แผนการสอน ว30243 ชีววิทยา 3 ม.5 ส่วน 1

148

- สมมุติฐานการทดลองของพรสิ ตน์ ีย์น่าจะเปน็ อยา่ งไร (พืชท่อี ยู่ในครอบแก้วจะให้แก๊สที่ทาให้เทียน

ไขลกุ ไหมไ้ ด้)
- สรปุ ผลการทดลองน้ีว่าอยา่ งไร (พชื สามารถเปลย่ี นอากาศเสยี ใหเ้ ป็นอากาศดีไดจ้ งึ ทาใหเ้ ทียนไขลุก

ไหม้)
- เหตุใดพรสิ ต์ลยี ์จงึ แบง่ อากาศท่ีได้จากเทยี นไขลกุ ไหม้และดับแลว้ ออกเปน็ 2 สว่ น แล้วจงึ จุดเทียน

ไข (เพือ่ ควบคมุ ตวั แปรใหแ้ นใ่ จวา่ เทยี นไขจะลุกไหม้เมือ่ มีพชื อยู่ดว้ ยเทา่ นน้ั ถ้าไมม่ พี ืชจะสามารถจดุ เทียนไขให้ลุก

ไหมไ้ ม่ได้)
- จะสรุปการทดลองของ ฮูซได้อย่างไร (การทพ่ี ืชจะเปล่ยี นอากาศเสียใหเ้ ป็นอากาศดีไดพ้ ชื ต้องไดร้ บั

แสงด้วย)

- จากข้อเสนอของฮูซ นักเรยี นสามารถเขยี นภาพของการเปลี่ยนแปลงอากาศเสียให้เป็นอากาศดีได้
อยา่ งไร

- คารบ์ อนทอ่ี ยใู่ นรูปของสารอนิ ทรยี ์มาจากไหน (มาจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์)
- ถา้ ขอ้ สันนิษฐานของนโิ คลาส ธีโอเดอร์ เดอ โซซูร์ เป็นจริง นักเรียนจะสรุปแผนภาพการสร้าง
อาหารของพชื เมอ่ื ได้รับแสงไดอ้ ย่างไร

แสง

แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ แกส๊ ออกซิเจน

น้า พชื สารอินทรีย์

แสง

แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ แกส๊ ออกซิเจน
สารอนิ ทรีย์
พชื

- แสงสีใดท่สี าหร่ายสไปโรไจราใชใ้ นการสังเคราะห์ดว้ ยแสงมากทส่ี ุด เหตุใดจงึ คดิ เช่นนนั้ (แสงสีแดงและ

แสงสนี ้าเงินเพราะแบคทเี รียทชี่ อบแกส๊ ออกซิเจนมารวมกล่มุ อย่มู ากท่สี ุด แสดงวา่ มปี ริมาณแก๊สออกซิเจนเกิดขึ้น
จากกระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสงมากที่สุดในบริเวณท่ีสาหร่ายได้รบั แสงสีแดง และแสงสีนา้ เงิน)

- นักเรียนคิดว่าซัลเฟอร์มาจากการสะลายของสารใด (ซัลเฟอร์มาจากการสลายตัวของ

ไฮโดรเจนซลั ไฟด์)
- จากการทดลองของ นลี เป็นไปไดห้ รอื ไม่ที่จะกล่าวว่าแก๊สออกซิเจนท่ไี ดจ้ ากการสงั เคราะหดว้ ยแสง

ของพชื มาจากน้า (เป็นไปได้ออกซิเจนนา่ จะมาจากน้าเหมอื นกับซัลเฟอร์มาจากไฮโดรเจนซัลไฟด์)

- การทดลองของ แซม รูเบน และมาร์ติน คาเมน สนับสนุนสมมุติฐานของ แวน นีล หรือไม่
อย่างไร (สนบั สนุน เนือ่ งจากเมือ่ ให้ออกซเิ จนในโมเลกุลน้าเป็นออกซิเจนชนิดใด แก๊สออกซิเจนท่ีปล่อยออกมา

เป็นออกซเิ จนประเภทเดยี วกนั )
- เกลอื เฟอริก (Fe3+) เปลยี่ นไปเป็นเกลอื เฟอรัส (Fe2+) ได้เพราะเหตใุ ด และเกลอื เฟอริกทาหน้าท่ี

เปน็ สารใด (เกลือเฟอริก (Fe3+) เปลี่ยนไปเปน็ เกลือเฟอรัส (Fe2+) ได้ เพราะรับอิเล็กตรอนมาเพ่ิม 1 อิเล็กตรอน

เกลอื เฟอริกทาหน้าทเี่ ป็นตวั รบั อิเลก็ ตรอนจากการแตกตวั ของน้า)
- ถ้าไม่มีตวั รับอิเล็กตรอน น้าจะแตกตวั ได้แกส๊ ออกซเิ จนหรือไม่ (ไม่ได้)

149

- ในการแตกตัวของน้าเพ่ือให้ได้แก๊สออกซิเจน จาเป็นต้นมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มาเก่ียวข้อง

หรือไม่ และจาเปน็ ต้องใช้แสงหรือไม่ (ไม่จาเปน็ ตอ้ งมีแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ แตจ่ าเปน็ ต้องมแี สง)
- พืชจะให้ NADPH และ O2 ถ้ามีสารใด (พชื จะให้ NADPH+ และ H2O อยดู่ ว้ ย)
- ถา้ ไม่ใส่ NADPH+ ลงไปหรอื ไม่ ถา้ มี ADP + Pi พชื สามารถสร้างสารใดได้ (พืชสามารถสร้าง ATP

ได้)

- ข้ันตอนการทดลองน้ตี ้องใช้ CO2 หรือไม่ (ไม่ต้องใช)้
- สรุปปจั จยั ทใี่ ชใ้ นการสังเคราะห์น้าตาลคอื สารใด (NADPH ATP และ CO2)
- ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสงประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ๆ อะไรบ้าง และแต่ละข้ันตอนมี

ความสาคัญอย่างไรสรปุ เปน็ แผ่นภาพไดว้ า่ อย่างไร (การสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงประกอบด้วยขั้นตอนการใช้แสง และ

ขั้นตอนตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ขั้นตอนการใช้แสงจะได้ออกซิเจนและไฮโดรเจนไอออน ส่วนขั้นตอนตรึง
คารบ์ อนไดออกไซด์เปน็ การสงั เคราะหน์ ้าตาลโดยใช้ ATP NADPH และคาร์บอนไดออกไซด์สรุปเป็นแผนภาพได้

ดังน้ี)

น้า แสง ออกซิเจน
คาร์บอนไดออกไซด์ คลอโรฟิ ลล์ น้าตาล

8. ครเู ปิดโอกาสใหน้ ักเรียนสอบถามเน้ือหา เรอื่ ง การคน้ คว้าที่เก่ียวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วย
แสง ว่ามีสว่ นไหนทีไ่ ม่เข้าใจและใหค้ วามร้เู พ่มิ เติมในส่วนน้นั

3. ขน้ั ลงขอ้ สรุป

1. ครูมอบหมายให้นักเรยี นสรปุ ความคดิ รวบยอดเกี่ยวกบั เน้อื หาทไี่ ดเ้ รียนในวนั น้ี
2. ครูมอบหมายให้นักเรียน ไปศึกษาเน้ือหา เร่ือง กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ท่ีจะเรียนในคาบ

เรียนต่อไป มาล่วงหน้า

ส่อื กำรเรียนกำรสอน

1. หนงั สอื เรยี นวชิ าชวี วทิ ยา 4 ของ สสวท.
2. ใบความรทู้ ่ี 9 เรือ่ ง การคน้ คว้าทเี่ กีย่ วข้องกบั กระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสง

3 สอ่ื โปรง่ แสง/ แผนภาพทเ่ี กี่ยวขอ้ ง

กำรวดั ผลประเมินผล

กำรวัดผลประเมนิ ผลด้ำน วธิ กี ำรวัด เครอ่ื งมอื วดั เกณฑก์ ำรผำ่ น
1.การสรปุ ความคดิ รวบยอด 1. ทาไดถ้ ูกตอ้ ง 70 % ข้ึนไป
1. ด้านความร้คู วามเขา้ ใจ 1.การสรุปความคดิ รวบ ได้คะแนนในระดบั 2 ขนึ้ ไป
ยอด แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการทา ไดค้ ะแนนในระดบั 2 ขึ้นไป
2. ดา้ นทกั ษะกระบวนการ สงั เกตจากการปฏบิ ัติ กจิ กรรม/ทักษะวทิ ยาศาสตร์
กิจกรรม ในชั้นเรยี น แบบสงั เกตพฤติกรรมความ
3. ด้านคณุ ลกั ษณะทีพ่ ึง การสงั เกตพฤติกรรมความ สนใจและตง้ั ใจเรียน
ประสงค์ สนใจ และตง้ั ใจเรยี น

150

ควำมคิดเหน็ ของผบู้ งั คับบัญชำ

หัวหนำ้ กลมุ่ สำระกำรเรยี นรู้วิทยำศำสตร์
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงชื่อ)
(นางดารณี พงษส์ บาย)

หวั หนา้ กลมุ่ สาระฯวทิ ยาศาสตร์
หวั หน้ำกลุม่ บริหำรวิชำกำร
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงช่ือ)
(นางพรพริ ณุ แจง้ ใจ)

หัวหน้ากลุ่มบริหารวชิ าการ
ควำมเห็นของผ้บู ริหำรโรงเรียน
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงชอ่ื )
(นางลดั ดา ผาพันธ์)

ผูอ้ านวยการโรงเรยี นโคกโพธ์ิไชยศกึ ษา

151

ใบควำมรู้ ที่ 9
กำรคน้ ควำ้ ท่ีเกย่ี วขอ้ งกบั กระบวนกำรสังเครำะห์ด้วยแสง
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ในระบบนเิ วศพชื ทาหนา้ ที่เปน็ ผู้ผลิต (Producer) จึงเป็นตวั เปลย่ี นสารอนนิ ทรียใ์ ห้เป็นสารอินทรีย์ โดย
กระบวนการสงั เคราะห์ดว้ ยแสง ซ่ึงอาศัยคลอโรฟลิ ล์ นา้ คาร์บอนไดออกไซด์ และแสง เป็นปัจจัยสาคัญ ดงั ท่ี
ได้เรียนร้มู าต้ังแตช่ น้ั มัธยมศกึ ษาตอนต้นแล้วน้ัน ในปัจจบุ ันนกั วทิ ยาศาสตร์กย็ ังทาการคน้ ควา้ ศกึ ษาอย่างต่อเนื่อง
เพ่ือเพ่ิมพูนความรู้มากขึ้นเรื่อย ๆ ในช้ันนี้นักเรียนจะได้ศึกษาขั้นตอน และปฏิกิริยาต่าง ๆ ในกระบวนการ
สังเคราะหด์ ว้ ยแสงเพม่ิ ขน้ึ

13.1 กำรค้นคว้ำท่เี กี่ยวข้องกบั กระบวนกำรสังเครำะหด์ ้วยแสง
ก. กำรทดลองเพ่อื แสดงว่ำกำรสร้ำงแปง้ ของใบไม้อำศยั แสงสวำ่ ง

ใชต้ ้นไม้ทม่ี ีใบบาง ๆ และไมแ่ ข็งแรง ซึง่ ปลกู อยู่ในกระถางเป็นพชื ทดลองโดยการนาต้นไมก้ ระถางนีไ้ ปวาง
ไว้ในห้องมืด ประมาณ 30-36 ช่ัวโมง เพื่อให้พืชใช้อาหารท่ีสร้างขึ้นมาแล้วเก็บไว้ท่ีใบให้หมด จากน้ันตัด
กระดาษตะกัว่ หรอื กระดาษดาหนา ๆ สองแผ่น แผ่นหนึ่งปดิ ใต้ใบ อีกแผ่นหน่ึงปิดบนหลังใบ ใช้คลิปหนีบเอาไว้
จากน้นั จงึ ยกกระถางน้ีออกมาต้งั ไวก้ ลางแดด ประมาณ 6 ช่ัวโมง เด็ดใบที่มีกระดาษหนีบอยู่นี้ออกมาจากต้น
ดึงคลิปและกระดาษออก นาใบน้ีไปตม้ นา้ ร้อนเพื่อทาลายเอนไซม์และเซลล์ พร้อมกับทาให้เม็ดแป้งสุก จากนั้น
นาใบทีต่ ม้ แลว้ น้ีไปแชน่ ้าแอลกอฮอลร์ ้อน ๆ เพอ่ื ละลายคลอโรฟลิ ลใ์ นใบ ตอนน้ีจะเห็นว่าใบมีสีขาวซีด เม่ือยกอ
อกมาจากแอลกอฮอล์แล้วนาไปแช่ในน้ายาไอโอดีน พบว่าบริเวณใบที่ถูกปิดด้วยกระดาษจะไม่มีสีน้าเงินเกิดขึ้น
ส่วนอน่ื ของใบทถี่ ูกแสงสวา่ งมีสนี า้ เงนิ แก่ แสดงวา่ การสรา้ งแปง้ ทใี่ บน้ันจาเป็นต้องใชแ้ สง

รูป แสดงกำรทดสอบใบไมว้ ่ำหำกไม่สแี สงจะไม่เกดิ กำรสังเครำะห์ด้วยแสง

ข. กำรทดสอบเพือ่ แสดงวำ่ กำรสร้ำงอำหำรของพชื อำศยั คลอโรฟลิ ล์
การทดลองน้ตี อ้ งใช้ใบที่มจี ุดขาวหรือรอยด่างขาว ๆ เช่น ใบพลูดา่ ง หรือใบสาวน้อยประแป้ง เป็นต้น
เอาใบชนิดน้ีไปต้มในน้าเดือดเพ่ือทาลายเอนไซม์และเซลล์ จากน้ันจึงนาไปแช่ในแอลกอฮอล์ร้อน ๆ เพ่ือสกัด
คลอโรฟิลล์ แล้วจมุ่ ใบนี้ลงไปในสารละลายไอโอดนี จะเหน็ ว่าจะมีสีน้าเงินแก่ เฉพาะบริเวณใบที่เคยมีสีเขียวมา
ก่อนเท่านั้น บริเวณที่มีส่วนขาว ๆ แต่เดิมจะไม่ให้สีน้าเงินแก่ด้วย แสดงว่าเฉพาะบริเวณท่ีมีคลอโรฟิลล์ในใบ
เทา่ นัน้ ท่สี ร้างอาหารเองได้

ค. กำรทดลองเพือ่ แสดงวำ่ พืชตอ้ งใชค้ ำรบ์ อนไดออกไซด์สำหรบั สรำ้ งอำหำร
ใช้ก่ิงไม้ท่ีมใี บติดอยู่ นาไปปักไวใ้ นถ้วยแกว้ แล้วนาไปทิ้งไวใ้ นหอ้ งมืดประมาณ 24 ชั่วโมง จากน้ัน
นาทงั้ หมดนี้ไปไวใ้ นขวดโหลขนาดใหญ่ ดงั รปู ท่ี 2 จดั อปุ กรณด์ ังภาพ แล้วยกอุปกรณ์ท้ังหมดไปตากแดด 3-4
ชว่ั โมง พร้อมกบั ดดู อากาศออกตลอดเวลา จากนน้ั จงึ เด็ดใบไปทดสอบแปง้ ในใบตามกระบวนการท่ีทดลองมาแล้ว

152

จะไมพ่ บวา่ มแี ป้งอยเู่ ลย หรือ อาจจดั เครอ่ื งมือดงั รปู ที่ 3 แล้วทดสอบใบจะพบว่าใบท่ีมีแป้งคือใบในกระถาง ข
การทดสอบทงั้ สองแบบชีใ้ หเ้ ห็นว่า การสังเคราะหอ์ าหารของพชื น้ันตอ้ งใช้แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์

รปู ที่ 2 แสดงวำ่ พชื ต้องใช้แก๊สคำร์บอนไดออกไซดใ์ นกำรปรุงอำหำร

รปู ท่ี 3 แสดงกำรทดลองว่ำกำรสงั เครำะหด์ ว้ ยแสงต้องอำศยั แก๊สคำร์บอนไดออกไซด์
ในรปู ก. จะไมม่ ีกำรสงั เครำะหด์ ้วยแสง สว่ นในรปู ข. นนั้ จะมีเป็นปกติ
13.1.1 ประวตั ิกำรคน้ คว้ำเกี่ยวกบั กำรสังเครำะหด์ ้วยแสง

ก. กำรทดลองของแวน เฮลมองท์ เม่ือเกือบ 400 ปีมาแล้ว คือ ในปี พ.ศ. 2191 (หรือ ค.ศ.
1648) มผี ลงานของ ฌอง แบบตสิ ท์ แวน เฮลมองท์ (Jean Baptiste Van Helmont) นกั วทิ ยาศาสตร์ชาว
เบลเยย่ี ม (มีชีวิตระหว่าง พ.ศ. 2120 -2187) ตีพมิ พอ์ อกมาแสดงถงึ การทดลองทใ่ี ชร้ ะยะเวลานาน (ท่ีนักเรียน
อาจเหน็ วา่ เป็นการทดลองง่าย ๆ แต่นกั เรียนตอ้ งตระหนกั วา่ สมยั นั้นอุปกรณท์ ใี่ ช้ทดลองไม่สามารถเปรียบเทียบ
กับอุปกรณ์ท่ีใช้ในการทดลองในสมัยนี้ได้ ยิ่งปัจจุบันคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาทอย่างมาก ในกระบวนการ
วิทยาศาสตร์ด้วยแล้ว การสังเกตผลการทดลองในสมัยโบราณอาจเป็นของเด็กเล่นไป แต่หากไม่มีการทดลอง
เหลา่ นนั้ แลว้ คอมพิวเตอรใ์ นยคุ ปจั จุบนั กค็ งไม่เกิดข้นึ เช่นกนั )

การทดลองนน้ั เริ่มจากปลูกต้นหลิวน้าหนัก 5 ปอนด์ ในถงั ไมใ่ บใหญท่ ่มี ดี ินหนัก 200 ปอนด์ ซ่งึ ทาให้
แหง้ สนิทในต้อู บแลว้ ใช้น้าฝนใส่ดินให้ชื้นอยูเ่ สมอ และไมใ่ ส่อะไรเพ่ิมลงไปอกี เลย เพือ่ ไม่ใหฝ้ นุ่ เขา้ ไปในถังจึงปิด
ฝา ให้มีเพียงรูเดยี วสาหรับตน้ หลิวโผลข่ น้ึ มา

หลังจากน้นั 5 ปี เอาตน้ หลวิ ไปชั่ง ไดน้ า้ หนกั 169 ปอนด์ 3 ออนซ์ ส่วนดินเมื่อเอามาอบแห้ง
แล้วชั่ง ไดน้ า้ หนกั 199 ปอนด์ 14 ออนซ์

จะเห็นวา่ น้าหนักดนิ ใน 5 ปี หายไปเพียง 2 ออนซ์ ในขณะท่ีภายใน 5 ปี น้าหนักต้นหลิวเพิ่มขึ้น
164 ปอนด์ ซึง่ เฮลมองท์ สรปุ ว่า นา้ หนัก 164 ปอนดท์ ี่ประกอบดว้ ยเนื้อไม้ เปลือกไม้ และรากเกิดจากน้าท่ี
ใชร้ ดตน้ หลิวเทา่ นัน้

153

จะเห็นว่าขอ้ สรปุ ของแวน เฮลมองท์ น้ันสมเหตุสมผลดี สาหรับยุคนั้น เพราะเขาใช้น้าฝนรดต้นหลิว
หากพืชไดร้ บั อาหารจากดินนา้ หนกั ดินควรจะหายไปมากกวา่ นนั้ หากเปน็ สมัยนี้นักเรียนพอจะช้ใี ห้เหน็ ได้ว่า แวน
เฮลมองท์ มิได้คดิ ถงึ ปจั จยั อ่ืนท่ีเกย่ี วข้องกบั การทดลองน้นั ดว้ ย เช่น แสงสว่าง แก๊สต่าง ๆ ความเป็นกรด - ด่าง
ของดนิ และอณุ หภูมิ เป็นตน้

นอกจากการสรปุ ที่สมเหตุสมผลของ แวน เฮลมองท์ แลว้ นักเรยี นคงเห็นความเป็นนักวิทยาศาสตร์ของ
แวน เฮลมองท์ จากการควบคุมการทดลองในแง่อื่นอีก (นอกจากควบคุมมิให้สิ่งอื่น ๆ ตกลงไปเพิ่มในดินท่ี
ทดลอง โดยการปิดฝาใหม้ ดิ แล้วเจาะเฉพาะรทู ่ใี ห้ตน้ หลวิ โผล่ข้นึ มาเท่านั้น) เช่น การอบให้ดินแห้งก่อนและหลัง
การทดลองเพื่อควบคุมเปอร์เซน็ ต์ความชน้ื ในดนิ ไม่ใหม้ าเก่ียวขอ้ ง หรือการรดตน้ หลวิ ด้วยน้าฝนหรือนา้ กลน่ั ไม่
ใชน้ า้ จากบอ่ หรือสระ ซ่งึ อาจมีแรธ่ าตตุ ่าง ๆ ปะปนอยู่ด้วย

รปู ท่ี 7 แสดงถึงกำรเจรญิ ของตน้ หลิวท่ี แวน เฮลมองท์ ปลูกเป็นเวลำ 5 ปี น้ำหนกั ที่เพิ่มข้นึ ของตน้ หลิว
ไม่เท่ำกับน้ำหนกั ของดนิ ทหี่ ำยไป (ในกำรทดลอง แวน เฮลมองท์ ปิดภำชนะที่ปลูกต้นหลิว มีแต่รูท่ีเจำะให้
ลำตน้ โผลข่ ึ้นไปเทำ่ น้นั เพ่อื ป้องกนั กำรเพม่ิ ของวตั ถุตำ่ ง ๆ เช่น ใบไม้ รวมท้งั สัตวเ์ ข้ำไปคยุ้ ได้ด้วย)

หลังจากผลงานของ แวน เฮลมองท์ แลว้ มีนักวทิ ยาศาสตร์ทดลองเก่ียวกับการสร้างอาหารของพืชกัน
อีกหลายทา่ น

ข. กำรทดลองของโจเซฟ พริสต์ลีย์ ในปี พ.ศ. 2315 (ค.ศ.1772)โจเซฟ พริสตีย์ (Joseph
Priestley) นักวทิ ยาศาสตรช์ าวองั กฤษ (มชี ีวติ อยูร่ ะหว่าง พ.ศ. 2276 -2347) ได้พิมพ์เผยแพร่ผลงานของเขา
เกี่ยวกบั การทดลองแกส๊ บางชนิด โดย กำรทดลองที่ 1 ทาการจุดเทียนไขแล้วใช้ครอบแก้วครอบไว้ ปรากฏว่า
เทียนไขน้ันจะดับ เช่นเดียวกบั การใชค้ รอบแกว้ ครอบหนเู ป็น ๆ ท้ิงไวส้ กั ครู่ หนูจะตาย และหากใชเ้ ทยี นไขไปใส่ไว้
ในครอบแก้วครอบจนหนตู ายไปแล้ว โดยไมใหแ้ กส๊ ภายในครอบแก้วเดิมเปล่ียนไป แล้วจุดเทียนไข เทียนไขจะ
ดับ หรือการแบง่ แกส๊ ในครอบแกว้ ทห่ี นตู ายไปแล้ว ออกเปน็ 2 ส่วน แลว้ จดุ เทียนไข ปรากฏว่าเทียนไขจะดับ
ในทันที (ท้ังน้ีโดยการแบง่ แก๊ส หรือใส่เทียนไขผา่ นน้าเพือ่ ไมใ่ หแ้ กส๊ ภายในครอบแกว้ เปล่ยี นแปลง รวมท้ังการจุด
เทียนไขใช้เลนสน์ ูนจดุ รวมแสง)

154

รปู ที่ 8 กำรทดลองของพริสต์ลีย์เกยี่ วกบั อำกำศเสยี
ในยุคนั้นเข้าใจกันวา่ อากาศที่หนหู ายใจออกมาหรืออากาศท่ีทาใหเ้ ทียนไขดับเปน็ อากาศเสยี
การทดลองท่ี 2 พรสิ ตล์ ยี ์ลองเอากิง่ สาะแหน่ใส่ครอบแก้วที่ครอบเทียนไขแล้วจนดับ ทิ้งไว้ 10 วัน
ลองจุดเทยี นไขในครอบแก้วใหม่ ปรากฏวา่ จุดเทียนไขติดภายในครอบแกว้ ถึงเขาจะทาซ้าอกี ไม่น้อยกว่า 8-10
คร้ังกไ็ ดผ้ ลเช่นเดมิ

รูปท่ี 9 กำรทดลองท่ี 2 ของพริสตล์ ยี ์ เกยี่ วกบั อำกำศเมื่อมีต้นพืชมำเกยี่ วข้อง
หลายครงั้ ท่เี ขาทดลองแบ่งปรมิ าตรของอากาศในครอบแกว้ ทคี่ รอบจนเทียนไขดบั แล้วออกเป็น 2 ส่วน
เอากิง่ ไม้ใสส่ ่วนหนึ่งและปลอ่ ยอกี สว่ นหน่ึงบรรจใุ นภาชนะแก้วท่ีคว่าไว้ในน้า แต่ไม่มีกง่ิ ไม้ ซงึ่ ถอื ว่าเป็นตัวควบคมุ
การทดลองของพรสิ ตล์ ยี ท์ กุ ครง้ั เขาพบว่าเทียนไขจะจุดตดิ ในอากาศส่วนแรก (ที่มีพืชอยู่) และดับในอากาศส่วนท่ี
สอง (ทไ่ี ม่มีพืชอยู)่ และเขายงั พบว่าเพียง 5 หรอื 6 วนั กพ็ อเพยี งสาหรับการเอาอากาศดกี ลบั คนื มา โดยการ
ใช้พืชใสไ่ วใ้ นครอบแก้ว
ดังนนั้ พรสิ ต์ลีย์จึงเปน็ ผทู้ ่พี บวา่ พชื สเี ขียวสามารถเปลย่ี นอากาศท่ีไรค้ ่า หรอื อากาศเสียให้เป็นอากาศดี
ได้ แต่เขายังไม่ทราบวา่ เป็นเพราะอะไร
ค. กำรทดลองของอนิ เก็น ฮูซ
หลังจากท่ีพริสต์ลีย์พบว่าพืชสามารถเปล่ียนอากาศเสียให้เป็นอากาศดีแล้ว อีก 7 ปี คือ ในปี พ.ศ.
2322 (ค.ศ. 1779) แจน อินเก็น ฮูซ (Jan Ingen Housz) นายแพทย์ชาวฮอลันดา หรือชาวดัทช์ ได้
ทดลองใหเ้ ห็นว่า การค้นพบของพริสต์ลีย์นั้นจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเม่ือพืชได้รับแสงสว่างเท่าน้ัน จึงสามารถเปลี่ยน
อากาศเสียให้เปน็ อากาศดี

155

รปู ที่ 10 กำรทดลองของ แจน อนิ เก็น ฮซู
ในปี พ.ศ. 2325 (ค.ศ. 1782) ฌอง ซีนเี ยร์ (Jean Senebier) ได้แสดงให้เห็นว่า พืชสีเขียวจะ

สร้างอากาศดี กต็ ่อเมอ่ื มีอากาศเสยี หรอื คารบ์ อนไดออกไซดอ์ ยดู่ ว้ ยเทา่ นนั้ อากาศเสียจะสร้างขึ้นโดยสัตว์และพชื
ทีอ่ ย่ใู นที่มดื ซ่ึงจะไปกระตุ้นใหพ้ ชื สรา้ งอากาศดีหรือออกซิเจนในที่ทมี่ ีแสง

ในชว่ งนน้ั ความรู้ทางเคมเี จรญิ รวดเรว็ จนกระท่ังสามารถพิสูจน์ได้ว่า แก๊สที่เกิดจากการหายใจและการ

เผาไหมเ้ ปน็ แกส๊ ชนดิ เดยี วกนั เรยี กวา่ แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ และแก๊สที่ใช้ในการหายใจ และช่วยในการลุก
ไหม้ คือ แกส๊ ออกซิเจน ดงั นัน้ พืชจงึ สามารถเปลย่ี นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ใหเ้ ปน็ แกส๊ ออกซิเจนได้หากมีแสง

สว่าง แต่ยังไมม่ ีผูใ้ ดในสมยั นน้ั ทีจ่ ะทราบวา่ พชื ทาอย่างไรจึงเปล่ียนแกส๊ คาร์บอนไดออกไซดใ์ ห้เป็นแก๊สออกซเิ จน

ดงั น้นั ในช่วงนัน้ นักวทิ ยาศาสตรท์ ราบแล้วว่ามแี กส๊ อย่างนอ้ ย 2 ชนดิ ทีเ่ กย่ี วขอ้ งกับการสังเคราะห์แสง
และจากการศึกษาของลาวัวซิเอร์ และทา่ นอ่ืนก็แสดงให้เหน็ วา่ แก๊สนัน้ คือ คารบ์ อนไดออกไซด์และออกซิเจน

หลังจากนนั้ การทดลองของแจนอนิ เกน็ ฮูซ 17 ปี คอื ในปี พ.ศ. 2339 (ค.ศ.1796) ฮูซ พบว่าพืชไม่
เพียงแต่เป็นตัวเปลยี่ นแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดใ์ หเ้ ป็นแกส๊ ออกซเิ จนเท่าน้นั แต่ยังมีการสร้างสารอินทรีย์ ซ่ึงเป็น

สารประกอบคาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์ และปลอ่ ยออกซิเจนออกมา ซง่ึ งานของฮูซ มีผู้ศึกษาต่อ คือ เดอ

โซซรู ์ ในปี พ.ศ. 2347
ชว่ งนจี้ ึงสรุปแผนผังการสรา้ งอาหารของพืชไดด้ ังนี้

แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ พืชสีเขสียาวรอินทรยี ์ + แกส๊ ออกซเิ จน
แสงสว่าง

ง. กำรทดลองของนิโคลำส ธีโอดอร์ เดอ โซซูร์ ถัดมาอีก 8 ปี คือในปี พ.ศ. 2347 (ค.ศ.
1804) นักพฤษศาสตร์ ชาวสวิส ช่ือ นิโคลาส ธีโอดอร์ โซซูร์ (Nicolas Theodore de Saussure) ได้

พบวา่ น้าหนักพืชทีเ่ พิ่มขน้ึ น้ันมากกว่าน้าหนักของน้าท่ีพืชได้รับ เขาจึงสรุปว่าน้าหนักท่ีเกินไปน้ีเป็นน้าหนักแก๊ส

คาร์บอนไดออกไซด์ ที่พชื ได้รบั แผนผังการสรา้ งอาหารพชื จงึ มกี ารเปลีย่ นแปลงเป็น

แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์+ น้า พชื สีเขียว สารอนิ ทรีย์ + แกส๊ ออกซิเจน

แสงสวา่ ง
ในชว่ งเวลาต่อมาจงึ มีการวิเคราะหส์ ารอินทรียท์ ไ่ี ดด้ ว้ ยกระบวนการทางเคมี จงึ พบวา่ สารอินทรียท์ ่ไี ดจ้ าก

การสรา้ งอาหารของพืชนัน้ คือ คาร์โบไฮเดรต ซ่ึงคาร์โบไฮเดรตชนิดหน่ึงในพชื ทท่ี ดลองและทดสอบได้ง่าย ๆ ก็

คือ แป้ง ดังน้นั แผนผังการสรา้ งอาหารของพืชจึงเปลี่ยนแปลงไปดงั น้ี

แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์+ น้า พืชสีเขียว คาร์โบไฮเดรต + แก๊สออกซเิ จน

แสงสว่าง
จ. ในปี พ.ศ. 2405 (ค.ศ. 1862) จเู ลยี ส ซาซ (Julius Sachs) พบวา่ คาร์โบไฮเดรตที่พืชสร้างขึ้น

คอื นา้ ตาล ใชส้ ูตรนา้ ตาลโมเลกุลเดย่ี ว หรือน้าตาลกลูโคส ซง่ึ มสี ตู ร C6H12O6 แทนคาร์โบไฮเดรต สมการสร้าง
อาหารของพืชจึงเปน็

6CO2  6H2O พืชสีเขียว C6H12O6  6O2
แสงสว่าง

156

พชื ใชน้ า้ ตาลกลโู คสที่ไดจ้ ากกระบวนการสรา้ งอาหารน้ี นาไปสร้างสารประกอบคาร์โบไฮเดรตรูปอ่ืน ๆ
รวมทั้งสารอาหารอืน่ ๆ อกี ด้วย เช่น ไขมัน โปรตนี จงึ เรียกกระบวนการสร้างคาร์โบไฮเดรต ของพืชโดยการใช้
แสงนีว้ า่ การสังเคราะหด์ ว้ ยแสง (Photosynthesis)

ในยคุ แรก ๆทราบแตเ่ พยี งว่า แสงสวา่ งเกยี่ วข้องกับการสรา้ งอาหารของพชื แต่ไมท่ ราบวา่ พชื ใช้แสงเข้าไป
ทาอะไร ทราบแตเ่ พียงวา่ พืชใชว้ ัตถดุ ิบชนดิ ใดและเมื่อส้นิ สุดกระบวนการแล้วได้อะไรออกมา

หลายปีต่อมา เมื่อได้นาเอาสารประกอบท่ีพืชสร้างขึ้นมา จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงมาหา
ปริมาณพลังงานที่แฝงอยู่ แล้วพบว่าพลังงานที่มีอยู่ในอาหารซ่ึงพืชสร้างขึ้นน้ันมีมากกว่าพลังงานท่ีมีอยู่ใน
คารบ์ อนไดออกไซด์กับนา้ ท่ใี ช้ในกระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง ทัง้ ๆ ทีพ่ ลงั งานนนั้ ไม่มกี ารเกดิ ใหม่ ไมม่ กี ารสญู
หาย เพยี งแต่สามารถเปลี่ยนรปู พลังงานแสง จงึ เป็นการเปลย่ี นแปลงพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี และสิ่งท่ี
จาเปน็ ท่ีสุดที่พชื จะต้องใชใ้ นการสงั เคราะหด์ ้วยแสง คือ คารบ์ อนไดออกไซด์ น้า และแสงสว่าง และผลติ ภัณฑ์ท่ี
ได้ คือ ออกซิเจน คาร์โบไฮเดรต

ฉ. ในปี พ.ศ. 2426 (ค.ศ. 1883) เองเกลมัน (T.W.Engelmann) นักชวี วิทยาชาวเยอรมนั ได้ศึกษา
การสังเคราะห์ดว้ ยแสง ในสาหร่ายสีเขยี วสไปโรไจรา Spirogyra ซ่ึงเป็นสาหรา่ ยสายยาวคล้ายริบบน้ิ ภายในแต่
ละเซลลข์ องสาหร่ายมคี ลอโรพลาสตพ์ ันเป็นเกลยี ว เขานาสาหร่ายใสใ่ นหยดน้าที่มีแบคทีเรียท่ีต้องการออกซิเจน
(Aerobic bacteria) แล้วใช้ปรซิ มึ แยกแสงทส่ี อ่ งเขา้ มา ใหแ้ ยกออกเปน็ สเปกตรัมของแสงสีตา่ ง ๆ และส่องเขา้ ไป
ในสาหร่ายทาให้คลอโรพลาสต์ของสาหร่ายได้รับแสงสีต่าง ๆ กัน ตามสเปกตรัม เมื่อเขานามาส่องดูด้วยกล้อง
จุลทรรศน์ จะเห็นแบคทเี รียมารวมกลุ่มอย่รู อบๆ คลอโรพลาสตต์ รงบริเวณทีไ่ ดร้ บั แสงสแี ดง และแสงสนี า้ เงิน เขา
จึงสรุปวา่ แสงสีแดง และแสงสนี ้าเงินใหผ้ ลดที ส่ี ดุ ในการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง เพราะบริเวณที่มีการสังเคราะห์ด้วย
แสงมากจะให้ออกซเิ จนออกมามาก แบคทเี รียจงึ มารวมกลุ่มกนั มาก

รปู ที่ 11 แสดงกำรทดลองของเองเกลมัน จะพบวำ่ แบคทีเรยี ไปรวมกลมุ่ กันรอบคลอโรพลำสต์
ทีไ่ ดแ้ สงสนี ำ้ เงินและสแี ดง

ช. กำรทดลองของ แวนนลี
ในช่วงเวลาน้ี นักชีววิทยาส่วนใหญ่ยังยอมรับความคิดของ อิน เก็นฮูซที่ว่า ออกซิเจนที่ได้จากการ

สังเคราะห์ดว้ ยแสงมาจากคาร์บอนไดออกไซด์ จนกระท่งั ในปี พ.ศ. 2473 (ค.ศ. 1930) แวนนีล(Van Niel)
นักศกึ ษาท่มี หาวิทยาลยั สแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา พบวา่ แบคทีเรียบาง สปีชีส์ สามารถสงั เคราะห์ดว้ ยแสงได้
โดยไม่ใชน้ ้า แตใ่ ชไ้ ฮโดรเจนซลั ไฟต์ ( H2S ) แทนแล้วได้ซัลเฟอร์แทนที่จะเป็นออกซิเจน ดังนั้นสารที่สลายตัว

157

ในชว่ งใช้แสงจงึ เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไม่ใช้คารบ์ อนไดออกไซด์ แลว้ ได้ไฮโดรเจนกบั กามะถนั ต่อมาไฮโดรเจนเขา้
มาทาปฏิกริ ิยากบั คารบ์ อนไดออกไซด์ ได้ สารประกอบคาร์โบไฮเดรตและกามะถนั ดังสมการ

CO2  2H2S แบคทีเรีย CH2O  2S  H2O
แสงสว่าง

ซึ่งแวนนีลเปรยี บเทียบกบั การสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงของพชื แล้วน่าจะคล้าย ๆ กนั คอื แสงสว่างน่าจะทาให้
โมเลกุลของนา้ แตกตัวได้ออกซิเจนอสิ ระ ดังสมการ

CO2  2H2O พชื สีเขียว CH2O  O2  H2O
แสงสว่าง

จากการทดลองของแวนีล ซึ่งสรุปวา่ ออกซิเจนท่ีพชื สรา้ งได้มาจากน้า ไม่ใช่ได้จากคาร์บอนไดออกไซด์นั้นได้รับ

การพิสูจน์ในปี พ.ศ. 2484 (ค.ศ. 1941) โดยแซมวล รูเบนและมาร์ติน คาเมน (Samuel Ruben and
Matin Kamen)

หากเป็นเช่นนี้จริง ๆ แล้ว กระบวนการสงั เคราะห์ดว้ ยแสงนา่ จะแยกได้เป็น 2 ข้ันตอน คือ ช่วงใช้แสง
แยกน้าให้ออกซเิ จน ส่วนอกี ช่วงหนงึ่ เปน็ ชว่ งไม่ใช้แสงสร้างคารโ์ บไฮเดรตข้นึ มา

ไฮโดรเจนที่เกิดจากการสลายตัวของน้าจะถูกนาไปใช้สร้างคาร์โบไฮเดรต น้าจึงเป็นตัวให้ไฮโดรเจน

ขณะที่คารบ์ อนไดออกไซด์เปน็ ตัวรบั ไฮโดรเจน
สรปุ ไดว้ า่ ในปฏิกริ ิยาทตี่ ้องใชแ้ สงนนั้ ใหไ้ ฮโดรเจนและไฮโดรเจนเข้าร่วมกับปฏกิ ิริยาทไี่ มต่ อ้ งใช้แสง ทา

ให้ได้คาร์โบไฮเดรต

จนกระทง่ั ยคุ ต่อมาพบว่า ถงึ แม้แวนนีลตงั้ สมมตฐิ านวา่ กระบวนการสังเคราะห์ดว้ ยแสงของพืชคล้ายคลึง
กบั กระบวนการสังเคราะห์ดว้ ยแสงของแบคทเี รียบางชนดิ นนั้ ความจรงิ มิได้เหมอื นกันทุกประการ มีเพียงช่วงใช้

แสง และไม่ใช้แสงเทา่ นน้ั ทีเ่ หมือนกัน แต่ขน้ั ตอนต่าง ๆ รวมท้งั ขัน้ ตอนตา่ ง ๆ ทพี่ ลังงานแสงเข้าไปทาปฏิกิริยา
นนั้ มอี กี หลายข้ันตอนและเปน็ ปฏกิ ริ ิยาท่ีเกิดข้ึนในระดบั เซลล์

กำรสงั เครำะห์ดว้ ยแสงทำให้เกดิ แก๊สออกซเิ จนไดอ้ ย่ำงไร
โดยปกตแิ ลว้ สมการท่ีใช้กบั การสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง คือ

6CO2  6H2O พืชสีเขียว C6H12O6  6O2

สาหรบั ธาตแุคสารง์บสอวน่ากงบั ไฮโดรเจนทีไ่ ดจ้ ากการสงั เคราะห์ดว้ ยแสงอย่ใู นรูปของคาร์โบไฮเดรตน้ัน
มาจากคารบ์ อนไดออกไซดแ์ ละน้าน่ันเอง ส่วนแก๊สไฮโดรเจนทีเ่ กดิ ขน้ึ น้ันเปน็ ปัญหาวา่ มาจากคาร์บอนไดออกไซด์
หรอื นา้ หรอื วา่ มาจากทั้งน้าและคาร์บอนไดออกไซด์

ซ. ปี พ.ศ. 2484 (ค.ศ. 1941) แซมวล รูแบน และมาร์ติน คาเมน (Samuel Ruben and
Martin Kamen) ทาการทดลองเพอ่ื หาคาตอบสาหรับคาถามนี้ โดยการใช้ขวดแก้ว 2 ใบ ใส่สาหร่ายสีเขียว
Chlorella ลงไปในขวดทง้ั สอง ให้มีปรมิ าณเทา่ กนั แต่สาหรบั การใสน่ า้ และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์น้นั ใชต้ ่างกนั
คอื

ขวดแรกใสค่ าร์บอนไดออกไซด์ธรรมดา แต่ใช้นา้ ซงึ่ มอี อกซิเจนเปน็ สารกมั มนั ตรังสี (18O ) คอื นา้ ที่มีสูตร

H2 18O ขวดทีส่ องใส่คารบ์ อนไดออกไซด์ ชนิด C18O2 แต่ใสน่ า้ ธรรมดา ดงั ภาพ

158

รูปท่ี 12 แผนภำพแสดงกำรทดลองเพ่อื หำที่มำของแกส๊ ออกซเิ จนทไ่ี ด้จำกกำรสงั เครำะหด์ ้วยแสง
เมื่อนาขวดทั้งสองไปต้ังรับแสง ทั้งสองขวดจะมีแก๊สออกซิเจนออกมา แต่เมื่อนาแก๊สออกซิเจนไป

ตรวจสอบปรากฏว่ามีแก๊สออกซิเจนจากขวดแรกเท่านั้นที่เป็น 18O ส่วนแก๊สออกซิเจนจากขวดท่ีสองเป็น
ออกซเิ จนธรรมดา จงึ สรปุ ได้ว่า แก๊สออกซิเจนอิสระทีไ่ ดจ้ ากการสงั เคราะห์ดว้ ยแสงเป็นออกซิเจนที่ได้จากนา้

แต่ถ้าสมมตวิ า่ ตรวจพบวา่ แกส๊ ออกซิเจนทเ่ี กิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในขวดที่สองเท่าน้ันที่
เปน็ 18O หมายความว่า แก๊สออกซิเจนอสิ ระทีไ่ ดจ้ ากการสังเคราะห์ดว้ ยแสงมาจากคาร์บอนไดออกไซด์

และถ้าสมมติว่าแก๊สออกซิเจนอิสระท่ีเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงท้ังสองขวดเป็น 18O
หมายความว่า แก๊สออกซเิ จนน้นั ได้มาจากทั้งน้าและคารบ์ อนไดออกไซด์

แต่จากที่นกั วิทยาศาสตร์ทดลองแลว้ พบวา่ 18O มาจากน้าเท่าน้ัน หากเขียนสมการการสังเคราะห์ด้วย
แสงดใู หมอ่ ีกครั้ง

6CO2  6H218O พชื สีเขียว C6H12O6  618O2
แสงสวา่ ง

จะเห็นว่า อะตอมของออกซิเจนในน้ามีจานวนเพียง 6 อะตอม แต่ออกซิเจนที่เกิดอิสระจากการ
สงั เคราะหด์ ว้ ยแสงมถี งึ 12 อะตอม ดังนน้ั ออกซิเจนอิสระ 6 อะตอมได้มาจากไหน ในการศึกษาระยะหลัง
พบวา่ ในการสงั เคราะห์ด้วยแสงมีนา้ เกดิ ขึ้นด้วย ดังนั้น สมการของการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงในทางชีววิทยาจึงต้อง
เปลี่ยนใหมเ่ ป็น

6CO2 12H2O พชื สีเขียว C6H12O6  6H2O  6O2
จากสมการนี้จแะสเงหส็นวไดา่ ง้ว่าจากน้า 12 โมเลกุล ซ่ึงมีออกซิเจนอยู่ 12 อะตอม ให้ออกซิเจนอิสระ

ออกมา 12 อะตอมเชน่ กัน
ในระยะแรก ๆ ที่ทดลองเกี่ยวกับการสร้างอาหารของพืช นักวิทยาศาสตร์ ทราบแต่เพียงว่าการ

สงั เคราะห์ด้วยแสงน้ันต้องใช้แสง มีคาร์บอนไดออกไซด์ และน้าเป็นวัตถุดิบ โดยมีคลอโรฟิลล์ในพืชเป็นตัว
เปลยี่ นใหไ้ ดค้ าร์โบไฮเดรตและออกซิเจนออกมา แต่ไม่ทราบว่ากระบวนการที่เกิดขึ้นน้ันเป็นอย่างไร และแสง
สวา่ งกบั คลอโรฟิลล์ทาหน้าท่อี ะไร

ฌ. การทดลองของ โรบนิ ฮิลล์ เมอ่ื พ.ศ. 2475 (ค.ศ. 1932) โรบิน ฮลิ ล์ (Robin Hill) ทาการ
ทดลอง ฉายแสงเขา้ ไปในของผสม ซ่งึ มีคลอโรพลาสตท์ สี่ กดั ออกมาจากใบของพชื พวกผักโขม โดยเตมิ เกลอื เฟอริก
เขา้ ไปด้วย พบว่าเกลือเฟอริกเปลีย่ นเปน็ เกลือเฟอรสั รวมทัง้ เกดิ ออกซเิ จนดว้ ย ดังแผนภาพ

นา้ + เกลือเฟอรกิ + คลอโรพลาสต์ แสง เกลอื เฟอรัส + แก๊สออกซิเจน

ซง่ึ พอจะเขียนเปน็ สมการซง่ึ เรยี กกนั ว่า ปฏกิ ริ ยิ าของฮิลล์ (Hill reaction) ได้ดงั น้ี

แสง
คลอโรพลาสต์

159

4Fe3  4H2O 4Fe2  4H   O2  2H2O

เปรียบเทียบกับการฉายแสงผ่านเข้าไปในของผสมท่ีไม่มีเกลือเฟอริกอยู่ด้วย จะไม่เกิดออกซิเจน ดัง
แผนภาพ

น้า + คลอโรพลาสต์ แสง ไม่เกิดแก๊สออกซิเจน

ผลของการเปรียบเทียบจากปฏิกิริยาทั้งสองน้ี แสดงว่าเกลือเฟอริกทาหน้าที่เป็นตัวรับไฮโดรเจน

(Hydrogen acceptor , ไฮโดรเจนอะตอม (H) ยังแตกตัว ให้ H  แล e ) พร้อมกับเกิดออกซิเจนใน
ปฏกิ ริ ยิ าดว้ ย ท้งั ไฮโดรเจนและออกซเิ จนท่เี กิดขน้ึ นน้ั ได้มาจากนา้ น่ันเอง ตอ่ มาไดศ้ กึ ษาทดลองจนพบวา่ สารท่ี
ทาหน้าที่เป็นตัวรับไฮโดรเจน นั้น นอกจากเกลือเฟอริกแล้วยังมีสารอื่นอีก เช่น เมธิลีนบลู เฟอริกไซยาไนด์
เปน็ ตน้

จากการค้นพบของฮิลล์ ทาใหท้ ราบว่าในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชนั้น มีตัวรับไฮโดรเจน
อยูด่ ว้ ย เพราะในปฏกิ ริ ยิ าการสังเคราะหด์ ว้ ยแสงของพืชใหอ้ อกซเิ จนออกมาตลอดเวลา

ในพชื สารประกอบท่ีทาหน้าท่ีเป็นตัวรับไฮโดรเจน คือ นิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต
(Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate) ซึง่ เขียนย่อ ๆ ไดว้ ่า NADP+ เมอื่ ได้รับไฮโดรเจนแล้ว
กลายเปน็ NADPH+ H+

รปู ที่ 13 กำรทดลองของฮิลล์

จากการทดลองของฮลี ล์ สรปุ ได้วา่ เมอ่ื คลอโรพลาสต์ได้รับพลังงานจากแสง แล้วมีตัวรับอิเล็กตรอนอยู่
ดว้ ย นา้ ก็จะแตกตวั ใหอ้ อกซิเจนโดยไมจ่ าเปน็ ตอ้ งมคี ารบ์ อนไดออกไซด์ จากการทดลองของฮิลล์ทาให้เกิดความ
สนใจและตนื่ ตวั กันมาก เพราะในการทดลองมเี พียงคลอโรพลาสต์ ซ่งึ เปน็ ออร์แกเนลลข์ องพชื เท่านัน้ ก็สามารถ
ปล่อยออกซิเจนออกมาได้ การทดลองนีจ้ ึงเก่ียวข้องกับการสงั เคราะห์ดว้ ยแสงทใี่ หแ้ นวความคดิ ว่าการสังเคราะห์
ดว้ ยแสงประกอบดว้ ย 2 ขัน้ ตอนใหญ่ ๆ คอื ขั้นตอนการปล่อยแก๊สออกซิเจนกับขั้นตอนการเก่ียวข้องกับแก๊ส
คาร์บอนไดออกไซด์

ญ . การทดลองของ แดเนียล อาร์นอน ในปี พ.ศ. 2494(ค.ศ. 1951) แดเนยี ล อาร์นอน (Daniel
Arnon) และคณะทมี่ หาวทิ ยาลยั แคลิฟอเนียแห่งเบริ ก์ เลย์ ทาการทดลองศกึ ษาตามผลงานของฮลิ ล์ อารน์ อนคดิ
ว่าถ้าใช้ ADP, หมู่ฟอสเฟต , NADP+ , CO2 และแสงใส่ลงไปในคลอโรพลาสต์ท่ีสกัดมาได้ จนเกิดปฏิกิริยา
สงั เคราะหด์ ว้ ยแสงควรได้น้าตาลเกิดข้ึน

160
เม่ืออาร์นอนไดท้ าการทดลองโดยควบคมุ ปจั จยั บางอยา่ งแล้ว สังเกตผลการทดลอง พบว่าหากให้สาร
ต่าง ๆ ดงั ท่ีคิดไว้ ยกเว้นคารบ์ อนไดออกไซด์ ปรากฏว่ามปี ฏกิ ิรยิ าเคมีเกิดขน้ึ จริง แตไ่ มม่ ีการสร้างคาร์โบไฮเดรต
เกิดขนึ้ ดังแผนภาพ

รูปที่ 14 แผนภำพกำรทดลองของอำร์นอน เมือ่ ใหแ้ สงแตไ่ มใ่ ห้ CO2
(ก) เติม ADP , Pi, NADP+ (ข) เติม ADP,Pi

ADP + Pi + NADP+ + H2O + คลอโรพลาสต์ แสง ATP + NADPH + H++ O2
แต่เมื่ออารน์ อนได้ทาการทดลองต่อไปตามแผนภาพ ข. โดยเตมิ ADP + Pi ใหก้ ับคลอโรพลาสต์ แตไ่ มม่ ี
คารบ์ อนไดออกไซด์และ NADP+ พบวา่ เกดิ แต่ ATP อยา่ งเดยี วเท่านั้น ดงั แผนภาพ
ADP + Pi + H2O + คลอโรพลาสต์ แสง ATP
จากผลการทดลองทั้งสองครั้งของอาร์นอน แสดงให้เห็นวา่ ในขณะทม่ี ีแสง คลอโรพลาสต์สามารถสร้าง
ATP เพยี งอย่างเดียว หรือสามารถสร้างทั้ง ATP และ NADPH + H+ กบั O2 ก็ได้ ข้ึนกับ NADP+ นั่นคือ ถ้ามี
NADP+ รว่ มด้วยในปฏกิ ิริยา กจ็ ะได้ NADPH + H+ และ O2
ต่อมา อารน์ อนไดท้ าการทดลองตอนท่ี 2 โดยเตมิ ATP , NADPH + H+ และคาร์บอนไดออกไซด์ลง
ไปในคลอโรพลาสต์ แต่ไมฉ่ ายแสงลงไป ปรากฏวา่ มีนา้ ตาลเกิดข้นึ ดงั แผนภาพ

รูปที่ 15 แผนภำพกำรทดลองของอำร์นอน เม่ือเตมิ แก๊ส CO2 , ATP , NADPH + H+ แต่ไม่ใชแ้ สง

161

CO2 + ATP + NADPH + H+ + คลอโรพลาสต์ น้าตาล + ADP + Pi + NADP+

จากการทดลองของอารน์ อลในตอนที่ 2 นี้ คลอโรพลาสตส์ ามารถสรา้ งนา้ ตาลไดโ้ ดยไมใ่ ช้แสง เพราะ
เติม ATP และ NADPH + H+ ซ่ึงปกติเกิดในปฏิกิริยาใช้แสงเข้าไปในปฏิกิริยาแล้ว แสดงให้เห็นว่า แสง
เก่ียวข้องกับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชในธรรมชาติเพื่อสร้าง ATP และ NADPH + H+ สาหรับ
นาไปใช้สรา้ งน้าตาลในชว่ งที่ไม่ใชแ้ สงต่อไป

หลังจากอารน์ อนทดลองแล้ว นักวทิ ยาศาสตรจ์ งึ มีความคดิ ว่าขน้ั ตอนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงน่าจะแบ่ง

ออกเป็น 2 ขน้ั ตอนใหญ่ ๆ ได้แก่
ปฏิกริ ยิ ำทีต่ อ้ งใช้แสง (Light reaction) เป็นกระบวนการที่ต้องใช้แสง เพื่อให้ผ่านคลอโรพลาสต์

แลว้ เกิดการแยกนา้ แล้วใหแ้ ก๊สออกซเิ จน ATP และ NADPH + H+ สว่ นอกี กระบวนการไม่จาเป็นต้องใช้แสง
โดยตรงเรยี กวา่ ปฏกิ ิริยาไมต่ อ้ งใช้แสง (Dark reaction) ซงึ่ เกดิ หลังจากปฏิกริ ิยาทตี่ ้องใชแ้ สง เพราะตอ้ งใช้ ATP
, NADPH + H+ ท่ีไดม้ าจากปฏิกริ ยิ าท่ตี ้องใชแ้ สง จากนั้นเม่ือได้รับคาร์บอนไดออกไซด์ถึงแม้จะไม่ได้รับแสงก็

สามารถสรา้ งน้าตาลได้ แต่เกดิ ปญั หาขน้ึ มาวา่ กระบวนการทงั้ 2 นี้ เกดิ ข้นึ ทส่ี ว่ นใดของพื

162

แผนกำรจัดกำรเรียนรู้ท่ี 10

รำยวิชำ ว 30243 ชวี วิทยำ 3 ระดับชน้ั มัธยมศึกษำปที ่ี 5

เรอ่ื ง โครงสร้ำงของคลอโรพลำสต์ เวลำ 2.00 ชวั่ โมง

ผู้สอน นำงสำวปวณี ำ งำมชัด

********************************

สำระชวี วิทยำ ข้อ 3

เข้าใจสว่ นประกอบของพชื การแลกเปล่ียนแกส๊ และคายนา้ ของพืช การลาเลียงของพชื การ

สงั เคราะหด์ ้วยแสง การสืบพันธ์ุของพืชดอกและการเจริญเตบิ โต และการ ตอบสนองของพืช รวมทั้งนา

ความรู้ไปใช้ประโยชน์

ผลกำรเรียนรู้
สบื คน้ ข้อมลู และสรปุ การศกึ ษาท่ไี ด้จากการทดลองของนกั วิทยาศาสตร์ในอดตี เกี่ยวกบั ระบวนการ

สังเคราะหด์ ว้ ยแสง

จุดประสงค์กำรเรียนรู้
1. สืบค้นข้อมลู และอธิบายเก่ยี วกบั โครงสรา้ งของคลอโรพลาสต์ สรุปขัน้ ตอนตา่ งๆ ในกระบวนการ

สงั เคราะหด์ ว้ ยแสง
2. อภิปรายและสรุปการดดู กลนื แสงของสารสีตา่ งๆ ที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

3. มคี วามรบั ผิดชอบ สนใจ กระตอื รือรน้ ในการสืบค้นขอ้ มลู จนเกิดความเขา้ ใจเกย่ี วกบั โครงสรา้ ง
ของคลอโรพลาสต์

เน้ือหำ/สำระกำรเรียนรู้ (รายละเอยี ดของเนือ้ หาอยใู่ นใบความร้ทู ี่ 10)

- กระบวนการสงั เคราะห์ดว้ ยแสง

- โครงสร้างของคลอโรพลาสต์
- รงควตั ถหุ รือสารสีในกระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง (คลอโรฟิลล์ แคโรทนี อยด์ และ ไฟโคบลิ ิน)

กำรจดั กระบวนกำรเรียนรู้

1. ขัน้ สรำ้ งควำมสนใจ
ครูใหน้ ักเรียนนาใบสาหรา่ ยหางกระรอกบรเิ วณใกลๆ้ ยอดมาสอ่ งดดู ว้ ยกลอ้ งจุลทรรศน์กาลังขยายสูงสุด

โดยไมต่ อ้ งย้อมสีเพือ่ ให้นักเรียนสงั เกตไซโคลซิส ซึง่ เปน็ การไหลของไซโทพลาสซึมทาให้คลอโรพลาสตเ์ คล่ือนที่
2. ขั้นสำรวจและคน้ หำ

1. ครตู ง้ั ประเดน็ ในการอภิปรายถงึ ความสาคญั ของคลอโรพลาสตท์ น่ี กั เรยี นเคยเรยี นมาแล้วในชว่ งชั้นที่ 3

และจากทนี่ กั เรยี นศกึ ษามาแลว้ ในหวั ข้อ 13.1 โดยใช้คาถามว่า “คลอโรพลาสต์ มีบทบาทสาคัญอย่างไรในการ
ดารงชีวติ ของพชื และระบบนิเวศในโลก” ซึ่งนักเรียนควรจะตอบได้ว่าบทบาทของคลอโรพลาสต์สามารถสรุปได้

ดังน้ี

- กระบวนการท่เี กดิ ข้ึนในคลอโรพลาสต์ จะได้ออกซเิ จนซึง่ จาเปน็ ต่อการหายใจของพชื และสงิ่ มีชีวิต
ต่างๆ ในระบบนิเวศ

- คลอโรพลาสตจ์ ะนาคารบ์ อนไดออกไซดจ์ ากบรรยากาศไปใช้ในกระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง ทา
ให้ลดปรมิ าณคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและลดภาวะเรือนกระจกของโลก

163

- ในคลอโรพลาสต์มีสารสีทใ่ี ช้ในการสงั เคราะห์ดว้ ยแสงได้ แล้วสรา้ งเปน็ นา้ ตาล เพื่อใช้เป็นวัตถุดิบ
ท่ีพืชนาไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ และนาไปใช้ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน ทั้งคาร์โบไฮเดรต
โปรตนี ไขมนั เปน็ สารอนิ ทรียท์ อี่ ยใู่ นพชื ซ่ึงเป็นแหลง่ พลังงานสาหรบั ผบู้ รโิ ภคระดับต่างๆ รวมทัง้ มนุษยด์ ว้ ย

2. จากการอภิปรายนักเรียนจะได้เห็นความสาคัญของคลอโรพลาสต์ในพืชว่ามีความสาคัญต่อการ
ดารงชวี ติ ของมวลมนุษย์โลก จากน้ันครเู ปิดโอกาสให้นักเรียนต้ังคาถามท่ีอยากรู้เกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์
ดว้ ยแสง คาถามอาจเป็นดงั น้ี

- สารสีอยทู่ ่สี ่วนใดของคลอโรพลาสต์
- สารสีในพชื มบี ทบาทอยา่ งไรตอ่ การสงั เคราะหด์ ้วยแสง
- สารสใี นพชื มอี ะไรบ้าง แต่ละสารสสี ามารถนาพลงั งานเปลย่ี นเปน็ พลงั งานเคมีในสารอนิ ทรียไ์ ด้ทุกสี
หรือไม่
- ใบไม้บางชนดิ มสี ีเขยี ว บางชนดิ มีสีเหลืองหรือสีส้ม ใบไม้เหล่านีม้ สี ารสีเหมือนกนั หรือแตกต่างกัน
อยา่ งไร
- ทาไมสารสบี างอยา่ งจึงเปน็ สีเขยี ว สารสบี างอยา่ งบางอย่างจึงเป็นสเี หลอื งหรือสีส้ม
- สารสีมกี ารดูดกลืนแสงอยา่ งไร และสารสีต่างๆ ดดู กลนื แสงได้เหมือนกนั หรือไม่
- เมื่อสารสดี ูดพลังงานแสงไว้มีกระบวนการอย่างไร จงึ เปลย่ี นพลงั งานเคมใี นสารอินทรีย์ได้
3. ครูช้ีแจงว่าเพือ่ ตรวจสอบคาถามทน่ี กั เรยี นอยากรู้ ใหน้ กั เรยี นสบื คน้ จากหวั ข้อต่อไปนี้ ในหนังสอื เรยี น
หรือแหลง่ เรียนรู้อ่ืนๆ เช่นในใบความรู้ หรอื สือ่ อนิ เตอรเ์ นต็
4. ครูนาไปสกู่ ารอภปิ ราย โดนนาคาถามที่นักเรียนระบุไว้มาอภิปราย ว่า “สารสีท่ีใช้ในการสังเคราะห์
ดว้ ยแสงอยู่ทีส่ ว่ นใดของคลอโรพลาสต์”
5. ครคู วรนาแผ่นภาพโปรง่ ใสแสดงโครงสรา้ งของคลอโรพลาสต์มาให้นกั เรยี นศึกษาหรอื ใช้ภาพที่ 13-11
ในหนังสอื เรยี นมาใช้ประกอบการอภิปรายเกีย่ วกับโครงสร้างและส่วนประกอบคลอโรพลาสตแ์ สดงเยื่อไทลาคอยด์
ลูเมน และสโตรมา ชีใ้ หน้ ักเรียนเหน็ วา่ สารสอี ยใู่ นเย่อื ไทลาคอยด์ของกรานมุ
6. ครูช้ีแจงเพิ่มเตมิ จากการทดลองของนกั วทิ ยาศาสตรใ์ นอดตี ทาให้ทราบวา่ กระบวนการสังเคราะห์ด้วย
แสงจะมี 2 กระบวนการ
1) กระบวนการสร้าง ATP จาก ADP+Pi และกระบวนการสร้าง NADPH จาก NADPH+
กระบวนการน้ีตอ้ งใชแ้ สงเรียกว่า ปฎิกริ ิยาแสง
2) กระบวนการสร้างนา้ ตาลที่ตอ้ งใช้คาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการนไ้ี ม่ตอ้ งใชแ้ สงเราจึงมกั เรียก
ปฏกิ ิรยิ าท่ีไม่ใชแ้ สง แตใ่ นปจั จุบันพบว่าเอนไซมใ์ นกระบวนการใชค้ าร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการน้ีตอ้ งรบั แสง
จงึ จะสามารถทางานได้ ปจั จบุ นั จึงไมเ่ รยี กปฏกิ ิริยาทไ่ี มใ่ ช้แสง แตเ่ รยี กปฏิกริ ิยาตรงึ คาร์บอนไดออกไซดแ์ ทน
7. จากการสบื คน้ นกั เรียนควรสรปุ ไดว้ า่ ปฏิกิริยาแสงเกดิ ในคลอโรพลาสต์บริเวณไทคอยด์ส่วนปฏิกิริยา
ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์เกดิ ในสโตรมา
7. ครูนาอภิปรายและใหค้ วามรู้เร่อื ง โครงสรา้ งของคลอโรพลาสต์ (เพ่มิ เตมิ ) ตามรายละเอียดในใบความรู้
ที่ 10
8. ครเู ปิดโอกาสให้นักเรยี นสอบถามเนอ้ื หา เร่ือง โครงสร้างของคลอโรพลาสต์ ว่ามีส่วนไหนที่ไม่เข้าใจ
และให้ความรูเ้ พิ่มเตมิ ในสว่ นนน้ั

3. ขั้นลงขอ้ สรุป
1. ครมู อบหมายใหน้ กั เรียนสรปุ ความคิดรวบยอดเกีย่ วกบั เนอ้ื หาทไ่ี ด้เรียนในวันน้ี
2. ครมู อบหมายใหน้ ักเรียน ไปศกึ ษาเนอ้ื หา เรอ่ื ง สารสีในปฏิกริ ิยาแสง ท่ีจะเรยี นในคาบเรียนต่อไป มา

ล่วงหนา้

164

สอ่ื กำรเรียนกำรสอน

1. หนงั สอื เรยี นวชิ าชวี วิทยา 4 ของ สสวท.
2. ใบความรทู้ ่ี 10 เรอ่ื ง โครงสร้างของคลอโรพลาสต์

3 สื่อโปรง่ แสง/ แผนภาพทีเ่ กย่ี วข้อง

กำรวัดผลประเมนิ ผล

การวดั ผลประเมินผลดา้ น วธิ กี ารวดั เครอื่ งมือวัด เกณฑก์ ารผ่าน
1. ดา้ นความรูค้ วามเข้าใจ
2. ดา้ นทักษะกระบวนการ 1.การสรุปความคดิ รวบยอด 1.การสรปุ ความคดิ รวบ 1. ทาไดถ้ ูกต้อง 70 %
ขึ้นไป
3. ด้านคณุ ลักษณะที่พึง ยอด ได้คะแนนในระดับ 2 ข้นึ
ประสงค์ ไป
สงั เกตจากการปฏบิ ัตกิ ิจกรรม ใน แบบสงั เกตพฤตกิ รรม
ไดค้ ะแนนในระดบั 2 ขึ้น
ชัน้ เรยี น การทากิจกรรม/ทกั ษะ ไป

วิทยาศาสตร์

การสังเกตพฤตกิ รรมความสนใจ แบบสงั เกตพฤติกรรม

และตงั้ ใจเรยี น ความสนใจและตง้ั ใจ

เรยี น

ควำมคดิ เห็นของผู้บงั คบั บัญชำ

หวั หนำ้ กลุ่มสำระกำรเรียนรวู้ ทิ ยำศำสตร์
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงช่ือ)
(นางดารณี พงษส์ บาย)

หวั หน้ากลุ่มสาระฯวทิ ยาศาสตร์
หัวหนำ้ กลุ่มบริหำรวิชำกำร
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงชอื่ )
(นางพรพริ ุณ แจง้ ใจ)

หัวหน้ากลมุ่ บริหารวชิ าการ
ควำมเหน็ ของผบู้ ริหำรโรงเรียน
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงช่ือ)
(นางลดั ดา ผาพันธ)์

ผอู้ านวยการโรงเรยี นโคกโพธไ์ิ ชยศกึ ษา

165

ใบควำมรู้ ท่ี 10
กระบวนกำรสงั เครำะหด์ ว้ ยแสงและโครงสร้ำงของคลอโรพลำสต์
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
13.2 กระบวนกำร
สงั เครำะหด์ ้วยแสง
พืชสเี ขยี ว สาหรา่ ยและแบคทีเรยี ทส่ี งั เคราะหด์ ้วยแสงได้ สามารถนาพลงั งานจากดวงอาทติ ยม์ าใช้โดย
ผ่านกระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสง ในแตล่ ะวัน โลกได้รับพลังงานรังสีจากดวงอาทิตย์มากมาย แต่นามาใช้ใน
กระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสงเพียง 5 % เท่านัน้
กระบวนกำรสงั เครำะห์ด้วยแสงประกอบด้วย 3 ขน้ั ตอน คือ
1. ข้ันตอนการจับพลงั งานจากดวงอาทิตย์
2. การนาพลังงานนนั้ มาสรา้ ง ATP และ NADPH
3. การนา ATP และ NADPH ไปใช้สร้างสารอนิ ทรยี ์คาร์บอนจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
ขั้นตอนที่ 1 และ 2 เกิดข้นึ ในสภาพที่มแี สง จึงเรยี กว่า ปฏิกริ ิยาแสง (Light reaction)ข้ันตอนท่ี
3 เปน็ การสร้างสารอินทรีย์จากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เรียกว่า วัฏจักรคัลวิน (Calvin cycle) โดยอาศัย
ATP และ NADPH โดยไม่ต้องอาศัยแสงสว่าง จึงอาจเรียกขั้นตอนน้ีว่า ปฏิกิริยามืด (Dark reaction)
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงท่ปี ระกอบด้วยปฏิกริ ยิ าแสงและวัฏจักรคลั วินเกิดข้นึ ท่ใี ด

13.2.1 โครงสรำ้ งของคลอโรพลำสต์
คลอโรพลาสต์เป็นออร์แกเนลที่พบได้ทั่วไปในเซลล์พืชและมีความสาคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสง

เพราะสร้างคาร์โบไฮเดรตที่มีพลงั งานเคมอี ยูภ่ ายใน พลงั งานเคมีน้สี ิ่งมชี วี ิตนาไปใช้ในกจิ กรรมต่าง ๆ ของชีวิตได้
คลอโรพลาสต์กระจายอยู่ทั่วไปในไซโทพลาสซึมของเซลล์พืช แต่มักอยู่รวมกันแน่นมาก รอบ ๆ

นิวเคลียส หรอื อยู่ใต้เย่อื หุ้มเซลล์ การเรยี งตวั ของคลอโรพลาสต์อาจแตกตา่ งไปตามปริมาณแสง
คลอโรพลาสต์มีรูปร่างลักษณะแตกต่างกันในพืชแต่ละชนิด พืชช้ันสูงอาจมีคลอโรพลาสต์รูปทรงกลม

รปู ไข่ รูปถว้ ย หรือเปน็ เสน้ สาย
ขนาดของคลอโรพลาสต์แตกต่างตามชนิดของเซลล์ โดยท่ัวไปมักมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 5 -10

ไมโครเมตร หนาราว 2-3 ไมโครเมตร หรือยาวประมาณ 5 ไมโครเมตร กวา้ ง 2-3 ไมโครเมตร หนา 1-
2 ไมโครเมตร

จานวนคลอโรพลาสตแ์ ตกต่างตามชนดิ ของพชื และต่างกันไปในแต่ละเซลล์ข้ึนกับการทางานของเซลล์
นั้น ๆ สาหรา่ ยมกั มคี ลอโรพลาสตข์ นาดใหญ่ 1 อัน แต่เซลล์พืชช้นั สูงอาจมี 20-40 คลอโรพลาสตต์ ่อเซลล์

โครงสรำ้ งของคลอโรพลำสต์
ประกอบดว้ ย เยือ่ หมุ้ 2 ชน้ั ซ่งึ เป็นยูนติ เมมเบรน (Unit membrane) ที่ประกอบด้วยฟอสโฟลิพดิ
และโปรตีน คอื เยอ่ื ชัน้ นอก (Outer membrane) และเยือ่ ชนั้ ใน (Innermembrane) คลา้ ยของไมโทรคอนเด
รยี เยือ่ ช้ันนอกมีลักษณะเรียบเป็นตัวควบคุมการผ่านของสารในไซโทรพลาซึมกับในคลอโรพลาสต์ เย่ือชั้นใน
ขนานกบั เยอ่ื ช้ันนอก และมีส่วนทีย่ นื่ เว้าเขา้ ข้างใน กลายเปน็ ลาเมลลา (Lamella) ลาเมลลาเปน็ เย่ือบาง ๆ เรียง
ซอ้ นกัน และขนานกันเป็นแผน่ ซึ่งลอยอยใู่ นของเหลวทเี่ รียกวา่ สโตรมา (Stroma) หรือเมทริกซ์ (Matrix) ซ้อน
กนั เปน็ ตงั้ เรียกทัง้ ต้งั วา่ กรานุม (Granum) หลาย ๆ กรานมุ เรยี กว่า กรานา (Grana) และเรียกลาเมลลาแต่ละ
แผ่นในกรานุมวา่ ไทลาคอยด์ (Thylakoid) ในแต่ละกรานุมจะมแี ผ่นไทลาคอยตง้ั แต่ 10-100 แผ่น ซง่ึ จานวน
จะแตกตา่ งกนั ตามชนิดของสิง่ มชี วี ิต เช่น สาหรา่ ยสีแดง มไี ทลาคอยดแ์ ผ่นเดียว สาหร่ายสีเขยี วแกมเหลืองหรือ
สีน้าตาลแกมเหลือง (ครสิ โซไฟตา , Chrysophyta, พวกไดอะตอม , Diatom) มไี ทลาคอยเ์ ปน็ คู่

166

จานวนกรานามีตง้ั แต่ 40-60 อันใน 1 คลอโรพลาสต์ กรานามีส่วนของเมมเบรนย่ืนออกไปเชื่อม
กับกรานาอื่น ส่วนท่ีเช่ือมกันน้ีเรียกว่า สโตรมาลาเมลลา (Stroma lamella) หรืออินเตอร์กรานุมลาเมลลา
(Intergranum lamella) หรือ เฟร็ท(Fret)

167

รูปที่ 16 แผนภำพแสดงถึงบรเิ วณท่ีเกิดปฏิกิริยกำรสงั เครำะหด์ ้วยแสง
(ก) ใบไม้ (ข) ผ่ำตำมขวำงแลว้ นำไปสอ่ งดดู ว้ ยกลอ้ งจุลทรรศน์
(ค) สปนั จมี ีโซฟลิ ลเ์ ซลล์ ภำยในมีคลอโรพลำสต์ (ง) คลอโรพลำสต์
(จ) ไทลำคอยด์

168

169

รูปท่ี 17 ก. แผนภำพคลอโรพลำสต์
ข. ภำพถำ่ ยจำกกลอ้ งจลุ ทรรศน์อิเลก็ ตรอน
ค. แผนภำพแบบ 3 มติ ิ แสดงสว่ นต่ำง ๆ ของคลอโรพลำสต์

สว่ นของลาเมลลาประกอบด้วยเยอื่ หุ้ม 2 ชั้น ซ่งึ มีคลอโรฟลิ ล์และรงควัตถุอนื่ ๆ เช่น แคโรที
นอยด์ (Carotenoids) ติดอยบู่ นแผน่ ไทลาคอยดแ์ ละมีแกรนลู อยเู่ ปน็ จานวนมาก ซงึ่ มีขนาดแตกต่างกัน สาหรับ
แกรนูลทม่ี ขี นาดใหญ่ภายในมกี ลุ่มของรงควัตถรุ ะบบแสง I และรงควตั ถรุ ะบบแสง II แกรนูลเหลา่ น้ีจึงทาหนา้ ที่รับ
พลังงานแสงทาให้อิเล็กตรอนมีพลังงานสูงขึ้น สาหรับแกรนูลขนาดเล็กเป็นที่อยู่ ของเอนไซม์ชนิดต่าง ๆ ที่
เกย่ี วข้องกบั กระบวนการถา่ ยทอดอเิ ล็กตรอนในปฏกิ ริ ยิ าทีใ่ ช้แสง นน่ั คือ เย่อื หมุ้ ลาเมลลาหรอื เยอ่ื หมุ้ ไทลาคอยด์
เปน็ ท่ีอยขู่ องระบบแสง ทใ่ี ชใ้ นการดูดพลังงานแสง

ส่วนในสโตรมา มีเอนไซม์ที่ใช้ในปฏิกิริยาไม่ใช้แสง (Dark reaction) หรือปฏิกิริยาตรึง
คาร์บอนไดออกไซด์ ของการสังเคราะห์ด้วยแสง รวมทัง้ มี DAN, RAN ของตวั เอง จานวน DNA มนี ้อยมาก แต่
กเ็ พยี งพอที่จะใชใ้ นการสังเคราะห์โปรตนี ของคลอโรพลาสตเ์ อง สว่ นใหญ่โปรตนี ท่ีสงั เคราะหเ์ ป็นพวกเอนไซมท์ ี่ใช้
ในการสังเคราะหด์ ้วยแสง การสังเคราะหโ์ ปรตีนท่ีเกิดในสโตรมาอาศยั ไรโบโซมชนดิ 70 S ซงึ่ ตา่ งจากไรโบโซม
ในไซโทรพลาซมึ จึงสังเคราะห์โปรตีนเองได้

จากลกั ษณะของคลอโรพลาสต์ทเ่ี ปน็ ออรแ์ กเนลล์กึ่งอสิ ระนี้ จึงสนั นิษฐานวา่ คลอโรพลาสตอ์ าจ
เปลย่ี นมาจากสิง่ มีชีวติ ขนาดเล็กที่สร้างอาหารเองได้ (Autotrophi microorganism) ท่ีเข้าไปอาศัยอยู่ในเซลล์
เป็นเวลานานแลว้ แล้วมวี วิ ฒั นาการเปลย่ี นแปลงมาจนเปน็ ออรแ์ กเนลลห์ นึ่ง

สาหรับโมเลกลุ ของสารตา่ ง ๆ ท่ใี ชใ้ นปฏิกิริยาท่ีใช้แสงน้นั อยเู่ ฉพาะที่เยอื่ หุ้มไทลาคอยดเ์ ท่าน้ัน จึงทาให้
โมเลกลุ ของสารเหลา่ น้ีต้องอยู่ติด ๆ กนั ทาใหต้ ัวรับอิเลก็ ตรอนทาการรับอิเล็กตรอนที่หลดุ ออกมาจากคลอโรฟิลล์
ในรงควตั ถรุ ะบบแสง I หรือคลอโรฟลิ ล์ในรงควัตถุระบบแสง II ไดอ้ ยา่ งสมบูรณร์ ะบบแสงทงั้ สองน้ีจงึ ทาปฏิกิรยิ า
ไปพรอ้ ม ๆ กนั หรือภายในเวลาใกลเ้ คยี งกนั

170
การทางานของระบบแสงทัง้ สองระบบ มีโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ทาหน้าที่เป็นตัวรับโฟตอน เมื่อได้รับ
การกระตุ้นจากโฟตอนแลว้ เกิดพลังงานถ่ายทอดไปยังคลอโรฟิลล์โมเลกุลอื่น ๆ จนถึงศูนย์ปฏิกิริยา (Reaction
center) ดังภาพ อิเล็กตรอนในโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ท่ีอยู่ท่ีศูนย์น้ีเท่าน้ันที่สามารถหลุดออกไปถ่ายทอด
อิเลก็ ตรอนไปให้ตวั รับอิเลก็ ตรอนได้

รปู ที่ 21 แอนเทนนำ : รงควัตถทุ ด่ี ูดพลังงำนแสงภำยในเซลลพ์ ืชมเี มด็ คลอโรพลำสต์ ภำยใน
คลอโรพลำสตม์ ีไทลำคอยดเ์ รียงซ้อนเป็นตั้ง กรำนุมทผี่ ิวเยื่อไทลำคอยด์เปน็ แอนทำนำ
ทท่ี ำหน้ำทีร่ บั พลังงำนแสงและถ่ำยทอดพลังงำนจำกแสงไปถึงศูนย์ปฏกิ ิรยิ ำ

171

แผนกำรจดั กำรเรยี นรู้ท่ี 11

รำยวิชำ ว 30243 ชวี วทิ ยำ 3 ระดบั ช้นั มธั ยมศึกษำปีท่ี 5

เรื่อง รงควตั ถใุ นปฏิกริ ิยำสงั เครำะหแ์ สง เวลำ 2.00 ชวั่ โมง

ผู้สอน นำงสำวปวีณำ งำมชดั

********************************

สำระชีววิทยำ ขอ้ 3

เข้าใจส่วนประกอบของพชื การแลกเปลยี่ นแกส๊ และคายน้าของพชื การลาเลยี งของพืช การ

สงั เคราะห์ด้วยแสง การสบื พันธุ์ของพชื ดอกและการเจริญเตบิ โต และการ ตอบสนองของพชื รวมทงั้ นา

ความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

ผลกำรเรียนรู้

สืบคน้ ข้อมลู และสรปุ การศกึ ษาทไี่ ด้จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตเกยี่ วกบั ระบวนการ
สงั เคราะห์ดว้ ยแสง

จดุ ประสงค์กำรเรียนรู้
1. สืบค้นข้อมลู และสรุปขัน้ ตอนตา่ งๆ ในกระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงท่ีเกดิ ขน้ึ ในคลอโรพลาสต์
2. อภปิ รายและสรปุ การดดู กลืนแสงของสารสตี า่ งๆ ทใ่ี ชใ้ นกระบวนการสงั เคราะห์ดว้ ยแสง

3. มคี วามรับผิดชอบ สนใจ กระตือรอื รน้ ในการสบื ค้นขอ้ มลู จนเกดิ ความเขา้ ใจเกี่ยวกบั รงควตั ถใุ น
ปฏิกิรยิ าสงั เคราะหแ์ สง

เนอ้ื หำ/สำระกำรเรียนรู้ (รายละเอยี ดของเนอ้ื หาอยู่ในใบความรทู้ ี่ 11)
- รงควตั ถหุ รือสารสใี นกระบวนการสงั เคราะหด์ ้วยแสง (คลอโรฟลิ ล์ แคโรทนี อยด์ และ ไฟโคบลิ นิ )

กำรจัดกระบวนกำรเรียนรู้

1. ขั้นสร้ำงควำมสนใจ

1. ครนู าคาถามทน่ี กั เรยี นต้งั ไว้เกย่ี วกบั สารสมี าใช้ในการเร่ิมเข้าสู่การเรียนรู้ เร่ือง สารสีในปฏิกิริยาแสง
เชน่

- สารสใี นพชื มีบทบาทอยา่ งไรในกระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสง
- สารสีในพืชมีสารสอี ะไรบ้าง แตล่ ะสสี ามารถนาพลังงานแสงเปลี่ยนเปน็ พลงั งานเคมีในสารอินทรีย์

ได้ทกุ สารสีหรอื ไม่

- ใบไมบ้ างชนดิ มีสารสเี หมอื นหรอื แตกต่างกันอย่างไร
- ทาไมสารสีบางอย่างทาให้เราเห็นใบไม้เป็นสีเขียว สารสีบางอย่างจึงทาให้ใบไมเป็นสีส้มหรือสี

เหลือง

2. ขั้นสำรวจและคน้ หำ

1. ครูเปิดโอกาสใหน้ ักเรียนอภิปรายหลงั จากนนั้ ให้นักเรียนสบื คน้ ความรู้ ในหนงั สือเรียนและใบความรู้ท่ี
11 แล้วทากิจกรรมเสนอแนะ เรื่อง ความสามารถในการดูดกลืนแสงของสารสีชนิดต่างๆ ท้ังนี้เพื่อให้นักเรียน

สามารถสารวจตรวจสอบการดูดกลืนแสงของสารสี

172

2. ก่อนทาทากจิ กรรม ครูเตรียมใบไม้หลากสี หรือให้นักเรยี นนาใบไม้ชนิดต่างๆท่ีต้องการตรวจสอบสาร
สมี าคนละ 1 ชนดิ โดยเน้นว่าให้นาใบแก่ เนื่องจากเมอ่ื สกัดสารสีแล้ว จะได้สารสีที่มีความเข้มข้นมากกว่าใบที่ยัง
อ่อนอยู่

3. ครอู าจให้นกั เรียน สกัดสารสีจากใบไม้ท่ีมีสีเขียวล้วน เช่น ใบคะน้า หรือใบหูกวาง ใบไม้ทั้งสองชิดน้ี
เมื่อสกัดสารสอี อกมาแล้วจะได้สีเขยี วเขม้ ของสารสจี าพวกคลอโรฟิลล์ และเมื่อนาไปทดสอบความสามารถในการ
ดดู กลนื แสงจะสังเกตเห็นความแตกต่างของแถบสเปกตรัม ก่อนเริม่ ทาการทดลอง หรือในขณะที่ทาการทดลองได้
ชดั เจน เนือ่ งจากแถบสเปกตรมั สแี ดงกบั สีน้าเงินจะหายไป หรอื แคบเข้า แสดงว่า สารสจี าพวกคลอโรฟิลล์ดูดกลืน
แสงสีแดงและสีนา้ เงิน เพ่ือนาไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ดว้ ยแสง

4. ครูให้นกั เรียนสกดั สารสีจากใบไมท้ ีม่ สี ผี สมในใบเดียวกนั เชน่ ใบโกสน ใบลนิ้ กระบือ ใยว่านกาบหอย
หรอื หวั ใจสมี ่วง อย่างใดอย่างหนึ่ง ใบไม้เหล่านี้จะมีสารสีผสมระหว่างสารสีเขียวกับสารสีชนิดอ่ืนๆ เช่น สีแดงสี
น้าตาล สีม่วง ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของใบไม้ท่ีนามาสกัด สารสีเหล่าน้ีจะแยกช้ันอยู่ในตัวทาละลายของ
เอทิลแอลกอฮอล์และเฮกเซน หรอื ปโิ ตรเลยี มอีเทอร์ นกั เรยี นสามารถกรองสารสีท่ีละลายในตวั ทาละลายทั้งสองชน้ั
น้ี นามาทดสอบการดดู กลืนแสงได้

5. ครูอาจให้นักเรียนตรวจสอบความยาวคลื่นแสงของแถบสเปกตรัมที่สารสีนั้นดูดกลืนไว้ จากกราฟ
แสดงอตั ราการสงั เคราะห์แสงของพืชในช่วงความยาวคล่ืนต่างๆ ในภาพท่ี 13-14 ในหนังสือเรียน หลังการทา
กจิ กรรม ครใู ชค้ าถามในหนงั สือเรียน ถามนกั เรยี น ดงั นี้

- เพราะเหตุใดจงึ ตอ้ งสกดั สารสีออกจากใบกอ่ นที่จะนาไปทดสอบการดูดกลืนแสง (เพือ่ ใหส้ ารสีที่อยู่
ในใบอยู่ในสภาพสารละลาย)

- ใบไม้แต่ละชนิดมีสารสีเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร (มีสารสีเหมือนกันแต่ปริมาณมากน้อย
ตา่ งกนั )

- ถ้าใบไมม้ สี ีทเี่ ป็นองคป์ ระกอบตา่ งกันจะมีความสามารถในการดดู กลืนแสงไดเ้ หมอื นหรือแตกต่างกนั
อย่างไร (ถ้ามีองค์ประกอบต่างกัน ความสามารถในการดูดกลืนแสงจะแตกต่างกัน แต่จากการทดลองพบว่า
ความสามารถในการดูดกลนื แสงของใบไม้แตล่ ะชนดิ ใกลเ้ คยี งกันแสดงว่าใบไม้มีสารสีซ่ึงมีองค์ประกอบคล้ายคลึง
กัน)

6. ครูใหน้ ักเรยี นวเิ คราะหข์ ้อมลู จากภาพที่ 13-13 และจากภาพท่ี 13-14 ในหนังสือเรียนใช้คาถาม
ในหนงั สือเรียนและคาถามเพิม่ เตมิ เพ่ือนาไปส่กู ารอภปิ ราย ดังนี้

- คลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี ดดู กลนื พลังงานแสงไดด้ ที ่คี วามยาวคลนื่ เทา่ ใด
(คลอโรฟิลล์ เอ ดูดกลืนพลังงานแสงได้ดีท่ีความยาวคลื่น 400-500 และ 650-700 นาโนเมตร และ
คลอโรฟลิ ล์ บี ดดู กลืนพลังงานแสงไดด้ ที ่ีความยาวคลื่น 450-500 และ 630-670 นาโนเมตร)

- นักเรียนทราบหรือไม่ว่าอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงวัดได้อย่างไร (วัดจากอัตราการปล่อยแก๊ส
ออกซิเจน)

- จากภาพท่ี 13-13 และ 13-14 พืชท่ีมีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงมาก เม่ือพืชได้รับแสงสี
อะไรบา้ ง และแสงสีนัน้ มสี ารสีใดบ้างรับพลังงานแสงได้ (พืชมีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงมาก เมอ่ื พชื ไดร้ บั แสงสี
นา้ เงินและแสงสีแดง และแสงสีน้ีมีคลอโรฟลิ ล์ เอ และคลอโรฟลิ ล์ บี รับพลงั งานแสงไว้)

7. ครชู ใี้ หเ้ หน็ ว่า จากภาพท่ี 13-13 และ 13-14 จะเห็นว่าในช่วงท่ีคลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี
ไมด่ ดู พลังงานแสงไว้ แตพ่ ืชยังมีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง แสดงว่านอกจากพืชมีสารสีคลอโรฟิลล์ เอ และ
คลอโรฟิลล์ บี พืชน่าจะมีสารสีอ่ืนๆ อีก จากนั้นให้นักเรียนสังเคราะห์ตารางที่ 13.1 โดยใช้คาถามในหนังสือ
เรยี นและคาถามเพิ่มเตมิ ดงั น้ี

- จากตารางท่ี 13.1 สารสีชนิดใดที่พบในพืช สาหร่าย ไซยาโนแบคทีเรีย และกรีน แบคทีเรีย
(แคโรทนี อยด์)

173

- สารสีใดที่พบเฉพาะในพืชและสาหรา่ ยสีเขยี ว (คลอโรฟิลล์ บี)
- ไฟบิลนิ พบเฉพาะในสิ่งมชี ีวิตใด (ไฟบลิ นิ พบเฉพาะในสาหร่ายสีแดงและไซยาโนแบคทีเรยี )
8. ครูซกั ถามเพมิ่ เติมว่าแคโรทินอยด์ ประกอบด้วย แคโรทีน ซึ่งเป็นสารสีแดงหรือสีส้ม แซนโทฟิลล์
เปน็ สารสเี หลืองหรือสีนา้ ตาล และตอบคาถามในหนังสือเรียน ดังน้ี
- แคโรทนี อยดจ์ ะไมด่ ดู กลนื แสงทมี่ ีความยาวคลน่ื ปรมิ าณเทา่ ใด (นกั เรียนนา่ จะตอบไดว้ ่า 600-700
นาโนเมตร เพราะใบไม้ท่ีมีสีแดงหรือสีส้มจะไมด่ ดู กลืนแสงในชว่ งคล่นื น้ี แสงสีเหลา่ นีจ้ ึงสะท้อนออกมาทาให้เห็น
ใบไม้เป็นสแี ดงหรือสีสม้ )
- ถา้ พืชไมม่ ีคลอโรฟิลล์ เอ ท่เี ปน็ ศูนยก์ ลางของปฏกิ ริ ยิ า พชื จะสังเคราะห์ด้วยแสงได้หรือไม่ (ไม่ได้
เพราะคลอโรฟิลล์ เอ เปน็ ศูนยก์ ลางของปฏิกิรยิ าระบบทาหน้าท่ีรับพลังงานแสงจากสารสีอื่นๆ และเป็นแหล่งให้
อเิ ล็กตรอนกับเป็นตัวรบั อเิ ล็กตรอน)
- การท่ีพืชชนดิ หน่ึงมีสารสดี ูดแสงในช่วงคล่ืนทีแ่ ตกตา่ งกนั เป็นประโยชนต์ ่อพืชอย่างไร
(ทาให้สามารถรับพลังงานแสงได้หลายช่วงคล่ืนของแสงท่ีตามองเห็น กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงเกิด
ตลอดเวลาทม่ี แี สง)
9. ครตู ้ังคาถามเพม่ิ เตมิ วา่ “นักเรียนเคยสงสัยไหว่าเหตุใดแสงในช่วงคล่ืนสแี ดงและแสงสนี า้ เงนิ เปน็ ช่วงที่
คลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี ดดู ไว้เพ่อื นาไปเปลีย่ นเป็นพลงั งานเคมี” จากนนั้ ครใู หค้ วามรู้เพิม่ เติมว่าโมเลกุล
ของคลอโรฟิลลจ์ ะมีกลมุ่ หมอกของอเิ ล็กตรอนโคจรอยู่รอบ
- การดดู กล่ืนแสงจะเกดิ ขึ้นได้เม่อื คล่นื แสงนั้นๆ สามารถทาใหอ้ เิ ลก็ ตรอนในกลุ่มหมอกที่โคจรอยู่รอบ
โมเลกุลของคลอโรฟิลล์ สามารถเปล่ยี นวงโคจรทม่ี ีระดับพลังงานต่าไปยงั วงโคจรทม่ี ีระดับพลงั งานสูงขึน้
- การทคี่ ลอโรฟิลล์ที่เป็นศูนย์กลางของปฎิกิริยาแสงสามารถดูดกลื่นแสงสีแดงและแสงสีน้าเงินได้
เพราะคลืน่ แสงสแี ดงทาใหอ้ เิ ลก็ ตรอนของคลอโรฟิลลเ์ ลอื่ นไปยังวงโคจรที่มีพลังงานสงู กวา่ เดิม 1 วงโคจร
10. ครูชี้แจงเพิ่มเติมว่านอกจากแสงสีแดงและสีน้าเงินแล้ว สีเขียวและแสงสีอ่ืนๆ มีพลังงานที่ทาให้
อิเลก็ ตรอนเลือ่ นไปอยรู่ ะหว่างช้ันของวงโคจร ทาให้อิเล็กตรอนเลื่อนช้ันไม่ได้เน่ืองจากพลังงานไม่เพียงพอท่ีจะ
เล่ือนระดับวงโคจร อิเล็กตรอนท่ีเล่ือนระดับของวงโคจรไปอยู่ในระดับของ วงโคจรท่ีมีพลังงานสูงขึ้น จึงเป็น
อเิ ลก็ ตรอนที่อยู่ในสภาพเรง่ เรา้ และสามารถหลุดออกจากวงโคจรเม่อื มีตัวรับอเิ ลก็ ตรอนมารับไว้
11. ครูตง้ั คาถามเพมิ่ เติมว่า “นอกจากคลอโรฟิลล์แล้วโมเลกุลของสารอื่นๆ สามารถให้อิเล็กตรอนแก่
ตวั รับอเิ ลก็ ตรอนไดเ้ หมอื นกันหรอื ไม่”
12. ครเู ปดิ โอกาสใหน้ กั เรยี นอภิปรายเพื่อแสดงความเหน็ จากน้นั ครคู วรชี้แจงเพ่ิมเติมว่าสารสีอ่ืนๆ ไม่
สามารถให้อิเล็กตรอนแก่ตัวรับอิเล็กตรอน เพราะพลังงานแสงท่ีสารสีต่างๆ ไม่สามารถให้อิเล็กตรอนแก่ตัวรับ
อเิ ลก็ ตรอนเพราะพลงั งานแสงที่สารสตี ่างๆ ไดร้ บั ไม่เพยี งพอที่จะทาให้อิเล็กตรอนของสารสีน้ันอยู่ในสภาพเร่งเร้า
แต่จะทาหน้าท่เี ปน็ เอนแทนนารวบรวมพลังงานแสงและส่งต่อให้กับคลอโรฟิลล์ เอ ท่ีเป็นศูนย์กลางปฏิกิริยาแสง
ซึ่งเปน็ คลอโรฟิลล์ เอ ทเ่ี ปน็ โมเลกลุ พเิ ศษ ดงั ภาพขา้ งล่างน้ี

174

เมือ่ ศูนยก์ ลางของปฏกิ ริ ิยาแสงได้รับพลังงานแสงและพลังงานจากเอนแทนนาเพียงพออิเล็กตรอนก็จะ

หลุดออกไปและมีตัวรับอิเล็กตรอนมารับไว้ เป็นการเปล่ียนแปลงพลังงานแสงเป็น พลังงานเคมีครั้งแรกใน
กระบวนการสงั เคราะหด์ ้วยแสง

13. ครนู าอภปิ รายและใหค้ วามรเู้ รื่อง สารสใี นปฏิกริ ิยาแสง (เพ่มิ เตมิ ) ตามรายละเอยี ดใน ใบความรูท้ ี่
11

14. ครเู ปดิ โอกาสใหน้ กั เรยี นสอบถามเนอ้ื หา เร่อื ง สารสีในปฏกิ ิรยิ าแสง ว่ามีส่วนไหนที่ไม่เข้าใจและให้

ความรเู้ พิม่ เตมิ ในสว่ นนนั้

3. ข้นั ลงข้อสรุป

1. ครมู อบหมายให้นักเรยี นสรปุ ความคิดรวบยอดเกยี่ วกับเน้ือหาท่ไี ด้เรียนในวันนี้
2. ครูมอบหมายใหน้ ักเรยี น ไปศึกษาเน้ือหา เรอื่ ง ระบบแสง ปฏกิ ริ ิยาแสง และปฏิกริ ิยาตรงึ

คารบ์ อนไดออกไซด์ และโฟโตเรสไพเรชนั ทจี่ ะเรยี นในคาบเรยี นตอ่ ไป มาลว่ งหน้า

สอื่ กำรเรยี นกำรสอน

1. หนงั สือเรยี นวิชาชีววทิ ยา 4 ของ สสวท.
2. ใบความรทู้ ่ี 11 เร่ือง รงควตั ถุท่ใี ชใ้ นกระบวนการสังเคราะหแ์ สง

3 ส่อื โปรง่ แสง/ แผนภาพที่เกย่ี วขอ้ ง

กำรวัดผลประเมินผล

การวดั ผลประเมนิ ผลด้าน วธิ กี ารวดั เครื่องมอื วัด เกณฑก์ ารผ่าน

1. ด้านความรู้ความเข้าใจ 1.การสรปุ ความคดิ รวบยอด 1.การสรปุ ความคดิ รวบยอด 1. ทาไดถ้ กู ตอ้ ง 70
% ขึ้นไป
2. ด้านทกั ษะกระบวนการ สังเกตจากการปฏบิ ัตกิ ิจกรรม แบบสงั เกตพฤตกิ รรมการทา ได้คะแนนในระดบั
ในชัน้ เรยี น กิจกรรม/ทักษะวทิ ยาศาสตร์ 2 ข้ึนไป
3. ดา้ นคุณลักษณะทีพ่ ึง ได้คะแนนในระดับ
ประสงค์ การสงั เกตพฤติกรรมความ แบบสงั เกตพฤตกิ รรมความ 2 ขนึ้ ไป
สนใจ และตงั้ ใจเรยี น สนใจและตัง้ ใจเรียน

175

ควำมคิดเหน็ ของผูบ้ งั คับบัญชำ

หวั หน้ำกลมุ่ สำระกำรเรยี นรวู้ ิทยำศำสตร์
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................
.

(ลงชือ่ )
(นางดารณี พงษส์ บาย)

หวั หน้ากลุ่มสาระฯวทิ ยาศาสตร์
หัวหน้ำกลุ่มบรหิ ำรวิชำกำร
.....................................................................................................................................................................................
.
.....................................................................................................................................................................................
..

(ลงช่ือ)
(นางพรพริ ณุ แจง้ ใจ)

หัวหน้ากลุ่มบรหิ ารวชิ าการ
ควำมเหน็ ของผบู้ ริหำรโรงเรยี น
.....................................................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................................................

(ลงชือ่ )
(นางลดั ดา ผาพันธ)์

ผอู้ านวยการโรงเรยี นโคกโพธิไ์ ชยศกึ ษา

176

ใบควำมรู้ ท่ี 11
รงควตั ถทุ ใี่ ช้ในกำรสงั เครำะหแ์ สง
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
13.2.2 รงควตั ถหุ รอื สำรสใี นกระบวนกำรสงั เครำะห์ด้วยแสง
ในกระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสง คลอโรพลาสตเ์ ปน็ ออร์แกเนลล์ที่ทาหน้าที่นี้จะต้องมีรงควัตถุที่ใช้ใน
การสงั เคราะห์ดว้ ยแสง ไดแ้ ก่คลอโรฟลิ ลแ์ คโรทนี อยด์ และไฟโคบิลิน ในเซลลโ์ พรแครโิ อดบางชนิดที่สังเคราะห์
ดว้ ยแสงไดส้ าหรา่ ยและเซลลพ์ ชื ต่างมีรงควัตถแุ ตกต่างกันออกไป
รงควัตถหุ รอื สารสี (Pigment) หมายถงึ โมเลกลุ ของสารทดี่ ดู กลืนแสง (ในชว่ งคลน่ื ท่ีตาคนเรามองเหน็ )
ได้ดี รงควัตถุมีหลายชนดิ แตท่ พี่ ชื มสี เี ขียวมักใช้ในการสงั เคราะหด์ ้วยแสง คอื คลอโรฟลิ ลแ์ ละแคโรทนี อยด์
การทดสอบความสามารถในการดูดกลืนแสงของรงควตั ถชุ นดิ ตา่ ง ๆ อาจทาไดจ้ ากกจิ กรรมดังนี้
ก. คลอโรฟลิ ล์
คลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุสีเขียวที่พบมากในพืช คลอโรฟิลล์มีหลายชนิด ได้แก่ คลอโรฟิลล์ เอ บี ซี
และ ดี คลอโรฟิลล์แต่ละชนิดมีโครงสร้างและสมบัติแตกต่างกัน ทาให้ความสามารถในการดูดกลืนแสงของ
คลอโรฟิลล์แตล่ ะชนดิ ในช่วงคลืน่ ต่าง ๆ แตกตา่ งกันด้วย
คลอโรฟลิ ล์มีโครงสรา้ งท่ีประกอบด้วยส่วนหัว เป็นส่วนที่ทาปฏิกิริยากับน้า ทาหน้าที่ดูดกลืนพลังงาน
แสง ส่วนน้ีมีโครงสร้างเป็นวงแหวน 4 วง โดยมีแมกนีเซียมไอออน เป็นศูนย์กลาง และมีส่วนหางท่ีเป็น
ไฮโดรคารบ์ อนชว่ ยยึดรงควัตถุกับระบบแสง (รูปท่ี 22)
คลอโรฟิลล์ เอ เป็นรงควัตถชุ นิดเดยี วทสี่ ามารถเปลีย่ นพลังงานแสงใหเ้ ป็นพลงั งานเคมี สว่ นคลอโรฟลิ ล์
บี เป็นรงควตั ถปุ ระกอบ (Accessory pigment) ซึ่งชว่ ยดดู กลืนแสงและสง่ ผา่ นพลังงานแสงไปยังคลอโรฟิลล์เอ
โดยคลอโรฟลิ ล์ บี จงึ ช่วยเพมิ่ พลังงานแสงใหแ้ ก่พืช เพื่อนาไปใชใ้ นการสังเคราะห์ด้วยแสง
คลอโรฟิลลท์ าหน้าที่ดดู กลืนคลนื่ แสงไดด้ ใี นบางชว่ งของความยาวคลน่ื โดยเฉพาะในชว่ งแถบสีม่วงและสี
นา้ เงิน คลอโรฟิลลด์ ดู พลังงานแสงไดด้ ที สี่ ดุ ชว่ งคลืน่ ทค่ี ลอโรฟิลลด์ ดู พลังงานแสงได้รองลงมาคอื แถบแสงสแี ดง
ส่วนชว่ งคลน่ื แสงสีเขียว (500-600 นาโนเมตร) ดูดแสงได้น้อยทส่ี ดุ จึงปล่อยชว่ งคล่ืนแสงสีเขียวออกมาได้มาก
ท่ีสดุ จึงทาใหม้ องเห็นคลอโรฟลิ ล์มีสเี ขยี ว การทดลองวัดปรมิ าณการดูดกลืนพลังงานแสงจากแสงสีต่าง ๆ ทาได้
โดยสกัดเอาคลอโรฟิลล์ออกจากใบไม้แล้วผ่านแสงแต่ละสีเข้าไปในสารละลายคลอโรฟิลล์ วัดปริมาณแสงท่ี
คลอโรฟลิ ลด์ ูดกลืนเอาไว้ นาผลทวี่ ัดได้ไปเขยี นกราฟแสดงการดดู กลืนแสงของคลอโรฟิลล์ ดงั รปู ที่ 23

รปู ที่ 23 กรำฟแสดงกำรดดู กลนื แสงของคลอโรฟลิ ล์ เอ คลอโรฟิลล์ บี และแคโรทนี อยด์
คลอโรฟิลล์ เอ ไม่ใช่รงควัตถุชนิดเดียวท่ีใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่คลอโรฟิลล์ เอ
เท่านัน้ ท่เี กี่ยวข้องโดยตรงในปฏกิ ริ ิยาสังเคราะห์ด้วยแสงแบบใช้แสง ซ่ึงเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี
รงควัตถชุ นดิ อืน่ สามารถดดู กลนื พลังงานแสงและส่งต่อให้คลอโรฟิลล์ เอ ได้แก่ คลอโรฟิลล์ บี แคโรทีนอยด์
เป็นตน้

177

คลอโรฟิลล์ บี มโี ครงสร้างคลา้ ยกบั คลอโรฟิลล์ เอ โครงสร้างท่ีตา่ งกนั เล็กน้อย ทาให้รงควัตถสุ องชนดิ

น้ีมกี ารดดู แสงทค่ี วามยาวคลนื่ ต่างกนั เล็กน้อย คลอโรฟิลล์ เอ มสี เี ขยี วอมน้าเงิน แตค่ ลอโรฟลิ ล์ บี มสี ีเขียวอม
เหลอื ง

ในคลอโรพลาสต์ยังมีรงควตั ถุประกอบท่ชี ว่ ยดูดพลังงานแสง คือ แคโรทีนอยด์ ซ่งึ มสี ีเหลอื ง-สม้
ในไซยาโนแบคทีเรยี และกรนี แบคทเี รียยงั ไม่มคี ลอโรพลาสต์ แต่มีคอลโรฟิลล์และรงควตั ถอุ น่ื ๆ ทีจ่ าเปน็

ในกระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง และศนู ยก์ ลางปฏิกิริยาแสงแทรกอยู่ในเย่ือหุ้มเซลล์ หรือรวมกันอยู่ในไทลา

คอยด์ ซึ่งเปน็ ถุงแบน ๆ ที่มเี ยื่อห้มุ และเวา้ เข้าไปในไซโทรพลาซึม ส่วนใหญเ่ รียงเป็นวงอยู่รอบ ๆ มีบางส่วนที่ยื่น
เข้าตรงกลางเซลล์ โครงสร้างน้ที าหนา้ ทแ่ี ทนเยอ่ื ชน้ั ในของคลอโรพลาสตข์ องพืชและสาหร่าย

ส่งิ มีชวี ิตท่ีสงั เคราะห์ดว้ ยแสงได้ มรี งควตั ถุหลายชนิด ดงั ตาราง

ตำรำงแสดงรงควัตถทุ ใี่ ชใ้ นกระบวนกำรสังเครำะหด์ ้วยแสง ในสง่ิ มีชีวติ ชนดิ ต่ำง ๆ

คลอโรฟิลล์ แคโรทีนอยด์ ไฟโคบลิ นิ แบคทีรีโอ

ab cd คลอโรฟลิ ล์

abcd

กรนี แบคทเี รยี - - - - + - + - + หรือ +

ไซยาโนแบคทีเรรยี + - - - + +

สาหรา่ ยสีแดง + - - + + +

สาหร่ายสีนา้ ตาล + - + - + -

สาหรา่ ยสีเขยี ว + + - - + -

มอส + + - - + -

เฟนิ + + - - + -

พชื มีดอก ++-- + -

หมำยเหตุ + หมายถงึ มี - หมายถึง ไม่มี

ข. แคโรทีนอยด์

แคโรทีนอยด์เป็นสารประกอบจาพวกไขมัน ประกอบด้วยสาระสาคัญ 2 ชนิด คือ แคโรทีน

(Carotene) ซง่ึ เป็นรงควัตถสุ ีแดงและสสี ม้ กบั รงควตั ถุอกี ชนิดหนึ่งคอื แซนโทฟลิ ล์ (Xanthophyll) ซงึ่ มีสเี หลอื ง

หรอื สีน้าตาล จากตารางจะเหน็ ได้วา่ แคโรทนี อยด์มีในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้เม่ือยู่ในคลอโรพ

ลาสต์ แคโรทีนอยด์จะอย่รู ว่ มกับคลอโรฟิลล์

แคโรทนี อยด์ไม่ไดม้ บี ทบาทในการสังเคราะห์ดว้ ยแสงโดยตรง แต่เป็นตัวรับพลังงานจากแสงแล้วส่งต่อ

ใหก้ บั คอลโรฟิลล์เพื่อใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงอีกต่อหน่ึง เพราะแคโรทีนอยดสามารถดูดกลืนพลังงานแสง

ในช่วงคล่ืนที่กว้างกว่า หากพืชชนิดใดมีเฉพาะแคโรทีนอยดืเพียงอย่างเดียวโดยไม่มีคลอโรฟิลล์ พืชน้ันจะ

สังเคราะห์ด้วยแสงไมไ่ ด้ เพราะหนา้ ท่ขี องแคโรทนี อยดม์ เี พียงรับพลงั งานจากแสงแลว้ ส่งต่อให้คลอโรฟิลล์เท่านั้น

การสังเคราะห์ด้วยแสงไมส่ ามารถเกิดที่โมเลกุลของแคโรทนี อยด์สามารถเกิดที่โมเลกลุ ของแคโรทีนอยด์ เพราะเกิด

พลังงานไม่เพียงพอ แคโรทีนอยด์ยังมีอยู่ในรูปพลาสติกรูปอื่น ๆ ที่อยู่ในส่วนต่าง ๆ ของพืชที่มีสี เช่นดอกไม้สี

เหลือง หวั แครอท ผลมะเขือเทศสุก เปน็ ตน้ นอกจากในพชื แล้วแคโรทีนอยดย์ ังพบในเซลล์สตั วบ์ างชนิดอกี ดว้ ย

แคโรทนี อยด์รบั แสงสนี า้ เงนิ ได้ดี

ถ้าพืชนั้นมีแต่แคโรทีนอยด์เพียงอย่างเดียว จะไม่เกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เพราะแคโรที

นอยด์ทาหน้าทเ่ี พียงรับแต่พลังงานแสงเพ่ือส่งต่อไปยังคลอโรฟิลล์ในระบบแสง I และ II ทาให้อิเล็กตรอนของ

คลอโรฟิลลม์ ีพลงั งานสูงขนึ้ จนเกดิ การถา่ ยทอดอเิ ลก็ ตรอน ดงั นั้น การถา่ ยทอดอิเล็กตรอนจะไม่เกิดข้ึน ถา้ มแี ต่

โมเลกลุ ของแคโรทีนอยด์ เม่ือไม่มกี ารถา่ ยทอดอเิ ล็กตรอน กระบวนการสังเคราะหด์ ้วยแสงกไ็ มเ่ กิด

178

ค. ไฟโคบิลิน (Phycobilin)
ไฟโคบิลิน เป็นรงควัตถุท่ีพบเฉพาะในไซยาโนแบคทีเรียกับสาหร่ายสีแดง ไฟโคบิลิน ประกอบด้วย

สารประกอบ 2 ชนดิ คือ ไฟโคอิรทิ นิ (Phycoerythrin) และไฟโคไซยานิน (Phycocyanin) ไฟโคอิริทินเป็น
รงควัตถสุ ีแดงสามารถรบั แสงสเี ขยี วทม่ี ชี ว่ งความยาวคลนื่ ระหว่าง 495 – 565 นาโนเมตรไดม้ ากท่ีสุด ไฟโคอิริ
ทินพบในสาหรา่ ยสแี ดง ส่วนไฟโคไซยานนิ เป็นรงควัตถุสีน้าเงิน พบในไซยาโนแบคทีเรียรับแสงสีเหลืองที่มีช่วง
ความยาวคลืน่ ระหว่าง 550-615 นาโนเมตรไดม้ ากท่สี ุด ไฟโคบิลนิ ทาหนา้ ทร่ี บั พลังงานแสงส่งไปให้คลอโรฟิลล์
เช่นเดียวกับแคโรทีนอยด์

หากพืชมรี งควัตถุหลายชนดิ จะมีประโยชน์ในการรับชว่ งคลืน่ แสงสีต่าง ๆ ทีแ่ ตกต่างกันได้มากขึ้น ทาให้
ประสทิ ธภิ าพในการสังเคราะหด์ ้วยแสงดยี ิง่ ข้นึ

มกี ารทดสอบการสังเคราะห์ด้วยแสงของสาหร่าย สไปโรไจราในช่วงความยาวคลื่นต่าง ๆ พร้อมกับใช้
แบคทเี รยี เปน็ ตวั บ่งชี้ ดงั รปู

รปู ท่ี 24 กำรทดลองเพอื่ แสดงอตั รำกำรสังเครำะห์ด้วยแสงของสำหรำ่ ยสไปโรไจรำในชว่ งควำมยำวคลื่นตำ่ ง
ๆ ของแสง โดยใช้แบคทเี รียเป็นตวั บ่งชบ้ี ริเวณชว่ งคล่ืนแสงใด สไปโรไจรำ สัง เค ร ำะ ห์ ด้ว ยแ ส งไ ด้ ดี
บริเวณนัน้ จะมแี บคทีเรียมำก เพรำะบรเิ วณนนั้ มอี อกซิเจนมำก จะเห็นว่ำช่วงคล่ืนที่สไปโรไจรำดูดกลืนได้ดี
ในช่วงคลนื่ นนั้ มีอตั รำกำรสงั เครำะห์ด้วยแสงสงู

179

รูปท่ี 25 อัตรำกำรสงั เครำะหด์ ว้ ยแสงของพชื ในชว่ งควำมยำวคลืน่ ตำ่ ง ๆ

เกิดอะไรขึน้ เมื่อรงควัตถดุ ดู กลืนแสง
รงควตั ถตุ ่าง ๆ ทาหนา้ ทดี่ ดู กลนื พลงั งานแสงหรอื โฟตอน ทคี่ วามยาวคลนื่ แสงตา่ งกัน พลังงาน

ของโฟตอนแปรผันกลับกนั ความยาวคลนื่ ถา้ แสงทีม่ ีความยาวคล่ืนสนั้ จะมีพลงั งานมากกว่าแสงท่ีมีความยาวคลื่น
ยาว แสงท่ีมพี ลังงานสูงมาก จะทาให้พันธะเคมขี องรงควตั ถแุ ตกตวั ออกและปลอ่ ยอเิ ล็กตรอนออกเป็นอิสระ แต่
ถา้ แสงนน้ั มพี ลังงานน้อยจะทาให้โมเลกุลเกิดการสน่ั สะเทอื นเท่านั้น เมื่อรงควตั ถุดูดกลนื พลงั งานแสงในช่วงความ
ยาวคลื่นที่ตาคนเรามองเห็น จะไปเพ่ิมพลังงานให้แก่อิเล็กตรอน ทาให้อิเล็กตรอนท่ีอยู่ในสภาพปกติ( Ground
state) ถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงมากข้ึน และเคลื่อนท่ีไปอยู่ในระดับที่มีพลังงานสูงข้ึน (Higher - energy
orbital) อเิ ล็กตรอนที่มีพลงั งานสูงขน้ึ เรียกวา่ อิเลก็ ตรอนท่ีอยใู่ นสภาพเรง่ เร้า (Excite eletron) พลังงานของ
อิเล็กตรอนท่ีอยู่ในระดับสูง เรียกว่าพลังงานเร่งเร้า (Excitation energy) พลังงานเร่งเร้าน้ีไม่คงตัว และอาจ
สูญเสียในรูป ก) ความร้อน หรือ ข) เปล่ียนเป็นแสงที่มีความยาวคล่ืนยาวกว่าเดิม จึงเกิดการเรืองแสง
(Fluorescence) หรือ ค) ส่งต่อพลังงานไปยังโมเลกุลของ รงควัตถุท่ีอยู่ติดกันเป็นทอด ๆ จนถึงศูนย์กลาง
ปฏิกิริยาซ่ึงมีคลอโรฟิลล์ เอ อยู่ ทาให้คลอโรฟิลล์ เอ ท่ีศูนย์กลางปฏิกิริยาได้รับพลังงานจนอิเล็กตรอนใน
คลอโรฟิลล์ เอ หลุดออกมา อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาน้ีจะมีตัวรับอิเล็กตรอน (Electron acceptor) มารับ
อเิ ล็กตรอน ดงั การทดลองของแดเนยี ล อารน์ อน ท่พี บว่า NAD+ เป็นตวั รับอเิ ล็กตรอนในสภาพท่ีมคี ลอโรพลาสต์
และได้ NADPH เกิดขน้ึ

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -----

180

181