กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (Photosynthesis)

      กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช                                                                         (Photosynthesis)





รูปภาพจาก 


                  กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเป็นกระบวนการทางชีวเคมีที่สำคัญ เป็นการสร้างอาหารของพืชสีเขียว มีคลอโรฟิลล์ทำหน้าที่ดูดพลังงานจากแสงของดวงอาทิตย์ ซึ่งมีน้ำ แก๊สและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหลัก และได้น้ำตาล น้ำ ออกซิเจน  แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช พืชสีเขียวจึงมีประโยชน์ เพราะช่วยลดปริมาณของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่เกิดจากมนุษย์ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน นอกจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชจะได้ผลผลิตเป็นอาหารแล้ว ยังได้แก๊สออกซิเจนและไอน้ำ ซึ่งจะถูกปล่อยออกจากใบสู่อากาศ ส่วนพืชที่อาศัยอยู่ในน้ำก็ปล่อยออกซิเจนสู่แหล่งน้ำ สัตว์ทั้งในน้ำและบนบกได้นำแก๊สออกซิเจนไปใช้ในกระบวนการหายใจ และการเผาผลาญพลังงาน ดังนั้นกระบวนการ สังเคราะห์แสงของพืชช่วยให้เกิดการหมุนเวียนของแก๊ส แร่ธาตุในดิน ทำให้เกิดความสมดุลตามธรรมชาติ ซึ่งปฏิกิริยาของการสังเคราะห์แสง เขียนสรุปได้ดังนี้

                

                      ที่มา: https://www.scimath.org/lesson-biology/item/10517-2019-07-18-01-41-56

ปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์แสงของพืช

1. ความเข้มของแสง

            ถ้ามีความเข้มของแสงมาก อัตราการสังเคราะห์ด้วแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เพราะความเข้มของแสงมีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงร่วมกับอุณหภูมิ ถ้าหากอุณหภูมิสูงขึ้นเพียงอย่างเดียว แต่ความเข้มของแสงน้อยจะไม่ทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงเพิ่มขึ้น

2. อุณหภูมิ

            เรียกได้ว่าเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์แสงของพืชเลยก็ว่าได้ และโดยทั่วไปอัตราการสังเคราะห์แสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 10-35 องศาเซลเซียส ถ้าหากว่าอุณหภูมิสูงขึ้นมากกว่านี้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

3. ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์

            ถ้าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ เพิ่มขึ้นจากระดับปกติที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย ถึงแม้ว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จะสูงขึ้น แต่อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้สูงขึ้นตามไปด้วย และถ้าหากว่าพืชได้รับคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าระดับน้ำแล้วเป็นเวลานานๆ จะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงลดต่ำลงได้

4. ก๊าซออกซิเจน

            โดยปกติแล้วออกซิเจนจะมีโดยทั่วไปในชั้นบรรยากาศ แต่ถ้าก๊าซออกซิเจนลดลงจะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงขึ้น หากมีมากเกินไปจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ของสารต่างๆ ภายในเซลล์ โดยเป็นผลมาจากพลังงานแสง (Photorespiration) รุนแรงขึ้น จึงให้เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสงลดลง

5. น้ำ

            เป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (แต่ก็ต้องการประมาณ 1% เท่านั้น จึงไม่ค่อยสำคัญมากนักเพราะพืชมีน้ำอยู่ภายในเซลล์อย่างเพียงพอ) ดังนั้นน้ำมีผลต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในส่วนช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์

6. อายุของใบ

            ใบอ่อนของพืชคลอโรฟิลล์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบที่แก่มากๆของพืช คลอโรฟิลล์จะสลายตัวไปเป็นจำนวนมาก ดังนั้นใบจะต้องไม่แก่หรืออ่อนเกินไป

7. ธาตุอาหาร

            ธาตุอาหารเป็นสิ่งสำคัญในการสังเคราะห์แสงของพืชทั้งทางตรงและทางอ้อมเลยก็ว่าได้ ธาตุแม็กนีเซียมและไนโตรเจน หากขาดสารเหล่านี้จะทำให้พืชมีอาการใบเหลืองซีด ที่เรียกว่าคลอโรซิล เนื่องจากใบขาดคลอโรฟิลล์

การเปลี่ยนรูปพลังงานที่เกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

            1. พลังงานแสงจะเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานเคมีได้ น้ำตาลกลูโคส น้ำและออกซิเจน

            2. น้ำตาลกลูโคสจะเปลี่ยนเป็นแป้งทันที เกิดการสะสมไว้ในเซลล์ และแป้งจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคส เมื่อพืชต้องการสลายน้ำตาลกลูโคสเป็นพลังงาน

            3. เมื่อพืชเกิดการคายน้ำ ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาทางปากใบและออกสู่บรรยากาศ

รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง

            รงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง ได้แก่ คลอโรฟิลล์ แคโรทีนอยด์และไฟโคบิลิน ในเซลล์โพรติสท์บางชนิด และเซลล์พืชที่มีการสังเคราะห์ด้วยแสง ต่างมีรงควัตถุที่แตกต่างกันออกไปดังตาราง

ชนิดของรงควัตถุ

ช่วงแสงที่ดูดกลืนแสง(nm)

ชนิดของพืช

คลอโรฟิลล์         คลอโรฟิลล์ เอคลอโรฟิลล์ บีคลอโรฟิลล์ ซีคลอโรฟิลล์ ดี

420, 660

435, 643

445, 625

450, 690

พืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่ายพืชชั้นสูงทุกชนิดและสาหร่ายสีเขียวไดอะตอมและสาหร่ายสีน้ำตาลสาหร่ายสีแดง
คาร์โรทีนอยด์         เบตา คาร์โรทีนแอลฟา คาร์โรทีนลูตีออล (Luteol)ไวโอลาแซนธอล

(Violaxanthol)

แกมมา คาร์โรทีน

ฟูโคแซนธอล

(Fucoxanthol)

425, 450, 480

420, 440, 470

425, 445, 475

425, 450, 475

425, 450, 475

พืชชั้นสูงและสาหร่ายส่วนใหญ่พืชส่วนใหญ่และสาหร่ายบางชนิดสาหร่ายสีเขียว สีแดงและพืชชั้นสูงพืชชั้นสูง

แบคทีเรีย

ไดอะตอมและสาหร่ายสีน้ำตาล

ไฟโคบิลินส์         ไฟโคอีรีธรินส์(Phycoerythrins)ไฟโคไซยานินส์(Phycocyanins)

490, 546, 576

618

สาหร่ายสีแดง และสาหร่ายสีน้ำเงินสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว และสาหร่ายสีแดงบางชนิด
                                                       ที่มา:https://sanookpuppui.wordpress.com

            รงควัตถุ จะกระจายอยู่ในส่วนของลาเมลลาคือแผ่นเนื้อเยื่อของคลอโรพลาสต์  นอกจากนั้นในคลอโรพลาสต์ยังมีโปรตีน ไขมันและควิโนนอีกหลายชนิดกระจายตัวอยู่ อย่างเช่น ไซโตโครม บี 6 และไซโตโครม เอฟ พลาสโตไซยานิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีทองแดงประกอบอยู่ด้วยเฟอร์ริดอกซิน (Ferredoxin) เป็นโปรตีนที่มีเหล็กประกอบอยู่ด้วยเป็น โลหะ พบในลาเมลลา คือ สังกะสี เหล็ก และแมกนีเซียม






อ้างอิงแหล่งที่มา
ศริพรต ผลสินธุ์. (2531). ชีวิตกับสิ่งแวดล้อม. กรุงเทพมหานคร ดี ดี บุ๊คสโตร์.
กัมปนาท สุขนิตย์. (2533). การสังเคราะห์ด้วยแสง. พิมพ์ครั้งที่1. กรุงเทพมหานคร
สถาบันนวัตกรรมและพัฒนากระบวนการเรียนรู้เรื่อง "การสังเคราะห์ด้วยแสง"

ความคิดเห็น