กระบวนการสังเคราะห์แสง

กระบวนการสังเคราะหแสง กระบวนการสงั เคราะหดวยแสง (photosynthesis) เปน กระบวนการทีป่ ระกอบดว ย ปฏกิ ริ ิยาเคมีที่ เกิดข้ึนอยา งตอ เน่ืองกนั เปนลําดบั ในคลอโรพลาสตใ นเซลลพชื โดยใชพลังงานจากแสงอาทิตย เปล่ียนแกส คารบ อนไดออกไซด และไฮโดรเจนจากนํา้ หรือแหลง ไฮโดรเจนอืน่ ๆ ใหก ลายเปน สารประกอบประเภท คารโบไฮเดรตและมีแกส ออกซเิ จนเกดิ ข้นึ กระบวนการสงั เคราะหดว ยแสง และการหายใจในเซลลจ ะทาํ งานรว มกนั อยางสมดลุ โดย กระบวนการหายใจสลายอาหารไดพ ลงั งานและแกส คารบ อนไดออกไซดสวนกระบวนการสงั เคราะหด วยแสง จะสรางคารโบไฮเดรตและมแี กสออกซิเจนเกดิ ขึ้นเปนวฏั จกั รแกส ออกซเิ จนประมาณ 85% เกิดขน้ึ ใน มหาสมทุ ร เน่อื งมาจากการสงั เคราะหแสงของแพลงกตอนพชื (phytoplankton)อกี 10% มาจากส่งิ มชี ีวิต บนพื้นดนิ และ 5% มาจากแหลง นาํ้ จดื คลอโรพลาสต (chloroplast ) เปน ออรแ กเนลลชนดิ หนึ่งในเซลลพ ืช ภายในคลอโรพลาสตมี คลอโรฟล ลเ ปนองคป ระกอบ ซึง่ สามารถดูดกลนื พลงั งานจากแสงอาทิตยมาใชในกระบวนการสังเคราะหดว ย แสง คลอโรพลาสตใ นพชื ชน้ั สูงจะมีลกั ษณะเปนรปู ไขห รอื กลมรี ขนาดยาวประมาณ 5 ไมครอน กวาง ประมาณ 2 ไมครอน หนาประมาณ 1-2 ไมครอน มเี ย่อื หุม 2 ช้นั ภายในประกอบดวยสว นสําคัญ 2 สว นคอื สโตรมา (stroma) และ ลาเมลลา (lamella)สโตรมา เปนของเหลวใส มีเอนไซมห ลายชนิดท่นี าํ ไปใช ในปฏิกิรยิ าทไี่ มตองใชแสง ลาเมลลา เปนสวนหนง่ึ ของเยอื่ หุมชน้ั ในที่ย่นื เขา ไปในคลอโรพลาสต มีลกั ษณะเปนแผนบาง ๆ ซอน กนั ประกอบดวยโปรตนี ไขมัน คลอโรฟล ลและรงควัตถุ แผน ลาเมลลาซอนกันหลาย ๆ ช้นั เรียกวา กรานา (grana) แผนลาเมลลาแตล ะแผน ท่ีซอ นอยูในกรานาเรียกวา ไทลาคอยด (thylakoid) เปนแหลงรบั พลงั งาน จากแสงซ่งึ ประกอบดวยกลมุ ของรงควตั ถุระบบ 1 และรงควัตถุระบบ 2

รงควัตถุ คือ สารทีส่ ามารถดดู กลนื แสง รงควัตถุแตล ะชนิดจะดูดกลืนแสงทีค่ วามยาวคล่ืนตางกนั คลอโรฟล ล เปนรงควตั ถทุ ีพ่ บในใบไมสามารถดดู กลืนแสงสี มว ง นา้ํ เงิน แดงซึง่ อยูในชว งความยาวคลืน่ 400- 700 nm ไดดแี ตสะทอนแสงสีเขยี ว จึงทําใหเ ราเห็นใบไมเ ปน สเี ขียว การดดู แสงสีตา งๆ ของคลอโรพลาสต กระบวนการสังเคราะหดวยแสงประกอบดวยสองขั้นตอนใหญ การสงั เคราะหด วยแสงประกอบดวยขั้นตอนใหญๆ 2 ข้นั ตอนตอ เนื่องกนั คือขน้ั ตอนปฏิกิริยาท่ตี อ ง ใชแสงทเ่ี ปลี่ยนพลังงานแสงเปน พลังงานเคมี และขั้นตอนปฏกิ ิริยาทไ่ี มตอ งใชแสงซึ่งเปน ข้ันตอนของการ สงั เคราะหน ํ้าตาล (ทม่ี ีชอื่ เรยี กเฉพาะวา วัฏจกั รเคลวนิ )

กระบวนการสงั เคราะหดว ยแสงของพชื ประกอบดวย ปฏิกริ ยิ าที่ตองใชแสงและวัฏจักรเคลวนิ สรุปไดว า กระบวนการสงั เคราะหดว ยแสง (photosynthesis) เปน กระบวนการสรา งอาหารของพืชสีเขียว โดย มีคลอโรฟล ลท ําหนา ที่ดดู พลงั งานแสงจากดวงอาทิตยแ ลวเปล่ยี นสารวตั ถุดิบคือนํ้าและแกส คารบ อนไดออกไซด ใหเ ปน นํ้าตาลกลโู คส น้ํา และ แกสออกซิเจน องคป ระกอบและสมการ การเปลย่ี นรปู พลงั งานและการเปล่ยี นแปลงของผลิตภณั ฑท ี่เกดิ จากกระบวนการสงั เคราะหดวยแสง 1.พลงั งานแสงจะเปลยี่ นรูปเปนพลงั งานเคมีสะสมอยใู นผลติ ภัณฑค ือ นาํ้ ตาลกลูโคส นาํ้ และแกส ออกซเิ จน 2.นํ้าตาลกลโู คสจะถูกเปลี่ยนไปเปน แปงทนั ที และสะสมไวใ นเซลลสแี ละแปงจะเปลี่ยนกลับเปน น้าํ ตาลกลูโคสอีกครงั้ เมื่อพชื ตอ งการสลายนํา้ ตาลกลูโคสเปนพลงั งาน 3.พชื คายน้ําและแกสออกซเิ จนจะถูกพืชคายออกมาทางปากใบกลบั คืนสสู งิ่ แวดลอ ม ความสาํ คัญของกระบวนการสังเคราะหดว ยแสงของพชื ทม่ี ตี อ สง่ิ มชี วี ติ และสงิ่ แวดลอ ม 1. เปน แหลง อาหารและแหลงพลงั งานทส่ี ําคัญของสิ่งมชี ีวิตทกุ ชนดิ เน่อื งจากพืชสีเขียวไดร ับน้าํ แกส คารบ อนไดออกไซด และพลังงานแสง จากดวงอาทติ ย ไปสรางสารอาหารพวกน้ําตาลและสารอาหารน้ี สามารถเปล่ยี นแปลงไปเปนสารอาหารอนื่ ๆ ได เชน แปง โปรตนี ไขมนั ซงึ่ ส่ิงมชี วี ิตไดน าํ ไปใชประโยชนใ น กระบวนการตาง ๆ ของชวี ิต จึงถอื วาสารอาหารเหลา น้ีเปน แหลง พลงั งานทสี่ าํ คัญของส่ิงมีชวี ิตทุกชนดิ 2. เปนแหลง ผลิตแกส ออกซเิ จนทส่ี ําคญั ของระบบนิเวศ โดยแกส ออกซิเจน เปนผลท่เี กดิ จาก กระบวนการสงั เคราะหดว ยแสงของพชื ซง่ึ แกสออกซิเจน เปนแกสท่สี ่ิงมชี วี ิตใชในการสลายอาหาร เพื่อสราง

พลงั งานหรือใชใ นกระบวนการหายใจน่ันเอง 3. ชว ยลดปรมิ าณแกสคารบอนไดออกไซดในบรรยากาศ เพราะพชื ตอ งใชแ กส นี้เปน วัตถุดิบในการ สงั เคราะหด ว ยแสง โดยปกติแกสชนิดนี้เปน แกสทีไ่ มม สี ี ไมมกี ล่ิน มีอยใู นบรรยากาศประมาณ 0.03% เทา น้ัน แตเนอื่ งจากในปจ จุบนั การเผาไหมเช้ือเพลิงเพ่ือการอตุ สาหกรรมตาง ๆ ของมนษุ ยม ีมากขึน้ จึงทาํ ใหม ีแกส ชนิดนี้เพิม่ มากขน้ึ สดั สวนของอากาศที่หายใจจึงเสียไป ทาํ ใหไดรับแกส ออกซเิ จนนอยลง จึงเกิดอาการ ออ นเพลีย สงผลทาํ ใหโลกของเรามอี ุณหภูมสิ ูงขน้ึ เรอ่ื ย ๆ เรียกวา \" ปรากฏการณเ รอื นกระจก (green house effect) \" เนอื่ งจาก คารบอนไดออกไซดใ นบรรยากาศเปน เสมอื นกระจกทีป่ ด กัน้ การกระจายความรอ นออก จากผิวโลกดงั นนั้ จึงควรชว ยกนั ปลกู พชื และรกั ษาพ้นื ท่ปี า เพ่ือดดู ซบั ปรมิ าณแกสคารบอนไดออกไซดใ น บรรยากาศใหนอยลง