ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 95 -
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.5
เรื่องปฏิกิริยาเคมีในเซลล์
ค าสั่ง ให้นักเรียนเขียนค าตอบลงในช่องว่าง
1. ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นได้ ประกอบด้วยปัจจัยต่างๆ อยากทราบว่าปัจจัยเหล่านี้มีอะไรบ้าง
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
2. จงให้ความหมายของค าว่า “พลังงานกระตุ้น”
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
3.
จากกราฟจงอธิบายการท างานของเอนไซม์
.................................................................................................
.................................................................................................
.................................................................................................
................................................................................................
4. บริเวณเร่งที่เรียกว่า Active site หรือ catalytic site หมายถึง
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
5. จงอธิบายการท างานของเอนไซม์ตามทฤษฎี แม่กุญแจกับลูกกุญแจ (Lock and Key theory)
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
ี
6. ปัจจัยที่มีผลต่อการท างานของเอนไซม์มอะไรบ้าง
............................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................
จากแผนภาพจงเติมค าตอบลงในช่องว่างที่เว้นไว้ให้
A C
1 2
C
A B พลังงาน D
B D
7. หมายเลข 1 เป็นปฏิกิริยาเคมีแบบใด..............................................................................................
- 96 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
8. หมายเลข 2 เป็นปฏิกิริยาแบบใด.........................................................................................................
9. โครงสร้างของ ATP ประกอบด้วยอะไรบ้าง.........................................................................................
้
ใช้ข้อมูลต่อไปนี้ตอบค าถามขอ 10 การทดลองเกี่ยวกับสาร A B C และเอนไซม์ E , D กับตัวยับยั้นเอนไซม์
ImE , ImD ที่เติมในสารละลาย 6 หลอด เมื่อน าสารผลิตภัณฑ์มาวิเคราะห์พบว่าเกิดปฏิกิริยาดังนี้
หลอดที่ สารและเอนไซม์หรือตัวยับยั้งในแต่ละหลอด ผลการวิเคราะห์
1 A + E + ImE พบสาร A ไม่พบสาร B และ C
2 A +E + ImD พบสาร C และ A น้อยมาก
3 A + E พบสาร C และ A น้อยมาก
4 B +D พบสาร A และ B น้อยมาก
5 B + D + ImD พบสาร A และ B น้อยมาก
6 B + D+ ImE พบสาร A และสาร B เท่ากัน
10. หากการทดลองเติมสาร A B และ เอนไซม์ E และ D ลงในหลอดทดลองเดียวกัน ล าดับของปฏิกิริยาควร
เป็นอย่างไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 97 -
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่3.6
เรื่องแบบฝึกหัดท้ายหน่วย
1. ข้อใดจ าแนกประเภทของสารเคมีในร่างกายได้ถูกต้องที่สุด
ก. สารอนินทรีย์ และ สารอนทรีย์ ข. สารมีขั้วและ สารไม่มีขั้ว
ิ
ค. ธาตุ และ สารประกอบ ง. กรด และ เบส
2. น้ าตาลมอลโทสเกิดได้ตามข้อใดต่อไปนี้
ก. ฟรักโทส +กาแลกโตส ข. กลูโคส+กลูโคส
ค. กลูโคส +ฟรักโทส ง. กาแลกโทส +กลูโคส
3. น้ าตาลใดที่มี C เป็นองค์ประกอบ 5 อะตอม
ก. hexose ข. Tetrose ค. pentose ง. Triose
4. ข้อใดเป็นสูตรโมเลกุลของน้ าตาล กลูโคส
ก. C6H12O6 ข. C5H10O5 ค. C3H6O3 ง. C12H22O11
5. ข้อใดเป็นน้ าตาลเฮกโซส(hexose)
ก. มอลโทส แลกโตส ซูโครส ข. กลูโคส กาแลกโทส ฟรักโทส
ค. กลูโคส ไรโบส ฟรักโทส ง. ไรโบส ดีออกซีไรโบส
6. หมู่ไฮดรอกซิลมีแหล่งพบที่ใด
ก. น้ าตาล และ กลีเซอรอล ข. กรดไขมัน และ กรดอะมิโน
ค. น้ าตาล ง. กรดอะมิโน และ โปรตีน
7. จงเรียงล าดับหน่วยย่อยที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตจากใหญ่ไปหาเล็กสุดตามล าดับ
ก. โมเลกุล - เซลล์ - เนื้อเยื่อ – อะตอม
ข. เนื้อเยื่อ - เซลล์ -โมเลกุล - อะตอม
ค. อวัยวะ - เซลล์ - เนื้อเยื่อ – โมเลกุล
ง. อวัยวะ - เนื้อเยื่อ - โมเลกุล – เซลล์
8. สามารถจ าแนกประเภทของคาร์โบไฮเดรตตามขนาดของโมเลกุลได้อย่างไร
ก. dipeptide,tripeptide,polypeptide
ข. simple,complex,derived
ค. monoglyceride,diglyceride,triglyceride
ง. monosaccharide,oligosaccharide ,polysaccharide
9. หน่วยย่อยของคาร์โบไฮเดรตประกอบกันเป็นโมเลกุลใหญ่ด้วยพันธะเคมีชนิดใด
ก. ไกลโคซิดิก ข. เพปไทด์
ค. ไฮโดรเจน ง. โควาเลนท์
10. ข้อใดเป็นน้ าตาลโมเลกุลเดี่ยวทั้งหมด
ก. มอลโทส-แลกโตส-ซูโครส ข. อะไมโลเพคติน-ไกลโคเจน-ไคติน
ค. กลูโคส-ไรโบส -อะราบิโนส ง. กลูโคส-แลกโตส-ซูโครส
- 98 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
่
11. อะตอมธาตุที่พบมากในสิ่งมีชีวิตได้แกอะตอมของธาตุใด
ก. S P C ข. Na Cl Mg ค. N P K ง. C H O
12. ข้อใดเป็นสารอินทรีย์ทั้งหมด
ก. โปรตีน แร่ธาตุ วิตามิน ข. น้ า วิตามิน ไขมัน
ค. วิตามิน ไขมัน โปรตีน ง. คาร์โบไฮเดรต โปรตีน แร่ธาตุ
13. Functional group หมายถึงอะไร
ั
ก. สารอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกบปฏิกิริยา
ข. บทบาทหน้าที่ของสารอินทรีย์ในปฏิกิริยา
ค. หน้าที่ของสารอนินทรีย์ในปฏิกิริยา
ง. กลุ่มอะตอมของ สารอินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา
14. ข้อใดเป็นสารคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลใหญ่(polysacharide)
ก. มอลโทส แลกโตส ซูโครส ข. กลูโคส ไรโบส อะราบิโนส
ค. กลูโคส แลกโตส ซูโครส ง. อะไมโลเพคติน ไกลโคเจน ไคติน
้
15. R-O-H หมายถึงขอใด
ก. หมู่คีโตน ข. หมู่คาร์บอกซิล
ค. หมู่อะมิโน ง. หมู่ไฮดรอกซิล
16. วิตามินใดที่ร่างกายสามารถสร้างได้เอง นอกเหนือจากที่รับโดยการกิน
ก. เฉพาะวิตามินดี ข. วิตามินดีและเค
ค. ทั้งวิตามิน ดี เค และ บีห้า ง. เฉพาะวิตามินบีห้า
17. โปรตีนเป็นอาหารที่จ าเป็นของคน เพราะ
ก. เราต้องการโปรตีนเพื่อใช้เป็นเอนไซม์
ข. โปรตีนเป็นแหล่งพลังงานที่ส าคัญ
ค. เราไม่สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนหลายชนิด
ง. เราไม่สามารถสังเคราะห์โปรตีนบางชนิดที่ต้องการ
18. โดยทั่วไป โปรตีนแตกต่างจากไขมัน และคาร์โบไฮเดรตอย่างไร
ก. มีวิตามินสะสมอยู่ในโมเลกุลมากกว่า
ข. ให้พลังงานมากกว่าในจ านวนกรัมเท่าๆกัน
ค. มีเกลือแร่สะสมอยู่ในโมเลกุลมากกว่า
ง. ชนิดของธาตุที่เป็นองค์ประกอบหลักมีจ านวนมากกว่า
19. เมื่อบริโภคไขมันเข้าไป ร่างกายจะย่อยสลายให้เป็นตามข้อใด
ก. กรดไขมันเพียงอย่างเดียว
ข. กรดไขมันและกลีเซอรอล
ค. กรดไขมันและกรดอะมิโน
ง. กรดไขมัน กรดอะมิโน และกลีเซอรอล
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 99 -
ิ
20. เซลลูโลส ไกลโคลเจน แป้ง เหมือนกันที่ลักษณะดังข้อใด
ก. น้ าหนักโมเลกุลเท่ากัน
ข. การจัดเรียงตัวของโมเลกุลเหมือนกัน
ค. มีองค์ประกอบเป็นกลูโคสเหมือนกัน
ง. มีการแตกแขนงของโมเลกุลเหมือนกัน
21. ถ้าบริโภคทั้งเซลลูโลสและไกลโคลเจนในปริมาณเท่าๆ กัน พบว่าร่างกายจะเป็นไปตามข้อใด
ก. น าสารทั้งสองชนิดไปสลายให้พลังงานได้ในปริมาณเทาๆกัน
่
ข. น าเซลลูโลสไปสร้างเนื้อเยื่อได้แข็งแรงกว่าไกลโคลเจน
ค. น าเซลลูโลสไปใช้ประโยชน์ได้น้อยกว่าไกลโคลเจน
ง. ย่อยทั้งเซลลลูโลสและไกลโคลเจนให้เป็นโมเลกุลเล็กสุดได้หมดจนเสร็จสมบูรณ์
22. โปรตีนที่มีคุณภาพสูง คือโปรตีนที่มีคุณสมบัติอย่างไร
ก. ร่างกายน าไปสลายให้พลังงานได้มาก
ข. ช่วยสร้างเนื้อเยื่อของร่างกายท าให้เจริญเติบโตอย่างรวดเร็ว
ค. มีกรดอะมิโนชนิดจ าเป็นต่อร่างกายครบถ้วนและย่อยได้ง่าย
ง. ช่วยในการป้องกันโรคและเป็นภูมิต้านทานโรคของร่างกายได้
ุ
23. โปรตีนจากเนื้อสัตว์มีคณภาพสูงกว่าโปรตีนจากพืช ทั้งนี้เนื่องจากโปรตีนจากสัตวเป็นอย่างไร์
ก. มีธาตุไนโตรเจนมากกว่า ข. มีกรดไขมันสะสมมากกว่า
ค. สลายให้พลังงานได้มากกว่า ง. มีกรดอะมิโนที่ร่างกายต้องการมากกว่า
24. การขาดวิตามินเอในเด็ก นอกจากเป็นโรคตาบอดแล้ว ยังท าให้กระดูกและฟันไม่เจริญ วิตามินเอ
นี้มีอยู่ใน อาหารประเภทใด
ก. เนื้อและตับ ข. ไข่แดง นม เนย
ค. มะละกอ ผักบุ้ง ผักต าลึง ง. ถูกทุกข้อ
25. คาร์โบไฮเดรตชนิดใดจัดเป็นโพลีแซ็กคาไรด์
ก. แลกโตส มอลโตส ซูโครส ข. กลูโคส ฟรุสโตส กาแลกโตส
ค. แป้ง เซลลูโลส ไกลโคลเจน ง. กลูโคส มอลโตส แป้ง
26. หมูอ้วนและมีไขมันมากเมื่อเลี้ยงด้วยอาหารพวกคาร์โบไฮเดรตทั้งนี้เพราะร่างกายหมูสามารถ
ก. เปลี่ยนคาร์โบไฮเดรตในอาหารมาเป็นไขมัน
ข. เปลี่ยนโปรตีนในอาหารมาเป็นไขมัน
ค. ดูดซึมที่ล าไส้เล็กเฉพาะไขมัน
ง. น าคาร์โบไฮเดรตไปเผาผลาญให้พลังงาน แต่สะสมไขมันไว้
27. การสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่เช่น ไขมันโปรตีนจากโมเลกุลขนาดเล็กเกิดขึ้นจากขอใด
้
1.ดีไฮเดรชัน 2. พันธะไอออนิก 3.พันธะโคเวเลนต์
ก.ข้อ 1 ข. ข้อ 2
ค. ข้อ1 และ2 ง. ข้อ1 และ3
- 100 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
หน่วยการเรียนรู้ที่ 4 เซลล์ของสิ่งมีชีวิต
เซลล์ (cell) คือ หน่วยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่สามารถด ารงกิจกรรมต่าง ๆ ได้ มีการใช้พลังงานและ
ื
ั
ิ่
การสืบพนธุ์เพมจ านวน ชไลเดนและชวันน์ ได้รวบรวมความรู้ที่ได้จากการศึกษาเซลล์พชและเซลล์สัตว์ และ
จัดตั้งเป็นทฤษฎีเซลล์ โดยมีใจความว่า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์ เซลล์เป็นหน่วยพนฐานของ
ื้
สิ่งมีชีวิต และเซลล์เกิดจากการแบ่งตัวของเซลล์ที่มีอยู่ก่อน เซลล์ของสิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ โพรคา
ริโอต และยูคาริโอต
ภาพที่ 4.1 การเปรียบเทียบขนาดของเซลล์ชนิดต่างๆ
ที่มา : https://www.studyblue.com/notes/note/n/prokaryotic-cell-structure/deck/12149171
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 101 -
ิ
ตัวอย่างเซลล์ ไขไก่ ไข่กบ เซลล์ไข่ เซลล์พืช เซลล์สัตว์ คลอโรพลาสต์ ไมโทคอนเดรีย E.coli ไวรัส
มนุษย์
ขนาด ……………… …………… ……………… …………… ……………… ……………………… ……………………… ………… …………
……………… …………… ………… …………… ………………. ……………………… ……………………… ………… …………
จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ของเซลล์พืชและเซลล์สัตว์
2. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และระบุชนิดและหน้าที่ของออร์แกนเนลล์
3. อธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของนิวเคลียส
4. อธิบายและเปรียบเทียบการแพร่ ออสโมซิส การแพร่แบบฟาซิลิเทต และแอกทีฟทรานสปอร์ต
5. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และเขียนแผนภาพการล าเลียงสารโมเลกุลใหญ่ออกจากเซลล์ด้วย กระบวนการ
เอนโซไชโทซิสและการล าเลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าสู่เซลล์ด้วยกระบวนการเอนโดไซโทซิส
6. สังเกตการณ์แบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิสและแบบไมโอซิสและแบบไมโอซิสจากตัวอย่างภายใต้กล้อง
จุลทรรศน์พร้อมทั้งอธิบายและเปรียบเทียบการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิสและแบบไมโอซิส
7. อธิบาย เปรียบเทียบและสรุปขั้นตอนการหายใจระดับเซลล์ในภาวะที่มีออกซิเจนเพียงพอและภาวะที่มี
ออกซิเจนไม่เพียงพอ
แบบทดสอบก่อนเรียน
ให้นักเรียนใส่เครื่องหมายถูก(/)หรือผิด(x) หน้าข้อความตามความเข้าใจของนักเรียน
………….1. โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์ได้แก่ ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาสซึม และนิวเคลียส
………….2. ถ้าเยื่อหุ้มเซลล์เสียสภาพ แต่เซลล์ยังมีนิวเคลียสอยู่ เซลล์จะท างานได้ตามปกติ
………….3. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดภายในเซลล์จะมี นิวเคลียสเสมอเนื่องจากนิวเคลียสคือเป็นหัวใจของเซลล์
นิวเคลียส
………….4. การแพร่เกิดจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลสารโดยใช้พลังงานจลน์ของโมเลกุล
………….5. ออสโมซิสเป็นการแพร่ของน้ าจากบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ าไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นสูง
โดยไม่จ าเป็นต้องผ่านเยื่อเลือกผ่าน
………….6. การหายใจระดับเซลล์เกิดขึ้นได้ทั้งภาวะที่มีออกซิเจนเพียงพอและมออกซิเจนไม่เพียงพอ
ี
………….7. จุดประสงค์ของการแบ่งเซลล์คือการเจริญเติบโต
………….8. เซลล์ลูกที่เกิดจากการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสท าให้เกิดความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต
………….9. เซลล์ลูกที่ได้จากการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสจะมีจ านวนโครโมโซมเท่ากับเซลล์แม่
………….10. การแบ่งเซลล์แบบไมโตชีสในสิ่งมีชีวิตบางชนิดจัดเป็นการสืบพันธุ์
- 102 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ประวัติการค้นพบเซลล ์
ิ
ในศตวรรษที่ 17 กาลิเลโอ กาลิเลอ (Galileo Galilei) ใช้เลนส์ขยายสองชิ้นต่อกันในวัตถุ
ทรงกระบอกส่องดูตาของแมลง เป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ได้ศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตโดยใช้กล้องจุลทรรศน์
ื่
ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 17 โรเบิร์ต ฮค (Robert Hooke) ใช้กล้องจุลทรรศน์เพอศึกษาไม้คอร์ก
ุ
(cork) ที่ตัดเป็นแผ่นบางๆ และสังเกตเห็นว่าภายในมีลักษณะเป็นห้องๆ เขาจึงเรียกสิ่งที่เห็นว่า “cellulae”
ุ
ซึ่งแปลว่าห้องขนาดเล็ก ค านี้จึงเป็นที่มาของค าว่า เซลล์ (cell) ในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามสิ่งที่ฮคศึกษาเป็น
เซลล์ที่ตายแล้วของพช สิ่งที่เห็นเป็นเพยงผนังเซลล์ที่หลงเหลืออยู่ ในขณะนั้นยังไม่มีนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษา
ื
ี
และพบเซลล์ที่มีชีวิตของสิ่งมีชีวิตอื่น
แอนโทนี ลีเวนฮค (Antony Van Leeuwenhoek) ได้ปรับปรุงเลนส์ของกล้องจุลทรรศน์ให้มี
ุ
ประสิทธิภาพดีขึ้น เขาได้ใช้กล้องจุลทรรศน์ที่เขาสร้างขึ้นเพื่อศึกษาเซลล์ของสเปิร์ม โพรติสต์ และแบคทีเรีย
ั
ในช่วงทศวรรษที่ 1820 มีการพฒนาเลนส์ของกล้องจุลทรรศน์ให้มีความคมชัดมากขึ้น โรเบิร์ต
บราวน์ (Robert Brown) ได้ส่องดูเซลล์ และพบจุดที่มีลักษณะเข้มกว่าบริเวณอื่นภายในเซลล์เขาเรียกบริเวณ
นี้ว่า นิวเคลียส (nucleus)
พ.ศ.2381 มัสทีอส ยาคอบ ชไลเดน (Matthias Jacob Schleiden) นักพฤกษศาสตร์ ชาวเยอรมัน
ั
ศึกษาเนื้อเยื่อพืชชนิดต่างๆ แล้วสรุปได้ว่า เนื้อเยื่อพืชทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์
พ.ศ.2382 เทโอดอร์ ชวันน์ (Theodor Schwann) นักสัตว์วิทยาชาวเยอรมัน ศึกษาเนื้อเยื่อของ
สัตว์หลายๆ ชนิด แล้วสรุปได้ว่า เนื้อเยื่อสัตว์ทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์
ดังนั้น ชวันน์และชไลเดน จึงร่วมกันตั้งทฤษฎีเซลล์ (Cell theory) มีใจความส าคัญ คือ "สิ่งมีชีวิต
ทั้งหลายประกอบด้วยเซลล์ และเซลล์คือหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด"
ทฤษฎีเซลล์ (Cell theory)
ทฤษฎีเซลล์ในปัจจุบันครอบคลุมถึงใจความที่ส าคัญ 3 ประการ
ั
ี
1. สิ่งมีชีวิตทั้งหลายอาจมีเพยงเซลล์เดียว หรือหลายเซลล์ ซึ่งภายในมีสารพนธุกรรม และมี
กระบวนการเมแทบอลิซึม ท าให้สิ่งมีชีวิตด ารงชีวิตอยู่ได้
2. เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระบบการท างานภายในโครงสร้างของเซลล์
3. เซลล์มีก าเนิดมาจากเซลล์แรกเริ่ม เซลล์เกิดจากการแบ่งตัวของเซลล์เดิม
ชนิดของเซลล
์
เซลล์โปรแคริโอต (prokaryotic cell)
เซลล์โปรแคริโอต เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก มีขนาดประมาณ 0.1-10 ไมครอน ลักษณะที่ส าคัญของ
เซลล์โปรคาริโอตที่แตกต่างจากเซลล์ยูแคริโอต คือ เซลล์ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส เช่น พบใน เซลล์ของสิ่งมีชีวิต
ชั้นต่ า เช่น แบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ าเงิน (cyanobacteria) และไมโครพลาสมา (mycoplasma) เป็น
ต้น
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 103 -
ภาพที่ 4.2 โครงสร้างของเซลล์โปรแคริโอต
ที่มา https://www.studyblue.com/notes/note/n/prokaryotic-cell-
structure/deck/12149171
โครงสร้างที่ส าคัญของเซลล์โพรแคริโอต
1. ผนังเซลล์ (cell wall) เป็นส่วนที่อยู่ด้านนอกสุดของเซลล์ ประกอบด้วย สารเพปทิโดไกลแคน
(peptidoglycan) หรือไกลโคโปรตีน (glycoprotein) มีความหนาประมาณ 100 15 - นาโนเมตร มีหน้าที่
ั
สร้างความแข็งแรงให้แก่เซลล์ ป้องกันอนตรายให้เซลล์ และท าให้เซลล์ คงรูปอยู่ได้ นอกจากนี้พบว่าอาจมี
สารลักษณะคล้ายวุ้นห่อหุ้มผนังเซลล์อยู่อีกชั้นหนึ่งเรียกว่า ปลอกหุ้ม (capsule) ช่วยป้องกนอันตรายให้เซลล์
ั
ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
2. เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ 2 ชั้น ท าหน้าที่เป็นเยื่อเลือกผ่าน
ควบคุมการผ่านเข้าออกของสาร มีบางส่วนของเยื่อหุ้มเซลล์ม้วนยื่นเข้าไปภายในเซลล์เรียกว่า มีโซโซม
3. นิวคลีออยด์ (nucleoid) ประกอบด้วยสาย DNA รวมตัวกันอยู่บริเวณกลางเซลล์
4. ไรโบโซม (ribosome) มีลักษณะเป็นเม็ดเล็กๆ ค่อนข้างกลม กระจายอยู่ภายในไซโทพลาสซึม มี
หน้าที่สังเคราะห์โปรตีน
5. แฟลเจลลัม (flagellum) เป็นโครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่ ประกอบด้วยสารพวกโปรตีน
6. เอนโดสปอร์ (endospore) เป็นโครงสร้างที่ท าหน้าที่ป้องกันไม่ให้เซลล์ถูกท าลาย เพราะสามารถ
ทนต่อความร้อนได้ดี
เซลล์ยูแคริโอต (eukaryotic cell)
เซลล์ยูแคริโอตเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความหลากหลายทั้งขนาด รูปร่างลักษณะ การจัดระบบอวัยวะ และการ
ื
ด ารงชีวิต เป็นเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นสูง เช่น เห็ด รา พช และ สัตว์ มีขนาดใหญ่กว่าเซลล์โปรคาริโอต มี
โครงสร้างที่สลับซับซ้อนมากกว่าเซลล์โปรคาริโอต
ลักษณะที่ส าคัญดังนี้
1. มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear membrane)
2. สารพันธุกรรม คือ DNA มีโปรตีนฮิสโทน รวมตัวเป็นเส้นใยโครมาทิน และมีนิวคลีโอลัส
อยู่ภายในนิวเคลียส
3. มีระบบเยื่อหุ้มภายในเซลล์ (internal membrane) ท าให้มีออร์แกเนลล์ต่างๆ ภายในเซลล์
หลายรูปแบบ เช่น ร่างแหเอนโดพลาสซึม กอลจิคอมเพล็กซ ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาสต์
์
- 104 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
4. มีไซโทสเกเลตอน (cytoskeleton) เช่น ไมโครทิวบูล ไมโครฟิลาเมนท์
5. มีการเพิ่มจ านวนเซลล์โดยการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส
ภาพที่ 4.3 แสดงโครงสร้างของเซลล์โปรแคริโอต
ที่มา https://www.studyblue.com/notes/note/n/prokaryotic-cell-structure/deck/12149171
ความแตกต่างระหว่างเซลล์พืชและเซลล์สัตว์
ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบเซลล์ที่มีรูปร่างและหน้าที่ต่างกันจ านวนมาก แต่ในทุก ๆ เซลล์
จะมีโครงสร้างที่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานเหมือนกัน คือ เยื่อหุ้มเซลล์ นิวเคลียส และโพรโทพลาสซึม
ื
ภาพที่ 4.4 โครงสร้างเซลล์พช
(ที่มา: Campbell, 2554 หน้า 147)
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 105 -
ิ
ภาพที่ 4.5 โครงสร้างเซลล์สัตว์(ที่มา: Campbell, 2554 หน้า 146)
Q: ทดสอบความเข้าใจที่ 4.1 เรื่องประเภทของเซลล
์
ค าชี้แจง จงเปรียบเทียบลักษณะของโปรคาริโอตและยูคาริโอต
โครงสร้าง โปรคาริโอต (Prokaryote) ยูคาริโอต (Eukaryote)
เยื่อหุ้มนิวเคลียส …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
ขนาดเซลล์ …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
ขนาดไรโบโซม …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
นิวเคลียส …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
สารพันธุกรรม DNA …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
Organelle …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
การเคลื่อนไหวของเซลล์ …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
ผนังเซลล์ (ถ้ามี) …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
ตัวอย่างสิ่งมีชีวิต …………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
- 106 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 4.6 การเปรียบเทียบโครงสร้างของเซลล์โปรคาริโอตและเซลล์ยูคาริโอต
ที่มา http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/cells/common.html
่
ส่วนที่หอหุ้มเซลล์
ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ หมายถึง โครงสร้างที่ห่อหุ้มไซโทพลาสซึมของเซลล์ให้คงรูปร่างและแสดงขอบเขต
ของเซลล์ ได้แก่ ผนังเซลล์ และเยื่อหุ้มเซลล์
ภาพที่ 4.7 ผนังเซลล์และพลาสโมเดสมาตา
ที่มา: http://legacy.hopkinsville.kctcs.edu/instructors/Jason-
Arnold/VLI/Module%202/m2cellstructure/m2cellstructure7.html)
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 107 -
ภาพที่ 4.8 (ก.) โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์
(ข.) โครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์มีการจัดเรียงตัวแบบฟลูอิดโมเซอกโมเดล (fluid mosaic model)
ิ
ที่มา: (ก.) http://biology-forums.com/index.php?action=gallery;sa=view;id=302
(ข.) http://facweb.bhc.edu/academics/science/robertsk/biol101/
ผนังเซลล์ (Cell wall)
ื
มีลักษณะเป็นผนังหนาอยู่ด้านนอกสุดของเซลล์ เราจะพบผนังเซลล์เฉพาะในเซลล์ของพชเท่านั้น
โครงสร้างนี้ท าหน้าที่ป้องกันส่วนต่าง ๆ ที่อยู่ภายในเซลล์ และช่วยรักษารูปทรงของเซลล์ให้คงอยู่ ผนังเซลล์
ประกอบด้วยสาร เซลลูโลส ลิกนิน เพกทิน โปรตีน และสารประกอบอื่น ๆ เช่น คิวทิน และซูเบอริน จึงท าให้
ผนังเซลล์มีความแข็งแรงมาก ผนังเซลล์ของพืชมีส่วนประกอบต่าง ๆ ดังนี้
- 108 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ิ
1. มดเดิลลาเมลลา ( middle lamella ) เป็นชั้นที่เชื่อมสองเซลล์ให้อยู่ติดกัน ประกอบด้วยสาร
พวกแคลเซียมเพคเทต ( calcium pectate ) หรือแมกนีเซียมเพคเทต ( magnesium pectate ) ในบาง
ื
ชนิดอาจพบลิกนินด้วย เนื้อเยื่อพชแต่ละชนิดมีมิดเดิลลาเมลลาหนาไม่เท่ากัน มิดเดิลลาเมลลาถูกท าลายได้
ง่ายด้วยกรดต่างๆและเอนไซม์ จึงท าให้แต่ละเซลล์แยกเป็นอิสระได้
ิ
2. ผนังเซลล์ชั้นปฐมภูม ( primary cellwall ) เมื่อเซลล์เริ่มมการเจริญเติบโต เซลล์พืชหลายชนิด
ี
มีเฉพาะชั้นนี้เท่านั้น เช่น เซลล์พาเรนไคมา ( parenchyma cell ) ผนังชั้นนี้จะประกอบด้วยเซลลูโลสเพคติน
( pectin ) และ เฮมิเซลลูโลส (hemicellulose) มีการเรียงตัวของไมโครไฟบริลอย่างไม่เป็นระเบียบ ทั้งนี้
เพราะเป็นชั้นที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในขณะที่มีการแบ่งเซลล์ ผนังเซลล์ระยะนี้จะมีความหนาไม่แน่นอน
สามารถเปลี่ยนแปลงความหนาบางได้ขึ้นอยู่กับฤดูกาลและสภาพแวดล้อม ทั้งนี้เพราะอาจมีการน า
สารประกอบที่เป็นผนังเซลล์ไปสร้างสารอย่างอื่นแทนได้
3. ผนังเซลล์ชั้นทุติยภูมิ ( secondary cell wall ) เป็นชั้นที่เกิดขึ้นภายหลัง โดยทั่วไปเกิดเมื่อเซลล์
พืชหยุดขยายขนาดแล้ว โดยเจริญห่อหุ้มผนังเซลล์ชั้นปฐมภูมิไว้ ท าให้ผนังเซลล์มีความแข็งแรงมากขึ้น เซลล์ที่
มีการเกิดผนังเซลล์ขั้นนี้มักจะตายเมื่อมีการเจริญเติบโตเต็มที่แล้ว เช่น ไฟเบอร์ ( fiber ) เวสเซล ( vessel )
เป็นต้น แต่บางชนิดก็จะมีชีวิตอยู่ เช่น ไซเลมพาเรนไคมา ( xylem parenchyma ) ไซเลมเรย์ ( xylem ray )
สารประกอบเคมีของผนังชั้นทุติยภูมิประกอบด้วย เซลลูโลสจ านวนมาก ไมโครไฟบริล มีการเรียง
ื่
ตัวกันเป็นระเบียบมากกว่าในขั้นปฐมภูมิโดยเรียงขนานไปกับความยาวของเซลล์ นอกจากนี้อาจมีสารอนๆ
ด้วย เช่น ลิกนิน ในเซลล์เวสเซล คิวติน ( cutin ) ในเซลล์ผิว ( epidermis) และซูเบอริน (suberin) ในเซลล์
คอร์ก เป็นต้น
ภาพที่ 4.9 ผนังเซลล์พืช
ที่มา: http://philschatz.com/biology-book/resources/Figure_04_02_02.jpg
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 109 -
ิ
เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell membrane)
บางครั้งอาจเรียกว่า เยื่อพลาสมา (plasma membrane) หนาประมาณ 74 - 100
ั
องสตรอม (angstroms) ประกอบด้วยโปรตีน 62 เปอร์เซ็นต์ ไขมน 3 เปอร์เซ็นต์ และโพลีแซ็กคาไรด์
ั
(polysacharide) 3 เปอร์เซ็นต์ เยื่อหุ้มเซลล์ยืดหยุ่นได้ สมมุติฐานโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ที่ยอมรับใน
ิ
ปัจจุบันนี้เรียกว่า ฟลูอด โมเสก โมเดล (fluid mosaic model) ซึ่งเชื่อว่าเยื่อหุ้มเซลล์มี 3 ชั้น ชั้นในเป็น
ไขมนและมีโปรตีนขนาบอยู่ด้านนอก 2 ด้าน คือ ด้านนอกเซลล์ 1 ด้าน และด้านในเซลล์อก 1 ด้าน ชั้นของ
ี
ั
ไขมันซึ่งอยู่ตรงกลางจะแยกเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนที่เป็นไขมันมีประจุ ส่วนนี้จะมีกลุ่มฟอสเฟต (phosphate
ื่
group) ติดอยู่จัดเป็นส่วนหัว ส่วนนี้รวมตัวกับน้ าได้ดี (hydrophilic head) และมีกลุ่มของไอออนชนิดอนที่
ให้ ป ระจุบ วก จัดเป็ น ส่วน ที่มีขั้ว (polar phospholipid) อกส่วน ห นึ่ งเป็ น ส่วน ห างไม่มี
ี
ขั้ว (nonpolar phospholipid) ส่วนนี้ไม่รวมตัวกับน้ า (hydrophobic tail) เป็นกรดไขมัน ชั้นของไขมัน
ดังกล่าวจะหันด้านหางที่ไม่มีขั้วเข้าหากัน โดยส่วนหัวที่เป็นด้านมีขั้วอยู่ด้านนอก เยื่อหุ้มเซลล์บางส่วนมี
โมเลกุลของโปรตีนแทรกเข้าไปในชั้นของไขมัน ท าให้เกิดเป็นช่องบนเยื่อหุ้มเซลล์
เยื่อหุ้มเซลล์มีหน้าที่ดังนี้
1.1 ห่อหุ้มเซลล์ให้คงรูปร่างอยู่ได้ โดยท าหน้าที่ห่อหุ้มเซลล์ ไม่ให้สิ่งที่อยู่ภายในไหลออกมานอก
เซลล์ ถ้าเยื่อหุ้มเซลล์ถูกท าลาย เนื่องจากเซลล์แตก เซลล์จะเสียหายหรือถกท าลายไป
ู
1.2 เป็นตัวกลางในการถ่ายทอดข้อมูลจากภายนอกเซลล์ เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีคุณสมบัติเป็นเยื่อ
เซมิเพอร์มีเอเบิล (semipermeable membrane) ซึ่งหมายถึงการยอมให้สารบางชนิดผ่านเข้าออกได้จึงท า
ให้เยื่อหุ้มเซลล์เป็นตัวตรวจจับ และ ส่งสัญญาณ หรือค าสั่งต่าง ๆ เข้าสู่เซลล์ เช่นค าสั่งของการแบ่งเซลล์
หรือกระบวนการพัฒนาและเปลี่ยนแปลงของเซลล์ (cell differentiation)
ภาพที่ 4.10 แบบจ าลองโครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์
ที่มา: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSZhS8I7xpUBIfEH7
- 110 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
โครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์และเยื่อหุ้มออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไขมันและโปรตีน
1. ไขมัน โมเลกุลของไขมันแต่ละโมเลกุลมีปลายที่หันเข้าโมเลกุลน้ า เรียกว่า hydrophilic หรือ
polar head และปลายที่หันหนีโมเลกุลของน้ า เรียกว่า hydrophobic หรือ nonpolar tail ไขมันที่
ประกอบเป็นเยื่อหุ้มเซลล์มีอยู่ 3 ชนิด ได้แก่ ฟอสโฟลิปิด (phospholipid), ไกลโคลิปิด (glycolipid),และ
คลอเลสเตอรอล (cholesterol)
1.1 ฟอสโฟลิปิด (phospholipid) เยื่อหุ้มเซลล์มีฟอสโฟลิปิดประมาณ 50% ของไขมันที่
เป็นองค์ประกอบ โดยท าหน้าที่ยึดเกาะกับโปรตีน เกี่ยวข้องกับการล าเลียงสารหรือพวกเอนไซม ์
1.2 ไกลโคลิปิด (glycolipid) พบที่ผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งเชื่อมต่อกับสารพวก โอ
ลิโกแซคคาไรด์ (oligosaccharides) ที่ยื่นออกไปจากบริเวณผิวเซลล์
1.3 คลอเลสเตอรอล(chlolesterol) โมเลกุลของคลอเลสเตอรอลเกาะอยู่ใกล้ ๆ กับโมเลกุล
ของฟอสโฟลิปิด ท าให้เยื่อหุ้มเซลล์มีความสามารถในการไหลเคลื่อนที่ (fluidity) ลดน้อยลง
โมเลกุลของไขมันที่บริเวณเยื่อหุ้มเซลล์คงตัวอยู่ได้ในลักษณะเรียงเป็นชั้น 2 ชั้นซ้อนกัน
(bilayers) โดยการหันปลายด้าน hydrophobic tail เข้าข้างในและปลาย hydrophilic head อยู่ริมด้าน
นอก มีผลท าให้เยื่อหุ้มยอมให้โมเลกุลของน้ า ออกซิเจน เมทานอล และเอทานอลผ่านเข้าออกได้เรียกการ
จัดเรียงตัวแบบนี้ว่า ฟอสไฟลิพิดไบเลเยอร์ (phospholipid bilayer)
2. โปรตีน ประกอบด้วยโมเลกุลของโปรตีนจ านวนมาก แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ
2.1 peripheral / extrinsic protein คือ โปรตีนที่เชื่อมจับกับ membrane surfaceอย่าง
หลวมๆ ที่ผิวด้านบนของชั้นไขมันหรือฝังตัวอยู่อย่างหลวมๆ สามารถแยกออกได้ง่าย เช่น spectrin ที่เคลือบ
ผิวเม็ดเลือดแดงด้านผิวใน
2.2 integral / intrinsic protein คือ โปรตีนฝังตัวอยู่ภายในบริเวณโมเลกุลของ lipid
ี
bilayers โดยโปรตีนบางโมเลกุลฝังตัวอยู่เพยงบางส่วนใน lipid bilayers การที่มีโมเลกุลของโปรตีนแทรก
ทะลุระหว่างเซลล์เกิดช่องทาง (channels) ที่ท าให้สารพวกที่ละลายในน้ า เช่น ไอออนสามารถผ่านเข้าหรือ
ออกระหว่างภายในและภายนอกเซลล์ บริเวณโครงสร้างของไกลโคโปรตีน (glycoprotein) และไกลโคลิปิด
(glycolipid) ซึ่งมีส่วนยื่นออกมาจากผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ มักมีส่วนประกอบหลักของ receptor ที่มี
บทบาทส าคัญในเรื่องการจดจ าและเชื่อมยึดติดกันของเซลล์ ชนิดของโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์จะมีความ
แตกต่างกันตามชนิดของเซลล์และท าหน้าที่แตกต่างกันไป เช่น
2.3 โปรตีนล าเลียง (transport protein) ท าหน้าที่ล าเลียงสาร เช่น โปรตีนที่ล าเลียงกลูโคส
2.4 โปรตีนตัวรับ (receptor protein) ท าหน้าที่ตอบสนองต่อสารเคมีที่มากระตุ้น เช่น
ตัวรับของฮอร์โมนอินซูลิน
2.5 โปรตีนเอนไซม์ (enzymatic protein) ท าหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ เช่น ซูเครส
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 111 -
ภาพที่ 4.11 โปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์
(ก.) โปรตีนล าเลียง (ข.) โปรตีนตัวรับ (ค.) โปรตีนเอนไซม์
(ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่มที่ 3 ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ
เทคโนโลยี)
ไซโทพลาซึม(Cytoplasm)
ไซโทพลาซึมเป็นส่วนที่ล้อมรอบนิวเคลียสอยู่ถัดจากเยื่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาซึมประกอบด้วย 2 ส่วน
คือ ออร์แกเนลล์ และ ไซโทพลาซึม
1. ออร์แกเนลล์ (Organelles)
ออร์แกเนลล์ แปลว่า อวัยวะเล็ก ๆ ท าหน้าที่เปรียบเสมือนอวัยวะต่าง ๆ ของเซลล์ ภายในเซลล์จะม
ี
ออร์แกเนลล์ ซึ่งมีรูปร่างและท าหน้าที่แตกต่างกันไป แบ่งตามลักษณะของเยื่อหุ้ม ได้ดังนี้
o ไม่มีเยื่อหุ้ม ได้แก่ ไรโบโซม (Ribosome), ไซโทสเกเลตอน (Cytoskeleton), เซนทริโอล
(Centriole), ซิเลียและแฟลกเจลลา (Cilia and Flagella)
o มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น ได้แก่ ร่างแหเอนโดพลาซึม หรือ เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม (Endoplasmic
reticulum), กอลจิคอมเพล็กซ์ (Golgi complex), ไลโซโซม (Lysosome),
เพอรอกซิโซม (Peroxisome), แวคิวโอล (Vacuole)
o มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ได้แก่ ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria), คลอโรพลาสต์ (Chloroplast).
นิวเคลียส (Nucleus)
ั
นิวเคลียส (Nucleus) เป็นโครงสร้างที่มีความส าคัญที่สุดของเซลล์ เป็นที่อยู่ของสารพนธุกรรม
ส่วนใหญ่ มีลักษณะเป็นรูปกลมหรือรูปไข่ เซลล์ทั่วไปจะมีหนึ่งนิวเคลียส แต่สัตว์ชั้นต่ าบางชนิดจะมีสอง
นิวเคลียส เซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อเจริญเต็มที่ จะไม่มีนิวเคลียส นิวเคลียส
ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ
1.1. เยื่อหุ้มนิวเคลียส (Nuclear Membrane) : เป็นเยื่อหุ้ม 2 ชั้นที่ห่อหุ้มนิวเคลียสไว้ มี
ลักษณะเป็นเยื่อหุ้มที่มีรูพรุน ( nuclear pore) ส าหรับใช้เป็นทางเข้าออกของสารเคมีภายในนิวเคลียสกับไซ
ั
โทพลาสซึม เซลล์ทั่ว ๆ ไปจะมีนิวเคลียส 1 อน ยกเว้นเซลล์ของกล้ามเนื้อลายจะมีนิวเคลียสหลายอน เซลล์
ั
เม็ดเลือดแดงไม่มีนิวเคลียส
- 112 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
1.2. นิวคลีโอพลาสซึม : เป็นส่วนที่อยู่ภายในนิวเคลียสประกอบไปด้วย น้ า ไอออน เอนไซม์ กรด
นิวคลีอิก ( DNA และ RNA) แบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ
- โครมาติน (chromatin) คือ โครโมโซมซึ่งในสภาวะปกติโครโมโซมจะมีลักษณะเป็นเส้นใย
ขนาดเล็กเป็นร่างแหคล้ายเส้นด้าย กระจายอยู่ทั่วนิวเคลียส บนโครมาตินจะประกอบไปด้วยยีน คือ DNA
ิ
รวมกับโปรตีนฮสโตน ยีนจะเป็นตัวก าหนดลักษณะต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต เกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดทาง
พนธุกรรม ในระยะที่เซลล์มีการแบ่งตัวโครมาตินจะหดตัวสั้นลงเป็นแท่งมีแขน 2 แขน เรียกว่า โครโมโซม
ั
(chromosome)
- นิวคลีโอลัส (Nucleolus) : เป็นสารที่มีลักษณะคล้ายวุ้น เป็นกลุ่มของเส้นใยที่ขดเป็นก้อน
กลมฝังตัวอยู่ในเนื้อนิวเคลียส (ในนิวคลีโอพลาสซึม) มีรูปร่างไม่แน่นอน ไม่มีเยื่อหุ้ม ภายในประกอบไปด้วย
RNA และ โปรตีนเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเชื่อว่าท าหน้าที่ในการสังเคราะห์ RNA ในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัวนิวคลี
โอลัสจะหายไป
ภาพที่ 4.12 แบบจ าลองนิวเคลียส (Nucleus)
ที่มา: books.com/MoBio/Free/Ch1C.htm
- ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria)
โครงสร้างออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น พบในเซลล์ยูคาริโอตเกือบทุกชนิด
1. เยื่อหุ้มชั้นนอก (outer membrane)
2. เยื่อหุ้มชั้นใน (inner membrane) มีลักษณะพับทบเว้าเข้ามาภายใน เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว
เรียกโครงสร้างพับเว้านี้ว่า คริสตี (cristae)
3. ของเหลวภายใน (matrix) ภายในมี DNA และ ribosome เป็นของตัวเอง
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 113 -
ิ
หน้าที่ เกี่ยวข้องกับการสลายอาหารหรือหายใจระดับเซลล์แบบใช้ออกซิเจน โดยบริเวณ matrix
จะเป็นบริเวณที่เกิดวัฏจักรเครบส์ (Krebs cycle) ส่วนบริเวณเยื่อหุ้มชั้นในเกิดการถ่ายทอด
อิเล็กตรอน (ETS)
ภาพที่ 4.13 แบบจ าลองโครงสร้างไมโทคอนเดรีย (Mitochondria)
ที่มา: Pearson Education, Inc. (Campbell 10 edition)
3. คลอโรพลาสต์ (Chloroplast) โครงสร้างออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น พบในเซลล์ยูคาริโอตที่
สังเคราะห์ด้วยแสงได้ โครงสร้างแบ่งได้ดังนี้
1. เยื่อหุ้มชั้นนอก (outer membrane)
2. เยื่อหุ้มชั้นใน (inner membrane)
ั
3. ระบบเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ (thylakoid membrane system) มีลักษณะพบเป็นถุงแบบคล้าย
เหรียญ เรียกว่า ไทลาคอยด์ (thylakoid) ซึ่งโดยทั่วไปมักจะเรียงเป็นตั้งๆเรียกว่า กรานุม
(granum) แต่ละตั้งของกรานุมจะเชื่อมต่อกันด้วยส่วนของ stroma lamella หรือ stroma
thylakoid
4. สโตรมา (stroma) เป็นของเหลวที่อยู่ภายในคลอโรพลาสต์
หน้าที่ บทบาทหลักเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
1. ปฏิกิริยาใช้แสง (light reaction) จะเกิดบริเวณไทลาคอยด์และ stroma lamella
2. ปฏิกิริยาการตรึงคาร์บอน (carbon fixation reaction) จะเกิดที่บริเวณสโตรมา
- 114 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 4.14 คลอโรพลาสต์ (Chloroplast)
ที่มา: Pearson Education, Inc. (Campbell 10 edition)
4. ไรโบโซม (Ribosome
ี
ไรโบโซม เป็น ออร์แกเนลล์ที่ไม่มเยื่อหุ้มและมีขนาดเล็กที่สุด สามารถพบได้ทั้งเซลล์โปรคาริโอตและ
ยูคาริโอต
โครงสร้าง
ประกอบขึ้นจาก rRNA (ribosomal RNA) และ ribosomal protein มีหน่วยย่อย 2 ส่วน คือ
หน่วยย่อยขนาดเล็ก (small subunit) และหน่วยย่อยขนาดใหญ่ (large subunit) ซึ่งจะมีขนาด
แตกต่างกันออกไป ในเซลล์โปรคาริโอต (ขนาด 70s) และในเซลล์ยูคาริโอต (ขนาด 80s)
หน้าที่ เกี่ยวกับการสังเคราะห์สายพอลิเพปไทด์และโปรตีน โดยถ้าเป็น
4.1 ไรโบโซมที่ลอยอิสระ (free ribosome) จะสังเคราะห์โปรตีนไว้ใช้ภายในเซลล์หรือในออร์แกเนลล์
4.2 ไรโบโซมที่เกาะอยู่บน ER (attached ribosome) จะสังเคราะห์โปรตีนส าหรับส่งออกนอกเซลล์
ภาพที่ 4.15 ไรโบโซมและการสังเคราะห์โปรตีน
ที่มา:http://faculty.samford.edu/~djohnso2/44962w/405/trans
cription.html
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 115 -
ิ
ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น
1) ร่างแหเอนโดพลาซึม หรือ เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม (Endoplasmic reticulum)
โครงสร้าง ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว ส่วนของเมมเบรนมีลักษณะทบเว้าเป็นท่อกลมหรือ
แบนเชื่อมต่อกัน แบ่งออกเป็น 2 ชนิดภายในเซลล์ คือ
1.1 ร่างแหเอนโดพลาซึมชนิดขรุขระ (Rough ER: RER) มีไรโบโซมเกาะอยู่ที่ผิวด้านนอก
หน้าที่ 1. สังเคราะห์โปรตีนส าหรับส่งออกไปนอกเซลล์
2. เติมหมู่น้ าตาลให้กับโปรตีนที่ถูกสังเคราะห์ขึ้น
ี
1.2 ร่างแหเอนโดพลาซึมชนิดเรียบ (Smooth ER: SER) ไม่มไรโบโซมเกาะอยู่ที่ผิวด้านนอก
หน้าที่ 1. สังเคราะห์ลิพิด (ฟอสโฟลิพิดและสเตียรอยด์)
2. ก าจัดสารพิษ พบมากในตับ
3. ควบคุมการสะสมและหลั่ง Ca ภายในเซลล์กล้ามเนื้อ
2+
เกี่ยวข้องกับการดูดซึมไขมันในล าไส้เล็ก
ภาพที่ 4.16 เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม(Endoplasmic reticulum)
ที่มา: Pearson Education, Inc. (Campbell 6 edition)
กอลจิคอมเพล็กซ์ (Golgi complex, Golgi apparatus)
โครงสร้าง ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว มีลักษณะเป็นถุงแบนบางซ้อนกันเป็นชั้น ๆ
หน้าที่ 1. บรรจุและขนส่งโปรตีนส าหรับส่งออกนอกเซลล์
2. ดัดแปลงโปรตีนที่มาจาก RER โดยการเติมน้ าตาลหรือหมู่ฟังก์ชันต่าง ๆ
3. สังเคราะห์สารเพกติน (pectin) ที่เป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์
4. สังเคราะห์ไลโซโซม (lysosome)
- 116 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 4.17 แบบจ าลองโครงสร้าง และการท างานของกอลจิคอมเพล็กซ์ (Golgi complex)
ที่มา: http://www.nature.com/scitable/topicpage/endoplasmic-reticulum-golgi-apparatus
ไลโซโซม (Lysosome)
โครงสร้าง ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว มีลักษณะเป็นถุง ภายในมีลักษณะเป็นกรดสูงมาก
ส าหรับการท างานของเอนไซม์ในกลุ่มพวก hydrolytic enzyme (acid hydrolase)
หน้าที่ 1. การย่อยอาหารของโปรโตซัวบางชนิด
2. ก าจัดเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอมของเม็ดเลือดขาวชนิดนิวโทรฟิล และแมโครฟาจ
3. ก าจัดออร์แกเนลล์ที่หมดอายุหรือเสื่อมสภาพ เรียกกระบวนการนี้ว่า autophagy
4. ก าจัดเซลล์ที่ชรา เสื่อมสภาพ หรือโดยสารพิษ เรียกกระบวนการนี้ว่า autolysis
5. เกี่ยวข้องกับการเกิดเมตามอร์โฟซิสที่เซลล์ของหางลูกออด
๊
ภาพที่ 4.18 การย่อยอาหารและก าจัดเซลล์ที่เสื่อมสภาพของไลโซโซม
ที่มา: Pearson Education, Inc. (Campbell 6 edition)
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 117 -
เพอรอกซิโซม (Peroxisome)
โครงสร้าง
ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว มีลักษณะเป็นถุงกลม โครงสร้างคล้ายกับไลโซโซม
หน้าที่
1. เกี่ยวกับการสร้างและสลาย H2O2
2. เกี่ยวข้องกับการสลายกรดไขมันในกระบวนการ ß – oxidation
3. เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนไขมันที่สะสมในเมล็ดให้เป็นน้ าตาล
4. เกี่ยวข้องกับการสร้างฟอสโฟลิพิดในเยื่อหุ้มไมอีลิน (myelin sheath)
5. ก าจัดแอลกอฮอล์ส่วนเกินในร่างกาย พบในตับ
6. เกี่ยวข้องกับการเกิด photorespiration ในพืช C3
แวคิวโอล (Vacuole)
โครงสร้าง
ออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว แบ่งออกได้เป็น 4 แบบ ขึ้นกับโครงสร้างและหน้าที่
1. Food vacuole ในพวกโปรโตซัวและเซลล์เม็ดเลือดขาวบางชนิด
2. Contractile vacuole ในโปรโตซัวน้ าจืด
3. Fat vacuole ในเนื้อเยื่อสะสมไขมันในสัตว์ (adipose tissue)
4. Central vacuole หรือ Sap vacuole ในเซลล์พืช (เยื่อหุ้มนี้เรียก tonoplast)
หน้าที่ จ าแนกตามประเภทและชนิดของแวคิวโอล
1. Food vacuole บริเวณที่เก็บอาหารและรวมกับไลโซโซมเมื่อเกิดการย่อย
2. Contractile vacuole ท าหน้าที่ก าจัดน้ าส่วนเกินในโปรโตซัวน้ าจืด
3. Fat vacuole ท าหน้าที่สะสมหยดไขมัน (lipid droplet)
4. Central vacuole ท าหน้าที่ในการสะสมสารชนิดต่างๆ เช่น น้ า แร่ธาตุ สารสีบางชนิด
นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการรักษาความดันเต่ง (turgor pressure) ภายในเซลล์ท าให้
เกิดการขยายขนาดของเซลล์ได้
ภาพที่ 4.19 Central vacuole ในเซลล์พืช และ Contractile vacuole ของพารามีเซียม
ที่มา: Pearson Education, Inc. (Campbell 6 edition)
- 118 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
่
ออร์แกเนลล์ที่ไมมีเยื่อหุ้ม
เซนทริโอล (centriole)
เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ พบในเซลล์สัตว์และสิ่งมีชีวิต เซลล์เดียวเป็นบริเวณที่ยึดเส้ยใยสปิน
เดิลช่วยในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมและแยกโครมาทิดแต่ละคู่ออกจาก กันขณะเซลล์แบ่งตัว
ภาพที่ 4.20 โครงสร้างของเซนทริโอล
(ที่มา: https://sites.google.com/site/cell941tu78/neuxha)
ไซโตสเกเลตอน ( Cytoskeleton)
เป็นร่างแหตาข่ายของเส้นใยโปรตีนที่แผ่ขยายปกคลุมอยู่ ทั่วไซโทพลาซึม ท าหน้าที่คงรูปร่างของเซลล์
โดยท าให้เซลล์ทนต่อแรงอดจากภายนอก เส้นใยโปรตีนที่ ประกอบเป็นสารโครงร่างเซลล์ มี 3 ชนิด คือ ไม
ั
โครทูบูล ไมโครฟิลาเมนต์ และอินเตอร์มีเดียทฟิลาเมนต์
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 119 -
ภาพที่ 4.21 โครงสร้างของไซโตสเกเลตอน
(ที่มา: https://sites.google.com/site/cell941tu78/neuxha)
ไซโทซอล (cytosol) เป็นส่วนชองไซโทพลาสซึมที่มีลักษณะเป็นสารกึ่งแข็งกึ่งเหลว เซลล์ส่วนใหญ่มี
็
็
ประมาณ 3 เท่าของนิวเคลียส อยู่ติดเยื่อหุ้มเซลล์ เรียก เอกโทพลาซึม (ectoplasm) อยู่ด้านใน เรียก เอน
โดพลาซึม (endoplasm) และเป็นที่อยู่ของออร์แกเนลต่าง ๆ
Q: ทดสอบความเข้าใจที่ 4.2 เรื่องเซลล์
ค าชี้แจง จากรูปภาพจงตอบค าถาม
หมายเลขที่ 1 คือ............................ หมายเลขที่ 2 คือ............................
หมายเลขที่ 3 คือ............................ หมายเลขที่ 4 คือ............................
- 120 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
หมายเลขที่ 5 คือ............................ หมายเลขที่ 6 คือ............................
หมายเลขที่ 7 คือ............................ หมายเลขที่ 8 คือ............................
หมายเลขที่ 9 คือ............................ หมายเลขที่ 10 คือ............................
หมายเลขที่ 11 คือ............................ หมายเลขที่ 12 คือ............................
1. สารที่เป็นองค์ประกอบที่ส าคัญของ Cell membrane คือ
ก. nucleic acid ข. carbohydrate
ค phospholipids ง triglyceride
2. ข้อใดต่อไปนี้ไม่ใช่ชื่อที่ใช้เรียก กอลจิ (Golgi)
ก. กอลจิคอมเพล็กซ์ ข. กอลจิเวลสิคัล
ค. กอลจิบอดี ง. กอลจิแอพพาราตัส
3. สิ่งมีชีวิตใดต่อไปนี้ไม่มีผนังเซลล์ (Cell wall)
ก. พืช ข. สาหร่าย ค. พารามีเซียม ง. รา
4. จากภาพข้อความใดถูกต้อง
ก. A เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ า (hydrophobic) และ B เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ า (hydrophilic)
ข. A เป็นส่วนที่ชอบน้ า (hydrophilic) และ B เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ า (hydrophobic)
ค. A เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ า (hydrotonic) และ B เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ า (hydrophilic)
ง. A เป็นส่วนที่ชอบน้ า (hydrophilic) และ และ B เป็นส่วนที่ไม่ชอบน้ า (hydrotonic)
5. ออร์แกแนลล์ใดต่อไปนี้มีโครงสร้างเป็นท่อเชื่อมประสานกัน
ก. นิวเคลียส ข. กอลจิบอดี
ค. เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ง. ไมโทคอนเดรีย
การรักษาดุลยภาพของเซลล์
การแบ่งเซลล์เป็นการเพิ่มจ านวนเซลล์ซึ่งผลการแบ่งเซลล์ท าให้เซลล์มีขนาดเล็กลง แต่มีจ านวนเซลล์
เพมขึ้น ท าให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นเจริญเติบโตขึ้น เซลล์โปรคาริโอต เช่น เซลล์แบคทีเรียมีการแบ่งเซลล์แบบไบ
ิ่
นารีฟชชัน เป็นการแบ่งตัวจาก 1 เป็น 2 เซลล์พวกยูคาริโอต การแบ่งเซลล์ประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ การ
ิ
แบ่งนิวเคลียสและการแบ่งไซโทพลาสซึม การแบ่งนิวเคลียสและการแบ่งไซโทพลาสซึม ยังแบ่งออกเป็น
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 121 -
ิ
ลักษณะต่าง ๆ ได้อีกคือ การแบ่งนิวเคลียส แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส และการแบ่ง
เซลล์แบบไมโอซิส
การผลิตเซลล์ใหม่ท าให้มีจ านวนเซลล์เพิ่มขึ้นจัดเป็นการสืบพันธุ์ระดับเซลล์ การผลิตเซลล์เพิ่มขน ใน
ึ้
สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ท าให้เกิดการเติบโต (growth) ของสิ่งมีชีวิตนั้น การผลิตเซลล์ใหม่เกิดโดยการแบ่งเซลล์
ในพชจะพบกิจกรรมการแบ่งเซลล์เกิดที่เนื้อเยื่อเจริญ (meristematic tissue) ซึ่งมักพบที่บริเวณปลายยอด
ื
ปลายราก ตาใบ และ ตาดอก เป็นต้น
ส่วนในสัตว์จะ พบกิจกรรมการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นชัดเจนในช่วงที่มีการเจริญของ embryo (เอมบริโอ)
ที่เกิดหลังจากการ ปฏิสนธิ (fertilization) ระหว่างไข่กับสเปิร์มได้เป็นเซลล์ zygote (ไซโกต) รวมทั้งในขณะ
ื่
ที่สิ่งมีชีวิตนั้น ก าลังมีการเจริญ (development) เพอเป็นตัวเต็มวัย (adult) เมื่อเป็นตัวเต็มวัยแล้ว จะพบ
กิจกรรมการ แบ่งเซลล์ได้ในเนื้อเยื่อที่ต้องการเซลล์ใหม่ไปทดแทนเซลล์เดิมที่ตายไป เมื่อศึกษาในเนื้อเยื่อ
เจริญของพืชหรือใน embryo จะพบว่าเซลล์ทุกเซลล์ไม่ได้มีกิจกรรมระดับ เซลล์ที่เป็นช่วงเดียวกัน บางเซลล์
ิ
พบอยู่ในช่วงที่ยังไม่มีกจกรรมการแบ่งเซลล์เรียกว่า ช่วง interphase ในขณะที่บางเซลล์พบอยู่ในช่วงที่ก าลัง
มีการแบ่งเซลล์ซึ่งเป็นช่วง division phase เรียกวงจรที่เซลล์มี กิจกรรมสลับระหว่างช่วงอนเทอร์เฟส กับ
ิ
division phase ว่า วฏจักรเซลล์ (cell cycle) (ดังภาพที่1) อย่างไรก็ดีในเนื้อเยื่อที่มีเซลล์ที่ก าลังมีการแบ่ง
ั
เซลล์ใน division phase การแบ่งเซลล์ที่พบก็ไม่ได้อยู่ใน ระยะย่อยเดียวกัน (ดังภาพที่ 2)
ภาพที่ 4.22 แสดงวัฏจักรเซลล์และช่วงย่อยต่าง ๆ ภาพที่ 4.23 แสดงเซลล์ในช่วงและระยะต่าง ๆ ในเนื้อเยื่อปลายรากหอม
ที่มา: https://www.biology.iupui.edu/biocourses ที่มา: https://www.biology.iupui.edu/biocourses
- 122 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 4.24 วัฏจักรเซลล์ (Cell cycle)
(ที่มา: https://www.cabarrus.k12.nc.us/Page/42302)
กิจกรรมระดับเซลล์ในช่วง interphase
เซลล์ในช่วง interphase มีกิจกรรมระดับเซลล์ต่างกัน จึงแบ่งช่วง interphase เป็นช่วงย่อย 3 ช่วง
ได้แก ช่วง G , S และ G 2
่
1
ิ่
1) ในช่วง G ซึ่งเป็นช่วงที่เซลล์เพงจะผ่านการแบ่งเซลล์จากวัฏจักรเซลล์ในรอบก่อนหน้ามาใหม่ๆ เซลล์
1
ยังมีขนาดเล็ก กิจกรรมระดับเซลล์ในช่วงนี้ได้แก่การผลิตและสะสมโมเลกุลต่าง ๆ ภายในเซลล์ เช่น
โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน กรด ribonucleic (RNA) รวมทั้ง enzyme (เอนไซม์) ที่ต้องการใช้ใน
ขั้นตอน ต่อไป ซึ่งส่งผลให้เซลล์มีโมเลกุลต่าง ๆ เหล่านี้สะสมในไซโทพลาซึมมากขึ้นตามลาดับ และท าให้
เซลล์มีขนาดใหญ่ขึ้น ท าให้เกิดการเติบโตของเซลล์ (cell growth)
2) ในช่วง S เป็นช่วงที่เซลล์เตรียมความพร้อมสาหรับการแบ่งเซลล์ที่จะเกิดในอนาคตโดยการผลิต เฉพาะ
ั
โมเลกุลที่เป็นแหล่งบรรจุข้อมูลทางพนธุกรรมซึ่งได้แก่ กรด deoxyribonucleic หรือ DNA
กระบวนการผลิต DNA โมเลกุลใหม่ เกิดโดยการใช้ DNA โมเลกุลเดิมเป็นแม่พมพ ผ่านกระบวน ผลิต
์
ิ
แบบเฉพาะที่เรียกว่า การจ าลองแบบกึ่งอนุรักษ์ ( semi- conservative DNA replication ) ท าให้
ได้ DNA โมเลกุลใหม 2 โมเลกุลที่เหมือนกันทุกประการ และเหมือนกับโมเลกุล DNA ที่เป็น แม่พิมพ์
่
ซึ่งปัจจัยส าคัญที่ท าให้ได้ DNA 2 โมเลกุลที่เหมือนกันทุกประการนั้นเกิดจาก กระบวนการที่มีการจับกัน
อย่างจ าเพาะเจาะจงของเบสคู่สม (complementary base pairs) ระหว่าง เบส Adenine – A
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 123 -
(อะดีนีน) กับเบส Thymine – T (ไทมีน) และเบส Cytosine – C (ไซโทซีน) กับ เบส Guanine – G
(กัวนีน) ดังนั้นเมื่อจบช่วง S ปริมาณ DNA ที่เคยเป็นสายเกลียวคู่ (double helix) เพยง โมเลกุลเดียว
ี
ิ่
จะได้ เป็น DNA สายเกลียวคู่ 2 สายที่ยึดติดอยู่ที่บางต าแหน่ง ท าให้ปริมาณ DNA ภายในเซลล์จะเพม
เป็น 2 เท่าของปริมาณ DNA ในช่วง G 1
3) ในช่วง G เป็นช่วงที่เซลล์ผลิตโมเลกุลที่จะต้องใช้สาหรับการแบ่งเซลล์ที่เกิดในช่วงต่อไปให้มีพร้อม
2
ดังนั้นเซลล์จะเกิดการเติบโตเพิ่มขึ้นจากช่วง G และ ช่วง S
1
กิจกรรมระดับเซลล์ในช่วง division phase
ในช่วง division phase เซลล์มีกิจกรรมการแบ่งเซลล์ โดยเกิดการแบ่งนิวเคลียสก่อนจึงเกิดการ แบ่ง
ไซโทพลาซึมการแบ่งนิวเคลียสมีวิธีการแบ่งที่แตกต่างกัน 2 แบบ ซึ่งส่งผลให้ได้เซลล์ผลลัพธ์ของแต่ละแบบที่มี
สมบัติที่แตกต่างกัน ได้แก่การแบ่งแบบ mitosis (ไมโทซิส) กับการแบ่งแบบ meiosis (ไมโอซิส)
การแบ่งนิวเคลียสแบบ mitosis (ไมโทซิส)
ในสิ่งมีชีวีติหลายเซลล์ เซลล์ร่างกาย (somatic cell) เป็นเซลล์ที่มีการแบ่งนิวเคลียสแบบ mitosis
ิ่
ิ่
(ไมโทซิส) ท าให้มีจ านวนเซลล์เพมขึ้น เมื่อจ านวนเซลล์เพมมากขึ้นท าให้เกิดการเติบโต (growth) ซึ่งส่งผล
ต่อเนื่องให้สิ่งมีชีวิตเกิดการเติบโต และการเพมจ านวนเซลล์โดยการ แบ่งนิวเคลียสแบบ mitosis นั้นยังเป็น
ิ่
การผลิตเซลล์ใหม่มาทดแทนเซลล์เดิมทีเสื่อสภาพและถูกก าจัดไป เช่น เซลล์เม็ดเลือด เซลล์ผิวหนัง เป็นต้น
Division phase ของการแบ่งนิวเคลียสแบบ mitosis แบ่งเป็น 4 ระยะย่อยตามลักษณะการ
เปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ ได้แก
่
1. ระยะ prophase (โปรเฟส)
2. ระยะ metaphase (เมทาเฟส)
3. ระยะ anaphase (แอนาเฟส)
4. ระยะ telophase (เทโลเฟส)
หลังจากจบกระบวนการแบ่งนิวเคลียสแล้วจึงเกิดกระบวนการแบ่งไซโทพลาสซึมตามมา
ระยะการแบ่งเซลล์ ประกอบด้วยระยะต่าง ๆ 4 ระยะ ดังนี้
2.1 ระยะโพรเฟส (Prophase) โครโมโซมจะหดสั้นเข้ามีลักษณะเป็นแท่งเห็นชัดว่า 1 โครโมโซม
ประกอบด้วย 2 โครมาทิด ระยะนี้เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสเริ่มสลายไป ในเซลล์สัตว์ เซนทริโอล
ื
(Centriole) จะสร้างไมโทติกสปินเดิล (mitotic spindle) เป็นรัศมีที่เรียกว่า แอสเทอร์ (aster) ในพชชั้นสูง
ไม่มีเซนทริโอล แต่จะมีการสร้างไมโทติกสปินเดิลจากบริเวณขั้วของเซลล์เรียก โพลาร์แคป (Polar cap)
2.2 ระยะเมทาเฟส (metaphase) เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายไป ไมโทติกสปินเดิลจะมา
เกาะ ที่เซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซม โครโมโซมจะเรียงตัวกันตามแนวกึ่งกลางเซลล์ ท าให้เห็นโครโมโซม
ชัดเจนที่สุด
2.3 ระยะแอนาเฟส(anaphase)ไมโทติกสปินเดิลหดตัวสั้นเข้า ดึงโครมาทิดให้แยกออกจากกันไป คน
ละขั้วของเซลล์ ทาให้โครโมโซมมีรูปร่างต่าง ๆ กัน ขึ้นอยู่กับตาแหน่งของเซนโทรเมียร์
2.4 ระยะเทโลเฟส (terophase) โครโมโซมเคลื่อนที่ไปคนละขั้วของเซลล์จะคลายตัวออกมีลักษณะ
คล้ายเส้นใย เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสเริ่มปรากฏ เป็นการเสร็จสิ้นการแบ่งนิวเคลียส หลังจากนั้นจะ
แบ่ง ไซโทพลาซึม
- 124 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 4.25 ระยะย่อยของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส
ที่มา: https://www.biology.iupui.edu/biocourses/N100/2k4ch8mitosisnotes.html
การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์สัตว ์
ิ
ในเซลล์สัตว์เกิด contractile ring (คอนแทรคไทล์ ริง) ซึ่งประกอบด้วย microfilament (ไมโครฟลา
เม้นท์) การคอดตัวของ contractile ring ซึ่งเกิดจากการเลื่อนผ่านกันของ microfilament จะดึงเยื่อหุ้ม
เซลล์ให้เกิดการคอดตัวแคบลงตามล าดับ จนในที่สุดได้ 2 เซลล์แยกจากกัน
การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์พืช
ในเซลล์พชการแบ่งไซโทพลาซึมเกิดในต าแหน่งที่เคยเป็น metaphase plate เช่นกัน แต่ใช้ ออ
ื
ื
แกเนลล์ที่ต่างกัน เนื่องจากเซลล์พชมีผนังเซลล์ การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์พืชต้องมีการสร้างผนังเซลล์ด้วย
ดังนั้นในเซลล์พชจึงพบ Golgi vesicle ซึ่งเป็นถุงเล็ก ๆ ที่มีเยื่อหุ้ม ภายในบรรจุสารที่เป็นองค์ประกอบของ
ื
ผนังเซลล์
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 125 -
ภาพที่ 4.26 การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์สัตว์และเซลล์พืช
ที่มา https://www.quia.com/jg/2498095list.html
์
เช่น cellulose และโมเลกุลที่เป็นองคประกอบของผนังเซลล์ชนิดอื่น ๆ เคลื่อนมารวมกันที่แนว
metaphase plate จากนั้น Golgi vesicle แตกออกและปล่อยองค์ประกอบของผนังเซลล์ออกมาเกิดเป็น
cell plate ส่วนเยื่อหุ้ม มาเชื่อมต่อกันเป็นเยื่อหุ้มเซลล์ใหม่อยู่ทั้งสองด้านของ cell plate
การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิส (meiotic cell division)
การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิส (meiosis) คือ การแบ่งเซลล์ที่นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงโดยลด
จ านวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง เป็นการแบ่งเพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เซลล์ร่างกายของคนมีโครโมโซมอยู่ 46
โครโมโซม หรือ 23 คู่ แต่ละคู่มีรูปร่างลักษณะเหมือนกัน เรียกโครโมโซมที่เป็นคู่กันว่า ฮอมอโลกัสโครโมโซม
(homologous chromosome) และเซลล์ที่มีโครโมโซมเข้าคู่กันได้เรียกว่า เซลล์ดิพลอยด์ (diploid cell)
การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสนี้ นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลง 2 รอบ
รายละเอียดของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส มีดังนี้
ิ
ระยะอนเตอร์เฟส I => ระยะไมโอซิส I ประกอบด้วย ระยะโพรเฟส I ระยะเมทาเฟส I ระยะแอนาเฟส I
ระยะเทโลเฟส I => ระยะอินเตอร์เฟส II => ระยะไมโอซิส II ประกอบด้วย ระยะโพรเฟส II ระยะเมทาเฟส II
ระยะแอนาเฟส II ระยะเทโลเฟส II
การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสครั้งแรกและครั้งที่สอง ประกอบด้วยระยะต่าง ๆ ดังนี้
1. การแบ่งไมโอซิสครั้งแรก (meiosis I) มีระยะต่าง ๆ ดังนี้
ิ
ระยะอนเตอร์เฟส I (interphase I) การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระยะนี้มีการเตรียมสารต่าง ๆ เช่น
โปรตีน เอนไซม์ เพอใช้ในระยะต่อไป จึงมีเมแทบอลิซึมสูง มีนิวเคลียสใหญ่ มีการจ าลองโครโมโซมใหม่แนบ
ื่
ั
ชิดกับโครโมโซมเดิมและเหมือนเดิมทุกประการ โครโมโซมเป็นเส้นบางยาว ๆ พนกันเป็นกลุ่มร่างแห
- 126 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ระยะโพรเฟส I (prophase I) ใช้เวลานานและซับซ้อนมากที่สุด มีเหตุการณ์ที่ส าคัญ คือ
- โครโมโซมหดสั้นเป็นแท่งหนาขึ้น
- โครโมโซมคู่เหมือน (homologous chromosome) มาจับคู่กันเป็นคู่ๆ แนบชิดกันเรียก ไซแนพ
ซิส (synapsis) คู่ของโครโมโซมแต่ละคู่เรียก ไบวาเลนท์ (bivalant) แต่ละโครโมโซมที่เข้าคู่กัน มี 2 โครมา
ทิด มีเซนโทรเมียร์ยึดไว้ ดังนั้น 1 ไบวาเลนท์มี 4 โครมาทิด
- โครมาทิดที่แนบชิดกันเกิดมีการไขว้กัน เรียก การไขว้เปลี่ยน (crossing over) ต าแหน่งที่ไขว้ทับ
กัน เรียกไคแอสมา (chiasma)
- เซนทริโอแยกไปยังขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง
- มีเส้นใยสปินเดิล ยึดเซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซมกับขั้วเซลล์
- โครโมโซมหดตัวสั้นและหนามากขึ้น เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสค่อยๆ สลายไป
ระยะเมทาเฟส I (mataphase I) แต่ละไบวาเลนท์ของโครโมโซม มาเรียงอยู่กลางเซลล์ เยื่อหุ้ม
นิวเคลียส และนิวคลีโอลัสสลายไปหมดแล้ว
ระยะแอนาเฟส I (anaphase I) โครโมโซมคู่เหมือนที่จับคู่กัน ถูกแรงดึงจากเส้นใยสปินเดิลให้
แยกตัวออกจากกันไปยังขั้วเซลล์ที่อยู่ตรงข้าม การแยกนั้นแยกไปทั้งโครโมโซมที่มี 2 โครมาทิด และการแยก
โครโมโซมนี้มีผลท าให้การสลับชิ้นส่วนของโครมาทิดตรงบริเวณที่มีการ ไขว้เปลี่ยนช่วยท าให้เกิดการแปรผัน
(variation) ของลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีประโยชน์ในแง่วิวัฒนาการจากการแยกกันของโครโมโซมไป
ยังขั้วเซลล์แต่ละ ข้างมีโครโมโซมเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม
ระยะเทโลเฟส I (telophase I) ในระยะนี้จะมีโครโมโซม 2 กลุ่มแต่ละกลุ่มจะมีจ านวนโครโมโซม
เพียงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์
2. ไมโอซิส ครั้งที่ 2 (meiosis II)
ิ
ี
ไมโอซิสครั้งที่ 2 เกิดต่อเนื่องไปเลยไม่มีพักและผ่านระยะอนเทอร์เฟสไป ไม่มการจ าลองโครโมโซม
ี
ใหม่อก เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงดังนี้
ระยะโพรเฟส II (prophase II) แต่ละโครโมโซมในนิวเคลียส แยกเป็น 2 โครมาทิด มีเซนโทรเมียร์
ยึดไว้ เซนทริโอลแยกออกไปขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง มีเส้นใยสปินเดิลยึดเซนโทรเมียร์กับขวเซลล์ เยื่อหุ้ม
ั้
นิวเคลียสและนิวคลีโอลัสสลายไป
ระยะเมทาเฟส II (metaphase II) โครโมโซมทั้งหมดมารวมอยู่กลางเซลล์
ระยะแอนาเฟส II (anaphase II) เส้นใยสปินเดิลหดตัวสั้นเข้าและดึงให้โครมาทิดของแต่ละ
โครโมโซมแยกออกจากกันไปขั้วเซลล์ตรงกันข้าม
ระยะเทโลเฟส II (terophase II) เกิดนิวคลีโอลัส เยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบ โครมาทิดกลุ่มใหญ่
แต่ละโครมาทิดกคือ โครโมโซม นั้นเอง เมื่อจบการแบ่งเซลล์ในระยะเทโลเฟส 2 แล้วได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ แต่
็
ละเซลล์มีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 127 -
กิจกรรม
การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของปลายรากหอม
จุดประสงค์
1. ศึกษาการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของปลายรากหอมตามขั้นตอนต่าง ๆ
2. สังเกต บันทึกและอธิบายโครงสร้างของเซลล์ที่แบ่งแบบไมโทซิสจากกล้องจุลทรรศน์
3. เปรียบเทียบการแบ่งเซลล์ระยะต่าง ๆ ที่เห็นจากกล้องจุลทรรศน์กับรูปในบทเรียน
อุปกรณ์
1. หอมแดง หรือหอมใหญ่ 5. น้ ากลั่น
2. แผ่นสไลด์เปล่า และกระจกปิดสไลด์ 6. หลอดหยด
3. สีซาฟานีน 7. ใบมีดโกน
4. กล้องจุลทรรศน์
วิธีการท ากิจกรรม
1. ตัดปลายรากหอมยาวประมาณ 1-2 มิลลิเมตร น ามาวางบนสไลด์
2. ซับน้ าออกให้แห้งแล้วหยดสีซาฟานีน ให้ท่วมตัวอย่าง แล้วปิดด้วยกระจกปิดสไลด์
3. ใช้ดินสอที่มียางลบติดอยู่กดและปล่อยเบาๆ เพื่อให้เซลล์เกิดการกระจายตัว แล้วใช้กระดาษซับบริเวณ
ข้างกระจกปิดสไลด์ให้แห้ง
4. ตรวจดูเซลล์รากหอมโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ โดยใช้เลนส์ใกล้วัตถุก าลังขยายต่ าสุด เลือกบริเวณที่เห็น
นิวเคลียสระยะต่าง ๆ ชัดเจน
5. เปลี่ยนก าลังขยายเป็น 10 และ 40 เท่า เพื่อสังเกตความแตกต่างของแต่ละเซลล์ บันทึกภาพพร้อม
ระบุก าลังขยายเปรียบเทียบเซลล์ของรากหอมในระยะต่าง ๆ ลงในตารางบันทึกผลการทดลอง
- 128 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ตารางบันทึกผลการทดลอง
ระยะ..................................... ระยะ..................................... ระยะ.....................................
ระยะการแบ่งเซลล์
ก าลังขยาย ............................ ก าลังขยาย ............................ ก าลังขยาย ............................
...................................... ...................................... ......................................
ลักษณะของระยะ ...................................... ...................................... ......................................
...................................... ...................................... ......................................
...................................... ...................................... ......................................
ระยะ..................................... ระยะ..................................... ระยะ.....................................
ระยะการแบ่งเซลล์
ก าลังขยาย ............................ ก าลังขยาย ............................ ก าลังขยาย ............................
...................................... ...................................... ......................................
ลักษณะของระยะ ...................................... ...................................... ......................................
...................................... ...................................... ......................................
...................................... ...................................... ......................................
...................................... ...................................... ......................................
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 129 -
Q: ทดสอบความเข้าใจที่ 4.3
กิจกรรมการแบ่งเซลล์
1. จงใช้ภาพที่ก าหนดให้ ตอบค าถามดังต่อไปนี้
1.1 จากภาพข้างต้นเป็นการแบ่งเซลล์แบบใด เพื่ออะไร
......................................................................................................................................................
1.2 ภาพ A คือระยะ......................................................................................................................
1.3 ภาพ B คือระยะ......................................................................................................................
1.4 ภาพ C คือระยะ......................................................................................................................
1.5 ภาพ D คือระยะ......................................................................................................................
1.6 ภาพ E คือระยะ......................................................................................................................
1.7 ภาพ F คือระยะ......................................................................................................................
1.8 ภาพ G คือระยะ......................................................................................................................
2. จงใช้ภาพที่ก าหนดให้ ตอบค าถามดังต่อไปนี้
2.1 จากภาพข้างต้นเป็นการแบ่งเซลล์แบบใด เพื่ออะไร
..................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................
2.2 ระยะที่เกิดการแยกตัวของโครมาทิดคือระยะ ............................และ ................................................
..................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
- 130 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
มโทซิส (Mitosis)
ระยะโปรเฟส
(Prophase)
ก่อนระยะเมทาเฟส
(Prometaphase)
ระยะเมทาเฟส
(Mataphase)
ระยะแอนนาเฟส
(Anaphase)
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 131 -
ิ
ระยะเทโลเฟส -
(Telophase)
ไมโอซิส I (Meiosis I)
ระยะโปรเฟส I ตอนต้น
(Early prophase I)
ระยะโปรเฟส I ตอนกลาง
(Mid prophase I)
ระยะโปรเฟส I ตอนปลาย
(Late prophase I)
ระยะเมทาเฟส I (Metaphase I)
- 132 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ระยะแอนนาเฟส I (Anaphase I)
ระยะเทโลเฟส I (Telophase I)
ไมโอซิส I (Meiosis I)
ระยะโปรเฟส II
(prophase II)
ระยะเมทาเฟส
II
(Metaphase II)
ระยะแอนาเฟส II
(Anaphase II)
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 133 -
ิ
ระยะเทโลเฟส II
(Telophase II)
เซลล์ลูก 4 เซลล์
แหล่งเรียนรู้เพิ่มเติ่ม
คู่มือปฎิบัติการ การแบ่งเซลล์ การเตรียมสไลด์การแบ่งเซลล์ร่างกาย
การเตรียมสไลด์การแบ่งเซลล์เซลล์สืบพันธุ์
- 134 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
การล าเลียงสารเข้าและออกเซลล์
กลไกการล าเลียงสารผ่านเข้าออกเซลล์
การล าเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ มี 2 แบบ ได้แก ่
1. การล าเลียงสารผ่านเยื้อหุ้มเซลล์โดยไม่ใช้พลังงานจากเซลล์ (Passive transport) เช่น การแพร่ การ
แพร่แบบฟาซิลิเทต ออสโมซิส
2. การล าเลียงสารผ่านเยื้อหุ้มเซลล์โดยใช้พลังงานจากเซลล์ (Active transport)
4.1 การล าเลียงสารผ่านเยื้อหุ้มเซลล์โดยไม่ใช้พลังงานจากเซลล์ (Passive transport)
4.1.1 การแพร่แบบธรรมดา (Simple diffusion)
การแพร่ของสารเข้าสู้เซลล์ สารนั้นต้องมีโมเลกุลขนาดเล็ก โดยผ่านเข้าทางเยื่อหุ้มเซลล์ชั้น
ิ
ฟอสโฟลิพดเท่านั้น เป็นการเคลื่อนที่ของอนุภาคสารจากบริเวณสารที่มีความเข้มข้นสูง คือ มีอนุภาคสารนั้น
เป็นจ านวนมากไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารต่ ากว่า อนุภาคของสารจะกระจายไปจนบริเวณนั้นมี
ความเข้มข้นของสารนั้นเท่ากันหมด จนถึงจุดสมดุลของการแพร่ เช่น การแพร่ของแก๊สออกซิเจนจากถุงลม
เข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดงในหลอดเลือดฝอย และการเคลื่อนที่ของวิตามิน A D E และ K ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
(ก.) การแพร่ของแก๊สออกซิเจน (ข.) การแพร่ของวิตามิน A D E และ K
ภาพที่ 4.27 ภาพแสดงการแพร่ของ (ก.)แก๊สออกซิเจน และ(ข.)วิตามิน A D E และ K
(ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่มที่ 3 ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ
เทคโนโลยี)
4.1.2 การแพร่แบบฟาซิลิเทต (Facilitated diffusion)
สารบางชนิดมีโมเลกุลใหญ่ไม่สามารถแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้โดยตรง เช่น น้ าตาลกลูโคส
กรดอะมิโน และไอออนสารต่างๆ เป็นต้น แต่พบว่าสารเหล่านี้ก็สามารถผ่านเข้าสู่เซลล์ได้ โครงสร้างของเยื่อ
หุ้มเซลล์ประกอบด้วยฟอสโฟลิพดและมีโปรตีนแทรกอยู่ สารเหล่านี้แพร่ผ่านเซลล์โดยมีโปรตีนเป็นตัวพา ซึ่ง
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 135 -
ิ
จะจับกับสารที่เซลล์จะล าเลียงเข้าหรือออกจากเซลล์อย่างเฉพาะเจาะจง แล้วล าเลียงสารนั้นเข้าหรือออกจาก
เซลล์เรียกการล าเลียงหรือการแพร่แบบนี้ว่า การแพร่แบบฟาซิลิเทต (facilitated diffusion) ซึ่งมีหลักการ
ล าเลียงคล้ายกับการแพร่ คือ อนุภาคของสารแพร่จากบริเวณที่สารมีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่สารมีความ
เข้มข้นต่ ากว่า การแพร่แบบฟาซิลิเทตจะมีอตราการแพร่เร็วกว่าแบบธรรมดามาก และมีความเฉพาะเจาะจง
ั
ต่อสารที่ล าเลียงด้วย การแพร่ของน้ าผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ก็เป็นการแพร่แบบฟาซิลิเทตเช่นกัน
ภาพที่ 4.28 การแพร่แบบฟาซิลิเทต (Facilitated diffusion)
(ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่มที่ 3 ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ
เทคโนโลยี)
4.1.3 ออสโมซิส (osmosis)
น้ าสามารถแพร่เข้าและออกจากเซลล์ได้ทางเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์จึงมีกลไกในการควบคุมการแพร่
ของน้ าที่เข้าหรือออกจากเซลล์การแพร่เข้าหรือออกของน้ าผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เป็นการแพร่ของอนุภาคน้ าจาก
บริเวณที่มีอนุภาคของน้ ามากหรือบริเวณที่สารละลายมีความเข้มข้นน้อยกว่าไปสู่บริเวณที่มีอนุภาคของน้ า
น้อย หรือบริเวณที่สารละลายมีความเข้มข้นมากกว่า ปรากฏการณ์แบบนี้เรียกว่า ออสโมซิส (osmosis)
ภาพที่ 4.29 ออสโมซิส (osmosis)
(ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่มที่ 3 ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และ
เทคโนโลยี)
- 136 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
การออสโมซิสจะมีผลท าให้รูปร่างของเซลล์เปลี่ยนแปลงดังนี้
1. Isotonic solution คือ ความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์และภายนอกเซลล์เท่ากัน
ท าให้เซลล์มีรูปร่างปกติ
2. Hypertonic solution คือ ความเข้มข้นของสารละลายภายนอกสูงกว่าภายในเซลล์ น้ าใน
เซลล์จึงออสโมซิสออกจากเซลล์ เซลล์จะมีสภาพเหี่ยว เรียกกระบวนการแพร่ของน ้าออกมาจากไซโทพลาส
ซึมและมีผลท าให้เซลล์มีปริมาณเล็กลงนี้ว่า เอกโซสโมซิส (Exosmosis) หรือพลาสโมไลซิส (Plasmolysis)
3. Hypotonic solution คือ ความเข้มข้นของสารละลายภายในเซลล์สูงกว่าภายนอกเซลล์ น้ า
ื
จึงออสโมซิสเข้ามาในเซลล์ท าให้เซลล์แตกหรือเซลล์เต่งในเซลล์พช เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า เอนโดสโมซิส
(Endosmosis) หรือพลาสมอบไทซิส (Plasmoptysis)
ภาพที่ 4.30 การออสโมซิสของเซลล์สัตว์ (a) Hypotonic solution
(b) Isotonic solution (c) Hypertonic solution
ที่มา https://en.wikipedia.org/wiki/Tonicity
ภาพที่ 4.31 การออสโมซิสของเซลล์พืชหรือพลาสโมไลซิส (Plasmolysis)
ที่มา https://en.wikipedia.org/wiki/Tonicity
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 137 -
4.3 การล าเลียงสารโดยการสร้างเวสิเคิล
ในกรณีที่สารขนาดใหญ่ เช่น โปรตีน หรือคาร์โบไฮเดรต เป็นต้น เป็นสารที่มีความจ าเป็นต้องล าเลียง
เข้าและออกจากเซลล์ แต่ไม่สารมารถผ่านชั้นไขมันหรือช่องทางโปรตีนตัวพาได้ เซลล์จึงต้องมีวิธีการที่จะจับ
สารเหล่านี้เข้าและออกเซลล์ โดยเยื่อหุ้มเซลล์จะเว้าเข้าไปในไซโทพลาสซึมแล้ว
โอบล้อมสารนั้นไว้ จนกลายเป็นถุงเล็กๆ แล้วถุงนั้นก็จะเคลื่อนที่เข้าสู่ภายในเซลล์
ภาพที่ 4.32 การล าเลียงสารโดยการสร้างเวสิเคิล
การล าเลียงสารโดยการสร้างเวสิเคิล มี 2 ประเภท ได้แก่ เอกโซไซโทซิส (exocytosis) และ เอนโด
ไซโทซิส (endocytosis)
1. เอกโซไซโทซิส (exocytosis) เป็นการล าเลียงสารออกจากเซลล์ เช่น การหลั่งน้ าลาย การ
หลั่งเอนไซม์จากตับอ่อนเพื่อส่งต่อไปยังล าไส้เล็ก เป็นต้น
ภาพที่ 4.33 เอกโซไซโทซิส (exocytosis)
2. เอนโดไซโทซิส (endocytosis) เป็นการล าเลียงสารเข้าสู่เซลล์มีหลายประเภท เช่น
- ฟาโกไซโทซิส (phagocytosis) เป็นการล าเลียงสารขนาดใหญ่ที่ไม่ละลายน้ า โดยส่วนของเยื่อ
- 138 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
หุ้มเซลล์ยื่นไปโอบล้อมสาร สร้างเป็นถุงล้อมเพอน าเข้าสู่เซลล์ เช่น การน าเชื้อโรคหรือสิ่งแปลกปลอมเข้าสู่
ื่
เซลล์
ภาพที่ 4.35 ฟาโกไซโทซิส (phagocytosis)
- พิโนไซโทซิส (pinocytosis) เป็นการล าเลียงสารในรูปของของเหลวเป็นเวสิเคิลล้อมรอบ
ภาพที่ 4.36 พิโนไซโทซิส (pinocytosis)
- การน าสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ (receptor-mediated endocytosis) สารจะจับกับ
ตัวรับจ าเพาะบนผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ และเกิดเป็นเวสิเคิลน าเข้าสู่เซลล์ เช่น การน าฮอร์โมนบางชนิดเข้าสู่
เซลล์
ภาพที่ 4.37 การน าสารเข้าสู่เซลล์โดยอาศัยตัวรับ (receptor-mediated endocytosis)
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 139 -
ิ
ภาพที่ 4.38 การล าเลียงสารผ่านเข้าออกเซลล์แบบต่างๆ
ที่มา http://www.differencebetween.net/science/difference-between-exocytosis-
and-endocytosis
การหายใจระดับเซลล์ (Internal /Cellular Respiration)
กระบวนการสลายสารอาหารในเซลล์ มี 2 แบบ คือ
1. การสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน
จ าเป็นต้องใช้ออกซิเจน และให้น้ า พลังงาน และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการสลาย
สารอาหารแบบใช้ออกซิเจนเป็นการสลายสารอนทรีย์ที่มีพลังงานสูงให้เป็นสารอนินทรีย์ที่มีพลังงานต่ า โดย
ิ
ั
ใช้ออกซิเจน พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากการสลายสารอาหาร เป็นพลังงานพนธะคาร์บอน ซึ่งเซลล์
จะต้องเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมี เช่น ATP ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในโครงสร้างของไมโตคอนเดรีย
2. การสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน
เป็นการสลายสารอาหารอีกรูปแบบหนึ่งที่ได้ผลผลิตเป็นพลังงานและผลผลิตอื่นๆ โดยไม่จ าเป็นต้อง
เกิดในไมโตคอนเดรีย
ATP เป็นสารที่มีพลังงานสูงท าหน้าที่เก็บพลังงานที่ได้จากการสลายสารอาหารของเซลล์
ประกอบด้วยสารอินทรีย์ 2 ชนิดต่อกัน คือ เบสอะดีนีนกับน้ าตาลไรโบส ซึ่งเรียกว่า อะดีโนซีน แล้วจึงต่อกับ
หมู่ฟอสเฟต 3 หมู่ ขณะที่สิ่งมีชีวิตด ารงชีวิตอยู่ เซลล์จะมีการสลาย ATP โดย ATP จะเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีน
ไตรฟอสเฟต (ADP) และหมู่ฟอสเฟต หรือเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีนมอโนฟอสเฟต (AMP) และหมู่ฟอสเฟต
เพื่อให้ได้พลังงานส าหรับใช้ท ากิจกรรมต่างๆ
กระบวนการสลายกลูโคสแบบใช้ออกซเจนประกอบด้วย 4 ขั้นตอน คือ ไกลโคไลซิส การสร้างแอซิทิลโค
ิ
เอนไซม์ เอ วัฏจักรเครบส์ และการถ่ายทอดอเล็กตรอน โดยไกลโคไลซิส เป็นกระบวนการสลายกลูโคสซึ่ง
ิ
มีคาร์บอน 6 อะตอม ให้มาอยู่ในรูปของกรดไพรูวิก ซึ่งมีคาร์บอน 3 อะตอม เกิดที่บริเวณไซโทซอลของไมโต
คอนเดรีย
- 140 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ไมโตคอนเดรีย (Mitochondria)
เป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์มีลักษณะ เป็นแท่งยาวรีมีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น คือ เยื่อชั้นนอก มีลักษณะเรียบ
ท าหน้าที่คอยควบคุมการผ่านเข้า ออกของสาร เยื่อชั้นใน มีลักษณะหยักไปมาคล้ายวิลลัสในล าไส้เล็กของ
คน เรียกว่า คริสตา ที่เยื่อชั้นในมีโครงสร้างเล็ก ๆ ลักษณะเป็นเม็ดกลม ๆ เรียกว่า Inner membrane
ิ
particle ท าหน้าที่เป็นแหล่งเก็บสารที่เป็น ตัวรับไฮโดรเจนและตัวรับอเล็กตรอน ถัดจากเยื่อชั้นในเข้าไป มี
ของ เหลวบรรจุอยู่เรียกว่า แมทริก (Matrix) เป็นบริเวณเกิดวัฏจักรเครบส์
ภาพที่ 4.40 แบบจ าลองโครงสร้างไมโทคอนเดรีย (Mitochondria)
ที่มา: Pearson Education, Inc. (Campbell 10 edition)
การสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน (การสลายกลูโคส) มีขั้นตอนในการสลาย 4 ขั้นตอนดังนี้
1. ไกลโคไลซีส (glycolysis)
เป็นการสลายกลูโคส 1 โมเลกุล จะได้กรดไพรูวิก 2 โมเลกุล มีการปลดปล่อยพลังงานจากปฏิกิริยา
เก็บไว้ในสารประกอบ ATP 4 โมเลกุล และ NADH 2 โมเลกุล แต่เนื่องจากในช่วงต้นของกระบวนการไกล
+
โคไลซิสมีการใช้พลังงานจาก ATP ไป 2 ATP ดังนั้นผลลัพธ์สุทธิของ ATP จึงเท่ากับ 2 โมเลกุล
สรุปปฏิกิริยาในช่วงไกลโคไลซิส ปฏิกิริยาของไกลโคไลซิส สรุปได้ดังสมการต่อไปนี้
+
+
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NAD 2C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + 2H
Glucose pyruvic acid
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 141 -
ิ
ลักษณะของกระบวนการ ขั้นตอน ผลที่ได้
1. เริ่มจากน้ าตาลกลูโคส 1 โมเลกุล 1. เป็นการเปลี่ยนกลูโคส 1 โมเลกุล 1. กรดไพรูวิก (C3H4O3) 2 โมเลกุล
สลายตัวได้เป็นกรดไพรูวิก 2 โมเลกุล ให้เป็นสารคาร์บอน 3 อะตอม โดย 2. ใช้พลังงาน 2 ATP แต่ใช้
2. เกิดในไซโตพลาซึมของเซลล์ทั้งพวกยู กระบวนการฟอสโฟริเลชัน พลังงาน 4 ATP ดังนั้นจึงได้
คาริโอตและโพรคาริโอต 2. เปลี่ยนสารที่มีคาร์บอน 3 อะตอม พลังงานสุทธิ 2 ATP
+
ั้
3. พบได้ทงการสลายสารอาหารแบบใช้ ให้เป็นโมเลกุลของกรดไพรูวิก 3. เกิด 4 H หรือ 4 โปรตอน
ออกซิเจนและไม่ใช้ออกซิเจน และ 4 อิเล็กตรอน
+
+
4. ไม่มีการใช้ออกซิเจนอิสระ 4. 2NAD รับ 4H จะได้
+
2NADH + 2H
2. การสร้างแอซิทิลโคเอนไซม์ เอ
เป็นขั้นตอนที่เป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างไกลโคไลซิสกับวัฏจักรเครบส์ โดยมีกรดไพรูวิกเป็นสารเริ่มต้น
กรดไพรูวิกแต่ละโมเลกุลจะผ่านเข้าสู่ไมโตคอนเดรียได้อย่างอิสระ และจะทาปฏิกิริยากับโคเอนไซม์ เอ
(coenzyme A) ได้เป็นอะซิทิลโคเอนไซม์ เอ (acetyl CoA) ซึ่งมีคาร์บอน 2 อะตอมในปฏิกิริยานี้ มีการ
ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 2 โมเลกุล และเปลี่ยน NAD+ เป็น NADH กับ H+ โดยมีเอนไซม์ไพรูเวต
ดีไฮโดรจีเนส คอมเพลกซ์ (pyruvate dehydrogenase complex) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
สรุปการสร้างแอซทิลโคเอนไซม์ เอ
ิ
+
2 C3H4O3 CH3 – C – S – CoA + 2NADH + 2H
pyruvic acid Acityl Coenzyme A
ลักษณะของกระบวนการ ขั้นตอน ผลที่ได้
1. กรดไพรุวิก 1 โมเลกุล ท า กรดไพรูวิก 2 โมเลกุล เกิดปฏิกิริยา 1. เกิด CO2 2 โมเลกุลต่อ1
ปฏิกิริยากับโคเอนไซม์ เอ ได้แอซิ- กับโมเลกุลของโคเอนไซม์ เอ ได้ 2 โมเลกุลของกลูโคส หรือ 2 โมเลกุล
ทิลโคเอนไซม์ เอ 1 โมเลกุล โมเลกุลของแอซิทิลโคเอนไซม์ เอ ของกรดไพรูวิก
+
2. ใช้กลุ่มเอนไซม์ pyruvate 2. เกิด 4H หรือ 4 โปรตอน และ 4
dehydrogenase complex อิเล็กตรอน
+
3. เกิดในส่วนที่เรียกว่า เมทริกซ์ของ 3. 4. 2NAD รับ 4H จะได้
+
ไมโตคอนเดรีย 2NADH + 2H
+
4. พบเฉพาะในการสลายสารอาหาร
แบบใช้ออกซิเจน
- 142 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
3. วัฏจักรเครบส์หรือวัฎจักรของกรดซิตริก
์
เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นบริเวณเมทริกซซึ่งเป็นของเหลวในไมโตคอนเดรีย โดยมีการสลายสารแอ
ซิทิลโคเอนไซม์ เอ ให้ได้เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และเก็บพลังงานที่ได้ไว้ในรูปของ ATP, NADH และ
+
FADH2 โดยเริ่มจากแอซิทิลโคเอนไซม์ เอ ซึ่งมีคาร์บอน 2 อะตอม รวมกับสารประกอบกรดออกชาโลแอซิติก
ซึ่งมีคาร์บอน 4 อะตอม ได้เป็นสารที่มีคาร์บอน 6 อะตอม คือกรดซิตริก และปล่อยโคเอนไซม์ เอ เป็นอสระ
ิ
กรอซิตริกจะถูกเปลี่ยนแปลงต่อไปอีกหลายขั้นตอนโดยใช้เอนไซม์หลายชนิดจนได้สารที่มีคาร์บอน 4 อะตอม
ตามเดิม คือ กรดออกซาโลแอซิติก ซึ่งจะรวมกับแอซิทิลโคเอนไซม์ เอ ได้อก ในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงจะ
ี
มีการปลดปล่อยคาร์บอนออกมาในรูปของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และน าพลังงานในโมเลกุลของสารมาเก็บ
+
ไว้ในรูปของ ATP NADH และ FADH2
ภาพที่ 4.42 ภาพแสดงขั้นตอนในวัฎจักรเครบส์
ที่มา: https://www.trendsmap.com/twitter/tweet/1167118213475225600
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 143 -
เนื่องจาก แอซิทิลโคเอนไซม์ เอ 1 โมเลกุลจะให้ NADH 3 โมเลกุล FADH2 1 โมเลกุล และ ATP
อีก 1 โมเลกุล แต่กลูโคส 1 โมเลกุลจะให้แอซิทิลโคเอนไซม์ เอ เข้าสู่วัฏจักรเครบส์ 2 โมเลกุล ดังนั้นการสลาย
กลูโคส 1 โมเลกุลในวัฏจักรเครบส์จะเกิดการสร้าง NADH 6 โมเลกุลและ FADH2 2 โมเลกุลและยังได้ ATP
2 โมเลกุลด้วย
สรุปปฏิกิริยาในช่วงวัฏจักรเครบส์
+
+
2 C3H4O3 + 6H2O + 6NAD + 2FAD 4CO2 + 2ATP + 6NADH + 6H + 2FADH2
ลักษณะของกระบวนการ ขั้นตอน ผลที่ได้
1. เปลี่ยนแอซิทิลโคเอนไซม์ เอ ให้ 1. 2 โมเลกุลของแอซิทิลโคเอนไซม์ เมื่อใช้ 2 โมเลกุลของแอซิทิลโค
ได้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ า เอ (2C) รวมกับกรดออกซาโลแอซิ เอนไซม์ เอ (2C) จะได้
์
2. เกิดในบริเวณเมทริกซของไมโต ติก (4C) 2 โมเลกุล ได้เป็น 2 1. CO2 4 โมเลกุล
คอนเดรีย โมเลกุลของกรดซิตริก (6C) 2. 2 2. ได้ ATP 2 โมเลกุล
+
3.ต้องใช้ออกซิเจนอิสระจากเซลล์ โมเลกุลของกรดซิตริก (6C) 3. เกิด H 16 อะตอม โดย 12 H +
4. มีสารตัวกลางหลายตัว เช่น กรด เปลี่ยนเป็นสารตัวกลางคือ 2 รวมกับ 6NAD ได้ 6NADH +
+
+
+
ออกซาโลแอซิติก (4C) กรดซิตริก โมเลกุลของกรดแอลฟา- คีโตกลูทา 6H และ 4 H รวมกับ 2FAD ได้
(6C) กรดแอลฟา- คีโตกลูทาริก(5C) ริก(5C) และจะเปลี่ยนไปเป็น 2 2FADH2
โมเลกุลของกรดออกซาโลแอซิติก
(4C)
4. กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
+
ิ
เป็นกระบวนการถ่ายทอดอเล็กตรอนจาก NADH และ FADH2ไปยังออกซิเจนโดยผ่านตัวรับ
อเล็กตรอนชนิดต่าง ๆ การส่งผ่านอเล็กตรอนเป็นล าดับขั้นในกระบวนการนี้ ในแต่ละล าดับพลังงานของ
ิ
ิ
+
ิ
อเล็กตรอนจะลดลงเรื่อย ๆ ส่วนของพลังงานที่ลดลงนี้จะถูกน าไปใช้ในกระบวนการล าเลียง H ในเมทริกซ์
ของไมโตคอนเดรียไปยังช่องว่างที่อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มชั้นนอกและชั้นในของไมโตคอนเดรียก่อให้เกิดความต่าง
ศักย์ (membrane potential) ซึ่งพลังงานเนื่องมาจากความต่างศักย์นี้จะถูกน าไปใช้ในการสร้าง ATP โดย
การท างานของ ATP synthase พลังงานที่เกดขึ้นจากกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนของ NADH 1 โมเลกุล
ิ
ิ
จะน ามาสร้าง ATP ได้ 3 โมเลกุล พลังงานที่เกิดขึ้นจากกระบวนการถ่ายทอดอเล็กตรอนของ FADH2 1
โมเลกุล จะน ามาสร้าง ATP ได้ 2 โมเลกุล
- 144 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 4.43 แสดงกระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
ที่มา: https://sites.google.com/site/mitochondria58205673/function-of-mitochondria/process-
in-mitochondria
สรุปปฏิกิริยาในกระบวนการในการถ่ายทอดอิเล็กตรอน
24 H + 24e + 6O2 12 H2O
-
+
32-34 ADP + 32-34Pi 32-34 ATP
ผลที่ได้
ลักษณะของกระบวนการ ขั้นตอน
1. เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันของ NADH + H + 1. มีการถ่ายทอดอิเล็กตรอนไป 1. เกิดพลังงานในรูป ATP มาก
และ FADH2 กับ โมเลกุลของออกซิเจน ตามตัวน าอิเล็กตรอน ได้แก่ ที่สุด ถึง 32-34 ATP ต่อ 1
+
2. เกิดที่เยื่อหุ้มชั้นในของไมโท-คอนเดรียของ NAD , FAD , ไซโตโครมบี ไซ โมเลกุลของกลูโคส
พวกยูคาริโอต และที่เยื่อหุ้มเซลล์ของพวกโพร โตโครมซี และไซโตโครมเอ 2. เกิด H2O 12 โมเลกุลต่อ 1
คาริโอต 2. ออกซิเจนจะเป็นตัวรับ โมเลกุลของกลูโคส
+
3. ได้พลังงานในรูปของ ATP มากที่สุด ซึ่งเกิด อิเล็กตรอนและโปรตอนเพื่อท า 3. NADH + H และ FADH2 เมื่อ
จากปฏิกริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟริเลชัน ให้เกิดน้ าขึ้น ผ่านกระบวนการถ่ายทอด
4. เกิดควบคู่กับไกลโคไลซิส การสร้างแอซิทิล อิเล็กตรอนจะได้พลังงาน 3ATP
โคเอนไซม์ เอ และวัฏจักรเครบส์ (ทั้ง 3 และ 2ATP ตามล าดับ
ขั้นตอน)
5. ใช้ออกซเจนอิสระภายในเซลล์เป็นตัวรับ
ิ
โปรตอนและอิเล็กตรอน