ขอ 1
การทดลอง
การทดลอง
การทดลองเพอแสดงวาการสรางอาหารของพชอาศยคลอโรฟลล
ขอ 2
ขอ 3 NaOH
ดดอากาศออกดดอากาศออก
ส ำล
NaOH
น ำการทดลองเพอแสดงวาการสงเคราะหดวยแสงตองอาศย CO2
ขอ 4
NaHCO3
ก ข
ก ข
การทดลองเพอแสดงวาแกสทเกดขนคอ แกสออกซเจน (O2) ชวยใหไฟตด
สรป
ขอ 5
สาหราย
บรอมไทมอลบล + CO2
สาหราย
บรอมไทมอลบล+CO2 สเหลอง
สเหลองสฟาผลการทดลอง
สเหลอง สเหลอง1 2 3 4
ขอ 6
-ตนกลา 5 ปอนดเพมขนเปน169ปอนด3ออนซ
- ดน 200 ปอนดลดลงเหลอ199ปอนด14ออนซ
ตนกลาเพมขน164ปอนด3ออนซ
ดนลดลง 2 ออนซ
1 ปอนด = 16 ออนซ
+ H2O +
ขอ 71)
2)
3)
อากาศทท าใหเทยนไขดบและ
หนหายใจออกมาคออากาศเสย
สรป
4)
ก ข
CO2 + + O2พช
วธจดเทยนไขในครอบแกว
ขอ 8
CO2 +H2O + O2
ขอ 9
(Jean Senebier)
ฌอง ซนบเยร
ทดลองพบวา พชสเขยวจะ
สรางอากาศด O2 กตอเมอ
มอากาศเสยCO2
คารบอนไดออกไซด ออกซเจน
แสงสวาง
พชสเขยว
แตยงไมทราบวาพชท าไดอยางไร
อก 17 ปตอมา อนเกน ฮซ พบวา
นอกจากพชสามารถ
เปลยน CO2 O2 แลว
ยงสามารถสรางสารอนทรยไดดวย
CO2 +H2O สารอนทรย + O2
(Nicolas Theodore de Saussure)นโคลาส ธ
โอดอร เดอ โซซร
ขอ 9พบวา น าหนกของพชท
เพมขนมากกวาน าหนกของพช
ทไดรบ
น าหนกทเกนไปนเปน
น าหนก CO2 ทพชไดรบ
พชไดรบ 100 gน ำหนกพชเพม 150 g
CO2 +H2O คารโบไฮเดรต+ O2
สารอนทรยนนคอ
คารโบไฮเดรต
สรป
CO2 +H2O สารอนทรย + O2
CO2 +H2O คำรโบไฮเดรต +
O2
แสงสวำง
พช
(Julius sachs)
จเลยส ซาซ
CO2 +H2O คารโบไฮเดรต+ O2
กลาววา
คารโบไฮเดรตนน
คอ
C6H12O6
ขอ 10
CO2 +H2O C6H12O6 + O2
แสงสวำง
พช
(T.W. Engelmann) เองเกลมน
ขอ 11
สรปวาแสงสน าเงน และแสงสแดงเปนแสงท สไปโรไจราใชในการสงเคราะหดวยแสงมากทสดเพราะเปนบรเว นน ๆ มแกสออกซเจนมากจงมแบคทเรยมาก
สเปกตรมแมเหลกไฟฟำและแสงสวำงทสำมำรถมองเหนไGamma
rays X-rays UVInfrared &
Microwaves Radio waves
Visible light
Wavelength (nm)
Sunlight minus absorbed wavelengths or colors equals the apparent color of an object.
The feathers of male cardinals are loaded with carotenoid pigments. These pigments absorb some wavelengths of light and reflect others.
Why are plants green?
Transmitted light
LightReflected
light
Absorbedlight
Transmittedlight
Chloroplast
แสงสทมองเหนคอสทไมดดกลน
THE COLOR OF LIGHT SEEN IS THE COLOR NOT ABSORBED
(Van Niel)แวนนล
ขอ 12
CO2 +2H2S CH2O+2S+H2O
CO2 +2H2O CH2O+O2+H2Oพชสเขยว
แสงสวาง
พชแบคทเรย
แสงสวาง
สรปวาออกซเจนทพชสรางไดมาจากน า ไมใชไดมาจากคารบอนไดออกไซด
(Samuel Ruben and Martin Kamen)
แซมวล รเบนและมารตน คาเมน
ขอ 13
สาหรายก ข
O2ทไดจากการสงเคราะหดวยแสง
เปน O2 ทไดจาก H2O
สรปวา
CO2 +H2O C6H12O6 + O2
แสงสวำง
คลอโรฟลล
(Robin Hill) โรบน ฮลล เตมเกลอ เฟอรก
แสง
แสง
ไดเกลอเฟอรสและแกสออกซเจน
ไมไดแกสออกซเจน
คลอโรพลาสตทสกดไดจากผกโขม
4Fe+3 + 4H2O Fe+2 +4H++O2+2H2O
เฟอรก เฟอรส
เกลอเฟอรกFe+3เปลยนเปนเกลอ
เฟอรส Fe+2 ไดเพราะรบอเลกตรอนเพม
มา 1 ตว อเลกตรอนนนไดมาจากแตกตว
ของน า
ถาไมมตวรบอเลกตรอน น าจะแตกให
แกสออกซเจนไมได
สรปวา
CO2 +H2O C6H12O6 + O2
แสงสวำง
คลอโรฟลล
(Daniel Arnon)
แดเนยล อารนอน
เตมADP,Pi,NADP+
แสง
แสง
ได ATP,NADPH+H+,O2
คลอโรพลาสตทสกดไดจากผกโขม
เตมADP,Pi
ไดเฉพาะ ATP
ตอนท 1
ขณะมแสงคลอโรพลาสตจะสราง ATP เพยงอยางเดยว ถาเตม NADP+ จะได
NADPH+H+ และ O2
สรปตอนท 1
ตอนท 2
เตม CO2,ATP,
NADPH+H+
ไดน าตาล,ADP,
Pi,NADP+
คลอโรพลาสตทสกดไดจากผกโขม
CO2 +H2O C6H12O6 + O2+ H2Oแสงสวำง
คลอโรฟลล
ไมใชแสง ใชแสง
CO2 +H2O C6H12O6 + O2
การสงเคราะหดวยแสง
การหายใจระดบเซลล
กำรสงเครำะหดวยแสง
โครงสรำงทใชใน
กำรสงเครำะหดวยแสง
กระบวนกำรสงเครำะหดวยแสง- ปฏกรยำใชแสง (Light reaction)- ปฏกรยำมด (Dark reaction)
โครงสรางทใชในการสงเคราะหดวยแสง
Epidermis
Mesophyll
Vascular bundle
LIGHTREACTOR
NADP+
ADP
ATP
NADPH
CALVINCYCLE
[CH2O] (sugar)STROMA(Low H+ concentration)
Photosystem II
LIGHT
H2O CO2
Cytochromecomplex
O2
H2OO2
1
1⁄2
2
Photosystem I
Light
THYLAKOID SPACE(High H+ concentration)
STROMA(Low H+ concentration)
Thylakoidmembrane
ATPsynthase
PqPc
Fd
NADP+
reductase
NADPH + H+
NADP+ + 2H+
ToCalvincycle
ADP
P
ATP
3
H+
2 H++2 H+
2 H+
Let’s go to
Different pigments absorb light differently
Different pigments absorb light differently
ตารางแสดงรงควตถทใชในกระบวนการ
สงเคราะหดวยแสงในสงมชวตชนดตาง ๆ
คลอโร
ฟลลa b c d
แคโรทนอยด
ไฟโคบลน
แบคทรโอคลอโรฟล
ลa b c d
กรนแบคทเรย ---- + - +-+หรอ+
ไซยำโนแบคทเรย
+--- + +
สำหรำยสแดง +--+ + +
คลอโร
ฟลลa b c d
แคโรทนอยด
ไฟโคบลน
แบคทรโอคลอโรฟล
ลa b c d
สำหรำยสน ำตำล
+-+- + - ----
สำหรำยสเขยว ++-- + - ----
มอส ++-- + - ----
เฟน ++-- + - ----
พชมดอก ++-- + - ----
อเลกตรอนทมพลงงานลดลง
อเลกตรอนทมพลงงานสงขน ปลอยพลงงานออกไปรบพลงงานเขามา
นวเคลยสของอะตอม
ปฏกรยาใชแสง (Light reaction)
1. การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฎจกรNon-cyclic e- transfer2. การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฎจกรcyclic e- transfer
ปฏกรยาใชแสง
(Light reaction) พชไดรบพลงงานแสงและตกกระทบทรงควตถ
โดยอาจตกกระทบท
- chlorophyll a ซงเปน reaction center
- กลมรงควตถอนๆ (antenna complex) แลวม
การถายทอดพลงงานตอให chl. a
Carotenoids
Chlorophyll b
Chlorophyll a
Reaction center
Chlorophyll a
Antenna complex
e-
ระบบของ Photosynthetic pigment
Accessory pigment
Essential pigment
Non-cyclic e- transfer
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
Non-cyclic electron transfer: ได ATP, NADPH
Cyclic e- transfer: ได ATP
Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone
สรปการสงเคราะหดวยแสง
ATP NADPH สลาย H2O เกด O2
Cyclic 1 - - -Non
Cyclic2 1 1 1/2
ปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซดกำรทดลองของเมลวน คลวน(Melvin Calvin)
คลอเรลลำ
เตม CO2 ในรปของH14CO3-
ลนควบคมกำรปเปแสง
เทอรโมมเตอร
เมอเวลาผานไป
1 นาท ตรวจสารประกอบแลวพบ 14C ใน สารประกอบหลายชนดรวมทงน าตาลกลโคส (สาร C 3,C5,C6) เชน
(สาร C 3 = PGA ,C5 = RuBP,C6 = กลโคส)
แตเมอใหการสงเคราะหแสงในระยะเวลาสนลง
ประมา 2 วนาท ตรวจพบ 14C อยในสสาร
ประกอบทมคารบอน 3 อะตอม (PGA)
คลวนและคณะควำ
สำรประกอบ C 2 + CO2 = จะไสำร C3 (PGA) แตจำกกำรทลองไมพบสำรประกอบ C2 อยเลย แตพบวำมสำรประกอบ C5 เกขนอยตลอเวลำ ถงแมกำรสงเครำะหแสงจะเกขนเปนเวลำนำน
C C O OC
ดงนนนกวทยำศำสตรจงไดตงสมมตฐาำนขนวำ
สาร C 5 คงจะรวมกบ CO2 ไดสารประกอบชนด
ใหม เปนสาร C6 เพราะ RuBP(สาร C5 รวมกบ
สาร C 1 (CO2 ) แตสารนไมอยตวจะสลายตอให
สารประกอบ C3 คอ PGA 2 โมเลกล
ดงทจะไดศกษาวฏจกรของคลวน
The step of Calvin cycle
1. Carbon fixation
2. Reduction
3. Regeneration
Ribulose bisphosphate 3-Phosphoglyceric acid (3PG) (PGA)
Ribuose bisphosphateCarboxylase Oxygenase
ปฏกรยาขนท 1:การตรง CO2
(Carbon fixation หรอ Carboxylation)
PP
PP
PP
3 CO2
3 RuBP
P
P
P
P
P
P
6 PGA
1,3-BisPhosphoglyceric acid (BPGA)
Glyceraldehyde 3phosphate (G3P)
ปฏกรยาขนท 2:การรดวซ PGA ใหเปน
PGAL(Reduction)
6 PGA 6 BPGA
P
6 G3P,PGAL
P
P
P
P
PP
PP
PP
PP
PP
PP
P
P
P
P
P
PP
P
Sugar
6 P 6
5 G3P,PGAL
P
ปฏกรยาขนท 3: Regeneration
การสรางRuBPขนใหม
5 G3P,PGAL
P
P
P
P
P
PP
PP
PP
3 RuBP
ขอสงเกตของวฏจกรคาลวน
1.โดยปกตวฏจกรคาลวนจะตองเกด 2
รอบจงจะได PGAL 2 โมเลกลซง
เพยงพอตอการสรางกลโคส (6C)
1 โมเลกล (เนองจากในความเปนจรง
การเกด 1 รอบจะให PGAL อสระ
ออกมา 1 โมเลกลเทานน)
2.ในพชทวๆไป สารชนดแรกทคงตวทได
จากการตรง CO2 คอ PGA ซงม 3C จงเรยกการตรง CO2 แบบนวา C3-pathway และเรยกวาพช C-3 ซงกคอพช
ใบเลยงค และใบเลยงเดยวทวๆ ไป (ขาว
สาล,ถวเหลอง)
Photorespirationการตรง CO2 ของ RuBP ตองใชเอนไซม Rubisco
ซงอยในสโตรมาของคลอโรพลาสต เอนไซมนนอกจากกระตนให RuBP ตรง CO2 แลวยงตรง O2 ไดดวย
เมอพช ตรง O2 ดวย RuBP ซง RuBP จะถกสลายเปนสารประกอบคารบอน 2 อะตอม เพราะฉะนนการจะสราง RuBP จงเสย CO2 ไปบางสวน
การตรง O2 และคาย CO2 ในเวลาทพชไดรบแสง จงเรยกวา โพโตเรสไพเรชน (Photorespiration)
Ribulose bisphosphate
Ribuose bisphosphateCarboxylase Oxygenase
ปฏกรยาขนท 1:การตรง CO2
(Carbon fixation หรอ Carboxylation)
PP
PP
PP
3 O2
3 RuBP
P
P
P
P
P
PGAฟอสโฟ
ไกลโคลก
P
Photorespiration
2 (PGA)
1 (PGA)
พชตรง CO2 ไดสารประกอบ
คงตวชนดแรกคอ PGA สาร C3
พชทสามารถตรง CO2 ไดสารประกอบ
คงตวชนดแรกคอ OAA สาร C4
จงเรยกพชทมกระบวนการเชนนวา พช C4
พบ C4 สวนใหญพชทมดอก และใบเลยงเดยว
เชน ขาวโพด, ออย,ขาวฟาง, บารเลย,บานไมรโรย,
หญาแพรก,หญาแหวหม,ผกโขมจน
ไมพบ C4 ในพวกเมลดเปลอย: สนสองใบ สามใบ
แปะกวย มอส ลเวอรเวรต ฮอนเวรต
และสาหรายทกชนด
www.themegallery.com LOGO
C4 plant leaf
การตรง คารบอนไดออกไซดของพช C4
www.themegallery.com LOGO
- มการตรง CO2 2 ครง1. mesophyll2. bundle sheath cell
- เกด OAA ตวแรกของ ปฏกรยา- โดยใชเอนไซม PEP carboxylase
www.themegallery.com LOGO
C4 plant
www.themegallery.com
CAM plantCAM:Crussulacean Acid Metabolism plants
พบในพชทอยทแหงแลงมาก จงตองปดปากใบ การตรง CO2 จงเกด
-ในเวลากลางคน ไดกรด 4C (OAA)เกบไวใน vacuole ในเซลลมโซฟลล
- กลางวนเขาส calvin cycle- เกดในเซลลเดยวกน
www.themegallery.com
CAM (Crussulaceae Acid Metabolism)
พชอวบน า: สปปะรด,วานหางจระเข, กระบองเพชร,กลวยไม,ศรนาราย , กหลาบหน
www.themegallery.com LOGO
www.themegallery.com LOGO
CAM plantปจจบนไมเฉพาะพชตระกล Crassulaceae
เปรยบเทยบการตรง CO2 ทง 3 แบบ
C3 C4 and CAM plant
CO2 CO2C4 Organic acids
PEP
CO2 PGA (CH2O)
C3 acids
RuBP
C3
C4
CAM
Mesophyll Bundle sheath
Mesophyll
Dark Light
PEP Carboxylase RuBP Carboxylase
ตารางสรปการเปรยบเทยบระหวางพช C3,C4,CAM
ขอเปรยบเทยบ พช C3 พช C4 พช CAMจ านวนครงของการตรง CO2
1 ครง 2 ครง 2 ครง
เวลาทเกดการตรง CO2ของ
PEP
ไมเกด กลางวน กลางคน
ขอเปรยบเทยบ พช C3 พช C4 พช CAMG3P หรอ
PGALทกเซลลทมคลอโร พลาสต
เกดในบนเดลชท
ทกเซลลทมคลอโร พลาสต
การเสยน าตอการตรง CO2
1 ครง
400-500กรม
250-300กรม
50-100กรม
พช C3 พช C4 พช CAMตวอยางพช พชทว ๆ ไป
เชน มะมวง กลวย ขาวเจา ขาวสาล ถว
ออย ขาวโพดขาวฟาง หญาแพรก
กลวยไม กหลาบหน สบปะรด กระบอง เพชร