
การสั งเคราะห์ ด้วยแสง
CO2 +H2O


C6H12O6 + O2

การหายใจระดับเซลล์
การสังเคราะห์ดวยแสง
้
โครงสร้างทีใช้ใน
่
การสังเคราะห์ดวยแสง
้
กระบวนการสังเคราะห์ดวยแสง
้
- ปฏิกิริยาใช้แสง (Light reaction)
- ปฏิกิริยามืด (Dark reaction)
โครงสร้ างทีใช้ ใน
่
การสั งเคราะห์ ด้วยแสง

Epidermis
Mesophyll
Vascular bundle


H2O

CO2

LIGHT
NADP+
ADP

LIGHT
REACTOR

CALVIN
CYCLE

ATP

NADPH

STROMA
(Low H+ concentration)

O2

[CH2O] (sugar)

Photosystem II

Cytochrome
complex

Photosystem I
NADP+
reductase

Light

2 H+
Fd

3

NADP+ + 2H+

NADPH + H+
Pq

H2O
1
THYLAKOID SPACE
(High H+ concentration)

Pc
2

1⁄
2

O2

+2 H+

2 H+

To
Calvin
cycle

STROMA
(Low H+ concentration)

Thylakoid
membrane

ATP
synthase
ADP
ATP
P

H+

Let’s go to
Different pigments absorb light differently


Different pigments absorb light
differently


ตารางแสดงรงควัตถ ุที่ใช้ในกระบวนการ
สังเคราะห์ดวยแสงในสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ
้

 ไฟโคบิ แบคทีรีโอ
คลอโร แคโร
ฟลล์ ทีนอยด์
ิ
abcd

ลิน

คลอโรฟิ ล
ล์
abcd

กรีนแบคทีเรีย
ไซยาโน
แบคทีเรีย
สาหร่ายสีแดง

---+---

+
+

+

+--+

+

+

+-+หรือ+
คลอโร แคโร ไฟโคบิ แบคทีรีโอ
ฟลล์ ทีนอยด์ ลิน คลอโรฟิ ลล์
ิ
abcd

สาหร่ายสี
นํ้าตาล
สาหร่ายสีเขียว
มอส
เฟิ น
พืชมีดอก

+-+++-++-++-++--



abcd

+

-

----

+
+
+
+

-

-------------
อิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงขึ้น
รับพลังงานเข้ ามา

นิวเคลียสของอะตอม

ปล่อยพลังงานออกไป



อิเล็กตรอนที่มีพลังงานลดลง
ปฏิกิรยาใช้แสง (Light reaction)
ิ

1. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็ นวัฎจักร
Non-cyclic e- transfer
2. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็ นวัฎจักร
cyclic e- transfer
ปฏิกริยาใช้ แสง
ิ
(Light reaction)

 พืชได้ รับพลังงานแสงและตก

กระทบที่รงควัตถุโดยอาจตก
กระทบที่
- chlorophyll a ซึ่งเป็ น reaction center
- กลุ่มรงควัตถุอ่ ืนๆ (antenna complex)
แล้ วมีการถ่ ายทอดพลังงานต่ อให้



chl. a
ระบบของ Photosynthetic pigment

Antenna complex

Carotenoids
Accessory
pigment

Chlorophyll b
Chlorophyll a

Essential
pigment

e-

Chlorophyll a

Reaction center
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: ได้ ATP, NADPH


Cyclic e- transfer:

ได้  ATP

Fd = Ferridoxin
Pc = Plastocyanin
Pq = Plastoquinone

Cyclic
Non
Cyclic

สรุปการสั งเคราะห์ ด้วยแสง

ATP NADPH สลาย H2O เกิด O2
1
2

1

1

1/2
ปฏิกริยาการตรึงคาร์ บอนไดออกไซด์
ิ
การทดลองของเมลวิน คัลวิน(Melvin Calvin)

เทอร์ โมมิเตอร์

เติม CO2 ในรู ปของ
H14CO3-

คลอเรลลา
แสง

ลิ้นควบคุมการปิ ดเปิ ด
เมือเวลาผ่ านไป
่
14C ใน
1 นาที ตรวจสารประกอบแล้วพบ

สารประกอบหลายชนิดรวมทั้งนําตาลกลูโคส
้
(สาร C 3,C5,C6) เช่ น
(สาร C 3 = PGA ,C5 = RuBP,C6 = กลูโคส)
แต่ เมือให้ การสั งเคราะห์ แสงในระยะเวลาสั้ นลง
่
14C อยู่ในสสาร
ประมาณ 2 วินาที ตรวจพบ

ประกอบทีมคาร์ บอน 3 อะตอม (PGA)
่ ี
C

C

คัลวินและคณะคิดว่า
C
O O

สารประกอบ C 2 + CO2 = จะได้สาร C3 (PGA)
แต่จากการทดลองไม่พบสารประกอบ C2 อยูเ่ ลย แต่
่
พบว่ามีสารประกอบ C5 เกิดขึ้นอยูตลอดเวลา ถึงแม้
การสังเคราะห์แสงจะเกิดขึ้นเป็ นเวลานาน
ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงได้ต้ งสมมติฐานขึ้ นว่า
ั
สาร C 5 คงจะรวมกับ CO2 ได้ สารประกอบชนิด

ใหม่ เป็ นสาร C6 เพราะ RuBP(สาร C5 รวมกับ
สาร C 1 (CO2 ) แต่ สารนีไม่ อยู่ตวจะสลายต่ อให้
้
ั
สารประกอบ C3 คือ PGA 2 โมเลกุล
ดังทีจะได้ ศึกษาวัฏจักรของคัลวิน
่
The step of Calvin cycle
1. Carbon fixation 
2. Reduction
3. Regeneration

Ribuose bisphosphate
Carboxylase Oxygenase


Ribulose bisphosphate

ปฏิกิรยาขันที่ 1:
ิ ้
การตรึง CO2
(Carbon fixation หรือ
Carboxylation)

3-Phosphoglyceric
acid (3PG) (PGA)
3 CO2
P

P

P

P

P

P


3 RuBP

P

P

P

P

P

P

6 PGA


1,3-BisPhosphoglyceric
acid (BPGA)

ปฏิกิรยาขันที่ 2:
ิ ้
การรีดิวซ์ PGA ให้เปน
็
PGAL(Reduction)

Glyceraldehyde 3
phosphate (G3P)
P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

6

P

P

6 PGA

P

P

P

P



6 BPGA
6P

6 G3P,PGAL
5 G3P,PGAL
P

Sugar


ปฏิกิรยาขันที่ 3:
ิ ้
Regeneration
การสร้างRuBPขึ้นใหม่
P
P
P
P
P

5 G3P,PGAL

P

P

P

P

P

P



3 RuBP

ข้อสังเกตของวัฏจักรคาลวิน
1.โดยปกติวฏจักรคาลวินจะต้องเกิด 2
ั


รอบจึงจะได้ PGAL 2 โมเลก ุลซึ่ง
เพียงพอต่อการสร้างกล ูโคส (6C)
1 โมเลก ุล (เนื่องจากในความเปนจริง
็
การเกิด 1 รอบจะให้ PGAL อิสระ
ออกมา 1 โมเลก ุลเท่านัน)
้
2.ในพืชทัวๆไป สารชนิดแรกที่คงตัวที่ได้
่
จากการตรึง CO2 คือ PGA ซึ่งมี 3C จึง

เรียกการตรึง CO2 แบบนี้ว่า C3-pathway
และเรียกว่าพืช C-3 ซึ่งก็คือพืชใบเลี้ยงค ู่
และใบเลี้ยงเดี่ยวทัวๆ ไป (ข้าวสาลี,ถัว
่
่
เหลือง)
Photorespiration

การตรึง CO2 ของ RuBP ต้ องใช้ เอนไซม์ Rubisco
ซึ่งอยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ เอนไซม์ นีนอกจาก
้
กระตุ้นให้ RuBP ตรึง CO2 แล้ วยังตรึง O2 ได้ ด้วย
เมื่อพืช ตรึง O2 ด้ วย RuBP ซึ่ง RuBP จะถูกสลาย
เป็ นสารประกอบคาร์ บอน 2 อะตอม เพราะฉะนั้นการจะ
สร้ าง RuBP จึงเสี ย CO2 ไปบางส่ วน
่ ื
การตรึง O2 และคาย CO2 ในเวลาทีพชได้ รับแสง จึง
เรียกว่ า โพโตเรสไพเรชัน (Photorespiration)
Ribuose bisphosphate
Carboxylase Oxygenase


Ribulose bisphosphate

ปฏิกิรยาขันที่ 1:
ิ ้
การตรึง CO2
(Carbon fixation หรือ
Carboxylation)
3 O2
P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P


3 RuBP ฟอสโฟ
ไกลโคลิก

PGA

Photorespiration


2 (PGA)
1 (PGA)
พืชตรึง CO2 ได้ สารประกอบ
คงตัวชนิดแรกคือ PGA สาร C3

พืชทีสามารถตรึง CO2 ได้ สารประกอบ
่
คงตัวชนิดแรกคือ OAA สาร C4
จึงเรียกพืชทีมกระบวนการเช่ นนีว่า พืช C4
่ ี
้
พบ C4 ส่ วนใหญ่ พชทีมีดอก และใบเลียงเดียว
ื ่
้ ่
เช่ น ข้ าวโพด, อ้ อย,ข้ าวฟ่ าง, บาร์ เลย์ ,บานไม่ รู้โรย,

หญ้ าแพรก,หญ้ าแห้ วหมู,ผักโขมจีน
ไม่ พบ C4 ในพวกเมล็ดเปลือย: สนสองใบ สามใบ
แป๊ ะก๋ วย มอส ลิเวอร์ เวิร์ต ฮอนเวิร์ต
และสาหร่ ายทุกชนิด
www.themegallery.com

LOGO
C4 plant leaf

การตรึง คาร์ บอนไดออกไซด์ ของพืช C4


- มีการตรึง CO2 2 ครั้ง
1. mesophyll
2. bundle sheath cell
- เกิด OAA ตัวแรกของ ปฏิกริยา
ิ
- โดยใช้ เอนไซม์ PEP carboxylase
www.themegallery.com

LOGO
C4 plant

www.themegallery.com

LOGO
CAM plant

CAM:Crussulacean Acid Metabolism plants

พบในพืชทีอยู่ทแห้ งแล้งมาก จึงต้ องปิ ดปากใบ การ
่ ี่
ตรึง CO2 จึงเกิด
-ในเวลากลางคืน ได้ กรด 4C (OAA)
เก็บไว้ ใน vacuole ในเซลล์มโซฟิ ลล์
ี
- กลางวันเข้ าสู่ calvin cycle
- เกิดในเซลล์ เดียวกัน

www.themegallery.com
CAM

(Crussulaceae Acid Metabolism)

พืชอวบนํา: สั ปปะรด,ว่ านหางจระเข้ , กระบองเพชร,
้
กล้วยไม้ ,ศรนารายณ์ , กุหลาบหิน
www.themegallery.com
www.themegallery.com

LOGO
www.themegallery.com

LOGO
CAM plant


ปัจจุบันไม่ เฉพาะ
พืชตระกูล
Crassulaceae
เปรยบเทยบการตรง CO2 ทง 3
แบบ


C3 C4 and CAM plant
PEP Carboxylase

CO2

C4 Organic acids



CO2

RuBP Carboxylase

CO2

PGA

RuBP
C3 acids

PEP

C3
C4
CAM

Mesophyll
Mesophyll

Bundle sheath

Dark

Light

(CH2O)
ตารางสรุปการเปรียบเทียบระหว่ างพืช
C3,C4,CAM
 พืช C4 พืช CAM
ข้ อเปรียบเทียบ พืช C3
จํานวนครั้งของ 1 ครั้ง 2 ครั้ง 2 ครั้ง
การตรึง CO2
เวลาทีเ่ กิดการ ไม่ เกิด กลางวัน กลางคืน
ตรึง CO2ของ
PEP
ข้ อเปรียบเทียบ พืช C3 พืช C4
G3P หรือ ทุกเซลล์ที่ เกิดใน

PGAL
มีคลอโร บันเดิล
พลาสต์
ชีท
การเสี ยนําต่ อ 400-500 250-300
้
กรัม
กรัม
การตรึง CO2
1 ครั้ง

พืช CAM
ทุกเซลล์ ที่
มีคลอโร
พลาสต์
50-100
กรัม
พืช C3
ตัวอย่ างพืช พืชทัว ๆ 
่ ไป
เช่ น มะม่ วง
กล้วย ข้ าวเจ้ า
ข้ าวสาลี ถัว
่

พืช C4
อ้อย
ข้ าวโพด
ข้ าวฟ่ าง
หญ้ า
แพรก

พืช CAM
กล้ วยไม้
กุหลาบหิน
สั บปะรด
กระบอง
เพชร
ปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์ดวยแสง
้
1.เข้มของแสง
2.อ ุณหภ ูมิ
3.CO2
4.นํ้า
5.O2

6.เกลือแร่
7.อาย ุของใบ



บทที่ 13 การสังเคราะห์ด้วยแสง