ขบวนการสังเคราะห์แสงกับการสร้างสารสะสม
ขบวนการสังเคราะห์แสง เป็นขบวนการที่พืชใช้พลังงานแสงอาทิตย์เปลี่ยนเป็นพลังงานเคมี โดยมี น้ำ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบ
ขบวนการสังเคราะห์แสงในพืช C3 พืชจะตรึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 Fixation) ให้อยู่ในรูปของสารที่มีคาร์บอน 3 ตัว คือ G3P (Glyceraldehyde-3phosphate) ใน Calvin Cycle และสาร G3P จะถูกเปลี่ยนเป็นสารสะสมประเภทแป้งและน้ำตาลโดยตรงต่อไป
ในพืช C4 และพืช CAM พืชจะตรึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 Fixation) ให้อยู่ในรูปของสารที่มีคาร์บอน 4 ตัว คือ มาเลท (Malate) เพื่อใช้เป็นสารตั้งต้นในการเปลี่ยนเป็นสารสะสมต่างๆ ในพืชต่อไป ดังนี้
1. สารสะสมประเภทแป้งและน้ำตาล – พืช C4 และ CAM จะใช้มาเลทเป็นสารตั้งต้นให้คาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ Calvin Cycle ได้สาร G3P ก่อนสังเคราะห์เป็นแป้งและน้ำตาลต่อไป
2. สารสะสมประเภท โปรตีน น้ำมัน น้ำยาง อัลคาลอยด์ สี กลิ่น ฮอร์โมนพืช ฯลฯ – พืช C4 และ CAM จะใช้ Pyruvate ที่ได้จาก Malate หลังจากปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว มาใช้ในการสังเคราะห์สารประเภทต่างๆ โดยมีขั้นตอน (Pathway) ตามลำดับต่อไป เช่น Pyruvate เป็นน้ำมันต่างๆ ได้โดยผ่าน Mevalonic Pathway เป็นต้น
ปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์แสง
1. สภาพของพืช ได้แก่ สภาพทางสรีรวิทยา เช่น สรีระของใบ อายุของใบ การเข้าทำลายใบของโรคพืช ที่มีผลต่อสภาพรงควัตถุที่ใช้สังเคราะห์แสง สภาพทางพันธุกรรม ได้แก่ C3, C4, CAM มีผลต่อขบวนการสังเคราะห์แสงของพืชนั้นๆ
2. แสง ได้แก่ ความเข้มของแสง ความเข้มของแสงสูงอัตราการสังเคราะห์แสงจะสูงแต่ถ้าเกินจุดอิ่มตัวจะทำให้ใบไหม้ได้ ความเข้มของแสงต่ำอัตราการสังเคราะห์แสงจะต่ำ แต่อัตราการหายใจไม่ขึ้นกับความเข้มของแสง ดังนั้นถ้าความเข้มของแสงต่ำเกินจุดอัตราสมดุลย์ในการแลกเปลี่ยนก๊าซ CO2 และ O2 พืชก็จะเริ่มไม่เจริญและตายในที่สุด ความยาวช่วงแสง อัตราการสังเคราะห์แสงเพิ่มเป็นสัดส่วนกับความยาวของช่วงวัน ความยาวคลื่นแสง พบว่าช่วงคลื่นแสงสีแดงและสีน้ำเงินมีผลต่อการสังเคราะห์แสงมากกว่าแสงในช่วงคลื่นอื่นๆ
3. อุณหภูมิ ถ้าสูงหรือต่ำเกินไปจะมีผลต่อการทำงานของเอ็มไซม์ในขบวนการ Dark Reaction ในอุณหภูมิที่สูงมากจะทำให้ปากใบปิดอัตราการหายใจสูงและอัตราการสังเคราะห์แสงลดลง
4. ความเข้มข้นของก๊าซในบรรยากาศ เช่น CO2 มากทำให้อัตราการสังเคราะห์แสงมากขึ้นจนถึงจุดอิ่มตัวอัตราการสังเคราะห์ก็จะไม่เพิ่มขึ้นอีก O2 มากจะลดการสังเคราะห์แสงของพืช C3 เพราะแย่งการใช้วัตถุดิบ RuBP ตัวเดียวกับ CO2
5. ธาตุอาหาร มีผลต่อการสังเคราะห์ทั้งทางตรงและทางอ้อม แมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบสำคัญของคลอโรฟิลล์ ธาตุอาหารหลายชนิดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในขั้นตอนการสังเคราะห์แสง
6. ปริมาณน้ำที่พืชได้รับ เพราะน้ำเป็นแหล่งอิเลคตรอนที่ใช้ในขบวนการสังเคราะห์แสง น้ำมีผลต่อการปิดเปิดปากใบทำให้มีผลต่อปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เข้าไปใบ น้ำมีผลต่อการแลกเปลี่ยนก๊าซในระดับเซล
ในสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมหรือเมื่อสภาพของพืชไม่สมบูรณ์ พืชมักมีปัญหาจากการสังเคราะห์แสง พืชจะอยู่ในสภาพเครียด จากปัจจัยที่มีผลได้ข้างต้น พาร์ทเวย์สามารถปรับสภาพของพืชได้อย่างรวดเร็ว จากการให้สารตั้งต้น C4 หรือมาเลทแก่พืชโดยตรง ชดเชยการขาดมาเลทจากการสังเคราะห์แสงที่มีปัญหาของพืช
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น