สิ่งที่ต องศึกษา › ~t2050106 › SCI30161_pdf › Photosynthesis.pdf · 2018-07-10 · สิ่งที่ต องศึกษา 1. โครงสร

LOGO

สงทตองศกษา1. โครงสรางพชทเกยวของ

2. แสง

3. Chroloplast - หนวยการสงเคราะหแสง

4. ปฏกรยาทเกดขน

¡ÒÃÊa§e¤ÃÒaË �´ �ÇÂæÊ§¡ÒÃÊa§e¤ÃÒaË �´ �ÇÂæÊ§ ¤ ooaäÃ¡ÃaºÇ¹¡ÒÃ·Õè¾ ªÊÕe¢ÕÂÇ¹íÒ¾Åa§§Ò¹æÊ§¾Åa§§Ò¹æÊ§ æÅae»ÅÕèÂ¹æ»Å§e» �¹ ¾Åa§§Ò¹e¤ÁÕ¾Åa§§Ò¹e¤ÁÕ ÊaÊÁã¹oÁeÅ¡uÅ¢o§Êiè§ÁÕªÕÇiµ

- คลนแมเหลกไฟฟา

(Electromagnetic)

- ชวงแสงทสามารถมองเหน

380 - 750 nm

-ชวงแสงทพชใชในการสงเคราะหแสง

400-700 nm

แสง

คลนแสงสน พลงงานมาก

คลนแสงยาว พลงงานตา

แสงเปนอนภาคทเรยกวา PHOTON

อนภาคมพลงงานทเรยกวา Quantum

แสงทคลอโรฟลลดดซบไว (400-700 nm)

แสงยงเกยวของกบกระบวนการอน ๆ ของพช

เชน การออกดอกการออกดอก การงอกการงอก

www.themegallery.com LOGO

รงควตถในพช

1. Chlrolophyll2. Carotenoid

อยบน Thylakoid

Chlorophyll

- fat soluble pigments- ¾ºã¹ ¾ ª æoÅ¨Õ æÅaæº¤·ÕeÃÕÂ- ´Ù´æÊ§ 400-500 nm (Á �Ç§-¹éíÒe§i¹)

600-700 nm (Ê �Á-æ´§)- ÁÕËÅÒÂª¹i´ chl a, b, c, d


โครงสรางรงควตถตาง ๆ

Chl a Chl b pheophytin

B carotenelutein

Phytol chain

porphyrin

Chlorophyll aC55H72O5N4Mgสเขยวแกมนาเงน พบในสงมชวตท PS ได ยกเวน PS-bacteria

absorption spectrum 430 และ 662 nm

Chlorophyll bC55H70O6N4Mg สเขยวแกมเหลอง พบในพช สาหรายสเขยว และ prokaryote บางชนดabsorption spectrum 453 และ 642 nm

Carotenoids

- พบในสงมชวตท PS ได- fat soluble ไมม oxygen- ดดซบแสง 460 และ 550 nm- สแดง สม เหลอง- ชวยปองกนการเกด photo-oxidation


Absorption spectrumAbsorption spectrum

รงควตถเสรมรงควตถเสรม•ชวยดงพลงงานจากแสงสตาง ๆ แลวสงตอให

Chlorophyll

•ลดความเขมของแสงไมใหทาลาย Chlorophyll

- Chlorophyll c and d

- phytoerythrin

- phycocyanin


พช Chloroplast


พช และ Chloroplast


Chloroplast and Chlorophyll



lumen



Photosynthesis reaction

Light reactionLight reaction

CarbondioxideCarbondioxide fixationfixation

ภาพรวม Photochemical และ Biochemical reactions


PhotosynthesisPhotosynthesis


Light reaction


Light reactions:Light reactions:

เกดขนท thylakoid membranes

เปนกระบวนการทเปลยนพลงงานแสงไปเปนพลงงานเคมของ ATP

และ NADPH

ให O2 ออกมาสบรรยากาศ


การทางานของ antena complex, reaction center และ ตวรบ e- ตวแรก เรยก photosystem

หนวยทางานของการ

สงเคราะหแสง

- photosystem I

- photosystem II

- ตวขนสง electron

- ATP synthase

Chloroplast


1.Photosystem 1 or PSI or P7001.Photosystem 1 or PSI or P700

2. 2. Photosystem 2 or PS Photosystem 2 or PS IIII or P680or P680

photosystemphotosystem

PS Iสวนประกอบของสวนประกอบของ PS I PS I

- Reaction center (special pair of chl a)

ทดดแสง 700 nm (P700)

- โปรตน, เปปไทด

-chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids

(antenna complex)

- อยใน thylakoid membrane ทอยตดกบ stroma

ผาน e- carrier ให NADP+

- หนาท รบพลงงานแสงและขนสง e-


PS IIสวนประกอบของสวนประกอบของ PS IIPS II

- Reaction center

- special pair of chl a ทดดแสง 680 nm (P680)

- Pigments (antenna complex)

- กลม manganese

- อยใน thylakoid membrane ภายใน grana

- หนาทจะ oxidize โมเลกลของนาและให e- เพอเขาส PS I


องคประกอบอนทสาคญ และเกยวของกบ PS

-ตวรบสง e- เชน NADP+, cytochrome,

plastoquinone, plastocyanin

- ATP synthase

1. Cyclic electron transfer

2. Non Cyclic electron transfer

Light reaction


Non-Cyclic photophosphorylation

Non-cyclic Photophosphorylation


H2O + NADP+ + 2Pi + 2ADP

1/2O2 + NADPH + H+ + 2ATP + 4e-

Non-Cyclic photophosphorylation


Cyclic photophosphorylation

Cyclic Photophosphorylation


Cyclic photophosphorylation

Pi Pi ++ ADPADP

ATP


การสงเคราะห ATP


ATP synthase



Biochemical reaction

(Co2 fixation)


Calvin cycle reactions:Calvin cycle reactions:

เกดขนท stroma

เปนกระบวนการทใช CO2 สรางเปน sugur โดยใชพลงงานท

ไดจาก Light reaction (ATP, NADPH)

ให ADP, Pi, NADP+กลบไปใชใน light reaction


Biochemicalreaction(co2 fixation)

1. Carbon fixation2. Reduction3. Regeneration


Melvin CalvinCalvin

The Nobel Prize in Chemistry 1961


1. Carboxylation

(Carbondioxide fixation)

RUBISCO


carboxylation

3CO2 + 3RuBP+3H2O

6PGA


2. reduction

(PGA)

(PGAL)


Reduction

6PGA + 6(NADPH+H+ ) +6ATP

6PGAL + 6NADP+ + 6ADP+6Pi+6H2O


Regeneration


Regeneration

5PGAL+3ATP

3RUBP+ 3ADP+2Pi



PGAL ทเหลอ 1 โมเลกล นาไปใช เชน

เขากระบวนการ cellular respiration

สรางเปน Glucose

สรางเปน carbohydrate ทใหญขน

?? ตองทาอยางไรใหได Glucose 1 โมเลกล ??


คาตอบตองตรง Co2 6 โมเลกล

6CO6CO22 + 12(NADPH+H+ 12(NADPH+H++ )) +18ATP+18ATP

2PGAL + 12NADP+ + 16Pi+6H2O


6CO2 + 12(NADPH+H+ ) +18ATP

2PGAL + 12NADP+ + 16Pi+6H2O


Light readtion 1 ครง

H2O + NADP+ + 2Pi + 2ADP

ตองเกด 12 จงเพยงพอ12H2O + 12NADP+ + 24Pi + 24ADP

สรปแลววา

1/2O2 + NADPH + 2ATP

6O2 + 12NADPH + 24ATP


พชจงปรบตวเพอเอาชนะความไมสมบรณแบบของการสงเคราะหดวยแสงเพอความอยรอดของมน ดงนน เราจงเหนพช C4 และ CAM เกดขนมา

C3 plant C4 plant


C4 plant


C4 plant

- No photorespiration

- CO2 ตาไดถง 0

- all C4 are angiosperm : 17 families

- เชน ขาวโพด, ออย

- ไมพบ C4 gymnosperm, bryophyta

algae


CO2 fixation in C4 plant


Co2 fixation in C4 plant

- มการตรง Co2 2 ครง

1. mesophyll

2. bundle sheath cell-เกด OAA ตวแรก

-โดยใชเอนไซม PEP carboxylase


C4 plant

Photorespirationเกดในพชเกดในพช C3C3

- temp สงขน Rubisco จะม affinity ตอ O2 ไดดขนจนในทสด O2

สามารถชนะในการแขงขนกบ CO2 เพอเขาจบตรง active site ของ

rubisco ได

- CO2 ตา O2 สง- Rubisco ตรง O2 และให CO2

- การสญเสยสง RUBP ไปกบการตรง O2

-- ประสทธภาพในกระบวนการ PS ลดนอยลง


แสดงสมการเคมของกระบวนการ photorespiration

RuBP carboxylase + O2

3-PGA + 2-PGA + CO2


Photorespiration

Photorespiration


2C-amino acid Serine -3C

Glycerate-2-phosphate

Glycerate-3-phosphate

Glycolate

Glycolate


CAM (Crussulaceae Acid metabolism)


Crassulacean acid metabolism (CAM) plant

- พบในพชทอยทแหงแลงมาก

- ตรง CO2 ในเวลากลางคน ไดกรด 4C

เกบไวใน vacuole

- กลางวนเขาส calvin cycle

- เกดในเซลลเดยวกน


CAM (Crussulaceae Acid metabolism)


CAM

Plant



แตทาไมพช C4 จงไมครองโลก6CO2 + 30ATP + 12NADPH + 12H2O

C6H12O6 + 30ADP+ 30Pi + 12NADP+ + 6H2O + 6O2

6CO2 + 18ATP + 12NADPH + 12H2O

C6H12O6 + 18ADP+ 30Pi + 12NADP+ + 6H2O + 6O2

C4

C3

เมอไมรอน และ แหง


การนาความรทไดมาใชประโยชน

การปรบปรงพนธขาว ใหมระบบ C4หลกการ - ขาว (พช C3) ขาวโพด (พช C4)


Factor of Photosynthesis


Factor of Photosynthesis


1. Sunlight


Light saturation point


ความเขมแสง


2. temperature

enzyme

photorespiration


3. Co2

point A = ?


3. Co2เกยวของกบ ความเขมแสงดวย

ความเขมแสงมาก Co2 สง ?????


4.H2O

= ชวยกระตนการทางานของเอนไซม= องคประกอบของเซลล= การเปด-ปดของ stoma= ให e- กบ PSII


5. O2

เกยวของกบ Photorespiration


6. เกลอแร

Mg และ N เปน อปก. ของ Chlorophyll

7. อายของใบ

LOGO

www.themegallery.com

Documents

สิ่งที่ต องศึกษา › ~t2050106 › SCI30161_pdf › Photosynthesis.pdf · 2018-07-10 · สิ่งที่ต องศึกษา 1. โครงสร