สออกซิเจน Jan Ingen-Housz พ.ศ. 2339 แจน อินเก็น ฮูซ นักวิทยาศาสตร์ชาวดัทช์ เสนอว่า พืชเก็บธาตุคาร์บอน ซึ่งได้มาจากแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ไว้ในรูปของสารอินทรีย์ นักวิทยาศาสตร์ชาวดัทช์ ได้ทำการทดลองคล้ายกับโจเซฟ พริสต์ลีย์ โดยใส่พืชไว้ในครอบแก้ว แต่แยกเป็นส่วนต่างๆ ของพืช เช่น ลำต้น ใบ เป็นต้น แล้วทิ้งไว้ในที่มืดชั่วระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจึงจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้วแต่ละอัน พบว่าเทียนไขในครอบแก้วทุกอันไม่ติดไฟ และเมื่อทำการ ทดลองอีก ครั้งโดยนำครอบแก้วทุกอันไปไว้ในบริเวณที่มีแสงสว่าง ระยะเวลาหนึ่งหลังจากนั้นจึงจุดเทียนไขใน ครอบแก้วแต่ละอัน พบว่าในครอบแก้วที่มีส่วนของพืชซึ่งมีสีเขียวสามารถจุดเทียนไขให้ติดไฟได้จากการทดลอง Nicolas Theodore de Soussure พศ. 2347 นิโคลาส ธีโอดอร์ เดอโซซูร์ นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิส ๆ ได้พิจารณาการค้นพบของ แวน เฮลม องท์ ที่แสดงให้เห็นว่า น้ำหนักของพืชเพิ่มขึ้นมากกว่าน้ำหนักของน้ำที่พืชได้รับ เขาสันนิษฐานว่า น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น บางส่วนเป็นน้ำหนักของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่พืชได้รับ และ ได้ทำการรวบรวมและศึกษาผลงานของ
217 นักวิทยาศาสตร์ในอดีตหลายๆ ท่าน โดยอาศัยความรู้พื้นฐานทางด้านเคมีสมัยใหม่ ทำให้ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชดังต่อไปนี้ - พืชจะคายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจนในเวลากลางวัน และจะคายเฉพาะแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ในเวลากลางคืน แสดงว่าพืชหายใจตลอดเวลา แต่พืชมีการสังเคราะห์แสงเฉพาะเวลากลางวันหรือเมื่อได้รับแสง - แร่ธาตุในดินมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช - น้ำไม่ใช่เพียงละลายแร่ธาตุในดินให้แก่พืชเท่านั้น แต่น้ำยังมีบทบาทสำคัญโดยตรงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วย แสงของพืช เขาจึงสรุปว่า น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นบางส่วนเป็นน้ำหนักของน้ำที่พืชได้รับ Julius Sachs ค.ศ. 1862 จูเลียส ซาซ (Julius Sachs) พบว่าสารอินทรีย์ที่พืชสร้าง คือ น้ำตาล ซึ่งเป็นสารคาร์โบไฮเดรต T.W. Engelmann เองเกลมัน (T.W. Engelmann)ชาวเยอรมัน ในปี พ.ศ. 2438 หรือ ค.ศ. 1895การทดลองของเองเกลมัน ใช้ Aerobic bacteria และใช้ส่าหร่าย spirogyra ที่มีรงควัตถุเหมือนพืช เพื่อยืนยันว่าความยาวคลื่อ ณ แสงสีแดง และแสงสีม่วง ทำให้เกิดการสังเคราะห์มากที่สุด คือมีการปล่อย ออกซิเจนออกมามากสุดนั่นเอง จากการทดลองพบว่า แบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจนมารวมกลุ่มกันที่บริเวณสาหร่ายได้รับแสงสีแดงและ สีน้ำเงิน เพราะทั้งสองบริเวณนี้สาหร่ายจะให้แก๊สออกซิเจน
218 Van Niel ในปี ค.ศ. 1930 แวน นีล (Van Niel) แห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด พบว่า แบคทีเรียบางชนิด(Green sulfur bacteriaและ Purple sulfur bacteria) สามารถสังเคราะห์แสงได้โดยไม่ใช้ H2O แต่ใช้ H2S (ไฮโดรเจนซัลไฟด์) แทน จึงเกิดซัลเฟอร์ (S) ออกมา แทนที่จะเกิด O2 - การสังเคราะห์ด้วยแสงของแบคทีเรีย ก็เป็นหลักฐานอีกอย่างหนึ่งที่สนับสนุนว่า O2 ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วย แสงของพืชมาจาก H2O (เนื่องจากแบคทีเรีย ไม่ใช้ H2O ในการสังเคราะห์ด้วยแสง จึงไม่เกิด O2 แต่เกิดซัลเฟอร์ (S) ออกมา) - แวน นีล( Van Niel) ได้เสนอสมมติฐานว่าในกระบวนการสร้างอาหารของพืชนั้น น่าจะคล้ายกับการสร้างอาหารของแบคทีเรีย ซึ่งแสง (light) มีบทบาทสำคัญคือ ทำให้โมเลกุลของน้ำแตกตัวเป็น H + กับ OHจากนั้น H + จะเข้าทำปฏิกิริยากับCO2 เกิดเป็นคาร์โบไฮเดรต ( CH2O ) ขึ้น Robin Hill ในปี ค.ศ. 1973 โรบิน ฮิลล์ (Robin Hill) ได้ทำการทดลองผ่านแสงเข้าไปในของผสมซึ่งมีคลอโรพลาสต์ ที่สกัดออกมาจากใบพืชพวกผักโขม และมีเกลือเฟอริกอยู่ด้วยปรากฏว่าเกลือเฟอริกเปลี่ยนเป็นเกลือเฟอรัส และมี O2เกิดขึ้นแต่ถ้าผ่านแสงเข้าไปในคลอโรพลาสต์ที่ไม่มีเกลือเฟอริกอยู่ด้วยจะไม่มีออกซิเจนเกิดขึ้น ดังนั้นการที่ เกลือเฟอริกจะเปลี่ยนเป็นเกลือเฟอรัสได้ก็ต่อเมื่อได้รับไฮโดรเจน จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการทดลองนี้แสดงว่า เกลือเฟอริกต้องได้รับไฮโดรเจน ขณะเดียวกันมี O2 ในปฏิกิริยาด้วย เกลือเฟอริกจึงทำหน้าที่เป็นตัวรับไฮโดรเจน ซึ่งการค้นคว้าต่อมาพบว่ามีสารที่ทำหน้าที่เป็นตัวรับไฮโดรเจนอีกหลายชนิด เช่น เฟอริกไซยาไนด์และเมธีลีนบลู เป็นต้น ซึ่งสามารถสรุปผลการทดลองนี้ได้ว่าไฮโดรเจนที่เกลือเฟอริกได้รับและ O2 ที่เกิดขึ้นมาจาก H2O - สารประกอบที่ทำหน้าที่เป็นตัวรับไฮโดรเจน (H - accepter) ในพืชคือ… NADP+ (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)
219 Sam Ruben & Martin Kamen วิธีการทดลองเพื่อพิสูจน์ให้เห็นว่า O2 ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงมาจากน้ำ ค.ศ.1941 แซม รูเบน และ มาร์ติน คาเมน (Sam Ruben และ Martin Kamen) ได้นำสาหร่ายสีเขียวในปริมาณที่เท่าๆกัน ใส่ลงไปใน ขวดแก้ว 2 ใบคือ ก. และ ข. แล้วใส่น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ลงไปในขวดทั้ง 2 ดังนี้ ขวด ก. ใส่ H2O ซึ่งประกอบด้วยออกซิเจนซึ่งเป็นสารกัมมันตภาพรังสี คือ 18O แต่ CO2 ซึ่งมี O2 ธรรมดา ขวด ข. ใส่ CO2 ที่ประกอบด้วย 18O แต่ใส่ H2O ที่มี O2ธรรมดา ตั้งขวดทั้ง 2 ใบให้ได้รับแสง สาหร่ายจะสังเคราะห์ด้วยแสง เกิด O2 ขึ้น นำ O2 ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วมาทดสอบพบว่า ขวด ก. O2 ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็น 18O ขวด ข. O2 ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็น O2 ธรรมดา สรุปผลการทดลองได้ว่า… O2 ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงมาจากโมเลกุลของน้ำ
220 Daniel Arnon ในปี พ.ศ. 2494 (ค.ศ. 1951) แดเนียล อาร์นอน (Daniel Arnon ) และคณะแห่งมหาวิทยาลัย แคลิฟอร์เนียที่เบิร์กเลย์ ได้ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับการทดลองของฮิลล์ อาร์นอนคิดว่าถ้าให้สารบางอย่าง เช่น ADP หมู่ฟอสเฟต (Pi) NADP+ และ CO2 ลงไปในคลอโรพลาสต์ที่สกัดมาได้แล้วให้แสงจะมีปฏิกิริยาการสังเคราะห์ ด้วยแสงจนได้น้ำตาลเกิดขึ้น ต่อมาอาร์นอนได้ทำการทดลองเพื่อติดตามขั้นตอนของการเกิดปฏิกิริยา โดยควบคุมปัจจัยบางอย่าง แล้ว สังเกตผลการทดลองที่เกิดขึ้น อาร์นอนพบว่าถ้าให้สารต่างๆ ดังที่กล่าวมาแล้วยกเว้นคาร์บอนไดออกไซด์ ปรากฏ ว่าเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นได้สารบางอย่างแต่ไม่มีการสร้างคาร์โบไฮเดรต อาร์นอนได้ทำการทดลองต่อไปอีก โดยให้ปัจจัยต่างๆ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วแก่คลอโรพลาสต์ยกเว้น CO2 และ NADP+ พบว่าเกิด ATP อย่างเดียวเท่านั้น ดังสมการ จากการทดลองนี้แสดงว่าคลอโรพลาสต์ที่ได้รับแสงจะสามารถสร้าง ATP ได้เพียงอย่างเดียว หรือสร้างทั้ง ATP NADPH+ H + และ O2 ก็ได้ ขึ้นอยู่กับว่าคลอโรพลาสต์นั้นจะได้รับ ADP และ Pi เท่านั้น หรือทั้ง NADP+ ADP และ Pi อาจสรุปได้ว่า พืชจะให้ NADPH+ H + และ O2 เมื่อได้รับ NADP+ ต่อมาอาร์นอนได้ทำการ ทดลองใหม่ โดยเติมแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ATP และ NADPH+ H + ลงไปในสารละลายของคลอโรพลาสต์ที่สกัด ออกมาจากเซลล์แต่ ไม่ให้แสงสว่าง ผลปรากฏว่า มีน้ำตาลเกิดขึ้น แสดงว่าปัจจัยในการสังเคราะห์ คือ ATP และ NADPH+H+ ไม่ใช่แสง ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1. ครูอธิบายภาพรวมของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ดังนี้ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) เป็น กระบวนการสร้างอาหารของพืชสีเขียว โดยมีคลอโรฟิลล์ ทำหน้าที่ดูดพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์แล้วเปลี่ยนสารวัตถุดิบคือน้ำและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ให้เป็น น้ำตาล กลูโคส น้ำ และ แก๊สออกซิเจน องค์ประกอบและสมการ การเปลี่ยนรูปพลังงานและการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 1.พลังงานแสงจะเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานเคมีสะสมอยู่ในผลิตภัณฑ์คือ น้ำตาลกลูโคส น้ำ และแก๊สออกซิเจน
221 2.น้ำตาลกลูโคสจะถูกเปลี่ยนไปเป็นแป้งทันที และสะสมไว้ในเซลล์สีและแป้งจะเปลี่ยนกลับเป็นน้ำตาลกลูโคสอีก ครั้ง เมื่อพืชต้องการสลายน้ำตาลกลูโคสเป็นพลังงาน 3.พืชคายน้ำและแก๊สออกซิเจนจะถูกพืชคายออกมาทางปากใบกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อม ขั้นที่ 5 ขั้นประเมิน 1. ครูถามคำถาม Topic Question เพื่อทดสอบความเข้าใจของนักเรียนโดยมีแนวคำถาม (จำนวนข้อ คำถามขึ้นอยู่กับดุลพินิจของครูผู้สอน) ดังนี้ - จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์หลายท่านสามารถสรุปได้หรือไม่ว่าแสงเป็นปัจจัยสำคัญต่อ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แนวคำตอบ : ได้ เนื่องจากการทดลองของแจน อินเก็น ฮูซ (Jan IngenHousz) แสดงให้เห็นว่า แสงเป็น ปัจจัยสำคัญของกระบวนสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช หากไม่มีแสง พืชไม่สามารถเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็นอากาศดี ได้ หรือทำให้หนูดำรงชีวิตอยู่ได้ ซึ่งสนับสนุนการทดลองของโจเซฟ พริสต์ลีย์ (Joseph Priestley) และการทดลอง ของนักวิทยาศาสตร์ท่านอื่นต่อมาจนกระทั่งปัจจุบัน - แก๊สออกซิเจนที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นมาจากสารตั้งต้นชนิดใด เพราะเหตุใด แนวคำตอบ : น้ำ เพราะการทดลองของแวน นีล (Van Niel) แสดงให้เห็นว่าออกซิเจน (Oxygen) อะตอม ของแก๊สออกซิเจน เป็นอะตอมเดียวกับออกซิเจนอะตอมของน้ำ - จากการทดลองของเองเกลมัน (T.W. Engelmann) ได้ข้อสรุปว่าอย่างไร แนวคำตอบ : คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) เป็นสารสีที่ทำหน้าที่ดูดซับพลังงานแสง เพื่อใช้ในการ สังเคราะห์อาหาร โดยการทดลองแสดงให้เห็นว่า บริเวณที่มีแบคทีเรียมารวมกลุ่ม คือ บริเวณที่มี แก๊สออกซิเจน (Oxygen) ซึ่งได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง - จากการทดลองของแดเนียล (Daniel Arnon) สาร NADP+ ที่เติมลงไปมีผลต่อการสร้าง ATP (Adenosine triphosphate) และ O2 หรือไม่ อย่างไร แนวคำตอบ : มีผลต่อการสร้างออกซิเจน (O2) แต่ไม่มีผลต่อการสังเคราะห์ ATP (Adenosine Triphosphate) - จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต ปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช แนวคำตอบ : แสง น้ำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ NADP+ และ ADP+ 7. สื่อ/อุปกรณ์ แหล่งการเรียนรู้ 7.1 สื่อ/อุปกรณ์ 7.1.1 Power point ประกอบการสอน การศึกษาที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง 7.1.2 เอกสารประกอบการสอน เรื่อง การศึกษาที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง
222 7.2 แหล่งการเรียนรู้ 7.2.1 หนังสือเรียนชีววิทยาเพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เล่ม 3 7.2.2 อินเทอร์เน็ต 8. การวัดและการประเมินผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัดผล การเรียนรู้ เครื่องมือวัดผล การเรียนรู้ เกณฑ์การวัด ประเมินผล ด้านความรู้ (K : Knowledge) - นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูล วิเคราะห์ และสรุป การศึกษาที่ได้จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ใน อดีตเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ - การถามตอบ - ตรวจชิ้นงาน - แบบสังเกต การตอบคำถาม - แบบประเมิน ชิ้นงาน ผ่านเกณฑ์การ ประเมินไม่ น้อยกว่า ร้อยละ 70 ด้านทักษะกระบวนการ (P : Process) - นักเรียนสามารถนำเสนอผลการสืบค้น วิเคราะห์และ สรุปจากการศึกษาที่ได้การทดลองของนักวิทยาศาสตร์ ในอดีตหน้าชั้นเรียนได้ - ตรวจชิ้นงาน - แบบประเมิน ชิ้นงาน ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A : Attribute) - นักเรียนมีความใฝ่รู้ใฝ่เรียน มีส่วนร่วมในชั้นเรียน และ รับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย - สังเกต พฤติกรรม ในขณะทำ กิจกรรมในชั้น เรียน - แบบสังเกต พฤติกรรม รายบุคคล
223
224
225
226 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 21 รายวิชาชีววิทยาเพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 บทที่ 11 การสังเคราะห์ด้วยแสง เวลาทั้งหมด 14 ชั่วโมง เรื่อง ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 ผู้สอน นางสาวมณฑิดา ฝั่งซ้าย 1. มาตรฐานการเรียนรู้ มาตรฐาน ว 4.3 เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียงของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต และการตอบสนองของพืช รวมทั้งนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ อธิบายขั้นตอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 3. สาระสำคัญ สารสี (pigments) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พืชสังเคราะห์ขึ้น เพื่อใช้ในกระบวนการทางสรีรวิทยา โดย กระบวนการที่เกิดขึ้นในใบพืช คือ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงต้องอาศัย สารสี 3 ชนิดหลัก ๆ ได้แก่ คลอโรฟิลล์ แคโรทีนอยด์ และแอนโทไซยานิน 4.จุดประสงค์การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ (K) - นักเรียนสามารถอธิบายความสำคัญของแสง สารสี และความสามารถในการดูดกลืนแสงของสารสีใน กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ 4.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - นักเรียนสามารถสกัดสารสีจากใบพืชและทดสอบความสามารถในการดูดกลืนแสงได้ 4.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - นักเรียนมีวินัย ใฝ่เรียนรู้และมีความรับผิดชอบต่องานที่ได้รับมอบหมาย 5. สาระการเรียนรู้ ปฏิกิริยาแสงเป็นปฏิกิริยาที่เปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีโดยแสงออกซิไดส์โมเลกุลสารสีที่ไทลา คอยด์ของคลอโรพลาสต์ทำให้เกิดการถ่ายทอดอิเล็กตรอน ได้ผลิตภัณฑ์เป็น ATP และ NADPH+ H + ในสโตรมา ของคลอโรพลาสต์
227 สารสี (pigments) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พืชสังเคราะห์ขึ้น เพื่อใช้ในกระบวนการทางสรีรวิทยา โดย กระบวนการที่เกิดขึ้นในใบพืช คือ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงต้องอาศัย สารสี2 ชนิดหลัก ๆ ได้แก่ คลอโรฟิลล์ แคโรทีนอยด์ คลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุหรือสารสี (pigment) ที่มีสีเขียวอยู่ในคลอโรพลาสต์ (chloroplast) มี ความสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช เพื่อสร้างเป็นน้ำตาลกลูโคส ซึ่งเป็นสารอาหารที่ให้พลังงานใน เซลล์ของพืช คลอโรฟิลล์ที่พบในพืชมี 2 ชนิด คือ คลอโรฟิลล์ เอ (chlorophyll A) และ คลอโรฟิลล์ บี (chlorophyll B) ในอัตราส่วน 3:1 คลอโรฟิลล์ทั้งสองชนิดมีโครงสร้างเหมือนกัน แตกต่างกันที่หมู่ในบางตำแหน่ง ของโครงสร้างโมเลกุล คลอโรฟิลล์ไม่คงตัวต่อความร้อน เมื่อได้รับความร้อนจะเปลี่ยนเป็นฟีโอไฟติน (pheophytin) ทำให้สีเขียวเปลี่ยนเป็นสีเขียวน้ำตาล แคโรทีนอยด์เป็นรงควัตถุ (pigment) สีเหลือง ส้ม แดง และส้ม - แดง พบทั่วไปในพืช และสิ่งมีชีวิตที่ สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ ทำงานร่วมกับคลอโรฟิลล์(chlorophyll) ซึ่งเป็นรงควัตถุที่มีสีเขียว ทำหน้าที่ ดูด ซับพลังงานจากแสงอาทิตย์ เพื่อการสังเคราะห์แสงและช่วยการเจริญเติบโตของพืช และป้องกันอันตรายจากแสง (photoprotective agents) ในอุตสาหกรรมอาหาร ใช้เป็นสีผสมอาหาร (food color) จากธรรมชาติ เป็นกลุ่ม สารที่มีมีประโยชน์ต่อสุขภาพร่างกาย ช่วยต้านอนุมูลอิสระ (antioxidant) แคโรทีนอยด์ จำแนกได้เป็น 2 กลุ่ม ย่อย คือ แคโรทีน (Carotene) เป็นรงควัตถุที่มีสีส้ม หรือส้ม - แดง และ แซนโทฟิวส์ (xanthophyll) มีสีเหลือง หรือส้ม - เหลือง 6. กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1. ครูกระตุ้นความสนใจของนักเรียนโดยใช้ชุดคำถาม ดังนี้ - นักเรียนรู้หรือไม่ว่าพืชสารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้อย่างไร แนวคำตอบ : ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ 2. ครูแบ่งนักเรียนเป็นกลุ่ม ๆ ละ 5 - 6 คน และตัวแทนกลุ่มออกมารับคู่มือปฏิบัติการ หรือสามารถใช้ หนังสือเรียนแทนได้ (ถ้ามี) จากนั้นแต่กลุ่มร่วมกันศึกษาขั้นตอนการปฏิบัติอย่างละเอียด นักเรียนสามารถซักถาม ข้อสงสัยก่อนเริ่มทำปฏิบัติการ ครูสามารถแจ้งข้อควรระวัง หรือข้อห้ามในการปฏิบัติได้ 3. ตัวแทนกลุ่มออกมารับอุปกรณ์หน้าชั้นเรียน ตรวจสอบอุปกรณ์ว่าถูกต้อง ครบถ้วนหรือไม่ ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1. แต่กลุ่มเริ่มลงมือทำปฏิบัติการ ซึ่งมีขั้นตอน ดังนี้
228 วัสดุ และอุปกรณ์ วัสดุ และอุปกรณ์ 1. เอทานอล 95 % 2. ใบไม้กลุ่มละ 3 ชนิด (ไม่ให้ซ้ำกัน) 3. โกร่งบดยา 4. บีกเกอร์ขนาด 100 cm3 5. กระดาษกรอง 6. กล่องกระดาษทิชชู จํานวน 1 กล่อง 7. ไม้บรรทัด 8. แผ่นซีดีที่ไม่ใช้แล้ว จํานวน 1 แผ่น 8. บีกเกอร์บรรจุสารสีที่สกัดได้จากใบไม้ ด้วย 9. โคมไฟ เอทิลแอลกอฮอล์ 95% 10. มีดตัดกระดาษ 11. ดินสอ 12. กรรไกร 13. กระดาษเทปกาว วิธีการสกัดสารละลายสารสีจากพืช 1. นําใบไม้ในสวนพฤกษศาสตร์โรงเรียน 1 ชนิด ล้างน้ำให้สะอาด ตัดเป็นชิ้นเล็ก ๆ 2. ชั่งน้ำหนักใบไม้ที่ตัดไว้แล้วประมาณ 20 กรัม นําไปโขลกให้ ละเอียดในโกร่งบดยาแล้วนําไปใส่ในขวดรูปชมพู่ 3. เติมเอทานอล 95% ลงไป 50 cm3 ปิดฝาแล้วทิ้งไว้ประมาณ 15 นาที เขย่าขวดเป็นครั้งคราว 4. กรองสารละลายที่สกัดได้ด้วยกระดาษกรองใส่ในบีกเกอร์เก็บไว้ ทดลองในขั้นตอนต่อไป วิธีการศึกษาความสามารถในการดูดกลืนแสง 1. นํากล่องกระดาษทิชชู ตัดเป็นช่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดกว้าง 0.5 เซนติเมตร ยาว 4 เซนติเมตรทางด้านบนของกล่องกระดาษทิชชู ดัง ภาพ 2. ตัดแผ่นซีดีที่ไม่ใช้แล้วออก 3/4 ของแผ่นซีดี และนําไปวางใน กล่องกระดาษทิชชู่ทำมุมเอียงประมาณ 45 องศา กับแนวระนาบ ของกล่องกระดาษทิชชู ดังภาพ
229 3. ตัดกล่องกระดาษทิชชูทางด้านหน้าเป็นช่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด กว้าง 0.5 เซนติเมตร ขนาดยาว 2 เซนติเมตร ดังภาพ 4. เมื่อมองผ่านช่องสี่เหลี่ยมด้านหน้าจะเห็นแถบสเปกตรัมบนแผ่น ซีดี ถ้ายังไม่เห็นแถบสเปกตรัมให้ลองปรับมุมการวางแผ่นซีดีจนเห็น แถบสเปกตรัมบนแผ่นซีดี 5. วางขวดแก้วหรือบีกเกอร์ที่บรรจุสารสีบรรจุสารสีที่สกัดได้จาก ใบไม้บนช่องสี่เหลี่ยมด้านบนของกล่องกระดาษทิชชูและให้แสงจาก โคมไฟส่องผ่านสารสี แล้วสังเกตการเปลี่ยนแปลงของแถบ สเปกตรัมบนแผ่นซีดี 6. เปลี่ยนชนิดของใบไม้เป็นชนิดอื่น ๆ แล้วสังเกตแถบสเปกตรัมที่ เกิดขึ้นหลังจากวางบีกเกอร์บรรจุสารสีบนช่องสี่เหลี่ยมด้านบนของ กล่องกระดาษทิชชู่ 2. หลังจากจบการทำปฏิบัติการแล้วให้นักเรียนบันทึกผลการทดลอง และเก็บ ล้างทำความสะอาดอุปกรณ์ การทดลองให้เรียบร้อย จากนั้น อภิปราย และสรุปผลการปฏิบัติการลงในแบบบันทึกผล ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป 1. ครูและนักเรียนร่วมกันสรุปสารสีของพืช และความสามารถในการดูดกลืนแสง ดังนี้พืชหรือสิ่งมีชีวิตที่ มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง จะต้องมีสารที่มีความสามารถในการดูดกลืนพลังงานแสง แล้วนำพลังงานนั้นไป ใช้ในการสร้างพันธะเคมี (chemical bond) ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ ซึ่งโมเลกุลที่มีความสามารถในการดูดกลืน แสงที่มีอยู่ในพืชและสิ่งมีชีวิตนี้คือ รงควัตถุ (pigment) รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
230 (photosynthetic pigment) สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ ตามลักษณะของโครงสร้างของโมเลกุล ได้แก่ 1. Chlorophyll เป็นรงควัตถุที่พบทั่วไปในพืชและสิ่งมีชีวิตทีมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โครงสร้างประกอบไปด้วยส่วนที่เป็น porphyrin-like structure ซึ่งมี Mg2+ อยู่ส่วนกลางของโครงสร้าง และส่วน ที่เป็นสายยาวของไฮโดรคาร์บอน ซึ่งเป็นส่วนที่เป็น hydrophobic region ซึ่งฝังตัวอยู่บน photosynthetic membrane ในคลอโรพลาสต์ ซึ่งมีอยู่ 4 ชนิด ได้แก่ คลอโรฟิลด์เอ บี ซี และ ดี ซึ่งคลอโรฟิลด์เอมีการดูดกลืนแสง อยู่ในช่วง 450-680 nm. ส่วนคลอโรฟิลด์บีมีการดูดกลืนแสงอยู่ในช่วง 460-647 nm. 2. Phycobilins เป็นรงควัตถุที่เป็น accessory light-harvesting pigments ที่พบใน cyanobacteria และสาหร่ายสีแดง มีโครงสร้างเป็น open-chain tetrapyrroles phycobilins ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปมี 3 ชนิด คือ phycoerythrin (หรือ phycoerythrobilin) phycocyanin (หรือ phycocyanobilin) และ allophycocyanin (allophycocyanobilin) ซึ่งทั้งสามชนิดนี้จะไม่พบในพืชชั้นสูง แต่พบเฉพาะใน cyanobacteria และสาหร่ายสีแดงเท่านั้น 3. Carotenoids กลุ่มรงควัตถุที่มีสีเหลือง-ส้ม พบทั่วไปในพืชและสิ่งมีชีวิตที่สามารถสังเคราะห์ ด้วยแสงได้ มีหน้าที่ในการช่วยรับพลังงานแสง accessory light-harvesting pigment เพื่อการสังเคราะห์ด้วย แสง และทำหน้าที่ในการป้องกันอันตรายจากแสง (photoprotective agents) เป็นกลุ่มรงควัตถุที่มีสีเหลือง-ส้ม พบทั่วไปในพืชและสิ่งมีชีวิตที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ มีหน้าที่ในการช่วยรับพลังงานแสง accessory lightharvesting pigment เพื่อการสังเคราะห์ด้วยแสง และทำหน้าที่ในการป้องกันอันตรายจากแสง (photoprotective agents) โครงสร้างหลักของรงควัตถุกลุ่มนี้คือ การเป็นสายไฮโดรคาร์บอน ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน 40 อะตอม ซึ่ง สามารถจำแนกได้เป็น 2 กลุ่มย่อยคือ carotenes และ xanthophylls Carotenes เป็นรงควัตถุที่มีสีส้ม หรือส้ม - แดง เป็นสายยาวของไฮโดรคาร์บอน ส่วน xanthophyll มีสี เหลือง หรือส้ม - เหลือง ซึ่งนอกจากจะประกอบด้วยสายยาวของไฮโดรคาร์บอน แล้ว ยังมี O เป็นองค์ประกอบอีก ด้วย ซึ่ง xanthophylls มีหลายชนิดขึ้นอยู่กับระดับ oxidation ของโมเลกุล 2. ครูให้นักเรียนแก้ไขเพิ่มเติม ตรวจความถูกต้องของแบบบันทึกการศึกษาที่กลุ่มของตนเองทำเสร็จ เรียบร้อยแล้ว จากนั้นให้แต่ละกลุ่มออกมานำเสนอผลการศึกษาการสกัดสารสีจากใบพืช และทดสอความสามารถ ในการดูดกลืนแสง โดยกำหนดให้แต่ละกลุ่มใช้เวลาไม่เกิน 3 นาที
231 3. หลังจากนำเสนอจบครูทบทวน หรือเพิ่มเติมในเนื้อหา สาระสำคัญที่นักเรียนไม่ได้ลงรายละเอียด หรือ นำเสนอข้อมูลคลาดเคลื่อน ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1. ครูเสนอการสารสีที่สามารถพบได้ในสิ่งมีชีวิต ดังนี้ ขั้นที่ 5 ขั้นประเมิน 1. ครูประเมินจากแบบบันทึกการทดลองของนักเรียน 2. ครูประเมินจากการนำเสนอผลการทดลองและการตอบคำถาม 7. สื่อ/อุปกรณ์ แหล่งการเรียนรู้ 7.1 สื่อ/อุปกรณ์ 7.1.1 Power point ประกอบการสอน ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง 7.1.2 เอกสารประกอบการสอน เรื่อง ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง 7.2 แหล่งการเรียนรู้ 7.2.1 หนังสือเรียนชีววิทยาเพิ่มเติม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 เล่ม 3 7.2.2 อินเทอร์เน็ต
232 8. การวัดและการประเมินผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัดผล การเรียนรู้ เครื่องมือวัดผล การเรียนรู้ เกณฑ์การวัด ประเมินผล ด้านความรู้ (K : Knowledge) - นักเรียนสามารถอธิบายความสำคัญของแสง สารสี และความสามารถในการดูดกลืนแสงของสารสีใน กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ - การถามตอบ - ตรวจแบบ บันทึกการ ทดลอง - แบบสังเกต การตอบคำถาม - แบบประเมิน บันทึกการ ทดลอง ผ่านเกณฑ์การ ประเมินไม่ น้อยกว่า ร้อยละ 70 ด้านทักษะกระบวนการ (P : Process) - นักเรียนสามารถสกัดสารสีจากใบพืชและทดสอบ ความสามารถในการดูดกลืนแสงได้ - ตรวจแบบ บันทึกการ ทดลอง - แบบประเมิน บันทึกการ ทดลอง ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A : Attribute) - นักเรียนมีวินัย ใฝ่เรียนรู้และมีความรับผิดชอบต่องาน ที่ได้รับมอบหมาย - สังเกต พฤติกรรม ในขณะทำ กิจกรรมในชั้น เรียน - แบบสังเกต พฤติกรรม รายบุคคล
233
234
235
236 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 22 รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 บทที่ 11 การสังเคราะห์ด้วยแสง เวลาทั้งหมด 14 ชั่วโมง เรื่อง โฟโตเรสไฟเรชัน เวลา 1 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 ผู้สอน นางสาวมณฑิดา ฝั่งซ้าย 1. มาตรฐานการเรียนรู้ สาระชีววิทยา : เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียงของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต และการตอบสนองของพืช รวมทั้งนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ อธิบายขั้นตอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 3. สาระสำคัญ โฟโตเรสไพเรชัน หมายถึง กระบวนการตรึง 2 ในคลอโนพลาสต์เมื่อได้รับแสง กระบวนการนี้จะเกิดขึ้น ในสภาพที่ใบพืชรับแสงมากแต่มีปริมาณ 2 น้อย ทำให้ RuBP ตรึง 2 ไดมากขึ้น ตามปกติพืชมีกระบวนการ ตรึง CO2 (กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง) O2 (โฟโตเรสไพเรชัน ) เกิดข้ึนพร้อมกนั อยู่แล้ว โดยมีสัดส่วน ระหว่างการตรึง 2: การตรึง 2 = 3 : 1 สัดส่วนนี้อาจ เปลี่ยนแปลงได้ตามความเข้มข้นของ 2 และ 2 ในเซลล์ 4.จุดประสงค์การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ (K) - นักเรียนสามารถอธิบายการหายใจเชิงแสงหรือโฟโตเรสไพเรชันได้ 4.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - วิเคราะห์ความแตกต่างของผลิตภัณฑ์ที่ออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ ที่จับกับรูบิสโก 4.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - นักเรียนมีความใฝ่เรียนรู้และรับผิดชอบต่อหน้าที่ที่ได้รับมอบหมาย
237 5. สาระการเรียนรู้ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงมี 2 ขั้นตอน คือ ปฏิกิริยาแสง และการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยา แสงเป็นปฏิกิริยาที่เปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีโดยแสงออกซิไดส์โมเลกุลสารสีที่ไทลาคอยด์ของคลอโรพ ลาสต์ทำให้เกิดการถ่ายทอดอิเล็กตรอนได้ผลิตภัณฑ์เป็น ATP และ NADPH+ H+ ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์เกิดในสโตรมา โดยใช้ RuBP และเอนไซม์รูบิสโก ได้สารที่ประกอบด้วย คาร์บอน 3 อะตอม คือ PGA โดยใช้ ATP และ NADPH ที่ได้จากปฏิกิริยาแสงไปรีดิวซ์ สารประกอบคาร์บอน 3 อะตอม ได้ เป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 3 อะตอม คือ PGAL ซึ่งส่วนหนึ่งจะถูกนำไปสร้าง RuBP กลับคืนเป็นวัฏจักรโดยพืช 3 จะมีการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยวัฏจักรคัลวินเพียงอย่างเดียว 6. กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบสืบเสาะหาความรู้ (5E) ขั้นที่ 1 ขั้นสร้างความสนใจ 1) ครูทบทวนความรู้เกี่ยวกับเอนไซม์รูบิสโก ว่าเป็นเอนไซม์ที่สามารถจับกับออกซิเจนและแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ได้ ดังนั้นออกซิเจนในบรรยากาศจึงสามารถแย่งจับกับเอนไซม์รูบิสโกได้ จากนั้นครูตั้งคำถาม เพื่อระดมความคิดของนักเรียนต่อว่า “หากออกซิเจนจับกับเอนไซม์รูบิสโก จะเป็นอย่างไร” ขั้นที่ 2 ขั้นสำรวจและค้นหา 1) ให้นักเรียนสืบค้นกระบวรการเกิดโฟโตเรชัน แล้วสรุปลงในสมุดบันทึกของตนเอง 2) นักเรียนจับคู่กับเพื่อนแลกเปลี่ยนข้อมูลที่ได้จากการสืบค้นแล้วทำผังสรุป เรื่องโฟโตเรสไพเรชัน พร้อม นำเสนอในรูปแบบที่สวยงาม ขั้นที่ 3 ขั้นอธิบายความรู้ 1) ครูสุ่มตัวแทนออกมา 4 – 5 คู่ ออกมานำเสนอผังสรุป 2) ครูเพิ่มเติมข้อมูลที่นักเรียนออกมานำเสนอ 3) ครูนำภาพมาให้นักเรียนเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากการจับแก๊สออกซิเจน และแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ โดยมีแนวโน้มภาพตัวอย่าง ดังนี้
238 ภาพที่ 1 : ความแตกต่างผลิตภัณฑ์ RuBisco จับกับ 2 และ 2 ที่มา : https://shorturl.asia/dKpi4 ค้นข้อมูลวันที่ 7 พ.ค.66 4) ครูถามคำถามแล้วให้นักเรียนยกมือตอบคำถามต่อไปนี้ - เมื่อออกซิเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ จับ RuBP จะให้ PGA กี่โมเลกุลตามลำดับ แนวคำตอบ : 1 และ 2 - นักเรียนคิดว่าโฟโตเรสไพเรชัน มีประโยชน์กับพืชอย่างไร แนวคำตอบ : มีความสำคัญต่อพืชคือ ในสภาพที่พืชได้รับแสงมากแต่มีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์น้อย เช่น กรณีรูปากใบปิด โฟโตเรสไพเรชัน จะช่วยลดสารพลังงานสูงที่สร้างได้มากเกินความต้องการจากปฏิกิริยาแสง ลง - สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการโฟโตเรสเรชัน จะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ โดยผ่านออร์ แกเนลล์ใดบ้าง แนวคำตอบ : เพอร็อกซิโซม ไมโทคอนเดรีย ขั้นที่ 4 ขั้นขยายความรู้ 1) นักเรียนตรวจสอบความรู้ ความเข้าใจในบทเรียนโดยให้นักเรียนตอบคำถามลงในสมุด 2) ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายคำตอบ โดยมีแนวตอบของแต่ละข้อ ต่อไปนี้ - โฟโตเรสไพเรชัน คืออะไร แนวคำตอบ : กระบวนการที่ออกซิเจนจับกับเอนไซม์รูบิสโก - กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแตกต่างกับโฟโตเรสไพเรชันอย่างไร แนวคำตอบ : แตกต่างกันที่เอนไซม์รูบิสโก
239 - สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นจะถูกลำเลียงผ่านไปยังออแกเนลล์ใดบ้าง แนวคำตอบ : เพอร็อกซิโซม - โฟโตเรสไพเรชัน เป็นประโยชน์กับพืชอย่างไร แนวคำตอบ : ช่วยลดอันตรายจากสารพลังงานสูงเหลือใช้จากปฏิกิริยาแสง ขั้นที่ 5 ขั้นประเมิน 1) ครูประเมินผังสรุป เรื่องโฟโตเรสไพเรชัน 2) ครูประเมินจากการตอบคำถามของนักเรียนในชั้นเรียน 3) ครูประเมินการนำเสนอผลการศึกษาหน้าชั้นเรียน 7. สื่อ/อุปกรณ์ แหล่งการเรียนรู้ 7.1 สื่อ/อุปกรณ์ 7.1.1 ผังสรุป เรื่องโฟโตเรสไพเรชัน 7.2 แหล่งการเรียนรู้ 7.2.1 หนังสือเรียนชีววิทยา ม.5 เล่ม 3 7.2.2 อินเทอร์เน็ต
240 8. การวัดและการประเมินผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีการวัดผล การเรียนรู้ เครื่องมือวัดผล การเรียนรู้ เกณฑ์การวัด ประเมินผล ด้านความรู้ (K : Knowledge) - นักเรียนสามารถอธิบายการหายใจเชิงแสงหรือโฟโต เรสไพเรชันได้ - ตรวจสอบ ชิ้นงาน - การตอบ คำถามใน ห้องเรียน - ผังสรุป เรื่องโฟโตเรส ไพเรชัน ผ่านเกณฑ์การ ประเมินไม่ น้อยกว่า ร้อยละ 70 ด้านทักษะกระบวนการ (P : Process) - วิเคราะห์ความแตกต่างของผลิตภัณฑ์ที่ออกซิเจน และ คาร์บอนไดออกไซด์ จับกับรูบิสโก - การตอบ คำถามใน ห้องเรียน - แบบสังเกต พฤติกรรม รายบุคคลด้าน คุณลักษณะ อันพึงประสงค์ ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A : Attribute) - นักเรียนมีความใฝ่เรียนรู้และรับผิดชอบต่อหน้าที่ที่ ได้รับมอบหมาย - การสังเกต พฤติกรรม - แบบสังเกต พฤติกรรม รายบุคคลด้าน คุณลักษณะ อันพึงประสงค์
241
242
243
244 แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 23 รายวิชาเพิ่มเติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 บทที่ 11 การสังเคราะห์ด้วยแสง เวลาทั้งหมด 14 ชั่วโมง เรื่อง การเพิ่มความเข้มข้นของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เวลา 2 ชั่วโมง ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2566 ผู้สอน นางสาวมณฑิดา ฝั่งซ้าย 1. มาตรฐานการเรียนรู้ สาระชีววิทยา : เข้าใจส่วนประกอบของพืช การแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำของพืช การลำเลียงของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต และการตอบสนองของพืช รวมทั้งนำความรู้ ไปใช้ประโยชน์ 2. ผลการเรียนรู้ เปรียบเทียบกลไกการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในพืช 3พืช 4 และ พืช CAM 3. สาระสำคัญ พืชแต่ละชนิดมีประสิทธิภาพในการตรึง 2 ไม่เท่ากัน พืชที่มีการตรึง 2 ในวัฏจักรคัลวิน แล้วได้ สารประกอบคาร์บอนที่เสถียรชนิดแรกเป็นสารที่มีคาร์บอน 3 อะตอมเรียกว่าพืช 3 ต่อมามีการศึกษา พบว่าพืช บางชนิดสามารถสร้างสารประกอบคาร์บอนที่เสถียรชนิดแรกเป็นสารที่มีคาร์บอน 4 อะตอม ด้วยกลไกลที่ นอกเหนือไปจากวัฏจักรคัลวิน เรียกพืชกลุ่มนี้ว่า 4 4.จุดประสงค์การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ (K) - นักเรียนสามารถอธิบายโครงสร้างของใบพืช 3 และ 4 ได้ 4.2 ด้านทักษะ/กระบวนการ (P) - เปรียบเทียบกลไกลการตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ของพืช 3 4 และ CAM ได้ 4.3 ด้านคุณลักษณะอันพึงประสงค์ (A) - นักเรียนมีความใฝ่เรียนรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน