1. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 1
ใบความรูที่ 6
ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับการสังเคราะหดวยแสง
สิ่งมีชีวิตตองการอาหารและพลังงานในการดํารงชีวิต สิ่งมีชีวิตบางชนิดไมสามารถสรางอาหารไดเอง
ในขณะที่สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถสรางอาหารเองไดโดยใชพลังงานแสง เชน พืช สาหราย แบคทีเรียบาง
ชนิด เป'นตน
การคนควาที่เกี่ยวของกับกระบวนการสังเคราะหดวยแสง
กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสง (photosynthesis) เป'นกระบวนการที่พืชใชพลังงานแสงเพื่อสราง
สารอินทรีย( (คาร(โบไฮเดรต) จากสารอนินทรีย( คือ คาร(บอนไดออกไซด(และน้ํา ดังสมการ
การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงของพืชจากอดีตจนถึงป;จจุบัน ทําใหมนุษย(เขาใจ
กลไกที่เกิดขึ้นสามารถสรุปได ดังนี้
พ.ศ. 2191 ฌอง แบบติสท( แวน เฮลมองท( (Jean Baptiste Van Helmont) นักวิทยาศาสตร(
ชาวเบลเยี่ยม ไดทดลองปลูกตนหลิวแลวพบวาขณะที่ตนหลิวมีการเจริญเติบโต น้ําหนักของดินจะลดลง สวน
น้ําหนักของตนหลิวจะเพิ่มขึ้น เขาจึงสรุปวาน้ําหนักของตนหลิวที่เพิ่มขึ้นไมไดมาจากน้ําเทานั้น
ภาพการทดลองของฌอง แบบติสท" แวน เฮลมองท"
ที่มา : https://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=73998
พ.ศ. 2315 โจเซฟ พริสต(ลีย( (Joseph Priestley) นักวิทยาศาสตร(ชาวอังกฤษ ไดทําการทดลอง
ดังนี้
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

2. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 2
การทดลองที่ 1 นําหนูใสในครอบแกวแลวทิ้งไวสักครู พบวาหนูจะตาย จากนั้นนําเทียนไขที่ติดไฟใส
ในครอบแกวที่หนูตายแลวทิ้งไวสักครู พบวาเทียนไขจะดับ แลวเมื่อจุดเทียนไขไวในครอบแกวทิ้งไวสักครู
พบวาเทียนไขจะดับ จากนั้นนําหนูใสในครอบแกวที่เทียนไขดับ พบวาหนูตายเกือบทันที เขาสรุปวาแกQสที่ทํา
ใหเทียนไขดับเป'นแกQสที่ทําใหหนูตาย
การทดลองที่ 2 นําพืชสีเขียวใสในครอบแกวที่เคยจุดเทียนไขเอาไวแตเทียนไขดับแลว ทิ้งไว 10 วัน
พบวาจะสามารถจุดเทียนไขใหติดไดอีกครั้ง จากนั้นเขาไดทําการทดลองเพิ่มเติมโดยแบงอากาศจากครอบแกว
ที่เทียนไขดับแลวออกเป'น 2 สวน สวนที่หนึ่งนําไปใสในครอบแกวซึ่งมีแกวน้ําที่มีพืชสีเขียวติดอยู พบวาอากาศ
ในครอบแกวนี้ทําใหเทียนไขติดไฟไดระยะหนึ่ง สวนที่สองนําไปใสในครอบแกวที่มีแตแกวน้ําบรรจุไว พบวาไม
สามารถจุดเทียนไขใหติดได เขาจึงสรุปวาพืชสามารถเปลี่ยนอากาศเสียใหเป'นอากาศดีไดจึงทําใหเทียนไขลุก
ไหม
พ.ศ. 2322 แจน อินเก็น ฮูซ (Jan Ingen
Housz) นายแพทย(ชาวดัทซ( ไดทําการทดลองคลายกับพ
ริสต(ลีย( โดยทําการทดลองในขณะที่มีแสงและไมมีแสง
และพิสูจน(ใหเห็นวาการทดลองของพริสต(ลีย(จะไดผลเมื่อมี
แสงเทานั้น เขาจึงสรุปวาการที่พืชเปลี่ยนอากาศเสียใหเป'น
อากาศดีไดพืชจะตองไดรับแสงดวย
ภาพแสดงการทดลองของแจน อินเก็น ฮูซ
พ.ศ. 2325 ฌอง ซีนีบิเยร( (Jean Senebier) คนพบวาแกQสที่เกิดจากการลุกไหมและแกQสที่เกิด
จากการหายใจของสัตว(คือ แกQสคาร(บอนไดออกไซด( สวนแกQสที่ชวยในการลุกไหมและแกQสที่ใชในการหายใจ
ของสัตว(คือ แกQสออกซิเจน
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

3. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 3
พ.ศ. 2347 นิโคลาส ธีโอดอร( เดอ โซซูร( (Nicolas Theodore de Soussure) นักวิทยาศาสตร(
ชาวสวิส พิจารณาการคนพบของแวน เฮลมองท( ที่แสดงใหเห็นวาน้ําหนักของพืชที่เพิ่มขึ้นมากกวาน้ําหนัก
ของน้ําที่พืชไดรับ เขาจึงสันนิษฐานวาน้ําหนักที่เพิ่มขึ้นบางสวนเป'นน้ําหนักของแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ที่พืช
ไดรับ
พ.ศ. 2405 จูเลียส ซาซ (Julius Sachs) พบวาสารอินทรีย(ที่พืชสรางขึ้นคือ น้ําตาล ซึ่งเป'น
คาร(โบไฮเดรต
พ.ศ. 2438 เองเกลมัน (T.W. Engelmann) ทดลองใชปริซึมเพื่อแยกแสงออกเป'นสเปกตรัมใหแก
สาหรายสไปโรไจราซึ่งเจริญอยูในน้ําที่มีแบคทีเรีย พบวาแบคทีเรียที่ตองการออกซิเจนมารวมกลุมกันที่บริเวณ
สาหรายที่ไดรับแสงสีแดงและสีน้ําเงิน เพราะทั้งสองบริเวณนี้สาหรายจะใหแกQสออกซิเจนมากกวาในบริเวณอื่น
พ.ศ. 2484 แซม รูเบนและมาร(ติน คาเมน (Sam Ruben & Martin Kamen) ไดทําการทดลอง
โดยเลี้ยงสาหรายในน้ําที่ประกอบดวย 18O และแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ที่ประกอบดวยออกซิเจนปกติ พบวา
แกQสออกซิเจนที่เกิดขึ้นเป'น 18O และเมื่อใชน้ําที่ประกอบดวยออกซิเจนปกติและแกQสคาร(บอนไดออกไซด(ที่
ประกอบดวย 18O พบวาไดแกQสออกซิเจนที่เป'นออกซิเจนปกติเขาจึงสรุปวาแกQสออกซิเจนที่เกิดขึ้นเป'น
ออกซิเจนชนิดเดียวกับออกซิเจนในโมเลกุลของน้ํา
พ.ศ. 2475 โรบิน ฮิลล( (Robin Hill) ไดทําการ
ทดลองพบวาเมื่อผานแสงในคลอโรพลาสต( จะไมมีแกQส
ออกซิเจนเกิดขึ้น แตเมื่อเติมเกลือเฟอริก (Fe3+) ลงไป
พบวาเกิดเกลือเฟอรัส (Fe2+) และแกQสออกซิเจน
ก
ก
พ.ศ. 2494 แดเนียล อาร(นอน (Daniel
Arnon) ไดทําการทดลองคลายกับของฮิลล( แลวพบวาพืช
จะให NADPH และแกQสออกซิเจน เมื่อมี NADP+ และน้ํา
อยูดวย และป;จจัยที่ใชในการสังเคราะห(น้ําตาลคือ
NADPH, ATP และแกQสคาร(บอนไดออกไซด(
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

4. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 4
การทดลองที่ 1
เมื่อใหแสงแตไมใหคาร(บอนไดออกไซด(
ก 2
ภาพการทดลองของแดเนียล อาร"นอน
ก ก ก ATP " NADPH
โครงสรางของคลอโรพลาสต
คลอโรพลาสต( ประกอบดวยเยื่อหุมสองชั้น ภายในมีของเหลวเรียกวา สโตรมา (stroma) มีเอนไซม(ที่
จําเป'นสําหรับกระบวนการตรึงคาร(บอนไดออกไซด( ดานในของคลอโรพลาสต(มีเยื่อไทลาคอยด( (thylakoid)
สวนที่พับซอนไปมาเป'นตั้ง เรียกวา กรานัม (granum) และสวนที่ไมทับซอนกันอยูระหวางกรานัม เรียกวา
สโตรมาลาเมลลา (stroma lamella) สารสีทั้งหมดและคลอโรฟrลล(จะอยูบนเยื่อไทลาคอยด( ซึ่งเป'นบริเวณที่มี
กระบวนการใชพลังงานแสง ภายในไทลาคอยด(มีชอง เรียกวา ลูเมน (lumen)
สารสีในปฏิกิริยาแสง
สารสีที่พบในสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห(ดวยแสงจะอยูในคลอโรพลาสต( สารสีตางๆทําหนาที่รับพลังงาน
แสงแลวสงตอใหคลอโรฟrลล(เอ ที่
เป'นศูนย(กลางของปฏิกิริยาของ
ระบบแสงอีกตอหนึ่ง (reaction
center) กลุมของแสงสีที่ทํา
หนาที่รับพลังงานแสงแลวสงตอ
ใหคลอโรฟrลล(เอ ซึ่งเป'น
ศูนย(กลางของปฏิกิริยา เรียกวา
แอนเทนนา (antenna)
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

5. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 5
ในพืชและสาหรายจะพบคลอโรฟrลล(เอ คลอโรฟrลล(บี และแคโรทีนอยด( (carotenoid) สวนไฟโคบิ
ลิน (phycobilin) พบเฉพาะในสาหรายสีแดงและไซยาโนแบคทีเรีย
แคโรทีนอยด( ประกอบดวยสารสี 2 ชนิด คือ แคโรทีน (carotene) เป'นสารสีแดงหรือสม และแซนโท
ฟrลล( (xanthophyll) เป'นสารสีเหลืองหรือสีน้ําตาล ในพืชชั้นสูงพบแคโรทีนอยด(ในคลอโรพลาสต( สวนไฟโค
บิลิน ประกอบดวยไฟโคอีริทริน (phycoerythrin) และไฟโคไซยานิน (phycocyanin)
ไดมีผูทดลองสกัดเอาคลอโรฟrลล(จากใบพืช
ชนิดหนึ่งและผานแสงแตละสีเขาไปในสารละลายที่มี
คลอโรฟrลล( แลววัดปริมาณแสงสีตางๆที่สารสีดูดไว
ดังนี้
กราฟแสดงการดูดกลืนแสงของคลอโรฟIลล"ชนิดตJางๆ
จากกราฟไดขอสรุปวา
& คลอโรฟrลล(เอ ดูดกลืนพลังงาน
แสงไดดีที่ความยาวคลื่น 400-500
และ 600-700 nm
& คลอโรฟrลล(บี ดูดกลืนพลังงาน
แสงไดดีที่ความยาวคลื่น 450-500
และ 630-670 nm
จากกราฟจะเห็นไดวาพืชมีอัตราการสังเคราะห(แสงไดมาก เมื่อพืชไดรับแสงสีน้ําเงินและแสงสีแดง
โดยมีคลอโรฟrลล(เอและคลอโรฟrลล(บีรับพลังงานแสงไว
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

6. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 6
ใบความรูที่ 7
การสังเคราะหดวยแสง
กระบวนการสังเคราะหดวยแสง
กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงของพืช แบงออกเป'น 2 ขั้นตอนคือ ปฏิกิริยาแสง (light reaction)
และปฏิกิริยาตรึงคาร(บอนไดออกไซด( (CO2 fixation)
ปฏิกิริยาแสง
ปฏิกิริยาแสง (light reaction) เป'นกระบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงใหเป'นพลังงานเคมีที่พืชนําไปใช
ไดในรูป ATP และ NADPH
บนเยื่อไทลาคอยด(จะมีระบบแสง (photosystem : PS) ประกอบดวยโปรตีนตัวรับอิเล็กตรอน และ
แอนเทนนา ระบบแสงประกอบดวย ระบบแสง I หรือ PS I เป'นระบบแสงที่มีคลอโรฟrลล(เอ ซึ่งเป'นศูนย(กลาง
ปฏิกิริยารับพลังงานแสงไดดีที่สุดที่ความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร เรียกวา P700 และระบบแสง II หรือ PS II
ซึ่งมีคลอโรฟrลล(เอเป'นศูนย(กลางปฏิกิริยา รับพลังงานแสงไดดีที่สุดที่ความยาวคลื่น 680 นาโนเมตร เรียกวา
P680
พลังงานแสงที่สารสีตางๆดูดกลืนไว จะทําใหอิเล็กตรอนของสารสีมีระดับพลังงานสูงขึ้น และสามารถ
ถายทอดไปได 2 ลักษณะ คือ การถายทอดอิเล็กตรอนแบบไมเป'นวัฏจักร (non cyclic electron transfer)
และ การถายทอดอิเล็กตรอนแบบเป'นวัฏจักร (cyclic electron transfer)
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

7. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 7
จากรูปการถายทอดอิเล็กตรอนแบบเป'นวัฎจักรสรุปไดวา อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากคลอโรฟrลล(เอใน
ระบบแสง I จะมีตัวรับอิเล็กตรอนมารับ แลวถายทอดกลับมายังคลอโรฟrลล(เอที่เป'นศูนย(กลางของปฏิกิริยา
ของระบบแสง I อีกครั้งหนึ่ง
จากรูปจะเห็นไดวา
อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากคลอโรฟrลล(เอในระบบแสง I จะไมยอนคืนสูระบบแสง I เพราะมี
NADP+ มารับอิเล็กตรอนกลายเป'น NADPH
คลอโรฟrลล(เอในระบบแสง II จะสงอิเล็กตรอนผานตัวรับอิเล็กตรอนหลายชนิดไปยังระบบแสง I
ศูนย(กลางปฏิกิริยาระบบแสง II สูญเสียอิเล็กตรอนไป มีผลใหสามารถดึงอิเล็กตรอนของน้ํา
ออกมาแทนที่ ซึ่งทําใหโมเลกุลของน้ําแยกสลายเป'นออกซิเจนและโปรตอน
พลังงานแสงสวนหนึ่งจะถูกนําไปใชในการสราง ATP ขณะที่มีการถายทอดอิเล็กตรอน เรียก
ปฏิกิริยาการสราง ATP จากพลังงานแสงนี้วา โฟโตฟอสโฟรีเลชัน (photophosphorylation)
พลังงานแสงที่พืชนําไปใชในการสลายโมเลกุลของน้ําทําใหเกิดออกซิเจนและโปรตอน เรียกวา โฟ
โตลิซิส (photolysis) หรือปฏิกิริยาฮิลล( (Hill’s reaction)
ดังนั้นจึงสรุปสมการของปฏิกิริยาใชแสงไดวา
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

8. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 8
ตารางสรุปเปรียบเทียบการถ#ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป)นวัฏจักรและไม#เป)นวัฏจักร
การถ(ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป*นวัฏจักร การถ(ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม(เป*นวัฏจักร
1. เกี่ยวของกับระบบแสง I 1. เกี่ยวของกับระบบแสง I และระบบแสง II
2. อิเล็กตรอนที่หลุดออกจากคลอโรฟrลล(ของ 2. อิเล็กตรอนที่หลุดไปจะไมกลับมาที่เดิม แตจะ
ระบบแสง I จะกลับสูที่เดิม มีอิเล็กตรอนจากระบบแสง II มาแทนที่
3. มีการสราง ATP 3. มีการสราง ATP
4. ไมมีการสราง NADPH+H+ 4. มีการสราง NADPH+H+
5. ไมมี O2 เกิดขึ้น 5. มี O2 เกิดขึ้น
6. ใชรงควัตถุในระบบแสง I 6. ใชรงควัตถุในระบบแสง I และระบบแสง II
ปฏิกิริยาตรึงคารบอนไดออกไซด
ปฏิกิริยาตรึงคาร(บอนไดออกไซด( (carbondioxide fixation) เป'นกระบวนการที่พืชนําพลังงานเคมีที่
ไดจากปฏิกิริยาแสงในรูป ATP และ NADPH มาใชในการสรางสารอินทรีย( (สารประกอบคาร(โบไฮเดรต :
กลูโคส หรือเก็บสะสมในรูปของเม็ดแป~ง)
ปฏิกิริยาตรึงคาร(บอนไดออกไซด(เกิดขึ้นหลายขั้นตอนเป'นวัฏจักร เรียกวา วัฏจักรแคลวิน (Calvin
cycle) เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต( ประกอบดวย 3 ขั้นตอน คือ
1. คาร(บอกซิเลชัน (carboxylation) เป'นขั้นตอนที่ RuBP (ribulosebisphosphate) รวมกับ CO2
เกิดเป'นสารอินทรีย(ที่มีคาร(บอน 3 อะตอมเป'นองค(ประกอบ สารนั้นคือ PGA ซึ่งเป'นสารเสถียรตัวแรกของวัฎ
จักรแคลวิน
2. รีดักชัน (reduction) เป'นขั้นตอนที่ PGA รับพลังงานจาก ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาแสง
แลวเปลี่ยนเป'น กลีเซอรัลดีไฮด(-3-ฟอสเฟต (G3P) หรือ PGAL ไปเป'นน้ําตาลที่มีคาร(บอน 3 อะตอม
3. รีเจเนอเรชัน (regeneration) เป'นกระบวนการสราง RuBP ขึ้นมาใหม เพื่อไปรับ CO2 อีกครั้งหนึ่ง
และ PGAL บางโมเลกุลถูกนําไปสรางกลูโคสหรือสารอินทรีย(อื่นๆ
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

9. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 9
ภาพวัฏจักรแคลวิน
ภาพสรุปกระบวนการสังเคราะห"ดNวยแสง
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

10. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 10
โฟโตเรสไพเรชัน
เอนไซม(รูบิสโก (rubisco) ที่กระตุนให RuBP ตรึง CO2แลว ยังสามารถกระตุนให RuBP ตรึง O2 ได
อีกดวย การที่ RuBP ตรึง O2 มีผลทําให RuBP ตรึง CO2 ไดนอยลง กระบวนการที่ RuBP ตรึง O2 เรียกวา
โฟโตเรสไพเรชัน (photorespiration) ซึ่งเป'นกระบวนการที่เกิดขึ้นตามปกติ นักวิทยาศาสตร(คนพบวาในกรณี
ที่พืชอยูในสภาพที่ไดรับแสงมาก มีปริมาณ CO2 นอย RuBP จะตรึง O2 มากขึ้น ซึ่งคาดวาจะเกิดโฟโตเรส
ไพเรชันเป'นการนํา ATP และสารพัลงงานสูงที่ไดมากเกินความตองการไปใชจะชวยป~องกันความเสียหายใหแก
ระบบการสังเคราห(ดวยแสง ซึ่งกระบวนการโฟโตเรสไพเรชันตางจากกระบวนการหายใจ เพราะเกิดขึ้นเฉพาะ
เซลล(ที่มีคลอโรพลาสต(เทานั้น
กลไกการเพิ่มความเขมขนของคารบอนไดออกไซดของพืช C4
ในวัฏจักรแคลวินของพืชไดสารประกอบคงตัวชนิดแรกคือ PGA ซึ่งเป'นสารประกอบที่มีคาร(บอน 3
อะตอม เรียกพืชชนิดนี้วาพืช C3 แตมีพืชบางชนิดในเขตรอนมีวิวัฒนาการที่สามารถตรึง CO2
นอกเหนือจากวัฏจักรแคลวิน และไดสารประกอบคงตัวชนิดแรกซึ่งมีคาร(บอน 4 อะตอม และไมใช PGA จึง
เรียกพืชที่มีกระบวนการเชนนี้วา พืช C4
ในพืชที่พบคลอโรพลาสต(มากในเซลล(มีโซฟrลล( (mesophyll) จัดเป'นพืช C3 สวนพืชที่พบคลอโรฟrลล(
ทั้งในคลอโรพลาสต(และบันเดิลชีท (bundle sheath) จัดเป'นพืช C4
พืช C4 เป'นพืชที่มีถิ่นกําเนิดเป'นเขตรอนหรือกึ่งรอน เชน ขาวโพด ขาวฟƒาง ออย หญาแพรก หญา
แหวหมู ผักโขมจีน และบานไมรูโรย
จากรูป สรุปไดดังนี้
1. พืช C4 มีการตรึง CO2 2 ครั้ง ครั้งแรกในสโตร
มาของเซลล(มีโซฟrลล( โดยสารประกอบ PEP ซึ่งมี
คาร(บอน 3 อะตอม เปลี่ยนเป'น OAA (oxaloacetic
acid) ซึ่งเป'นสารที่มีคาร(บอน 4 อะตอม สารนี้เป'นสาร
เสถียรตัวแรกที่ไดจากการตรึง CO2
2. สารที่มีคาร(บอน 4 อะตอม (กรดมาลิกที่
เปลี่ยนมาจาก OAA) จะถูกลําเลียงผานพลาสโมเดสมาตา
เขาไปในบันเดิลชีทแลวปลอยคาร(บอนอะตอมในรูป CO2
ใหแก RuBP ในวัฏจักรแคลวิน เป'นการตรึง CO2 ครั้งที่
สอง
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

11. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 11
3. สารที่มีคาร(บอน 4 อะตอม เมื่อปลอยคาร(บอนในรูปของ CO2 ใหแก RuBP ในวัฏจักรแคลวินแลว
สารนั้นจะมีคาร(บอนเหลือ 3 อะตอม คือ กรดไพรูวิกจะลําเลียงกลับเขาไปในเซลล(มีโซฟrลล( แลวเปลี่ยนเป'น
PEP โดยอาศัยพลังงานจาก ATP
ในสภาพปกติพืช C4 จะมีโฟโตเรสไพเรชันนอยกวาพืช C3 เนื่องจากมีการลําเลียง CO2 ในเซลล(มีโซ
ฟrลล(มาใหเซลล(บันเดิลชีทจึงทําใหบริเวณเซลล(บันเดิลชีทมีความเขมขนของ CO2 สูง กระบวนการโฟโตเรส
ไพเรชันเกิดไดนอยมาก ดังนั้นพืช C4 จะมีประสิทธิภาพในการใชแสงสูงกวาพืช C3
ในเวลาที่อุณหภูมิสูงปากใบจะปrดเพื่อลดการคายน้ํา แตอัตราการสังเคราะห(ดวยแสงของพืช C4 ก็
ไมไดลดลง แมจะไมไดรับ CO2 จากสิ่งแวดลอม แตก็ไดรับ CO2 ที่ปลอยมาจากสารคาร(บอน 4 อะตอมที่พืช
ตรึงไวในตอนแรก
ก ! C3 (ก) ! C4 ( )
ตารางเปรียบเทียบพืช C3 และ C4
ขอเปรียบเทียบ C3 C4
1. คลอโรพลาสต(ในบันเดิลชีท ไมมี มี
2. จํานวนครั้งการตึง CO2 1 ครั้ง 2 ครั้ง
3. ตําแหนงที่มีการตรึง CO2 มีโซฟrลล( ครั้งแรกในมีโซฟrลล( ครั้งที่สองในบันเดิล
ชีท
4. สารที่ใชตรึง CO2 RuBP ครั้งแรก PEP ครั้งที่สอง RuBP
5. สารตัวแรกที่เกิดจากการตรึง CO2 PGA (สาร3C) OAA (สาร4C)
6. การเกิดโฟโตเรสไพเรชัน มี มีนอยมาก
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

12. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 12
กลไกการเพิ่มความเขมขนคารบอนไดออกไซดของพืชซีเอเอ็ม (CAM)
พืช CAM (Crussulacean Acid Metabolism) พบครั้งแรกในพืชตระกูลครัสซูลาซี่
(Crussulaceae) เชน กระบองเพชร เป'นตน แตในป;จจุบันพบในพืชชนิดอื่น เชน กลวยไม สับปะรด วานหาง
จระเข ศรนารายณ( เป'นตน
พืช CAM เจริญไดในที่แหงแลง ซึ่งในเวลากลางวันสภาพแวดลอมจะมีความชื้นต่ําและอุณหภูมิสูง ทํา
ใหพืชสูญเสียน้ําทางใบมาก จึงมีวิวัฒนาการโดยการลดรูปของใบใหมีขนาดเล็กลง และแกใบจะปrดในเวลา
กลางวัน หรือมีลําตนอวบน้ําเพื่อจะสงวนรักษาน้ําไวใชในกระบวนการตางๆ
ในเวลากลางคืนอากาศมีอุณหภูมิต่ําและความชื้นสูงปากใบของพืชจะเปrด CO2 จะเขาไปทางปากใบ
ไปยังเซลล(มีโซฟrลล( สารประกอบ PEP จะตรึง CO2 ไวแลวเปลี่ยนเป'นสาร OAA (oxaloacetic acid) ซึ่ง
OAA จะเปลี่ยนเป'นกรดมาลิก (malic acid) แลวเคลื่อนยายมาสะสมไวในแวคิวโอล ในเวลากลางวันเมื่อเริ่มมี
แสงมากปากใบจะปrดเพื่อลดการคายน้ํา กรดมาลิกจะถูกลําเลียงเขาสูคลอโรพลาสต( เพื่อปลอย CO2 จากกรด
มาลิก และ CO2 จากกรดมาลิกจะถูกตรึงเขาสูวัฏจักรแคลวินตามปกติ
โดยสรุปแลวพืช CAM จะตรึง CO2 ได แตไมสามารถสรางน้ําตาลได เพราะขาด NADPH และ ATP ที่
พืชตองสรางจากปฏิกิริยาแสง ดังนั้นการตรึง CO2 ในเวลากลางคืนจึงตองตรึงไวในรูป C4 เพื่อเก็บสะสมไวกอน
C4 เมื่อพืชไดรับแสงในเวลากลางวันจึงจะสราง NADPH และ ATP มาใชในการสรางน้ําตาลตอไป
ภาพเปรียบเทียบวัฎจักรคาร(บอนของพืช C4 (a) และ CAM (b)
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

13. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 13
ใบความรูที่ 8
ป9จจัยบางประการที่มีผลต(ออัตราการสังเคราะหดวยแสง
ป;จจัยที่มีผลตออัตราการสังเคราะห(ดวยแสง มีดังนี้
แสงและความเขมของแสง
& พืชสามารถดูดกลืนแสงที่ผานบรรยากาศมากระทบยังใบไดรอยละ 40 และนําไปใชในการสราง
คาร(โบไฮเดรตเพียงรอยละ 5 เทานั้น
& พืชแตละชนิดตองการความเขมแสงในการสังเคราะห(ดวยแสงตางกัน
& เมื่อเพิ่มความเขมของแสงมากขึ้นเรื่อยๆ จะถึงจุดหนึ่งที่เมื่อเพิ่มความเขมของแสงแลวอัตราการตรึง CO2
จะไมเพิ่มขึ้น เรียกคาความเขมของแสง ณ จุดนี้วา จุดอิ่มตัวแสง (light saturation point)
& เมื่อความเขมของแสงเพิ่มขึ้นจนกระทั่งอัตราการปลอย CO2 จากการหายใจเทากับอัตราการตรึง CO2
จากการสังเคราะห(ดวยแสง เรียกจุดที่ความเขมแสงนี้วา ไลท(คอมเพนเซชันพอยท( (light
compensation point)
& พืชแตละชนิด มี light compensation point และ light saturation point ไมเทากัน เพราะพืชแต
ละชนิดมีอัตราการหายใจและอัตราการสังเคราะห(ดวยแสงแตกตางกัน
& พืชในที่รมมี light compensation point และ light saturation point ต่ํากวาพืชที่อยูกลางแจง
เนื่องจากพืชในที่รมมีอัตราการหายใจต่ํา จุดอัตราการปลอย CO2 จากการหายใจเทากับอัตราการตรึง
CO2 จึงเป'นจุดที่ความเขมของแสงต่ํา
คารบอนไดออกไซด
& เมื่อเพิ่มความเขมขนของ CO2 ไปถึงความเขมขนของ CO2 ระดับหนึ่งที่ทําใหอัตราการตรึง CO2 ดวย
กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงเทากับอัตราการตรึง CO2 จากกระบวนการหายใจ เรียกความเขมของ
CO2 ณ จุดนี้วา คาร(บอนไดออกไซด(คอมเพนเซชันพอยท( (CO2 compensation point)
& เมื่อความเขมขนของ CO2 ในอากาศเพิ่มมากขึ้นถึงจุดๆหนึ่งอัตราการตรึง CO2 สุทธิจะไมเพิ่มขึ้น เรียก
ความเขมของ CO2 ณ จุดนี้วา จุดอิ่มตัวของคาร(บอนไดออกไซด(
อุณหภูมิ
& อุณหภูมิที่ตางกันมีผลตอการสังเคราะห(ดวยแสง ซึ่งอุณหภูมิที่เหมาะสมจะทําใหอัตราการสังเคราะห(ดวย
แสงสูงสุด
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม

14. การสังเคราะหดวยแสง............................................................................................photosynthesis 14
& เมื่ออุณหภูมิขึ้นถึงระดับหนึ่งจะมีผลตอการสังเคราะห(ดวยแสง โดยทําใหเอนไซม(ที่เกี่ยวของกับ
กระบวนการสังเคราะห(ดวยแสงเสียสภาพ อัตราการสังเคราะห(ดวยแสงจะลดลง
& อุณหภูมิที่เหมาะสมตอการสังเคราะห(ดวยแสงของพืช C3จะต่ํากวาอุณหภูมิที่เหมาะสมตอการสังเคราะห(
ดวยแสงของพืช C4
อายุใบ
& ใบที่ออนเกินไปการพัฒนาของคลอโรพลาสต(ยังไมเจริญเต็มที่ สวนใบที่แกเกินไปจะมีการสลายตัวของก
รานุมและคลอโรฟrลล( มีผลทําใหการสังเคราะห(ดวยแสงของพืชลดลง
ปริมาณน้ําที่พืชไดรับ
& เมื่อพืชขาดน้ําอัตราการสังเคราะห(ดวยแสงจะลดลง เนื่องจากปากใบของพืชจะปrดเพื่อลดการคายน้ํา จึง
ทําให CO2 แพรเขาสูปากใบไดยาก
ธาตุอาหาร
& Mg และ N เป'นธาตุสําคัญในองค(ประกอบของคลอโรฟrลล( การขาดธาตุเหลานี้สงผลใหพืชเกิดอาการ
ใบเหลืองซีด เรียกวา คลอโรซิส (chlorosis) เนื่องจากใบขาดคลอโรฟrลล(
& Fe จําเป'นตอการสรางคลอโรฟrลล( และเป'นองค(ประกอบของไซโมโครม ซึ่งเป'นตัวถายทอดอิเล็กตรอน
& Mn และ Cl จําเป'นตอกระบวนการแตกตัวของน้ําในปฏิกิริยาการสังเคราะห(ดวยแสง
การปรับตัวของพืชเพื่อรับแสง
พืชในที่รมไดรับแสงนอย เซลล(ชั้นเอพิเดอร(มิสที่อยูดานนอกสุดจะทําหนาที่คลายเลนส(รวมแสง ทําให
เพิ่มความเขมของแสงที่สองไปยังคลอโรพลาสต( พืชที่ขึ้นในที่แหงแลง ความเขมของแสงสูง อุณหภูมิสูง เซลล(
ชั้นเอพิเดอร(มิสมีการปรับโครงสรางพิเศษเพิ่มความหนาของชั้นคิวทิเคิล เพื่อชวยในการสะทอนของแสง ลด
การดูดซับแสงของใบ ชวยลดอุณหภูมิ และมีขนปกคลุมปากใบเพื่อลดการคายน้ํา
พืชยืนตนที่มีการแตกกิ่งสาขามากๆ ชวยเพิ่มความสามารถในการรับแสงไดมากขึ้น เชน ตนหูกวาง
สามารถแตกกิ่งกานสาขา มีเรือนพุมกวางปกคลุมพื้นดิน และมีการจัดเรียงตัวรอบลําตนเพื่อใหใบแตละใบรับ
แสงได ใบมะละกอมีกานใบดานลางยาวกวาดานบน มีการสับหวางของใบเพื่อรับแสง และการแยงกันรับแสง
ของพืชที่ขึ้นเบียดกันแนนจะทําใหตนพืชมีลักษณะสูงชะลูด เป'นตน
ชีวะคือชีวิต........................................................................................................เรียบเรียงโดย ครูสุริยา บัวหอม