นิโคลาส ธีโอดอร์ เดอ โซซูร์ (Nicolas Theodore de Soussure)

# ในปี ค.ศ. 1804 นิโคลาส ธีโอดอร์ เดอ โซซูร์ (Nicolas Theodore de Soussure) ได้ทำการรวบรวมและศึกษาผลงานของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตหลายๆ ท่าน โดยอาศัยความรู้พื้นฐานทางด้านเคมีสมัยใหม่ ทำให้ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชดังต่อไปนี้
- พืชจะคายแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สออกซิเจนในเวลากลางวัน และจะคายเฉพาะแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในเวลากลางคืน แสดงว่าพืชหายใจตลอดเวลา แต่พืชมีการสังเคราะห์แสงเฉพาะเวลากลางวันหรือเมื่อได้รับแสง
- แร่ธาตุในดินมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช
- น้ำไม่ใช่เพียงละลายแร่ธาตุในดินให้แก่พืชเท่านั้น แต่น้ำยังมีบทบาทสำคัญโดยตรงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

แจน อินเก็น-ฮูซ (Jan Ingen-Housz)

# ในปี ค.ศ. 1799 แจน อินเก็น-ฮูซ (Jan Ingen-Housz) นักวิทยาศาสตร์ชาวดัทช์ ได้ทำการทดลองคล้ายกับโจเซฟ พริสต์ลีย์ โดยใส่พืชไว้ในครอบแก้ว แต่แยกเป็นส่วนต่างๆ ของพืช เช่น ลำต้น ใบ เป็นต้น แล้วทิ้งไว้ในที่มืดชั่วระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจึงจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้วแต่ละอัน พบว่าเทียนไขในครอบแก้วทุกอันไม่ติดไฟ และเมื่อทำการทดลองอีกครั้งโดยนำครอบแก้วทุกอันไปไว้ในบริเวณที่มีแสงสว่าง ระยะเวลาหนึ่ง หลังจากนั้นจึงจุดเทียนไขในครอบแก้วแต่ละอัน พบว่าในครอบแก้วที่มีส่วนของพืชซึ่งมีสีเขียวสามารถจุดเทียนไขให้ติดไฟได้ จากการทดลองดังกล่าวแจน อินเก็น-ฮูซได้ให้ข้อสรุปไว้ว่า ส่วนของพืชที่มีสีเขียวสามารถเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็นอากาศดีได้ โดยพืชต้องอาศัยแสงเป็นปัจจัยในกระบวนการดังกล่าวด้วย

โจเซฟ พริสต์ลีย์ (Joseph Priestley)

# ในปี ค.ศ. 1772 โจเซฟ พริสต์ลีย์ (Joseph Priestley) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ได้ทำการทดลองจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้ว พบว่าเพียงชั่วครู่เทียนไขก็จะดับ และเมื่อทำการทดลองอีกครั้งโดยใส่หนูไว้ในครอบแก้ว พบว่าหนูมีชีวิตอยู่ได้เพียงชั่วระยะเวลาหนึ่งแล้วก็จะตาย จากการทดลองดังกล่าว โจเซฟ พริสต์ลีย์ได้ให้ข้อสรุปไว้ว่า การลุกไหม้ของเทียนไขและการหายใจของหนูทำให้เกิดอากาศเสีย ดังนั้นจึงทำให้เทียนไขดับและทำให้หนูตาย

ต่อมาโจเซฟ พริสต์ลีย์ ได้ทำการทดลองจุดเทียนไขไว้ในครอบแก้วและนำต้นสะระแหน่ใส่ไว้ด้วย พบว่าเทียนไขยังคงจุดติดไฟได้ดี และเมื่อทำการทดลองอีกครั้งโดยใส่หนูไว้ในครอบแก้วและนำต้นสะระแหน่ใส่ไว้ ด้วย พบว่าหนูยังคงมีชีวิตอยู่ได้เป็นเวลานาน จากการทดลองดังกล่าวโจเซฟ พริสต์ลีย์ได้ให้ข้อสรุปไว้ว่า พืชสามารถเปลี่ยนอากาศเสียให้เป็นอากาศดีได้

แวน เฮลมองท์ (Van Helmont)

#ในปี ค.ศ. 1648 แวน เฮลมองท์ (Van Helmont) นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยียม ได้ทำการทดลองปลูกต้นหลิวในกระถาง โดยการควบคุมตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่น ปริมาณดิน ปริมาณน้ำ อุณหภูมิ แสงสว่าง เป็นต้น เวลาผ่านไป 5 ปี ต้นหลิวมีการเจริญเติบโตมากขึ้น เมื่อนำต้นหลิวไปชั่งน้ำหนักพบว่ามีน้ำหนักเพิ่มขึ้นจากเดิมมาก แต่น้ำหนักของดินในกระถางลดลงไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จากการทดลองดังกล่าวแวน เฮลมองท์ได้ให้ข้อสรุปได้ว่า น้ำหนักของต้นหลิวที่เพิ่มขึ้นได้มาจากน้ำเพียงอย่างเดียว ซึ่งข้อสรุปนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางมากในยุคนั้น

การค้นคว้าที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ความรู้เกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชในปัจจุบันนี้ได้มาจากการ ศึกษาค้นคว้าของนักวิทยาศาสตร์หลายท่าน ซึ่งการตั้งสมมุติฐานและข้อสรุปที่ได้จากการทำการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ที่ เราควรทราบมีดังต่อไปนี้

คณะผู้จัดทำ

1. ชื่อ นางสาว ภัสราภร ประดิษฐาน ชั้น ม.5/3 เลขที่ 23
2.  ชื่อ นางสาว   หัทยา          เตชะธีระปัญญา    ชั้น ม.5/3      เลขที่ 26
3. ชื่อ นางสาว เกษนรา เกษศรีรัตน์ ชั้น ม.5/3 เลขที่ 32
4.  ชื่อ นางสาว  ทักษพร        พุ่มประดับ            ชั้น ม.5/3      เลขที่ 33
5. ชื่อ นางสาว อทิตา ปิยคุณากร ชั้น ม.5/3 เลขที่ 36

เฉลย แบบฝึกหัด ตอนที่1 และ ตอนที่ 2

เฉลยแบบฝึกหัดตอนที่1

1.   ผิด

2.   ผิด

3.   ผิด

4.   ผิด

5.   ถูก

6.   ถูก

7.   ถูก

8.   ถูก

9.   ถูก

10. ผิด

********************************************

 เฉลย เเบบฝึกหัดตอนที่2

ข้อ1)  ตอบ  ค

ข้อ2)  ตอบ  ก

ข้อ3)  ตอบ  ข 

ข้อ4)  ตอบ  ง

ข้อ5)  ตอบ  ค

ข้อ6)  ตอบ  ง

ข้อ7)  ตอบ  ข

ข้อ8)  ตอบ  ก

ข้อ9)  ตอบ  ก

ข้อ10) ตอบ ก

   **************************************************

แบบฝึกหัดเรื่องการสังเคราะห์ด้วยเเสง

 แบบฝึกหัดเรื่่อง:การสังเคราะห์ด้วยแสง

ตอนที่1 : ประโยคต่อไปนี้ถูกหรือผิด ?

1 PGA  เป็นน้ำตาลคาร์บอน 3 อะตอมตัวแรกที่ได้ใน  Calvin cycle

2.chlorophyll  เป็นรวควัตถุที่พบในสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้ทุกชนิด

3.photosynthesis เป็นกระบวนการที่พบในผู้ผลิตทุกชนิด

4.Calvin  cycle  เหมือนกับ Krebs  cycle  ตรงที่เกิด phosphorylation

5. phosphorylation  กับ  photosynthesis ต่างก็เป็นปฎิกิริยาดูดพลังงาน

6. caritenoids  มีบทบาทสำคัญ  เพราะนอกจากจะส่งผ่านพลังงานเเล้ว   ยังช่วยป้องกันอนุมูลอิสระ
    ที่เกิดจากเเสงด้วย 

7.  phycobilin  พบเฉพาะในสาหร่ายสีเเดงเเล้วสีเขียวแกมน้ำเงิน

8. นอกจากเเสง ปริมาณ CO₂   และอุณหภูมิแล้ว  อายุใบ  ปริมาณน้ำที่ได้รับ และ ธาตุอาหาร
    ล้วนส่งผล ต่ออัตตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชทั้งสิ้น

9. ลำดับการลำเลียง    e-  สามารถเขียนได้เป็น

     H ₂O  → PSII → PSI → NADPH →  PGAL

10. พืช  C4 เป็นพืชไม่อิ่มแสง  เพิ่มความเข้มแสงไปเรื่อยๆก็ไม่มีปัญหา

  ***********************************************************

ตอนที่ 2 : เลื่อกคำตอบที่ถูกที่สุดเพียงคำตอบเดียว 

1. กะหล่ำม่วงสามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้เพราะใช้รงควัตถุใด 

    a.) chlorophyll            b.) carotenoids                    c.) anthocyanin

 ก.  a  เท่านั้น                ข. c  เท่านั้น                      ค. a และ  b                     ง. a  b  และ c 

2. สารใดที่ถูกสร้างในกระบวนการหายใจ และการสังเคราะห์ด้วยเเสง

    a ) ATP                       b.) PGA                            c.)  PGAL                       d.) NADPH

ก.  a  b  c                ข.  a  b  d                     ค.  a   c  d                  ง.  a   b  c  d 

3. สิ่งแรกที่เกินขึ้นใน  photosynthesis คือ

ก. photolysis                                          ข. photo - oxidation        
ค. photophosphorylation                         ง. photorespiration

4. รงค์วัตถุที่อยู่ร่วมกันกับ  chlorophyll  a  จะช่วยกัน

  a) ส่งผ่านพลังงานไปยังศูนย์กลางปฏิกิริยา          
  b) รับพลังงานในช่างคลื่นที่ chlorophy ll a รับได้ไม่ดี

  c) ป้องกันอันตรายอันเกิดจากปฏิกิริยาเคมี

ก.  a  b                        ข.  a   c                               ค.  b   c                          ง.  a    b   c 

5. ถ้าเเสงอาทิตย์เปลียนจากเเสงขาวเป็นเเสงเขียว น่าจะเกิดอะไรขึ้นมากที่สุด 

ก.   การสังเคราะห์ด้วยเเสงไม่มีอีกต่อไป              ข. ผู้ผลิตดำรงชีวิตอยู่ไม่ได้

ค. ปริาณอาหารในระบบนิเวศลดลง                       ง.  ผู้บริโภคอันดับหนึ่งมีมวลชีวภาพเพิ่มขึ้น

6.  prokaryote กับ chloroplast  และ mitochondria มีลักษณะร่วมกันตรงที่

   a) พบการถ่ายทอด  e-  ที่เยื่อภายใน         b)  มี DNA RNA และ เอนไซม์ภายใน

   c)  มี 70s ribosome    ลอยอยู่ภายใน

  ก.   a   b                        ข.   a     c               ค.  b    c                        ง.    a    b   c 

7.  การถ่ายทอด e- เเบบไม่เป็น วัฏจักร  ต่างจากเเบบเป็นวัฏจักรตรงที่

  

    ก.  เกิด  photolsis ที่ P  700                        ข.  ได้ทั้ง  ATP, NADPH   และ  O₂

    ค. เกิด photophosphorylation                     ง. ใช้เฉพาะ  photososystem I

8.  ข้อใดถูกต้องเกี่ยวกับ เอนไซม์  rubidco

     a) เป็นโปรตีนที่มมากที่สุดในโลก                  b)  จำเพาะกับแก๊สได้  2 ชนิด

     c) ช่วยรีดิวซ์  RuBP  เป็น PGA

   ก. a   b                           ข.  b   c                        ค.   a    c                        ง.  a    b   c 

9.   การสังเคราะห์  ATP  ซึ่่งพบใน  chloroplast   และ  mitochondria    โดยให้โปรตรอนไหลผ่านเอน ไซม์   ATP synthase ใช้หลักการใด

 ก. การเเพร่    
 ข. เเอคทีฟ  ทรานสปอร์ต         
 ค.  การเเลกเปลียนไอออน  
 ง. การไหลวนของของเหลว

10.  สิ่งใดยังเกิดขึ้นได้ต่อไป ถ้าใส่สารที่ทำให้โปรตอนไม่ออกนอน lumen

 ก. proron  pumping        
 ข.  sugar  synthesis            
 ค. photophosphorylation  
 ง.  NADPH  oxidation

****************************************************************

      

ปัจจัย ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสง

  ความเข้มของแสง

ถ้ามีความเข้มของแสงมาก อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ดังกราฟ อุณหภูมิกับความเข้มของแสง มีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงร่วมกัน คือ ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นเพียงอย่างเดียว แต่ความเข้มของแสงน้อยจะไม่ทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงเพิ่มขึ้น อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงขีดหนึ่งแล้วอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำลงตามอุณหภูมิและความเข้มของแสงที่เพิ่มขึ้นและยังขึ้นอยู่กับชนิดของพืชอีกด้วยเช่น พืช c3และ พืช c4
โดยปกติ ถ้าไม่คิดถึงปัจจัยอื่นๆ เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชส่วนใหญ่จะเพิ่มมากขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นในช่วง 0-35 °C หรือ 0-40 °C ถ้าอุณหภูมิสูงกว่านี้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลง ทั้งนี้เนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นปฏิกิริยาที่มีเอนไซม์ควบคุม และการทำงานของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดังนั้น เรื่องของอุณหภูมิจึงมีความสัมพันธ์กับอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง เรียกปฏิกิริยาเคมีที่มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิว่า ปฏิกิริยาเทอร์โมเคมิคัล
ถ้าความเข้มของแสงวีดีน้อยมาก จนทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเกิดขึ้นน้อยกว่ากระบวนการหายใจ น้ำตาลถูกใช้หมดไป พืชจะไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชไม่ได้ ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น (คุณภาพ) ของแสง และช่วงเวลาที่ได้รับ เช่น ถ้าพืชได้รับแสงนานจะมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดีขึ้น แต่ถ้าพืชได้แสงที่มีความเข้มมากๆ ในเวลานานเกินไป จะทำให้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงชะงัก หรือหยุดลงได้ทั้งนี้เพราะคลอโรฟิลล์ถูกกระตุ้นมากเกินไป ออกซิเจนที่เกิดขึ้นแทนที่จะออกสู่บรรยากาศภายนอก พืชกลับนำไปออกซิไดส์ส่วนประกอบและสารอาหารต่างๆภายในเซลล์ รวมทั้งคลอฟิลล์ทำให้สีของคลอโรฟิลล์จางลง ประสิทธิภาพของคลอโรฟิลล์และเอนไซม์เสื่อมลง ทำให้การสร้างน้ำตาลลดลง



ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์


ถ้าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เพิ่มขึ้นจากระดับปกติที่มีในอากาศ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย จนถึงระดับหนึ่งถึงแม้ว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จะสูงขึ้น แต่อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้สูงขึ้นตามไปด้วย และถ้าหากว่าพืชได้รับคาร์บอนไดออกไซด์ ที่มีความเข้มข้นสูงกว่าระดับน้ำแล้วเป็นเวลานานๆ จะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงลดต่ำลงได้ ดังกราฟ
คาร์บอนไดออกไซด์จะมีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงมากน้อยแค่ไหนขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นด้วย เช่น ความเข้มข้นสูงขึ้น แต่ความเข้มของแสงน้อย และอุณหภูมิของอากาศก็ต่ำ กรณีเช่นนี้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำลงตามไปด้วย ในทางตรงกันข้าม ถ้าคาร์บอนไดออกไซด์มีความเข้มข้นสูงขึ้น ความเข้มของแสงและอุณหภูมิของอากาศก็เพิ่มขึ้น กรณีเช่นนี้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย
นักชีววิทยาจึงมักเลี้ยงพืชบางชนิดไว้ในเรือนกระจกที่แสงผ่านเข้าได้มากๆ แล้วให้ คาร์บอนไดออกไซด์มากขึ้นเป็นพิเศษ ซึ่งมีผลทำให้พืชมีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเพิ่มมากขึ้น อาหารเกิดมากขึ้น จึงเจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว ออกดอกออกผลเร็ว และออกดอกออกผลนอกฤดูกาลก็ได้


อุณหภูมิ


อุณหภูมิ เป็นปัจจัยอย่างหนึ่งที่มีอิทธิพลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยทั่วไปอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 10-35 °C ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นกว่านี้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงวีดีจะลดต่ำลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงที่อุณหภูมิสูงๆ ยังขึ้นอยู่กับเวลาอีกปัจจัยหนึ่งด้วย กล่าวคือ ถ้าอุณหภูมิสูงคงที่ เช่น ที่ 40 °C อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลงตามระยะเวลาที่เพิ่มขึ้น ทั้งนี้เพราะเอนไซม์ทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิที่พอเหมาะ ถ้าสูงเกิน 40 °C เอนไซม์จะเสื่อมสภาพทำให้การทำงานของเอนไซม์ชะงักลง ดังนั้นอุณหภูมิจึงมีความสัมพันธ์ต่อการสังเคราะห์แสงด้วย เรียกปฏิกิริยาเคมีที่มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิว่า ปฏิกิริยาเทอร์มอเคมิคอล (Thermochemical reaction)


ออกซิเจน


ตามปกติในอากาศจะมีปริมาณของออกซิเจน (O₂) ประมาณ 25% ซึ่งมักคงที่อยู่แล้ว จึงไม่ค่อยมีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่ถ้าปริมาณออกซิเจนลดลงจะมีผลทำให้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงขึ้น แต่ถ้ามีมากเกินไปจะทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ของสารต่างๆ ภายในเซลล์ โดยเป็นผลจากพลังงานแสง (Photorespiration) รุนแรงขึ้น การสังเคราะห์ด้วยแสงจึงลดลง

น้ำ


น้ำ ถือเป็นวัตถุดิบที่จำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (แต่ต้องการประมาณ 1% เท่านั้น จึงไม่สำคัญมากนักเพราะพืชมีน้ำอยู่ภายในเซลล์อย่างเพียงพอ) อิทธิพลของน้ำมีผลต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทางอ้อม คือ ช่วยกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ให้ดีขึ้น


อายุของใบ


ใบจะต้องไม่แก่หรืออ่อนจนเกินไป ทั้งนี้เพราะในใบอ่อนคลอโรฟิลล์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบที่แก่มากๆ คลอโรฟิลล์จะสลายตัวไปเป็นจำนวนมาก

รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

       รงควัตถุที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆคือ
1.     คลอโรฟิลล์(CHLOROPHYLL) เป็นรงควัตถุที่มีสีเขียวทำหน้าที่ดูดพลังงานจากดวงอาทิตย์และแสงประดิษฐ์ต่างๆ เพื่อนำมาสร้างอาหาร
ข้อควรจำ
       คลอโรฟิลล์จะดูดแสงสีน้ำเงินได้ดีที่สุด รองลงมาคือแสงสีแดงแต่สามารถดูดแสงสีเขียวได้น้อยที่สุด

2.     แคโรทีนอยด์ (CAROTENIOD) เป็นสารประกอบประเภทไขมัน แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
-     แคโรทีน (CAROTENE) เป็นรงควัตถุที่มีสีส้ม แดง แสด
-     แซนโธฟิลล์ (XANTHOPHYLL) เป็นรงควัตถุ ที่มีสีเหลืองน้ำตาล
3.    ไฟโคบิลิน (PHYCOBILIN) แบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
-    ไฟโคอีริทริน (PHYCOERYTHRIN) เป็นรงควัตถุสีแดง
-    ไฟโคไซยานิน (PHYCOCYANIN) เป็นรงควัตถุสีน้ำเงิน

ข้อควรจำ
      สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงได้ทุกชนิดจะมีแคโรทีนอยด์เป็นองค์ประกอบเสมอ

โครงสร้างของคลอโรพลาสต์

คลอโรพลาสต์ ประกอบด้วยเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ภายในมีของเหลวเรียกว่า สโตรมา มีเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์ด้วยแสงนอกจากนี้ด้านในของคลอโรพลาสต์ ยังมีเยื่อไทลาคอยด์ ส่วนที่พับทับซ้อนไปมาเรียกว่า กรานุม และส่วนที่ไม่ทับซ้อนกันอยู่เรียกว่า สโตรมาลาเมลลา สารสีทั้งหมดและคลอโรฟิลล์จะอยู่บนเยื่อไทลาคอยด์มีช่องเรียก ลูเมน ซึ่งมีของเหลวอยู่ภายใน

นอกจากนี้ภายในคลอโรพลาสต์ยังมี DNA RNA และไรโบโซมอยู่ด้วย ทำให้คลอโรพลาสต์สามารถจำลองตัวเองขึ้นมาใหม่และผลิตเอนไซม์ไว้ใช้ในคลอโรพลาสต์ในคลอโรพลาสต์เองได้คล้ายกับไมโทคอนเดรีย

หน้าที่ของคลอโรพลาสต์

หน้าที่หลักของคลอโรพลาสต์คือการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ซึ่งหมายถึงการสังเคราะห์อาหารในรูปน้ำตาลจากการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (fix carbondioxide) โดยแบ่งปฏิกิริยาออกเป็น 2 ปฏิกิริยาย่อย คือ light reaction และ carbondioxide fixation

1. light reaction เป็นปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดอิเลคตรอนที่มีพลังงานสูงด้วยการใช้แสงไปกระตุ้นให้อิเลคตรอนจากคลอโรฟิลล์ซึ่งได้จากน้ำ และได้ผลิตภัณฑ์เป็นออกซิเจน (O2) ขึ้น อิเลคตรอนที่มีพลังงานสูงนี้จะมีการขนส่งอิเลคตรอนไปยังตัวรับอิเลคตรอนเป็นลูกโซ่ (เช่นเดียวกันกับที่เกิดขึ้นในไมโตคอนเดรีย) โดยบริเวณที่ใช้ในการขนส่งอิเลคตรอนนั้นเกิดขึ้นที่บริเวณเมมเบรนของ thylakoid และขณะเดียวกันจะมีการขับเคลื่อนโปรตอนผ่าน thylakoid membrane และทำให้เกิดการสังเคราะห์ ATP ขึ้นที่บริเวณ stroma ในขั้นตอนสุดท้ายของการขนส่งอิเลคตรอนนั้นจะส่งอิเลคตรอนให้ NADP+ พร้อมกับการเติม H+ ทำให้ได้ NADPH ซึ่งเป็นสารที่มี reducing power สูง เพื่อนำไปใช้ในปฏิกิริยาถัดไปเช่นเดียวกับ ATP โดยสรุปนั้นในปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ใช้พลังงานจากแสงโดยตรง และได้ผลิตภัณฑ์เป็น ATP, NADPH และ O2
2. carbondioxide fixation เป็นการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์โดยมีเอนไซม์สำคัญคือ RuBisco ที่ต้องใช้พลังงานจาก ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาแรก เพื่อให้ได้สารที่อยู่ในรูปน้ำตาลหรือกรดไขมัน หรือ กรดอะมิโน เพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของพืชต่อไป และมีบริเวณที่เกิดปฏิกิริยาอยู่ที่ stroma ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ใช้พลังงานจากแสงในทางอ้อม

การเกิดปฏิกิริยาย่อยของการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นมีกลไกในการควบคุมที่ค่อนข้างซับซ้อน โดยพบว่าเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์หลายตัวนั้นไม่สามารถทำการเร่งปฏิกิริยาได้ในภาวะที่ไม่มีแสง และสามารถกลับมาทำงานเร่งปฏิกิริยาได้อีกครั้งหนึ่งเมื่อมีแสง