รายวชาชววทยา 3 ชนมธยมศกษาปท 5

ชดท 1การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะห

ดวยแสง

นางสาวกรวรรณ งามสมโรงเรยนสอาดเผดมวทยา อำาเภอเมอง

จงหวดชมพร

บทบาทนกเรยนนกเรยน นกเรยนในแตละกลมเลอกประธานและเลขานการกลม

ประธานกลม มหนาท 1. อานบตรกจกรรม 2. เปนผนำาในการปฏบตกจกรรมตาง ๆ 3. ควบคมดแลการปฏบตกจกรรมภายในกลม 4. ตรวจสอบวสดอปกรณใหเรยบรอย กอนและหลงปฏบตกจกรรม 5. เปนผประสานงานกบครและสมาชก เมอมปญหาหรอขอสงสย

เลขานการกลม มหนาท 1. บนทกขอมลทไดจากการปฏบตกจกรรมกลม 2. เปนผนำาเสนอผลการอภปรายกลม

สมาชกในกลม มหนาท 1. ปฏบตกจกรรมดวยความตงใจและใหทนตามเวลาทกำาหนด 2. ตงใจปฏบตกจกรรมตาง ๆ การตอบคำาถามในชดการสอนอยางเตมความสามารถ 3. ชวยกนรกษาความสะอาด เกบวสดอปกรณตาง ๆ ใหเรยบรอยเมอปฏบตกจกรรมเสรจในแตละชดการสอน

คำาชแจง

4. ใชชดการสอนอยางระมดระวงไมขดเขยนขอความใดๆลงในชดการสอน

การใชชดการสอน ชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสงน สำาหรบจดกจกรรมการเรยนการสอนรายวชาชววทยา 3 ชนมธยมศกษาปท 5 ครผสอน มบทบาทสำาคญ ดงน

1. ศกษาคมอครและแผนการจดการเรยนร เรอง การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะห ดวยแสง

2. เตรยมความพรอมนกเรยนกอนการเรยนโดยใชชดการสอน3. เตรยมชดการสอนและแบบบนทกกจกรรมประจำาชดท 1 ให

พรอม

คำาชแจงสำาหรบครในการใชชดการสอนชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะห

ดวยแสง

คำาชแจง

4. แนะนำาขนตอนการใชชดการสอน แนวปฏบตใหนกเรยนรบทราบโดยละเอยด

5. จดกจกรรมการเรยนการสอนโดยปฏบตตามบตรคำาสง ในชดท 1 อยางเครงครด คร ตองกำากบ ดแลนกเรยนอยางใกลชดขณะจดกจกรรมการเรยนการสอน

6. หลงจากทำากจกรรมการเรยนการสอนเสรจเรยบรอยแลว ใหนกเรยนเกบวสดอปกรณประกอบชดการสอนใสซองใหเรยบรอย

7. บนทกผลคะแนนจากการทำากจกรรม ตามเกณฑการวดผลประเมนผลทระบในแผนการจดการเรยนรใหเรยบรอย

1. อานคำาชแจงและคำาแนะนำาสำาหรบนกเรยนใหเขาใจกอนลงมอศกษาชดการสอนชดท 1

คำาชแจงสำาหรบนกเรยนในการใชชดการสอนชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะห

ดวยแสง

2. นกเรยนรบแบบบนทกกจกรรมประจำาชดท 1 คนละ 1 ชดทครผสอน

3. ทำาแบบทดสอบกอนเรยน จำานวน 10 ขอ โดยใชเวลา 10 นาท เพอประเมนความร เดมของนกเรยน

4. นกเรยนศกษาชดการสอนตามขนตอนทระบไวในบตรคำาสง

5. ทำาแบบทดสอบหลงเรยน จำานวน 10 ขอ โดยใชเวลา 10 นาท เพอดความกาวหนาใน การเรยนของนกเรยนหลงจากทำากจกรรมการเรยนการสอนโดยใชชดการสอน

6. บอกคะแนนททำาไดจากบตรกจกรรม/แบบทดสอบหลงเรยนทกชดการสอนใหเลขานการ กลมบนทกลงในแบบบนทกผลการประเมนดานความรจากการทำากจกรรมตามชดการสอน เพอหาคะแนนสรป

7. หลงจากทำากจกรรมการเรยนการสอนเสรจเรยบรอยแลว ใหนกเรยนเกบวสดอปกรณ ประกอบชดการสอนใสซองใหเรยบรอย

8. ในการทำากจกรรมตามชดการสอนทกชด ขอใหนกเรยนทำาดวยความตงใจ ใหความรวมมอ และมความซอสตยตอตนเองใหมากทสด ไมขดเขยนขอความใดๆลงในชดการสอน

9. หากนกเรยนเรยนไมทนหรอเรยนยงไมเขาใจใหรบชดการสอนไปศกษา เพมเตมนอกเวลาเรยน เพอใหเขาใจมากยงขน

ศกษาจดประสงคการเรยนร

ทดสอบกอนเรยน

ทำากจกรรมตามบตรกจกรรมและตอบคำาถามจาก

ศกษาเนอหาและกจกรรมการเรยนร

ผานเกณฑ ไมผานเกณฑ

ดำาเนนการชดตอไป

ทดสอบหลงเรยน

ลำาดบขนตอนในการใชชดการสอนสำาหรบนกเรยน

ตรวจคำาตอบ

ศกษาเพมเตมจากสอประกอบการ

เรยน

จดประสงคการเรยนร

1. วเคราะห และสรปผลการคนควาของนกวทยาศาสตรในอดต เกยวกบการสงเคราะหดวยแสงได 2. อธบาย และสรปขนตอนทสำาคญของกระบวนการ

พรอมแลว เรมทำากจกรรม

ชดการสอน เรอง การสงเคราะหดวยแสง ชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวย

แสงบตรคำาสง

1. นกเรยนอานคำาชแจงสำาหรบนกเรยนใหเขาใจกอนลงมอศกษาชดการสอน

2. ทำาแบบทดสอบกอนเรยน ประจำาชดการสอน (ทำาลงในชดแบบบนทกกจกรรมทครแจก) 3. ศกษาบตรเนอหา เรอง การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง

4. ใหนกเรยนเขยนผงความคดความสำาคญของระบบนเวศปาชายเลนจากบตรกจกรรม (ทำาลง ในชดแบบบนทกกจกรรมทครแจก) โดยการแลกเปลยน เรยนรกบสมาชกในกลม

5. ตรวจบตรกจกรรม โดยรบบตรเฉลยกจกรรม จากคร ตรวจสอบความถกตองใหคะแนน ตามเกณฑ ถามขอผดใหแกไขใหเรยบรอย

6. ตอบคำาถามจากบตรคำาถาม7. ตรวจบตรคำาถาม โดยรบบตรเฉลยคำาถามพรอมแบบตรวจ

ผลงานจากคร ตรวจสอบความถก ตอง และแกไขใหเรยบรอย

8. ทำาแบบทดสอบหลงเรยน ประจำาชดการสอน (ทำาลงในชดแบบบนทกกจกรรมทครแจก) 9. ตรวจแบบทดสอบกอนเรยน และ หลงเรยน โดยรบบตรเฉลยแบบทดสอบกอนเรยนและ

เวลา 2 ชวโมง

แบบทดสอบกอนเรยน ชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง

คำาชแจง1. 1. แบบทดสอบฉบบนม 10 ขอ คะแนนเตม 10 คะแนน (ใชเวลา

20 นาท) 2. ใหนกเรยนเลอกคำาตอบทถกตองทสดเพยงคำาตอบเดยว โดยทำาเครองหมายกากบาท (X) ลงในกระดาษคำาตอบ

1. การสงเคราะหดวยแสงของพชเกดขนไดในเวลาใด ก. กลางวนเทานน ข. ตลอดเวลาทมแสงเพยงพอ ค. เฉพาะกลางวนทมแสงแดดจด ง. ตลอดเวลาแตกลางคนนอยกวากลางวน

2. แหลงผลตอาหารทสำาคญทสดของพชสเขยว คอขอใด ก. ใบ ข. ลำาตน ค. คลอโรฟลล ง. คลอโรพลาสต

แบบทดสอบหลงเรยนจากคร ตรวจสอบความถกตอง ใหคะแนน ขอละ 1 คะแนน (กรณทได คะแนนไมถง 70 % ใหซอมเสรม โดย เขยนโจทยกบตวเลอกทถก เฉพาะขอทผดลงสมดจดงาน สงครในชวโมงถดไป)

10. แจงคะแนนแบบทดสอบกอนเรยน แบบทดสอบหลงเรยน และบตรกจกรรมของตนเอง ใหเลขานการกลม บนทกลงในแบบบนทกกจกรรมกลม เพอสรปตอไป

แบบทดสอบกอนเรยน ชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง

คำาชแจง1. 1. แบบทดสอบฉบบนม 10 ขอ คะแนนเตม 10 คะแนน (ใชเวลา

20 นาท) 2. ใหนกเรยนเลอกคำาตอบทถกตองทสดเพยงคำาตอบเดยว โดยทำาเครองหมายกากบาท (X) ลงในกระดาษคำาตอบ

1. การสงเคราะหดวยแสงของพชเกดขนไดในเวลาใด ก. กลางวนเทานน ข. ตลอดเวลาทมแสงเพยงพอ ค. เฉพาะกลางวนทมแสงแดดจด ง. ตลอดเวลาแตกลางคนนอยกวากลางวน

2. แหลงผลตอาหารทสำาคญทสดของพชสเขยว คอขอใด ก. ใบ ข. ลำาตน ค. คลอโรฟลล ง. คลอโรพลาสต

5. ภายในครอบแกวมตนไมและหน ซงมนำา อาหาร ครบบรบรณ ตงไวใหไดรบแสง และ มอณหภมเหมาะสม ครอบแกวนปดสนท เมอทงไวประมาณ 10 วน ทงหนและตนไมไมตาย จะสรปผลการทดลองนตามขอใด

ก. ทงตนไมและหนพงพากน ข. หนไดออกซเจนจากตนไม ค. ตนไมใชออกซเจนนอย จงไมแยงหน ง. มอากาศเพยงพอในครอบแกวสำาหรบ 10 วน

6. ถาใชแสงสตาง ๆ สองไปยงสาหรายสเขยวทมลกษณะเปนสายยาว ซงมแบคทเรยทใชออกซเจนในการหายใจ อาศยอยรอบ ๆ แลวทงไวประมาณ 10 นาท จะพบวามแบคทเรยอยมากทสดตรงบรเวณทไดรบแสงสใด

ก. แสงสสม ข. แสงสแดง ค. แสงสเขยว ง. แสงสเหลอง

7. คารโบไฮเดรตทพชสงเคราะห เกดขนจากปฏกรยาตามขอใด ก. คารบอนไดออกไซดรวมตวกบนำา ข. คารบอนไดออกไซดรวมตวกบไฮโดรเจนจากนำา

5. ภายในครอบแกวมตนไมและหน ซงมนำา อาหาร ครบบรบรณ ตงไวใหไดรบแสง และ มอณหภมเหมาะสม ครอบแกวนปดสนท เมอทงไวประมาณ 10 วน ทงหนและตนไมไมตาย จะสรปผลการทดลองนตามขอใด

ก. ทงตนไมและหนพงพากน ข. หนไดออกซเจนจากตนไม ค. ตนไมใชออกซเจนนอย จงไมแยงหน ง. มอากาศเพยงพอในครอบแกวสำาหรบ 10 วน

6. ถาใชแสงสตาง ๆ สองไปยงสาหรายสเขยวทมลกษณะเปนสายยาว ซงมแบคทเรยทใชออกซเจนในการหายใจ อาศยอยรอบ ๆ แลวทงไวประมาณ 10 นาท จะพบวามแบคทเรยอยมากทสดตรงบรเวณทไดรบแสงสใด

ก. แสงสสม ข. แสงสแดง ค. แสงสเขยว ง. แสงสเหลอง

7. คารโบไฮเดรตทพชสงเคราะห เกดขนจากปฏกรยาตามขอใด ก. คารบอนไดออกไซดรวมตวกบนำา ข. คารบอนไดออกไซดรวมตวกบไฮโดรเจนจากนำา

9. Hill reaction คลายกบกระบวนการหายใจแบบใชออกซเจนในขอใด

ก. ใช O2

ข. ได CO2

ค. ได H2O ง. ได ATP

10. CO2 + 2 H2S -----------> CH2O + 2S + H2O เปนปฏกรยาเคมทพบในกระบวนการอะไร และสงมชวตใด

ก. กระบวนการสงเคราะหดวยแสงในพชชนตำา ข. กระบวนการสงเคราะหดวยแสงในแบคทเรย ค. กระบวนการหายใจโดยไมใชออกซเจนในพชชนตำา ง. กระบวนการหายใจโดยไมใชออกซเจนในแบคทเรย

แบบบนทกกจกรรมประจำาชดท 1แบบทดสอบกอน-หลงเรยน

ชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง

กระดาษคำาตอบ แบบทดสอบกอนเรยน กระดาษคำาตอบ แบบทดสอบหลงเรยน

ขอ

ก ข ค ง ขอ

ก ข ค ง

1 12 23 34 45 56 67 78 89 910

10

สรปคะแนนสอบกอนเรยน สรปคะแนนสอบหลงเรยน

10 10

“ ความพยายามอยทไหน ความสำาเรจ

´¦ÁºÊ°®µ� � �

ÖćøýċÖþćÙšîÙüšćìĊęđÖĊę÷üךĂÜÖĆïÖøąïüîÖćøÿĆÜđÙøćąĀŤéšü÷ĒÿÜ

ชดการสอน เรอง การสงเคราะหดวยแสงชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะห

ดวยแสง

นกวทยาศาสตรหลายทานไดทำาการศกษาคนความานานเกยวกบปฏกรยาทเกดขนในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง บางเรองตองใชระยะเวลานายหลายป และตองอาศยความสามารถในการคนควาหาความรของนกวทยาศาสตรหลายยคหลายสมยตอเนองกน ผเรยนจงควรตระหนกวาความรในขณะน ลวนเปนผลมาจากการคนควาของนกวทยาศาสตรในอดตถงปจจบน จากการคนควาเกยวกบกระบวนการสงเคราะหดวยแสงของนกวทยาศาสตรหลายทาน ทำาใหมความรเกยวกบกระบวนการสงเคราะหดวยแสงเปนลำาดบ ดงตอไปน

ฌอง แบบตสท แวน เฮลมองท (Jean Baptiste Van Helmont)

ภาพท 1.1 ฌอง แบบตสท แวน เฮลมองท

(Jean Baptiste Van Helmont)

ทมา :

ในป พ.ศ. 2191 (ค.ศ. 1648) ไดมการพมพผลงานของฌอง แบบตสท แวนเฮลมองท (Jean Baptiste Van Helmont) นกวทยาศาสตรชาวเบลเยยมททำาการทดลองทางชววทยา โดยการปลกตนหลวหนก 5 ปอนดในถงใบใหญทบรรจดนซงทำาใหแหงสนทหนก 200 ปอนดแลวปดฝาถง ระหวางทำาการทดลองไดรดนำาตนหลวทปลกไวทกวนดวยนำาฝนเปนระยะเวลา 5 ป ตนหลวเจรญเตบโตขนมาก เมอนำาตนหลวทไมมดนตดอยทรากไปชงนำาหนก ปรากฏวาตนหลวหนก 169 ปอนด 3 ออนซ (ตวเลขนไมไดรวมนำาหนกใบซงรวงไปแตละป) และเมอนำาดนในถงไปทำาใหแหงแลวนำาไปชง ปรากฏวามนำาหนก 199 ปอนด 14 ออนซ ซงนอยกวาดนทใชกอนทำาการทดลองเพยง 2 ออนซเทานน ใหนกเรยนศกษาการทดลองจากภาพท 1.2

ภาพท 1.2 การทดลองของ ฌอง แบบตสท แวน เฮลมองททมา : www. sakolraj.ac.th (อางองมาจาก Moore, R.,

1995)วนทสบคน 18 / 07 / 2557

แวน เฮลมองท ไดสรปผลการทดลองวานำาหนกของตนโจเซฟ พรสตลย (Joseph Priestley)

โจเซฟ พรสตลย (Joseph Priestley)

ภาพท 1.4 การทดลองของโจเซฟ พรสตลยทมา : www.kshitij-school.com

วนทสบคน 18 / 07 / 2557บงเอญครงหนงพรสตลยไดนำาเอาพชสเขยวใสในครอบแกว

ทเคยจดเทยนไขเอาไวกอนแลวอก 10 วนตอมา เมอจดเทยนไขในครอบแกวนนใหม ปรากฏวาเทยนไขลกไหมอยไดระยะหนงโดย

ภาพท 1.3 โจเซฟ พรสตลย (Joseph Priestley)

ทมา : siweb.dss.go.thวนทสบคน 18 / 07 / 2557

ภาพท 1.4 การทดลองของโจเซฟ พรสตลยทมา : www.kshitij-school.com

วนทสบคน 18 / 07 / 2557บงเอญครงหนงพรสตลยไดนำาเอาพชสเขยวใสในครอบแกว

ทเคยจดเทยนไขเอาไวกอนแลวอก 10 วนตอมา เมอจดเทยนไขในครอบแกวนนใหม ปรากฏวาเทยนไขลกไหมอยไดระยะหนงโดย

แจน อนเกน ฮซ (Jan Ingen Housz)

ภาพท 1.6 แจน อนเกน ฮซ

ภาพท 1.5 การทดลองเพมเตมของโจเซฟ พรสตลยทมา : www.visionlearning.com

(อางองมาจาก Nathan Lents, Ph.D., John Nishan “Photosynthesis I”,2014)วนทสบคน 18 / 07 / 2557

พรสตลย มไดยำาถงความสำาคญของสวนทมสเขยวของพชในการทสามารถทำาใหอากาศด

ขนและ ไมไดคำานงถงวา พชจะมความสามารถในการทำาใหอากาศดขนไดกตอเมอพชไดรบ แสงสวาง

เทานน

แจน อนเกน ฮซ (Jan Ingen Housz)

ภาพท 1.6 แจน อนเกน ฮซ

ภาพท 1.7 การทดลองของแจน อนเกน ฮซทมา : dc243.4shared.com และ

sanookpuppui.wordpress.comวนทสบคน 18 / 07 / 2557

และเมอป พ.ศ. 2329 อนเกน ฮซ ยงคนพบเพมเตมอกวา

ภาพท 1.7 การทดลองของแจน อนเกน ฮซทมา : dc243.4shared.com และ

sanookpuppui.wordpress.comวนทสบคน 18 / 07 / 2557

และเมอป พ.ศ. 2329 อนเกน ฮซ ยงคนพบเพมเตมอกวา

ฌอง ซนบเยร (Jean Senebier)

ภาพท 1.9 ฌอง ซนบเยร(Jean Senebier)

ทมา : en.wikipedia.orgวนทสบคน 18 / 07 / 2557

จากความรทางวชาเคมซงพฒนาขนอยางรวดเรว ในระยะใกลเคยงกบทพรสตลย และอนเกน ฮซ ทดลองนน ในป พ.ศ. 2325 (ค.ศ.1782) ฌอง ซนบเยร คนพบวาแกสทเกดจากการ

ฌอง ซนบเยร (Jean Senebier)

ภาพท 1.9 ฌอง ซนบเยร(Jean Senebier)

ทมา : en.wikipedia.orgวนทสบคน 18 / 07 / 2557

จากความรทางวชาเคมซงพฒนาขนอยางรวดเรว ในระยะใกลเคยงกบทพรสตลย และอนเกน ฮซ ทดลองนน ในป พ.ศ. 2325 (ค.ศ.1782) ฌอง ซนบเยร คนพบวาแกสทเกดจากการ

นโคลาส ธโอดอร เดอ โซซร (Nicolas Theodore de Soussure)

ภาพท 1.11 นโคลาส ธโอดอร เดอ โซซร(Nicolas Theodore de Soussure)

ทมา : timerime.comวนทสบคน 21 / 07 / 2557

ตอมาป พ.ศ. 2347 (ค.ศ.1804) นกวทยาศาสตร ชาวสวสชอ นโคลาส ธโอดอร เดอ โซซร

ไดทำาการทดลองพบวา พชมการดดแกสคารบอนไดออกไซคไปใชในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง ซงสอดคลองกบการทดลองของฮซ และเดอ โซซร ยงทดลองใหเหนวา นำาหนกของพชทเพมขนมากกวานำาหนกของ แกสคารบอนไดออกไซดทไดรบ เขาจงสนนษฐานวานำาหนกทเพมขนบางสวนเปนนำาหนกของนำาทพชไดรบ ดงภาพท 1.12

ภาพท 1.12 กระบวนการสงเคราะหดวยแสงของพชทมา : www.myfirstbrain.com

วนทสบคน 19 / 07 / 2557

แวน นล (Van Niel)

ภาพท 1.13 แวน นล(Van Niel)

ทมา : biologia.cubaeduca.cuวนทสบคน 21 / 07 / 2557

คารบอนไดออกไซด ไฮโดรเจนซลไฟต

แบคทเรยทสามารถสงเคราะหดวยแสงไดคารโบไฮเดรต นำาซลเฟอร

ในป พ.ศ. 2473 (ค.ศ. 1930) แวน นล แหงมหาวทยาลยสแตนฟอรด ไดพบวาแบคทเรย บางชนด (Green sulfur bacteria และ Purple sulfur bacteria) สามารถสงเคราะหดวยแสงไดโดยไมใชนำาแตใชไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) แทน ผลทไดจากการสงเคราะหดวยแสงแทนท จะไดออกซเจน (O2) กลบไดซลเฟอร (S) ออกมา แสดงวาซลเฟอรเกดจาการสลายตว ของไฮโดรเจนซลไฟด ดงภาพท 1.14

ภาพท 1.14 การสงเคราะหดวยแสงของแบคทเรยบางชนดทมา : กรวรรณ งามสม สรางขนเอง

แวน นล จงเสนอสมมตฐานวา ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงของแบคทเรยนาจะ มความคลายคลงกนกบพช นนกคอ ในการสงเคราะหดวยแสงของพชโมเลกลของนำาถกแยกสลายไดออกซเจนเปนอสระ

แซม รเบนและมารตน คาเมน (Sam Ruben และ Martin Kamen)

ภาพท 1. 15 แซม รเบน ภาพท 1.16 มารตน คาเมน (Sam Ruben) (Martin Kamen) ทมา : sunsite.berkeley.edu ทมา : ieeeghn.org วนทสบคน 21 / 07 / 2557 วนทสบคน 21 / 07 / 2557

ในป พ.ศ. 2484 สมมตฐานของ แวน นล กไดรบการสนบสนนจากการทดลอง ของนกวทยาศาสตรกลมหนง ซงไดแก แซม รเบน และมารตน คาเมน โดยใชสาหรายสเขยวปรมาณเทากนใสลงในขวดแกว 2 ใบ แลวใสนำาและคารบอนไดออกไซดลงไปในขวดทงสองดงภาพท 1.17

ภาพท 1.17 การทดลองของแซม รเบน และมารตน คาเมนชด ก. เมอใหออกซเจนในโมเลกลนำาเปนออกซเจนหนก (18O) พบวาออกซเจนทปลอย ออกมาเปนออกซเจนหนก ชด ข. เมอใหออกซเจนในโมเลกลนำาเปนออกซเจนปกต (16O)

พบวาออกซเจนทปลอย

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6O2 แสงคลอโรฟลล

6 CO2 + 12 H218O C6H12O6 + 6 18O2 + 6 H2O แสงคลอโรฟลล

ออกมาเปนออกซเจนปกตทมา : กรวรรณ งามสม สรางขนเอง

ชด ก. ใสคารบอนไดออกไซดทมออกซเจนปกต แตใสนำาซงประกอบดวยออกซเจนซงเปนสารไอโซโทปหนก คอ สวนชด ข. ใสคารบอนไดออกไซดทประกอบออกซเจนซงเปนสารไอโซโทปหนก คอ แตใสนำาทมออกซเจนปกตแลวนำาหลอดทงสองไปตงไวในทมแสง

เมอสาหรายไดรบแสงกจะใหออกซเจนออกมาทงสองขวดแตเมอนำาออกซเจนทเกดขน มาทดสอบ ปรากฏวาออกซเจนจาก หลอดแรกเทานน เปน สวนจากหลอดทสองเปนออกซเจนปกต จงสรปไดวา ออกซเจนทไดจากกระบวนการสงเคราะหดวยแสง มาจากโมเลกลของนำาเทานน

สมการเคมของกระบวนการสงเคราะหดวยแสง กอนหนาน ดงน

แตเมอมการทดสอบโดยใชออกซเจนไอโซโทปหนก และพบวาแกสออกซเจนเกดจากการแยกตวของนำาเทานน และตอมามการคนพบวาในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงมนำาเกดขนดวย

ดงนน สมการสงเคราะหดวยแสงจะเปน ดงน

สมการขางตนเปนการอธบายในแงของหลกการทางเคม แตไมไดอธบายกระบวนการตาง ๆ ทเกดขนในการสงเคราะหดวยแสง

กอนสนศตวรรษท 19 มความรเกยวกบการสงเคราะหดวยแสงเพยงวา พชสามารถสรางคารโบไฮเดรตเมอมแสงสวาง โดยใชคารบอนไดออกไซดและนำาเปนวตถดบ

โรบน ฮลล (Robin Hill)

ภาพท 1. 18 โรบน ฮลล (Robin Hill)ทมา : en.wikipedia.org

วนทสบคน 21 / 07 / 2557ในป พ.ศ. 2475 (ค.ศ. 1932) โรบน ฮลล (Robin Hill)

ทำาการทดลองโดยการสกด คลอโรพลาสต ออกมาจากใบของผกโขม แลวนำามาผสมกบนำา แลวแบงการทดลองออกเปน 2 ชด ชดหนงเตมเกลอ เฟอรก (Fe3+) อกชดไมเตมเกลอเฟอรก (Fe3+) แลวฉายแสงใหแกหลอดทดลองทงสองชด ผลการทดลองปรากฏวา ชดท 1 เกด เกลอเฟอรส (Fe2+) และมแกสออกซเจนเกดขน สวนชดท 2 ไมพบวามแกสออกซเจนเกดขน ดงภาพท 1.19

ภาพท 1.19 การทดลองของโรบน ฮลลทมา : myfirstbrain.comวนทสบคน 21 / 07 / 2557

จากการทดลองสามารถเขยนเปนสมาการเคมของการเกดปฏกรยา ตามลำาดบดงน

แตถาในของผสมไมมเกลอเฟอรกกจะไมเกดแกสออกซเจน

จากการทดลองของฮลล สรปไดวาเมอคลอโรพลาสตไดรบพลงงานจากแสง และมสารรบอเลกตรอนอยดวย นำากจะแตกตวใหออกซเจนไดโดยไมจำาเปนตองมคารบอนไดออกไซด การทดลองของฮลลครงนกอใหเกดการตนตวกนมาก เพราะปฏกรยาทเขาทดลองนมการปลดปลอยแกสออกซเจนเชนเดยวกบพช แตในการทดลองของเขาใชเพยงคลอโรพลาสต ซงเปนออรแกเนลลของเซลลพชเทานน จากการทดลองนจงนำาไปสแนวความคดวาปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสงนาจะมอยางนอย 2 ขนตอนใหญ คอ ขนทปลอยแกสออกซเจน กบขนทเกยวของกบแกสคารบอนไดออกไซด

ซงปฏกรยานฮลลตงชอวาปฏกรยาฮลล (Hill’s reaction) และตอมาเรยกวา โฟโตไลซส(Photolysis) ซงเปนปฏกรยาทนำาถกแยกออกโดยแสง และไดแกสออกซเจน

แดเนยล อารนอน (Daniel Arnon)

แสงคลอโรพลาสต + นำา + เกลอเฟอรก -----------> เกลอเฟอรส + ออกซเจน

คลอโรพลาสต

คลอโรพลาสต

นำา -----------> ไมเกดแกสออกซเจน

แสงสวาง

ภาพท 1.20 แดเนยล อารนอน (Daniel Arnon )

ทมา : nattinee36.exteen.comวนทสบคน 21 / 07 / 2557

ในป พ.ศ. 2494 (ค.ศ. 1951) แดเนยล อารนอน (Daniel Arnon ) และคณะแหงมหาวทยาลยแคลฟอรเนย ทเบรกเลย ไดศกษารายละเอยดเกยวกบการทดลองของฮลล อารนอน คดวาถาใหสารบางอยาง เชน ADP หมฟอสเฟต (Pi) NADP และ CO2

ลงไปในคลอโรพลาสต ทสกดมาไดแลวใหแสงจะมปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสงจนไดนำาตาลเกดขน

ตอมาอารนอนไดทำาการทดลองเพอตดตามขนตอนของการเกดปฏกรยา โดยควบคมปจจยบางอยาง แลวสงเกตผลการทดลองทเกดขน อารนอน พบวา ถาใหสารตางๆ ดงทกลาวมาแลวยกเวนคารบอนไดออกไซด ปรากฏวาเกดปฏกรยาเคมขนไดสารบางอยางแตไมมการสรางคารโบไฮเดรต

คลอโรพลาสต ADP + Pi + NADP+ + H2O + CO2

การทดลองท 1 ใสนำาและคลอโรพลาสตลงในหลอดทดลอง เตม NADP+ และ ADP + Pi ลงในหลอดแลวฉายแสง ปรากฏวา เกด NADPH ATP และ แกสออกซเจน ดงภาพท 1.21

ภาพท 1.21 การทดลองของแดเนยล อารนอน เมอใหแสงแตไมให CO2

ทมา : กรวรรณ งามสม สรางขนเอง

การทดลองท 2 ใสนำาและคลอโรพลาสตลงในหลอดทดลอง เตม ADP + Pi ลงในหลอด แลวฉายแสง ปรากฏวา เกด ATP เพยงอยางเดยว ดงภาพท 1.22

ภาพท 1.22 การทดลองของแดเนยล อารนอน เมอใหแสงแตไมให CO2 และ NADP+

ทมา : กรวรรณ งามสม สรางขนเอง

การทดลองท 3 ใสนำาและคลอโรพลาสตลงในหลอดทดลอง เตม CO2 NADPH และ ATP ลงในหลอดแลว (ไมฉายแสง) ปรากฏวา เกด นำาตาล NADPH ADP + Pi และ NADP+ ดงภาพท 1.23

ภาพท 1.23 การทดลองของแดเนยล อารนอน เมอไมใหแสงแตให CO2 ATP และ NADPH

ทมา : กรวรรณ งามสม สรางขนเอง

จากการทดลองท 1 ของแดเนยล อารนอน ทำาใหทราบวา ถามตวรบอเลกตรอน (NADP+) พชสามารถใชพลงงานจากแสงในการแยกนำาไดแกสออกซเจน ATP และ NADPH

จากการทดลองท 2 ถาไมมตวรบอเลกตรอน พชสามารถสงเคราะห ATP ได เรยกกระบวนการนวา โฟโตฟอสโฟรเลชน (Photophosphorylation)

จากการทดลองท 3 โดยเตมแกสคารบอนไดออกไซด ATP และ NADPH ลงไปในสารละลายของคลอโรพลาสตทสกดออกมาจากเซลลแต ไมใหแสงสวาง ผลปรากฏวาพชสามารถสงเคราะหนำาตาลได โดยไมใชแสง

จากการศกษาของอารนอนทำาใหนกวทยาศาสตรเกดแนวคดวา ขนตอนของการสงเคราะห ดวยแสงอาจแยกออกเปน 2 ขนตอนใหญ ๆ คอ

ปฏกรยาทตองใชแสง (Light reaction) เปนกระบวนการทจำาเปนตองใชแสงโดยตรง เพอทำาใหโมเลกลของนำาถกแยกสลาย ซงผลตภณฑทไดคอ แกสออกซเจน ATP และ NADPH + H

ปฏกรยาทไมใชแสง (Dark reaction เปนกระบวนการทไมจำาเปนตองใชแสงโดยตรง เปนกระบวนการทนำาผลผลตชวงทใชแสง คอ ออกซเจน ATP และ NADPH+H มาตรงแกสคารบอนไดออกไซด แลวไดผลผลตเปนนำาตาล ADP + Pi NADP+ ซง ADP + Pi NADP+ พชจะนำากลบไปใชในปฏกรยาใชแสงตอไป

บตรกจกรรมเรอง ประวตการศกษาคนควาทเกยวของกบกระบวนการ

สงเคราะหดวยแสง

คำาชแจง ใหนกเรยนสรปผลทไดจากการคนควาการทดลองของนกวทยาศาสตรเกยวกบ กระบวนการสงเคราะหดวยแสง ลงในแบบบนทกบตรกจกรรม

จดประสงคการเรยนร 1. วเคราะหและสรปผลการคนควาของนกวทยาศาสตรในอดตเกยวกบการสงเคราะหดวยแสงได

พรอมกนแลวใชไหมคะเพอนๆ งนเราไปทำากจกรรม

แบบบนทกบตรกจกรรมเรอง ประวตการศกษาคนควาทเกยวของกบกระบวนการ

สงเคราะหดวยแสง

คำาชแจง ใหนกเรยนสรปผลทไดจากการคนควาทดลองของนกวทยาศาสตรเกยวกบกระบวนการ สงเคราะหแสง

ลำาดบท

นกวทยาศาสตรผลงานคนควาทเกยวของกบ

กระบวนการสงเคราะหดวยแสงวตถดบ ผลตภณฑ ขอสรป

1 แวน เฮลมองท

2 โจเซฟ พรสตลย

จดประสงคการเรยนร 1. วเคราะหและสรปผลการคนควาของนกวทยาศาสตรในอดตเกยวกบการสงเคราะหดวยแสงได

ช

3 อนเกน ฮซ

4 นโคลาส ธโอดอร เดอ โซซร

5 แวน นล

6 โรบน ฮลล

7 แดเนยล อารนอน

บตรคำาถาม

คำาชแจง 1. คำาถามม 2 ตอน 2. ใหนกเรยนตอบคำาถามจากบตรคำาถามเปนรายบคคล

เพราะคะแนนทไดจากการตอบคำาถามจะนำาไปเปนคะแนนเกบของแตละคน

3. การตอบคำาถามแตละขอตองตอบใหครอบคลมและถกตองตามขอคำาถามจงจะไดคะแนนเตมในขอนน หากตอบถกแตไมครอบคลมขอคำาถามจะไดคะแนนครงหนงของคะแนนเตม 4. เวลา 30 นาทตอนท 1 ใหนกเรยนตอบคำาถามใหถกตอง ขอละ 1 คะแนน รวม 10 คะแนน

1. จากการทดลองของแดเนยล อารนอน สารททำาหนาทเปนตวรบอเลกตรอน คอสารใด

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………2. ผทพสจนใหเหนจรงวา ธาตออกซเจน ทประกอบอยในโมเลกลของแกสออกซเจน เปนธาต

ออกซเจนทประกอบอยในโมเลกลของนำาทงหมด

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………3. ใหระบสารตงตนทใชและผลผลตทได ในชวงทมการใชแสงในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงของ

พช ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………

4. ใหระบสารตงตนทใชและผลผลตทได ในชวงทไมใชแสงในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงของพช

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………5. จงเขยนสมการการสงเคราะหดวยแสงทถกตองสมบรณทสด ณ ขณะน

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………6. จากปฏกรยาทกำาหนดให

สารส CO2 + 2H2S -----------> (CH2O) + H2O + A ………………ปฏกรยาท 1 แสงสวาง พชสเขยว 6CO2 + 12H2O -----------> C6H12O6 + B + 6 H2O …..…ปฏกรยาท 2 แสงสวางA และ B หมายถงแกสชนดใด

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………

35

7. จากปฏกรยา สาร A นาจะเปนสารชนดใด คลอโรพลาสต ADP + Pi + NADP+ + H2O + CO2 -----------> A แสงสวาง

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………8. จากการทดลองของโรบน ฮลล ดงปฏกรยาขางลาง ไฮโดรเจนทเกลอเฟอรกไดรบนนมาจากทใด

แสงคลอโรพลาสต + นำา + เกลอเฟอรก -----------> เกลอเฟอรส + ออกซเจน

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………9. จากปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสง

พชสเขยว6CO2 + 6H2O ---------> C6H12O6 + 6O2 แสงสวาง

ถาหากขาดแกสคารบอนไดออกไซดจะเกดนำาตาลขนหรอไมเพราะเหตใด

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………

36

10. จงเขยนสมการการสงเคราะหดวยแสงทถกตองสมบรณทสด ณ ขณะน

ตอบ…………………………………………………………………………………………………………………………………

ตอนท 2 ใหนกเรยนทำาเครองหมาย หนาขอทเหนวาถก และทำาเครองหมาย X หนาขอ ทเหนวาผด (10 คะแนน)

1........นำาหนกของตนหลวทเพมขนมาจากนำาเพยงอยางเดยวเทานน 2........พชสเขยวสามารถเปลยนแกส CO2 เปนสารอาหารและ แกส O2 ไดไมวาจะมแสงสวางหรอไมก

ตาม

ไมยากเลยใชไหมคะ....ตอไปมาลองตอบ

คะแนนการตอบคำาถาม ตอนท 1 ทนกเรยนได = _____ คะแนน จากคะแนนเตม 10 คะแนน

37

3........แกสทเกดจากการลกไหมและแกสทเกดจากการหายใจออกของสตวเปนแกสชนดเดยวกน สวนแกสทชวยในการลกไหมและใชในการหายใจของสตวกเปนแกสชนดเดยวกน4........แบคทเรยบางชนดสามารถสงเคราะหดวยแสงไดโดยไมใชนำา แตใชไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) 5........แกสออกซเจนทไดจากกระบวนการสงเคราะหดวยแสง มาจากโมเลกลของคารบอนไดออกไซด6........เมอคลอโรพลาสตไดรบพลงงานจากแสง และมสารรบอเลกตรอนอยดวย นำากจะแตกตวให ออกซเจนไดโดยไมจำาเปนตองมคารบอนไดออกไซด7........พชจะให NADPH+H+ และแกส O2 เมอไดรบ แกส CO2

8........ปจจยในการสงเคราะหนำาตาล คอ ATP , NADPH+H+ และ PGA9........เมอสารสไดรบพลงงานจากแสง และมสารรบอเลกตรอนอยดวย นำากจะแตกตวใหออกซเจนได10.......ถาทำาการทดลองผานแสงเขาไปในของผสมซงมเกลอเฟอรกและคลอโรพลาสตทสกดออกมา

จากผกโขม ปรากฏวา เกลอเฟอรกเปลยนเปนเกลอเฟอรสและมออกซเจนเกดขน

คะแนนการตอบคำาถาม ตอนท 2 ทนกเรยนได = _____ คะแนน จากคะแนนเตม 10 คะแนน

38

แบบทดสอบกอนหลงชดท 1 การคนควาทเกยวของกบการสงเคราะหดวยแสง

คำาชแจง1. แบบทดสอบฉบบนม 10 ขอ คะแนนเตม 10 คะแนน (ใชเวลา 20 นาท) 2. ใหนกเรยนเลอกคำาตอบทถกตองทสดเพยงคำาตอบเดยว โดยทำาเครองหมายกากบาท (X) ลงในกระดาษคำาตอบ

1. ถาใชแสงสตาง ๆ สองไปยงสาหรายสเขยวทมลกษณะเปนสายยาว ซงมแบคทเรยทใชออกซเจนในการหายใจ อาศยอยรอบ ๆ แลวทงไวประมาณ 10 นาท จะพบวามแบคทเรยอยมากทสดตรงบรเวณทไดรบแสงสใด

ก. แสงสสม ข. แสงสแดง ค. แสงสเขยว ง. แสงสเหลอง

2. ภายในครอบแกวมตนไมและหน ซงมนำา อาหาร ครบบรบรณ ตงไวใหไดรบแสง และ มอณหภมเหมาะสม ครอบแกวนปดสนท เมอทงไวประมาณ 10 วน ทงหนและตนไมไมตาย จะสรปผลการทดลองนตามขอใด

ก. ทงตนไมและหนพงพากน ข. หนไดออกซเจนจากตนไม ค. ตนไมใชออกซเจนนอย จงไมแยงหน ง. มอากาศเพยงพอในครอบแกวสำาหรบ 10 วน

39

3. จากการทดลองหาแปงในใบชบาดาง พบวาบรเวณทมสขาวไมมแปง การทดลองนอธบายขอใดตอไปนไดดทสด

ก. บรเวณทมสขาวมการหายใจ ข. ตำาแหนงทมการสงเคราะหดวยแสงคอใบ ค. แสงจำาเปนสำาหรบการสงเคราะหดวยแสง ง. คลอโรฟลลจำาเปนสำาหรบการสงเคราะหดวยแสง

4. CO2 + 2 H2S -----------> CH2O + 2S + H2O เปนปฏกรยาเคมทพบในกระบวนการอะไร และสงมชวตใด

ก. กระบวนการสงเคราะหดวยแสงในพชชนตำา ข. กระบวนการสงเคราะหดวยแสงในแบคทเรย ค. กระบวนการหายใจโดยไมใชออกซเจนในพชชนตำา ง. กระบวนการหายใจโดยไมใชออกซเจนในแบคทเรย

5. แหลงผลตอาหารทสำาคญทสดของพชสเขยว คอขอใด ก. ใบ ข. ลำาตน ค. คลอโรฟลล ง. คลอโรพลาสต

6. การสงเคราะหดวยแสงของพชเกดขนไดในเวลาใด ก. กลางวนเทานน ข. ตลอดเวลาทมแสงเพยงพอ ค. เฉพาะกลางวนทมแสงแดดจด ง. ตลอดเวลาแตกลางคนนอยกวากลางวน

40

7. Hill reaction คลายกบกระบวนการหายใจแบบใชออกซเจนในขอใด

ก. ใช O2

ข. ได CO2

ค. ได H2O ง. ได ATP

8. ศกษาสมการจากกระบวนการสงเคราะหดวยแสง ทงสองตอไปน CO2 + H2O16 + พลงงาน -------------> กลโคส + O2

16 + นำา CO2 + H2O + พลงงาน -------------> กลโคส + O2 + นำา

จากสมการเปนหลกฐานยนยนวา ก. ออกซเจนทเกดขน ไดมาจากนำา ข. ออกซเจนทเกดขน ไดมาจาก CO2

ค. ออกซเจนในโมเลกลของกลโคส ไดมาจากนำา ง. ออกซเจนในโมเลกลของนำาทเกดขน ไดมาจาก CO2

9. เพราะเหตใด จงนยมตงตเลยงปลาไวรมหนาตาง และปลกตนไมนำาไวดวย

ก. ทำาใหตเลยงปลาสวยเหมอนธรรมชาต ข. เมอพชสงเคราะหดวยแสง จะให O2 แกปลา ค. ปลาและพชจะแลกเปลยน O2 และ CO2 ซงกนและกน ง. พชจะใช CO2 ทปลาหายใจออกมา เพอสงเคราะหดวยแสง

10. คารโบไฮเดรตทพชสงเคราะห เกดขนจากปฏกรยาตามขอใด ก. คารบอนไดออกไซดรวมตวกบนำา ข. คารบอนไดออกไซดรวมตวกบไฮโดรเจนจากนำา ค. คารบอนรวมตวกบไฮโดรเจนและออกซเจนจากนำา

41

ง. คารบอนรวมตวกบออกซเจนจากอากาศและไฮโดรเจนจากนำา

บรรณานกรม

บรรจบ ธปพงษ. (ม.ป.ป.). เอกสารประกอบการเรยน เรองการสงเคราะหดวยแสง ชน

มธยมศกษาป 5. โรงเรยนเบญจมราชรงสฤษฎ ฉะเชงเทรา.ประดษฐ เหลาเนตร และณฐภสสร เหลาเนตร. (2554). หนงสอเรยน รายวชาเพมเตม

กลมสาระ การเรยนรวทยาศาสตร ชววทยา ชนมธยมศกษาปท 4-6 ตาม

หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551. กรงเทพฯ: บรษท

โกลด เพาเวอร พรนตง จำากด.ประสงค หลำาสะอาด และจตเกษม หลำาสะอาด. (2550). คมอ

42

บรรจบ ธปพงษ. (ม.ป.ป.). เอกสารประกอบการเรยน เรองการสงเคราะหดวยแสง ชน

มธยมศกษาป 5. โรงเรยนเบญจมราชรงสฤษฎ ฉะเชงเทรา.ประดษฐ เหลาเนตร และณฐภสสร เหลาเนตร. (2554). หนงสอเรยน รายวชาเพมเตม

กลมสาระ การเรยนรวทยาศาสตร ชววทยา ชนมธยมศกษาปท 4-6 ตาม

หลกสตรแกนกลางการศกษาขนพนฐาน พทธศกราช 2551. กรงเทพฯ: บรษท

โกลด เพาเวอร พรนตง จำากด.ประสงค หลำาสะอาด และจตเกษม หลำาสะอาด. (2550). คมอ