C3 c4-cam

ขอ 1

การทดลอง

การทดลอง

การทดลองเพอแสดงวาการสรางอาหารของพชอาศยคลอโรฟลล

ขอ 2

ขอ 3 NaOH

ดดอากาศออกดดอากาศออก

ส ำล

NaOH

น ำการทดลองเพอแสดงวาการสงเคราะหดวยแสงตองอาศย CO2

ขอ 4

NaHCO3

ก ข

ก ข

การทดลองเพอแสดงวาแกสทเกดขนคอ แกสออกซเจน (O2) ชวยใหไฟตด

สรป

ขอ 5

สาหราย

บรอมไทมอลบล + CO2

สาหราย

บรอมไทมอลบล+CO2 สเหลอง

สเหลองสฟาผลการทดลอง

สเหลอง สเหลอง1 2 3 4

ขอ 6

-ตนกลา 5 ปอนดเพมขนเปน169ปอนด3ออนซ

- ดน 200 ปอนดลดลงเหลอ199ปอนด14ออนซ

ตนกลาเพมขน164ปอนด3ออนซ

ดนลดลง 2 ออนซ

1 ปอนด = 16 ออนซ

+ H2O +

ขอ 71)

2)

3)

อากาศทท าใหเทยนไขดบและ

หนหายใจออกมาคออากาศเสย

สรป

4)

ก ข

CO2 + + O2พช

วธจดเทยนไขในครอบแกว

ขอ 8

CO2 +H2O + O2

ขอ 9

(Jean Senebier)

ฌอง ซนบเยร

ทดลองพบวา พชสเขยวจะ

สรางอากาศด O2 กตอเมอ

มอากาศเสยCO2

คารบอนไดออกไซด ออกซเจน

แสงสวาง

พชสเขยว

แตยงไมทราบวาพชท าไดอยางไร

อก 17 ปตอมา อนเกน ฮซ พบวา

นอกจากพชสามารถ

เปลยน CO2 O2 แลว

ยงสามารถสรางสารอนทรยไดดวย

CO2 +H2O สารอนทรย + O2

(Nicolas Theodore de Saussure)นโคลาส ธ

โอดอร เดอ โซซร

ขอ 9พบวา น าหนกของพชท

เพมขนมากกวาน าหนกของพช

ทไดรบ

น าหนกทเกนไปนเปน

น าหนก CO2 ทพชไดรบ

พชไดรบ 100 gน ำหนกพชเพม 150 g

CO2 +H2O คารโบไฮเดรต+ O2

สารอนทรยนนคอ

คารโบไฮเดรต

สรป

CO2 +H2O สารอนทรย + O2

CO2 +H2O คำรโบไฮเดรต +

O2

แสงสวำง

พช

(Julius sachs)

จเลยส ซาซ

CO2 +H2O คารโบไฮเดรต+ O2

กลาววา

คารโบไฮเดรตนน

คอ

C6H12O6

ขอ 10

CO2 +H2O C6H12O6 + O2


พช

(T.W. Engelmann) เองเกลมน

ขอ 11

สรปวาแสงสน าเงน และแสงสแดงเปนแสงท สไปโรไจราใชในการสงเคราะหดวยแสงมากทสดเพราะเปนบรเว นน ๆ มแกสออกซเจนมากจงมแบคทเรยมาก

สเปกตรมแมเหลกไฟฟำและแสงสวำงทสำมำรถมองเหนไGamma

rays X-rays UVInfrared &

Microwaves Radio waves

Visible light

Wavelength (nm)

Sunlight minus absorbed wavelengths or colors equals the apparent color of an object.

The feathers of male cardinals are loaded with carotenoid pigments. These pigments absorb some wavelengths of light and reflect others.

Why are plants green?

Transmitted light

LightReflected

light

Absorbedlight

Transmittedlight

Chloroplast

แสงสทมองเหนคอสทไมดดกลน

THE COLOR OF LIGHT SEEN IS THE COLOR NOT ABSORBED

(Van Niel)แวนนล

ขอ 12

CO2 +2H2S CH2O+2S+H2O

CO2 +2H2O CH2O+O2+H2Oพชสเขยว


พชแบคทเรย


สรปวาออกซเจนทพชสรางไดมาจากน า ไมใชไดมาจากคารบอนไดออกไซด

(Samuel Ruben and Martin Kamen)

แซมวล รเบนและมารตน คาเมน

ขอ 13

สาหรายก ข

O2ทไดจากการสงเคราะหดวยแสง

เปน O2 ทไดจาก H2O

สรปวา

CO2 +H2O C6H12O6 + O2


คลอโรฟลล

(Robin Hill) โรบน ฮลล เตมเกลอ เฟอรก

แสง

แสง

ไดเกลอเฟอรสและแกสออกซเจน

ไมไดแกสออกซเจน

คลอโรพลาสตทสกดไดจากผกโขม

4Fe+3 + 4H2O Fe+2 +4H++O2+2H2O

เฟอรก เฟอรส

เกลอเฟอรกFe+3เปลยนเปนเกลอ

เฟอรส Fe+2 ไดเพราะรบอเลกตรอนเพม

มา 1 ตว อเลกตรอนนนไดมาจากแตกตว

ของน า

ถาไมมตวรบอเลกตรอน น าจะแตกให

แกสออกซเจนไมได

สรปวา

CO2 +H2O C6H12O6 + O2



(Daniel Arnon)

แดเนยล อารนอน

เตมADP,Pi,NADP+

แสง

แสง

ได ATP,NADPH+H+,O2


เตมADP,Pi

ไดเฉพาะ ATP

ตอนท 1

ขณะมแสงคลอโรพลาสตจะสราง ATP เพยงอยางเดยว ถาเตม NADP+ จะได

NADPH+H+ และ O2

สรปตอนท 1

ตอนท 2

เตม CO2,ATP,

NADPH+H+

ไดน าตาล,ADP,

Pi,NADP+


CO2 +H2O C6H12O6 + O2+ H2Oแสงสวำง


ไมใชแสง ใชแสง

CO2 +H2O C6H12O6 + O2

การสงเคราะหดวยแสง

การหายใจระดบเซลล

กำรสงเครำะหดวยแสง

โครงสรำงทใชใน

กำรสงเครำะหดวยแสง

กระบวนกำรสงเครำะหดวยแสง- ปฏกรยำใชแสง (Light reaction)- ปฏกรยำมด (Dark reaction)

../animation/YouTube - Photosynthesis song !.3gp

../animation/YouTube - Agro Photosynthesis.3gp

../animation/YouTube - Agro Photosynthesis.3gp

../animation/YouTube - Learn About Plants - Photosynthesis.3gp


โครงสรางทใชในการสงเคราะหดวยแสง



Epidermis

Mesophyll

Vascular bundle

LIGHTREACTOR

NADP+

ADP

ATP

NADPH

CALVINCYCLE

[CH2O] (sugar)STROMA(Low H+ concentration)

Photosystem II

LIGHT

H2O CO2

Cytochromecomplex

O2

H2OO2

1

1⁄2

2

Photosystem I

Light

THYLAKOID SPACE(High H+ concentration)

STROMA(Low H+ concentration)

Thylakoidmembrane

ATPsynthase

PqPc

Fd

NADP+

reductase

NADPH + H+

NADP+ + 2H+

ToCalvincycle

ADP

P

ATP

3

H+

2 H++2 H+

2 H+

Let’s go to

Different pigments absorb light differently

ตารางแสดงรงควตถทใชในกระบวนการ

สงเคราะหดวยแสงในสงมชวตชนดตาง ๆ

คลอโร

ฟลลa b c d

แคโรทนอยด

ไฟโคบลน

แบคทรโอคลอโรฟล

ลa b c d

กรนแบคทเรย ---- + - +-+หรอ+

ไซยำโนแบคทเรย

+--- + +

สำหรำยสแดง +--+ + +

คลอโร

ฟลลa b c d

แคโรทนอยด

ไฟโคบลน

แบคทรโอคลอโรฟล

ลa b c d

สำหรำยสน ำตำล

+-+- + - ----

สำหรำยสเขยว ++-- + - ----

มอส ++-- + - ----

เฟน ++-- + - ----

พชมดอก ++-- + - ----

อเลกตรอนทมพลงงานลดลง

อเลกตรอนทมพลงงานสงขน ปลอยพลงงานออกไปรบพลงงานเขามา

นวเคลยสของอะตอม

ปฏกรยาใชแสง (Light reaction)

1. การถายทอดอเลกตรอนแบบไมเปนวฎจกรNon-cyclic e- transfer2. การถายทอดอเลกตรอนแบบเปนวฎจกรcyclic e- transfer

ปฏกรยาใชแสง

(Light reaction) พชไดรบพลงงานแสงและตกกระทบทรงควตถ

โดยอาจตกกระทบท

- chlorophyll a ซงเปน reaction center

- กลมรงควตถอนๆ (antenna complex) แลวม

การถายทอดพลงงานตอให chl. a

Carotenoids

Chlorophyll b

Chlorophyll a

Reaction center

Chlorophyll a

Antenna complex

e-

ระบบของ Photosynthetic pigment

Accessory pigment

Essential pigment

Non-cyclic e- transfer

Fd = Ferridoxin

Pc = Plastocyanin

Pq = Plastoquinone

Fd = Ferridoxin

Pc = Plastocyanin

Pq = Plastoquinone

Non-cyclic electron transfer: ได ATP, NADPH

Cyclic e- transfer: ได ATP

Fd = Ferridoxin

Pc = Plastocyanin

Pq = Plastoquinone

สรปการสงเคราะหดวยแสง

ATP NADPH สลาย H2O เกด O2

Cyclic 1 - - -Non

Cyclic2 1 1 1/2

ปฏกรยาการตรงคารบอนไดออกไซดกำรทดลองของเมลวน คลวน(Melvin Calvin)

คลอเรลลำ

เตม CO2 ในรปของH14CO3-

ลนควบคมกำรปเปแสง

เทอรโมมเตอร

เมอเวลาผานไป

1 นาท ตรวจสารประกอบแลวพบ 14C ใน สารประกอบหลายชนดรวมทงน าตาลกลโคส (สาร C 3,C5,C6) เชน

(สาร C 3 = PGA ,C5 = RuBP,C6 = กลโคส)

แตเมอใหการสงเคราะหแสงในระยะเวลาสนลง

ประมา 2 วนาท ตรวจพบ 14C อยในสสาร

ประกอบทมคารบอน 3 อะตอม (PGA)

คลวนและคณะควำ

สำรประกอบ C 2 + CO2 = จะไสำร C3 (PGA) แตจำกกำรทลองไมพบสำรประกอบ C2 อยเลย แตพบวำมสำรประกอบ C5 เกขนอยตลอเวลำ ถงแมกำรสงเครำะหแสงจะเกขนเปนเวลำนำน

C C O OC

ดงนนนกวทยำศำสตรจงไดตงสมมตฐาำนขนวำ

สาร C 5 คงจะรวมกบ CO2 ไดสารประกอบชนด

ใหม เปนสาร C6 เพราะ RuBP(สาร C5 รวมกบ

สาร C 1 (CO2 ) แตสารนไมอยตวจะสลายตอให

สารประกอบ C3 คอ PGA 2 โมเลกล

ดงทจะไดศกษาวฏจกรของคลวน

The step of Calvin cycle

1. Carbon fixation

2. Reduction

3. Regeneration

Ribulose bisphosphate 3-Phosphoglyceric acid (3PG) (PGA)

Ribuose bisphosphateCarboxylase Oxygenase

ปฏกรยาขนท 1:การตรง CO2

(Carbon fixation หรอ Carboxylation)

PP

PP

PP

3 CO2

3 RuBP

P

P

P

P

P

P

6 PGA

1,3-BisPhosphoglyceric acid (BPGA)

Glyceraldehyde 3phosphate (G3P)

ปฏกรยาขนท 2:การรดวซ PGA ใหเปน

PGAL(Reduction)

6 PGA 6 BPGA

P

6 G3P,PGAL

P

P

P

P

PP

PP

PP

PP

PP

PP

P

P

P

P

P

PP

P

Sugar

6 P 6

5 G3P,PGAL

P

ปฏกรยาขนท 3: Regeneration

การสรางRuBPขนใหม

5 G3P,PGAL

P

P

P

P

P

PP

PP

PP

3 RuBP

ขอสงเกตของวฏจกรคาลวน

1.โดยปกตวฏจกรคาลวนจะตองเกด 2

รอบจงจะได PGAL 2 โมเลกลซง

เพยงพอตอการสรางกลโคส (6C)

1 โมเลกล (เนองจากในความเปนจรง

การเกด 1 รอบจะให PGAL อสระ

ออกมา 1 โมเลกลเทานน)

2.ในพชทวๆไป สารชนดแรกทคงตวทได

จากการตรง CO2 คอ PGA ซงม 3C จงเรยกการตรง CO2 แบบนวา C3-pathway และเรยกวาพช C-3 ซงกคอพช

ใบเลยงค และใบเลยงเดยวทวๆ ไป (ขาว

สาล,ถวเหลอง)

Photorespirationการตรง CO2 ของ RuBP ตองใชเอนไซม Rubisco

ซงอยในสโตรมาของคลอโรพลาสต เอนไซมนนอกจากกระตนให RuBP ตรง CO2 แลวยงตรง O2 ไดดวย

เมอพช ตรง O2 ดวย RuBP ซง RuBP จะถกสลายเปนสารประกอบคารบอน 2 อะตอม เพราะฉะนนการจะสราง RuBP จงเสย CO2 ไปบางสวน

การตรง O2 และคาย CO2 ในเวลาทพชไดรบแสง จงเรยกวา โพโตเรสไพเรชน (Photorespiration)

Ribulose bisphosphate

Ribuose bisphosphateCarboxylase Oxygenase

ปฏกรยาขนท 1:การตรง CO2

(Carbon fixation หรอ Carboxylation)

PP

PP

PP

3 O2

3 RuBP

P

P

P

P

P

PGAฟอสโฟ

ไกลโคลก

P

Photorespiration

2 (PGA)

1 (PGA)

พชตรง CO2 ไดสารประกอบ

คงตวชนดแรกคอ PGA สาร C3

พชทสามารถตรง CO2 ไดสารประกอบ

คงตวชนดแรกคอ OAA สาร C4

จงเรยกพชทมกระบวนการเชนนวา พช C4

พบ C4 สวนใหญพชทมดอก และใบเลยงเดยว

เชน ขาวโพด, ออย,ขาวฟาง, บารเลย,บานไมรโรย,

หญาแพรก,หญาแหวหม,ผกโขมจน

ไมพบ C4 ในพวกเมลดเปลอย: สนสองใบ สามใบ

แปะกวย มอส ลเวอรเวรต ฮอนเวรต

และสาหรายทกชนด

www.themegallery.com LOGO

C4 plant leaf

การตรง คารบอนไดออกไซดของพช C4


- มการตรง CO2 2 ครง1. mesophyll2. bundle sheath cell

- เกด OAA ตวแรกของ ปฏกรยา- โดยใชเอนไซม PEP carboxylase


C4 plant

www.themegallery.com

CAM plantCAM:Crussulacean Acid Metabolism plants

พบในพชทอยทแหงแลงมาก จงตองปดปากใบ การตรง CO2 จงเกด

-ในเวลากลางคน ไดกรด 4C (OAA)เกบไวใน vacuole ในเซลลมโซฟลล

- กลางวนเขาส calvin cycle- เกดในเซลลเดยวกน

www.themegallery.com

CAM (Crussulaceae Acid Metabolism)

พชอวบน า: สปปะรด,วานหางจระเข, กระบองเพชร,กลวยไม,ศรนาราย , กหลาบหน

CAM plantปจจบนไมเฉพาะพชตระกล Crassulaceae

เปรยบเทยบการตรง CO2 ทง 3 แบบ

C3 C4 and CAM plant

CO2 CO2C4 Organic acids

PEP

CO2 PGA (CH2O)

C3 acids

RuBP

C3

C4

CAM

Mesophyll Bundle sheath

Mesophyll

Dark Light

PEP Carboxylase RuBP Carboxylase

ตารางสรปการเปรยบเทยบระหวางพช C3,C4,CAM

ขอเปรยบเทยบ พช C3 พช C4 พช CAMจ านวนครงของการตรง CO2

1 ครง 2 ครง 2 ครง

เวลาทเกดการตรง CO2ของ

PEP

ไมเกด กลางวน กลางคน

ขอเปรยบเทยบ พช C3 พช C4 พช CAMG3P หรอ

PGALทกเซลลทมคลอโร พลาสต

เกดในบนเดลชท

ทกเซลลทมคลอโร พลาสต

การเสยน าตอการตรง CO2

1 ครง

400-500กรม

250-300กรม

50-100กรม

พช C3 พช C4 พช CAMตวอยางพช พชทว ๆ ไป

เชน มะมวง กลวย ขาวเจา ขาวสาล ถว

ออย ขาวโพดขาวฟาง หญาแพรก

กลวยไม กหลาบหน สบปะรด กระบอง เพชร

C3 c4-cam

Education

Transcript of C3 c4-cam