Lec การสังเคราะห์แสง (photosynthesis)

การสังเคราะห์แสง (Photosynthesis)

• กระบวนการท่ีพืชและสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนพลงังานแสงให้มาอยู่ในรูปของพลงังานเคมีท่ีอยูใ่นโมเลกลุของสารอินทรีย์ท่ีสร้างขึน้

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงประกอบด้วย 3 ขัน้ตอน คือ

• ขัน้ตอนการจบัพลงังานจากดวงอาทิตย์

• การน าพลงังานนัน้มาสร้าง ATP และ NADPH

• การน า ATP และ NADPH ไปใช้สร้างสารอินทรีย์คาร์บอนจากแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์

• https://www.youtube.com/watch?v=joZ1EsA5_NY

• พืชมีสาร รงควตัถ ุ(pigment) ท่ีมีความสามารถในการดดูกลืนพลงังานแสง แล้วน าพลงังานนัน้ไปใช้ในการสร้างพนัธะเคมี (chemical bond) ในโมเลกลุของสารอินทรีย์

• Photosynthesis takes place only in green patches because of the presence of chlorophyll.

ปฏิกิริยาแสง (Light reaction)

• ระบบแสง II (P 680)

– ท าหน้าท่ีรับพลงังานแสงและสง่อิเลก็ตรอน ซึง่จะเคลื่อนท่ีไปสูต่วัรับสง่ อิเล็กตรอนตวัอ่ืนๆ เช่น ระบบไซโตโครมตา่งๆ และระบบแสง

– อิเล็กตรอนท่ีสญูเสียไป จากระบบแสง II ก็จะได้รับทดแทนมาจากการแตกตวัของโมเลกลุของน า้ไปเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน และ ก๊าซออกซิเจน

• ระบบแสง I (P700)

– ระบบแสง I หน้าที่สว่นหนึง่คือรีดวิซ์ (reduce) สาร NADP+ (หมายความวา่ NADP+ ได้รับอิเล็กตรอน) ไปเป็น NADPH

– ระบบแสง I ถกูกระตุ้นโดยอิเล็กตรอนที่ถกูสง่ผา่นมาจากระบบไซโตโครมและสง่ตอ่ไป เพ่ือท าให้ NADP+ เปลี่ยนเป็น NADPH

การตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์

• มีการหมนุเวียนสารเป็นวฎัจกัร เรียกวา่วฎัจกัรคลัวิน (Calvin cycle ) ซึง่เป็นปฏิกิริยาท่ีเกิดขึน้ในสโตรมา (stroma) ของคลอโรพลาสต์

Dark reaction (เกิด calvin circle)

Calvin cycle เป็นปฏิกิริยาท่ีเกิดขึน้ใน stroma ของ chloroplast ประกอบด้วย 3 ขัน้ตอนใหญ่ๆ คือ

1. Carboxylation

2. Reduction

3. Regeneration

• Carboxylation

เป็นขัน้ตอนท่ี ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) เข้ารวมกบั CO2 และเกิดเป็น 3-phosphoglycerate 2 โมเลกลุ ซึง่เป็นสารเสถียร (stable intermediate) ตวัแรกของ Calvin

cycle

• Reduction

เป็นขัน้ตอนท่ี 3-phosphoglycerate ถกู reduced เกิดเป็น glyceraldehyde-3-phosphate ซึง่เป็นสารประเภทน า้ตาล ขัน้ตอนนีจ้ะมีการใช้สารพลงังานสงูท่ีได้จากปฏิกิริยาแสง คือ ATP และ NADPH

• Regeneration

เป็นขัน้ตอนที่จะสร้างโมเลกุล RuBP ขึน้มาอีกครัง้หน่ึง เพื่อวนกลับไปเป็นตัวรับ CO2 ในรอบต่อไป ในขัน้ตอนนีต้้องอาศัยพลังงานจาก ATP ซึ่งได้จากปฏกิริิยาแสง

Count the number of oxygen bubbles given off by the plant in a one -minute period.

The process of photosynthesis

• Green plants take in CO2 through their leaves (by diffusion).

• H2O is absorbed through plants’ roots (by osmosis), and transported to the leaf through xylem vessels.

• Chlorophyll traps light energy and absorbs it.

• This energy is used to break up H2O molecules, than to bond hydrogen and CO2 to form glucose.

• Glucose is usually changed to sucrose for transport around the plant, or to starch for storage.

• O2 is released as a waste product, or used by plant for respiration.

• In this process, light energy is converted to chemical energy for the formation of glucose and its subsequent storage.

•

• What factors are needed for photosynthesis?

(CO2, light, chlorophyll)

• ลักษณะความแตกต่างระหว่างพืช C3 C4 และ CAM คืออะไร?

Assignment

• https://www.youtube.com/watch?v=Dq38MpYOb8w