Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Photosynthesis · ⁨การสังเคราะห์ด้วยแสง⁩

A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩ · Topic 13 · ⁨หัวข้อ 13⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
8:58

การสังเคราะห์ด้วยแสง

นี่คือสิ่งแปลกประหลาดเกี่ยวกับต้นไม้. ส่วนใหญ่ของมันไม่ได้มาจากดิน. ไม้ ใบ ผลไม้ — มวลเกือบทั้งหมดถูกดึงออกมาจาก…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

13.1

The chloroplast · ⁨คลอโรพลาสต์⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. describe the relationship between the structure of chloroplasts, as shown in diagrams and electron micrographs, and their function
  2. explain that energy transferred as ATP and reduced NADP from the light-dependent stage is used during the light-independent stage (Calvin cycle) of photosynthesis to produce complex organic molecules
  3. state that within a chloroplast, the thylakoids (thylakoid membranes and thylakoid spaces), which occur in stacks called grana, are the site of the light-dependent stage and the stroma is the site of the light-independent stage
  4. describe the role of chloroplast pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, carotene and xanthophyll) in light absorption in thylakoids
  5. interpret absorption spectra of chloroplast pigments and action spectra for photosynthesis
  6. describe and use chromatography to separate and identify chloroplast pigments (reference should be made to $R_f$ values in identification of chloroplast pigments)
  7. state that cyclic photophosphorylation and non-cyclic photophosphorylation occur during the light-dependent stage of photosynthesis
  8. explain that in cyclic photophosphorylation: • only photosystem I (PSI) is involved • photoactivation of chlorophyll occurs • ATP is synthesised
  9. explain that in non-cyclic photophosphorylation: • photosystem I (PSI) and photosystem II (PSII) are both involved • photoactivation of chlorophyll occurs • the oxygen-evolving complex catalyses the photolysis of water • ATP and reduced NADP are synthesised
  10. explain that during photophosphorylation: • energetic electrons release energy as they pass through the electron transport chain (details of carriers are not expected) • the released energy is used to transfer protons across the thylakoid membrane • protons return to the stroma from the thylakoid space by facilitated diffusion through ATP synthase, providing energy for ATP synthesis (details of ATP synthase are not expected)
  11. outline the three main stages of the Calvin cycle: • rubisco catalyses the fixation of carbon dioxide by combination with a molecule of ribulose bisphosphate (RuBP), a 5C compound, to yield two molecules of glycerate 3-phosphate (GP), a 3C compound • GP is reduced to triose phosphate (TP) in reactions involving reduced NADP and ATP • RuBP is regenerated from TP in reactions that use ATP
  12. state that Calvin cycle intermediates are used to produce other molecules, limited to GP to produce some amino acids and TP to produce carbohydrates, lipids and amino acids
ไทย
  1. อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของ คลอโรพลาสต์ ตามที่แสดงในแผนภาพและภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนกับหน้าที่ของมัน
  2. อธิบายว่าพลังงานที่ถ่ายโอนมาในรูปแบบ ATP และ NADP ที่ลดแล้วจาก ขั้นตอนที่ใช้แสง จะถูกใช้ใน ขั้นตอนที่ไม่ต้องใช้แสง (วัฏจักรคาลวิน) ของการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อน
  3. ระบุว่าภายในคลอโรพลาสต์ ไทลาคอยด์ (เยื่อหุ้มไทลาคอยด์และช่องไทลาคอยด์) ซึ่งจัดเรียงเป็นกองเรียกว่า กรานา เป็นสถานที่เกิดขั้นตอนที่ใช้แสง และ สโทรมา เป็นสถานที่เกิดขั้นตอนที่ไม่ต้องใช้แสง
  4. อธิบายบทบาทของ สีในคลอโรพลาสต์ (คลอโรฟิลล์ a, คลอโรฟิลล์ b, แคโรทีน และ แซนโทฟิลล์) ในการดูดซับแสงในไทลาคอยด์
  5. วิเคราะห์ สเปกตรัมการดูดกลืน ของสีในคลอโรพลาสต์และ สเปกตรัมการกระทำ ของการสังเคราะห์ด้วยแสง
  6. อธิบายและใช้เทคนิค โครมาโตกราฟี เพื่อแยกและระบุสีในคลอโรพลาสต์ (ควรอ้างอิงถึงค่า $R_f$ ในการระบุสีในคลอโรพลาสต์)
  7. ระบุว่ามีการเกิด การฟอสโฟริเลชันแบบวงจร และ การฟอสโฟริเลชันแบบไม่หมุนเวียน ในช่วงขั้นตอนที่ใช้แสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง
  8. อธิบายว่าในการฟอสโฟริเลชันแบบวงจร: • มีเพียงphotosystem I (PSI) เท่านั้นที่เกี่ยวข้อง • เกิดการกระตุ้นด้วยแสงของคลอโรฟิลล์ • มีการสังเคราะห์ ATP
  9. อธิบายว่าในการฟอสโฟริเลชันแบบไม่หมุนเวียน: • photosystem I (PSI) และ photosystem II (PSII) ทั้งคู่เกี่ยวข้อง • เกิดการกระตุ้นด้วยแสงของคลอโรฟิลล์ • คอมเพล็กซ์ที่ปล่อยออกซิเจน ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยา การแตกตัวของน้ำด้วยแสง • มีการสังเคราะห์ ATP และ NADP ที่ลดแล้ว
  10. อธิบายว่าในการฟอสโฟริเลชันด้วยแสง: • อิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงจะปล่อยพลังงานขณะเคลื่อนที่ผ่านห่วงโซ่การส่งต่ออิเล็กตรอน (รายละเอียดของตัวพาไม่จำเป็นต้องรู้) • พลังงานที่ถูกปล่อยออกมาจะถูกใช้เพื่อเคลื่อนย้ายโปรตอนข้ามเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ • โปรตอนจะกลับเข้าสู่สโทรมาจากช่องไทลาคอยด์โดยการแพร่แบบช่วยด้วยเอนไซม์ผ่าน ATP synthase ซึ่งให้พลังงานสำหรับการสังเคราะห์ ATP (รายละเอียดของ ATP synthase ไม่จำเป็นต้องรู้)
  11. สรุปสามขั้นตอนหลักของวัฏจักรคาลวิน: • รูบิสکو ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยากำหนดคาร์บอนไดออกไซด์โดยรวมกับโมเลกุลของ ไรบูโลสไบฟอสเฟต (RuBP) ซึ่งเป็นสารประกอบ 5C เพื่อให้เกิดสองโมเลกุลของ กลีเซอเรต 3-ฟอสเฟต (GP) ซึ่งเป็นสารประกอบ 3C • GP ถูกลดให้เป็นไตรโอสฟอสเฟต (TP) ในปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับ NADP ที่ลดแล้วและ ATP • RuBP ถูกสร้างใหม่จาก TP ในปฏิกิริยาที่ใช้ ATP
  12. ระบุว่าสารกลางของวัฏจักรคาลวินถูกนำไปสร้างโมเลกุลอื่นๆ โดยจำกัดอยู่ที่ GP ในการสร้างกรดอะมิโนบางชนิด และ TP ในการสร้างคาร์โบไฮเดรต.train Lipids และกรดอะมิโน

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Photosynthesis 光合作用 happens inside the chloroplast 叶绿体. Its structure suits its two stages:

  • inside are stacks of flat sacs called thylakoids 类囊体. A stack of thylakoids is a granum (plural grana 基粒). The thylakoid membranes hold the light-trapping pigments and are the site of the first stage.
  • the fluid around the thylakoids is the stroma 基质, the site of the second stage.
ไทย

Photosynthesis เกิดขึ้นภายใน chloroplast โครงสร้างของมันเหมาะสำหรับการทำสองขั้นตอน:

  • ภายในมีกองถุงแบนๆ ที่เรียกว่า thylakoids กอง thylakoid เรียกว่า granum (พหูพจน์ grana) เยื่อหุ้ม thylakoid มีเม็ดสีจับแสงและเป็นสถานที่ของขั้นตอนแรก
  • ของเหลวรอบ thylakoids คือ stroma ซึ่งเป็นสถานที่ของขั้นตอนที่สอง
แสงอาทิตย์ส่องผ่านใบไม้สีเขียว
ใบไม้เป็นสีเขียวเพราะ chloroplast ของมันเต็มไปด้วยเม็ดสี chlorophyll

คลอโรพลาสต์พร้อม envelope, กองดิสก์ thylakoid สร้าง grana เชื่อมต่อกันด้วย lamellae ทั้งหมดแช่อยู่ใน stroma *Thylakoids จัดเรียงเป็น grana (ขั้นตอนแรกเกิดขึ้นที่นี่); stroma รอบๆ เป็นสถานที่ของขั้นตอนที่สอง

ดิสก์สีเขียวขนาดเล็กจำนวนมากภายในเซลล์ของใบปอเตี๋ยม *Chloroplasts (ดิสก์สีเขียวเล็กๆ) ภายในเซลล์ของใบ Elodea (pottedweed) เห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Explore the chloroplast · ⁨สำรวจคลอโรพลาสต์⁩

Tap each part. The light-dependent stage runs on the thylakoid membranes (grana); the Calvin cycle runs in the stroma around them. · ⁨แตะแต่ละส่วน ขั้นตอนที่ใช้แสงเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้ม thylakoid (grana); รอบ Calvin เกิดใน stroma ล้อมรอบ⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ การสังเคราะห์ด้วยแสง
chloroplast/ˈklɔːrəʊplæst/ คลอโรพลาสต์
thylakoid/ˈθaɪləkɔɪd/ ไทลาคอยด์
grana/ˈɡrɑːnə/ กรานา
stroma/ˈstrəʊmə/ stroma
chlorophyll/ˌklɔːrəʊˈfɪl/ chlorophyll
13.1

The two stages of photosynthesis · ⁨สองขั้นตอนของการสังเคราะห์แสง⁩

English

Photosynthesis has two linked stages:

  1. the light-dependent stage 光反应阶段 happens in the thylakoids. It uses light energy to make ATP and reduced 还原 NADP.
  2. the light-independent stage 暗反应阶段, also called the Calvin cycle 卡尔文循环, happens in the stroma. It uses the ATP and reduced NADP from the first stage to build complex organic molecules from carbon dioxide 二氧化碳.
ไทย

Photosynthesis มีสองขั้นตอนที่เชื่อมโยงกัน:

  1. light-dependent stage เกิดขึ้นใน thylakoids ใช้พลังงานแสงสร้าง ATP และ reduced NADP
  2. light-independent stage หรือที่เรียกว่า Calvin cycle เกิดขึ้นใน stroma ใช้ ATP และ reduced NADP จากขั้นตอนแรกเพื่อสร้างโมเลกุลอินทรีย์ซับซ้อนจาก carbon dioxide

light-dependent stage ใน thylakoids ส่ง ATP และ reduced NADP ไปยัง Calvin cycle ใน stroma ซึ่งส่ง ADP และ NADP กลับ; น้ำและแสงเข้าสู่ขั้นตอนแรกและปล่อยออกซิเจน ในขณะที่ carbon dioxide เข้าสู่ขั้นตอนที่สองและสร้างน้ำตาล *สองขั้นตอนนี้เชื่อมโยงกัน: ขั้นแรกสร้าง ATP และ reduced NADP ที่ขั้นสองนำไปใช้ในการเปลี่ยน CO₂ เป็นน้ำตาล

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
light-dependent stage/laɪt dɪˈpendənt steɪdʒ/ ขั้นตอนที่ใช้แสง
reduce/rɪˈdjuːs/ ลดการใช้
light-independent stage/laɪt ˌɪndɪˈpendənt steɪdʒ/ ขั้นตอนที่ไม่ต้องใช้แสง (light-independent stage)
Calvin cycle/ˈkælvɪn ˈsaɪkl/ วัฏจักรคัลวิน
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ คาร์บอนไดออกไซด์
13.1

Chloroplast pigments · ⁨เม็ดสีในคลอโรพลาสต์⁩

English

A pigment 色素 is a coloured substance that absorbs light. The thylakoids hold several pigments that work together to trap as much light as possible:

  • chlorophyll 叶绿素 a and chlorophyll b (which absorb mainly red and blue light),
  • carotene 胡萝卜素 and xanthophyll 叶黄素 (which absorb other colours and pass the energy on).

We study them with two graphs. An absorption spectrum 吸收光谱 shows how much light each pigment absorbs at each wavelength. An action spectrum 作用光谱 shows how fast photosynthesis goes at each wavelength. The two graphs match closely, which shows the pigments drive photosynthesis.

You can separate the pigments by chromatography 色谱法: the pigments travel different distances up the paper. Each pigment is identified by its Rf value 比移值 (the distance the pigment moved divided by the distance the solvent moved).

ไทย

Pigment คือสารที่มีสีซึ่งดูดกลืนแสง Thylakoids มีเม็ดสีหลายชนิดทำงานร่วมกันเพื่อดูดกลืนแสงให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้:

  • chlorophyll a และ chlorophyll b (ซึ่งดูดกลืนแสงสีแดงและสีฟ้าเป็นหลัก),
  • carotene และ xanthophyll (ซึ่งดูดกลืนสีอื่นและส่งต่อพลังงาน)

เราศึกษาเม็ดสีเหล่านี้ด้วยกราฟสองแบบ Absorption spectrum แสดงปริมาณแสงที่เม็ดสีแต่ละชนิดดูดกลืนที่ความยาวคลื่นต่างๆ Action spectrum แสดงความเร็วของการสังเคราะห์แสงที่ความยาวคลื่นต่างๆ กราฟทั้งสองตรงกันมาก ซึ่งแสดงว่าเม็ดสีเป็นตัวขับเคลื่อนกระบวนการสังเคราะห์แสง

เส้นโค้งสองเส้นซ้อนทับกันตามความยาวคลื่น: absorption spectrum ของเม็ดสีและ action spectrum ของการสังเคราะห์แสง ทั้งคู่สูงในแสงสีฟ้าและแดง และต่ำในแสงสีเขียว *Absorption spectrum และ action spectrum ตรงกัน: แสงสีฟ้าและแดงถูกใช้งานมากที่สุด แสงสีเขียวถูกใช้น้อยที่สุด

คุณสามารถแยกเม็ดสีได้ด้วย chromatography: เม็ดสีเคลื่อนที่ขึ้นไปบนกระดาษได้ระยะทางต่างกัน Each pigment ถูกระบุโดย Rf value (ระยะทางที่เม็ดสีเคลื่อนที่หารด้วยระยะทางที่สารละลายเคลื่อนที่)

กระดาษ chromatography ที่มีเม็ดสีจากใบไม้แยกออกเป็นจุดที่ระดับความสูงต่างๆ — carotene สูงสุด ตามด้วย chlorophyll a, chlorophyll b และ xanthophyll — พร้อมระบุระยะทางจุดและระยะทางสารละลาย *แต่ละเม็ดสีเคลื่อนที่ไปตามระยะทางของตัวเอง; Rf คือระยะทางจุดหารด้วยระยะทางสารละลาย

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
pigment/ˈpɪɡmənt/ pigment
carotene/ˈkærəʊtiːn/ แคโรทีน
xanthophyll/ˈzænθəfɪl/ แซนโทฟิลล์
absorption spectrum/əbˈsɔːpʃn ˈspektrəm/ สเปกตรัมการดูดกลืนแสง
action spectrum/ˈækʃn ˈspektrəm/ สเปกตรัมการกระทำ
chromatography/krəʊməˈtɒɡrəfi/ ครอมาโทกราฟ
Rf value/ˌɑːˈref ˈvæljuː/ ค่า Rf
13.1

The light-dependent stage · ⁨ขั้นตอน light-dependent⁩

English

In the thylakoids, light is used to make ATP. This is photophosphorylation 光合磷酸化, and it comes in two forms.

In cyclic photophosphorylation 循环光合磷酸化:

  • only photosystem 光系统 I (PSI) is used.
  • photoactivation 光激活 of chlorophyll occurs (light boosts its electrons 电子 to a higher energy).
  • only ATP is made.

In non-cyclic photophosphorylation 非循环光合磷酸化:

  • both photosystem I (PSI) and photosystem II (PSII) are used.
  • photoactivation of chlorophyll occurs.
  • the oxygen-evolving complex 放氧复合体 carries out the photolysis 光解 (splitting by light) of water, which releases oxygen 氧气.
  • both ATP and reduced NADP are made.

In both forms, energy is released in the same way:

  1. energetic electrons pass along an electron transport chain 电子传递链, releasing energy as they go.
  2. this energy is used to pump protons 质子 across the thylakoid membrane.
  3. the protons flow back into the stroma through ATP synthase ATP合酶, and this flow provides the energy to make ATP.
ไทย

ใน thylakoids ใช้แสงเพื่อสร้าง ATP กระบวนการนี้เรียกว่า photophosphorylation และมีสองรูปแบบ

ใน cyclic photophosphorylation:

  • ใช้เฉพาะ photosystem I (PSI) เท่านั้น
  • เกิด photoactivation ของ chlorophyll (แสงเพิ่มพลังงานให้กับ electrons ของมัน)
  • สร้างเพียง ATP เท่านั้น

ใน การสังเคราะห์แสงแบบไม่หมุนเวียน (non-cyclic photophosphorylation):

  • ใช้ทั้ง photosystem I (PSI) และ photosystem II (PSII)
  • เกิดการกระตุ้นด้วยแสงของคลอโรฟิลล์
  • คอมเพล็กซ์ที่ปล่อยออกซิเจน ทำปฏิกิริยา การแตกตัวของน้ำโดยแสง (photolysis) ซึ่งปลดปล่อย ออกซิเจน
  • สร้างได้ทั้ง ATP และ NADP ที่ถูกลดแล้ว (reduced NADP)
น้ำถูกแยกโดยแสงเพื่อปล่อยออกซิเจน; อิเล็กตรอนเคลื่อนที่จาก photosystem II ผ่าน electron transport chain (สร้าง ATP) ไปยัง photosystem I และลด NADP ต่อ
ในการสังเคราะห์แสงแบบไม่หมุนเวียน การแตกตัวของน้ำจะแยกน้ำ; อิเล็กตรอนไหลจาก PSII → PSI, สร้าง ATP และ reduced NADP

ในทั้งสองรูปแบบ พลังงานจะถูกปลดปล่อยในรูปแบบเดียวกันคือ:

  1. อิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงเคลื่อนที่ตาม สายการถ่ายทอดอิเล็กตรอน โดยปลดปล่อยพลังงานระหว่างทาง
  2. พลังงานนี้ถูกใช้เพื่อปั๊ม โปรตอน ผ่านเยื่อหุ้มไทแลคาอยด์
  3. โปรตอนไหลกลับเข้าสู่สโทรมาผ่านเอนไซม์ ATP synthase และการไหลนี้ให้พลังงานในการสร้าง ATP
Explore · ⁨สำรวจ⁩

The light-dependent stage · ⁨ขั้นตอนที่ใช้แสง⁩

Step through it. Light excites electrons and splits water; the result is ATP, reduced NADP and oxygen. · ⁨ผ่านขั้นตอนนั้น แสงกระตุ้นอิเล็กตรอนและแตกน้ำ; ผลลัพธ์คือ ATP, reduced NADP และออกซิเจน⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
photophosphorylation/ˌfəʊtəʊˌfɒsfɔːrɪˈleɪʃn/ การเพิ่มหมู่ฟอสเฟตด้วยแสง
cyclic photophosphorylation/ˈsaɪklɪk ˌfəʊtəʊˌfɒsfɔːrɪˈleɪʃn/ การฟอสฟอรีเลชันแบบวงจร (cyclic photophosphorylation)
photosystem/ˌfəʊtəʊˈsɪstəm/ โฟโตซิสเท็ม
photoactivation/ˌfəʊtəʊˌæktɪˈveɪʃn/ การกระตุ้นด้วยแสง (photoactivation)
electron/ɪˈlektrɒn/ อิเล็กตรอน
non-cyclic photophosphorylation/nɒn ˈsaɪklɪk ˌfəʊtəʊˌfɒsfɔːrɪˈleɪʃn/ การฟอสฟอรีเลชันแบบไม่วงจร (non-cyclic photophosphorylation)
oxygen-evolving complex/ˈɒksɪdʒn ɪˈvɒlvɪŋ ˈkɒmpleks/ คอมเพล็กซ์ผลิตออกซิเจน (oxygen-evolving complex)
photolysis/fəʊˈtɒləsɪs/ photolysis
oxygen/ˈɒksɪdʒn/ ออกซิเจน
electron transport chain/ɪˈlektrɒn ˈtrænspɔːt tʃeɪn/ ระบบลำเลียงอิเล็กตรอน
proton/ˈprəʊtɒn/ โปรตอน
ATP synthase/ˌeɪ tiː ˈpiː ˈsɪnθeɪs/ ATP synthase
13.1

The Calvin cycle · ⁨วัฏจักรคาลวิน⁩

English

The light-independent stage builds sugars in three main steps:

  1. fixation 固定 — the enzyme 酶 rubisco joins carbon dioxide to a 5-carbon molecule, RuBP (ribulose bisphosphate). This makes two molecules of a 3-carbon compound, GP (glycerate 3-phosphate).
  2. reduction — GP is reduced to TP (triose phosphate) using reduced NADP and ATP from the light-dependent stage.
  3. regeneration — most of the TP is used to regenerate 再生 the RuBP (using more ATP), so the cycle can keep running.

Some TP leaves the cycle to make useful molecules. GP can be used to make some amino acids 氨基酸, and TP can be used to make carbohydrates 碳水化合物, lipids 脂质 and amino acids.

ไทย

ขั้นตอนที่ไม่ต้องใช้แสงสร้างน้ำตาลผ่านสามขั้นตอนหลัก:

  1. การยึดติด (fixation) — เอนไซม์ rubisco เชื่อมคาร์บอนไดออกไซด์เข้ากับโมเลกุล 5 คาร์บอน คือ RuBP (ribulose bisphosphate) ทำให้เกิดสารประกอบ 3 คาร์บอน 2 โมเลกุล คือ GP (glycerate 3-phosphate)
  2. การลด (reduction) — GP ถูกลดเป็น TP (triose phosphate) โดยใช้ reduced NADP และ ATP จากขั้นตอนที่ใช้แสง
  3. การสร้างใหม่ (regeneration) — ส่วนใหญ่ของ TP จะถูกนำไป สร้างใหม่ เป็น RuBP (โดยใช้ ATP เพิ่มเติม) เพื่อให้วัฏจักรดำเนินต่อไปได้
วัฏจักรคาลวินในรูปวงกลมของ RuBP, GP และ TP: คาร์บอนไดออกไซด์ถูกยึดติดกับ RuBP เพื่อสร้าง GP, GP ถูกลดเป็น TP โดยใช้ ATP และ reduced NADP, และ TP สร้างขึ้นใหม่เป็น RuBP โดยมีบางส่วนของ TP ออกไปสร้างน้ำตาล
การยึดติดเพิ่ม CO₂ ให้กับ RuBP; การลดสร้าง TP โดยใช้ ATP และ reduced NADP; การสร้างใหม่ผลิตRuBP ขึ้นใหม่; บางส่วน TP กลายเป็นน้ำตาล

บางส่วนของ TP ออกจากวัฏจักรเพื่อสร้างโมเลกุลที่มีประโยชน์ GP สามารถนำไปสร้าง กรดอะมิโน บางชนิด และ TP สามารถนำไปสร้าง คาร์โบไฮเดรต, ลิพิด และกรดอะมิโน

Explore · ⁨สำรวจ⁩

The Calvin cycle · ⁨วัฏจักร Nullable (Calvin cycle)⁩

Step around the cycle. CO₂ is fixed onto RuBP, reduced to sugar using the light-stage's ATP and NADP, and RuBP is regenerated. · ⁨ขั้นตอนรอบวัฏจักร: CO₂ ถูกยึดติดกับ RuBP ลดรูปเป็นน้ำตาลโดยใช้ ATP และ NADP จากขั้นตอน依赖แสง และมีการสร้างRuBP กลับคืนมาใหม่⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
fixation/fɪkˈseɪʃn/ การยึดติด (fixation)
enzyme/ˈenzaɪm/ เอนไซม์
regenerate/riːˈdʒenəreɪt/ สร้างใหม่
amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ กรดอะมิโน
carbohydrate/ˌkɑːbəʊˈhaɪdreɪt/ 碳水化合物
lipid/ˈlɪpɪd/ ไขมัน
13.2

Limiting factors · ⁨ปัจจัยจำกัด⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. state that light intensity, carbon dioxide concentration and temperature are examples of limiting factors of photosynthesis
  2. explain the effects of changes in light intensity, carbon dioxide concentration and temperature on the rate of photosynthesis
  3. describe and carry out investigations using redox indicators, including DCPIP and methylene blue, and a suspension of chloroplasts to determine the effects of light intensity and light wavelength on the rate of photosynthesis
  4. describe and carry out investigations using whole plants, including aquatic plants, to determine the effects of light intensity, carbon dioxide concentration and temperature on the rate of photosynthesis
ไทย
  1. ระบุว่า ความเข้มของแสง, ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และ อุณหภูมิ เป็นตัวอย่างของ ปัจจัยจำกัด ของการสังเคราะห์ด้วยแสง
  2. อธิบายผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และอุณหภูมิต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง
  3. อธิบายและดำเนินการสืบเสาะหาข้อมูลโดยใช้ ตัวบ่งชี้รีด็อกซ์ รวมถึง DCPIP และ เมเทนบลู以及 suspension of chloroplasts เพื่อตรวจสอบผลกระทบของความเข้มของแสงและความยาวคลื่นของแสงต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง
  4. อธิบายและดำเนินการสืบเสาะหาข้อมูลโดยใช้พืชทั้งต้น รวมถึงพืช在水中 เพื่อตรวจสอบผลกระทบของความเข้มของแสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และอุณหภูมิต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

A limiting factor 限制因素 is the one in shortest supply that holds back the rate of photosynthesis. The three main ones are light intensity 光照强度, carbon dioxide concentration 浓度, and temperature 温度.

  • raising light intensity speeds up photosynthesis, until some other factor becomes limiting.
  • raising carbon dioxide concentration speeds it up, until some other factor becomes limiting.
  • raising temperature speeds it up, but only to an optimum; too high and the enzymes denature.

You can measure the rate of the light-dependent stage with a redox indicator 指示剂 such as DCPIP or methylene blue and a suspension of chloroplasts: the dye loses its colour as the chloroplasts work, and you can test different light intensities or light wavelengths 波长. With a whole aquatic plant 水生植物 you can count the bubbles of oxygen given off to compare rates under different conditions.

Worked example. A plant photosynthesising steadily is suddenly deprived of carbon dioxide. What happens to the levels of GP and RuBP? Follow the cycle one step at a time. Carbon dioxide is fixed when RuBP combines with it, catalysed by rubisco, to make GP. Remove the carbon dioxide and that reaction stops, so GP is no longer being made - yet GP continues to be used up, reduced to TP using ATP and reduced NADP. So GP falls. Meanwhile RuBP is still being regenerated from TP but is no longer being consumed, so RuBP rises. The method never changes: find the reaction that stops, then ask of each substance whether it is still being made and still being used. Removing the light instead gives the mirror image: with no ATP or reduced NADP, GP cannot be reduced, so GP rises and RuBP falls.

ไทย

ปัจจัยจำกัด คือปัจจัยที่มีอยู่ไม่เพียงพอที่สุดซึ่งขัดขวางอัตราการสังเคราะห์แสง ปัจจัยหลักสามประการคือ ความเข้มของแสง, ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และ อุณหภูมิ

  • การเพิ่มความเข้มของแสง会增加อัตราการสังเคราะห์แสง จนกว่าปัจจัยอื่นจะกลายเป็นปัจจัยจำกัด
  • การเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์会增加อัตราการสังเคราะห์แสง จนกว่าปัจจัยอื่นจะกลายเป็นปัจจัยจำกัด
  • การเพิ่มอุณหภูมิ会增加อัตราการสังเคราะห์แสง แต่มีเพียงจนถึงจุดที่เหมาะสม; สูงเกินไปจะทำให้เอนไซม์เสียสภาพ
กราฟสองเส้นแสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการสังเคราะห์แสงกับความเข้มของแสงที่เพิ่มขึ้นแล้วคงที่ เส้นบนมีความเข้มข้นของ CO2 สูงกว่าหรืออุณหภูมิสูงกว่า
เมื่ออัตราการเพิ่มขึ้น จะ light เป็น limiting factor; เมื่อกราฟราบเรียบ ปัจจัยอื่น (CO₂ หรืออุณหภูมิ) จะเป็นตัวจำกัด

คุณสามารถวัดอัตราการขั้นตอนที่ใช้แสงได้ด้วยสารบ่งชี้ redox เช่น DCPIP หรือ methylene blue และสารแขวนลอยของคลอโรพลาสต์: สีย้อมจะสูญเสียสีเมื่อคลอโรพลาสต์ทำงาน คุณสามารถทดสอบความเข้มของแสงหรือ คลื่นความยาว ของแสงที่แตกต่างกันได้ สำหรับพืชในน้ำทั้งต้น คุณสามารถนับฟองอากาศของออกซิเจนที่ปล่อยออกมาเพื่อเปรียบเทียบอัตราภายใต้สภาวะต่างๆ

ตัวอย่างวิธีทำ พืชที่กำลังสังเคราะห์แสงอย่างสม่ำเสมอถูกตัดขาดจากคาร์บอนไดออกไซด์อย่างฉับพลัน ระดับของ GP และ RuBP จะเปลี่ยนไปอย่างไร? ติดตามวัฏจักรทีละขั้น คาร์บอนไดออกไซด์ถูกยึดติดเมื่อ RuBP รวมตัวกับมัน โดย catalyzed oleh rubisco เพื่อสร้าง GP หากกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออก ปฏิกิริยานี้จะหยุดลง ดังนั้น GP จึง ไม่ถูกสร้างอีกต่อไป - แต่ยังมีการ ใช้ GP ไป ต่อเนื่อง โดยถูกลดเป็น TP โดยใช้ ATP และ reduced NADP ดังนั้น GP ลดลง ในขณะเดียวกัน RuBP ยังคงถูก สร้างใหม่ จาก TP แต่ไม่ถูก บริโภค อีกต่อไป ดังนั้น RuBP เพิ่มขึ้น วิธีนี้ไม่เปลี่ยนแปลง: หาปฏิกิริยาที่หยุด แล้วถามว่าแต่ละสารยังคงถูก สร้าง และ ใช้ อยู่หรือไม่ การกำจัด แสง แทนที่จะให้ผลลัพธ์ตรงกันข้าม: ไม่มี ATP หรือ reduced NADP GP ไม่สามารถถูกลดได้ ดังนั้น GP เพิ่มขึ้นและ RuBP ลดลง

Explore · ⁨สำรวจ⁩

What limits photosynthesis · ⁨限制光合作用的因素⁩

Change light and CO₂. The rate is set by whichever factor is in shortest supply — raising the others won't help. · ⁨改变光照和CO₂。速率由供应最少的因素决定——提高其他因素无济于事。⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
limiting factor/ˈlɪmɪtɪŋ ˈfæktə/ ปัจจัยจำกัด (limiting factor)
light intensity/laɪt ɪnˈtensɪti/ ความเข้มของแสง
concentration/ˌkɒnsənˈtreɪʃn/ ความเข้มข้น
temperature/ˈtemprɪtʃə/ อุณหภูมิ
indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ อินดิเคเตอร์
wavelength/ˈweɪvleŋθ/ ความยาวคลื่น
aquatic plant/əˈkwætɪk plænt/ พืชในน้ำ
13.2

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Separate the two stages: light-dependent (thylakoid — photolysis, ATP, reduced NADP, O2) and the Calvin cycle (stroma — CO2 fixed by rubisco, GP → TP).
  • Read limiting-factor graphs: the plateau is where a different factor (light, CO2 or temperature) limits the rate.
  • Interpret chromatography with the $R_f$ value to identify pigments.
  • Link chloroplast structure to function (thylakoid stacks for the light reactions; stroma for the Calvin cycle).
ไทย
  • แยกขั้นตอนทั้งสอง: ขั้นตอนที่ใช้แสง (thylakoid — การแตกตัวของน้ำ, ATP, reduced NADP, O2) และ วัฏจักรคาลวิน (stroma — CO2 ถูกยึดติดโดย rubisco, GP → TP)
  • อ่านกราฟ ปัจจัยจำกัด: จุดที่กราฟราบคือจุดที่ปัจจัยอื่น (แสง, CO2 หรือ อุณหภูมิ) มาเป็นปัจจัยจำกัด
  • วิเคราะห์ ครอมาโตกราฟี ด้วยค่า $R_f$ เพื่อระบุสีย้อม
  • เชื่อมโยงโครงสร้างคลอโรพลาสต์กับหน้าที่ (กองไทแลคาอยด์สำหรับการทำปฏิกิริยาที่ใช้แสง; สโทรมาสำหรับวัฏจักรคาลวิน)

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP