สาระสำคัญ

นักวิทยาศาสตร์ในอดีตได้มีการศึกษาเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสงจนสรุปได้ว่า CO2 และน้ำ เป็นวัตถุดิบที่สำคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยพืชจะใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ได้ผลิตภัณฑ์คือ O2 และน้ำตาล บริเวณที่เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสงภายในเซลล์พืชอยู่ที่คลอโรพลาสต์ โดยในคลอโรพลาสต์มีโครงสร้างสำคัญคือ ไทลาคอยด์ที่มีสารสีเป็นตัวรับพลังงานแสง และสโตรมาซึ่งมีเอนไซม์ต่างๆ ที่จำเป็นต่อปฏิกิริยาต่างๆ ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ ปฏิกิริยาแสงและการตรึงคาร์บอน โดยปฏิกิริยาแสงจะเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีในรูปของโมเลกุล ATP และ NADPH เพื่อนำไปใช้ในการตรึงคาร์บอน ได้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำตาลที่มีคาร์บอน 3 อะตอม คือ G3P

โฟโตเรสไพเรชันเป็นกระบวนการที่พืชตรึง O2 โดยเอนไซม์รูบิสโก ซึ่งจะทำให้พืชสร้างน้ำตาล จากวัฏจักรคัลวินได้ลดลง และมีการใช้ ATP ด้วย โฟโตเรสไพเรชันพบมากในพืช C3 แต่พืชบางชนิด เช่น พืช C4 และพืช CAM มีกลไกในการเพิ่มความเข้มข้นของ CO2 ทำให้โฟโตเรสไพเรชันเกิดขึ้นได้น้อยมากหรือไม่เกิดขึ้นเลย โดยพืช C4 จะตรึงคาร์บอน 2 ครั้งซึ่งการตรึงแต่ละครั้งจะเกิดที่เซลล์ ต่างชนิดกัน ส่วนพืช CAM จะตรึงคาร์บอน 2 ครั้งเช่นกัน โดยทั้ง 2 ครั้งเกิดขึ้นในเซลล์เดียวกัน แต่เกิดต่างช่วงเวลา

ปัจจัยของสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง ไม่อยู่ในระดับสูงสุด เรียกปัจจัยนั้นว่าเป็นปัจจัยจำกัด หากปัจจัยจำกัดนั้นมีปริมาณมากขึ้นจน เพียงพอจะไม่ใช่ปัจจัยจำกัดอีกต่อไป แต่อาจมีปัจจัยอื่นที่กลายเป็นปัจจัยจำกัดที่มีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง

ความเข้มแสง ความเข้มข้นของ CO2 อุณหภูมิปริมาณน้ำ และธาตุอาหาร เป็นปัจจัยที่มีผลต่อ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ซึ่งเมื่อพืชได้รับปัจจัยต่างๆ เหล่านี้อย่างเหมาะสมจะส่งผลให้มีการเจริญเติบโตได้ดี