Page 14 - การทำนายผลผลิตข้าวและข้าวโพดเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศที่รุนแรง บริเวณพื้นที่สูงลุ่มน้ำแม่แจ่ม Crop Yield Projection at Mae Cham Sub Basin under Extreme Climate Change.

ห้องสมุดกรมพัฒนาที่ดิน

4

ว่าวัฏจักร C3 (C3 photosynthetic pathway) (ภาพที่ 1) พืชที่ใช้ระบบการสังเคราะห์แสงแบบนี้จึงถูก

เรียกว่าพืช C3 พืชกลุ่มนี้ถือเป็นประชากรส่วนใหญ่ของพืชที่พบบนโลกนี้คิดเป็นจ านวน 95 เปอร์เซ็นต์ พืช C3
ที่ส าคัญได้แก่ ข้าวเจ้า ข้าวสาลี ข้าวบาเลย์ และถั่วต่าง ๆ

ระบบการสังเคราะห์แสงแบบ C4 เป็นระบบการสังเคราะห์แสงที่มีการตรึง CO สองครั้ง ครั้งแรก CO
2
2
จากอากาศซึ่งผ่านเข้ามาทางปากใบ (stomata) จะถูกตรึงไว้โดยการรวมกับสาร phosphoenolpyruvate (PEP)
โดยอาศัยเอนไซม์ phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) เกิดเป็นสารประกอบที่มีคาร์บอน 4 อะตอม

คือ oxaloacetate (OAA) ซึ่งจะถูกเปลี่ยนแปลงต่อไปเป็น malate (MA) จากนั้น CO จะถูกปลดปล่อยออกมา
2
จากโมเลกุลของ MA และจะถูกตรึงอีกครั้งหนึ่งโดยการรวมตัวกับ RuBP แล้วเข้าสู่วัฏจักรคัลวินต่อไป เช่นเดียวกับ
ระบบการสังเคราะห์แสงแบบ C3 (ภาพที่ 1) พืชที่ใช้ระบบการสังเคราะห์แสงแบบ C4 นี้ เรียกว่า พืช C4 มักจะ

เป็นพืชที่มีถิ่นก าเนิดในเขตศูนย์สูตร เช่น ข้าวโพด อ้อย ข้าวฟ่าง เป็นต้น

ภาพที่ 1 การสังเคราะห์แสงของพืช C3 และ C4

การสังเคราะห์แสงแบบ C3 และ C4 มีความสัมพันธ์ต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณ CO ในชั้น
2
บรรยากาศได้แตกต่างกัน การสังเคราะห์แสงแบบ C4 ได้รับประโยชน์มากกว่าภายใต้สภาวะที่มี CO ในชั้น
2
บรรยากาศน้อยหรือมีอุณหภูมิสูง ในขณะที่ในพืช C3 จะเกิดกระบวนการหายใจเชิงแสง (photorespiration)

ค่อนข้างสูงในสภาพบรรยากาศดังกล่าว ภายใต้สภาวะเช่นนี้ประสิทธิภาพการสังเคราะห์แสงแบบ C4 จะ

เหนือกว่าแบบ C3 อย่างไรก็ตามภายใต้สิ่งแวดล้อมที่มีการยกระดับของปริมาณ CO หรือที่อุณหภูมิต่ า
2
ประสิทธิภาพของการสังเคราะห์แสงใน C3 จะสูงกว่า เพราะว่าการหายใจเชิงแสงจะลดลงและการใช้ ATP ที่

สิ้นเปลืองของ C4 ท าให้มันด้อยประสิทธิภาพลงในสภาวะที่มีแสงแดดจัด ร้อนและแห้งแล้ง พืช C3 จะลดการ

สูญเสียน้ าด้วยการปิดปากใบส่วนใหญ่เอาไว้ ท าให้ CO จากอากาศผ่านเข้ามาทางปากใบได้น้อยมาก รวมทั้ง
2
O ที่เกิดจากปฏิกิริยาที่ต้องใช้แสงไม่สามารถปล่อยออกสู่บรรยากาศได้ จะถูกสะสมอยู่ในคลอโรพลาสต์มาก
2
ขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อการตรึง CO เกิดขึ้นได้น้อย พืช C3 จะท าการตรึง O ที่สะสมคั่งค้างอยู่นั้นเอาไว้แทน
2
2
เนื่องจากเอนไซม์ Rubisco นั้นมีความสามารถในการจับกับออกซิเจนได้ด้วย เมื่อ O รวมตัวกับ RuBP เกิด
2
เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอน 2 อะตอมคือ phosphoglycolate (2-PG) สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นนี้จะถูก