Upload
lamliem
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
พระณฐ จาตรตนทวโชต 1
การสงเคราะหแสง(Photosynthesis)
1. การสงเคราะหดวยแสง(Photosynthesis) : เปนกระบวนการทใชแสงเปนตวกระตนปฏกรยาตางๆ
และไดเปนผลตภณฑออกมาและน าผลตภณฑทไดมาใชในกระบวนการสรางน าตาล
2. สมการพนฐานกระบวนการสงเคราะหแสง
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
3. การสงเคราะหแสงแบงเปน 2 ปฏกรยา
Light
Chlorophyll
Photosynthesi
s
Light reaction (Photochemical reaction)
CO2 – fixation (Enzymatic reaction)
- มการเกด Photorespiration
Cyclic photophosphorylation
Non - Cyclic photophosphorylation
- มการเกด น าตาล Hexose เปนผลตภณฑ
- PS I
- PS I , PSII
รไวกดนะ
^^ Phosphorylation ใน Light reaction เปนแบบ Oxidative Phosphorylation
PS I (Photosystem I ) : ท างานในความยาวชวงคลน 700 nm
PSII (Photosystem II ) : ท างานในความยาวชวงคลน 680 nm
Light reaction เกดท thylakoid membrane
CO2 – fixation (Enzymatic reaction) เกดท Stroma
พระณฐ จาตรตนทวโชต 2
4. Organelle ทเกยวของ : Chloroplast (Double membrane Organelle)
[พมพค าอางองจากเอกสารหรอขอมลสรปของประเดน
ทนาสนใจ คณสามารถวางกลองขอความไวทใดกไดใน
เอกสาร ใหใชแทบ เครองมอการวาด เพอเปลยนการ
จดรปแบบของกลองขอความค าอางองทดงมา]
Grana
Granu
m
Stroma lamella
Stroma Inner membrane
Inter membrane
Outer membrane
Grana Lumen
Thylakoid membrane
: แทน Antenna protein : แทน Electron transporter : แทน Pigment
Thylakoid membrane
Photosystem
รไวกดนะ ^^
Stroma ประกองดวย DNA , RNA , Ribosome70s , Enzyme
บรเวณทเกด Light reaction : Thylakoid membrane , Stroma lamella
Pigment บรเวณอนๆทไมไดอยบน Antenna Protein จะคอยรบพลงงานแสงในความยาวชวงคลนท
Reaction center(Chlorophyll A) รบไมไดแลวสงพลงงานทรบมาไปให reaction center
(Chlorophyll A)
Reaction center (Chlorophyll A)
เรยงล าดบหนวยใหญไปหาหนวยเลก Photosystem Antenna protein Reaction center Chlorophyll A
พระณฐ จาตรตนทวโชต 3
5. ตางราง Pigment ทพบในสงมชวตแตละชนด
Type Chlorophyll Carotenoid Phycobilin Bacterio Clorophyll A B C D
Eukareotic cell ม
ม
ม
Plant
Green algae ม ม ม
Brown algae ม ม ม
Red algae ม ม ม ม
Prokaryotic cell ม
ม
ม
Cyanobacteria Bacteria ม ม
6. กราฟความสมพนธระหวาง ความสามารถในการรบพลงงานแสงในความยาวชวงคลนตางๆของ
พระณฐ จาตรตนทวโชต 4
รงควตถแตละชนด
7. ปฏกรยาสงเคราะหแสง ( Photosynthesis)
7.1 Light reaction (Photochemical reaction)
7.1.1 Cyclic photophosphorylation
ทบทวนนดหนอยนะ
Photosynthesi
s
Light reaction (Photochemical reaction)
CO2 – fixation (Enzymatic reaction)
- มการเกด Photorespiration
- มการเกด น าตาล Hexose เปนผลตภณฑ
Cyclic photophosphorylation
Non - Cyclic photophosphorylation
- PS I
- PS I , PSII
ADP + Pi
ATP
PS I (P700)
: แทน Antenna protein
: แทน Electron transporter
Thylakoid membrane
PS I (P700)
Reaction center
Light (700 nm) Photo oxidation
e- 10 Electron receptor Ferredoxin
Cytochrome complex
Plastocyanin
ADP + Pi
ATP
Cyclic photophosphorylation
พระณฐ จาตรตนทวโชต 5
7.1.2 Non - cyclic photophosphorylation
Thylakoid membrane
PS II PS I
NADP+ + 2H+
NADPH + H+
ADP + Pi ATP
Light
2H2O O2 + 4H+ + 4e-
H+
H+
4e-
H+
ATP synthase
Lumen
Stroma H+ H+
4e-
Light
Antenna protein
PS II (P680) 2H2O O2 + 4H+ + 4e-
Light
Primary electron
receptor
Cytochrome b3
Cytochrome f
Antenna protein
PS I (P700)
Light
Primary electron
receptor
NADP+ + 2H+
NADPH + H+
Photolysis
2e-
2e-
2e-
Oxidative phosphorylation
Electron transport chain
Non - cyclic photophosphorylation
พระณฐ จาตรตนทวโชต 6
8. CO2 - fixation (Enzymatic reaction
8.1 Calvin cycle ของพช C3 : เกดท Mesophyll
ใบของพช C3 : มหรอไมม Bundle sheath กไดแตถามตองไมม Chloroplast
Calvin cycle: เกดท Mesophyll ในเซลล Chloroplast (Calvin cycle 1 รอบ)
ถาตองการสราง Hexose sugar ตองหมน Calvin cycle 2 รอบ เพราะ 2PGAL Hexose sugar 1 Molecule 1 พอด
พระณฐ จาตรตนทวโชต 7
8.2 Calvin cycle ของพช C4 : ครงแรกเกดท Mesophyll cell (PEP carboxylation)
ครงทสองเกดท Bundle sheath (RuBP carboxylation)
ใบของพช C4 : ม Bundle sheath และตองม Chloroplast
ตวอยางพช C4 : ขาวโพด ,ขาวฟาง ,ออย , บานไมรโรย
ขาวโพ
ด
ออย บานไมรโร
ย
ขาวฟาง
พระณฐ จาตรตนทวโชต 8
8.3 Calvin cycle ของพช CAM : เกดทงสองครงท Mesophyll
ครงแรกเกด PEP carboxylation
ขอสงเกต Calvin cycle ของพช CAM จะเกด ตอนกลางวน แต CO2 – fixation (PEP carboxylation) ตอนแรก
จะเกดในเวลากลางคนเปนการปองกนการเกด Photorespiration
PGA : เปนสารเสถยรตวแรกใน Calvin
cycle PGAL : เปนน าตาล C3 (Triose sugar) ตวแรกใน Calvin cycle
ตวอยางพช CAM : ตะบองเพชร ,วานหางจระเข ,ศรนารายณ ,กลวยไม , สบปะรด
ตะบองเพชร วานหางจระเข ศรนารายณ สบปะรด
Stomata
open
ครงทสองเกด RuBP carboxylation
พระณฐ จาตรตนทวโชต 9
9. Photorespiration : ในการตรง CO2 ไดนอยเนองจาก O2 เขาไปแยงจบ RuBP แขงกบ CO2 ท าให
ประสทธภาพในการสงเคราะห Hexose sugar ลดนอยลง
RuBP + CO2 2PGA (Normal) RuBP + O2 PGA + Phosphoglycerate (Abnormal)
พช C4 , CAM จงใช PEP จบ CO2 ตวแรกเพราะ PEP ไมจบกบ O2 ท าใหพช C4 , CAM มประสทธภาพใน
การสงเคราะหน าตาลไดสงกวาพช C3 ในสภาวะทไมเหมาะสม (มปรมาณ O2 สงในอากาศ)
พระณฐ จาตรตนทวโชต 10
10. ตารางความแตกตางระหวางพช C3 , C4 , CAM (Classulacean acid metabolism)
C3 C4 CAM Bundle sheath มหรอไมม ม มหรอไมม เซลลทเกด Calvin cycle Mesophyll Bundle sheath Mesophyll อตราการเกด Photorespiration สง ต า สง Chloroplast ใน Bundle sheath ขนาดใหญ ไมม ม ไมม ชวงเวลา Photosynthesis กลางวน กลางวน กลางวน จ านวนครงเกด CO2- fixation 1 ครง 2 ครง 2 ครง Enzyme ใน CO2 - fixation ครงแรก RuBP carboxylase PEP carboxylase PEP carboxylase สารตวแรกใช CO2- fixation ครงแรก RuBP PEP PEP Product ตวแรกใน CO2 - fixation ครงแรก PGA OAA (Oxaloacetate) OAA (Oxaloacetate) เวลาในการเกด CO2 - fixation กลางวน กลางวน กลางคน
สรปตวอยางพช C3 , C4 , CAM
11. ปจจยทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง
11.1 ความยาวคลน : สน าเงนและแสงสแดงมผลตอการสงเคราะหแสงมากทสด
11.2 ปรมาณ O2 : มผลเฉพาะพช C3 เพราะเกยวของกบ Photorespiration
11.3 น าในดน : น านอยสงผลใหปากใบปดพชไมสามารถแลกเปลยนแกสทจ าเปนได
11.4 อณหภม : มผลตอ Enzyme ในกระบวนการตางๆ
11.5 ธาตอาหาร : ขาด N + Mg ใบเหลองชดเพราะ N + Mg เปนองคประกอบ Chlorophyll
C3 : ขาวเจา , ขาวเหนยว , ขาวบาเลย
C4 : ขาวโพด , ขาวฟาง , ออย , บานไมรโรย
CAM : สบปะรด , วานหางจระเข , ศรนารายณ , กลวยไม , ตะบองเพชร
พระณฐ จาตรตนทวโชต 11
12. นกวทยาศาสตรททดลองเกยวกบการสงเคราะหดวยแสง
12.1 ฌอง แบนดสท แวน เฮลมองท
ปลกตนหลวแลวบอกวาน าหนกทเพมขนเกดมาจากน าเทานน
12.2 โจเซฟ ฟรสตลย
ทดลองในครอบแกวแลวบอกวาพชสามารถเปลยนอากาศเสยเปนอากาศดได
12.3 ฌอง ซนบเยส : การเผาไหมและการหายใจจะได CO2 และใช O2
พระณฐ จาตรตนทวโชต 12
12.4 แวล นล
เลยง Bacteria พบวาสามารถเปลยน H2S เปน S จรงเสมอพชกนาจะเปลยน H2O เปน O2
12.5 แดเนยล อารกอน
ไดศกษารายละเอยดเกยวกบการทดลองของฮลล อารนอน และไดท าการทดลองดงน
สรปไดวา การสงเคราะหใหไดน าตาลนนตองมปจจยและวตถดบตนดงน
CO2 , H2O , Light , Chlorophyll , ATP , NADPH
Chlorophyll
Light
6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O