โมดูลที่ 2 กระบวนการสังเคระห์แสง

การสังเคราะหแ์ สงของพืช ช่ือวิชา สรีรวิทยาของพชื ผจู้ ดั ทา นางสาวอมรรักษ์ ตงิ ตาแหนง่ ครู คศ.1 วิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยีกาแพงเพชร สานกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา

บทเรียนโมลชุดท่ี 1 เรื่อง การสังเคระห์แสง ฉบับน้ี ข้าพเจ้าเรียบเรียงข้ึนเพ่ือใช้ประกอบการเรียน กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ รหัสวิชา 30501-2001 ช้ันปวส.1 โดยพยายามเขียนให้นักเรียนเข้าใจง่ายข้ึน นักเรียนสามารถศึกษาได้ด้วยตนเอง เพื่อให้มีความรู้พ้ืนฐานก่อนท่ีจะศึกษาเน้ือหาน้ันจริง ๆ และยังได้เพิ่มเติม เน้ือหาบางตอนเพื่อช่วยเสริมความรู้ความเข้าใจแก่นักเรียน นอกจากน้ียังได้เพิ่มใบกิจกรรมเสริมให้นักเรียนมีประ สุบการณ์กว้างขวางย่ิงขึ้นบทเรียนโมดุล นี้มีจุดประสงค์เพื่อให้นักเรียนได้ศึกษาเก่ียวกับความหมาย และ ความสาคัญของการสังเคราะห์ด้วบแสง ภายในบทเรียนโมคูลเล่มน้ีประกอบด้วยคาแนะนาการใช้บทเรียนโมดูล จุดประสงค์กาเรียนรู้ แบบทดสอบภาคความรู้ก่อนเรียน เน้ือหาใบกิกรรม แบบทดสอบภาคความรู้หลังเรียน รวมท้ังเฉลยใบกิกรรมและแบบทดสอบ บทเรียนโมดูลน้ีนักเรียนสามารถศึกษาด้วยตนเองและเรียนรู้กันเป็นกลุ่ม เล็ก ๆผู้จัดทาหวังเป็นอย่างยิ่งว่าบทเรียนโมดูลชุดนี้จะช่วยให้นักเรียนได้รับความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับสารและ สมบตั ิของสารมากยง่ิ ขน้ึ และส่งผลให้ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักเรียนสูงข้ึนอย่างไรก็ตามในบทเรียนโมคูลเล่ม นอ้ี าจมีบางจุดท่ีมีข้อบกพร่องผิดพลาด บอให้ท่านผู้อ่านโปรดแจ้งให้ข้าพเจ้าทราบด้วยจะขอบพระคุณป็นอย่างย่ิง ข้าพเจ้ายินดีรับฟังความคิดเห็นและข้อเสนอแนะจากท่าน และพร้อมที่จะนามาแก้ไขปรับปรุงบทเรียนโมคูลเล่มนี้ ใหม้ คี วามสมบรู ณแ์ ละถกู ตอ้ ง อมรรักษ์ ตงิ 5

คานา หน้า สารบัญ คาแนะนาการใช้บทเรยี นโมดลู ก จุดประสงคก์ ารเรย่ื น ข . แบบทดสอบภาคความรู้กอ่ นเร่ืยน. 1 เฉลยแบบทดสอบภาคความรกู้ ่อนเรยี น 2 ใบความรู้..... 3 1. ความหมายของการสงั เคราะหแ์ สง 6 2. ความสาคัญของการสังเคราะห์แสง 7..... แบบทดสอบภาคกวามรหู้ ลังเรยี น 7 เฉลยแบบทดสอบภาคกวามรู้หลงั เรียน 12 13 14.. 6

การใชบ้ ทเรียนโมคูลใหก้ ดิ ประสทิ ธภิ าพต่อการจดั กจิ กรรมการเรียนการสอนไดอ้ ย่างสงู สดุ นกั เรยี นควรปฏบิ ตั ิ ดงั นี้ 1. การเตรยี มตัวของนกั เรยี น 1.1 ศกึ มาบทเรียนโมคูลล่วงหนกอ่ นที่จะทาการทดลอง หรือปฏิบัตกิ ิจกรรมตา่ ง ๆเพือ่ ใหม้ คี วามรู้ ความเขใ้ จเก่ียวกบั จดุ ประสง วัสดุ อุปกรณแ์ ละสารเคมื วธิ กี คลอง ข้อกวรปฏบิ ัตใิ นการทดลอง ทกนิการใชว้ ัสดุ อปุ กรณ์ และเครอื่ งมือวทิ ยาศาสตรต์ ่าง ๆ และสามารถทาการทดถองไดอ้ ยา่ ง วิธี ประหยัดเวลา และมีความปลอดภยั 1.2 วางแผน และจัดตรยี มอุปกรณท์ ีใ่ ชป้ ระกอบการเรียนรขู้ องตนเองหรือของกลุม่ ให้พรอ้ มสาหรบั การ ปฏบิ ตั กิ ิจกรรมตามทีไ่ ดร้ บั มอบหมาย 2. ดาเนนิ การจัดกกิ รรมในแตล่ ะครั้ง นกั เรยี นควรปฏบิ ตั ิ ดังน้ี 2.1 ศกึ ษาแนาทางในการปฏบิ ัติกกิ รรมใหม้ คี วามเขา้ ใจอยา่ งถอ่ งแท้ หากพบปัญหาหรอื ไม่เข้าใจให้ สอบถามข้อมูลเพ่ิมเตมิ จากครู 2.2 ปฏบิ ตั ิกิจกรรมตง่ ๆ ตามลาดบั ขั้นตอนท่กี าหนค ดงั น้ี 2.2.1 นักเรยี นทาแบบทดสอบภาคกวามรกู้ ่อนเรยี น 2.2.2 นกั เรยี นศกึ บาและปฏบิ ตั ิกิจกรรมตา่ ง ๆ ตามแนวทางการจัดกจิ กรรมการเรยี นรตู้ ามลาดับขั้นตอนท่ี กาหนค 2.23 นักเรียนสผ่ ลงานหรอื ชน้ิ งานในการปฏบิ ตั กิ จิ กรรม มีสว่ นรว่ มในการนาเสนอผลงานหรอื อภปิ รายความรู้ 7

ดา้ นความรู้ (K) 1. นักเรียนอธบิ ายความหมายของการสังเคราะห์แสงได้ 2. นักเรียนบอกความสากัญของการสังเคราะหแ์ สงได้ ด้านทักษะกระบวนการ (P) 1. นกั เรียนสามารถใช้กระบวนการกลมุ่ ในการสบื ค้นหาความรเู้ ก่ียวกับการ สังเคราะห์แสงได้ ด้านคณุ ลักษณะ (A) 1. นกั เรยี นมีเจตกตทิ ี่ดตี ่อการเรยี นรู้วิชาสรีรวิทยาพืช 2. นกั เรียนมีคุณลักษณะอนั พงึ ประสงค์ ได้แก่ ความมีวินยั ความรบั ผิดชอบ 8

1.การไหลของอิเลคตรอนในคลอโรพลาสตเ์ กดิ ท่ีใด n Cristae ข Stroma ค Matrix ง Thilakoid 2. Ribulose 1,5 diphosphate carboxylase ทาหน้าทอ่ี ะไร ก จับ CO, ข จบั O2 ด จับ CO2 และ O2 ง จบั N2 3. พชื ชนิดใดไม่มีกระบวนการ Photorespiration ก มันฝรง่ั และอ้อย ข ทานตะวนั และขา้ วโพด ค ข้าวฟา้ งและข้าว ง ข้าวโพดและออ้ ย 4. Dark reaction เกิดเมื่อไร ก กลางคนื เท่าน้นั ข กลางวนั และกลางคนื ด กลางวนั เท่านัน้ ง เมื่อเกิดความมดื ในเวลาใดก็ได้ของวนั 9

5. ข้อใดเป็นลกั ษณะของพชื C3 ก. มPี hotorespiration ข. มี Bundle sheath ค. มคี ลอโรฟิลล์ d ง. มี COz compensation point ต่ากวา่ พืช C2 6. กระบวนสรา้ งอาหารของพืช พชื จะใช้แสงในการ ก. แยกออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์ ข. แยกไฮโดรเจนจากนา้ ค. แยกคารบ์ อนจากคาร์บอนไดออกไซด์ ง. แยก PGA เป็น 2 โมเลกุล 7. กระบวนการสงั เคราะห์แสงเกิดขนึ้ ในเวลาใด ก. เฉพาะกลางวันที่มีแดดจัด ข. ตลอดเวลาทีม่ แี สงสว่าง ค. กลางคืนน้อยกวา่ กลางวนั ง. กลางวันเท่าน้นั 8. พืชช้ันสงู สามารถสังเคราะหด์ ว้ ยแสงไดด้ ีทสี่ ุดเมื่อได้รับแสงสีใด ก.สนี า้ เงนิ และสีส้ม ข.สสี ้มและสแี ดง ค.สนี า้ เงนิ และสีแดง ง.สีแดงและสสี ้ม 9แหล่งผลิตอาหารท่ีสาคัญของพชื สเี ขยี วคือ ก.ใบ ข.ลาตน้ ค.คลอโรฟลิ ล์ ง.คลอโรพลาสต์ 10

10. ออกซเิ จนท่ีเกิดขน้ึ ในกระบวณการสังเคราะหด์ ว้ ยแสงนั้นเกดิ จาก ก. H2O ข. CO2 ค. โมเลกุลของคลอโรฟิลล์ ง. อากาศ 11

ข้อ คาตอบ 1ง 2ค 3ง 4ค 5ก 6ข 7ข 8ค 9ง 10 ก 12

กระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง (photosynthesis) เป็นกระบวนการที่ ประกอบด้วย ปฏกิ ริ ิยาเคมีที่เกดิ ขนึ้ อย่างตอ่ เนอ่ื งกนั เปน็ ลาดบั ในคลอโรพลาสต่ในเซลล์พืช โดยใช้พลงั งานจากแสงอาทติ ย์ เปลีย่ นแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด และไฮโดรเจนจากนา้ หรือแหลไ่ ฮโดรเจนอ่ืน ๆ ให้กลายเป็นสารประกอบประเภทการโบไฮเดรต และมแี ก๊ส ออกซเิ จนเกิดข้ึนกระบวนการสังเคราะห์ดว้ ยแสง แลการหายใจในชลลจ์ ะทางานรว่ มกนั อยา่ งสมดลุ โดยกระบวนการหายใจสลายได้พลงั งานและแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดส์ ว่ น กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสจะสร้างคารโบไฮเดรตและมแี กส๊ ออกซิเจนเกดิ ข้ึนเปน็ วฏั จกั รแกส๊ ออกซิเจนประมาณ 85% เกิดข้นึ ในมหาสมทุ ร เน่ืองมาจากการสังเคราะห์แสง ของแพลงก์ตอนพืช(phytoplankton)อีก 10% มาจากส่งิ มีชีวติ บนพ้นื ดนิ และ 5% มา จากแหล่งน้าจดื คลอโรพลาสต์ (chloroplast ) เป็นออร์แกเนลลช์ นดิ หนึ่ในเซลล์พชื ภายใน คลอโรพลาสตม์ ีคลอโรฟลิ ลเ์ ปน็ องคป์ ระกอบ ซ่งึ สมารถดดู กลีนพลังนจกแสอาทิตย์ มาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยเสง คลอโรพลาสตในพชื ชน้ั สูงจะมีลักษณะเป็นรปู ไข่ หรือกลมรี ขนาดยาวประมาณ 5 ไดรอน กว้างประมาณ 2 ไมครอน หนาประมาณ 1-2 ไมครอน มีเย่ือหุ้ม 2 ชนั้ ภายในประกอบดว้ ยส่วนสาคญั 2 สว่ นคอื สโตรมา (stroma) และ ลาเมลลา (lamella) 13

สโตรมา เป็นของเหลวใส มีเอนไซหลายชนดิ ทน่ี าไปใช่ในปฏิกิรยิ าท่ี ไมต่ ้องใชแ้ สงลาเมลลา เปน็ ส่วนหน่งึ ของเยื่อหมชน่ั ในทีย่ น่ื เขา้ ไปในคลอโรพลาสต์ มีลักษณะเป็นแผน่ บาง ๆ ซ้อนกัน ประกอบดว้ ยโปรตีน ไขมัน คลอโรฟิลลเ์ ละรดวัตถุ แผ่นลาเมลลาซ้อนกันหลาย ๆ ชัน้ เรยี กว่า กรานา (grana) แผ่นลาเมลลาแตล่ ะแผ่นทซี่ ้อน อยู่ในกรานาเรียกวา่ ไกลาคอยด์ (thylakoid) เปน็ แหลง่ รบั พลงั านจากแสงซ่ึงประกอบดว้ ย กลุ่มของรงควัตถุ ระบบ 1 และรงควัตถรุ ะบบ 2 รปู ภาพแสดงตาแหน่งและองคป์ ระกอบของคลอโรพลาสตใ์ นพืช 14

รงควัตถุ คือ สารทส่ี ามารถดูดกลนื แสง รงควัตถุแตล่ ะชนิดจะดูดกลืนแสงท่ี ความยาวคลืน่ ตา่ งกนั คลอโรฟลิ ล์ เปน็ รงควตั ถุที่พบในใบไมส้ ามารถดดู กลนื แสงสี มว่ ง น้าเงนิ แดงซึ่งอยู่ในชว่ งความยาวคลืน่ 400-700 nm ได้ดีแตส่ ะท้อนแสงสเี ขียว จึงทาให้เราเห็นใบไมเ้ ป็นสเี ขยี ว การดดู แสงสตี า่ งๆ ของคลอโรพลาสต์ 15

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงประกอบด้วยสองขน้ั ตอนใหญ่ การสังเคราะห์ด้วยแสงประกอบดว้ ยขนั้ ตอนใหญ่ๆ 2 ข้นั ตอนต่อเนื่องกนั คือข้ันตอน ปฏกิ ริ ิยาท่ีต้องใช้แสงที่เปลี่ยนพลังงานแสงเปน็ พลงั งานเคมี และขั้นตอนปฏกิ ริ ิยาที่ไม่ตอ้ ง ใช้แสงซึ่งเป็นข้ันตอนของการสังเคราะหน์ ้าตาล (ท่ีมีชื่อเรยี กเฉพาะวา่ วัฏจกั รเคลวิน ) กระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสงของพืชประกอบด้วย ฏิกริ ิยาท่ีตอ้ งใช้แสงและวัฏจกั รเคลวิน 16

สรปุ ได้ว่า กระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง (photosynthesis) เป็น กระบวนการสรา้ ง อาหารของพชื สเี ขียว โดยมคี ลอโรฟิลล์ทาหน้าทดี่ ดู พลังงานแสงจากดวงอาทิตยแ์ ล้ว เปล่ียนสารวตั ถดุ บิ คือนา้ และแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ ใหเ้ ปน็ นา้ ตาลกลโู คส นา้ และ แกส๊ ออกซเิ จน องคป์ ระกอบและสมการ การเปลี่ยนรูปพลงั งานและการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากกระบวนการ สังเคราะหด์ ว้ ยแสง 1.พลังงานแสงจะเปล่ียนรปู เปน็ พลงั งานเคมีสะสมอยใู่ นผลติ ภัณฑ์คอื นา้ ตาลกลูโคส นา้ และแก๊สออกซเิ จน 2.น้าตาลกลโู คสจะถูกเปล่ยี นไปเปน็ แปง้ ทันที และสะสมไว้ในเซลลส์ แี ละแปง้ จะเปลย่ี น กลับเป็นนา้ ตาลกลโู คสอีกคร้งั เมอ่ื พืชตอ้ งการสลายนา้ ตาลกลูโคสเปน็ พลงั งาน 3.พืชคายนา้ และแก๊สออกซเิ จนจะถูกพชื คายออกมาทางปากใบกลับคืนส่สู ิง่ แวดล้อม 17

ความสาคัญของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพชื ท่ีมตี ่อสิง่ มีชีวติ และสิง่ แวดลอ้ ม 1. เป็นแหลง่ อาหารและแหล่งพลังงานทีส่ าคญั ของสงิ่ มชี วี ิตทุกชนดิ เนอ่ื งจากพชื สีเขยี ว ไดร้ บั น้า แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ และพลงั งานแสง จากดวงอาทติ ย์ ไปสรา้ งสารอาหาร พวกน้าตาลและสารอาหารน้ี สามารถเปลี่ยนแปลงไปเปน็ สารอาหารอืน่ ๆ ได้ เชน่ แป้ง โปรตนี ไขมัน ซง่ึ ส่งิ มีชวี ติ ได้นาไปใชป้ ระโยชนใ์ นกระบวนการต่าง ๆ ของชีวิต จงึ ถือวา่ สารอาหารเหลา่ น้เี ป็นแหลง่ พลังงานที่สาคญั ของสิง่ มีชีวิตทุกชนิด 2. เปน็ แหลง่ ผลติ แก๊สออกซเิ จนท่ีสาคัญของระบบนเิ วศ โดยแก๊สออกซเิ จน เปน็ ผลทเี่ กดิ จากกระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสงของพชื ซง่ึ แก๊สออกซเิ จน เป็นแก๊สท่ีสง่ิ มชี วี ิตใช้ ในการสลายอาหาร เพ่ือสรา้ งพลงั งานหรอื ใชใ้ นกระบวนการหายใจนน่ั เอง 3. ชว่ ยลดปรมิ าณแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ เพราะพืชต้องใชแ้ กส๊ นเ้ี ป็นวตั ถุดิบ ในการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยปกติแก๊สชนิดนี้เปน็ แกส๊ ท่ีไม่มสี ี ไมม่ ีกลนิ่ มอี ยใู่ นบรรยากาศ ประมาณ 0.03% เท่านนั้ แตเ่ น่ืองจากในปจั จบุ นั การเผาไหมเ้ ช้ือเพลงิ เพื่อการอตุ สาหกรรม ตา่ ง ๆ ของมนษุ ย์มีมากขน้ึ จึงทาใหม้ แี กส๊ ชนิดน้ีเพ่ิมมากข้ึนสัดสว่ นของอากาศท่หี ายใจจงึ เสยี ไป ทาให้ได้รบั แกส๊ ออกซิเจนน้อยลง จงึ เกดิ อาการอ่อนเพลีย ส่งผลทาให้โลกของเรามี อุณหภมู สิ งู ข้นึ เรื่อย ๆ เรยี กว่า \" ปรากฏการณเ์ รอื นกระจก (green house effect) \" เน่อื งจาก คารบ์ อนไดออกไซด์ในบรรยากาศเป็นเสมอื นกระจกทปี่ ิดกั้นการกระจายความร้อน ออกจากผิวโลกดงั นัน้ จึงควรช่วยกนั ปลกู พืช และรักษาพ้ืนที่ปา่ เพื่อดูดซับปรมิ าณแก๊ส คารบ์ อนไดออกไซด์ในบรรยากาศใหน้ ้อยลง 18

1.การไหลของอิเลคตรอนในคลอโรพลาสต์เกดิ ท่ีใด n Cristae ข Stroma ค Matrix ง Thilakoid 2. Ribulose 1,5 diphosphate carboxylase ทาหน้าทอี่ ะไร ก จบั CO, ข จบั O2 ด จับ CO2 และ O2 ง จบั N2 3. พชื ชนดิ ใดไม่มีกระบวนการ Photorespiration ก มันฝร่ังและออ้ ย ข ทานตะวนั และข้าวโพด ค ข้าวฟา้ งและข้าว ง ข้าวโพดและออ้ ย 4. Dark reaction เกิดเม่ือไร ก กลางคืนเทา่ นนั้ ข กลางวันและกลางคืน ด กลางวนั เท่านัน้ ง เมือ่ เกดิ ความมดื ในเวลาใดก็ได้ของวัน 19

5. ข้อใดเป็นลกั ษณะของพชื C3 ก. มPี hotorespiration ข. มี Bundle sheath ค. มคี ลอโรฟิลล์ d ง. มี COz compensation point ต่ากวา่ พืช C2 6. กระบวนสรา้ งอาหารของพืช พชื จะใช้แสงในการ ก. แยกออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์ ข. แยกไฮโดรเจนจากนา้ ค. แยกคารบ์ อนจากคาร์บอนไดออกไซด์ ง. แยก PGA เป็น 2 โมเลกุล 7. กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขนึ้ ในเวลาใด ก. เฉพาะกลางวันที่มีแดดจัด ข. ตลอดเวลาทีม่ แี สงสว่าง ค. กลางคนื น้อยกวา่ กลางวนั ง. กลางวันเท่าน้นั 8. พืชช้ันสงู สามารถสังเคราะหด์ ว้ ยแสงไดด้ ีทสี่ ุดเมื่อได้รับแสงสีใด ก.สนี า้ เงนิ และสีส้ม ข.สสี ้มและสแี ดง ค.สนี า้ เงนิ และสีแดง ง.สีแดงและสสี ้ม 9แหล่งผลิตอาหารทสี่ าคัญของพชื สเี ขยี วคือ ก.ใบ ข.ลาตน้ ค.คลอโรฟิลล์ ง.คลอโรพลาสต์ 20

10. ออกซเิ จนท่ีเกิดขน้ึ ในกระบวณการสังเคราะหด์ ว้ ยแสงนั้นเกดิ จาก ก. H2O ข. CO2 ค. โมเลกุลของคลอโรฟิลล์ ง. อากาศ 21

ข้อ คาตอบ 1ง 2ค 3ง 4ค 5ก 6ข 7ข 8ค 9ง 10 ก 22