บท 11

BIOLOGY

Photosynthesis ( โฟ โต้ เซนท เท ซสิ ) กระบวนการ
สงั เคราะหด์ ว้ ยแสงปนการสรา้ งอาหารจาํ พวก

คารโ์ บไฮเดรตของพชื สเี ขยี วเพอื ใชใ้ นการเจรญิ เติบโต
และซอ่ มแซมสว่ นทีสกึ หรอของพชื อีกทังยงั เปนการ
ผลิตอาหารสาํ หรบั สงิ มชี วี ติ อืนๆ บนโลกในพชื สเี ขยี วนนั
มคี ลอโรฟลล์ทีทําหนา้ ทีดดู กลืนพลังงานแสงจากดวง
อาทิตยม์ าใชใ้ นการสรา้ งอาหารนอกจากนนั พชื ยงั จาํ เปน
ต้องใชน้ าํ และแก๊สคารบ์ อนไดออกไซดท์ ีเปนสารอนนิ ท
รยี โ์ มเลกลุ เล็กมาใชใ้ นกระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง

อีกดว้ ย

Chloroplast ( คลอ โร พลาสต์) ออรแ์ กเนลล์ทีสาํ คัญ
ของพชื ปนแหล่งทีเกิดปฏิกิรยิ าการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง

จากการศึกษาดว้ ยกล้องจุลทรรศนอ์ ิเล็กตรอนและ
เทคนคิ ต่างๆทําใหท้ ราบลักษณะของคลอโรพลาสต์ โดย

คลอโรพลาสต์สว่ นใหญจ่ ะมรี ปู รา่ งกลมรี มขี นาดยาว
ประมาณ 5 ไมโครเมตร กวา้ ง 2 ไมโครเมตร และหนา
ประมาณ 1 – 2 ไมโครเมตร จาํ นวนแต่ละเซลล์มไี ม่
แนน่ อน มตี ังแต่สบิ ขนึ ไปจนถึงรอ้ ยซงึ ขนึ อยูก่ ับชนดิ

ของพชื และชนดิ ของเซลล์พชื

Thylakoid ( ไท ลา คอยด)์ โครงสรา้ งคล้ายถงุ แบน ๆ มี
เยอื หมุ้ เรยี งซอ้ นกันเปนตัง เรยี กวา่ กรานมุ (granum)
แต่ละกรานมุ มโี ครงสรา้ งเชอื มต่อถึงกัน บนไทลาคอยด์

มสี ารสที ีใชใ้ นกระบวนการ สงั เคราะหด์ ว้ ยแสง เชน่
คลอโรฟลล์ แคโรทีนอยด์ และมขี องเหลวทีเรยี กวา่ สโต
รมา อยูร่ อบไทลาคอยด์ ในสโตรมามเี อนไซมท์ ีเกียวขอ้ ง

กับ กระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง

Light reaction( ไลท์ รี แอค ชนั ) ปฏิกิรยิ าทีต้องใชแ้ สง
เปนกระบวนการทีเกิดขนึ บรเิ วณไทลาคอยด์ เปนการที
รงควตั ถรุ บั พลังงานแสง แล้วนาํ พลังงานนนั มาใชใ้ นการ
สรา้ งสารทีมพี ลังงานสงู ซงึ ไดแ้ ก่ ATP และ NADPH เพอื
ทีจะไดน้ าํ พลังงานจากโมเลกลุ เหล่านไี ปใชใ้ นการสรา้ งสาร
อินทรยี ใ์ นกระบวนการตรงึ คารบ์ อนไดออกไซดต์ ่อไป

Dark reaction( ดารค์ รี แอค ชนั ) เปนปฏิกิรยิ าตรงึ
CO2 (CO2 Fixation) สรา้ งสารประกอบคารโ์ บไฮเดรต
โดยใช้ ATP และ NADPH เปนแหล่งพลังงาน เกิดในสโต

รมาของคลอโรพลาสต์ ซงึ มเี อนไซมอ์ ยูม่ ากมาย ซงึ
กระบวนการเกิดเปนวงจร เรยี กวา่ วฏั จกั รคัลวนิ (Calvin

Cycle)

Carotenoid( คา โร ที นอยด)์ พบในเนอื เยอื พชื ทีมสี ี
เหลืองสม้ แดง อยูร่ ว่ มกับคลอโรฟลล์ในไทลาคอยดเ์ ม
มเบรน ดดู กลืนแสงสนี าํ เงิน (400 – 500 nm) แล้ว
ถ่ายทอดพลังงานใหค้ ลอโรฟลล์และปกปองคลอโรฟลล์ไม่
ใหถ้ กู ทําลายโดยอะตอมของออกซเิ จนทีเปนอนมุ ูลอิสระ

Phycobiline( ไฟ โค บิ ลิน) เปนรงควตั ถเุ สรมิ ทีพบใน
สาหรา่ ยสนี าํ เงินและสาหรา่ ยสแี ดง

แบง่ เปนไฟโคอิรทิ รนิ ซงึ ดดู แสงสเี ขยี ว และไฟโคไซยานนิ
ดดู แสงสสี ม้ แดง

Photophosphorylation( โฟ โต ฟอส โฟ ริ เล ชนั ) ปฏิกิรยิ าโฟ
โตฟอสโฟรเี ลชนั เปนการขนสง่ อิเล็กตรอนไปตามตัวรบั

อิเล็กตรอนต่างๆ โดยเรมิ จากตัวใหอ้ ิเล็กตรอนตัวแรกคือนํา สง่
ต่อกันไปเรอื ยๆ จนถึง NADPH+H+ เปนตัวรบั อิเล็กตรอนตัว
สดุ ท้าย ทังนี การขนสง่ อิเล็กตรอนจะเกิดขนึ ได้เมอื มแี สงเท่านัน
ในพชื ชนั สงู ปฏิกิรยิ านีเกิดทีคลอโรพลาสต์ภายในคลอโรพลาสต์ม
เยอื หมุ้ สองชนั ซงึ มคี ณุ สมบตั ิคล้ายเยอื หมุ้ ของไมโทคอนเดรยี คือ
ชนั นอกยอมใหส้ ารทกุ ชนิดผา่ นได้อยา่ งเปนอิสระ สว่ นเยอื หมุ้ ชนั
ในยอมใหเ้ ฉพาะสารทีมตี ัวพาทีเฉพาะผา่ นได้เท่านัน เยอื หมุ้ ชนั ใน
ของคลอโรพลาสต์เปนชนั ๆเรยี กไทลาคอยด์ (thylakoid) ซงึ มี

กล่มุ เอนไซมท์ ีเกียวขอ้ งกับการขนสง่ อิเล็กตรอนฝงตัวอยู่

Carboxylation ( คา บอ็ ก ซิ เล ชนั ) กระบวนการตรงึ
คารบ์ อนไดออกไซด์เขา้ กับ สารอินทรยี ท์ ีมคี ารบ์ อน 5 อะตอม
เปนองค์ประกอบ คือ Ribulose-1,5-bisphosphate (ไรบู

โรส-1,5-บสิ ฟอสเฟต หรอื RuBP

Reduction ( รี ดัก ชนั ) เปนปฏิกิรยิ าทีมกี ารเปลียนแปลง หรอื มี
การรดี ิวซ์ (Reduce) PGA ใหเ้ ปนPGAL

(Phosphoglyceraldehyde) โดยอาศัยสารทีใหพ้ ลังงานสงู ATP
และตัวรดี ิวซ์ (Reducer หรอื Reductant) คือ NADPH + H+ ที
ได้จากจากปฏิกิรยิ าทีใชแ้ สง เรยี กปฏิกิรยิ าขนั ตอนนีวา่ รดี ักชนั
(Reduction) PGAL 1 โมเลกลุ ประกอบด้วยคารบ์ อน 3 อะตอม
และฟอสเฟต 1 หมู่ ดังนันเมอื เรมิ จาก PGA 12 โมเลกลุ จงึ ได้เปน

PGAL 12 โมเลกลุ

intergrana ( อิน เตอร์ กรา นา ) ลาเมลลา ประกอบดว้ ยเยอื หมุ้
2 ชนั ภายในบรรจุด้วยคลอโรฟลล์ และแคโรทีนอยด์ (
carotenoids )

Photosystem I ( โฟ โต ซสิ เตม วนั ) รงควตั ถรุ ะบบแสงที
Iหรอื P 700 รบั พลังงานแสงในชว่ งคลืน 700 นาโนเมตรได้ดี

Photosystem II ( โฟ โต ซสิ เตม ทู ) รงควตั ถรุ ะบบแสงที II
หรอื P680 รบั พลังงานแสงในชว่ งคลืน 680 นาโนเมตรได้ดี

Pigment system I ( พกิ เมนท ซสิ เตม วนั ) ทําหน้าทีรบั
พลังงานแสง ซงึ ประกอบด้วยสารชนิดสาํ คัญ คือ คลอโรฟลล์ เอ
ชนิดรบั แสงทีมคี วามยาวคลืน 700 นาโนเมตรได้ดี พบในพชื และ
สาหรา่ ยทกุ กล่มุ สารสรี ะบบที 1 และตัวรบั ถ่ายทอดอิเล็กตรอน

ต่าง ๆ จะประกอบกันเปนระบบแสงที 1 ( Photosystem I )

Pigment system II ( พกิ เมนท ซสิ เตม ทู ) สารสรี ะบบที 2ทํา
หน้าทีรบั พลังงานแสง ซงึ ประกอบด้วยสารสี ดังนี - คลอโรฟลล์
บี - คลอโรฟลล์ ซี - คลอโรฟลล์ ดี - แคโรทีนอยด์ - ไฟโคบลิ ิน (
Phycobilin )สารสรี ะบบที 2 และตัวรบั ถ่ายทอดอิเล็กตรอนต่าง

ๆ จะประกอบกันเปนระบบแสงที 2 ( Photosystem II )

cyclic electron transfer ( ไซ เคิล อิ เล็ก ชนั ทราน เฟอ ) การ
ถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเปนวฏั จกั รเปนการถ่ายทอด

อิเล็กตรอนทีเกียวขอ้ งกับระบบแสงเพยี งระบบเดียวเท่านัน ซงึ
เรยี กวา่ รงควตั ถรุ ะบบที 1 ( pigment system I หรอื PSI )

อิเล็กตรอนทีหลดุ ออกจากรงควตั ถรุ ะบบที 1 จะถกู สง่ ไปยงั สาร
ตัวกลาง X ซงึ ยงั ไมท่ ราบแน่ชดั วา่ เปนสารใด แต่เขา้ ใจวา่ น่าจะ
เปนเฟรร์ ดิ อกซนิ รดี ิวซงิ ซบั สแตนซ์ (ferredoxin – reducing
substance ) แล้วสาร X จะถ่ายทอดอิเล็กตรอนต่อไปยงั
เฟรร์ ดิ อกซนิ ( ferredoxin ) ไซโทรโครม บี ( cytochrome b
) ไซโทรโครม เอฟ ( cytochrome f ) และ พลาสโทไซยานิน (
plastocyanin ) ตามลําดับ จากนันอิเล็กตรอนนีจะมพี ลังงาน
ปลดปล่อยออกมา และสามารถนําไปสรา้ ง ATP ได้ 2 ATP ต่อ

อิเล็กตรอน 1 คู่

noncyclic electron transfer ( นอน ไซ เคิล อิ เล็ก ชนั ทราน
เฟอ ) การถ่ายทอดอิเล็กตรอนวธิ นี ีต้องใชร้ ะบบแสง 2 ระบบ คือ
ระบบแสงที 1( photosystem Iหรอื PS I) และระบบแสงที 2
( photosystem II หรอื PS II ) การถ่ายทอดอิเล็กตรอนวธิ นี ีต้อง
มกี ารสลายตัวของโมเลกลุ นํา จงึ เรยี กได้อีกอยา่ งวา่ กระบวนการ
โฟโตไลซสิ ( photolysis ) ซงึ ค้นพบโดยโรบนิ ฮิลล์ ( Robin Hill )
ดังนันจงึ อาจเรยี กชอื ตามชอื ของผคู้ ้นพบวา่ ปฏิกิรยิ าฮิลล์
( Hill reaction ) ปฏิกิรยิ านีนอกจากมกี ารแตกตัวของโมเลกลุ นํา
แล้วยงั มกี ารสรา้ ง ATP และ NADPH + H+ ด้วยปฏิกิรยิ าเกิดขนึ

เปนขนั ๆ

H2O ( เอช ทู โอ ) นําจะถกู พชื นําไปสลายใหเ้ ปนโปรตอน และ
อิเล็กตรอนเพอื นําไปใชส้ รา้ งนําตาลในปฏิกิรยิ าไมใ่ ชแ้ สง และมผี ล

ทําใหเ้ กิด O2 เปนผลพลอยได้ปล่อยออกทางปากใบของพชื

Hill reaction ( ฮิล รี แอค ชนั ) ปฏิกิรยิ าฮิลล์ปฏิกิรยิ านี
นอกจากมกี ารแตกตัวของโมเลกลุ นําแล้วยงั มกี ารสรา้ ง ATP

และ NADPH + H+ ด้วยปฏิกิรยิ าเกิดขนึ เปนขนั ๆ

นาย นธี พเลุม่ ขปทรี 1ะ3ทมุ ม.5/2