การสังเคราะห์ด้วยแสงของ

การสังเคราะห์ ด้ว ด้ ยแสงของพืช พื การสังเคราะห์ ด้ว ด้ ยแสงของพืช พื จัจัด จัจั ทำทำทำทำโดย นางสาวกนกพร พรมสุวรรณ์ นางสาวสุเมธินี เดชทองจันทร์ นางสาวอรุโณทัย สายวงษ์ นายกฤษฎา ทองมณี นางสาวปิยะธิดา ขวัญทอง นายวิษณุ เต๊ะสัน ม.5/1 เลขที่ 7 ม.5/1 เลขที่ 11 ม.5/1 เลขที่ 12 ม.5/1 เลขที่ 26 ม.5/1 เลขที่ 27 ม.5/1 เลขที่ 35 เสนอ คุณครูนันท์นลิน เพชรรักษ์ โรงเรียนเทศบาล ๑ (เอ็งเสียงสามัคคี) อำ าเภอหาดใหญ่ จังหวัดสงขลา

เพิ่มเติม เมื่อแบ่งวิธีได้อาหารของสิ่งมีชีวิต จะแบ่งสิ่งมีชีวิตได้เป็น 2 พวก คือ 1. Heterotrophs : กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง จำ เป็นต้องได้อาหารจากพวก 2.Autotropes - Autotrophs : กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารขึ้นเองได้จากอนินทรียสาร แบ่งเป็น 2 วิธี คือ • Photosynthetic autotrophhs : ใช้วิธีการสังเคราะห์และนำ มาสร้างอาหาร เช่น พืชสีเขียว แบคทีเรียบางชนิด • Chemosynthetic autotrophs : ใช้วิธีการสังเคราะห์ทางเคมี นำ มาสร้างอาหาร เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้อยู่ใน สภาพแวดล้อมแบบสุดขีด บริเวณภูเขาไฟ หรือใต้ทะเลลึกมาก เช่น อาร์เคียแบคทีเรีย (Archieaniacteria) การสังเคราะห์ ด้ว ด้ ยแสงของพืช พื การสังเคราะห์ ด้ว ด้ ยแสงของพืช พื เป็นกระบวนการสร้างอาหารเองได้ของสิ่งมีชีวิตโดยใช้แสงเป็นตัวกระตุ้น ใช้รงควัตถุ (Oligipient) ทำ หน้าที่เปลี่ยน พลังงาน แสงให้เป็นพลังงานเคมี ในรูปสารอาหารพวกคาร์โบไฮเดรต พบในสิ่งมีชีวิตพวกออโตไทรป (Autotrophy) คือ พืช สาหร่าย ยูกลีนา และ แบคทีเรียบางชนิด โดยมี • สมการรวมปฏิกิริยาในสิ่งมีชีวิตทั่วไป : 6C02 + 6H20 → C6H1206 + 602 • สมการรวมปฏิกิริยาในสิ่งมีชีวิต Sulfur Bacteria : 6C02 + 6H2S → Colt20 + 6S (ไม่ใช้ H2O ไม่ให้ O2)

Prokaryote : สังเคราะห์แสงที่เยื่อ photosynthetic lamella ที่อยู่ภายในไซโทพลาสซึม Eikiyote : สังเคราะห์แสงโดยใช้รงควัตถุที่อยู่ภายในคลอโรพลาสต์ มีสารตั้งต้นที่สำ คัญ 2 อย่าง คือ CO และ H2O เช่น การสังเคราะห์แสงของพืช จะเริ่มจากก๊าซ CO เข้าสู่เนื้อเยื่อชั้นมีไซทิสต์ (Mesacphyll) ผ่านทางช่องปากใบ (Stomata) และรากพืชจะดูดซับน้ำ ผ่านมาตามเนื้อเยื่อวาสคิวลาร์ (Vascular) จาก ลำ ต้นมายังในพืชผ่านเส้นเวน (Vein) ไปยังชั้นมีโซฟีลด์ เมื่อ CO2 และ H2O เคลื่อนมาถึงเซลล์มีโซฟิลด์ใน คลอโรพลาสต์ คลอโรฟิลล์และรงควัตถุอื่นๆ ซึ่งเป็นองค์ประกอบของคลอโรพลาสต์ อยู่บนเยื่อหุ้ม ไทลาคอยด์ จะดูดซับพลังงานแสงและเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมี และส่วนของสโตรมา (Stroma) จะเปลี่ยน CO2 ให้กลายเป็นคาร์โบไฮเดรตได้โดยจะใช้พลังงานเคมีบนเยื่อหุ้มของไทลาคอยด์ เรียกว่า เกิดการสังเคราะห์แสง สิ่งมีชีวิตที่ สังเคราะห์แสงเองได้

1.แสงขาว หรือ แสงที่มองเห็นได้ (Visible light) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่ง จากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหลายชนิด ดังภาพ มีช่วงความยาวคลื่นที่380 - 750 นาโนเมตร หากนำ แสงขาวไปผ่านปริซึมจะเห็น spectrum ของแสงขาว แยกเป็น และสีต่างๆ คือ ม่วง คราม น้ำ เงิน เขียว เหลือง ส้ม แดง ตามลำ ดับความยาวคลื่นแสงจากน้อยไปมาก โดยแสงที่มีผล ต่อการสังเคราะห์และมากที่สุด คือ แสงสีแดงและแสงสีน้ำ เงิน ส่วนแสงสีที่มีผลต่อการสังเคราะห์แสงน้อยที่สุด คือ แสงสีเขียว สาเหตุ เนื่องจากรงควัตถุสามารถดูดกลืนแสงที่ช่วงความยาวคลื่นบางช่วง และปล่อยแสงสีที่เราเห็น ออกมา (รงควัตถุที่ใช้สังเคราะห์แสงส่วนใหญ่มีสีเขียว แสดงว่าไม่ดูดกลืนแสงสีเขียว ทำ ให้ “แสงสีเขียว”มีผลต่อการสังเคราะห์แสงน้อยที่สุดนั่นเอง) กระบวนการเริ่มจากแสงไปกระตุ้นให้อิเล็กตรอน ที่ระดับพลังงานปกติ (ground state) ดูดซับพลังงานและไปอยู่ระดับพลังงาน ที่สูงขึ้น (excited state) จากนั้นจะเกิดเหตุการณ์ได้ 2 กรณี - อิเล็กตรอนที่พลังงานสูงจะกลับมาที่พลังงานปกติ และคายพลังงานออกมา ในรูปความร้อน หรือพลังงานเคมี -อิเล็กตรอน พลังงานสูงจะหลุดออกจากอะตอมไปยังตัวเล็กตรอน(electron acceptor) ปัจจัยที่ทำ ให้เกิดการ สังเคราะห์แสง

2.รงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง (Photosynthetic Pigment) คือสารมีสีที่สามารถดูดกลืนแสงที่มีช่วง ความยาวคลื่นแตกต่างกันไปแล้วแต่ชนิด โดยสามารถดึงพลังงานแสง แล้วเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานเคมีได้ 1.ประเภทของรงควัตถุ แบ่งจากความสามารถในการดูดกลืนพลังงานแสง เป็น2ประเภทใหญ่ ดังนี้ (1)คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) : พบทั่วไปในพืชและสิ่งมีชีวิตที่มีกระบวนการสังเคราะห์แสง มีหลายชนิด ซึ่งรับ ช่วงแสงได้แตกต่างกันเล็กน้อย แต่โดยรวมคือ จะรับช่วงคลื่นแสงสีน้ำ เงินและแดง ไม่รับแสงสีเขียว •Chlorophyll a : รงควัตถุหลักในการสังเคราะห์แสง สีเขียวเข้มหรือเขียวแกมน้ำ เงิน พบในพืชชั้นสูงทุกชนิด ที่สังเคราะห์แสงได้ ในยูกลีนา และแบคทีเรียบางชนิด ข้อควรจำ :ในแบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้จะพบBacteriochlorophyllแทนคลอโรฟิลล์ a •Chlorophyll b : มีสีเขียวแกมเหลือง พบในพืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่ายสีเขียว (green algae) •Chlorophyll c : พบในสาหร่ายสีน้ำ ตาล (brown algae), สาหร่ายสีทอง (golden algae), ไม่พบในพืชชั้นสูง •Chlorophyll d : พบในสาหร่ายสีแดง (red algae) ไม่พบในพืชชั้นสูง (2) Accessory Pigment : เป็นรงควัตถุชนิดที่เป็นตัวช่วยในการดูดกลืนแสง •แคโรทีนอยด์ (Carotenoid) พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่สังเคราะห์แสงได้ โดยแคโรทีนเป็นสารต้านอนุมอิสระ ชนิดหนึ่ง สามารถป้องกันอันตรายที่เกิดจากแสงได้อีกด้วย แบ่งเป็น 2 ชนิด -แคโรทีน (Carotene) สะท้อนแสงสีส้มแดง พบในพืชผักผลไม้สีส้มแดง เช่น แครอท มะละกอสุก -แซนโทฟิล (Xantophyll) สะท้อนแสงสีส้มเหลือง พบในพืชผักผลไม้สีส้มเหลือง เช่น ข้าวโพด

•ไฟโคบินลิน (Phycobilin/Bilin) : เป็นรงควัตถุที่ไม่พบในพืชชั้นสูง แบ่งเป็น 2 ชนิด -ไฟโคไซยานิน (Phycocyanin) : พบในสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำ เงิน cyanobacteria -ไฟโคอิริทริน (Phycoerythrin) : พบในสาหร่ายสีแดง 2.ตารางแสดงวัตถุสังเคราะห์แสงที่พบในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด 3. การดูดกลืนคลื่นแสงของรงควัตถุ ในสิ่งมีชีวิตที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ จะมีรงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์ แสง (Protosynthetic pigment) อยู่ด้วยกันหลายชนิด เนื่องจากจะช่วยเสริมความสามารถในการจับพลังงานแสง ให้ได้ในทุกๆช่วงความยาวคลื่น เพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสง

3) น้ำ (HO) มีหน้าที่เป็นตัวให้ e- กับสารอื่นในระบบแสง นอกจากนี้ยังช่วยกระตุ้นการทำ งานของเอนไซม์ รวมไปถึง ปริมาณน้ำ ในใบ มีผลต่อการควบคุมการเปิดปิดของปากไป ซึ่งมีผลต่อปริมาณก๊าซ CO2 ด้วย เช่น หากพืชขาดน้ำ จะ ปิดปากใบเพื่อเก็บน้ำ ไว้ใช้ ทำ ให้ยับยั้งการแพร่ของก๊าซ CO2 เข้าสู่ใบ อัตราการสังเคราะห์แสง เกิดได้น้อยลง เป็นต้น 4. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์(CO2) เป็นตัวรับอิเล็กตรอนในระบบแสง เป็นสารตั้งต้นที่สำ คัญในกระบวนการสังเคราะ 5.เอนไซม์ : แตกต่างกันในพืชแต่ละชนิด ในพืช C3 : Ribulose-1.5-bisphosphate carboxylase oxygenase (Rubisco ในพืช C. : Phosphoenol pyruvate กระบวนการสังเคราะห์แสงประกอบด้วยปฏิกิริยารวม 2 ขั้นตอนหลัก ดังต่อไปนี้ 1.ปฏิกิริยาใช้แสง (Light dependent reaction) เกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มของไทลาคอยด์ •คลอโรฟิลล์ช่วยดูดซับพลังงานแสงและให้พลังงานแก่อิเล็กตรอน •ATP ถูกสร้างจาก ADP+P จากกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน •NADP เป็นตัวช่วยของเอนไซม์ในการรับอิเล็กตรอนและทําให้เกิดเป็น NADPH 2.ปฏิกิริยาตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 fixation reaction) ด้วยวัฏจักรคัลวิน (Calvin cycle) เกิดในสโตรมา •ก๊าซ CO2 ถูกแยกออกจากโมเลกุลอื่นๆ ในวัฏจักรคัลวิน •ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาใช้แสง จะ Reduce ก๊าซ CO2 ให้เป็นคาร์โบไฮเดรต ภาพรวมกระบวนการ สังเคราะห์แสง

1.บริเวณที่เกิดปฏิกิริยา : เกิดขึ้นบริเวณไทลาคอยด์โดยรงควัตถุจะรับพลังงานแสงแล้วนำ มาใช้ในการสร้าง ATPและNADPH(สารพลังงานสูง)เพื่อจะนำ พลังงานจากโมเลกุลเหล่านี้ไปใช้ในการสร้างสารอินทรีย์ใน กระบวนการคาร์บอนไดออกไซด์ต่อไปรงควัตถุชนิดต่างๆที่อยู่บนไทลาคอยด์จะอยู่รวมกันเป็นกลุ่มโดยเกาะตัวอยู่ กับโปรตีนหลายชนิดกลุ่มของโปรตีนบนโทลาคอยด์ที่มีรงควัตถุประกอบอยู่ด้วยเรียกว่าระบบแสง (photosystem) 2.ระบบแสง (Photosystem) : ประกอบด้วยกลุ่มของรงควัตถุ ได้แก่ Anterinna complex Reaction centur Primary electron acceptor nu Antennna complex inasan Chlorophyll + Accessory pigment (รงควัตถุประกอบ) ทำ หน้าที่ส่งต่อพลังงานกันไปเป็นทอดๆ ไปยังศูนย์กลางปฏิกริยา (Reaction center) เกิดการถ่ายโอนe- ทำ ให้พลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีที่ศูนย์กลางปฏิกิริยา โดยระบบแสงแบ่งตาม ความแตกต่างของคุณสมบัติ Reaction center หรือ ตามความยาวคลื่นของพลังงานแสงที่ใช้กระตุ้น แบ่งเป็น 2 ระบบ •Photosystem I (PSI) : ประกอบด้วยรงควัตถุที่มี Chlorophyll a ชนิดดูดกลืน ความยาวคลื่นแสงที่ 700 nm ได้ดี เป็น Reaction center เรียกได้ว่า P700 (สามารถรับพลังงานในช่วงคลื่นที่มี ความยาวคลื่นไม่ต่ำ กว่า 700 nm) •Photosystem II (PS II) : ประกอบด้วย รงควัตถุที่มี Chlorophyll a ชนิดดูดกลืน ความยาวคลื่นแสงที่ 680 mm ได้ดี เป็น Reaction center เรียกได้ว่า P680 (สามารถรับพลังงานในช่วงคลื่นที่มีความยาวคลื่นไม่ต่ำ กว่า 680 nm) เพิ่มเติมความแตกต่างของระบบแสงถึงแม้ว่าchlorophyll a จะเป็นReaction center ขอระบบแสงทั้งสองระบบแต่ในReaction center ไม่ได้เกิดจาก chlorophyll a เพียงอย่างเดียวแต่ ประกอบไปด้วย chlorophyll a ที่ต้องเชื่อมต่อกับโปรตีนต่างชนิดกันทำ ให้ที่ต้องเชื่อมต่อกับโปรตีนต่างชนิดกัน ทำ ให้มีคุณสมบัติในการรับแสงที่มีความยาวคลื่นได้แตกต่างกันเล็กน้อย ปฏิกิริยาให้แสง (Light dependent reaction)

3.แนวทางการถ่ายทอดอิเล็กตรอน แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ คือ 1.การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร (Non-cyclic electron transfer) •เมื่อพืชได้รับพลังงานแสง ปฏิกิริยาจะเริ่มต้นจาก Antenna complex ถ่ายทอดอิเล็กตรอนต่อให้กับ Reaction center ทั้งในระบบ PSI และ PS II โดยจะส่ง อิเล็กตรอน ต่อให้กับตัวรับอิเล็กตรอนซึ่งปฏิกิริยาใน PSI และ PSII จะเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน •PS II เมียถูกกระตุ้นโดยพลังงานแสง และอิเล็กตรอน ได้ถูกถ่ายทอดไปแล้ว จะทำ ให้ PS II มีความสามารถ ในการช่วง ซึ่งอิเล็กตรอน เพิ่มขึ้น (strong oxidant) ส่งผลให้ดึงอิเล็กตรอน มาจากโมเลกุลน้ำ ได้ โดยปฏิกิริยา แยกโมเลกุลน้ำ จากพลังงาน แสง เรียกว่า Photolysis ซึ่งค้นพบโดย Robert Hill จึงเรียกว่า Hill's reaction ดังสมการ (ปฏิกิริยา Photolysis กระตุ้นโดยไอออนของแมงกานีส (Mn2+) และ คลอไรด์ (CI-) •PS II ส่งต่อ e- ไปให้ตัวรับหลายชนิดผ่านระบบถ่ายทอด (Electron Transport System ETS) เช่น พลาสโตควิโนน(Plastoquinone), พลาสโตไซยานิน (Plastocyanin), ไซโตโครมบีหกเอฟ (Cytochrome b6f) ทั้งนี้ Cytochrome ctriplex จะฝังตัวอยู่ใน Thylakoid membrane ด้วยเช่นกัน โดยระบบ ETS นี้ ช่วยให้เกิดการ ถ่ายทอด e- ต่อไปยังตัวรับ e- ต่างๆ ในระบบในที่สุดก็จะส่งทอด e- ถึง PS I ซึ่งบริเวณ PS I ก็จะได้รับ พลังงานแสงมากระตุ้น e- ให้มีพลังงานสูงขึ้นอีกครั้งหนึ่ง และสามารถถ่ายทอด e- ให้กับตัวรับ e- ตัวต่อไปได้ •PS I ไม่สามารถดึง อิเล็กตรอน จากน้ำ ได้เหมือนใน PS II แต่สามารถรับอิเล็กตรอนจาก โมเลกุลอื่นๆ ที่ถ่ายทอดมาจาก PS II •การถ่ายทอดอิเล็กตรอนให้กับตัวรับอิเล็กตรอนอื่นๆในระบบPSIนั้นอิเล็กตรอนจะถูกลำ เลียงไปยัง Ferredtoxin (Fd) ซึ่งจะให้อิเล็กตรอนกับ NADP ซึ่งถือเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย โดยผ่านการเร่งปฏิกิริยา ของเอนไซม์ Ferrepoxin-NADP reductase (FNR) NADPI จะได้รับ 2อิเล็กตรอนและ 1H ทำ ให้ได้ผลิตภัณฑ์ เป็น NADPH เกิดขึ้นใน stroma ของคลอโรพลาสต์

•การถ่ายทอดอิเล็กตรอนในลำ ดับต่างๆ ที่กล่าวมาข้างต้น ทำ ให้เกิดการสะสมโปรตอน (H+) ในลูเมน (Lumen) จึงเกิดความต่างศักย์ระหว่าง Thylakoid lumen และ สโตรมา (Stroma) เนื่องจากความเข้มข้นของโปรตอนใน Lumen สูงกว่าใน Stroma ทำ ให้มีการปลดปล่อย H+จาก Lumen สู่ Stroma เกิดการ Pump H+ขึ้นเพื่อให้เกิดความสมดุล เรียกกระบวนการนี้ว่า Chemiosmotic gradient เกิดเช่นเดียวกับการถ่ายทอดอิเล็กตรอน(ETS)ในการหายใจระดับ เซลล์และความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้านี้เอง จะถูกนำ ไปใช้ในการสร้าง ATP โดยการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ ATP synthase ที่ฝังตัวอยู่ที่ Thylakoid membrane เพิ่มเติม Photophospharylation เป็นการสร้าง ATP จาก การเติมหมู่ฟอสเฟตให้กับ ADP โดยใช้พลังงานแสง ควบคู่ไปกับการถ่ายทอดอิเล็กตรอนซึ่งพลังงานแสงจะทำ ให้น้ำ แตกตัวให้ ออกซิเจน, H+ และอิเล็กตรอนโดย อิเล็กตรอนจะถูกขนส่งไปตามลูกโซ่ในคลอโรพลาสต์ ทำ ให้เกิดพลังงานและเกิดปฏิกิริยาระหว่าง ADP กับฟอสเฟต สร้างเป็น ATP ข้อควรจำ สรุปการถ่ายทอดอิเล็กตรอน PSII ได้รับอิเล็กตรอน ทดแทนมาจากน้ำ เป็นลำ ดับสุดท้าย PSI ได้รับอิเล็กตรอนทดแทนมาจาก PS IIเนื่องจากสูญเสียอิเล็กตรอนไปให้กับ NADP+ ได้ผลิตภัณฑ์เป็น NADPA จึงเป็นสาเหตุที่อิเล็กตรอนที่หลุดออกไปจาก Chlorophyll a ใน PST ไม่สามารถย้อนกลับเข้าสู่ระบบแสง ใดได้อีกครั้งเพราะมี NADP+ มารับอิเล็กตรอนกลายเป็น NADPH ไปแล้ว) สรุป ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร คือ สารพลังงานสูง ATP, NADPH และยัง ได้02 และH+ จากการแตกตัวของน้ำ

2. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็นวัฏจักร (Cyclic electron transfer) • ในบางภาวะ เมื่อแสงกระตุ้นให้มีการถ่ายทอดอิเล็กตรอนออกจาก Reaction center และเคลื่อนย้ายไปยัง ตัวรับอิเล็กตรอนต่างๆ แต่ Ferredtoxin ไม่สามารถส่งอิเล็กตรอนไปยัง NADP ได้แต่กลับไปส่งอิเล็กตรอน ให้กับไซโทโครมบีหกเอฟ (Cytochrome b6f complex) แทน ทำ ให้เกิดการเคลื่อนย้าย H เข้าสู่ Lumen และในที่สุดก็จะส่งทอดอิเล็กตรอน กลับมาที่ Reactions Center ของ PS I อีก วนเป็นวัฏจักร ปฏิกิริยาการตรึง คาร์บอนไดออกไซด์(CO2 fixation) ด้วยวัฏจักรคัลวิน(Calvin cycl •เรียกชื่อตามผู้คนพบว่า"วัฏจักรคัลวิน ” เกิดขึ้นบริเวณสโตรมา (Stroma) ซึ่งเป็นส่วนของเหลวใน คลอโรพลาสต์ เป็นปฏิกิริยาที่นำ พลังงานจาก ATP และ NADPH (ที่ได้จากปฏิกิริยาใช้แสง) มาเปลี่ยนให้กลาย เป็น ADP และ NADPT เพื่อนำ พลังงานไปใช้ในการเปลี่ยนคาร์บอนอนินทรีย์ (CO2) ให้อยู่ในรูปของคาร์บอน อินทรีย์ (น้ำ ตาล) •เดิมเชื่อว่าพืชไม่ต้องใช้แสงในการตรึงCO2จึงเรียกว่า Dark reaction แต่ต่อมาพบว่า เอนไซม์ที่ใช้ในกระบวนการนี้ ต้องถูกกระตุ้นด้วยแสงก่อน จึงจะทำ งานได้ ปัจจุบันจึงเรียกว่า ปฏิกิริยาการตรึง CO2 ไม่เรียก Dark reaction แล้ว

•วัฏจักรคัลวิน มี 3 ขั้นตอน: ใช้ CO2 3 โมเลกุล ดังนี้ 1. การตรึงคาร์บอน (Carboxylation) : CO2 รวมตัวกับ น้ำ ตาล RuBP (C-5อะตอม) โดยเอนไซม์ Rubsisco ได้สาร C-6อะตอม และแตกออกเป็นสาร C-3อะตอม จำ นวน 2 โมเลกุล ทันที คือ 3-phosphopiycerate (3-PGA) ซึ่งเป็นสารที่มีความเสถียร (stable) 2. ปฏิกิริยารีดักชั่น (Reduction) : ต้องใช้สารพลังงานสูง คือ ATP และ NADPH โดย 3-PGA จะถูกรีดิวซ์ หรือถูกเติมพลังงาน (1โมเลกุลของ 3PGA ใช้ 1ATP และ1 NADPH) เกิดผลิตภัณฑ์ คือ G3P (Glyceraldehyde-3-phosphate) ซึ่งเป็นน้ำ ตาล โดย G3Pบางตัวจะออกจากวัฏจักรคัลวินไป รวมตัว สารตัวอื่น กลายเป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดใหญ่ ขึ้น (เกิด G3P 6 โมเลกุล ออกนอกวัฏจักร 1 โมเลกุล) 3. สร้าง RuBP ทดแทน (Regeneration) : เป็นการสร้าง RuBP ขึ้นอีกครั้ง เพื่อวนกลับไปเป็นตัวรับ CO2 ในรอบต่อไป ต้องอาศัยพลังงานจาก ATP โดยการสร้าง RuBP 1 โมเลกุล จะใช้ ATP 1 โมเลกุล

1.หายใจแสงเกิดขึ้นเมื่อ พืชขาดแคลน C02 แต่อยู่ในสภาวะที่มีแดด ทำ ให้พืชปรับตัวโดยการปิดปากใบ เพื่อลดการสูญเสียน้ำ แต่ก็ทำ ให้พืช ขาด CO2 การสังเคราะห์แสง ในกระบวนการย่อยที่ 1 คือ ปฏิกิริยาใช้แสง (สร้าง ATP, NADPH) แต่กระบวนการย่อย ที่ 2 ปฏิกิริยาการตรึง CO2 เกิดไม่ได้ หรือเกิดได้น้อย ทำ ให้พืชสร้างน้ำ ตาลไม่ได้ เมื่อพืชตรึง CO2 ไม่ได้อย่างต่อเนื่อง ทำ ให้ขาด ADP, NADP+ ที่ได้จากกระบวนการนี้ เพื่อนำ ไปใช้ในปฏิกิริยา แสง อีกทอดหนึ่งในการสร้าง ATP และ NADPH สุดท้ายแล้วปฏิกิริยาทั้ง 2 กระบวนการจะหยุดชะงัก 2.รายละเอียดการหายใจ •เป็นการตรึง 02 โดยใช้พลังงาน ATP เพื่อทำ ให้เกิด ADP ที่สามารถวนกลับไปใช้ในปฏิกิริยาใช้แสงได้ อีกทั้ง ยังสามารถสร้างสารที่สามารถถูกนำ ไปสร้างเป็นน้ำ ตาลได้ •อาศัยการทำ งานของเอนไซม์ Rubisco ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาได้ทั้งปฏิกิริยา Carboxylation (RuBP จับกับ CO2 ) และ Oxygenation (RuBP จับกับ C02) •สามารถตรึง 02 และปล่อย CO2 เช่นเดียวกับกระบวนการหายใจ โดย 02 รวมกับ RuBP ได้ 3-phosphogycorate (C-3อะตอม) และ 2-phosphoglycolate (C2อะตอม)ที่สามารถนำ ไปสร้างเป็นน้ำ ตาลได้ •2-phosphoglecolate ถูกเปลี่ยนกลับเป็น 3-phosphoglycerate ด้วยกระบวนการต่างๆ ทางชีวเคมี ภายใน peroxisome และ mitochondria อย่างไรก็ตามกระบวนการหายใจแสง ก็ทำ ให้พืชสูญเสีย C ในรูปของ CO2 •โดยปกติอัตราการเกิดปฏิกิริยาการตรึง CO2 สูงกว่าการตรึง O2 มาก จึงทำ ให้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ดำ เนินได้ทั้งที่ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ กว่าออกซิเจน การหายใจแสง (Photorespiration)

พืชส่วนใหญ่เป็นพืช C3 โดยกระบวนการสังเคราะห์แสงและการตรึง CO2 เป็นไปตามปกติ มีการตรึง CO2 ด้วยวัฏจักรคัลวินเพียงอย่างเดียว ซึ่งสารตัวแรกที่เสถียรที่เกิดจากการตรึง CO2 คือ PGA เป็นสาร ที่มีจำ นวน C-3อะตอม จึงเป็นสาเหตุให้เรียกพืชกลุ่มนี้ว่า พืช C3 การตรึง CO2 ด้วยวัฏจักรคัลวินของพืช C3 เกิดที่ Mesophyll cells เป็นหลัก โครงสร้าง Mesophyll cell ของพืช C3 มองเห็นได้ชัดเจน แบ่งเป็น 2 ชั้น คือ Palisade mesophyll และ Spongy mesophyll โดยมีกลุ่มเนื้อเยื่อลำ เลียงแทรกอยู่ อาจมีกลุ่มเซลล์ Bundle sheath ล้อมรอบกลุ่มท่อ ลำ เลียงก็ได้ พืช C3 ที่มี Bundle sheath cell มักจะไม่พบคลอโรพลาสต์ พบการหายใจแสง (Photorespiration) ในพืช C3 พืพืช พืพื C3 พืพืช พืพื C4 พืพืช พืพื CAM พืพืช พืพื C3 ข้าวเจ้า ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าวเหนียว พืชในเขตอบอุ่น พืพืช พืพื C4 ข้าวโพด หญ้า ข้าวฟ่าง อ้อย บานไม่รู้โรย ผักโขมจีน พืช C4 มีลักษณะโครงสร้างภายในใบที่แตกต่างไปจากพืช C3 โครงสร้างภายในใบพืช C4 ประกอบด้วย Epidermal cell, Mesophyll cell และ Bundle Sheath cell ที่มีคลอโรพลาสต์ ซึ่งส่วนของ Bundle sheath cell เป็นส่วนที่อยู่ล้อมรอบมัดท่อลำ เลียง (Vascular bundle) เรียก โครงสร้างแบบนี้ว่า Kranz anatomy รูปเปรียบเทียบความแตกต่างของใบพืช C3 และพืช C4

กลไกการเพิ่มความเข้มข้น CO2 จากการตรึงของพืช C4 (Hatch Slack Pathway) มีการตรึง CO2 2 ครั้ง 1. CO2 ที่ละลายอยู่ในไซโทพลาสซึม จะอยู่ในรูปของ HCO3– โดยสามารถรวมกับ Phosphoenol pyruvate (PEPสาร C-3อะตอม) จากการทำ งานของเอนไซม์ PEP carboxylase ซึ่งอยู่บริเวณ Cytosol ของ mesophyl cell เกิดเป็นสาร Oxaloacetic acid (OAA) เป็นสารที่มีจำ นวน C-4อะตอม จึงเป็นสาเหตุให้เรียกพืชกลุ่มนี้ว่า พืชC4 2. OAA รับ e- จาก NADPH และเปลี่ยนเป็น Malate หรือ Aspartate จะเคลื่อนย้ายจาก Mesophyll cell เข้าสู่ Bundle sheath cell โดยวิธีการแพร่ผ่านทาง Plasmodesmata 3. Malate หรือ Aspartate เข้าสู่ Bundle sheath cell จะสลายตัวเป็น Pyruvate (C-3อะตอม) และให้ CO2 ที่จะถูกตรึงเข้าสู่วัฏจักรคัลวินต่อไป จึงเป็นเหตุทำ ให้ความเข้มข้นของ CO2 ใน Bundle sheath cell สูงกว่า ความเข้มข้นปกติ เมื่อเทียบกับความเข้มข้นของ CO2 ใน Mesophyll cell ที่มีอยู่ต่ำ ส่วนสาร C3 ที่ได้จะส่งกลับไปยัง Mesophyll cell เพื่อเปลี่ยนเป็น PEP สำ หรับการตรึง CO2 ในครั้งต่อไป 4. จากกลไกการตรึง CO2 ดังกล่าว ทำ ให้ความเข้มข้นของ CO2 ใน bundle Sheath cell ของพืช C4 สูงกว่า mesophyll cell ของพืช C3 พืพืช พืพื C4 พืพืช พืพื CAM กระบองเพชร ว่านหางจระเข้ โคมญี่ปุ่น กล้วยไม้ สับปะรด (Crassulacean acid metabolism plant) เป็นพืชที่พบในที่แห้งแล้งมาก จึงไม่เปิดปากใบตอนกลางวันเลย จะเปิดปากใบเฉพาะกลางคืน เพื่อลดการเสียน้ำ การเปิดปากใบตอนกลางคืน ทำ ให้ได้ CO2 แต่ไม่ได้แสง จึงไม่สามารถเกิด Light Reaction รวมไปถึงไม่เกิด วัฏจักรคัลวินเช่นเดียวกัน เพราะยังไม่มี ATP และ NADP การปรับตัว จึงต้องเกิดการตรึง CO2 ในเวลากลางคืน มีขั้นตอนคล้ายกับพืช C4 คือ ตรึง CO2 ทั้งหมด 2 ครั้ง โดย ใช้เอนไซม์ PEP Carboxylase จับเก็บ CO2 ไว้กับ PEP ในรูปของ OAA หรือกรด Malate (Malic acid) ซึ่งเป็นสาร ที่มี C จำ นวน 4 อะตอม โดยจัดเก็บไว้ภายในแวคิวโอล (Vacuole) อันเป็นสาเหตุทำ ให้ใบเป็นกรด มาก ในตอนกลางวันจะเกิด Light reaction และวัฏจักรคัลวิน โดยนำ เอา Malate ออกมาสลายให้ CO2 เข้าสู่ บริเวณที่เกิดการตรึง CO2 และวัฏจักรคัลวินเกิดที่เซลล์เดียว คือ Mesophyll cell แต่เกิดคนละเวลา ซึ่งแตกต่าง จากพืช C4 ที่เกิดการตรึงที่ Mesophyll cell และเกิดวัฏจักรคัลวินที่ Bundel sheath cell คลอโรพลาสต์ต่อไป

ตารางความแตกต่ ตารางความแตกต่าง ต่ าง ของพืพืช พืพื C3 C4 CAM

อัตราการสังเคราะห์แสงของพืชมีความสำ คัญต่อผลผลิตโดยรวมของพืช การศึกษาถึงผลของปัจจัยที่มีอิทธิพล ต่อการสังเคราะห์แสง จึงสำ คัญ ทั้งนี้มีทั้งปัจจัยภายนอกและปัจจัยภายในของพืชเอง แต่การศึกษาที่เห็นได้ชัดคือ ในเรื่อง ของสภาพแวดล้อมของการเจริญ เติบโตของพืช ข้อสรุปปัจจัยภายนอกที่มีผลต่อการสังเคราะห์แสงของพืช มีดังต่อไปนี้ 1. ความยาวคลื่นแสง : ความยาวคลื่นแสงในช่วงของแสงสีแดงและแสงสีน้ำ เงิน มีผลต่อการสังเคราะห์แสงมากที่สุดส่วน ความยาวคลื่นแสงของแสงสีเขียวมีผลต่อการสังเคราะห์แสงน้อยที่สุด เนื่องจาก พืชมีคลอโรฟิลล์ ซึ่ง เป็นรงควัตถุที่มีสีเขียว จึงไม่ สามารถดูดกลืนแสงสีเขียวได้ แต่ดูดกลืนแสงสีตรงข้ามได้ดี 2. ความเข้มแสง : ความเข้มแสงที่เพิ่มสูงขึ้นมีผลทำ ให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเพิ่มสูงขึ้นด้วยเช่นกัน โดยสามารถวัดได้ จากปริมาณการตรึง CO2 ที่พืชรับเข้าไปใช้ในการสังเคราะห์แสง บันทึกออกมาเป็นกราฟ โดย พลอตระหว่างความเข้มแสงกับ ปริมาณ CO2 แต่ตามหลักแล้ว พืชนั้นสามารถปลดปล่อยก๊าซ CO2 ออกมาได้จาก กระบวนการหายใจของพืชเองอีกด้วย โดยจุดที่ สำ คัญของกราฟที่ต้องรู้ มีดังนี้ ปัจจัย จั ที่มี ที่ ผ มี ลต่ ปัจจัย จั ที่มี ที่ ผ มี ลต่ออัต อั รา ต่ ออัต อั รา การสัง สั เคราะห์ด้ การสั วยแสงของพืช พื ง สั เคราะห์ด้วยแสงของพืช พื แสง Light Light Compensation point : เป็นจุดที่ค่าความ เข้มแสงนั้น ทำ ให้ อัตราการตรึง CO2 สุทธิเป็น ศูนย์ คือ จุดที่ปริมาณ CO2 ที่ตรึงเข้าไป ใช้เพื่อ สังเคราะห์แสงเท่ากับ CO2 ที่ปลดปล่อยออกจาก การหายใจพอดี ทําให้ปริมาณ CO2 สุทธิเป็นศูนย์ Light Saturation point : เป็นจุดอิ่มแสง คือ ไม่ ว่าจะเพิ่มความเข้ม แสงขึ้นไปมากกว่าจุดนี้เท่าใด ก็ตาม อัตราการสังเคราะห์แสงก็จะคงที่ และมี แนวโน้มลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากความเข้มแสงที่ มากเกินไป ส่งผล ให้ใบไม้เกิดไหม้ได้ รวมถึง เอนไซม์ต่างๆ ในใบมีอุณหภูมิไม่เหมาะสม

เปรียบเทียบปริมาณความเข้มแสงต่อประสิทธิภาพการ สังเคราะห์ ด้วยแสงของพืช C3, C4 และ CAM โดยทำ การวัดในสภาวะที่มีความเข้มข้นของ CO2 และ 0, ระดับ ปกติ อุณหภูมิพอเหมาะ และความเข้มแสงสูงจนถึงจุด อิ่มแสง (Light saturation point) จะพบว่า พืชที่มีอัตราการ สังเคราะห์ด้วยแสงเรียงตามลำ ดับ จากมากสุดไปน้อยสุด ดังนี้ C4 > C3 > CAM เนื่องจากพืช C4 สามารถหลีกเลี่ยงการเกิด photorespiration ได้ดีกว่าพืช C3 ส่วนพืช CAM จะปิดปาก ใบตอนกลางวัน หลีกเลี่ยงแสงนั่นเอง จุดอิ่มแสง (Light Satruation point) ของ พืชชอบแดด มีค่าสูงกว่าพืชชอบร่มเงา เพราะจากที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า พืชชอบ แดด จะเจริญได้ดีในที่มีแดดมาก Light Compensation point ของพืชชอบ แดดก็สูงกว่า พืชชอบร่มเงา เพราะ เมื่อมันมี การหายใจที่มาก ทำ ให้ ปล่อย CO2 ได้มาก ส่งผลให้ต้องตรึง CO2 มากตามด้วย เปรียบเทียบระหว่างพืชชอบแดด (Sun grown) กับ พืชชอบร่ม เงา (Shade grown) ปริริม ริริ าณ CO2 สามารถวัดอัตราการสังเคราะห์แสงได้จากปริมาณการตรึง CO2 ได้เช่นเดียวกับการพิจารณาปัจจัย ความเข้มแสง โดยสามารถวัดและพลอตกราฟระหว่างปริมาณการตรึง CO2 กับความเข้มของ CO2 ในอากาศที่มีอยู่ โดยจุดที่ สำ คัญของกราฟที่ต้องรู้ มี 2 จุดเหมือนกัน ดังนี้

เปรียบเทียบปริมาณก๊าซ CO2 ต่อประสิทธิภาพการ สังเคราะห์ด้วย แสงของพืช C3, C4 CO2 Compensation point และ CO2 Saturation point พืช C3 สูงกว่าพืช C4 มาก เนื่องจากปริมาณ CO2 แม้จะมี ปริมาณน้อยมากเท่าใดก็ตาม แต่พืช C4 มีการปรับตัว สามารถตรึง CO2 ในอากาศได้ถึง 2 ครั้ง มีเอนไซม์จับที่ดีกว่าพืช C3 นั่นเอง Light Compensation point : เป็นจุดที่ค่าความ เข้มแสง นั้นทำ ให้อัตราการตรึง CO2 สุทธิเป็น ศูนย์ คือ จุดที่ปริมาณ CO2 ที่ตรึงเข้าไปใช้เพื่อสังเคราะห์แสงเท่ากับ CO2 ที่ปลด ปล่อยออกจาก การหายใจพอดี ทําให้ปริมาณ CO2 สุทธิเป็น ศูนย์ Light Saturation point : เป็นจุดอิ่มแสง คือ ไม่ว่าจะ เพิ่มความเข้มแสงขึ้นไปมากกว่าจุดนี้เท่าใด ก็ตาม อัตราการ สังเคราะห์แสงก็จะคงที่ และมีแนวโน้มลดลงเรื่อยๆ เนื่องจาก ความเข้มแสงที่ มากเกินไป ส่งผลให้ใบไม้เกิดไหม้ได้ รวม ถึง เอนไซม์ต่างๆ ในใบมีอุณหภูมิไม่เหมาะสม อุอุณ อุอุ หภูภู ภู มิ ภู มิ มิมิ เมื่อพิจารณาอิทธิพลของอุณหภูมิเพียงอย่างเดียวต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช พบว่า อัตราการ สังเคราะห์ด้วยแสงของพืชจะเพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจากในช่วง 0-35°C หรือ 0-40°Cแต่ถ้าหากอุณหภูมิสูงกว่า นี้ จะทำ ให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชส่วนใหญ่ ลดลง เรียกได้ว่า อุณหภูมินั้นได้เกินค่าอุณหภูมิที่เหมาะสม (Optimum Temperature) ไปแล้ว ตามกราฟ

O2 ในอากาศลดต่ำ ลง : ทำ ให้อัตราการสังเคราะห์แสงสูงขึ้น O2 ในอากาศมากเกินไป : มีผลเฉพาะพืช C3 ทำ ให้อัตราการสังเคราะห์แสง ในอากาศปกติมีค่า O2 คงที่ที่ 25% ของอากาศ หากเกิดการเปลี่ยนแปลง จะเกิดผลดังนี้ ลดต่ำ ลง เนื่องจากเกิดกระบวนการหายใจแสง (Photorespiration) 1. ทำ ให้อัตราการสังเคราะห์แสงลดลง เนื่องจากอัตราการ หายใจ แสงเพิ่มขึ้น ทำ ให้การตรึง CO, ลดลงด้วย 2. เมื่อ T สูงหรือต่ำ กว่า Optimum Temperature จะมีผล ทำ ให้ สมบัติของการเป็นเยื่อเลือกผ่าน (semipermeability) ของเยื่อหุ้ม ออร์แกเนลล์ต่างๆที่จำ เป็นต่อการทำ งานของ กระบวนการสังเคราะห์ ด้วยแสงสูญเสียความสามารถลด น้อยลงไป 3 . T ที่สูงจะมีผลต่อการทำ งานของเอนไซม์ เช่น เอนไซม์ใน วัฏจักรคัลวินเสียสภาพไป เปรียบเทียบผลของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 และพืช C4 เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อัตราการสังเคราะห์ ด้วยแสงของพืช C3 จะลดลง เนื่อจากการเพิ่มขึ้นของการหายใจแสง (Photorespiration) ส่วนในพืช C4 ที่มีอัตราการหายใจ แสงต่ำ หรือแทบไม่เกิดอยู่แล้วนั้น การเพิ่มอุณหภูมิสูงจะมีผล ต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C4 น้อยมาก ปริริม ริริ าณ 02 ในอากาศ ปริริม ริริ าณน้ำน้ำ น้ำน้ำ ขาดน้ำ (แห้งแล้ง) : อัตราการสังเคราะห์แสงลดลง เนื่องจากปากใบของพืชจะปิด เพราะต้องลดการคายน้ำ ซึ่ง ทำ ให้ก๊าซ CO2 แพร่เข้าสู่ปากใบได้ยาก น้ำ เกิน (ดินชุ่มน้ำ น้ำ ท่วม) : รากพืชขาดก๊าซ O2 ที่ใช้ในการหายใจซึ่งมีผลกระ ทบต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง มีผลต่อการเปิดปิดของปากใบพืช ซึ่งส่งผลต่อการแพร่ของก๊าซ 02 และ CO2 ที่แพร่เข้า ออกจากปากใบ แบ่งออกเป็น 2 กรณี

แมกนีเซียม (Mg) + ไนโตรเจน (N) : เป็นธาตุสำ คัญในองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์ การขาดธาตุกลุ่ม นี้จะทำ ให้ พืชเกิดอาการใบเหลืองซีด เป็นอาการใบขาดคลอโรฟิลล์ เรียกว่า คลอโรซิส (chlorosis) เหล็ก (Fe) : จำ เป็นต่อการสร้างคลอโรฟิลล์และเป็นองค์ประกอบของไซโทโครมซึ่งเป็นตัวถ่ายทอด อิเล็กตรอน ในระบบ แมงกานีส (Mn) + คลอรีน (CI) : จำ เป็นต่อกระบวนการแตกตัวของน้ำ (Photolysis) ในขั้นตอน สังเคราะห์ด้วยแสง เนื่องจากต้องมีสารจำ นวนมากหลายชนิดเข้าร่วมในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คลอโรฟิลล์ รวมไปถึงแร่ธาตุหลักอื่นๆ ที่จำ เป็น โดยแร่ธาตุที่จำ เป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์แสง มีดังต่อไปนี้ อายุยุใ ยุยุ บ ใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปจะมีความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสงต่ำ กว่าใบพืชที่เจริญเติบโตเต็มที่ เนื่องจากใบอ่อน คลอโรพลาสต์ยังไม่เจริญเต็มที่ ส่วนใบแก่จะมีการสลายตัวของกรานุมและคลอโรฟิลล์ แร่ร่ธาตุ ร่ ธาตุ

1.จากภาพโครงสร้างของคลอโรพลาสต์ (9 วิชาสามัญ) ข้อใดถูกต้อง 1. สีสามารถพบได้ที่ B 2. ที่พบใน B มีสมบัติเป็น hydrophobic 3. acd เป็น phospholipid bilayer 4. ภายในโครงสร้างcจะพบ ATP จำ นวนมาก 5. PhotoSystem l พบที่ Cในขณะที่ Photo System ll พบที่D 2.พืชชนิดหนึ่งมีกลไกการทำ งานโดยการเป็น competitive inhibitor ของปฏิกิริยาการรับอิเล็กตรอนของ ferredoxin (Fd) ในปฏิกิริยาแสง ข้อใดเป็นผลที่เกิดขึ้นจากการให้ยาปราบวัชพืชชนิดนี้ (9 วิชาสามัญ) 1. มี Fd ลดลง 2. มี SD เพิ่มขึ้น 3. มี ATP เพิ่มขึ้น 4. มี NADPH ลดลง 5. มีรับ Rubbisco ลดลง

3.พืชชนิดหนึ่งมีการตอบสนองของอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงต่อการ เปลี่ยนแปลงของความเข้มแสง เมื่อปลูกในบรรยากาศปกติบนโลก เป็น ดังภาพ เมื่อนำ พืชชนิดเดียวกันนี้ไปปลูกในห้องทดลองที่มีการเพิ่มความเข้มข้น ของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสองเท่าเส้นกราฟจะมีลักษณะอย่างไร (9 วิชาสามัญ) 1. กราฟคงเดิม 2. 3. 4. 5. 4.พืชจากสถานการณ์ใดต่อไปนี้มีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงที่สุด (สอบคัดเลือกเข้าค่าย สอวน60) 1. ต้นอ้อยกลางไร่ในวันที่แดดจ้า 2. เฟิร์นก้านดำ ที่ปลูกในเรือนกระจก 3. ต้นมะม่วงในสวนขณะเกิดสุริยุปราคา 4. ต้นสักบนเกาะกลางถนนในวันแดดร้อน

5. สาร Diuron เป็นสารเคมีที่ยับยั้งการถ่ายทอดอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นใน ปฏิกิริยาแสงดังภาพ (9 วิชาสามัญ) เมื่อพืชได้รับ Diuron จะเกิดลักษณะใดมากที่สุด 1. เติบโตลดลงและตาย เพราะสร้างเป็น NADH ได้น้อยลง 2. เติบโตไดีขึ้นเพราะมีน้ำ ไปใช้ในกระบวนการอื่นได้มากขึ้น 3. เติบโตดีขึ้นเพราะเกิดNon cyclic electron transfer มากขึ้น ่่ 4. ไฟไหม้แล้วตายเพราะ Photo System ถูกทำ ลายจาก Excited electron 5. เติบโตได้ดีขึ้นเพราะมีอิเล็กตรอนเหลือนำ ไปใช้ในกระบวนการ หายใจมากขึ้น 6. ข้อใดเป็นผลผลิตของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (สอบคัดเลือกเข้าค่ายสอวน ปี61) 1 ออกซิเจน และ คาร์บอนไดออกไซด์ 2 น้ำ ตาล และ ออกซิเจน 3 น้ำ และ ออกซิเจน 4 แป้งและ น้ำ ตาล 6CO2 + 12H20

7. พืชในข้อใดต่อไปนี้มีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงที่สุด (สอบคัดเลือกเข้าค่ายสอวน ปี61) 1 กล้าข้าวในนายามฝนทิ้งช่วง 2 มันสำ ปะหลังในไร่ที่ให้ระบบน้ำ หยด 3 ต้นสักในป่าเบญจพรรณในหน้าหนาว 4 ต้นพลูด่างที่พันรอบต้นจามจุรีใหญ่ 8. เมื่อนำ สาหร่ายหางกระรอกใส่ลงในสารละลาย NaHCO3 ในโถแก้วใส ในห้องจะเห็น ฟองแก๊สปล่อยออกมาจากสาหร่าย และเมื่อย้ายโถสาหร่าย ไปไว้กลางแดด จะพบการ เปลี่ยนแปลงอย่างไร เพราะเหตุใด (สอบคัดเลือกเข้าค่ายสอวน ปี61) 1 ไม่มีการเปลี่ยนแปลง เพราะการเปลี่ยนที่ตั้งไม่มีผลต่อการสังเคราะห์ ด้วยแสง 2 ฟองแก๊สปล่อยออกมาด้วยอัตราที่ต่ำ กว่าเคิม เนื่องจากได้รับอุณหภูมิสูง ขึ้น 3 ฟองแก๊สปล่อยออกมาด้วยอัตราสูงกว่าเดิม เนื่องจากได้รับอุณหภูมิสูงขึ้น 4 ฟองแก๊สปล่อยออกมาด้วยอัตราที่สูงกว่าเดิม เนื่องจากได้รับความเข้ม แสงสูงขึ้น

9. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้องเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสง (สอบคัดเลือกเข้าค่าย สอวน. ปี60) 1) ช่วงความยาวคลื่นที่พืชใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงแตกต่างกันใน แต่ละฤดูกาล 2 พืชชั้นสูงสามารถนำ แสงที่ตารับได้ (visible light) ไปใช้ในการ สังเคราะห์ด้วยแสงได้ 3 พืชไร้ดอกสามารถใช้แสงเพื่อการสังเคราะห์ ด้วยแสงในช่วงความยาวคลื่นที่แคบกว่าพืชดอก 4 พืชใช้แสงสีน้ำ เงินสำ หรับการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ดีกว่าแสงสีแดง เพราะแสงสีน้ำ เงิน มีความยาวคลื่นมากกว่า 10. ข้อใดถูกต้องเกี่ยวกับการสร้างน้ำ ตาลของพืช 1 น้ำ ตาลกลูโคสเป็นผลิตภัณฑ์หลักใน stroma 2 น้ำ ตาลฟรูกโทสเป็นผลิตภัณฑ์หลักจาก Calvin Cycle 3 น้ำ ตาลที่ได้จากการสังคราะห์ด้วยแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นแป้งสะสมใน chloroplast 4 น้ำ ตาลที่มีคาร์บอน 5 อะตอมเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสังเคราะห์ ด้วยแสง

11. หากย้ายต้นโกสนพันธุ์ใบส้มที่ปลูกกลางแจ้งมาปลูกในที่ร่มข้อใด เปรียบเทียบได้ถูกต้อง (สอบคัดเลือกเข้าค่าย สอวน. ปี60) ลักษณะ กลางแจ้ง ในร่ม 1 ความเข้มข้นของคลอโรฟิลล์ต่อพื้นที่ใบ สูงกว่า ต่ำ กว่า 2 ความเข้มข้นของแคโรทีนอยด์ต่อพื้นที่ใบ สูงกว่า ต่ำ กว่า 3 ความหนาของใบ ต่ำ กว่า สูงกว่า 4 ขนาดของแผ่นใบ เท่ากัน เท่ากัน 12. สิ่งมีชีวิตในข้อใดที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ทั้งหมด (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) 1. ฟังไจ อาร์เคีย 2. ไซยาโนแบคทีเรีย พารามีเขียม 3. สาหร่ายสีเขียว ไดอะตอม 4.. พืชเมล็ดเปลือย ยีสต์ 5. อะมีบา สาหร่ายสีน้ำ ตาล

13. พิจารณาข้อความต่อไปนี้ (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) ก. ในช่วงแสงที่ตามองเห็น (visible light) แสงสีม่วงเป็นแสงที่มี พลังงานมากที่สุด ข. ในช่วงแสงที่ตามองเห็น (visible light) แสงสีแดงเป็นแสงที่มี ความยาวคลื่นยาวที่สุด ค. แสงที่มีความยาวคลื่นต่ำ กว่า 300 กm จะมีพลัง งนสูงเกินไปและอาจทำ ลายคลอโรพลาสต์ในพืชได้ ข้อใดถูก 1. ก 2. ก และ ข 3. ก และ ค 4. ข และ ค 5. ก ข และ ค 14.ข้อใดเรียงลำ ดับองค์ประกอบของปฏิกิริยาแสงจากขนาดใหญ่ไปเล็ก ได้ถูก (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) 1. P700 > PSI > Antenna system 2. P700 > Antenna system > PSI 3. PSI >P700 > Antenna system 4. PSI > Antenna system > P700 5. Antenna system > PSI > P700

15. พิจารณาการเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้ (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) ก. อิเล็กตรอนในคลอโรฟิลล์ เอ ถูกกระตุ้นให้อยู่ในสภาวะกระตุ้น (excited state) ข. พลังงานแสงถูกส่งเข้าไปยังศูนย์กลางปฏิกิริยา (reaction center) ค. แคโรที่นอยด์ (carotenoid) ที่เยื่อหุ้มไทลาคอยด์ถูกพลังงานแสง กระตุ้น ข้อใดเรียงลำ ดับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นถูกต้อง (แบบผึกหัด จาก Chula Radio plus) 1. ก-ข →ค 2. ก ->ค- ข 3. ค-ก-ข 4. ค- ข-ก 5. ข - ก -> ค 16.ข้อใดเป็นรงควัตถุที่สามารถพบได้ทั้งสาหร่ายสีน้ำ ตาลและสาหร่ายสี แดง (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) ก. คลอโรฟิลล์ เอ (chlorophyll a) ข. คลอโรฟิลล์ ซี (chlorophyll c) ค. แคโรทนีอยด์ (carotenoid) 1. ก 2. ก และ ข 3. ก และ ค 4. ข และ ค 5. กข และ ค

17.ข้อใดกล่าวถูกต้องเกี่ยวกับปฏิกิริยาแสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วย แสง (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) ก. เกิดที่บริเวณเยื่อหุ้มชั้นในของคลอโรพลาสต์และเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ ข. มีการเปลี่ยนพลังงานแสงให้อยู่ในรูปของพลังงานเคมี โดยมีการนำ น้ำ เข้าไปทำ ปฏิกิริยา ค. เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กต รอในรงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง 1. ก 2. ก และ ข 3. กและ ค 4. ข และ ค 5. ก ข และ ค 18.พลังงานแสงถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีเพื่อใช้ในการขั้นตอนการตรึง คาร์บอนในรูปของสารใดต่อไปนี้ (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) 1. ATP และ NADH 2. ATP และ NADPH 3. NADH และ NADPH 4. ATP, NADH และ NADPH 5. ATP, FADH2 และ NADPH

19.ในภาวะที่พืชขาดน้ำ ปากใบเป็ดน้อยลงเพื่อรักษาน้ำ มีผลทำ ให้ได้ รับ CO, น้อยลง เกิด Cavin cycle ในอัตราที่ลดลง เพื่อให้เกิดสมดุล ระหว่างอัตราการทำ งาน ใน light reaction และ Calvin cycle การ เปลี่ยนแปลงของพืชข้อใดเหมาะสมที่สุด ในภาวะขาด น้ำ (9วิชาสามัญ) 1ลดการสร้าง NADPH 2. ลด photorespiration 3. เพิ่มอัตราการสร้างแป้ง 4. ลดกิจกรรมของ Rubisco 5. เพิ่มจำ นวน antenna complex 20. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็นวัฏจักร (cyclic electron transfer) อาศัยการทำ งานของ ... A) ... และมีการผลิต สาร ... (B)...เป็นผลิตภัณฑ์ของกระบวนการ (A) และ (B) คืออะไร ตามลำ ดับ (แบบผึกหัดจาก Chula Radio plus) 1. ระบบแสง I และ NADPH 2. ระบบแสง II และ NADPH 3. ระบบแสง I และ ATP 4. ระบบแสง I และ ATP 5. ระบบแสง I และแก๊สออกซิเจน

1. เฉลยตอบ 3. A = membrane B = stroma C =thylakoid D = Stroma lamella 1. ผิดเพราะสารสีไม่พบใน stroma 2. ผิดstromaเป็นhydrophobic 4.ผิดเพราะATPพบในพบในstroma 5.ผิดเพราะ PhotoSystem l พบที่ D Photo System ll พบที่C 2. เฉลย 4 Ferredoxin ทำ หน้าที่ในการนำ อิเล็กตรอนพลังงานสูงไป สร้าง NADPH การถูกยับยั้งทำ ให้ NADPH ลดลง 3. เฉลย 2. การเพิ่มปริมาณ CO ทำ ให้อัตราการสังเคราะห์แสงมากขึ้น กราฟจะมีความชันเพิ่มมากขึ้น 4. เฉลย 1. เพราะมีความเข้มข้นแสงมากและเป็นพืชC4ที่มีจุดอิ่มแสง ที่มากกว่าต้นสักที่เป็นพืชC3 5. เฉลย ตอบ 4 ไฟไหม้และตายเพราะ Photo System ถูกทำ ลายจาก excited อิเล็กตรอนการที่มีการกระตุ้นโดยแสงจะทำ ให้อิเล็กตรอนเข้าสู่ สภาวะกระตุ้นหรือว่า excitedสภาวะความร้อนมากเกินภายในเซลล์ excited ก็คือมีความร้อนถ้าเกิดว่ามันไม่สามารถส่งต่อไปตามลำ ดับถึง NADP ได้ก็จะวนอยู่แค่ตรงบริเวณนึงส่งผลให้ในเซลล์มีความร้อนมาก เกินแล้วส่งผลให้ใบไหม้และตาย เฉลย

6. เฉลย ตอบ 2. จากสูตรกระบวนการสังเคราะห์แสง จะได้ผลิตภัณฑ์ เป็น น้ำ ตาล กับ ออกซิเจน ส่วนน้ำ คือส่วนที่เหลือจาก สารตั้งต้นที่ใช้ไม่หมด 7. เฉลย ตอบ 2 เพราะ ข้อ1. ขาดน้ำ เนื่องจากฝนทิ้งช่วง ข้อ3. แสงแดดน้อยกว่าข้อ2เนื่องจากอยู่หน้าหนาว ข้อ4. ต้นจามจุรีใหญ่อาจจะบังแสงแดดต้นพลูด่างได้ 8. เฉลย ตอบ 4. เพราะเมื่อย้ายโถสาหร่ายไปไว้กลางแดดสาหร่ายจะ ได้รับความเข้มข้นแสงมากขึ้นทำ ให้มีการสังเคราะห์แสงมากขึ้น จึงมีฟอง แก๊สมากขึ้น 9. เฉลย ตอบ 2 พืชจะสังเคราะห์แสงได้ดีในช่วงความยาวคลื่นเท่าไร จะขึ้นอยู่กับ photosynthetic pigment ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นว่า มากเท่าไรตัวอย่างเช่น Photosystem ll ที่ดูดแสงยาว 680 นาโนเมตร 10. เฉลย ตอบ 3 เพราะ ข้อ 1. น้ำ ตาลกลูโคสไม่เป็นผลิตภัณฆ์หลัก ข้อ2 น้ำ ตาลฟรุกโทสไม่เป็นผลิตภัณ์จาก Calvin Cycle แต่คือน้ำ ตาล กลูโคส ข้อ4 น้ำ ตาลกลูโคส เป็นผลิตภัณฆ์สุดท้าย แต่มีคาร์บอน 6 อะตอม

11. เฉลย ตอบ 4 แคโรทีนอยด์มีผลป้องกันUVจึงพบได้มาเมื่อพืชอยู่ กลางแจ้ง แต่จะพบน้อยเมื่ออยู่ในร่ม 12. เฉลย ตอบ 3 เพราะสามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ทั้งคู่ ส่วนข้ออื่น มีฟังไจ อาร์เคีย พารามีเขียม ยีสต์ และอะมีบา ที่สังเคราะห์ด้วยแสง ไม่ได้ 13. เฉลย ตอบ 5 เพราะ ยิ่งคลื่นสั้นยิ่งมีพลังงานมาก 14. เฉลย ตอบ 4 เรียงลำ ดับจากใหญ่ไปเล็ก PSI/PST. ใน photosystem > antenna system > reaction center e.g.P680/P700 15. เฉลย ตอบ 4 เยื่อหุ้มไทลาคอยด์ ถูกพลังงานแสงกระตุ้น ก่อน พลังงานแสงจะถูกส่งเข้าไปยังศูนย์กลางปฏิกิริยา ทำ ให้อิเล็กตรอนใน คลอโรฟิลล์ เอ ถูกกระตุ้นให้อยู่ในสภาวะกระตุ้น

16. เฉลย ตอบ 3 เพราะ สาหร่ายสีน้ำ ตาล มีchlorophyll a chlorophyll c carotenoid Fucoxanthin สาหร่ายสีแดง มี chlorophyll a chlorophyll d carotenoid bilin pigments มีเหมือนกันคือ คลอโรฟิลล์ เอ (chlorophyll a) และ แคโรทนีอยด์ (carotenoid) 17. เฉลย ตอบ 4 เพราะปฎิกิริยาแสงไม่เกิดบริเวณเยื่อหุ้มชั้นใน 18. เฉลย ตอบ 2 ATP และ NADPH

19. เฉลย ตอบ1. NADPH สร้างจากปฏิกิริยาใช้แสงแบบไม่เป็นวัฏจักร (light reaction - non cycic) ซึ่งต้องใช้ น้ำ เป็นสารตั้งต้นใน กระบวนการ photolysis (หรือ Hill reaction) ดังนั้นในภาวะขาดน้ำ พืชจะลด การสร้าง NADPH ให้น้อยลง 2. และ 4. ปากใขปิด ได้รับ C0, น้อยลง สั่งผลให้กิจกรรมของเอนไซม์ rbisco มากขึ้น ซึ่งเอนไซมั สามารถตรึงได้ทั้ง C02 และ 02 แต่ในภาวะที่มี C02 น้อย จะทำ ให้ตรึง 02 มากขึ้น ส่งผลให้เกิด กระบวนการหายใจแสง (photorespiration) มากขึ้น 3. แป้งต้องใช้สารตั้งต้นจาก Calvin cycle แล: light reaction ซึ่งแบบ non-cyclic ต้องใช้น้ำ เป็น สารตั้งต้นใน photolysis ดังนั้นหากเพิ่มอัตราการสร้างแป้ง การใช้น้ำ จะเพิ่มขึ้น ซึ่ง ไม่เหมาะกับการ เปลี่ยนแปลงของพืชในภาวะขาดน้ำ 5. Antenna complex เป็นโครงสร้างที่ใช้ใน light reaction ซึ่งหากมีมากขึ้นจะ ทำ ให้ใช้น้ำ ใน กระบวนการ photolysis มากขึ้น 20. เฉลย ตอบ3. ระบบแสง I และ ATP