กลไกการเพิ่มความเข้มข้นของ CO2 ในพืช C4
1.จุดประสงค์การเรียนรู้ เพื่อให้นักเรียน
สามารถอธิบาย เปรียบเทียบและสรุป
โครงสร้างของใบพืช C3 และ C4
2.สืบค้นข้อมูลและอธิบายกระบวนการตรึง
CO2 ในพืชC4
3.อธิบายและเปรียบเทียบกระบวนการ
สังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 และ C4
พืช C3 (C3 - plant)
สารประกอบตัวแรกที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาตรึง CO2
คือ PGA (phosphoglyceric acid) เป็นสาร
ที่มี C 3 อะตอม จึงเรียกพืช C3 และวัฏจักรที่เกิดขึ้น
เป็นวัฏจักร C3 คือวัฏจักรคัลวิน
กลุ่มพืช C3 ได้แก่ ข้าวเจ้า ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ถั่ว และ
พืชโดยทั่ว ๆ ไป
ข้าวบาร์เลย์
พืช C4 (C4 - plant)
สารประกอบตัวแรกที่เกิดจากปฏิกิริยาตรึง CO2
คือ OAA (Oxaloacetic acid) ซึ่งเป็นสารที่มี
C 4 อะตอม จึงเรียกพืช C4 และวัฎจักรที่เกิดขึ้น
เป็นวัฎจักร C4 ประกอบด้วย Hatch Slack pathway
และวัฎจักรคัลวิน กลุ่มพืช C4 ได้แก่ อ้อย ข้าวฟ่าง ข้าวโพด
บานไม่รู้โรย เป็นต้น
ก. พืช C3 บันเดิลชีทเซลล์ (bundle sheath cell) ไม่มี
คลอโรพลาสต์
ข. พืช C4 บันเดิลชีทเซลล์ มีคลอโรพลาสต์
พืช C3 ตรึง CO2 1 แห่ง ที่ mesophyII cell
โดยวัฎจักรคัลวิน
พืช C4 ตรึง CO2 2 แห่ง ที่ mesophyII โดย Hatch
& Slack pathway
- bundle sheath cell โดยวัฎจักรคัลวิน
พืช C4 เป็นพืชที่มีการตรึง CO2 2 ครั้ง
ครั้งแรกตรึงที่ mesophyll cell โดยมีตัวมารับ CO2 ที่
ละลายอยู่ในนํ้าในรูปของ HCO3
-
คือ phosphoenol pyruvate (PEP) ได้เป็น
สารประกอบคาร์บอน 4 อะตอม คือ oxaloacetate
(OAA) โดยการทํางานของเอนไซม์ PEP carboxylase
OAA จะถูกเปลี่ยนเป็น malate และเคลื่อนที่เข้าสู่
bundle sheath cell
สาร C4 คือ malate จะถูกเปลี่ยนเป็นสาร C3(ไพรูเวต)
และ CO2 ในคลอโรพลาสต์ที่ bundle sheath cell
CO2 จะเข้าสู่ calvin cycle ต่อไป ส่วนสาร C3
(ไพรูเวต) ก็จะถูกนํากลับมายัง mesophyll cell เพื่อ
เปลี่ยนเป็น PEP โดยใช้พลังงานจาก ATP สําหรับการ
ตรึง CO2 ในครั้งต่อไป
จากกลไกการตรึง CO2 ดังกล่าว จึงทําให้ความ
เข้มข้นของ CO2 บริเวณ bundle sheath cell
ของพืช C4 สูงกว่าบริเวณ mesophyll cell ของ
พืช C3 ซึ่งทําให้ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของ
พืช C4 สูงกว่าพืช C3
พืช C4
พืชC3 พืช C4
บันเดิลชีท มี /ไม่มี มี
คลอโรพลาสต์ ไม่มี มี
ในบันเดิลชีท
จํานวนครั้งของการตรึง CO2 1 ครั้ง 2 ครั้ง
สารที่ใช้ตรึง CO2 RuBP 1-PEP, 2- RuBP
สารตัวแรกที่เกิดจากการตรึง
CO2 PGA (3C) OAA (4C)
photorespiration มี มีน้อยมาก
บางชนิดไม่มีเลย
ปริมาณนํ้าที่ใช้ในการเจริญเติบโต 450-950 กรัม 250-350 กรัม
เมื่อเทียบกับนํ้าหนักแห้ง
ของพืช 1 กรัม
ตัวอย่างพืช C4 เช่น ข้าวโพด อ้อย ข้าวฟ่าง
บานไม่รู้โรย หญ้าแห้วหมู ผักโขมจีน
หญ้าแห้วหมู
ข้าวฟ่าง

พืชC3 c4

  • 1.
    กลไกการเพิ่มความเข้มข้นของ CO2 ในพืชC4 1.จุดประสงค์การเรียนรู้ เพื่อให้นักเรียน สามารถอธิบาย เปรียบเทียบและสรุป โครงสร้างของใบพืช C3 และ C4 2.สืบค้นข้อมูลและอธิบายกระบวนการตรึง CO2 ในพืชC4 3.อธิบายและเปรียบเทียบกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสงของพืช C3 และ C4
  • 2.
    พืช C3 (C3- plant) สารประกอบตัวแรกที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาตรึง CO2 คือ PGA (phosphoglyceric acid) เป็นสาร ที่มี C 3 อะตอม จึงเรียกพืช C3 และวัฏจักรที่เกิดขึ้น เป็นวัฏจักร C3 คือวัฏจักรคัลวิน กลุ่มพืช C3 ได้แก่ ข้าวเจ้า ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ถั่ว และ พืชโดยทั่ว ๆ ไป
  • 3.
  • 4.
    พืช C4 (C4- plant) สารประกอบตัวแรกที่เกิดจากปฏิกิริยาตรึง CO2 คือ OAA (Oxaloacetic acid) ซึ่งเป็นสารที่มี C 4 อะตอม จึงเรียกพืช C4 และวัฎจักรที่เกิดขึ้น เป็นวัฎจักร C4 ประกอบด้วย Hatch Slack pathway และวัฎจักรคัลวิน กลุ่มพืช C4 ได้แก่ อ้อย ข้าวฟ่าง ข้าวโพด บานไม่รู้โรย เป็นต้น
  • 6.
    ก. พืช C3บันเดิลชีทเซลล์ (bundle sheath cell) ไม่มี คลอโรพลาสต์ ข. พืช C4 บันเดิลชีทเซลล์ มีคลอโรพลาสต์ พืช C3 ตรึง CO2 1 แห่ง ที่ mesophyII cell โดยวัฎจักรคัลวิน พืช C4 ตรึง CO2 2 แห่ง ที่ mesophyII โดย Hatch & Slack pathway - bundle sheath cell โดยวัฎจักรคัลวิน
  • 9.
    พืช C4 เป็นพืชที่มีการตรึงCO2 2 ครั้ง ครั้งแรกตรึงที่ mesophyll cell โดยมีตัวมารับ CO2 ที่ ละลายอยู่ในนํ้าในรูปของ HCO3 - คือ phosphoenol pyruvate (PEP) ได้เป็น สารประกอบคาร์บอน 4 อะตอม คือ oxaloacetate (OAA) โดยการทํางานของเอนไซม์ PEP carboxylase OAA จะถูกเปลี่ยนเป็น malate และเคลื่อนที่เข้าสู่ bundle sheath cell
  • 10.
    สาร C4 คือmalate จะถูกเปลี่ยนเป็นสาร C3(ไพรูเวต) และ CO2 ในคลอโรพลาสต์ที่ bundle sheath cell CO2 จะเข้าสู่ calvin cycle ต่อไป ส่วนสาร C3 (ไพรูเวต) ก็จะถูกนํากลับมายัง mesophyll cell เพื่อ เปลี่ยนเป็น PEP โดยใช้พลังงานจาก ATP สําหรับการ ตรึง CO2 ในครั้งต่อไป จากกลไกการตรึง CO2 ดังกล่าว จึงทําให้ความ เข้มข้นของ CO2 บริเวณ bundle sheath cell ของพืช C4 สูงกว่าบริเวณ mesophyll cell ของ พืช C3 ซึ่งทําให้ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงของ พืช C4 สูงกว่าพืช C3
  • 12.
  • 13.
    พืชC3 พืช C4 บันเดิลชีทมี /ไม่มี มี คลอโรพลาสต์ ไม่มี มี ในบันเดิลชีท จํานวนครั้งของการตรึง CO2 1 ครั้ง 2 ครั้ง สารที่ใช้ตรึง CO2 RuBP 1-PEP, 2- RuBP สารตัวแรกที่เกิดจากการตรึง CO2 PGA (3C) OAA (4C) photorespiration มี มีน้อยมาก บางชนิดไม่มีเลย ปริมาณนํ้าที่ใช้ในการเจริญเติบโต 450-950 กรัม 250-350 กรัม เมื่อเทียบกับนํ้าหนักแห้ง ของพืช 1 กรัม
  • 14.
    ตัวอย่างพืช C4 เช่นข้าวโพด อ้อย ข้าวฟ่าง บานไม่รู้โรย หญ้าแห้วหมู ผักโขมจีน
  • 15.
  • 17.