ปกม

หนงั สอื เรียนรายวชิ าพืน้ ฐาน การสังเคราะหด์ ว้ ยแสงของพืช และความสาคัญของการสังเคราะห์ดว้ ยแสง ตามมาตรฐานการเรียนรู้และตวั ชี้วัด กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฉบบั ปรับปรงุ 2560) หลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาข้ันพ้นื ฐาน พุทธศกั ราช 2551 กญั ญภคั เพช็ รชัย กัญญภัส เพช็ รชัย ณัฐกานต์ แนบเนยี น อภิญญา กระการดี

คำนำ หนังสือเล่มนี้จัดขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นหนังสือประกอบการเรียนการสอน วิชาวิทยาศาสตร์ ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เรื่อการดำรงชีวิตของพืช โดยดำเนินการจัดทำให้สอดคล้องตาม กรอบของหลักสูตรทุกประการ โดยเนื้อหาทั้งหมดผู้จัดทำได้ส่งเสริมกระบวนการคิด การสืบเสาะหาความรู้ การแก้ปัญหา การ สร้าง องค์ความรู้ใหม่ การตัดสินใจ การนำไปใช้ในชีวิต รวมทั้งส่งเสริมให้ผู้เรียนมีจิตวิทยาศาสตร์ คุณธรรมและ ค่านิยมที่ถูกต้องเหมาะสมกับการดำรงชีวิต ซึ่งเนื้อหาในหนังสือประกอบการเรียน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มัธยมศึกษาปีที่ 1 ประกอบด้วย บทที่ 1 กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง บทที่ 2 ความสำคัญและคุณค่าของพืชที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม คณะผู้จัดทำจึงหวังเป็นอย่างยิ่งว่า หนังสือเล่มนี้จะเป็นประโยชน์ในการศึกษาและเป็นสื่อ ประกอบการเรียนการสอนแก่ผู้เรียนในวิชาวิทยาศาสตร์ ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 เรื่อง การดำรง ชีวิตของพืช ไม่มากก็น้อย เพื่อให้เกิดผลสัมฤทธิ์ตามมาตรฐานตัวชี้วัดที่กำหนดไว้ในหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาขั้นพื้นฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) หากมีข้อบกพร่องหรือข้อผิดพลาด ประการใดโปรกรุณาแจ้งคณะผู้จัดทำ เพื่อจะได้แก้ไขปรับปรุงให้ดีขึ้นในโอกาสต่อไป ขอขอบพระคุณ อาจารย์ผู้ให้ความรู้และคำแนะนำ ในการสร้างหนังสือแบบเรียนวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีฉบับนี้ ตลอดจนบุคคลที่มีส่วนเกี่ยวข้องในการจัดทำไว้ ณ โอกาสนี้ คณะผู้จัดทำ

สารบัญ หน้ า หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 บทที่ 1 กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ปัจจัยที่จำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสง · · · · ผลผลิตที่เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสง คำถามท้ายบท หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 บทที่ 2 ความสำคัญและคุณค่าของพืชที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ประโยชน์ของพืชที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม การอนุรักษ์ คำถามท้ายบท

บรรณานุกรม หน่วยการเรียนรู้ที่ 1 หน้ า บทที่ 1 กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ปัจจัยที่จำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสง · · · · ผลผลิตที่เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสง คำถามท้ายบท หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 บทที่ 2 ความสำคัญและคุณค่าของพืชที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ประโยชน์ของพืชที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม การอนุรักษ์ คำถามท้ายบท

หน่ วยที่ 1 การดำรงชีวิตของพืช

บทที่ 1 กระบวนการสั งเคราะห์ด้วยแสง พืชเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลก เพราะคนและสัตว์ใช้ พืชเป็นอาหารเพื่อให้พลังงานแก่ร่างกาย และนำพลังงานดังกล่าวไปใช้ในชีวิตประจำวัน พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารเองได้ พืชที่เราพบเห็นอยู่ทั่ว ๆ ไปเป็นพืชที่มีสี เขียว สามารถสร้างอาหารเพื่อการเจริญเติบโตเองได้ การสร้างอาหารของพีชนี้เรียกว่า การสังเคราะห์ด้วยแสง (CHOTOSVITIEAS) ซึ่งเกิดขึ้นในตลอโรพลาสต์ (CHILOROPLAS!) ที่บริเวณใบของพืชเป็นส่วนใหญ่ ตัวชี้วัด ม.1/6 ระบุปัจจัยที่จำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสง และผลผลิตที่เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยใช้หลักฐานเชิงประจักษ์ ม.1/7 อธิบายความสำคัญของการสังเคราะห์ด้วย แสง ของพืชต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ม.1/8 ตระหนักในคุณค่าของพืชที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและ สิ่งแวดล้อม โดยการร่วมกันปลูกและดูแลรักษา ต้นไม้ในโรงเรียนและชุมชน

1. บกี เกอร์ 7. คีมคบี ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ 2. ต้นผกั บุ้ง 8. หลอดหยด - การสังเกต 3. กระจกนาฬิกา 9. หลอดทดลอง 4. ถงุ พลาสติกสขี าวขุน่ 10. ตะเกยี งแอลกอฮอล์ จิตวทิ ยาศาสตร์ 5. ถุงพลาสติกใส 11. สารละลายไอโอดีน 6. ถุงพลาสตกิ สดี า 12. สารละลายแอลกอฮอล์ - ความสนใจใฝ่รู้ - ความรบั ผดิ ชอบ - ความรอบคอบ - การทางานร่วมกับผอู้ ืน่ ได้อยา่ งสร้างสรรค์ 1. หนังตน้ ผักบุ้งไปไว้ในห้องมืดเป็นเวลา 1 คืน แล้วนาถุงพลาสติกใส ถุงพลาสติกสขี าวขุ่น และถุงพลาสตกิ สดี า ชนดิ ละ 1 ถงุ คุมทใี่ บของต้นผกั บ้งุ อย่างน้อย 1 ใบ ผูกปากถุงให้สนิท จากนนั้ นาต้นผักบงุ้ ไปวางไว้ที่กลางแจง้ เป็นเวลา 3 ชวั่ โมง 2. เดด็ ใบผกั บ้งุ ที่อยู่ในถงุ แต่ละใบมาเขียนหมายเลข 1 2 และ 3 กากบั ไว้บนใบผกั บุ้งทค่ี ลุมดว้ ย ถงุ พลาสติกใส ถงุ พลาสตกิ สีขาวขุ่น และถงุ พลาสติกสดี า ตามลาดบั จากน้ันนาแต่ละใบมาสกัดสารคลอโรฟลิ ล์ โดยนาไปตม้ เปน็ เวลา 1 นาที 3. คบี ไปผักบุ้งต้มสกุ ไปลงในหลอดทดลอง ใบละ 1 หลอด จากนน้ั เติมแอลกอฮอลล์ งไปในหลอดทดลองให้ทว่ ม แลว้ นา หลอดทดลองไปแชน่ ้าร้อนประมาณ 2 นาที จนกระท่งั ใบซดี สังเกตสีของแอลกอฮอล์ในหลอดทดลอง แล้วคีบใบผักบุ้ง มาจุ่มลงในนา้ เยน็ 4. แผใ่ บผักบุ้งบนกระจกนาฬิกา แลว้ หยดสารละลายไอโอดนี บนใบผักบ้งุ สงั เกตและบนั ทึกผล 1. เพราะเหตใุ ดจงึ ต้องเกบ็ ต้นผกั บุง้ ไว้ในห้องมืดเป็นเวลา 1 คืน 2. เพราะเหตุใดจงึ ตอ้ งสกดั คลอโรฟลิ ลอ์ อกจากใบผักบงุ้ ก่อนนาไปทดสอบด้วยสารละลายไอโอดนี 3. เม่ือทดสอบด้วยสารละลายไอโอดนี กับใบผักบงุ้ ทั้ง 3 ใบ ให้ผลตา่ งกนั หรอื ไม่ อย่างไร จากกจิ กรรมพบว่าเมอ่ื หยดสารละลายไอโอดีน ลงบนใบผกั บงุ้ ทคี่ ลุมดว้ ยพลาสติกใส และถุงพลาสติกสีขาวข่นุ ซ่ึงไดร้ ับแสงปริมาณน้อยกวา่ สารละลายไอโอดีนจะเปล่ยี นเปน็ สนี ้าเงินเข้ม แสดงวา่ มีแป้งเกดิ ขนึ้ แต่เม่ือหยดสารละลาย ไอโอดนี ลงบนใบผักบุง้ ท่คี ลุมด้วยถงุ พลาสตกิ สีดา ซ่ึงไม่ไดร้ ับแสง สารละลายไอโอดีนไมเ่ กดิ การเปลยี่ นแปลง แสดงว่า ไม่มแี ป้งเกดิ ขนึ้ กบั ใบที่ไมไ่ ด้รับแสง ดังนน้ั แสงจึงเป็นปจั จัยสาคญั ในกระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง

1. น้ำ 4. หลอดทดลอง ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 2. อำ่ งแกว้ 5. ต้นสำหร่ำยหำงกระรอก - กำรสงั เกต 3. กรวยแก้วกำ้ นสัน จิตวิทยาศาสตร์ - ควำมสนใจใฝร่ ู้ - ควำมรับผดิ ชอบ - ควำมรอบคอบ - กำรท้ำงำนร่วมกับผู้อนื่ ได้อย่ำง สรำ้ งสรรค์ 1. ใสต่ ้นสำหร่ำยหำงกระรอกไว้ในกรวยแกว้ ก้ำนสนั แลว้ คว่้ำลงในอำ่ งแกว้ ซ่งึ มีน้ำอยู่ โดยใหป้ ำกของกรวยแก้วจมอยู่ในน้ำ 2. ใสน่ ้ำจนเต็มหลอดทดลองท่มี ขี นำดใหญก่ วำ่ กำ้ นกรวยแกว้ เลก็ น้อย ควำ่้ หลอดทดลองครอบก้ำนกรวยแกว้ ดงั รปู (ระวังอยำ่ ให้มีฟองอำกำศเกดิ ขึนในหลอดทดลอง) 3. นำ้ อ่ำงนีไปตังไว้กลำงแดดประมำณ 3-4 ช่ัวโมง สังเกตและบนั ทึกผลกำรเปล่ยี นแปลงทเ่ี กดิ ขนึ ในหลอดทดลอง 4. ทำ้ กำรทดลองซ้ำขอ้ 1-2 แตน่ ้ำชดุ กำรทดลองนไี ปไว้ในห้องมดื เปรียบเทียบผลกำรทดลอง และบนั ทึกผลกำรเปล่ียนแปลง ท่เี กิดขนึ ในหลอดทดลอง 1. ผลกำรทดลองทงั สองเหมือนหรอื แตกต่ำงกนั อย่ำงไร 2. สำเหตทุ ี่ทำ้ ให้ระดับนำ้ ในหลอดทดลองลดลงคืออะไร เพรำะเหตใุ ด 3. แกส๊ ทีไ่ ดจ้ ำกกำรทดลองคืออะไร มีวธิ ที ดสอบอย่ำงไร จำกกจิ กรรม พบวำ่ อ่ำงนำ้ ท่ีตงั ไวก้ ลำงแดดจะมรี ะดบั นำ้ ในหลอดลดลง และมีฟองอำกำศเกิดขึนทีป่ ลำยโคนของ กรวยแก้วและท่ีใบของตน้ สำหร่ำยหำงกระรอก หำกนำ้ แก๊สท่ีได้มำทดสอบกับธปู ท่ีตดิ ไฟจะท้ำให้เกดิ เปลวไฟลกุ ขนึ ซ่ึงเปน็ คณุ สมบัติของแกส๊ ออกซิเจนทช่ี ่วยใหไ้ ฟติด สว่ นอ่ำงนำ้ ท่ีตังไว้ในหอ้ งมืด จะมรี ะดับนำ้ ในหลอดทดลองเทำ่ เดิม เพรำะไมม่ แี กส๊ ออกซเิ จนเกิดขึน ดงั นนั ในกำรสังเครำะหด์ ว้ ยแสงของพืชจะได้แกส๊ ออกซิเจนเป็นผลิตภณั ฑ์

2.1 การลำเลียงน้ำและธาตุอาหาร ท่อไซเล็ม (xylem) มีหน้าที่ลำเลียงน้ำและธาตุอาหาร เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วย แสง และกระบวนการอื่น ๆ ท่อไซเล็มมีลักษณะเป็นท่อกลวงยาวตั้งแต่รากจนถึงใบ ประกอบด้วย กลุ่มเซลล์ไม่มีชีวิต บางเซลล์เมื่อเจริญเต็มที่ นิวเคลียสจะสลายไป ทำให้ภายในเซลล์กลวงซึ่ง เหมาะแก่การลำเลียงน้ำและธาตุอาหารจากรากไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช นอกจากนี้ผนังเซลล์ยังมี ช่องว่าง เรียกว่า พิธ (pith) ซึ่งทำให้เซลล์สามารถรับน้ำไปยังเซลล์ด้านข้างได้ โครงสร้างของท่อไซเลม น้ำและธาตุอาหาร น้ำจะแพร่เข้าสู่เซลล์ขนรากของพืชด้วยกระบวนการออสโมซิส ส่วนธาตุอาหาร ซึ่งอยู่ในรูปของสารละลายจะแพร่เข้าสู่เซลล์ขนรากของพืชด้วยกระบวนการแพร่แบบ แอกทีฟทรานสปอร์ต เกร็ดความรู้ ประเภทของการคายน้ำ พืชส่วนใหญ่จะอาศัยกระบวนการแพร่ของน้ำออกทางปากใบในรูปแบบของไอน้ำ หากในวันที่อากาศมี ความชื้นมาก อุณหภูมิต่ำ และลมสงบ พืชจะคายน้ำในรูปแบบของหยดน้ำ เรียกว่า ไฮดาโทด บอกทางบริเวณรูเปิด เลขตามขอบใบ เรียกกระบวนการคายน้ำ กัตเตชัน นอกจากนี้พืชสามารถคายน้ำในรูปแบบของไอน้ำ ออกทาง ตำแหน่งอื่น ๆ ได้ เช่น บริเวณรอยแตกของลำต้น และบริเวณผิวใบที่มีสารคิวตินเคลือบอยู่ เป็นต้น ซึ่งเป็นรูปแบบ การคายน้ำที่เกิดขึ้นกับพื้นค่อนข้างน้อย

การคายน้ำของพืชทำให้เกิดแรงดึงจากการคายน้ำ ส่งผลให้น้ำออสโมซิส เข้าสู่รากมากขึ้น ซึ่งอัตราการคายน้ำของพืชจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ ดังนี้ 1. ความชื้น ถ้าความชื้นสูง อัตราการคายน้ำของพืชจะต่ำ 2. ความเข้มของแสง ถ้าความเข้มของแสงมากปากใบจะเปิด กว้าง อัตราการคายน้ำของพืชจะสูง 3. อุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูง อัตราการคายน้ำของพืชจะสูง 4. กระแสลม ส่งผลให้ไอ้น้ำบริเวณโดยรอบปากใบมีปริมาณ ลดลง หรือบริเวณนั้นมีความชื้นต่ำลง ซึ่งทำให้พืชมี อัตราการคายน้ำสูงขึ้น

2.2 การลำเลียงอาหาร พืชลำเลียงอาหารที่ได้จากการ สังเคราะห์ด้วยแสงไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืช โดยใช้เนื้อเยื่อลำเลียง เรียกว่า โฟลเอ็ม ประกอบด้วยเซลล์ 2 ชนิดคือ เซลล์ตะแกรง และคอมพาเนียนเซลล์ ซึ่งเป็นกลุ่มของ เซลล์ที่มีชีวิต โดยเซลล์ตะแกรงเป็นเซลล์ที่มี ลักษณะเป็นแท่งยาว แต่ไม่มีนิวเคลียส หัว และท้ายเป็นรูพรุน ทำหน้าที่ลำเลียงอาหาร ส่วนคอมพาเนียนเซลล์เป็นเซลล์ที่มี นิวเคลียส และอยู่ใกล้เซลล์ตะแกรง ทำ หน้าที่ควบคุมการทำงานของเซลล์ตะแกรง พืชจะลำเลียงอาหารในรูปของ น้ำตาลซูโครส โดยน้ำตาลซูโครสที่ผลิต ขึ้นมาจากใบจะแพร่เข้าสู่โฟลเอ็ม ด้วยก ระบวนการแพร่แบบใช้พลังงาน โดย น้ำจากท่อไซเล็มจะออสโมซิสเข้าสู่ท่อ โฟลเอ็ม ทำให้เกิดแรงดันภายใน ท่อโฟลเอ็ม ส่งผลให้พืชลำเลียงน้ำตาล ซูโครสเรียกเซลล์เป้าหมายได้ เรียก กระบวนการนี้ว่า ทรานส์โลเคชั่น

เมื่อพืชสังเคราะห์ด้วยแสงจะได้น้ำตาลกลูโคสและสารชนิดอื่น ๆ กระบวนการเปลี่ยนแปลงน้ำตาลกลูโคส มี 2 ลักษณะดังนี้ 1. เกิดจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมี เมื่อพืชเกิดการหายใจ ระดับเซลล์ น้ำตาลกลูโคสซึ่งเป็นอาหารของพืชส่วนหนึ่งจะรวมกับแก๊สออกซิเจน ที่พืชหายใจเข้าไป ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีได้สารใหม่ คือ แก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และพลังงาน 2. อาหารที่ลำเลียงไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืช จะถูกนำไปใช้ในการสร้างเซลล์ ใหม่ ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของพืช สรุปได้ว่า อาหารที่พืชลำเลียงทางโฟลเอ็มจะนำไปใช้ประโยชน์ ดังนี้ 1. เปลี่ยนเป็น พลังงาน เพื่อนำ 2. นำไปสร้างส่วนต่าง ๆ ของ ไปใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ เพื่อการ พืชที่กำลังเจริญเติบโต เช่น ดำรงชีวิตและการเจริญเติบโต บริเวณปลายยอด ปลายราก ปลายกิ่งดอกและผล 3. นำไปสะสมในรูปของแป้ง เช่น ราก ของมันเทศ มันสําปะหลัง กระชาย และ ลำต้นของแห้ว เผือก และมันฝรั่ง

จะเห็นว่า ระบบการลำเลียงในพืช มีกลไกการทำงานที่สัมพันธ์กัน เมื่อรากพืช ดูดซับน้ำและธาตุอาหารจากดินแล้ว พืชจะลำเลียงต่อไปยังลำต้นโดยใช้ ไซเล็มใน การลำเลียงน้ำและธาตุอาหารต่าง ๆ เพื่อนำไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำที่พืช ดูดซับมาถ้าใช้ไม่หมดพืชจะคายออกทางปากใบเพื่อเป็นการลดอุณหภูมิภายในใบ และทำให้เกิดแรงดึงน้ำในไซเลมอาหาร ที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงที่บริเวณใบ จะถูกลำเลียงไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อใช้ในกิจกรรมการเจริญเติบโตและการ ดำรงชีวิตของพืชต่อไป ส่วนที่เหลือจะเก็บสะสมไว้ในรูปแบบของแป้งและน้ำตาล ต า ร า ง ที่ 2 . 1 ค ว า ม แ ต ก ต่ า ง ร ะ ห ว่ า ง ไ ซ เ ล็ ม แ ล ะ โ ฟ ล เ อ็ ม เกร็ดความรู้ พืชบางชนิดไม่มีเนื้อเยื่อลำเลียง เช่น มอส พืชเหล่านี้มีขนาดเล็ก ไม่มีราก ลำต้นและใบ เนื่องจากไม่มี เนื้อเยื่อลำเลียงอยู่ภายใน แต่มีโครงสร้างอย่างอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่คล้ายราก ลำต้นและใบ มักพบในบริเวณที่มี ความชื้นสูง