SAIISUPALAK

การสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis)

ภาพที่ 1 กระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช

ที่มา : https://scienceblogs2017.wordpress.com

การสังเคราะห์เเสงของพืช (Photosynthesis) เป็นกระบวนการสำคัญที่พืชสีเขียว ซึ่งมีรงควัตถุพวกคลอโรฟิลล์เป็นตัวนำพลังงานแสงเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในการสร้างอาหารจากโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ไปเป็นคาร์โบไฮเดรตคือน้ำตาลหรือแป้ง รวมทั้งการปลดปล่อยออกซิเจนออกมา

ปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์แสง แบ่งได้ 2 ประเภท คือ

1. ปัจจัยเกี่ยวกับพืช

หมายถึง ชนิดของพืช สภาพทางสรีรวิทยาของพืช เช่น ในใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปพบว่าความสามารถในการสังเคราะห์แสงต่ำ ใบที่อ่อนเกินไปการพัฒนาของคลอโรฟิลล์ยังไม่เต็มที่ ส่วนใบที่แก่เกินไปจะมีการสลายตัวของรงควัตถุในคลอโรพลาสต์ การสูญเสียโครงสร้างที่สำคัญนี้มีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์แสงลดลง

ภาพที่ 2 แสดงตำแหน่ง และองค์ประกอบของคลอโรพลาสต์ในพืช

ที่มา : https://www.google.co.th/?

2. ปัจจัยเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ได้แก่

2.1 แสง เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งเพราะการสังเคราะห์แสงเป็นการใช้พลังงานจากแสงมาสร้างเป็นอาหาร และเก็บสะสมพลังงานนั้นไว้ในอาหารที่สร้างขึ้น พลังงานธรรมชาติที่พืชได้รับคือพลังงานจากแสงแดด เราอาจใช้แสงจากไฟฟ้าหรือตะเกียงก็ได้ แต่สู้แสงแดดไม่ได้ พืชแต่ละชนิดมีความต้องการความเข้มของแสงไม่เท่ากัน ถ้าความเข้มของแสงมากเกินจุดอิ่มตัวแสง อาจทำให้ใบไหม้เกรียมตายได้ ถ้าปริมาณความเข้มของแสงต่ำ พืชก็จะมีอัตราการสังเคราะห์แสงต่ำ แต่พืชไม่สามารถลดอัตราการหายใจให้ต่ำลงไปด้วย จะทำให้พืชไม่เจริญและตายได้ในที่สุด
2.2 อุณหภูมิ พืชแต่ละชนิดมีช่วงอุณหภูมิในการสังเคราะห์ที่ต่างกันตั้งแต่ 5-40 องศาเซลเซียส พืชเขตร้อนอุณหภูมิที่เหมาะสมอยู่ในช่วงที่ค่อนข้างสูง ส่วนพืชเขตอบอุ่นหรือเขตหนาวจะทำการสังเคราะห์แสงได้ดีในอุณหภูมิค่อนข้างต่ำ ถ้าอุณหภูมิสูงหรือต่ำเกินไปมีผลต่อการทำงานของเอนไซม์ในปฏิกิริยา
2.3 ปริมาณก๊าซในบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นก๊าซที่มีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง ในสภาพที่มีแสงและอุณหภูมิพอเหมาะอัตราการสังเคราะห์แสงจะขึ้นกับปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ ถ้าเพิ่มปริมาณความ

เข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ให้สูงขึ้น จะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์แสงเพิ่มขึ้นจนถึงจุดอิ่มตัว พืชจะไม่เพิ่มอัตราการสังเคราะห์แสงอีก

2.4 ธาตุอาหาร การขาดธาตุอาหารมีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงทั้งทางตรงและทางอ้อม แมกนีเซียมและไนโตรเจน เป็นธาตุที่สำคัญในองค์ประกอบของคลอโรฟิลล์การขาดสารเหล่านี้ทำให้พืชมีอาการใบเหลืองซีดที่เรียกว่า คลอโรซิส เนื่องจากใบขาดคลอโรฟิลล์

2.5 ปริมาณน้ำที่พืชได้รับ น้ำเป็นแหล่งของอิเล็กตรอนที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงเมื่อพืชขาดน้ำอัตราการสังเคราะห์แสงจะลดลงนอกจากนี้น้ำมีผลต่อการปิดเปิด ของปากใบ ซึ่งมีผลกระทบต่อการแพร่กระจายของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในใบ ถ้าสภาพขาดน้ำปากใบจะปิดเพื่อลดการคายน้ำ ทำให้ขาดแคลนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์แสง

2.6 ความเข้มข้นของเเสง

ถ้ามีความเข้มของแสงมาก อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อุณหภูมิกับความเขของแสง มีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงร่วมกัน คือ ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นเพียงอย่างเดียว แต่ความเข้มของแสงน้อยจะไม่ทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงเพิ่มขึ้น อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงขีดหนึ่งแล้วอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำลงตามอุณหภูมิและความเข้มของแสงที่เพิ่มขึ้น

โดยปกติ ถ้าไม่คิดถึงปัจจัยอื่นๆ เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชส่วนใหญ่จะเพิ่มมากขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในช่วง 0-35 °C หรือ 0-40 °C ถ้าอุณหภูมิสูงกว่านี้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลง ทั้งนี้เนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นปฏิกิริยาที่มีเอนไซม์ควบคุม และการทำงานของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้น เรื่องของอุณหภูมิจึงมีความสัมพันธ์กับอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง เรียกปฏิกิริยาเคมีที่มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิว่า ปฏิกิริยาเทอร์โมเคมิคัล

ถ้าความเข้มของแสงน้อยมาก จนทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเกิดขึ้นน้อยกว่ากระบวนการหายใจ น้ำตาลถูกใช้หมดไป พืชจะไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชไม่ได้ ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น (คุณภาพ) ของแสง และช่วงเวลาที่ได้รับ เช่น ถ้าพืชได้รับแสงนานจะมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดีขึ้น แต่ถ้าพืชได้แสงที่มีความเข้มมากๆ ในเวลานานเกินไป จะทำให้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงชะงัก หรือหยุดลงได้ทั้งนี้เพราะคลอโรฟิลล์ถูกกระตุ้นมากเกินไป ออกซิเจนที่เกิดขึ้นแทนที่จะออกสู่บรรยากาศภายนอก พืชกลับนำไปออกซิไดส์ส่วนประกอบและสารอาหารต่างๆภายในเซลล์ รวมทั้งคลอฟิลล์ทำให้สีของคลอโรฟิลล์จางลง ประสิทธิภาพของคลอโรฟิลล์และเอนไซม์เสื่อมลง ทำให้การสร้างน้ำตาลลดลง

2.7 ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์

ถ้าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เพิ่มขึ้นจากระดับปกติที่มีในอากาศ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย จนถึงระดับหนึ่งถึงแม้ว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จะสูงขึ้น แต่อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้สูงขึ้นตามไปด้วย และถ้าหากว่าพืชได้รับคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าระดับน้ำแล้วเป็นเวลานานๆ จะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงลดต่ำลงได้ ดังกราฟ

คาร์บอนไดออกไซด์จะมีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงมากน้อยแค่ไหนขึ้นอยู่กับปัจจัยอย่างอื่นด้วย เช่น ความเข้มข้นสูงขึ้น แต่ความเข้มของแสงน้อย และอุณหภูมิของอากาศก็ต่ำ กรณีเช่นนี้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำลงตามไปด้วย ในทางตรงกันข้าม ถ้าคาร์บอนไดออกไซด์มีความเข้มข้นสูงขึ้น ความเข้มของแสงและอุณหภูมิของอากาศก็เพิ่มขึ้น กรณีเช่นนี้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย

นักชีววิทยาจึงมักเลี้ยงพืชบางชนิดไว้ในเรือนกระจกที่แสงผ่านเข้าได้มากๆ แล้วให้ คาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นเป็นพิเศษ ซึ่งมีผลทำให้พืชมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเพิ่มมากขึ้น อาหารเกิดมากขึ้น จึงเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ออกดอกออกผลเร็ว และออกดอกออกผลนอกฤดูกาลก็ได้

2.8 อุณหภูมิ

อุณหภูมิ เป็นปัจจัยอย่างหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยทั่วไปอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 10-35 °C ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นกว่านี้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงที่อุณหภูมิสูงๆ ยังขึ้นอยู่กับเวลาอีกปัจจัยหนึ่งด้วย กล่าวคือ ถ้าอุณหภูมิสูงคงที่ เช่น ที่ 40 °C อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น ทั้งนี้เพราะเอนไซม์ทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมืพอเหมาะ ถ้าสูงเกิน 40 °Cเอนไซม์จะเสื่อมสภาพทำให้การทำงานของเอนไซม์ชะงักลง ดังนั้นอุณหภูมิจึงมีความสัมพันธ์ต่อการสังเคราะห์แสงด้วย เรียกปฏิกิริยาเคมีที่มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิว่า ปฏิกิริยาเทอร์มอเคมิคอล (Thermochemical reaction)

2.9 ออกซิเจน

ตามปกติในอากาศจะมีปริมาณของอออกซิเจน (O₂) ประมาณ 25% ซึ่งมักคงที่อยู่แล้ว จึงไม่ค่อยมีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่ถ้าปริมาณออกซิเจนลดลงจะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงขึ้น แต่ถ้ามีมากเกินไปจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ของสารต่างๆ ภายในเซลล์ โดยเป็นผลจากพลังงานแสง (Photorespiration) รุนแรงขึ้น การสังเคราะห์ด้วยแสงจึงลดลง

2.10 น้ำ

น้ำ ถือเป็นวัตถุดิบที่จำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (แต่ต้องการประมาณ 1% เท่านั้น จึงไม่สำคัญมากนักเพราะพืชมีน้ำอยู่ภายในเซลล์อย่างเพียงพอ) อิทธิพลของน้ำมีผลต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทางอ้อม คือ ช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์

2.11 เกลือแร่

ธาตุแมกนีเซียม (Mg), และไนโตรเจน (N) ของเกลือในดิน มีความสำคัญต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง เพราะธาตุดังกล่าวเป็นองค์ประกอบอยู่ในโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ ดังนั้น ถ้าในดินขาดธาตุทั้งสอง พืชก็จะขาดคลอโรฟิลล์ ทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงลดลงด้วย นอกจากนี้ยังพบว่าเหล็ก (Fe) จำเป็นต่อการสร้างคลอโรฟิลล์ และสารไซโตโครม (ตัวรับและถ่ายทอดอิเล็กตรอน) ถ้าไม่มีธาตุเหล็กในดินเพียงพอ การสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ก็จะเกิดขึ้นไม่ได้

2.12 อายุของใบ

ใบจะต้องไม่แก่หรืออ่อนจนเกินไป ทั้งนี้เพราะในใบอ่อนคลอโรฟิลล์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบที่แก่มากๆ คลอโรฟิลล์จะสลายตัวไปเป็นจำนวนมาก

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthetic Process)

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชสีเขียวใช้พลังงานแสงเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมี โดยมีน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบ ปฏิกิริยาของการสังเคราะห์แสงเขียนสรุปได้ดังนี้

แสง
6CO2 + 12H2O ===> C6H12O6 + 6H2O + 6O2
คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ น้ำตาล น้ำ ออกซิเจน

ผลจากการสังเคราะห์ด้วยแสงนอกจากออกซิเจนแล้ว จะได้คาร์โบไฮเดรตเป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน6 อะตอม คือกลูโคส, น้ำ และพลังงานที่สะสมในรูปสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะนำไปใช้ในกระบวนการเมแทบอลิซึม เพื่อสร้างสารประกอบอื่น ๆ ที่จำเป็นต่อการดำรงชีพ อาหารที่พืชสร้างขึ้นมานี้นอกจากจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ผลิตเองแล้ว ยังเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตทั้งมวลที่ไม่สามารถสร้างอาหารโดยกระบวนการสังเคราะห์แสง ตลอดทั้งเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึมต่าง ๆ และการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายรวมทั้งมนุษย์ด้วย ดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์แสงของพืชจะเป็นแนวทางในการนำไปประยุกต์ใช้ เพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของผลผลิตให้เพียงพอต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ดังภาพ

ภาพที่ 3 ปัจจัย ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสง

ที่มา : https://www.google.co.th/?

สมการเคมีในการสังเคราะห์แสงเป็นดังนี้

สรุปสมการเคมีในการการสังเคราะห์แสงของพืชสีเขียวเป็นดังนี้ :

nCO₂ + 2nH₂O + พลังงานแสง → (CH₂O)n + nO₂ +nH₂O

เฮกโซส น้ำตาล และ แป้ง เป็นผลผลิตขั้นต้นดังสมการดังต่อไปนี้:

6CO₂ + 12H₂O + พลังงานแสง → C₆H₁₂O₆ + 6O₂+ 6H₂O

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์แสง

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง มี 2 ปฏิกิริยาใหญ่ๆคือ

1. ปฏิกิริยาใช้แสง (Light Reaction) เป็นปฏิกิริยาที่พืชรับพลังงานแสงมาใช้สร้างสารอินทรีย์พลังงานสูง 2 ชนิด คือ ATP และ NADPH โดยใช้น้ำเข้าร่วมปฏิกิริยาและได้ก๊าซออกซิเจนเป็นผลิตผลพลอยได้

2. ปฏิกิริยาไม่ใช้แสง (Dark Reaction) เป็นปฏิกิริยาที่พืชสร้างน้ำตาลโดยนำ ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาใช้แสงมาใช้

ปฏิกิริยาใช้แสง

1. ระบบแสง I (Photosystem I หรือ PSI) หรือ P700 ทำหน้าที่รับพลังงานแสง ซึ่งประกอบด้วยรงควัตถุชนิดสำคัญคือ คลอโรฟิลล์ เอ ชนิดพิเศษ รับแสงที่มีความยาวคลื่น 683 และ 700 นาโนเมตร ได้ดี พบในพืชและสาหร่ายทุกกลุ่ม

2. ระบบแสง II (Photosystem II หรือ PSII) หรือ P800 ทำหน้าที่รับพลังงานแสง
โครงสร้างของระบบแสง ประกอบด้วย

1. แอนเทนนา (Antena) ประกอบด้วยรงควัตถุต่างๆ และมีการเรียงตัวอย่างเป็นระบบ ทำหน้าที่ถ่ายทอดพลังงานแสงไปยังศูนย์กลางของปฏิกิริยา

2. ศูนย์กลางปฏิกิริยา (Reaction Center) เป็นรงควัตถุชนิดคลอโรฟิลล์ เอ ชนิดพิเศษ

แหล่งที่เกิด

เกิดที่บริเวณเยื่อไทลาคอยด์ เพราะคลอโรฟิลล์และแคโรทีนอยด์ไม่ค่อยละลายน้ำ เลยฝังอยู่ในฟอสโฟลิพิด นอกจากนี้ยังมีอิเล็กตรอนวิ่งไปมา จึงต้องใช้โปรตีนขนส่ง และโปรตีนพวกนี้ก็ฝังอยู่ในเยื่อไทลาคอยด์

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาใช้แสง

1. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็นวัฏจักร (Cyclic Electron Transfer)

- เป็นการถ่ายทอดอิเล็กตรอนในระบบแสง I เพียงระบบเดียว

- มีการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจาก P700 ไปยัง Ferridoxin, Cytochrome Complex, Plastocyanin และ PSI

- มีการสร้าง ATP ผ่านทาง Cytochrome Complex

2. การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร (Noncyclic Electron Transfer)

- เป็นการถ่ายทอดผ่านทั้งระบบแสง I และ ระบบแสง II

- มีการแตกตัวของน้ำ

- สารสีใน PSI และ PSII ได้รับการกระตุ้นจากพลังงานแสงพร้อมกัน P700 ในระบบแสง I จะถ่ายทอดอิเล็กตรอนให้กับ Ferridoxin และส่งไปยัง NADP⁺ทำให้ P700 ขาดอิเล็กตรอนซึ่งได้รับทดแทนจาก Plastocyanin

- Plastocyanin จะรับอิเล็กตรอนมาจาก PSII มาทดแทนโดย P680 ที่ได้รับการกระตุ้นจากพลังงานแสง และถ่ายทอดอิเล็กตรอนให้กับ Plastoquinone และส่งต่อไปยัง Cytochrome Complex และ Plastocyanin ตามลำดับ

- เมื่อ PSII สูญเสียอิเล็กตรอน จะได้รับทดแทนจากปฏิกิริยา Photolysis หรือ Hill Reaction โดยมี Mn²⁺ และ Cl^- เป็นตัวกระตุ้นและมีแสงเป็นตัวช่วยกระตุ้นทางอ้อม

- โปรตอนที่ได้จากการแตกตัวของน้ำ จะถูกส่งไปรวมกับ NADP⁺พร้อมกับรับอิเล็กตรอนมาจาก PSI ได้เป็น NADPH ดังสมการ

ภาพที่ 4 การถ่ายทอดอิเล็กตรอนไม่เป็นวัฏจักร (Noncyclic Electron Transfer)

ที่มา : https://www.google.co.th/?

ปฏิกิริยาไม่ใช้แสง

เป็นปฏิกิริยาตรึง CO₂(CO₂Fixation) สร้างสารประกอบคาร์โบไฮเดรต โดยใช้ ATP และ NADPH เป็นแหล่งพลังงาน เกิดในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ ซึ่งมีเอนไซม์อยู่มากมาย ซึ่งกระบวนการเกิดเป็นวงจร เรียกว่า วัฏจักรคัลวิน (Calvin Cycle) มี 3 ขั้น ได้แก่

1. Carboxylation เป็นการตรึง CO₂ ด้วย RuBP (Ribulose Bisphosphate) โดยใช้เอนไซม์ RUBISCO (Ribulose Bisphosphate Carboxylase Oxygenase) เป็นตัวเร่งปฏิกิริรยา จะได้สารที่มีคาร์บอน 6 อะตอม ซึ่งไม่เสถียร จะแตกออกเป็นสารที่คาร์บอน 3 อะตอม และฟอสเฟต 1 หมู่ จำนวน 2 โมเลกุล คือ Phosphoglycerate (PGA) เป็นสารอินทรีย์ที่อยู่ตัวชนิดแรก

2. Reduction เป็นปฏิกิริยาที่โมเลกุลของ PGA จะรับหมู่ฟอสเฟตจาก ATP กลายเป็น 1, 3 บิสฟอสโฟกลีเซอเรต (1, 3 bisphosphoglycerate) จากนั้นจะถูก reduce ไปเป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 3 อะตอม ที่เรียกว่า กลีเซอรัลดีไฮด์ 3 ฟอสเฟต (Glyceraldehyde-3-Phosphate : G3P) หรือฟอสโฟกลีเซอรัลดีไฮด์ (Phosphoglyceraldehyde : PGAL) โดยรับอิเล็กตรอนจาก NADPH ซึ่ง PGAL เป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 3 อะตอม และถือว่าเป็นน้ำตาลชนิดแรกที่เกิดขึ้นในวัฏจักรคัลวิน

3. Regeneration and Synthesis เป็นขั้นที่ PGAL เปลี่ยนไปสองทาง

1) เป็นขั้นตอนที่จะสร้าง RuBP ขึ้นมาใหม่ เพื่อกลับไปรับ CO₂ อีกครั้ง ในการสร้าง RuBP ซึ่งมีคาร์บอน 5 อะตอม ต้องสร้างจาก PGAL ซึ่งมีคาร์บอน 3 อะตอม ขั้นตอนนี้ต้องใช้ ATP ดังนั้น ปฏิกิริยาที่สมดุลคือ ต้องใช้ PGAL จำนวน 5 โมเลกุล เพื่อสร้าง RuBP 3 โมเลกุล

2) เป็นปฏิกิริยาที่ไม่ได้อยู่ในวัฏจักรคัลวิน โดยเกิดจากวัฏจักรคัลวินที่สมดุล 1 วัฏจักรจะมี PGAL สะสมไว้ 1 โมเลกุล เมื่อเกิดวัฏจักรคัลวินที่สมดุล 2 วัฏจักร จะมี PGAL สะสม 2 โมเลกุลซึ่งมากพอที่จะสังเคราะห์น้ำตาลกลูโคสได้ 1 โมเลกุล

จากการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อสังเคราะห์น้ำตาลกลูโคส และได้ ADP + Pi และ NADP⁺กลับคืนมา เพื่อนำกลับไปใช้ในปฏิกิริยาใช้แสงต่อไป

ภาพที่ 5 วัฏจักรคัลวิน

ที่มา : https://www.google.co.th/?

แหล่งที่เกิดการสังเคราะห์แสง
คลอโรพลาสต์ เป็นแหล่งที่เกิดการสังเคราะห์โปรตีน คลอโรพลาสต์ประกอบไปด้วยเนื้อเยื่อ 2ชั้น เนื้อเยื่อชั้นในจะ แผ่เข้าไปข้างใน กลายเป็นโครงสร้างย่อย ๆ ประกอบด้วยเยื่อ บาง ๆ เรียกว่าลาเมลลา (lamella) บริเวณรอบ ๆ ลาเมลลาจะมี สโตรมา(Stroma) ลาเมลลาเป็นแผ่นกลม ๆ บาง ๆ เรียงซ้อน เป็นตั้ง ๆ เรียกว่า แกรนัม (granum) และเรียกลาเมลลาแต่ละ แผ่นในแกรนัมว่า ไทลาคอยด์(thylakoid)ลาเมลลาที่เชื่อมอยู่ ระหว่าง แกรนัม เรียกว่า สโตรมาลาเมลลา โมเลกุลของสารที่ใช้ในปฏิกิริยาที่ใช้แสงจะอยู่ที่ผนังของเยื่อ หุ้มไทลาคอยด์ สโตรมาลาเมลลสและไทลาคอยด์จะมีเอนไซม์ ที่นำไปใช้ในปฏิกิริยาของวัฏจักรคัลวิน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาไม่ใช้แสง

รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง
คลอโรฟิลล์ คลอโรฟิลล์ ทำหน้าที่ดูดพลังงานของแสงอาทิตย์
แคโรทีนอยด์ แคโรทีนอยด์ เป็นสารประกอบจำพวกไขมัน ประกอบด้วย แคโรทีน เป็นรงควัตถุสีแดง และสีส้ม อีกชนิดหนึ่งคือ แซนโทฟิลล์ เป็นรงควัตถุสีเหลืองหรือสีน้ำตาล
ไฟโคบิลิน ไฟโคบิลิน เป็นรงควัตถุที่มีอยู่เฉพาะสาหร่ายสีแดงและสี เขียวแกมน้ำเงินประกอบด้วยรงควัตถุ 2 ชนิดคือ

- ไฟโคอีรีทริน (Phycoerythrin) เป็นรงควัตถุสีแดง
- ไฟโคไซยานิน (Phycocyanin) เป็นรงควัตถุสีน้ำเงิน

ภาพที่ 6 รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง
ที่มา : https://www.google.co.th/search?

การลำเลียงอาหารของพืช

การลำเลียงอาหารของพืช ลำเลียงในโฟลเอม เกิดจากความ แตกต่างของความดันเต่งภายในเซล ระหว่างเซลเริ่มต้นและเซลปลายทาง น้ำจากเซลข้างเคียงและไซเลมจะแพร่เข้าสู่เซลของใบ ทำให้ เซลที่ใบมีความดันสูง จะดันสารละลาย อาหาร ไปตามโฟลเอม จนถึงเซลต่าง ๆ เมื่อได้รับอาหารแล้ว จะมีกระบวนการเปลี่ยน แปลงสารอาหารเป็นสารอื่น ๆ ที่ไม่ละลายน้ำ ทำให้เซลปลาย ทาง มีความดันออสโมซิสต่ำ ความดันเต่งต่ำ