พืชได้พลังงานจากดวงอาทิตย์มาช่วยสร้างอาหาร พืชมีสารสีเขียวที่เรียกว่า “คลอโรฟีลล์” คลอโรฟีลล์สามารถจับพลังงานแสงไว้และใช้พลังงานแสงช่วยสร้างอาหารคือ น้ำตาล ซึ่งเป็น คาร์โบไฮเดรต โดยสร้างจากคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ ในการสร้างอาหารของพืชนอกจากได้น้ำตาลแล้ว มีก๊าซออกซิเจนเกิดขึ้นด้วย และถูกปล่อยออกสู่อากาศ

ปัจจัยสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
1. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นแก๊สที่เกิดขึ้นจากการหายใจของพืชและสิ่งมีชีวิตต่างๆ เกิดจากการเผาไหม้ของสาร และการย่อยสลายของสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต ซึ่งในอากาศมีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.03-0.04 เปอร์เซ็นต์ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบที่ใช้ในการสร้างอาหารของพืช โดยเป็นแก๊สที่ให้ธาตุคาร์บอนแก่พืชเพื่อนำไปใช้การสร้างแป้งและน้ำตาล (สารอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรต)
2. น้ำ (H2O) เป็นวัตถุดิบที่พืชดูดซึมมาจากดิน โดยอาศัยหลักการแพร่ของน้ำจากรากเข้าสู่ท่อลำเลียงน้ำของพืชไปยังใบ น้ำเป็นสารที่ให้ธาตุไฮโดรเจนแก่พืช เมื่อธาตุไฮโดรเจนรวมกับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะได้เป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรต
3. แสงสว่าง (light) เป็นพลังงานที่มีบทบาทสำคัญต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยพลังงานแสงทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำซึ่งเป็นวัตถุดิบ สำคัญในการสร้างน้ำตาลกลูโคสและแก๊สออกซิเจน พืชแต่ละชนิดต้องการแสงเพื่อใช้ในการสร้างอาหารไม่เท่ากัน พืชบางชนิดต้องการแสงในปริมาณมาก เช่น ทานตะวัน เฟื่องฟ้า ข้าว เป็นต้น แต่พืชบางชนิดต้องการแสงในปริมาณน้อย เช่น พลูด่าง เป็นต้น
4. คลอโรฟิลล์ (chlorophyll) เป็นสารประกอบพวกรงควัตถุที่ทำหน้าที่ดูดกลืนพลังงานแสงสีต่างๆ จากแสงแดด คลอโรฟิลล์เป็นโปรตีนชนิดหนึ่งที่มีธาตุแมกนีเซียม ธาตุเหล็ก และธาตุแมงกานีสเป็นองค์ประกอบอยู่ภายในโมเลกุล พบได้ในพืชและสาหร่ายทุกชนิด ซึ่งในพืชและสาหร่ายแต่ละชนิดนั้นประกอบด้วยคลอโรฟิลล์หลายชนิดที่แตกต่างกันออกไปดังนี้

– คลอโรฟิลล์เอ เป็นคลอโรฟิลล์ที่มีสีเขียวแกมน้ำเงิน มีสมบัติทางเคมีคือ ไม่ละลายในน้ำ แต่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทิลแอลกอฮอล์ เอทิลอีเทอร์ อะซีโตน คลอโรฟอร์ม เป็นต้น คลอโรฟิลล์เอพบในพืชสีเขียวหรือพืชที่มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทุกชนิด

– คลอโรฟิลล์บี เป็นคลอโรฟิลล์ที่มีสีเขียวแกมเหลือง มีสมบัติทางเคมีคือ ไม่ละลายน้ำ แต่สามารถละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น เอทิลแอลกอฮอล์ เอทิลอีเทอร์ อะซีโตน เป็นต้น พบในพืชชั้นสูงและสาหร่ายสีเขียว (green algae)

– คลอโรฟิลล์ซี เป็นคลอโรฟิลล์ที่พบในสาหร่ายสีน้ำตาล (brown algae) และสาหร่ายสีทอง (golden algae)

– คลอโรฟิลล์ดี เป็นคลอโรฟิลล์ที่พบในสาหร่ายสีแดง (red algae)

แหล่งที่เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง
การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ทุกส่วนของพืชที่มีสีเขียวหรือมีคลอโรฟีลล์อยู่ โดยมีใบเป็นส่วนที่ทำหน้าที่โดยตรง ใบส่วนใหญ่จะแผ่เป็นแผ่นบาง จึงรับแสงและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี ผิวด้านบนของใบส่วนที่รับแสง เรียกว่า หลังใบ มักจะมีสีเขียวเข้ม ส่วนด้านล่างของใบส่วนที่ไม่ได้รับแสง เรียกว่า ท้องใบ
ความสำคัญของใบต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง
ใบของพืชมีความสำคัญมากต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เพราะการสังเคราะห์ด้วย แสงของพืชส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นที่บริเวณใบ ดังนั้นใบของพืชจึงเปรียบเสมือนโรงงานผลิตอาหารให้แก่พืชใบของพืชประกอบด้วยเซลล์เล็กๆ หลายเซลล์ ภายในเซลล์จะมีเม็ดคลอโรพลาสต์ ภายในมีสารสีเขียวบรรจุอยู่เรียกว่า คลอโรฟีลล์ คลอโรฟีลล์มีสมบัติในการดูดพลังงานแสง ซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้พืชสามารถสร้างอาหารได้เอง

ผลผลิตที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
เมื่อพืชเกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนรูปพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี โดยมีการสะสมพลังงานเคมีอยู่ในผลิตภัณฑ์คือ น้ำตาลกลูโคสและแก๊สออกซิเจน ดังนี้

1. น้ำตาลกลูโคส (C6H12O6) น้ำตาลกลูโคสที่สังเคราะห์ได้นี้บางส่วนถูกนำไปใช้ในกระบวนการหายใจของพืชเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานต่อไป น้ำตาลบางส่วนถูกเปลี่ยนไปเป็นแป้งทันทีและพืชจะเก็บสะสมไว้ที่ใบ ราก และลำต้น และน้ำตาลบางส่วนถูกนำไปใช้ในการสร้างเซลลูโลสซึ่งเป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์ของพืช นอกจากนี้น้ำตาลบางส่วนจะรวมกับแร่ธาตุในเซลล์พืชแล้วเปลี่ยนไปเป็นสารอื่นได้อีก เช่น โปรตีน ไขมัน น้ำมันในเมล็ดพืช เป็นต้น
2. แก๊สออกซิเจน (O2) แก๊สออกซิเจนถูกนำไปใช้ในกระบวนการหายใจของพืช ซึ่งเมื่อแก๊สออกซิเจนรวมกับอาหารจะเปลี่ยนเป็นพลังงานให้แก่เซลล์พืช เพื่อนำไปใช้ในการดำเนินกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ ส่วนแก๊สออกซิเจนที่มากเกินความต้องการของพืช พืชก็จะคายออกมาทางปากใบ
ส่วนใหญ่พืชจะเก็บสะสมอาหารไว้ในรูปของแป้งแต่พืชบางชนิดจะเก็บอาหารไว้ในรูปของน้ำตาลและน้ำมัน โครงสร้างที่พืชที่ใช้สะสมอาหารได้แก่

1. ราก เช่น รากบัว แครอท หัวผักกาด เป็นต้น ซึ่งรากของพืชเหล่านี้จะเก็บสะสมแป้งและน้ำตาลไว้ภายใน
2. ลำต้น เช่น อ้อยจะเก็บอาหารไว้ในลำต้นซึ่งเก็บไว้ในรูปของน้ำตาล มันฝรั่ง จะเก็บสะสมแป้งไว้เป็นจำนวนมากทำให้มันฝรั่งเป็นแหล่งให้พลังงานที่ดีสำหรับมนุษย์
3. ใบ เช่น กะหล่ำ ผักขม จะเก็บอาหารไว้ในใบ
4. ผล เช่น กล้วย องุ่น มังคุด ทุเรียน ผลไม้เหล่านี้จะเก็บอาหารไว้ในรูปของน้ำตาลทำให้มีรสหวาน
5. เมล็ด เช่น เมล็ดถั่วลิสง ถั่วเหลือง และเมล็ดข้าวโพด จะประกอบด้วยน้ำตาลน้ำมันและแป้ง ทำให้มีคุณค่าทางสารอาหารสูงและมีรสชาติดี นอกจากนี้ยังสามารถสกัดน้ำมันมาใช้ปรุงอาหารได้ด้วย เมล็ดข้าวและข้าวสาลี จะประกอบด้วยแป้งเป็นส่วนใหญ่

ความสำคัญของการสังเคราะห์ด้วยแสง

พืชสีเขียวมีบทบาทสำคัญมากต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนพื้นโลก รวมทั้งมนุษย์เราด้วย เพราะเป็นจุดเริ่มต้นของการใช้พลังงาน โดยการนำพลังงานแสงมาเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารเก็บไว้ในรูปของเนื้อเยื่อ ได้แก่คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน พลังงานเหล่านี้จะถ่ายทอดไปสู่สัตว์และคนที่กินพืชและสัตว์เป็นอาหาร

นอกจากนี้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ยังได้แก๊สออกซิเจนและไอน้ำ ซึ่งจะถูกปล่อยออกจากใบสู่อากาศส่วนพืชในน้ำก็ปล่อยออกซิเจนสู่แหล่งน้ำ สัตว์ทั้งในน้ำและบนบกได้นำแก๊สออกซิเจนไปใช้ในกระบวนการหายใจ

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชต้องใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นสารตั้งต้นในปฏิกิริยา ดังนั้น พืชสีเขียวจึงมีประโยชน์ช่วยลดปริมาณของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน

ดังนั้นจึงกล่าวไว้ว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเป็นกระบวนการ ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกใบนี้

https://sitthipornblog.wordpress.com/2016/07/05/การสร้างอาหารของพืช/