โรงงานแห่งธรรมชาติที่เล็กที่สุด: วัฎจักรคัลวิน - เคธี ไซมิงตัน
-
0:07 - 0:09ตรงหน้าคุณมีชามขนาดใหญ่
-
0:09 - 0:12เต็มไปด้วยพลังงานที่อัดอยู่ใน คาร์บอน ครันชีส์
-
0:12 - 0:15หนึ่งช้อน สองช้อน สามช้อน
-
0:15 - 0:18ไม่นาน คุณถูกเติมพลังด้วยพลังงาน
ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว -
0:18 - 0:20ซึ่งมาจากอาหารของคุณ
-
0:20 - 0:23แต่พลังงานมาอยู่ในชามได้อย่างไร
-
0:23 - 0:26พลังงานปรากฎอยู่ในรูปของน้ำตาล
-
0:26 - 0:28ที่สร้างขึ้นโดยพืชซึ่งนำมาทำเป็นซีเรียล
-
0:28 - 0:30อย่างเช่นธัญพืชหรือข้าวโพด
-
0:30 - 0:33อย่างที่เห็น คาร์บอนคือองค์ประกอบหลักทางเคมี
-
0:33 - 0:35และพืชก็ตรึงมันมา
-
0:35 - 0:39ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ CO2
-
0:39 - 0:40จากอากาศที่เราหายใจ
-
0:40 - 0:43แต่โรงงานพลังงานของพืช
-
0:43 - 0:45ซึ่งตั้งอยู่ในส่วนสโตรมาของคลอโรพลาส
-
0:45 - 0:48เปลี่ยนก๊าซที่มีคาร์บอนตัวเดียวอย่าง CO2
-
0:48 - 0:52เป็นของแข็งที่มีคาร์บอนหกตัวอย่างกลูโคส
ได้อย่างไรกัน -
0:52 - 0:55ถ้าคุณคิดถึงการสังเคราะห์ด้วยแสง คุณคิดถูกแล้ว
-
0:55 - 0:58แต่การสังเคราะห์ด้วยแสงแบ่งได้เป็นสองขั้นตอน
-
0:58 - 1:01ขั้นแรก ซึ่งเก็บพลังงานมาจากดวงอาทิตย์
-
1:01 - 1:05ในรูปแบบของ อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟส หรือ ATP
-
1:05 - 1:09และขั้นที่สอง วัฏจักรคัลวิน (Calvin cycle)
ที่จับเอาคาร์บอน -
1:09 - 1:11และเปลี่ยนมันเป็นน้ำตาล
-
1:11 - 1:13ในส่วนที่สองนี้เป็นตัวแทนหนึ่ง
-
1:13 - 1:16ของสายการผลิตของธรรมชาติที่ยั่งยืนที่สุด
-
1:16 - 1:20และด้วยสิ่งนี้
ยินดีต้อนรับสู่โรงงานที่เล็กจิ๋วที่สุดในโลก -
1:20 - 1:22วัตถุดิบเริ่มต้น
-
1:22 - 1:24ส่วนผสมของโมเลกุล CO2 จากอากาศ
-
1:24 - 1:27และโมเลกุลก่อนการรวมตัวที่เรียกว่า
-
1:27 - 1:30ไรโบส บิสฟอสเฟต หรือ RuBP
-
1:30 - 1:32แต่ละโมเลกุลมีคาร์บอนอยู่หกอะตอม
-
1:32 - 1:36ตัวเริ่มน่ะหรือ เอ็นไซม์ในอุตสาหกรรมชื่อว่า
รูบิสโก (rubisco) -
1:36 - 1:40ที่เชื่อมอะตอมคาร์บอนจากโมเลกุล CO2
-
1:40 - 1:42เข้ากับสาย RuBP
-
1:42 - 1:45เพื่อสร้างโมเลกุลตั้งต้นที่มีคาร์บอนหกตัว
-
1:45 - 1:48ซึ่งไม่นานก็ถูกแยกออกเป็นโมเลกุลที่เล็กกว่าสองสาย
-
1:48 - 1:50ที่ประกอบด้วยคาร์บอนสามอะตอม
-
1:50 - 1:54และเรียกว่า ฟอสโฟกลีเซอร์เรต
หรือเรียกสั้นๆ ว่า PGA -
1:54 - 1:58ATP ถูกนำเข้าไป และสารเคมีอีกอย่างเรียกว่า
-
1:58 - 2:02นิโคตินาไมน์ อดีนิน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต
-
2:02 - 2:05หรือ NADPH
-
2:05 - 2:08ATP ทำงานเหมือนสารหล่อลื่น นำส่งพลังงาน
-
2:08 - 2:14ในขณะที่ NADPH แนบไฮโดรเจนหนึ่งอะตอม
ให้แต่ละ PGA -
2:14 - 2:15เปลี่ยนให้พวกมันกลายเป็นโมเลกุลที่เรียกว่า
-
2:15 - 2:20กลีเซอรัลดีไฮด์ 3 ฟอสเฟต หรือ G3P
-
2:20 - 2:23กลูโคสต้องการคาร์บอนหกอะตอมเป็นองค์ประกอบ
-
2:23 - 2:25ซึ่งสร้างขึ้นจากสองโมเลกุลของ G3P
-
2:25 - 2:28ซึ่งบังเอิญว่าแต่ละโมเลกุลมีคาร์บอนหกอะตอม
-
2:28 - 2:31ดังนั้น น้ำตาลก็ถูกสร้างขึ้นแบบนี้สินะ
-
2:31 - 2:33ก็ไม่เชิงนะ
-
2:33 - 2:36วัฎจักรคัลวินทำงานเหมือนกับสายการผลิตที่ยั่งยืน
-
2:36 - 2:38หมายความว่า RuBP ที่มีอยู่แต่แรก
-
2:38 - 2:40ที่ทำให้ทุกอย่างดำเนินไปในตอนแรก
-
2:40 - 2:43ต้องถูกสร้างขึ้นมาใหม่โดยนำวัตถุดิบกลับมาใช้ใหม่
-
2:43 - 2:44ภายในวัฎจักรตอนนี้
-
2:44 - 2:47แต่ว่าแต่ละโมเลกุลของ RuBP
ต้องการคาร์บอนหกอะตอม -
2:47 - 2:50และการสร้างกลูโคสก็เอาไปหมดแล้วทั้งหกอะตอม
-
2:50 - 2:51มีอะไรบางอย่างที่รวมแล้วไม่เป็นเช่นนั้น
-
2:51 - 2:54คำตอบนั้นอยู่ในข้อเท็จจริงที่น่าทึ่ง
-
2:54 - 2:57ระหว่างที่เราสนใจกับสายการผลิตนี้อันเดียว
-
2:57 - 3:01อีกห้าสายการผลิตกำลังดำเนินไปพร้อมๆ กัน
-
3:01 - 3:04ด้วยสายพานทั้งหกที่เคลื่อนไปพร้อมๆ กัน
-
3:04 - 3:06ไม่ใช่แค่คาร์บอนอะตอมเดียวที่ถูกเชื่อม
-
3:06 - 3:07เข้ากับสาย RuBP หนึ่งสาย
-
3:07 - 3:12แต่เป็นคาร์บอนหกอะตอมเชื่อมเข้ากับ
หกโมเลกุลของ RuBP -
3:12 - 3:15ซึ่งนั้นทำให้ได้ G3P 12 สาย แทนที่จะเป็นสอง
-
3:16 - 3:16ซึ่งหมายความว่าทั้งหมดแล้ว
มีคาร์บอนทั้งหมด 36 อะตอม -
3:19 - 3:21จำนวนที่พอเหมาะกับการสร้างน้ำตาล
-
3:21 - 3:24และสร้าง RuBP ขึ้นใหม่
-
3:24 - 3:27จาก G3P 12 อะตอม
-
3:27 - 3:29สองโมเลกุลถูกถ่ายไปเพื่อสร้างเป็น
-
3:29 - 3:32สายน้ำตาลคาร์บอนหกอะตอมที่เต็มไปด้วยพลังงาน
-
3:32 - 3:36ที่เติมพลังให้กับคุณผ่านทางอาหารเช้า สำเร็จ!
-
3:36 - 3:38กลับมายังสายการผลิต
-
3:38 - 3:40ผลิตภัณฑ์ข้างเคียงของการผลิตน้ำตาล
-
3:40 - 3:44รวมตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้าง RuBP หกโมเลกุลขึ้นใหม่
-
3:44 - 3:47ซึ่งต้องการคาร์บอน 30 อะตอม
-
3:47 - 3:51เป็นจำนวนที่พอดีกับ G3P 10 โมเลกุลที่เหลือ
-
3:51 - 3:54ทีนี้การจับคู่โมเลกุลก็เกิดขึ้น
-
3:54 - 3:56G3P สองโมเลกุลถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน
-
3:56 - 3:59เกิดเป็นลำดับสายคาร์บอนหกอะตอม
-
3:59 - 4:03โดยการเติม GFP ตัวที่สาม
สายคาร์บอนเก้าอะตอมก็เกิดขึ้น -
4:03 - 4:06RuBP ตัวแรก ที่ถูกสร้างขึ้นจากคาร์บอนหกอะตอม
-
4:06 - 4:08ถูกปลดปล่อยออก
-
4:08 - 4:10ทำให้เหลือคาร์บอนอีกสี่อะตอม
-
4:10 - 4:11แต่ว่าไม่มีการทิ้งอะไรให้เสียเปล่า
-
4:11 - 4:14พวกมันจะถูกเชื่อมกับ G3P โมเลกุลที่สี่
-
4:14 - 4:16ทำให้เกิดสายคาร์บอนเจ็ดอะตอม
-
4:16 - 4:19เติม GFP โมเลกุลที่ห้า
-
4:19 - 4:21สายคาร์บอนสิบอะตอมได้ถูกสร้างขึ้น
-
4:21 - 4:24เพียงพอแล้วคราวนี้ที่จะสร้างเป็น RuBP สองโมเลกุล
-
4:24 - 4:27RuBP สามโมเลกุลที่สร้างขึ้น
-
4:27 - 4:29จากห้าในสิบของ G3P
-
4:29 - 4:31ทำกระบวนการนี้ซ้ำอีกรอบ
-
4:31 - 4:34จะได้สาย RuBP หกสาย
-
4:34 - 4:37ที่จำเป็นต่อการเริ่มวัฏจักรใหม่อีกครั้ง
-
4:37 - 4:39ดังนั้น วัฏจักรคัลวินสร้างจำนวน
-
4:39 - 4:41ของสสารและกระบวนการ
-
4:41 - 4:43ที่จำเป็นต่อการขับเคลื่อนสายการผลิตเชิงชีวเคมีนี้
-
4:43 - 4:45อย่างไม่มีที่สิ้นสุด
-
4:45 - 4:47และมันก็เป็นแค่หนึ่งในอีกหลายร้อยวัฏจักร
-
4:47 - 4:49ที่ปรากฎอยู่ในธรรมชาติ
-
4:49 - 4:50ทำไมถึงมีมากมายนัก
-
4:50 - 4:53เพราะว่า ถ้ากระบวนการผลิตทางชีวภาพ
เป็นไปแบบเส้นตรง -
4:53 - 4:56พวกมันคงจะไม่มีประสิทธิภาพหรือความสำเร็จ
ใกล้เคียง -
4:56 - 4:58กับพลังงานที่ใช้ไปในการผลิตวัตถุดิบต่างๆ
-
4:58 - 5:01ที่ธรรมชาติต้องพึ่งพามัน เช่น น้ำตาล
-
5:01 - 5:03วัฏจักรสร้างวงจรย้อนกลับที่สำคัญ
-
5:03 - 5:07ที่นำส่วนผสมต่างๆ กับมาใช้ใหม่และสร้างใหม่
ตลอดเวลา -
5:07 - 5:09สร้างให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้
-
5:09 - 5:11จากแหล่งที่ธรรมชาติมีอยู่
-
5:11 - 5:13อย่างเช่นน้ำตาล
-
5:13 - 5:15สร้างโดยแสงแดดและคาร์บอน
-
5:15 - 5:17ถูกเปลี่ยนรูปในโรงงานพืช
-
5:17 - 5:19เพื่อให้เป็นพลังงานที่ให้กับคุณ
-
5:19 - 5:22และทำให้วัฏจักรหมุนไปในชีวิตของคุณ
- Title:
- โรงงานแห่งธรรมชาติที่เล็กที่สุด: วัฎจักรคัลวิน - เคธี ไซมิงตัน
- Description:
-
more » « less
ซีเรียลชามใหญ่ ให้พลังานคุณเพื่อเริ่มต้นวันใหม่ แต่พลังงานนั้นมาอยู่ในชามของคุณได้อย่างไรกันนะ มันเริ่มต้นที่กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการที่เปลี่ยนอากาศที่เราหายใจเข้าไปในการสังเคราะห์กลูโคส เคธี ไซมิงตัน อธิบายรายละเอียดของการสังเคราะห์ด้วยแสงขั้นตอนที่ 2 ที่เรียกว่าวัฎจักรคัลวิน ที่เปลี่ยนแปลงคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในน้ำตาลด้วยคณิตศาสตร์ที่ผสมผสานกันอย่างชาญฉลาด
บทเรียนโดย เคธี ไซมิงตัน (Cathy Symington)
ภาพอนิเมชั่น โดย เฟลมมิง เมดูซ่า สตูดิโอ (Flaming Medusa Studios Inc.) - Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:38
Show all
Kelwalin Dhanasarnsombut
ขอบคุณพี่หนูนานะคะ :)) โน้ต
Apr 17, 2014, 8:27 PM