การค้นคว ้าท ี่เก ี่ยวข ้องก ับกระบวนการส ังเคราะห์ด ้วยแสง

การค้นคว้าที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะหด้์วยแสง

การสงัเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) เป็นกระบวนการที่พชืนำาพลังงานแสงเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีมาใชใ้นการสร้างอาหารจากโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์และนำ้า รวมทั้งปลดปล่อยออกซิเจนออกมา

การศึกษาเรื่องราวการค้นคว้าที่เก่ียวข้องกับการสงัเคราะห์ด้วยแสงของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต จึงมีความสำาคญัที่จะทำาให้เข้าใจเรื่องราวของกระบวนการสงัเคราะห์ด้วยแสงดียิง่ขึน้

นกัวิทยาศาสตร์ทีท่ำาการศึกษาเกี่ยวกบั PHOTOSYNTHESIS

1. ฌอง แบบติสท์ แวน เฮลม อง

(Jean Baptiste Van Helmont)

2. โจเซฟ พริสต์ลยี์ (Joseph Priesley)

3. แจน อินเก็น ฮูซ (Jan Ingen Housz)

4. ฌอง ซีนีบิเยร์ (Jean Senebier)

5. นิโคลาส ธีโอดอร์ เดอ โซ ซูร์

(Nicolas Theodore de Soussure)

6. จูเลียส ซาซ (Julius Sachs)

7. เองเกลมัน (T.W. Engelmann)

8. แวน นีล (Van Niel)9. แซม รูเบน และมาร์ติน คา

เมน (Sam Ruben และ Martin Kamen)

10. โรบิน ฮิลล์ (Robin Hill)11. แดเนียล อาร์นอน

(Daniel Arnon)

ฌอง แบบตสิท์ แวน เฮลมอง (JEAN BAPTISTE VAN HELMONT)

คำาถาม- เหตุใดจะต้องปิดฝาถงัตลอดเวลา จะเปิดเฉพาะตอนรดนำ้า

เท่าน้ัน(เพื่อควบคุมปริมาณดินไม่ให้สูญหายไปโดยวิธีอืน่ๆ เช่น ลมพดั สัตว์คุ้ยเขี่ย เป็นต้น หรือป้องกันให้ปริมาณดินคงที่ โดยไม่ให้ใบไม้หรือสิง่อื่นใดปะปนลงไปในดิน ซ่ึงจะทำาให้สรุปผลการทดลองได้ถูกต้อง)

- แวน เฮลมอง สรุปว่านำ้าหนักของต้นหลิวที่เพิม่ขึ้นมาจากนำ้าเท่าน้ัน นักเรียนเห็นด้วยกับข้อสรุปน้ีหรอืไม่(ไม่เห็นด้วย ถึงแม้รดนำ้าอยู่ตลอดเวลา แต่อากาศกน่็าจะมีส่วนเกี่ยวข้องด้วย เพราะพืชได้รับแก๊สอยู่ตลอดเวลา และนำ้าหนักดินก็ลดน้อยลง)

โจเซฟ พริสต์ลีย์ (JOSEPH PRIESLEY)

คำาถาม- นักเรยีนจะสรุปผลการทดลองน้ีได้อย่างไร

(ในครอบแก้วที่เทียนไขดับมีแก๊สที่ทำาให้หนูตาย และในครอบแกว้ที่ทำาให้หนูตาย มีแกส๊ที่ทำาให้เทียนไขดับ)

- จากการทดลองน้ี พริสต์ลีย์ สรุปว่าแก๊สที่ทำาให้เทียนไขดับเป็นแกส๊ที่ทำาให้หนูตาย และแก๊สที่ทำาให้เทียนไขลุกไหม้เป็นแกส๊ที่จำาเป็นต่อการดำารงชีวติของหนู นักเรียนเห็นด้วยกับขอ้สรุปของพริสต์ลยี์หรือไม่ เพราะเหตุใด(เห็นด้วย เพราะหนูตายทันทีเม่ือใส่เข้าไปในครอบแก้วที่เทียนไขดับ แสดงว่าแก๊สที่ทำาให้เทียนไขดับเป็นแก๊สที่ทำาให้หนูตาย)

โจเซฟ พริสต์ลีย์ (JOSEPH PRIESLEY)

คำำถำม- สรุปผลกำรทดลองน้ีได้ว่ำอย่ำงไร

(พืชสำมำรถเปลี่ยนอำกำศเสียให้เป็นอำกำศดีได้จึงทำำให้เทียนไขลุกไหม้)

แจน อนิเก็น ฮูซ (JAN INGEN HOUSZ)

คำำถำม

- จะสรปุผลกำรทดลองของ ฮูซ ได้ว่ำอย่ำงไร(กำรที่พชืจะเปลี่ยนอำกำศเสียให้เป็นอำกำศดีได้ พชืต้องได้รับแสงด้วย)

- คำรบ์อนที่อยู่ในรูปของสำรอินทรีย์มำจำกไหน(มำจำกแกส๊คำร์บอนไดออกไซด์)

ฌอง ซนีีบิเยร์ (JEAN SENEBIER) ค้นพบว่ำ แก๊สที่เกิดจำกกำรลุกไหม้ และแกส๊ที่เกิดจำกกำร

หำยใจของสัตว์เป็นแกส๊คำรบ์อนไดออกไซด์ ส่วนแก๊สที่ช่วยในกำรลกุไหม้และแกส๊ที่ใช้ในกำรหำยใจของสัตว์คือแก๊สออกซิเจน

นโิคลำส ธีโอดอร์ เดอ โซซูร์ (NICOLAS THEODORE DE SOUSSURE)

ได้พิจำรณำกำรค้นพบของแวน เฮลมองท์ ที่แสดงให้เห็นว่ำนำ้ำหนักของพืชที่เพิม่ขึ้นมำกกว่ำนำ้ำหนักของนำ้ำที่พืชได้รับ เขำสันนิษฐำนว่ำนำ้ำหนักที่เพิ่มขึ้นบำงส่วนเป็นนำ้ำหนักของแกส๊คำร์บอนไดออกไซด์ที่พืชได้รับ

จเูลียส ซำซ (JULIUS SACHS) พบวำ่สำรอินทรีย์ที่พืชสร้ำง คือ นำ้ำตำล ซ่ึงเป็นสำร

คำร์โบไฮเดรต

เองเกลมนั (T.W. ENGELMANN)

คำำถำม

- แสงสีใดที่สำหร่ำยสไปโรไจรำใช้ในกำรสังเครำะห์แสงมำกที่สุด เหตุใดจึงคิดเช่นน้ัน(แสงสีแดงและแสงสีนำ้ำเงิน เพรำะแบคทีเรียที่ชอบแก๊สออกซิเจนมำรวมกลุ่มอยู่มำกที่สุด แสดงว่ำมีปรมิำณแกส๊ออกซิเจนเกิดขึ้นจำกกระบวนกำรสังเครำะห์ด้วยแสงมำกที่สุดในบริเวณที่สำหร่ำยได้รับแสงสีแดง และแสงสนีำ้ำเงิน)

แวน นีล (VAN NIEL)

แบคทีเรียที่สำมำรถสังเครำะห์

ด้วยแสงได้

CO

2H2S

คำร์โบไฮเดรต

ซัลเฟอร์

นำ้ำ

คำำถำม

- นักเรียนคิดว่ำซัลเฟอร์มำจำกกำรสำยตัวของสำรใด(ซัลเฟอร์มำจำกกำรสลำยตัวของไฮโดรเจนซัลไฟด์)

- จำกกำรทดลองของ นีล เป็นไปได้หรือไม่ที่จะกลำ่วว่ำแกส๊ออกซิเจนที่ได้จำกกำรสังเครำะห์ด้วยแสงของพืชมำจำกนำ้ำ(เป็นไปได้ ออกซิเจนน่ำจะมำจำกนำ้ำเหมือนกับซัลเฟอรม์ำจำกไฮโดรเจนซัลไฟด์)

แซม รูเบน และมำร์ติน คำเมน (SAM RUBEN และ MARTIN KAMEN)

คำำถำม

- กำรทดลองของแซม รูเบนและมำร์ติน คำเมน สนับสนุนสมมติฐำนของ แวน นีล หรือไม่อย่ำงไร(สนับสนุน เน่ืองจำกเม่ือให้ออกซิเจนในโมเลกุลเป็นออกซิเจนชนิดใด แก๊สออกซิเจนที่ปล่อยออกมำก็เป็นออกซิเจนประเภทเดียวกัน)

โรบนิ ฮิลล์ (ROBIN HILL)

คำำถำม- เกลือเฟอริก (Fe3+) เปลี่ยนไปเป็นเกลือเฟอรัส (Fe2+) ได้เพรำะเหตุ

ใด และเกลอืเฟอริกทำำหน้ำที่เป็นสำรใด( เกลอืเฟอริก (Fe3+) เปลี่ยนไปเป็นเกลือเฟอรัส (Fe2+) ได้ เพรำะรับ

อเิล็กตรอนมำเพิ่ม 1 อเิล็กตรอน เกลือเฟอริกทำำหน้ำที่เป็นตัวรับอเิล็กตรอนจำกกำรแตกตัวของนำ้ำ)

- ถ้ำไม่มีตัวรับอิเลก็ตรอน นำ้ำจะแตกตัวได้แก๊สออกซิเจนได้หรือไม่(ไม่ได้)

- ในกำรแตกตัวของนำ้ำเพื่อให้ได้แก๊สออกซิเจน จำำเป็นต้องมีแกส๊คำร์บอนไดออกไซด์มำเกี่ยวขอ้งหรือไม่ และจำำเป็นต้องใช้แสงหรือไม่(ไม่จำำเป็นต้องมีแก๊สคำร์บอนไดออกไซด์ แต่จำำเป็นต้องมีแสง)

แดเนียล อำร์นอน (DANIEL ARNON)

คำำถำม

- พชืจะให้ NADPH และ O2 ถ้ำมีสำรใด( ถ้ำมี NADP+ และ H2O อยู่ด้วย)

- ไม่ว่ำจะใส่ NADP+ ลงไปหรือไม่ ถ้ำมี ADP + Pi พชืสำมำรถสร้ำงสำรใดได้( พืชจะสำมำรถสร้ำง ATP ได้)

- ขั้นตอนกำรทดลองน้ีต้องใช้ CO2 หรือไม่(ไม่ต้องใช้)

แดเนียล อำร์นอน (DANIEL ARNON)

คำำถำม

- สรุปปัจจัยที่ใช้ในกำรสังเครำะห์นำ้ำตำลคือสำรใด(NADPH ATP และ CO2)

- ขั้นตอนกำรสังเครำะห์ด้วยแสงประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ๆ อะไรบ้ำง และแต่ละขั้นตอนมีควำมสำำคัญอย่ำงไร

( กำรสังเครำะห์ด้วยแสงประกอบด้วยขั้นตอนใช้แสง และขั้นตอนตรึงคำรบ์อนไดออกไซด์