ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 45 -
ิ
ร่างกายของคนประกอบด้วยน้ าประมาณร้อยละ 65 ในสมองมีน้ าอยู่ร้อยละ 80 แต่ในกระดูกมีเพียงร้อยละ
25 เท่านั้น ร่างกายต้องการน้ าวันละประมาณ 3 ลิตร ร่างกายได้น้ าในรูปของน้ าดื่ม น้ าในผัก ผลไม้ และ
อาหารอื่น ๆ ที่กินเขาไป ความส าคัญของน้ า คือ
้
1. น้ า เป็นส่วนประกอบของเซลล์และโพรโทพลาสซึม ท าให้เกิดการเคลื่อนไหวของสารภายในเซลล์
และเกิดการผสมกัน
2. น้ าช่วยในการล าเลียง คือ ล าเลียงสารอาหารต่าง ๆ แก๊ส ฮอร์โมน และของเสียต่าง ๆ ซึ่งล าเลียงมา
ตามหลอดเลือดของระบบไหวเวียน (circulatory system)
3. น้ าเป็นตัวกลางให้สารท าปฏิกิริยาทางเคมีและเป็นตัวร่วมในปฏิกิริยาด้วย เช่น ปฏิกิริยาการย่อย
สลาย (hydrolysis) ได้แก่ การย่อยอาหารต่าง ๆ
4. น้ าช่วยควบคุมอุณหภูมิ โดยน้ ามีความจุความร้อนสูงในการระเหยของเหงื่อจากร่างกาย จะมีการ
น าความร้อนซึ่งเกินจากร่างกายออกไป ท าให้อุณหภูมิของร่างกายคงที่อยู่ได้
5. น้ าช่วยในการขับถ่ายกากอาหาร และของเสีย เช่น ช่วยในการขับถ่ายปัสสาวะและอุจจาระ
คุณสมบัติของน้ าที่จ าเป็นต่อชีวิต
ชีวิตเกิดขึ้นจากน้ า สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีองค์ประกอบคือน้ า หลายชนิดอาศัยอยู่ในน้ า ปฏิกิริยาเคมีต่าง
ๆ ที่เกิดขึ้นในร่างกายเกิดในน้ า
น้ าเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว
คุณสมบัติพิเศษของน้ าเริ่มต้นจากพันธะโคเวเลนซ์ที่มีขั้วในน้ าแต่ละโมเลกุล โดยรวมแล้วโมเลกุลของ
น้ าไม่มีประจุไฟฟ้า แต่ออกซิเจนจะดึงอิเล็กตรอนคู่ที่ใช้ร่วมกันมาใกล้กว่า ดังนั้นจึงท าให้อะตอมแต่ละด้าน
ของโมเลกุลของน้ ามีประจุอ่อนๆ โดยอะตอมของออกซิเจนจะมีประจุลบออนๆ และอะตอมของไฮโดรเจนจะ
่
มีประจุบวกอ่อนๆ การมีประจุไฟฟ้าต่างกันแสดงว่าน้ าเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว การมีขั้วของน้ าท าให้เกิดแรงดึงดูด
ระหว่างโมเลกุลของน้ า ดังรูปที่ 1 พันธะไฮโดรเจนที่มากมายระหว่างโมเลกุลของน้ าท าให้น้ ามีคุณสมบัติพิเศษ
ที่ท าให้เป็นของเหลวที่มีความส าคัญต่อชีวิต
ภาพที่ 3.6 การมีขั้วของน้ าท าให้เกิดแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล
ที่มา : http://www.personal.psu.edu/staff/m/b/mbt102/bisci4online/chemistry/chemistry3.htm
ttp://www.personal.psu.edu/staff/m/b/mbt102/bisci4online/chemistry/chemistry3.htm (26 มิ.ย. 58)
- 46 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
น้ าเป็นตัวท าละลายที่ดีเยี่ยม
ื่
น้ าเป็นตัวท าละลาย (solvent) ซึ่งหมายถึงสาร (ส่วนใหญ่เป็นของเหลว) ที่สามารถละลายสารอนได้
เมื่อสารเกิดการละลาย โมเลกุลของสารจะกลายเป็นตัวถูกละลาย (solute) ซึ่งจะเกิดการกระจายตัว เกลือ
ื่
น้ าตาล และสารประกอบอนๆ ที่ละลายน้ าได้ดีเป็นสารที่มีขั้ว ทั้งนี้เนื่องจากเกิดพนธะไฮโดรเจนระหว่างสาร
ั
เหล่านั้นกับโมเลกุลของน้ า
+
เกลือ เป็นสารประกอบที่ละลายน้ าได้ดี โดยจะมีการปลดปล่อยไอออน นอกเหนือจาก H และ OH -
โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) เป็นตัวอย่างของเกลือ น้ าสามารถท าละลายเกลือและสารประกอบที่ชอบน้ า
ั
(hydrophilic) โดยจะเกิดพนธะไฮโดรเจนระหว่างน้ าและโมเลกุลที่มีขั้วของสารเหล่านั้น พนธะไฮโดรเจน
ั
เหล่านี้ท าให้ตัวถูกละลายเกิดการละลาย โดยการดึงโมเลกุลหรือไอออนให้ออกห่างจากกันและรักษาให้
โมเลกุลหรือไอออนเหล่านั้นอยู่ห่างกัน
เราสามารถเห็นปฏิสัมพันธ์ของน้ ากับสารที่ไม่ชอบน้ า (hydrophobic) จากการเขย่าน้ าผสมกบน้ ามัน
ั
ื่
แล้วตั้งทิ้งไว้บนโต๊ะ เพอสังเกตการณ์เปลี่ยนแปลง น้ ามันประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว ซึ่งไม่สามารถเกิด
พันธะไฮโดรเจนกับน้ าได้ การเขย่าขวดท าให้พันธะไฮโดรเจนที่ยึดระหว่างโมเลกุลของน้ าบางส่วนสลาย ท าให้
น้ ากลายเป็นหยดขนาดเล็กที่ผสมปนกับน้ ามัน อย่างไรก็ตาม น้ าจะรวมตัวกันใหม่อย่างรวดเร็ว ท าให้น้ า
กลายเป็นหยดน้ าที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเกิดพนธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ า พนธะไฮโดรเจนเป็นตัว
ั
ั
ป้องกันโมเลกุลของน้ ามัน ท าให้โมเลกุลของน้ ามันเป็นหยดไขมันและลอยขึ้นเหนือผิวน้ า ปรากฏการณ์
ดังกล่าวเกิดขึ้นที่เยื่อต่างๆ ของเซลล์ที่มีส่วนประกอบเป็นไขมัน และมีความบาง ซึ่งท าให้เกิดการกั้นระหว่าง
ของเหลวที่เป็นน้ าภายในเซลล์กับภายนอกเซลล์ การก าเนิดของเยื่อต่างๆและการก าเนิดชีวิตเริ่มจากปฎิ
สัมพันธ์ดังกล่าว
การดึงดูดระหว่างโมเลกุล
คุณสมบัติของน้ าประการหนึ่งคือ การดึงดูดระหว่างโมเลกุล (cohesion) ซึ่งหมายถึง การที่โมเลกุลของน้ ายึด
เกาะกัน ไม่ยอมแยกออกจากกัน พนธะไฮโดรเจนจ านวนมากจ านวนมากส่งผลให้โมเลกุลของน้ ายึดเกาะ
ั
กันเอง เราสามารถเห็นผลที่เกิดจากการดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ าได้จากปรากฏการณ์แรงตึงผิว
การดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ าเป็นองค์ประกอบส าคัญส าหรับกระบวนการต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต
หลายเซลล์ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของน้ าหลุดจากผิวของน้ าที่อยู่ในสถานะของเหลวออกไปในรูปของแก๊ส
ั
เรียกกระบวนการดังกล่าว ว่า การระเหย (evaporation) พนธะไฮโดรเจนที่ดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ าท า
ี
ให้การระเหยของน้ าเป็นไปได้ยาก อกนัยหนึ่งคือ การท าลายการดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ าจ าเป็นต้องใช้
พลังงาน ดังนั้น การระเหยจะดึงพลังงานในรูปความร้อนออกจากน้ าที่เป็นของเหลว ท าให้น้ าบริเวณผิวมี
อุณหภูมิต่ าลง การระเหยของน้ าท าให้มนุษย์และสัตว์อนๆ มีอณหภูมิต่ าลง เช่น การที่เหงื่อออกในสภาวะที่มี
ื่
ุ
อากาศร้อนและแห้ง เป็นต้น เหงื่อซึ่งประกอบด้วยน้ าร้อยละ 99 เมื่อระเหยออกจากร่างกายจะท าให้ผิวหนังมี
อุณหภูมิเย็นลง
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 47 -
ิ
ภาพที่ 3.7 แรงดึงจากการคายน้ าและการล าเลียงน้ าของพืช
ที่มา : ttp://www.personal.psu.edu/staff/m/b/mbt102/bisci4online/chemistry/chemistry3.htm
น้ าช่วยรักษาอุณหภูมิให้คงที่
อุณหภูมิ เป็นวิธีการวัดพลังงานในการเคลื่อนที่ของโมเลกุล โมเลกุลมีการสั่นอย่างต่อเนื่อง และจะสั่น
เร็วขึ้นหากได้รับความร้อน อย่างไรก็ตาม พนธะไฮโดรเจน จ านวนมากขัดขวางการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของ
ั
น้ า ท าให้โมเลกุลของน้ าไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ตามปกติ ดังนั้นจึงจ าเป็นต้องใช้ความร้อนมากกว่าปกติเมื่อ
เทียบกับของเหลวอนๆในการเพมอณหภูมิของน้ า การป้องกันการเปลี่ยนแปลงอณหภูมิของน้ าเป็น
ิ่
ุ
ุ
ื่
องค์ประกอบส าคัญของการปรับตัวให้เหมาะกับสภาพแวดล้อม ทั้งนี้เนื่องจากโมเลกุลต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตจะ
สามารถท างานได้ในช่วงอุณหภูมิหนึ่งๆเท่านั้น
๐
ในสภาวะที่อณหภูมิต่ ากว่า 0 C โมเลกุลของน้ าจะไม่สั่นจนเกิดการท าลายพนธะไฮโดรเจนระหว่าง
ั
ุ
ั
โมเลกุล จึงท าให้โมเลกุลของน้ าถูกตรึงไว้ในรูปพนธะที่มีความแข็งซึ่งมีความแข็งซึ่งมีลักษณะเป็นชั้น ซึ่งเป็น
ั
รูปแบบพนธะที่เกิดขึ้นในน้ าแข็ง โมเลกุลของน้ าแต่ละโมเลกุลจะอดตัวกันหนาแน่นน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสถานะ
ั
ของเหลว ดังนั้นน้ าแข็งจึงสามารถลอยบนผิวน้ าได้ แผ่นน้ าแข็งที่เกิดขึ้นบริเวณผิวของสระ ทะเลสาบและล า
ุ
ั
ธารต่างๆ ช่วยป้องกันอณหภูมิของน้ าอยู่เบื้องล่างไม่ให้แข็งตัว การป้องกนอณหภูมิของแผ่นน้ าแข็งบริเวณผิว
ุ
นี้ ท าให้สัตว์ที่อยู่ในน้ าสามารถด ารงชีวิตอยู่ได้ในช่วงฤดูหนาวที่มีอากาศหนาวเย็นมาก
แร่ธาตุ หรือ เกลือแร่
เกลือแร่เป็นสารอนินทรีย์และเป็นสารอาหารที่จ าเป็นในการเสริมสร้างความแข็งแรงของร่างกายและ
ควบคุมการท างานของส่วนประกอบต่างๆ ของร่างกาย มีอยู่ประมาณร้อยละ 4 ของน้ าหนักตัว เกลือแร่มี
บทบาทและหน้าที่ที่ส าคัญในร่างกายโดยเฉพาะอย่างยิ่งการท าหน้าที่เป็นโครงสร้างของร่างกาย เป็น
องค์ประกอบของเซลล์ เนื้อเยื่อและเส้นประสาท เอนไซม์ ฮอร์โมนและวิตามิน นอกจากนี้ยังท าหน้าที่ควบคุม
การท างานของกล้ามเนื้อในทุกอวัยวะ ควบคุมการท างานของฮอร์โมน และช่วยรักษาสมดุลของกระบวนการ
ออสโมชิสด้วย ความส าคัญหรือหน้าที่ของเกลือแร่ที่มีต่อร่างกายโดยสรุปมีดังนี้
- 48 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
1. เป็นส่วนประกอบของกระดูกและฟัน และเกี่ยวข้องกับการสร้างกระดูกฟัน ได้แก ่
แคลเซียมฟอสฟอรัส แมกนีเซียม แมงกานีส และฟลูออรีน
2. รักษาความสมดุลของกรดและด่างในร่างกาย เกลือแร่ที่ร่างกายได้รับจากอาหารมีทั้ง
ื่
ชนิดที่ท าให้เกิดกรดและเบส ซึ่งกลไกของร่างกายจะท าหน้าที่ปรับภาวะเพอรักษาสมดุลความเป็นกลางของ
ร่างกายเพอช่วยให้เซลล์มีชีวิตอยู่ได้ เช่น โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน แคลเซียม แมกนีเซียมและ
ื่
ฟอสฟอรัส
3. เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมี เช่น เป็นตัวเร่งในกระบวนการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต
ไขมันและโปรตีน ให้เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ า และพลังงาน ส่งเสริมการดูดซึมอาหารและวิตามิน
และกระตุ้นการท างานของเอนไซม์ เป็นต้น เช่น ทองแดง สังกะสี และโครเมียม
4. ควบคุมความสมดุลของน้ าในร่างกาย ร่างกายมีน้ าอยู่ประมาณร้อยละ 60 การ
ี
เคลื่อนย้ายของเหลวจากส่วนใดส่วนหนึ่งไปยังอกส่วนหนึ่งนั้นจะขึ้นกับปริมาณความเข้มข้นของเกลือแร่ใน
บริเวณนั้นๆ
5. เป็นส่วนประกอบที่ส าคัญของระบบต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น ไอโอดีนในฮอร์โมน-ไทรอกซิน
เอนไซม์ โคเอนไซม์ และยังเป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของสารประกอบต่าง ๆ ที่ส าคัญในร่างกาย เช่น
กรดอะมิโน และฟอสโฟลิปิด ได้แก่ ก ามะถันและฟอสฟอรัสหรือเป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของฮม คือ
ี
เหล็ก เป็นต้น
6. มีบทบาทเกี่ยวกับการรับส่งความรู้สึกของเส้นใยประสาท จากเซลล์ประสาทหนึ่งไป
สู่อีกเซลล์หนึ่ง เช่น โซเดียม โพแทสเซียม
7. ควบคุมการหดรัดตัวของกล้ามเนื้อและการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อต่าง ๆ เช่น แคลเซียม
ก ข
ภาพที่ 3.8 ค่าร้อยละของสารต่างๆ ก.ในโลก ข.ในร่างกายมนุษย์
ที่มา;http://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewbulletin
ชนิดของเกลือแร่ที่พบในอาหาร
เกลือแร่ที่พบในอาหารมีอยู่ประมาณ 60 ชนิด และที่จ าเป็นต่อร่างกายมีทั้งหมดประมาณ 17 ชนิด มี
อยู่ในร่างกาย และในอาหารที่รับประทาน แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ คือ
1. เกลือแร่ที่ร่างกายต้องการเป็นปริมาณมาก(macronutriets หรือ majorminerals) ซึ่งเป็น
เกลือแร่ที่มีอยู่ในร่างกายมากกว่าร้อยละ 0.01 ของน้ าหนักตัวหรือมากกว่า 5 กรัม และร่างกายต้องการเกลือ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 49 -
ิ
แร่เหล่านี้จากอาหารตั้งแต่ 100 มิลลิกรัมต่อวันขึ้นไป ได้แก่ แคลเซียม ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม โซเดียม
โพแทสเซียม และคลอไรด์
2. เกลือแร่ที่ร่างกายต้องการเป็นปริมาณน้อย(micronutrients หรือ trace minerals) ซึ่งเป็น
เกลือแร่ที่มีอยู่ในร่างกายเล็กน้อย หรือน้อยกว่า 5 กรัม และร่างกายต้องการเกลือแร่เหล่านี้จากอาหารน้อย
กว่า 100 มิลลิกรัมต่อวัน เกลือแร่ในกลุ่มนี้ ได้แก่ เหล็ก ทองแดง ไอโอดีน โคบอลต์
ฟลูออไรด์ แมงกานีส สังกะสี โมลิดินัม ซิลิเนียม และโครเมียม เกลือแร่ทั้ง 2 กลุ่ม มีปริมาณที่แนะน าให้
รับประทานต่อวัน ดังตารางที่ 3.1
ตารางที่ 3.1 ปริมาณที่แนะน าให้บริโภคต่อวัน (Thai RDI) ของผู้ที่มีอายุ 6 ปีขึ้นไป
เกลือแร่ ปริมาณที่แนะน าให้บริโภค หน่วย
แคลเซียม 800 มิลลิกรัม
ฟอสฟอรัส 800 มิลลิกรัม
เหล็ก 15 มิลลิกรัม
ไอโอดีน 150 ไมโครกรัม
แมกนีเซียม 350 มิลลิกรัม
สังกะสี 15 มิลลิกรัม
ทองแดง 2 มิลลิกรัม
คลอไรด์ 3400 มิลลิกรัม
โพแทสเซียม 3500 มิลลิกรัม
โซเดียม 2400 มิลลิกรัม
แมงกานีส 3.5 มิลลิกรัม
ซิลิเนียม 70 ไมโครกรัม
ฟลูออไรด์ 2 มิลลิกรัม
โมลิเดนัม 160 ไมโครกรัม
โครเมียม 130 ไมโครกรัม
ที่มา : Puwastein et al. (1999)
- 50 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
แคลเซียม
แคลเซียมในอาหารได้จากวัตถุดิบจ าพวกธัญชาติ และนม ในการประกอบอาหารก็มีการใส่เกลือ
แคลเซียมลงไปด้วยในรูปของเกลือหรือด่าง เช่น แคลเซียมโบรเมต แคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมไอโอเดต
แคลเซียมเพอร์ออกไซด์ แคลเซียมซัลเฟต แคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมกลูโคเนต แคลเซียมแลกเตต
แคลเซียมออกไซด์ แคลเซียมซัลเฟต แคลเซียมซิเตรต แคลเซียมฟอสเฟต เป็นต้น
ฟอสฟอรัส
ิ
ฟอสฟอรัสในอาหารอยู่ในรูปของสารประกอบอนทรีย์และสารประกอบอนินทรีย์ สารประกอบ
ิ
ฟอสฟอรัสที่อยู่ในรูปของสารอนทรีย์ที่พบมากคือ ADP, ATP, glucose-6-phosphate, fructose-6-
phosphate, 2-phosphoglycerate, phytate เป็นต้น ส่วนที่อยู่ในรูปของสารประกอบ อนินทรีย์คือ เกลือ
ฟอสเฟต หรือพบในกระดูกในรูปของสารอะพาไทต์(apatite) อาหารที่พบฟอสฟอรัสมากคือ นมโค ธัญชาติ
เนื้อสัตว์ และไข่ โดยอยู่ในรูปของสารเคซีน ไฟเตตเอสเทอร์ และวิเทลลิน ตามล าดับ ในการประกอบ
อาหารมีการใส่สารฟอสฟอรัสหลายชนิดลงไป เช่น แอมโมเนียมฟอสเฟต โพแทสเซียมฟอสเฟต แคลเซียม
ฟอสเฟต โซเดียมฟอสเฟต กรดฟอสฟอริก ฟอสฟอรัสคลอไรด์ ฟอสฟอรัสออกซีคลอไรด์ เป็นต้น
แมกนีเซียม
แหล่งของแมกนีเซียมในอาหารคือ ผักสีเขียว เนื่องจากคลอโรฟิลล์จะมีแมกนีเซียมเป็นส่วนหนึ่ง
ของโมเลกุล ส าหรับแมกนีเซียมที่ใส่ลงในอาหารมักอยู่ในรูปของเกลือ เช่น แมกนีเซียมคาร์บอเนต
แมกนีเซียมคลอไรด์ แมกนีเซียมไซคลาเมต แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ แมกนีเซียมซัลเฟต แมกนีเซียม
ฟอสเฟต แมกนีเซียมซิลิเกต เป็นต้น
โซเดียม
โซเดียมในอาหารอาจมาจากวัตถุดิบหรือใส่ลงไปในรูปของเกลือเช่นเดียวกับแคลเซียมหรือ
แมกนีเซียม ส าหรับแหล่งโซเดียมในธรรมชาติประกอบด้วยผักและเนื้อสัตว์ทุกชนิด นอกจากนี้ยังพบในน้ านม
สูงมาก เช่น น้ านมโคมีโซเดียมสูงถึงร้อยละ 0.08-0.20 ระหว่างการประกอบอาหารมีการใส่โซเดียมลงไปด้วย
ื่
ในรูปของสารให้รส สารท าให้เปื่อย สารกันเสีย สารชูรส และเพอวัตถุประสงค์อนๆ อีกมากมาย สารโซเดียมที่
ื่
ใช้ประกอบด้วยโซเดียมอาซิเตต โซเดียมไบซัลไฟต์ โซเดียมแอลจิเนต โซเดียมเบนโซเอต โซเดียมไบ
คาร์บอเนต โซเดียมคาร์บอเนต โซเดียมคาร์ซิ-เนต โซเดียมคลอไรด์ โซเดียมคลอไรด์ โซเดียมไซคลาเมต
โซเดียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมเม-ตาไบซัลไฟต์ โซเดียมฟอสเฟต โซเดียมซอร์เบต โซเดียมสเตียเรต เป็นต้น
โพแทสเซียม
ื
พชต้องการโพแทสเซียมในการเจริญเติบโตด้วยเหตุนี้ทั้งผักและผลไม้จึงเป็นแหล่งของ
โพแทสเซียมที่ดี ผลไม้จะมีโพแทสเซียมเฉลี่ยประมาณร้อยละ 0.20 ส่วนผักมีเฉลี่ยประมาณร้อยละ 0.48 ผัก
และผลไม้แห้งจะมีโพแทสเซียมสูงขึ้น นมและไข่เป็นแหล่งโพแทสเซียมที่ดี แต่เนื้อสัตว์มีโพแทสเซียมต่ ามาก
ในการประกอบอาหารมีการใช้เกลือโพแทสเซียมหลายชนิด โดยมีวัตถุประสงค์การใช้ต่างๆ กัน เกลือ
่
โพแทสเซียมที่นิยมใช้ได้แก โพแทสเซียมแอลจิเนต
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 51 -
โพแทสเซียมไบซัลไฟต์ โพแทสเซียมโบรไมด์ โพแทสเซียมเคซีเนต โพแทสเซียมคลอไรด์ โพแทสเซียมไซคล
เมต โพแทสซียมฟลูออไรด์ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมไอโอไดด์ โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต
โพแทสเซียมสเตียเรต และโพแทสเซียมซัลเฟต
เหล็ก
อาหารที่เป็นแหล่งแร่เหล็กที่ส าคัญคือ ตับ ไต ไข่แดง หอย โกโก้ ผลไม้เปลือกแข็ง ผักสีเขียว
ี
แป้งจากธัญพืชทั้งเมล็ด ส่วนนมและผลิตภัณฑ์นมมเหล็กน้อยมาก การประกอบอาหารมีการใช้สารประกอบ
เหล็กหลายชนิดส่วนใหญ่เพอเป็นการเพมปริมาณธาตุเหล็กในอาหาร สารประกอบของเหล็กที่นิยมใช้กันคือ
ื่
ิ่
เฟอริกโคลีนซิเตรต เฟอริกฟอสเฟต เฟอริกไพโรฟอสเฟต เฟอริกโซเดียมไพโรฟอสเฟต เฟอรัสฟมาเรต
ู
เฟอรัสกลูโคเนต เฟอรัสแลกเตต และเฟอรัสซัลเฟต
ทองแดง
แหล่งของทองแดงที่ส าคัญคือ หอยนางรม ตับ ไต สมองสัตว์ ผลไม้เปลือกแข็ง โกโก้ องุ่น และ
ลูกท้อ ส่วนผลไม้ ข้าวขัดขาวและผักอนๆ ที่มิใช่ผักกินใบมีทองแดงน้อยมาก สารประกอบทองแดงไม่นิยม
ื่
เติมลงในอาหารเพอวัตถุประสงค์อื่น นอกจากการเติมเพื่อเพมปริมาณทองแดงในอาหารเท่านั้น โดยเติมในรูป
ิ่
ื่
เกลือคิวปรัสไอโอไดด์
ไอโอดีน
ไอโอดีนพบได้ในอาหารทะแลและน้ าดื่ม มีการใช้เกลือไอโอไดด์หลายชนิดในอาหาร เช่น
แคลเซียมไอโอเดต โพแทสเซียมไอโอเดต โพแทสเซียมไอโอไดด์ คิวปรัสไอโอไดด์
โคบอลต์
โคบอลต์พบมากในผักกินใบ เนื้อสัตว์ โดยเฉพาะตับและไต พบเล็กน้อยในน้ านมโค ธัญพช และ
ื
แป้ง โคบอลต์เป็นเกลือแร่ ที่มีความสัมพนธ์กับวิตามินบีสิบสองอย่างใกล้ชิด เนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของ
ั
โมเลกุลวิตามินบีสิบสอง โดยโคบอลต์เป็นองค์ประกอบของโมเลกุลร้อยละ 4 การใส่โคบอลต์ลงในอาหารส่วน
ใหญ่อยู่ในรูปของเกลือโคบอลต์คาร์บอเนต โคบอลต์คลอไรด์ โคบอลต์กลูโคเนต และโคบอลต์ซัลเฟต
แมงกานีส
ื
แมงกานีสพบมากในผลไม้เปลือกแข็ง นม ไข่ และธัญพช ส่วนเนื้อสัตว์ปีก ผลิตภัณฑ์นม
อาหารทะเลมีแมงกานีสต่ ามาก น้ าชา 1 แก้ว อาจมีแมงกานีสถึง 1.3 มิลลิกรัม แต่กาแฟ 1 ถ้วย จะมี
แมงกานีสเพยง 0.15 มิลลิกรัมเท่านั้น ในการประกอบอาหารไม่นิยมใส่สารประกอบแมงกานีส นอกจากใส่
ี
เพอเพมปริมาณให้เพยงพอกับความต้องการของร่ายการเท่านั้นเกลือ แมงกานีสที่นิยมใช้กันมากคือ
ี
ิ่
ื่
แมงกานีสคลอไรด์ แมงกานีสซิเตรต แมงกานีสกลีเซอโรฟอสเฟต แมงกานีสไฮโปฟอสเฟต แมงกานีส
ออกไซด์ และแมงกานีสซัลเฟต
- 52 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
สังกะสี
สังกะสีพบมากในนม หอยนางรม และจมูกข้าวสาลี และร าข้าว พบบ้างในขนมปัง ผัก เนื้อสัตว์
ื
ื่
ปลา ไข่ ธัญพช และผลไม้เปลือกแข็ง ไม่นิยมใส่สารประกอบสังกะสีในอาหารนอกเหนือไปจากการใส่เพอ
เป็นสารอาหารโดยสารประกอบที่นิยมใช้กันคือสังกะสีคลอไรด์ สังกะสีกลูโคเนต สังกะสีออกไซด์ สังกะสีส
เตียเรต และสังกะสีซัลเฟต
โมลิบดีนัม
ื
ื
แหล่งของโมลิบดีนัมในอาหารคือ ตับ ไต ธัญพช ผักกินใบ และพชน้ ามัน เกลือของธาตุชนิดนี้ใช้
ในอาหารน้อยมาก เนื่องจากมนุษย์ไม่มีปัญหาการขาดเกลือแร่ชนิดนี้ ในการใส่ลงในอาหารจะใช้เกลือ
โมลิบดีนัมไตรออกไซด์
คลอไรด์
คลอไรด์พบได้ในอาหารธรรมชาติเกือบทุกชนิดและจะพบมากที่สุดในอาหารจ าพวกเนื้อสัตว์และใน
ื่
อาหารอนๆ ที่มีการปรุงอาหารด้วยเกลือ โซเดียมคลอไรด์ ด้วยเหตุนี้จึงอาจกล่าวได้ว่าโซเดียมคลอไรด์เป็น
แหล่งคลอไรด์ที่ดีที่สุดของมนุษย์ นอกเหนือจากโซเดียมคลอไรด์แล้วยังมีการเติมเกลือคลอไรด์ของธาตุอื่นๆลง
ไปด้วยเช่นแอมโมเนียมคลอไรด์ แคลเซียมคลอไรด์ แมกนีเซียมคลอไรด์ โพแทสเซียมคลอไรด์ เป็นต้น โดย
ให้เกลือต่าง ๆ เหล่านี้ท าหน้าที่ต่าง ๆ กัน
ซิลิเนียม
ซิลิเนียมพบมากในยีสต์ขนมปัง ผักและผลไม้แทบทุกชนิด ปริมาณที่พบขึ้นอยู่กับสารซิลิ-เนียมในดิน
ที่ใช้ปลูก นอกจากนี้ยังพบในตับ ไต เนื้อ ปลา ไข่และนม แร่ธาตุชนิดนี้ไม่มีการใส่ลงในอาหาร
ฟลูออไรด์
ฟลูออไรด์ในอาหารทะเล และเนื้อสัตว์ ท าหน้าที่เป็นองค์ประกอบของโครงกระดูกและฟน ช่วย
ั
ป้องกันฟันผุ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 53 -
ิ
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.1
ค าชี้แจง จงเติมข้อความในตารางให้สมบูรณ์
ชนิดแร่ธาตุ ปริมาณที่ แหล่งอาหารที่พบ ความส าคัญ / อาการที่พบ หากขาด
ต้องการ
แคลเซียม ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
……………… ……………………. …………………………………… ………………………………………………………………
ฟอสฟอรัส ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ………….…………. …………………………………… ………………………………………………………………
โพแทสเซียม ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ……………………. …………………………………… ………………………………………………………………
เหล็ก ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ……………………. …………………………………… ………………………………………………………………
แมกนีเซียม ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ……………………. …………………………………… ………………………………………………………………
โซเดียม ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ……………………. …………………………………… ………………………………………………………………
แมงกานีส ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ………..…………. …………………………………… ……………………………………………………..………
ซิลิเนียม ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... ……….…………. …………………………………… ………………………………………………………..……
ฟลูออกไรด์ ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... …………..………. …………………………………… …………………………………………………………..…
คลอไรด์ ……………………… …………………………………… ………………………………………………………………
…………….... …………….………. …………………………………… ……………………………………………..………………
- 54 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ี
สารประกอบคาร์บอนในสิ่งมชีวิต
ิ
สารอนทรีย์เป็นสารที่มีธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบนอกจากนี้สารอนทรีย์ส่วนใหญ่
ิ
ิ
ยังมีธาตุออกซิเจนเป็นองค์ประกอบและสารอนทรีย์บางชนิดอาจมีไนโตรเจนฟอสฟอรัสและก ามะถันเป็น
องค์ประกอบอยู่ด้วย สารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า สารชีวโมเลกุล (biological molecule)
เป็นสารประกอบที่มีความส าคัญมากต่อสิ่งมีชีวิตและเป็นองค์ประกอบที่ส าคัญของ
ิ
โพรโตพลาสซึม โดยสารอนทรีย์จะมีธาตุคาร์บอน และธาตุไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบ แต่ในธรรมชาติ
ื่
ั
ิ
สารอนทรีย์นอกจากจะประกอบไปด้วยธาตุ 2 ชนิดนี้แล้วยังประกอบด้วยหมู่ฟงก์ชันนัล ร่วมอยู่ด้วยเพอเป็น
ตัวก าหนดคุณสมบัติต่าง ๆ ของสารอินทรีย์
หมู่ฟังก์ชันนัล
หมายถึง กลุ่มของอะตอมที่มีอยู่ในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ท าให้
โมเลกุลนั้นมีปฏิกิริยาเฉพาะตัว เช่น หมู่ฟังก์ชันนัล (–H ) , (-OH ), (- COOH) , (- NH2)
ิ
ิ
ั
แสดง หมู่ฟงก์ชันที่พบในสารอนทรีย์บางชนิด สารอนทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิตมีหลายชนิด เช่น คาร์โบไฮเดรต
โปรตีน ลิพิด กรดนิวคลีอิก เป็นต้น
ที่มา https://sites.google.com/site/msmillersapbiology/unit-3-chemistry-and-the-cell
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 55 -
ิ
ภาพที่ 3.9 การปฎิกิริยาเคมี ก. ปฏิกิริยา dehydration ข. ปฏิกิริยา hydration
คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate)
คาร์โบไฮเดรต เป็นสารอนทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน มีโครงสร้าง
ิ
ั
เป็นพอลิไฮดรอกซีอลดีไฮด์ แบ่งได้ 3 ประเภท คือ มอโนแซ็กคาไรด์ ไดแซ็กคาไรด์ และพอลิแซ็กคาไรด์ ซึ่ง
ิ
สามารถทดสอบมอโนแซ็กคาไรด์ โดยใช้เบเนดิกต์ จะให้ผลเป็นตะกอนสีแดงอฐและพอลิแซ็กคาไรด์ ประเภท
แป้งจะทดสอบโดยใช้สารละลายไอโอดีน ให้ผลเป็นตะกอนสีน้ าเงินเข้ม
คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) คือ สารอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุ C H และ O อตราส่วนโดยอะตอมของ
ั
H : O = 2 :1 เช่น C 3H 6O 3, C 6H 12O 6 (C 6H 10O 5) n โดยมีหมู่คาร์บอกซิลดีไฮด์ (-CHO) และหมู่ไฮดร
อกซิล (-OH) หรือหมู่คาร์บอนิล (-CO) และหมู่ไฮดรอกซิล -OH) เป็นหมู่ฟังก์ชัน
ประเภทของคาร์โบไฮเดรต
คาร์โบไฮเดรตสามารถแบ่งตามโครงสร้างออกเปน 3 ประเภท คือ
มอนอแซ็กคาไรด (Monosaccharides) หรือน้ าตาลโมเลกุลเดี่ยว มีสูตรทั่วไปเป็น CnH2nO n ซึ่งจะมี 2
ประเภทคือ
1. น้ าตาลอัลโดส (aldoses) เป็นน้ าตาลที่มีหมูคารบอกซิลดีไฮด ( ) เชน กลูโคส กาแลก
โตส และไรโบส เป็นต้น
2. น้ าตาลคีโตส (ketoses) เป็นน้ า ที่มีหมูคารบอนิล ( ) ไดแก ฟรุกโตส เป็นตน
ภาพที่ 3.10 โครงสร้างน้ าตาล trioses
ที่มา http://www.thaibiotech.info/what
- 56 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
น้ าตาลเพนโทส (pentose sugar) เป็นน้ าตาลที่มีคาร์บอน 5 อะตอม ซึ่งน้ าตาลที่ส าคัญได้แก ่
1. น้ าตาลไรโบส (ribose sugar) มีสูตรโมเลกุลเป็น C5H10O5 ซึ่งเป็นส่วนส าคัญในโมเลกุลของ
RNA : Ribonucleic acid และเป็นส่วนประกอบของสารพลังงานสูง เช่น ATP, NAD และ NADP
2. น้ าตาลดีออกซีไรโบส (deoxyribose sugar) มีสูตรโมเลกุล C5H10O4 โดยมีการดึงอะตอม
ของออกซิเจนออกจากคาร์บอนต าแหน่งที่สองของน้ าตาลไรโบส ท าให้ออกซิเจนน้อยกว่าน้ าตาลไรโบส 1
อะตอม ซึ่งน้ าตาลดีออกซีไรโบส เป็นส่วนประกอบส าคัญอยู่ในโครโมโซม ซึ่งท าหน้าที่ในการควบคุมกิจกรรม
ต่างๆของเซลล์
น้ าตาลเพนโทสที่พบบ่อยในอาหารของเราได้แก่ น้ าตาลอะราบิโนส (arabinose) และน้ าตาลไซโลส
(xylose) ซึ่งพบอยู่ในผลไม้และผักที่มีหัวอยู่ใต้ดิน เช่น บีทรูท, แครอท
ภาพที่ 3.11 โครงสร้างน้ าตาลเพนโตส
ที่มา http://www.thaibiotech.info/what-is-nucleotide.php
น้ าตาลเฮกโซส (hexose sugar) เป็นน้ าตาลที่มีคาร์บอน 6 อะตอม ที่ส าคัญได้แก ่
1. กลูโคส (glucose) มีสูตรโมเลกุลเป็น C6H12O6 เป็นน้ าตาลที่มีความส าคัญมากที่สุด พบใน
ธรรมชาติน้อย แต่จะพบกลูโคสเป็นหน่วยย่อยหรือโมเลกุลย่อยอยู่ในคาร์โบไฮเดรตขนาดใหญ่ (lactose)
น้ าตาลมอลโทส (moltose) ซึ่งได้จากการย่อยแป้ง
2. ฟรักโทส ( fructose ) เป็นมอโนแซ็กคาไรด์ที่ละลายได้ดีมากในน้ า จึงท าให้ตกผลึกได้ยาก มี
รสหวานมากกว่าน้ าตาลทรายและน้ าตาลกลูโคส
- พบได้ทั่วไปในผลไม้สุกจึงได้ชื่อได้ว่า น้ าตาลผลไม้ (fruit sugar) นอกจากนั้นยังพบในน้ าผึ้ง และ
เป็นน้ าเลี้ยงอสุจิ มีสูตรในโมเลกุลเป็น C 6H 12O 6 เช่นเดียวกับกลูโคส แต่แตกต่างกันที่เป็นน้ าตาล คีโตเฮกโซส
มีหมู่คีโตอยู่ที่คาร์บอนต าแหน่งที่ 2
3. กาแลกโทส (Galactose) เป็นมอโนแช็คคาไรด์ที่มีโครงสร้างคล้ายกับกลูโคส โดยมีหมู่ไฮดร
อกซิลของคาร์บอนต าแหน่งที่ 4 สลับข้างกับกลูโคสเพียงต าแหน่งเดียว ในธรรมชาติมักไม่พบน้ าตาลชนิดนี้
แต่จะพบแต่จะพบเป็นหน่วยย่อยของน้ าตาลแล็กโทส (lactose) ซึ่งเป็นน้ าตาลที่พบในน้ านม
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 57 -
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.2
กิจกรรมลองท าดู
1 2 3 4 5 6 7
โครงสร้างโมเลกุลที่ก าหนดให้ จงตอบค าถาม
ั
1. น้ าตาลหมายเลขที่ 1 มีหมู่ฟงก์ชันที่ส าคัญคอ...............................................................
ื
2. หมายเลขใดที่จัดเป็น น้ าตาลคีโตส (ketoses)…………………………………….……………………………
3. หมายเลขใดที่จัดเป็น น้ าตาลอัลโดส (Aldoses)…………………………………….……………………………
4. น้ าตาลเฮกโซส (hexose sugar) คือ..........................สูตรโมเลกุลคือ........................................
5. น้ าตาลเพนโตส (pentose sugar) คือ..........................สูตรโมเลกุลคือ....................................
6. น้ าตาลกลูโคสพบได้ที่...............................................................................................................
7. น้ าตาลที่พบได้จากการย่อยนมคือ.............................................................................................
8. น้ าตาลที่จัดว่ามีรสหวานที่สุดคือ..................................................................................................
9. น้ าตาลที่เป็นส่วนประกอบของสารพันธุกรรม..............................................................................
ภาพที่ 3.12 โครงสร้างทางเคมีของน้ าตาลเฮกโซส
ที่มา https://hashtagbcbg.wordpress.com/tag/aldose/
- 58 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
2.ไดแซ็กคาไรด (Disaccharides) หรือน้ าตาลโมเลกุลคู่ ได้แก่ แลคโตส มอลโทส และซูโครส ซึ่งเกิดจากการ
รวมตัวของ Monosaccharide 2 โมเลกุล โดยก าจัดน้ าออกไป 1 โมเลกุล เช่น ซูโครส (C12H22O11) เกิดจาก
กลูโคสรวมตัวกับฟรุกโตส ดังภาพ
ภาพที่ 3.13 โครงสร้างทางเคมีของน้ าตาลโมเลกุลคู่
ที่มา https://minsirima.files.wordpress.com/2014/07/27701.jpg
ไดแซ็กคาไรด์ (disaccharide) เป็นน้ าตาลที่ประกอบด้วยมอโนแซ็กคาไรด์ 2 โมเลกุล เชื่อมต่อด้วย
พันธะไกลโคซิดิก ไดแซ็กคาไรด์ที่ส าคัญได้แก ่
2.1 น้ าตาลมอลโทส ( moltose ) ประกอบด้วย น้ าตาลกลูโคส 2 โมเลกุล เชื่อมต่อกันด้วยพันธะ
1-4 ไกลโคซิดิก (1-4 glycosidic bond) น้ าตาลชนิดนี้มักไม่ค่อยพบในธรรมชาติ แต่ได้จากการสลายแป้งโดย
น้ าย่อย อะไมเลส ( amylase ) แหล่งที่พบคือ ข้าวบาร์เลย์หรือข้าวมอลต์ (malt) ที่ก าลังจะงอก
2.2 น้ าตาลซูโครส ( sucrose ) ประกอบด้วยน้ าตาลกลูโคสและฟรักโตสอย่างละ 1 โมเลกุลเชื่อม
้
กันด้วยพันธะ 1-2 ไกลโคซิดิก เป็นน้ าตาลที่ได้จากออยและบีท ที่รู้จักกันดีคือ น้ าตาลทราย
2.3 น้ าตาลแล็กโทส (lactose) ประกอบด้วยน้ าตาลกลูโคสและกาแล็กโทสอย่างละ 1 โมเลกุล จับ
เกาะกันด้วยพันธะ 1-4 ไกลโคซิดิก (1-4 glycosidic bond) พบในนม
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 59 -
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.3
โครงสร้างทางเคมีของน้ าตาล ลักษณะทส าคัญ
ี่
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
3. พอลีแซ็กคาไรด (Polysaccharides) เช่น แป้ง เซลลูโลส ไกลโคเจน (ดังภาพข้างล่าง) เกิดจาก
Monosaccharide หลายๆ โมเลกุลจ านวนมากมายต่อรวมกันเป็นพอลิเมอร์ ดังสมการ
n C6H12O6 ---------------> ( C6H10O5 )n + n H 2O
Polysaccharide แบ่งตามแหล่งที่พบได้ดังนี้ จากพืช ได้แก่ แป้ง (Starch) เซลลูโลส (Cellulose)
และอะไมโลส (Amylose) จากสัตว์ ได้แก่ ไกลโคเจน (Glycogen)
- 60 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ก ข
ภาพที่ 3.14 สารประกอบคาร์โบไฮเครตในชีวิตประจ าวัน ก เมล็ดข้าวงอก ข น้ าตาลทรายขัดขาว
ที่มา https://minsirima.wordpress.com
3.1 แป้ง (starch)
เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่ในพืช เช่น เผือก มัน เมล็ดข้าว ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
ั
3.1.1 อะไมโลส (amylose) ประกอบด้วยกลูโคส หลายร้อยหลายพนหน่วยต่อเข้าด้วยกันด้วย
พนธะ ไกลโคซิดิก มีลักษณะเป็นโซ่ยาว ไม่มีการแตกกิ่งและแขนง มีสีขาว ไม่มีรสหวาน
ั
เมื่อท าปฏิกิริยากับไอโอดีนจะให้สีน้ าเงินเข้ม น้ าย่อยที่ย่อยอะไมโลสได้ คือ อะไมเลส
ั
3.1.2 อะไมโลแพกติน( amypectin) ประกอบด้วยกลูโคสต่อกันด้วยด้วยพนธะไกลโคซิดิก แตก
แขนงเป็นโซ่กิ่ง แต่ละแขนงหรือโซ่กิ่งประกอบด้วยกลูโคสประมาณ 12 หน่วยย่อย เมื่อท า
ื
ปฏิกิริยากับไอโอดีนจะให้สีม่วงแดง พบใน เมล็ดพชที่มีลักษณะผิวลื่นเป็นมัน เช่น ข้าวโพด
ข้าวเจ้า
3.2 ไกลโคเจน (glycogen)
เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่ในกล้ามเนื้อลายและตับสัตว์ ท าหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานที่ส าคัญของ
มนุษย์ ไกลโคเจนมีโครงสร้างค้ายกับอะไมโลเพกตินแต่แตกแขนงมากกว่า
3.3 เซลลูโลส (cellulose)
ื
เป็นสารที่พบในผนังเซลล์ของพช ประกอบด้วยกลูโคสเรียงตัวเป็นโซ่ยาวประมาณ 3,000 หน่วย ทน
ต่อการสลายด้วยกรด เอนไซม์อะไมเลสไม่สามารถย่อยได้ แต่ข้อดี คือ ช่วยเพิ่มปริมาณกากอาหาร ช่วยในการ
ขับถ่าย ในสัตว์เคี้ยวเอื้อง เช่น วัว ควาย จะมีจุลินทร์ช่วยย่อย แต่สัตว์เหล่านี้สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานได้
3.4 เพกติน(pectine)
เป็นพอลิแซ็คคาไรด์ ที่ประกอบด้วยอนุพันธ์ของกาแลกโทส พบในเปลือกผลไม้ต่าง ๆ เช่น ส้ม มะนาว
3.5 ไคติน (chitin)
ั
ประกอบด้วยอนุพนธ์ของกลูโคส คือ กลูโคซามีน เป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์ของรา กระดองปู
เปลือกกุ้ง แมลง
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 61 -
ิ
ภาพที่ 3.15 การเปรียบเทียบโครงสร้างโมเลกุลสารพอลิแซ็กคาไรด์ชนิดต่างๆ
ที่มา http://www.bankofbiology.com/2014/07/comparison-between-starch-glycogen
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.4 ค าสั่ง จงเติมข้อความให้สมบูรณ์
ล าดับที่ 1 2 3 4
รูปร่าง
แหล่งที่พบ …………………..…….. …………….………….. ……………………….. ………….……………..
…………………..……. ………………………. …………….…………. ……………..………….
monomer ………………………….. ……………….……….. ……………………….. ………….……………..
………….………………. ………………………. ………………….………. …………..…………….
พอลีแซ็กคาไรด ……………………..….. ……………………….. ………..…………….. …………………….…..
…………………..……. ………………………. ………………………. ……………………..….
ลักษณะสาขา …………………..…….. ……………………….. ……………………….. ………………….……..
……………………..…. ………………………. ………………………. ……………………….
- 62 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
จากตารางที่ก าหนดให้ จงตอบค าถาม
1. พอลีแซ็กคาไรด์ หมายเลขใดพบได้ในแป้ง.........................................................................................
2. พอลีแซ็กคาไรด์ หมายเลขใดพบได้บ้างที่พบในพืช.............................................................................
3. พอลีแซ็กคาไรด์ หมายเลขใดพบในเซลล์กล้ามเนื้อ...............................................................................
4. พอลีแซ็กคาไรด์ หมายเลขใดที่เกิดจากพันธะ เบต้าไกลโคซิดิก............................................................
5. พอลีแซ็กคาไรด์ หมายเลขใดที่ร่างกายมนุษย์ไม่สามารถย่อยได้..........................................................
การทดสอบคาร์โบไฮเดรต
ี
ิ
1. คาร์โบไฮเดรตที่มรสหวาน สารอนทรีย์ที่มีหมู่ -CO และ -OH ในโมเลกุลเดียวกันในด่าง เมื่อ
อุณหภูมิสูงขึ้น จะเปลี่ยนโครงสร้างเป็นหมู่ -CHO ดังนี้
สารละลายเบเนดิกต์ (Benedict solution) เป็นสารละลายผสมระหว่าง CuSO4, Na2CO3 และ
ิ
2+
โซเดียมซิเตรด เป็น Cu /OH มีสีน้ าเงิน สารอนทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์ (-CHO) ต้มกับสารละลาย
-
2+
-
เบเนดิกต์ (Cu /OH)
2. คาร์โบไฮเดรตที่ไม่มีรสหวาน
แป้ง + สารละลายไอโอดีน-------------------->สารเชิงซ้อนสีน้ าเงินที่เป็นตะกอน
การหมัก (Fermentation)
ิ
คือ กระบวนการเปลี่ยนสารอนทรีย์ในการที่ไม่ใช้ O2 โดยมีสิ่งมีชีวิต เช่น ยีสต์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้
สารผลิตภัณฑ์เช่น แอลกอฮอล์ ดังนี้
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 63 -
โปรตีน (Protein)
โปรตีนเป็นองค์ประกอบที่ส าคัญของสิ่งมีชีวิต นอกจากจะเป็นแหล่งพลังงานที่ส าคัญของร่างกาย
เช่นเดียวกับไขมนและคาร์โบไฮเดรตแล้ว ยังมีส่วนที่ช่วยให้ร่างกายเจริญเติบโต โปรตีนเป็นสารอินทรีย์ที่พบ
ั
มากที่สุดในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปเซลล์พชและเซลล์สัตว์จะมีโปรตีนอยู่ไม่ต่ ากว่า 50% ของน้ าหนัก
ื
แห้ง โปรตีนมีหลายชนิด แต่ละชนิดท าหน้าที่แตกต่างกันไป เช่น เคซีนเป็นโปรตีนในน้ านม มีธาตุ
ฟอสฟอรัส ซึ่งเป็นอาหารที่มีคุณค่ามากส าหรับเด็กและทารก คอลลาเจนเป็นส่วนของเอน ซึ่งช่วยในการ
็
เคลื่อนไหว และฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดง ท าหน้าที่ขนส่งออกซิเจนไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย เป็นต้น
กรดอะมิโน (Amino acid)
จากการศึกษาพบว่าโปรตีนเป็นสารอนทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุ C , H , O และ N เป็นหลักและ
ิ
ื่
อาจจะมีธาตุอน ๆ เช่น Fe , S , Zn , Cu และ P เป็นองค์ประกอบด้วย โปรตีนเป็นสารประกอบที่มี
โครงสร้างสลับซับซ้อนมากกว่าไขมันและคาร์โบไฮเดรต มีมวลโมเลกุลสูง มีจุดหลอมเหลวหรือจุดสลายตัวที่
ไม่แน่นอนเมื่อถูกความร้อนจะแปรสภาพไปกลายเป็นของแข็งสีขาวท าให้หาจุดหลอมเหลวไม่ได้
โปรตีนมีหมู่ฟงก์ชั่นที่ส าคัญ คือ หมู่คาร์บอกซิล (-COOH) และหมู่อะมิโน (- NH2) โดยที่หน่วย
ั
ั
เล็กที่สุดของโปรตีนคือ กรดอะมิโน (amino acid) กรดอะมิโนหลาย ๆ โมเลกุลจะรวมกนด้วยพันธะเปปไทด์
(peptide bond) กลายเป็นโมเลกุลของโปรตีน
ิ
กรดอะมิโน หมายถึง สารอนทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอกซิล (- COOH) และหมู่อะมิโน (- NH2) รวมอยู่ใน
โมเลกุลเดียวกัน กรดอะมิโนส่วนใหญ่จะเป็น - amino acid
เขียนสูตรทั่วไปของกรดอะมิโนได้ดังนี้
NH 2
R - CH - COOH
()
ั
ิ่
R อาจจะเป็นไฮโดรเจน , หมู่อลคิล ทั้งที่เป็นไฮโดรคาร์บอนแบบโซ่ตรงและโซ่กง ไฮโดรคาร์บอนที่
เป็นวงแหวน หรือเป็นสารอนทรีย์ที่มีธาตุอน ๆ เช่น S และ P อยู่ด้วยก็ได้ จ านวนหมู่ -COOH และ - NH2
ิ
ื่
ในกรดอะมิโนจะมีมากกว่า 1 หมู่ก็ได้
- 64 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ตารางแสดงกรดอะมิโนบางชนิด
ชื่อ สูตรโครงสร้าง ชื่อ สูตรโครงสร้าง
Glycine H Theonine H
(gly) H - C - COOH (thr) CH - CH -
- C - COOH
3
NH 2 OH NH 2
Serine H Cysteine H
(ser) HO - CH - C - COOH (cys) HS - CH - C - COOH
-
2
2
NH 2 NH 2
Tyrosine H Lysine H
(tyr) HO CH - C - COOH (lys) H N - (CH ) - - C - COOH
2 4
2
2
NH 2 NH 2
Asparagine NH 2 H Asparatic acid HO H
(asn) C - C - COOH (asp) C - CH - C - COOH
2
O O
NH 2 NH 2
Glutamine NH 2 H Glutamic acid HO H
2
2
2
2
(gln) C - CH - CH - C - COOH (glu) C - CH - CH - C - COOH
O NH 2 O NH 2
Arginine NH 2 H Histidine H
-
2 3
2
(arg) C -NH- (CH ) - C - COOH (his) H C C CH - C - COOH
NH NH 2 N C NH NH 2
H
Proline H 2 Alanine H
C
- C - COOH
(pro) H 2 C CH COOH (ala) CH 3
H 2 C NH 2
N
H
Methionine H Valine H
(met) CH -S-CH - - C - COOH (val) (CH ) CH - C - COOH
2
3
3 2
NH 2 NH 2
Phenylanine H Leucine H
(phe) CH - C - COOH (leu) (CH ) 2 CH-CH - C - COOH
2
3
2
NH 2 NH 2
Tryptophan N C H Isoleucine H
3
(trp) C CH - C - COOH (ile) CH - CH - CH - C - COOH
2
2
NH 2 CH 3 NH 2
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 65 -
สิ่งมีชีวิตใช้กรดอะมิโนเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์โปรตีน กรดอะมิโนบางชนิด เช่น ไกลซีน
แอสปาราจีน และกรดกลูตามิก เป็นต้น ร่างกายสามารถสังเคราะห์ขึ้นได้เอง แต่มีกรดอะมิโนบางชนิด
ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นเองได้ ต้องรับจากภายนอกเข้าไป มีทั้งสิ้น 8 ชนิดรวมเรียกว่า “กรดอะมิ
โนจ าเป็น” (essential amino acid) เป็นกรดอะมิโนที่จ าเป็นส าหรับมนุษย์ ได้แก่ เมไทโอนีน ,ทรีโอนีน ,
ไลซีน , เวลีน , ลิวซีน , ไอโซลิวซีน ,เฟนิลอะลานีน และทริปโตเฟน ส าหรับเด็กทารกยังต้องการฮิสติดีน
เพิ่มขึ้นอีก 1 ชนิด ซึ่งจ าเป็นส าหรับการเจริญเติบโต
พันธะเปปไทด์ในโปรตีน (Peptide bond)
พันธะเพปไทด์ หมายถึง พันธะที่ C ใน C = O ต่ออยู่กับ N ใน N - H
เขียนเป็นสูตรทั่ว ๆ ไปดังนี้
O
- C - N -
H
C=O มาจากหมู่ - COOH ในกรดอะมิโนโมเลกุลหนึ่ง ในขณะที่ N - H มาจากหมู่ - NH2 ของ
ี
กรดอะมิโนอกโมเลกุลหนึ่ง
O O
- C - OH + H - N - C - N - + H O
2
H H
รวมกันเป็นน ้ำ พันธะเพฟไทด์
เช่น
O CH O O CH 3 O
3
NH - CH - C - OH + H - N - CH - C - OH NH - CH - C - 2
N - CH - C - OH + H O
2
2
2
2
H H
ไกลซีน อะลำนีน พันธะเพปไทด์
(-OH จากหมู่ -COOH รวมกับ -H จากหมู่ -NH2 กลายเป็น H2O ส่วนที่เหลือรวมกันเป็นสาร
ี
ใหม่ที่มพันธะเพปไทด์) พันธะเพปไทด์อาจะเขียนแบบอื่น ๆ เช่น
O O O
- C - N - - C - NH - C .NH -
H
ื่
ก็ได้ แต่ C กับ N ต้องต่อกันด้วยพันธะเดี่ยว ระหว่าง C กับ N จะมีธาตุอนมาคั่นกลางไม่ได้
- 66 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
การเกิดโปรตีน
โปรตีนเกิดจากการรวมตัวของกรดอะมิโนหลาย ๆ โมเลกุล อาจจะเป็นกรดอะมิโนชนิดเดียวกันหรือ
ั
กรดอะมิโนต่างชนิดกันก็ได้ กรดอะมิโนที่มารวมกันนี้จะยึดเหนี่ยวกันด้วยพนธะชนิดใหม่ที่เรียกว่า “พนธะ
ั
เพปไทด์”
เมื่อกรดอะมิโน 2 โมเลกุลรวมกันจะได้เป็น โมเลกุลไดเพปไทด์ (dipeptide molecule) ซึ่งเมื่อ
โมเลกุลไดเพปไทด์รวมกบกรดอะมิโนอีก 1 โมเลกุลจะได้เป็น โมเลกุลไตรเพปไทด์ (tripeptide molecule)
ั
และถารวมกันต่อไปเรื่อย ๆ จะได้โมเลกุล พอลิเพปไทด์ (polypeptide molecule) ซึ่งถามวลโมเลกุลสูง ๆ
้
้
เช่น มากกว่า 5000 จะจัดว่าเป็นโปรตีน
ตัวอย่างเช่น เมื่อไกลซีน และอะลานีน อย่างละโมเลกุลรวมกันจะได้โมเลกุลไดเพปไทด์ ถ้ารวม
ไกลซีนอีก 1 โมเลกุลจะได้โมเลกุลไตรเพปไทด์ ถ้ารวมต่อไปอีกหลาย ๆ โมเลกุลจะได้โมเลกุล พอลิเพปไทด์
และได้โปรตีนในที่สุดการเกิดพอลิเมอไรเซชันของกรดอะมิโน มีลักษณะเฉพาะ เช่น ปฏิกิริยาไดเมอไรเซชัน
ดังรูป
ภาพที่ 3.16 แหล่งอาหารโปรตีนในชีวิตประจ าวัน
ที่มา http://www.totalhealth.co.uk/blog/handful
ั
เมื่อไกลซีนและอะลานีนซึ่งเป็นกรดอะมิโนรวมกันเป็นโมเลกุลไดเพปไทด์ด้วยพนธะเพปไทด์ จะเห็น
ได้ว่าในโมเลกุลไดเพปไทด์ยังคงมีหมู่ -COOH และ -NH2 อยู่ จึงสามารถจะรวมกับกรดอะมิโน โมเลกุลใหม่
ต่อไปได้อีกทงทางด้าน -COOH และ -NH2 ด้วยพันธะเพปไทด์ กลายเป็นโมเลกุล ไตรเพปไทด์ ซึ่งยังคงมี
ั้
หมู่ -COOH และ -NH2 อยู่ ดังนั้น จึงสามารถเกิดปฏิกิริยาต่อไปได้เรื่อย ๆ จนกลายเป็นโมเลกุลพอลิเพป
ไทด์ และ เป็นโปรตีนในที่สุดโมเลกกุลพอลิเพปไทด์ซึ่งเกิดจากกรดอะมิโนหลาย ๆ โมเลกุลยึดเหนี่ยวกันด้วย
พันธะเพปไทด์ อาจจะแสดงได้ดังนี้
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 67 -
H O R' H O R'''
N H C C N H C C
C N H C C N H C
R H O R'' H O
พันธะเพปไทด์
โปรตีนแต่ละชนิดจะมีจ านวน ชนิด และล าดับการจัดเรียงกรดอะมิโนที่แน่นอน ถ้าชนิดและล าดับ
การจัดเรียงตัวของกรดอะมิโนแตกต่างกัน ก็จะกลายเป็นโปรตีนต่างชนิดกัน ซึ่งจะท าให้สมบัติทางกายภาพ
และทางเคมีบางประการแตกต่างกัน
โปรตีนที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน แบ่งออกได้หลายระดับขึ้นอยู่กับพนธะที่ท าให้เกิดโครงสร้างระดับนั้น
ั
ั
ๆ ท าให้เกิดเป็นโครงสร้าง สามมิติ ของโปรตีนที่มีความจ าเพาะ หากพนธะในโครงสร้างของโปรตีนถูกทาลาย
จะท าให้โครงสร้างของโปรตีนสูญเสียไป ไม่สามารถท างานได้หรือท าให้กลับคืนสู่สภาพเดิมได้ โครงสร้างของ
โปรตีนแบ่งเป็น 4 ระดับตามพันธะที่เกิด คือ
1. โครงสร้างระดับปฐมภูมิ (Primary structure)
ื้
เป็นโครงสร้างพนฐานของโปรตีนทุกชนิด ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่มีการเรียงล าดับที่แน่นอนมาต่อ
ั
ั
ั
กันด้วยพนธะเพปไทด์ (หรือพนธะเอไมด์) ซึ่งเป็นพนธะโคเวเลนต์ที่ไม่สามารถทาลายได้ง่าย การเชื่อมกันด้วย
พนธะเพปไทด์ของกรดอะมิโนจะมีปลายด้านหนึ่งเหลืออยู่ กรดอะมิโนตัวแรกจะมีหมู่อะมิโนเหลืออยู่ที่ปลาย
ั
ด้านหนึ่งเรียกปลายด้านนั้นว่า กรดอะมโนปลายเอน (N- terminal amino acid ) ส่วนกรดอะมิโนตัว
ิ
็
ี
ิ
สุดท้ายจะมีหมู่คาร์บอกซิลเหลืออยู่ที่ปลายอกด้านหนึ่ง เรียกปลายด้านนั้นว่า กรดอะมโนปลายซี (C-
terminal amino acid) สามารถเรียกสารประกอบเพปไทด์ตามชื่อของกรดอะมิโนที่มาต่อกันได้ตามปลาย
ิ
ของหมู่อสระที่เหลืออยู่ ตัวอย่างเช่น กรดอะมิโน Gly-Pro-His-Phe ปลาย N คือ Glycine ปลาย C คือ
Phenylalanine มีชื่อเรียกว่าGlycyl-prolyl-histidyl-phenylalanine
ภาพที่ 3.17 โครงสร้างของโปรตีนระดับปฐมภูมิ
ที่มา https://schoolworkhelper.net/protein-structures-primary-secondary-tertiary-quaternary/
- 68 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
คุณสมบัติของโปรตีนแต่ละชนิดนั นขึ้นอยู่กับหมู่แทนที่ของกรดอะมิโนกับปริมาณหรือล าดับของหมู่
้
ิ
แทนที่ของกรดอะมิโน ซึ่งเป็นส่วนที่มีอทธิพลต่อการเกิดโครงสร้างสามมิติในระดับถัดไป โครงสร้างระดับปฐม
ภูมินี้จะบอกล าดับของกรดอะมิโนที่มาเรียงต่อกันด้วยพันธะเพปไทด์ ล าดับของกรดอะมิโนในโครงสร้างระดับ
ปฐมภูมินั้นถูกก าหนดด้วยจีนในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด และถ้าล าดับของกรดอะมิโนมีความผิดปกติไป จะท าให้
โครงสร้างสามมิติของโปรตีนผิดปกติไปด้วย ท าให้บทบาททางชีวภาพของโปรตีนเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย
2. โครงสร้างระดับทุติยภูมิ (Secondary structure)
โครงสร้างระดับทุติยภูมิเป็นการเรียงตัวกันตามแนวแกนเดียวของสายพอลิเพปไทด์ เกิดการบิด
ั
(twist) หรือพบ (fold) เนื่องจากพนธะไฮโดรเจนที่เกิดจากสายพอลิเพปไทด์สายเดียวกันหรือคนละสายก็
ั
ได้ Linus Paulin และ Robert Corey ศึกษาโครงสร้างสามมิติของโปรตีน โดยอาศัยเทคนิคที่เรียกว่า X-
ั
ray Crystallography พบว่า เพปไทด์ชอบที่จะมีการจัดเรียงตัวให้มีโครงสร้างสามมิติ โดยใช้พนธะ
ไฮโดรเจนซึ่งเป็นพนธะที่เกิดระหว่างกรดอะมิโนที่อยู่ใกล้กันเกิดแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกัน ท าให้ได้โครงสร้าง
ั
ิ
สามมิติของโปรตีนที่มีความเสถียร เรียกโครงสร้างแบบนี้ว่า โครงสร้างสามมติระดับทุติยภูม โครงสร้างทุติย
ิ
ภูมิที่พบมากมี 2 ชนิดคือ เกลียวแอลฟา (a-helix) และ แผ่นพลีตบีต้า (b-pleated sheet)
ภาพที่ 3.18 โครงสร้างของโปรตีนระดับทุติยภูมิ
ที่มา https://schoolworkhelper.net/protein-structures-primary-secondary-tertiary-quaternary/
3. โครงสร้างระดับตติยภูมิ (Tertiary structure)
เป็นโครงสร้างของโปรตีนที่แสดงถึงรูปร่าง (conformation) ที่แท้จริงของโปรตีน เป็นโครงสร้างสามมิติ
ของโปรตีนที่มีทั้งความ กว้าง ยาว และหนา โดยโปรตีนจะมีการม้วนตัว (protein folding) ขดไปมา การม้วน
ั
ตัวของโปรตีนเกิดจากพันธะต่าง ๆ เช่น พันธะไดซัลไฟด์ พนธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรโฟบิก แรงยึดระหว่าง
ประจุ แรงแวนเดอร์วาลล์ เป็นต้น การม้วนตัวของโปรตีนท าให้เกิดโครงสร้างตติยภูมิที่เหมาะสมในการท างาน
ในสภาวะของร่างกาย ตัวอย่างของโปรตีนที่มีโครงสร้างเช่นนี้คือ ไมโอโกลบิน เป็นโปรตีนที่มีฮม พบในเซลล์
ี
กล้ามเนื้อและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ท าหน้าที่เป็นตัวรับออกซิเจนมาจากเฮโมโกลบินในเลือดมาเก็บไว้
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 69 -
ิ
ภาพที่ 3.19 โครงสร้างของโปรตีนระดับตติยภูมิ
ที่มา https://schoolworkhelper.net/protein-structures-primary-secondary-tertiary-quaternary/
4. โครงสร้างระดับจตุรภูมิ (Quaternary structure)
ั
เป็นโครงสร้างของโปรตีนที่ประกอบด้วยหน่วยย่อยของสายพอลิเพปไทด์มากกว่า 1 สายขึ้นไป มารวมกน
่
โดยอาศัยแรงยึดเหนี่ยวอย่างออน เช่น เฮโมโกลบิล มี 4 หน่วยย่อย คือ แอลฟา 2 หน่วยและบีต้า 2 หน่วย
ั
รวมตัวกันโดยอาศยแรงแวนเดอร์วาล การที่โปรตีนมีโครงสร้างจตุรภูมินั้นก็เพื่อท าให้ไม่ต้องสร้างสายพอลิเพป
ไทด์ขนาดใหญ่มาก ๆ และถ้าหากมีจุดบกพร่องตรงหน่วยย่อยใดก็สามารถแก้ไขเฉพาะหน่วยย่อยนั้นได้
ภาพที่ 3.20 โครงสร้างของโปรตีน
ที่มา https://schoolworkhelper.net/protein-structures-primary-secondary-tertiary-quaternary/
ความส าคัญของโปรตีนต่อร่างกาย
โปรตีนเป็นอาหารที่ส าคัญและจ าเป็นต่อร่างกายเช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรตและไขมัน โปรตีนที่รู้จัก
ั
กันดี ได้แก่ อลบูมิน (albumin) และ เจลลาติน (gelatin) เมื่อร่างกายได้รับโปรตีนเข้าไปจะเกิดปฏิกิริยา
ไฮโดรไลซิส โดยมีเอมไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ได้เป็นกรดอะมิโนซึ่งเป็นโมเลกุลที่เล็กที่สุด และเป็น
ส่วนประกอบที่ร่างกายสามารถน าไปใช้ได้
โปรตีนนอกจากจะเป็นแหล่งพลังงานและช่วยท าให้ร่างกายเจริญเติบโต ซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอแล้ว
ี
ื่
ยังพบว่าโปรตีนยังมีหน้าที่ส าคัญอน ๆ ในร่างกายอก โดยขึ้นอยู่กับชนิดของโปรตีน เช่น ไมโอซิน (Myosin)
เป็นส่วนของกล้ามเนื้อ คอลลาเจน (collagen) เป็นส่วนของเอนซึ่งช่วยในการเคลื่อนไหว เปปซิน (pepsin)
็
- 70 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ี
เป็นเอนไซม์ที่ท าหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเกิดไฮโดรลิซิสของโปรตีน ฮโมโกลบิน (haemoglobin) เป็น
ส่วนที่ท าหน้าที่น าออกซิเจน จากปอดผ่านเส้นโลหิตไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย โกลบูลิน (globulin) อยู่ใน
โลหิตท าหน้าที่เป็นแอนติบอดี (antibody) อินซูลิน (insulin) ท าหน้าที่เป็นฮอร์โมนควบคุมกระบวนการเมตา
บอลิซึมในร่างกาย นอกจากนี้โปรตีนยังเป็นส่วนประกอบของผิวหนัง ผม และเล็บ
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.5
ประเภทโปรตีน หน้าที่
โปรตีนล าเลียง ………………………………………………………………………………………………………………………
(transport protein) ………………………………………………………………………………………………………………………
เอมไซม์(emzyme) ………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
โป รตีน โครงสร้าง ………………………………………………………………………………………………………………………
(structural protein) ………………………………………………………………………………………………………………………
โปรตีนสะสม ………………………………………………………………………………………………………………………
(storage protein) ………………………………………………………………………………………………………………………
โป ร ตี น เกี่ ย ว กั บ ………………………………………………………………………………………………………………………
ภูมิคุ้มกัน(defense ………………………………………………………………………………………………………………………
protein)
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 71 -
การทดสอบโปรตีน
Biuret reaction เป็นปฏิกิริยาเฉพาะส าหรับการทดสอบโปรตีน และผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการไฮโดร
ั
ไลส์โปรตีนที่ยังมีพนธะเพปไทด์อยู่ เช่น protose, peptone, tripeptide โดยน ามาท าปฏิกิริยากับ
สารละลาย CuSO4 ในเบส (NaOH) ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาให้สีต่าง ๆ กัน ตั้งแต่สีน้ าเงิน หรือม่วงจนถึงสีชมพู
ั
ซึ่งสีเหล่านี้เป็นสีของสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างไอออนของทองแดง กับสารที่มีพนธะเพปไทด์ตั้งแต่ 2
ั
พนธะขึ้นไป เรียกปฏิกิริยาการทดสอบโปรตีนดังกล่าวนี้ว่า Biuret reaction ถ้าเป็นโปรตีนจะได้สีน้ าเงินปน
ู
ม่วง และถ้าเป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการไฮโดรไลส์โปรตีนจะให้สีต่าง ๆ กัน ตั้งแต่สีม่วงจนถึงสีชมพ ทั้งนี้
ิ
ขึ้นอยู่กับขนาดของโมเลกุล ส าหรับกรดอะมิโนจะไม่เกดปฏิกิริยานี้ และจะให้ผลทดสอบเป็นไมมีสีเมื่อทดสอบ
่
ด้วยวิธีนี้ เนื่องจากกรดอะมิโนไม่มีพนธะเพปไทด์ หรือเมื่อโปรตีนอยู่ในสารละลายที่เป็นด่างและมีคอปเปอร์
ั
2+
(II) ไอออน (Cu ) อยู่ด้วย สีม่วงนี้เป็นสีของสารประกอบเชิงซ้อนที่มีชื่อว่า biuret complex ดังรูปที่ 1 ซึ่ง
สารประกอบเชิงซ้อน biuret complex
2+
เกิดจากการท าปฏิกิริยาระหว่าง Cu กับ อะตอมของไนโตรเจนในโมเลกุลของโปรตีนนั่นเอง ดังนั้น
Biuret reaction จึงเป็นปฏิกิริยาที่ใช้ทดสอบ โปรตีนและกรดอะมิโนได้ รวมทั้งสามารถใช้ติดตามขั้นตอนการ
เกิดไฮโดรไลส์ของโปรตีนได้โดย ดูจาก การเปลี่ยนแปลงสีของสารละลาย
กิจกรรมการการทดลอง:การทดสอบโปรตีนในสารอาหาร
ี
อุปกรณ์และสารเคม
รายการ ปริมาณต่อกลุ่ม
1. ไข่ขาว ไข่แดง นมถั่วเหลือง ปลาเส้นทาโร่ 2 ml
3
2. สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 2.5 mol / dm 4 ml
3
3
3. สารละลายคอปเปอร์ (II) ซัลเฟต (CuSO4) 0.1 mol / dm 1 cm
3
4. บีกเกอร์ขนาด 50 cm 2 ใบ
5. หลอดทดลองขนาดเล็ก 5 หลอด
6. หลอดหยด 2 อัน
- 72 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
วิธีการทดลอง
1. ใส่ไข่ขาว 2 ml ลงในหลอดทดลองขนาดเล็ก เติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 2.5
3
mol/dm จ านวน 10 หยด
2. เติมสารละลายคอปเปอร์ (II ) ซัลเฟต 0.1 mol / dm ลงไป 10 หยด ใช้นิ้วเคาะข้างหลอด
3
เบาๆ เพอให้สารในหลอดผสมเข้ากันดี สังเกตและบันทึกผลการเปลี่ยนแปลง (สังเกตการณ์เปลี่ยนสีและ
ื่
บันทึกผลภายใน 2-3 นาที ถ้าทิ้งไว้นานจะได้สีที่ไม่ถูกต้อง)
3. ท าการทดลองซ้ าในข้อ 1 - 2 แต่ใช้สารอาหารประเภทอื่น ๆ ที่นักเรียนสนใจ ได้แก ไข่แดง ปลา
่
เส้น นมถั่วเหลือง สังเกตและบันทึกผลที่ได้
4. สรุปผลการทดลองและตอบค าถามท้ายกิจกรรม
ผลการทดลอง
สารที่ใช้ ผลการสังเกต สารที่ทดสอบนี้มีโปรตีน
สีก่อนทดสอบ สีหลังทดสอบ เป็นส่วนประกอบหรือไม่?
น้ า ใส ไม่มีสี
ไข่ขาว ใส ไม่มีสี
ไข่แดง
ปลาเส้น
นมถั่วเหลือง
สรุปผลการทดลอง
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ค าถามหลังการทดลอง
1.อาหารที่น ามาทดสอบเกิดการเปลี่ยนแปลงที่เหมือนกันหรือต่างกันหรือไม่ อย่างไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. สีที่เกิดขึ้นจากการทดสอบเกิดจากอะไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. อาหารชนิดใดบ้างที่มีโปรตีน และทราบได้อย่างไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 73 -
แหล่งเรียนรู้เพิ่มเติมเรื่องโปรตีน
วีดีโอ โครงสร้างโปรตีน วีดีโอ การทดสอบน้ าตาล วีดีโอ การทดสอบแป้ง
ไขมัน (Lipid)
ลิพิด (lipid) เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุหลัก คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน โดยมี
อะตอมของออกซิเจนต่อคาร์บอนต่อไฮโดรเจนน้อยกว่าในคาร์โบไฮเดรตมาก ลิพิดไม่ละลายน้ าแต่ละลายใน
ตัวท าละลายอินทรีย์ เช่น อีเทอร์ โคโรฟอร์ม เบนซิน ลิพิดส่วนใหญ่เป็นเอสเทอร์ (ester) ของกรดไขมันหรือ
เป็นสารประกอบที่สามารถจะเกิดเอสเทอร์ได้ ลิพิดแบ่งออก เป็น 3 ประเภท
1. ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid)
หมายถึง ลิพิดที่เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอลหรือแอลกอฮอล์ตัวอื่น แบ่งเป็น
1.1 ไขมันแท้ (true fat) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมนกับกลีเซอรอล ลิพิดพวกนี้จึงเรียกชื่อได้อกอย่าง
ี
ั
ว่า กลีเซอไรด์ (glyceride) ถ้าหมู่ –OH ของกลีเซอรอลถูกแทนที่ด้วยกรดไขมัน หนึ่งโมเลกุล จะเรียกว่า มอโน
กลีเซอไรด์ (monoglyceride) ถ้าแทนที่ด้วยกรดไขมันสองโมเลกุล เรียกว่า ไดกลีเซอไรด์ (diglyceride) และ
ถ้าถูกแทนที่ด้วย กรดไขมันสามโมเลกุล จะเรียกว่า ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ไตรกลีเซอไรด์ในสภาพปกติ
็
ั
อาจเป็นของแขงหรือของเหลว ซึ่งจะขึ้นอยู่กับกรดไขมนที่เป็นองค์ประกอบอยู่ ไตรกลีเซอไรด์ในพืชส่วนใหญ่จะ
เป็นของเหลวและมีจุดหลอมเหลวต่ า เนื่องจากมีกรดไขมันชนิดไม่อมตัว เป็นองค์ประกอบอยู่จึงมักเรียกว่า
ิ่
น้ ามัน (oil) ส่วนไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์จะมีกรดไขมันอิ่มตัวเป็นส่วนใหญ่จึงมักเป็นของแขงหรือครึ่งแข็งครึ่งเหลว
็
ที่อุณหภูมิห้อง เราจึงมักเรียกไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์ว่า ไขมัน (fat)
1.2 ขี้ผึ้งหรือไข (wax) เป็นลิพิดที่ประกอบด้วยกรดไขมันกับแอลกอฮอล์ที่มีโมเลกุลใหญ่และมี
น้ าหนักโมเลกุลสูง มีจ านวนคาร์บอนตั้งแต่ 14 – 34 อะตอม ซึ่งตามปกติจะเป็นของแข็ง เช่น ขี้ผึ้งซึ่งจะพบได้ที่
ผิวนอกของเปลือกไม้ ผิวใบไม้ สารเคลือบปีกแมลง และขนของสัตว์ปีก ปลาวาฬจะสะสมไขไว้ใช้เป็นพลังงาน
แทนไตรกลีเซอไรด์
2. ลิพิดเชิงซ้อน (complex lipid) หมายถึง ลิพิดที่มีสารอื่นประกอบอยู่ด้วย อาจเป็นสารพวก
คาร์โบไฮเดรต ฟอสเฟต หรือสารประกอบของไนโตรเจน แบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ๆ คือ
- 74 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ิ
2.1 ฟอสโฟลิพด (phospholipid) ได้แก่ ลิพดที่ประกอบด้วยไขมันธรรมดารวมอยู่กับฟอสเฟต เรียก
ิ
ได้อีกอย่างหนึ่งว่า ฟอสโฟกลีเซอไรด์ (phosphoglyceride) เป็นส่วนประกอบส าคัญ ของเยื่อหุ้มเซลล์ เนื้อเยื่อ
ประสาท น้ าเลือด ตัวอย่างเช่น เลซิทิน (lecithin) เซฟาลิน (cephalin) พลาสมาโลเจน (plasmalogen)
2.2 ไกลโคลิพด (glycolipid) เป็นไขมันที่ประกอบด้วยกรดไขมัน คาร์โบไฮเดรตและสารประกอบ
ิ
เบสที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ ตัวที่ส าคัญคือ เซเรโบรไซด์ (cerebroside) มีน้ าตาลกลูโคสเป็น
ิ
องค์ประกอบ ส าหรับตัวที่มีน้ าตาลกาแล็กโทสเป็นองค์ประกอบคือ กาแล็กโทลิพด (galactolipid) สารทั้งสอง
ชนิดนี้ พบได้ที่เยื่อเซลล์ของเซลล์สมอง และเซลล์ประสาท
2.3 ลิโพโปรตีน (lipoprotein) เป็นลิพิดที่มีสารโปรตีนจับรวมตัวอยู่ด้วย พบอยู่ในน้ าเลือด ท าหน้าที่
ขนส่งพวกลิพิดในเลือดไปยังเซลล์ต่าง ๆ ทั่วร่างกาย
3. อนุพันธ์ของลิพิด (derived lipid) เป็นสารที่ได้จากการย่อยสลายลิพิด ทั้ง 2 ประเภทที่กล่าวมาแล้ว ที่
ส าคัญ ได้แก่ กรดไขมัน กลีเซอรอล แอลกอฮอล์ตัวอื่นๆ ที่มีขนาดใหญ่กว่ารวมไปถึงสารอื่นๆที่มักอยู่รวมกับ
ลิพิด เช่น คอเลสเทอรอล แคโรทีน สเตอรอยด์ และพวกวิตามินที่ละลายในไขมัน เช่น A, D, E, K
3.1 กรดไขมัน (fatty acid) เป็นอนุพันธ์ของลิพิด เพราะเกิดจากการย่อยสลายตัวของลิพิด กรด
ไขมันประกอบด้วยคาร์บอนเป็นโซ่ยาวมีหมู่ –COOH ที่ส่วนปลาย กรดไขมันมีคาร์บอนตั้งแต่ 3 – 20 อะตอม
แต่ที่พบมากมีคาร์บอน 16 – 18 อะตอม สูตรทั่วไปของกรดไขมันคือ RCOOH แบ่งออกเป็น 2 ชนิดตามพันธะ
ที่มีอยู่ในโมเลกุล
ี
3.1.1 กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid, SFA) เป็นกรดไขมันที่มพันธะเดียวใน
โมเลกุลมีโครงสร้างเป็นโซ่ตรง มีสูตรทั่วไปคือ CnH2nO2 เมื่อ n แทนจ านวนคาร์บอนอะตอม เช่น กรดบิวไท
ริก (butyric acid, C4H8O2) พบในไขมันเนย กรดปาลมิติก (palmitic acid, C16H32O2) และกรดสเตียริก
(stearic acid, C18H36O2)ซึ่งพบในไขมันพืชและไขมันสัตว์ทั่วไป
3.1.2 กรดไขมันไม่อมตัว (unsaturated fatty acid, UFA) เป็นกรดไขมันที่มีพนธะคู่หรือ
ั
ิ่
พันธะสามในโมเลกุล ที่พบมากที่สุดคือ กรดโอเลอิก (oleic acid, C18H34O2) ไขมันทั่ว ๆ ไปจะมีกรดโอเลอิก
ประมาณ 30% ของกรดไขมันทั้งหมด ในน้ ามันมะกอก (olive oil) น้ ามันถั่วลิสง (peanut oil) จะมีกรดโอเล
ิ่
อกมากกว่า 60% กรดไขมันไม่อมตัวมีความจ าเป็นต่อร่างกายเนื่องจากร่างกายสังเคราะห์ไม่ ได้หรือได้ก็ไม่
ิ
เพยงพอจึงต้องได้รับจากสารอาหารที่รับประทานในแต่ละวันจึงเรียก กรดไขมันไม่อมตัวว่า กรดไขมันจ าเป็น
ี
ิ่
(essential fatty acid) ส่วนกรดไขมันที่ร่างกายสังเคราะห์ได้เรียกว่า กรดไขมันไม่จ าเป็น (nonessential
ิ
fatty acid) ในปัจจุบันเราถือว่ากรดไขมันไลโนเลอก (linoleic acid, C18H32O2) เป็นกรดไขมันตัวเดียวที่
จ าเป็นแก่ร่างกาย ส่วนกรดไขมันอื่น ๆ ร่างกายจ าเป็นต้องใช้ แต่ก็สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ อาการที่เกิดขึ้นจาก
การขาดกรดไลโนเลอก คือ ในเด็กจะไม่เจริญเติบโตผิวหนังอกเสบ ผมร่วง นอกจากนี้ยังมีประโยชน์โดยการลด
ั
ิ
ิ
ระดับคอเลสเตอรอล และช่วยป้องกันโรคหัวใจขาดเลือดได้ น้ ามันที่มีกรดไลโนเลอกสูง ได้แก่ น้ ามันดอก
ค าฝอย น้ ามันดอกทานตะวัน น้ ามันข้าวโพด น้ ามันถั่วเหลือง และน้ ามันเมล็ดฝ้าย
3.2 สเตอรอยด์ (steroid) เป็นอนุพันธ์ของลิพิดที่ส าคัญคือ ฮอร์โมนเพศ (sex hormone) ฮอร์โมน
จากต่อมหมวกไตส่วนนอก (corticosteroid) สเตอรอยด์สร้างมาจากคอเลสเทอรอล (cholesterol) ตับ
ั
สามารถสังเคราะห์คอเลสเทอรอลจาก อะซิติลโคเอนไซม์ เอ (acetyl CoA) ซึ่งได้จากการสลายกรดไขมนและ
กลูโคส ประมาน 80% ของคอเลสเทอรอล ตับจะน าไปใช้ในการสังเคราะห์กรดน้ าดี (bile acid) เช่น กรดโคลิก
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 75 -
ิ
(cholic acid) คอเลสเทอรอลส่วนที่เหลือ จะถูกน าไปใช้ในการสังเคราะห์สเตอรอยด์ฮอร์โมน นอกจากนี้ตับยัง
ใช้คอเลสเทอรอลในการสังเคราะห์สารต้นตอของวิตามินดี คือ 7 – ดีไฮโดรคอเลสเทอรอลและเออร์โกสเท
อรอล ซึ่งเมื่อผิวหนังถูกกระตุ้นด้วยแสงอัลตราไวโอเลตจะเปลี่ยนเป็นวิตามินดี ดังนี้
7 – dehydrocholesterol --อัลตราไวโอเลต--> วิตามินดี 3 ergosterol --อัลตราไวโอเลต--> วิตามินดี 2
ภาพที่ 3.21 โครงสร้างโมเลกุลของสเตรอยค์บางชนิด
ที่มา https://pblnotes.wordpress.com/2011/08/25/steroid-hormones/
ประโยชน์และหน้าที่ของลิพด
ิ
1. เป็นส่วนประกอบของโครงสร้างของเซลล์และเนื้อเยื่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนที่เป็น เมมเบรนต่าง ๆ
2. ช่วยในการล าเลียงสารที่เป็น โมเลกุลไม่มีขั้ว (non – polar molecule) ผ่านเข้าออกเซลล์
3. เป็นแหล่งสะสมพลังงานของร่างกาย การสะสมนี้จะเหมาะสม เนื่องจากลิพิดให้พลังงานสูงจึงไม่
เปลืองเนื้อที่ นอกจากนี้ยังสามารถขนส่งไปยังแหล่างต่าง ๆ ได้ง่าย โดยวงจรหมุนเวียนโลหิต
4. ท าหน้าที่ป้องกันอวัยวะต่าง ๆ ไม่ให้เกิดการกระทบกระเทือนโดยท าหน้าที่เหมือนเบาะหรือนวม
ห่อหุ้มอวัยวะต่าง ๆ ไว้
5. เป็นสารต้นตอของวิตามินและฮอร์โมนหลายชนิด เช่น วิตามิน ดี อ ี
สมบัติของไขมันและน้ ามัน
1. ละลายได้ดีในตัวท าละลายไม่มีขั้ว (เช่นเฮกเซน)
2. เกิดกลิ่นเหม็นหืน เมื่ออากาศร้อน เพราะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ต าแหน่งพันธะคู่ ท าให้
ได้แอลดีไฮด์ และกรดไขมัน หรือเกิดไฮโดรไลซิส โดยจุลินทรีย์ ได้ กรดไขมันอิสระ น้ ามัน
พืช จะเกิดการเหม็นหืนยากกว่าไขมันสัตว์ เพราะมีวิตามิน E เป็นสารต้านออกซิเดชัน
3. เกิดไฮโดรไลซิส ในสารละลายเบส ให้สบู่ (เกลือของกรดไขมัน) กับกลีเซอรอล (เรียก
ปฏิกิริยานี้ว่า สะปอนนิฟิเคชัน) สบู่และผงซักฟอก ผงซักฟอก เป็นเกลือโซเดียมซัลโฟเนต
ของกรดไขมัน
- 76 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.6
โครงสร้างทางเคมี
ประเภทของกรดไขมัน
จ านวน C:H
พันธะเคมี side chain
จุดเดือด
การเป็นไข
สถาณะที่อุณหภูมิห้อง
กลิ่นเหม็นหืน
แหล่งที่พบ
แหล่งเรียนรู้เพิ่มเติม
กิจกรรม เรื่อง ลิพิด
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 77 -
กิจกรรม เรื่อง ลิพิด
ลิพิด เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วย ธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจนและออกซเจน เป็นสารโมเลกุลขนาด
ิ
ใหญ่ ไม่ละลายน้ า เกิดจากรวมกันของหน่วยย่อยคือ กรดไขมันและกลีเซอรอล ลิพิดแบ่งออกเป็น 3
ประเภท ได้แก่ ลิพิดเชิงเดี่ยว ลิพิดเชิงซ้อน และอนุพันธ์ของลิพิด
ค าชี้แจง จงวิเคราะห์สารอินทรีย์ประเภท ลิพิด จากเมนูอาหาร แล้วตอบค าถาม
สเต็กเนื้อพริกไทยด า
ส่วนผสม
เนื้อวัวส่วนสะโพก (ติดมัน) 1 ชิ้น
น้ ามันมะกอก 2 ช้อนโต๊ะ
พริกไทยด าบดใหม่ๆ 1 ช้อนชา
เกลือป่น 1/2 ช้อนชา
เนยสดชนิดจืด 3 ช้อนโต๊ะ
หอมแดงสับละเอียด 1/3 ถ้วย
วิสกี้ 3 ถ้วย
ครีมข้น 1/3ถ้วย
1. จากส่วนผสมของอาหารจานนี้พบลิพิดประเภท
ใดบ้าง
1.1 ลิพิดประเภท ……………………………………พบใน.................................................
1.2 ลิพิดประเภท ……………………………………พบใน..................................................
1.3 ลิพิดประเภท ……………………………………พบใน...................................................
2. จากข้อ 1 ให้เลือกลิพิดมา 1 ประเภท น ามาเขียนโครงสร้างทางเคมี (แอลกอฮอล์ + กรดไขมัน)
2.1 ลิพิดที่เลือก คือ .........................................................................................
แอลกอฮอล์ กรดไขมัน
□ กลีเซอรอล □ กรดไขมันอิ่มตัว ( ไขมันสัตว์ น้ ามันมะพร้าว น้ ามันปาล์ม เนย)
□ ไม่ใช่กลีเซอรอล □ กรดไขมันไม่อมตัว ( ไขมันพืช ยกเว้น น้ ามันมะพร้าว น้ ามันปาล์ม)
ิ่
3. จงเขียนโครงสร้างของลิพิดที่เลือก
- 78 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid)
กรดนิวคลิอิก คุณสมบัติส าคัญอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตก็คือ ความสามารถในการสืบพันธุ์และถ่ายทอด
ลักษณะ ต่างๆ ไปสู่รุ่นต่อไปได้ การถ่ายทอดลักษณะของสิ่งมีชีวิตแท้ที่จริงแล้ว คือ การส่งผ่านข้อมูลในรูป
ิ
ิ
โมเลกุลของสารอนทรีย์ที่เราเรียกว่า กรดนิวคลีอก กรดนิวคลีอก เป็นสารอนทรีย์ที่มีลักษณะเป็นพอลิเมอร์
ิ
ิ
ประกอบด้วยหน่วยย่อย หรือโมโนเมอร์ ที่เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ ต่อเข้าด้วยกันเป็นสาย นิวคลีโอไทด์เป็น
สารอนทรีย์ที่มีอะตอมของ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจนและฟอสเฟต แตกต่างจากโปรตีน
ิ
คาร์โบไฮเดรต และลิพด ที่มีเพยง อะตอมของ คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และ ไนโตรเจน ประกอบเป็น
ิ
ี
โครงสร้างพื้นฐาน โมเลกุล ของ นิวคลีโอไทด์ สามารถแบ่งออกเป็นส่วนย่อย 3 ส่วน คือ น้ าตาลที่มีคาร์บอน 5
อะตอม หมู่ฟอสเฟต และหมู่เบส ดังภาพ
ภาพที่ 3.22 โครงสร้างพื้นฐานของนิวคลีโอไทด์
ที่มา https://www.pinterest.com/samanthahestad/sat-subject-test-biology-em/
ิ
เราสามารถพบนิวคลีโอไทด์หลายชนิดในโมเลกุลของกรดนิวคลีอก นิวคลีโอไทด์แต่ละชนิดมี ความ
แตกต่างกันที่กลุ่มน้ าตาล และหมู่เบสในโมเลกุล ส าหรับสิ่งมีชีวิต น้ าตาลในโมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ที่พบมี
ด้วยกัน 2 ชนิด คือ น้ าตาลไรโบส และน้ าตาลดีออกซไรโบส ซึ่งแตกต่างกันที่จ านวนของ ออกซิเจนในโมเลกุล
ี
ของน้ าตาล เพราะน้ าตาลชนิดดีออกซีไรโบสมีออกซิเจนน้อยกว่าน้ าตาลชนิดไรโบส 1 อะตอม ดังภาพ
ภาพที่ 3.23 น้ าตาลชนิดไรโบส (ribose) และ น้ าตาลชนิดดีออกซีไรโบส (deoxyribose)
ที่มา https://www.pinterest.com/samanthahestad/sat-subject-test-biology-em/
ี
ส่วนหมู่เบสที่พบในสิ่งมีชีวิตมีทั้งหมด 5 ชนิด โดยแบ่งออกเป็น 2 พวกใหญ่ตามลักษณะทาง เคม คือ
่
พิวรีน และ ไพริมิดีน(ดังภาพที่3)พิวรีนที่พบในโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกมี 2 ชนิด ได้แก อะดีนีน และ กวานีน
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 79 -
ิ
โดยสามารถเขียนแทนด้วยอักษร A และ G ส่วนไพริมิดีน มี 3 ชนิด คือ ไซโตซีน ไทมีน และ ยูราซิล โดย
ั
สามารถเขียนแทนด้วยอกษร C T และ U ตามล าดับ จะเห็นได้ว่า นิวคลีโอไทด์ที่เป็นองค์ประกอบของกรด
นิวคลีอิกนั้น มีอยู่หลายชนิดเนื่องจากชนิด น้ าตาลและหมู่เบสในโมเลกุลมีความแตกต่างกัน นิวคลีโอไทด์
เหล่านี้อาจอยู่อย่างอิสระภายในเซลล์ของ สิ่งมีชีวิตโดยมีจานวนหมู่ฟอสเฟตต่างกันไป อย่างเช่น อาจมีจ านวน
หมู่ฟอสเฟตเพียง หนึ่ง สอง หรือ สามหมู่ก็ได้
ภาพที่ 3.24 หมู่เบสในโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก
ที่มา https://www.pinterest.com/samanthahestad
การนับต าแหน่งของคาร์บอนในโมเลกุลของนิวคลีโอไทด์
เนื่องจากโมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ ประกอบด้วยส่วนย่อย 2 ส่วนที่มีอะตอมของคาร์บอนเป็น
ื่
องค์ประกอบ คือ น้ าตาลและหมู่เบส ดังนั้นเพอป้องกันความสับสนในการบอกต าแหน่งของคาร์บอน ภายใน
โมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ จึงก าหนดให้เรียกต าแหน่งคาร์บอนในโมเลกุลของน้ าตาลด้วยเลขตาม ด้วยตัว
“ไพร์ม” เช่น หนึ่งไพร์ม สองไพร์ม ไปจนถึง ห้าไพร์ม จากรูปจะเห็นได้ว่า หมู่เบสจับกับคาร์บอน ต าแหน่ง
หนึ่งไพร์ม ส่วนหมู่ฟอสเฟตจับกับต าแหน่ง ห้าไพร์มตามลาดับ (ดังภาพที่ 4)
ภาพที่ 3.25 การนับต าแหน่งของคาร์บอนในโมเลกุลของนิวคลีโอไทด์
ที่มา tps://www.pinterest.com/samanthahestad
- 80 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
พันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์
ิ
โมเลกุลของกรดนิวคลีอกอาจประกอบไปด้วยนิวคลีโอไทด์นับล้านโมเลกุลต่อกันเป็นสายยาว ส่วนของ
ิ
โมเลกุล ที่ท าหน้าที่เสมือนเป็นสะพานเชื่อมระหว่างนิวคลีโอไทด์ในสายกรดนิวคลีอกคือ หมู่ ฟอสเฟต
นักวิทยาศาสตร์ เรียกส่วนที่เชื่อมนิวคลีโอไทด์เข้าด้วยกันนี้ว่า ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ลิงก์เกจ ซึ่ง เกิดจากหมู่
ฟอสเฟตที่ต่ออยู่กับอะตอมของคาร์บอนตัวที่ห้า หรือ ไฟว์ไพร์มคาร์บอน ของนิวคลีโอไทด์ โมเลกุลที่สอง ท า
ปฏิกิริยากับหมู่ไฮดรอกซิลที่ต่ออยู่กับอะตอมของคาร์บอนตัวที่สาม หรือ ทรีไพร์ม คาร์บอนของนิวคลีโอไทด์
ตัวแรก ท าให้เกิดพันธะ โควาเลนท์เชื่อมระหว่างนิวคลีโอไทด์ทั้งสองตัว
คาร์บอน และ ไฟว์ไพร์มคาร์บอน ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ลิงก์เกจที่เกิดขึ้นจึงเปรียบเหมือนกับ
สะพานที่เชื่อมระหว่าง ทรีไพร์ม คาร์บอนของ นิวคลีโอไทด์ตัวแรกและไฟว์ไพร์มคาร์บอนของนิวคลีโอไทด์
ตัวที่สอง ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ลิงก์เกจ ระหว่างนิวคลี-โอไทด์ตัวถัดไปจะเชื่อมระหว่าง ทรีไพร์มคาร์บอนของนิ
วคลีโอไทด์ตัวที่สองและ ไฟว์ไพร์มคาร์บอนของนิวคลีโอไทด์ตัวที่สามเช่นเดียวกัน ซึ่งจะเกิดลิงก์เกจใน
ลักษณะเช่นนี้ต่อเนื่องไป เรื่อยๆ (ดังภาพที่3.26)
ภาพที่ 3.26 การเกิดฟอสโฟไดเอสเทอร์ ลิงก์เกจ (phosphodiester linkage) ระหว่างทรีไพร์ม
ที่มา https://www.pinterest.com/samanthahestad
สายของกรดนิวคลีอิกทเกิดขึ้นจึงมีปลายทั้งสองด้านไม่เหมือนกัน เพราะปลายของนิวคลีโอไทด์ ตัวแรก
ี่
เป็นปลายของคาร์บอนอะตอมที่ 5 ของน้ าตาล หรือ ไฟว์ไพร์มคาร์บอน เราเรียกปลายนี้ว่า ปลายไฟว์ไพร์ม
ี
ส่วนปลายอกด้านหนึ่งเป็นปลายของคาร์บอนอะตอมที่ 3 ของน้ าตาล หรือ ทรีไพร์ม คาร์บอน เรียกว่า
ปลายทรีไพร์ม โดยกรดนิวคลีอกที่ประกอบขึ้นจากนิวคลีโอไทด์ที่มีความยาวไม่มากนัก เรียกว่า โอลิโกนิวคลี
ิ
โอไทด์ แต่ถ้าสายที่เกิดขึ้นประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เป็นจานวนมาก จะเรียกสายดังกล่าวนั้นว่า พอลินิวคลีโอ
ไทด์ (ดังภาพที่3.27)
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 81 -
ิ
ภาพที่ 3.27 สายของดีเอ็นเอที่เกดจากการเชื่อมต่อกันของฟอสโฟไดเอสเทอร์ ลิงก์เกจ
ิ
ที่มา https://www.pinterest.com/samanthahestad
อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่นิวคลีโอไทด์ต่อกันเป็นสาย เรามักใช้เพียงตัวอักษรของเบสสาหรับ แสดงลาดับ
ของนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบขึ้นเป็นสายของกรดนิวคลีอิกเพื่อให้ง่ายต่อการบันทึก โดยเริ่ม จากล าดับนิวคลีโอ
ไทด์ที่ปลายไฟว์ไพร์มไปยังปลายทรีไพร์ม อย่างเช่น 5’ AGCTTAGT 3’ แสดงว่าเบสของ นิวคลีโอไทด์ที่ปลาย
ไฟว์ไพร์มเป็น อะดีนีน ส่วนที่ปลายทรีไพร์มเป็นไทมีน
ิ
กรดนิวคลีอกที่พบได้ทั่วไปในสิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ ไรโบนิวคลีอกแอซิด และ ดีออกซีไร
ิ
โบนิวคลีอิกแอซิด โดยโมเลกุลของไรโบนิวคลีอิกแอซิด หรือ อาร์เอ็นเอ ประกอบขึ้นจาก
ี
นิวคลีโอไทด์ที่มีน้ าตาลชนิด ไรโบสเป็นองค์ประกอบมาต่อเป็นสาย และมีหมู่เบสเพยง 4 ชนิดเท่านั้น คือ อะ
ดีนีน กวานีน ไซโตซีน และ ยูราซิล หรือแทนด้วยอักษร A G C และ U ตามล าดับ
โดยทั่วไปแล้วโมเลกุลของอาร์เอนเอของสิ่งมีชีวิต ประกอบไปด้วยพอลินิวคลีโอไทด์เพยงสาย เดียว ในเซลล์
ี
็
ของสิ่งมีชีวิต สายของอาร์เอนเออาจเกิดการม้วนพบท าให้เกิดเป็นโครงสร้างสามมิติที่ ค่อนข้างจาเพาะโดย
็
ั
ขึ้นอยู่กับล าดับของนิวคลีโอไทด์ เนื่องจากหมู่เบส A สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจน กับหมู่เบส U และหมู่เบส
ั
ั
G สามารถสร้างพนธะไฮโดรเจนกับหมู่เบส C ได้เช่นกัน เมื่อหมู่เบสบาง ต าแหน่งสร้างพนธะระหว่างกันการ
ม้วนพบของสายอาร์เอนเอ จึงคล้ายกับการเกิดโครงสร้างสามมิติในโปรตีนส าหรับโมเลกุลของดีออกซีไรโบ
ั
็
นิวคลีอกแอซิด หรือ ดีเอนเอ ประกอบขึ้นจากนิวคลีโอไทด์ที่มี น้าตาลชนิด ดีออกซีไรโบสมาต่อเป็นสาย ที่มี
ิ
็
หมู่เบสเพยง 4 ชนิดเท่านั้นที่พบได้บนสายนั่นก็คือ A G C และ Tโมเลกุลของดีเอนเอในสิ่งมีชีวิตมัก
็
ี
ประกอบด้วยพอลินิวคลีโอไทด์สองสายเรียงตัวสลับปลายสาม ไพร์มและห้าไพร์ม และยึดกันด้วยพนธะ
ั
ไฮโดรเจนระหว่างส่วนของเบสของนิวคลีโอไทด์ทุกโมเลกุลที่ อยู่บนสายตรงกันข้าม ต่างกับการเกิดพนธะ
ั
ไฮโดรเจนบนสายอาร์เอ็นเอที่เกิดกับนิวคลีโอไทด์บาง โมเลกุลเท่านั้น
ดังนั้นล าดับของนิวคลีโอไทด์บนสายของพอลินิวคลีโอไทด์สายหนึ่งจึง เป็นตัวก าหนดชนิดของนิวคลีโอ
ไทด์ที่ต าแหน่งเดียวกันบนสายตรงข้าม โมเลกุลของดีเอนเอในสิ่งมีชีวิต มักมีโครงสร้างสามมิติเป็นรูปเกลียว
็
- 82 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ั
โดยมีเบสของนิวคลีโอไทด์ทุกตัวและพนธะไฮโดรเจนอยู่ตรงกลาง ของรูปเกลียว เราเรียกโครงสร้างสามมิติ
แบบนี้ว่า ดับเบิลฮีลิกซ์
ภาพที่3.28 รูปร่างสามมิติของดีเอ็นเอ (DNA) รูปร่างของดีเอ็นเอไม่ขึ้นกับล าดับและความยาวของ นิวคลีโอไทด์
ซึ่งแตกต่างจากรูปทรงของอาร์เอ็นเอ และโปรตีน
ที่มา https://www.pinterest.com/samanthahestad
สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีล าดับและจ านวนของนิวคลีโอไทด์ในสายดีเอนเอที่แตกต่างกัน และล าดับ ของนิ
็
วคลีโอไทด์นี้เอง คือ ข้อมูลที่ใช้ก าหนด ลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชิวิต การถ่ายทอดลักษณะไปยังรุ่นลูกหลาน
เพอสืบทอดเผ่าพนธุ์ จึงต้องอาศัยกลไกต่างๆ ในการถ่ายทอดลาดับนิวคลีโอไทด์เหล่านั้นไปยังรุ่นต่อๆไป และ
ื่
ั
ื่
็
ใช้โมเลกุลของอาร์เอนเอถอดรหัสโมเลกุลของดีเอนเอ ให้เป็นล าดับกรดอะมิโนของ โปรตีน เพอก าหนด
็
ลักษณะของสิ่งมีชีวิตอีกทอดหนึ่ง จึงอาจกล่าวได้ว่า สิ่งมีชีวิตอาจไม่สามารถ ด ารงชีวิตและเผ่าพันธุ์อยู่ได้ หาก
ขาดโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก
ั
บทบาทของกรดนิวคลีอกในการถ่ายทอดลักษณะทางพนธุกรรมจากล าดับนิวคลีโอไทด์ ของสายดีเอน
็
ิ
็
เอ (DNA) โดยมีอาร์เอนเอ (RNA) เป็นตัวกลางในถอดรหัสออกมาในรูปของล าดับ นิวคลีโอไทด์ ในสายอาร์เอน
็
เอ และท าหน้าที่ในการก าหนดล าดับของกรดอะมิโนในสายพอลิเพปไทด์ (polypeptide) อกทอดหนึ่ง ทั้งนี้
ี
ไรโบโซม (ribosome) ซึ่งท าหน้าที่ในการแปลรหัสก็ประกอบด้วย โมเลกุลของอาร์เอ็นเอ
แหล่งเรียนรู้เพิ่มเติม
กิจกรรม แบบจ าลองดีเอ็นเอ DNA replication
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 83 -
Q3: ทดสอบความเข้าใจที่ 3.7
ิ
เรื่อง กรดนิวคลีอก (Nucleic acid)
ค าชี้แจง จงเติมข้อความในช่องว่างให้ถูกต้อง
1 โมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ ประกอบด้วย 3 ส่วน ได้แก่ ............................., น้ าตาลที่มีคาร์บอน 5
อะตอม, .............................................................................................................................
2 น้ าตาลในโมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ที่พบมี 2 ชนิด คือ น้ าตาล ........................ พบในโมเลกุลของ
RNA และ น้ าตาล............................................พบในโมเลกุลของ DNA
3 หมู่เบสที่พบในสิ่งมีชีวิต แบ่งออกเป็น 2 พวก ได้แก ่
3.1. ................................... ได้แก่ อะดีนีน (A) และ .........................................
3.2. ......................................ได้แก่ ไทมีน (T) , …………………..…… , ………...
4 หมู่เบสจะจับกับคาร์บอนของน้ าตาลเพนโทสต าแหน่ง............................... ส่วนหมู่ฟอสเฟสจะจับกับ
คาร์บอนของน้ าตาลเพนโทสต าแหน่ง 3’
5 จากโครงสร้างของ DNA จงเติมข้อความให้ถูกต้องและสมบูรณ์
ปลาย
ปลาย
ด้าน ด้าน
ปลาย ปลาย
ด้าน ด้าน
6 ถ้าล าดับนิวคลีโอไทด์จากปลาย 5’ 3’ คือ 5’ AGCTTATG 3’ ล าดับนิวคลีโอไทด์สายตรงข้าม
จะมีล าดับอย่างไร
DNA 5’ A G C T T A T G 3’
___ ___
RNA ___ ___
7 โครงสร้างพื้นฐานของ DNA และ RNA ในสิ่งมีชีวิต มีลักษณะเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร
- 84 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ความเหมอน
ื
ความเหมอน DNA และ RNA
ื
1 หน่วยย่อย
2 ชนิดของน้ าตาล
3 ชนิดของหมู่เบส A, G, C
4 พันธะระหว่างหน่วยย่อย
5 ปลายสาย
6 พันธะระหว่างหมู่เบส
ความแตกต่าง
ความแตกต่าง RNA DNA
1 ชนิดของน้ าตาล ไรโบส
2 ชนิดของหมู่เบส T
3 จ านวนสาย 1 สาย
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 85 -
ิ
วิตามิน (Vitamin)
กลุ่มของสารอินทรีย์ที่จ าเป็นต่อการด ารงชีวิตให้เป็นปกติอยู่ได้ วิตามินร่างกายต้องการเพยงเล็กน้อย
ี
แต่เนื่องจากร่างกายสังเคราะห์ไม่ได้จึงต้องได้รับจากอาหาร
วิตามินแบ่งเป็น 2 ชนิดคือ
1. พวกที่ละลายในไขมันได้แก่ วิตามินเอ วิตามินอี วิตามินดีและวิตามินเค
2. พวกที่ละลายในน้ าได้แก่ วิตามินบี วิตามินซี
สารอาหารเหล่านี้เมื่อเข้าสู่ร่างกายจะถูกล าเลียงไปสู่เซลล์ซึ่งเซลล์น าสารอาหารไปใช้ในกระบวนการต่าง ๆ ซึ่ง
เป็นปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ วิตามิน เป็นสารอาหารที่ไม่ให้พลังงาน ร่างกายต้องการวิตามินในปริมาณที่น้อยมาก
เมื่อเทียบกับความต้องการสารอาหารประเภทที่ให้พลังงาน แต่ร่างกายขาดวิตามินไม่ได้ ถ้าร่างกายขาด
วิตามินจะท าให้ผิดปกติไปแต่ถ้าได้รับในปริมาณที่มากเกินไปจะเกิดโทษต่อร่างกาย ประโยชน์ของวิตามินที่มี
ต่อร่างกายมีดังนี้
1. ช่วยในการควบคุมอวัยวะต่าง ๆ ของร่างกายให้ท าหน้าที่ปกติ
2. ช่วยบ ารุงผิวพรรณ ผม เหงือก และตาให้ดูสวยงามและสดชื่น
3. ช่วยสร้างเซลล์ให้เจริญเติบโตและเพิ่มความต้านทานโรคของร่างกาย
ชนิดวิตามิน แหล่งอาหาร ความส าคัญ
วิตามิน เอ ตับ ไข่แดง นม น้ ามันตับ -ช่วยบ ารุงสายตา ผิวหนัง กระดูกและฟัน
ปลา มะละกอสุก มันเทศ ถ้าขาด ไม่สามารถมองเห็นที่สลัวๆ ตาแห้ง ผิวหนังแห้ง
มะม่วงสุก
วิตามินดี เนื้อ ตับ ปลา น้ ามันตับปลา -ช่วยรักษาระดับแคลเซียมและฟอสเฟตในร่างกาย
ไข่นม -ช่วยดูดซึมแคลเซียมและฟอสฟอรัสเพอสร้างกระดูกและฟน
ั
ื่
ถ้าขาด เป็นโรคกระดูกอ่อน ฟันผุง่าย
ื
วิตามินอ ี ผักใบเขียว น้ ามันพช ถั่ว -ช่วยให้เม็ดเลือดแดงแข็งตัว
ชนิดต่าง ๆ -ช่วยป้องกันการเป็นหมัน
ถ้าขาด เป็นหมันง่าย แท้งง่ายเม็ดเลือดแดงแตก
วิตามินเค ผักขม กะล่ าปลี มะเขือเทศ -ช่วยให้เลือดแข็งตัว
ถั่วเหลือง เนื้อหมู ตับ ถ้าขาด เลือดแข็งตัวช้า เลือดไหลไม่หยุด
วิตามินบี 1 ข้าวซ้อมมือ เนื้อหมู ตับ ไข่ -บ ารุงประสาทและหัวใจ
ถั่ว มันเทศ ถ้าขาด เป็นโรคเหน็บชา เบื่ออาหาร การเจริญเติบโต
หยุดชะงัก
วิตามินบี 2 เนื้อสัตว์ ตับ นม ยีสต์ -การเจริญเติบโตปกติ ผิวหนัง ลิ้นตา มีสุขภาพดี
ถ้าขาดเป็นปากนกระจอก ผิวหนังแห้งแตกลิ้นเป็นแผล
วิตามินบี 5 เนื้อสัตว์ ตับ ถั่ว ยีสต์ -เป็นส่วนประกอบของโคเอนไซม์
ถ้าขาด อ่อนเพลีย ผิวหนังแห้ง ประสาทหลอน
- 86 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
วิตามินบี 6 เนื้อสัตว์ ตับ ผักเขียว ถั่ว -ช่วยในการท างานของระบบย่อยอาหาร
เหลือง ถ้าขาด จะบวมตามร่างกาย ประสาทเสื่อมผมร่วง
วิตามินบี 12 เนื้อหมู เนื้อปลา ตับ ไข่ -การเจริญเติบโตของเม็ดเลือด
ยีสต์ ถ้าขาด เป็นโรคโลหิตจาง เจ็บลิ้นและปาก ไขสันหลังเสื่อม
วิตามินซี ผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว -รักษาสุขภาพเหงือกและฟัน หลอดเลือดแข็งแรง
ถ้าขาดโรคเลือดออกตามไรฟัน เส้นเลือดฝอยเปราะ
ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
กระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า metabolism (มาจากภาษากรีก metabole
= change) มี 2 พวก คือ
1. catabolic pathways เป็นกระบวนการย่อยสลาย (degradation) เช่น การหายใจ เป็นการ
ย่อยสลายน้ าตาลกลูโคสให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์กับน้ า พลังงานที่สะสมอยู่ในสารอนทรีย์จะถูก
ิ
น ามาใช้ในการมีกิจกรรมต่าง ๆ ของเซลล์ และ
2. Anabolic pathways เป็นกระบวนการใช้พลังงานในการสร้างสารโมเลกุลต่าง ๆ จากโมเลกุล
ง่าย ๆ เช่น การสังเคราะห์โปรตีนจากกรดอะมิโน เป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานในปฏิกิริยาเคม ี
ี
ภาพที่ 3.29 การเกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางเคมในสิ่งมีชีวิต
ที่มา http://www.myfitnesspal.com/de/blog/Fitnesspromiddleton?month=201604
การเกิดปฏิกิริยาเคมีประเภทต่าง ๆ จะประกอบด้วยกระบวนการที่ส าคัญ 2 กระบวนการ คือ
กระบวนการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของสารตั้งต้น และกระบวนการสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่าง
อะตอมของสารผลิตภัณฑ์ โดยการเกิดขึ้นเองของแต่ละกระบวนการจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ภายในสารขึ้นได้ ดังนี้
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 87 -
่
กระบวนการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหวางอะตอมของสารตั้งต้น เกิดขึ้นได้โดยโมเลกุลของสารตั้งต้นจะ
รับเอาพลังงานจากภายนอกเข้าไปช่วยท าลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมท าให้เกิดเป็นอะตอมอสระ
ิ
ึ
กระบวนการสร้างแรงยดเหนี่ยวระหว่างอะตอมของสารผลิตภัณฑ เกิดขึ้นได้โดยอะตอมของสารต่าง ๆ
์
จะเข้ารวมกันกลายเป็นผลิตภัณฑ์และมีการปลดปล่อยพลังงานภายในที่เป็นส่วนเกินออกมา เพอให้อะตอม
ื่
ของสารสร้างแรงยึดเหนี่ยวต่อกันได้
ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้นได้ เมื่อสารตั้งต้นมีการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมเกิดเป็นอะตอม
อิสระ จากนั้นอะตอมอิสระจึงจะเข้าสร้างแรงยึดเหนี่ยวกับอะตอมของสารตั้งต้นอื่น ๆ เพื่อเกิดเป็นผลิตภัณฑ์
ที่เป็นสารชนิดใหม่ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงในแต่ละขั้นจะมีการใช้พลังงานในลักษณะที่แตกต่างกัน โดยผลลัพธ์
ของการใช้พลังงานจากทั้งสองขั้นตอนจะเป็นตัวตัดสินว่า ปฏิกิริยาเคมีไปในทิศทางใด
1. ปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endergonic reaction)
คือ ปฏิกิริยาที่มีการใช้พลังงานในการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมมากกว่าพลังงานที่
ื่
ถูกปล่อยออกมาเพอสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม ท าให้เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาเคมีแล้ว สารจะมีการดูด
พลังงานเข้าไปมากกว่าพลังงานที่คายออกมา ดังนั้นเมื่อเกิดปฏิกิริยาเช่นนี้สารจะมีการดูดพลังงานในรูปความ
ร้อนจากสิ่งแวดล้อมเข้าไป ท าให้พลังงานภายในสารเพมสูงขึ้นกว่าตอนเริ่มต้น ในขณะที่สิ่งแวดล้อมก็จะ
ิ่
สูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนไป จึงท าให้สิ่งแวดล้อมมีอณหภูมิลดลง ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาระหว่าง
ุ
แคลเซียมไฮดรอกไซด์กับแอมโมเนียคลอไรด์ เป็นต้น
2. ปฏิกิริยาคายความร้อน (Exergonic reaction)
คือ ปฏิกิริยาที่มีการใช้พลังงานในการสลายแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมน้อยกว่าพลังงานที่
ปล่อยออกมาเพอสร้างแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม ท าให้เมื่อสิ้นสุดการเกิดปฏิกิริยาเคมแล้ว สารจะคาย
ี
ื่
พลังงานออกมามากกว่าพลังงานที่ดูดเข้าไป ดังนั้นเมื่อเกิดปฏิกิริยาเช่นนี้สารจะมีการคายพลังงานในรูปความ
ร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อม ท าให้พลังงานภายในสารลดน้อยกว่าในช่วงเริ่มต้นปฏิกิริยา ในขณะที่สิ่งแวดล้อมก็จะ
ได้รับพลังงานในรูปความร้อน ท าให้สิ่งแวดล้อมมีอณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น การเกิดปฏิกิริยาระหว่าง
ุ
โซเดียมกับน้ า เป็นต้น
ก ข
ภาพที่ 3.30 กราฟแสดงการด าเนินไปของปฏิกิริยา ก ปฏิกิริยาคายความร้อน ข ปฏิกิริยาดูดความร้อน
ที่มาhttps://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-
textbook/metabolism-6
์
เอนไซม (enzyme)
- 88 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ั
เอนไซม์ (enzyme) คือ สารที่ท าหน้าที่เร่งปฏิกิริยาต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิต (biocatalyst) ท าให้อตราเร็ว
ิ่
ของปฏิกิริยานั้น ๆ เพมสูงขึ้นได้ถึงหนึ่งล้านถึงล้านล้านเท่า (10 -10 ) ของปฏิกิริยาเดิมที่ไม่มีเอนไซม์เป็น
12
6
ี
ตัวเร่ง หรือพดอกแบบหนึ่งว่าเอนไซม์ท าให้เกิดปฏิกิริยาได้รวดเร็วขึ้น สารที่เข้าท าปฏิกิริยาหรือสารตั้งต้นใน
ู
ปฏิกิริยาเรียกว่า ซับสเตรต (substrate) จะเข้าจับหรือท าปฏิกิริยากับเอนไซม์แล้วได้ผลิตภัณฑ์ (product)
ออกมา เอนไซม์จะมีอยู่มากมายหลายชนิด และอยู่ในส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ เช่น รวมอยู่กับผนังเซลล์ เยื่อหุ้ม
เซลล์ ไรโบโซม และใน ไมโครบอดี้ส์ เป็นต้นโดยที่เอนไซม์แต่ละชนิดจะมีที่อยู่ที่แน่นอน ไม่รวมกับเอนไซม์
ชนิดอน ๆ เช่น เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แสงจะอยู่ภายในคลอโรพลาสต์ เอนไซม์ที่ใช้ในการ
ื่
หายใจจะอยู่ในไมโตคอนเดรียและเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ DNA และ RNA จะอยู่ในนิวเคลียส
เอนไซม์หลายชนิดจะมีชื่อตามสารเริ่มต้น (Substrate) ลงท้ายด้วย -ase เช่น ฟอสฟาเตส (Phosphatase)
และอไมเลส (Amylase) เป็นต้น แต่ก็มีเอนไซม์บางชนิดที่ชื่ออาจจะไม่เกี่ยวข้องกับสารเริ่มต้น เช่น คะ
ตาเลส (Catalase)
กลไกการท างานของเอนไซม ์
เอนไซม์ประกอบด้วยสายของพอลิเพปไทด์ ที่มีการพบไปมาจนเกิดรูปร่างเพาะตัว และมีบริเวณเร่ง
ั
ส าหรับท าหน้าที่เข้าจับกับสารตั้งต้น บริเวณนี้จะมีความจ าเพาะเจาะจงกับสารตั้งต้นหากบริเวณเร่งของ
เอนไซม์จับกันพอดีกับสารตั้งต้น สารตั้งต้นก็จะถูกเปลี่ยนไปเป็นผลิตภัณฑ์ผลิตภัณฑ์จะหลุดออกจาก
์
เอนไซม เอนไซม์ก็จะสามารถเร่งปฏิกิริยาของสารตั้งต้นโมเลกุลอื่นๆต่อไป
ภาพที่ 3.31 กลไกการท างานของ เอนไซม์
ที่มา cience.halleyhosting.com/sci/ibbio/chem/notes/chpt8/chpt8.htm
ในการท างานของเอนไซม์ โครงสร้างของเอนไซม์ทั้งก่อนละหลังการเกิดปฏิกิริยายังคงเหมือนเดิม ไม่
มีการเปลี่ยนแปลง แสดงว่าเอนไซม์ไม่ได้ท าปฏิกิริยากับสารตั้งต้น แต่ขณะที่เกิดปฏิกิริยาเอนไซม์จะจับกับ
ั
สารตั้งต้น ท าให้สารตั้งต้นแปรสภาพไป โดยมีการสลายพนธะหรือมีการสร้างพนธะของสารตั้งต้นขึ้นมาใหม่
ั
เกิดเป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเคม สมมติฐานที่ใช้อธิบายกลไกการท างานของเอนไซม์มีดังต่อไปนี้
ี
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 89 -
แบบจ าลองแม่กุญแจกับลูกกุญแจ (lock and Key Model)
ิ
ี
โดยอมิล ฟชเชอร์ (Emil Fischer) ตามแนวความคิดแบบจ าลองแม่กุญแจกับลูกกุญแจนั้นเปรียบ
์
่
ื
เอนไซมเป็นเหมอนแมกุญแจและสารตั้งต้นเปรียบเป็นลูกกุญแจ ซึ่งจะเกิดการเปลี่ยนแปลงเมื่อไขด้วยลูก
ุ
กุญแจ โดยลูกกญแจจะต้องมีรูปร่างพอเหมาะกับแอกทีฟไซด์ของแม่กุญแจเท่านั้นจึงจะรวมกับเอนไซม์ และ
เกิดปฏิกิริยากลายเป็นผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้เอนไซม์ยังสามารถเร่งปฏิกิริยาย้อนกลับได้ กล่าวคือ เอนไซม์
์
เปลี่ยนสารตั้งต้นให้กลายเป็นผลิตภัณฑ และสามารถเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ให้กลายเป็นสารตั้งต้นได้
ทฤษฏีเหนี่ยวน าให้เหมาะสม (Induced-fit theory)
เสนอโดยคอชแลนด์ (Koshland) อธิบายว่าเมื่อสารตั้งต้นเข้าจับที่บริเวณเร่งของเอนไซม์จะ
เหนี่ยวน าให้เอนไซม์เปลี่ยนโครงรูปให้เหมาะสม ท าให้การจับกันระหว่างเอนไซม์กับสารตั้งต้นดีขึ้นและ
้
เกิดปฏิกิริยาได้ผลิตภัณฑ์ออกมา นอกจากนี้ สารที่ไม่ใช่สารตั้งต้นแต่มีลักษณะคล้ายสารตั้งต้น ก็สามารถเขา
จับที่บริเวณเร่งของเอนไซม์ได้ แต่ไม่สามารถชักน าให้เอนไซม์เปลี่ยนโครงรูปที่เหมาะสม ท าให้ไม่
เกิดปฏิกิริยาและไม่ได้ผลิตภัณฑ์ ซึ่งทฤษฎีนี้สามารถอธิบายได้กว้างกว่าทฤษฎีแรก เพราะแสดงถึงความ
ยืดหยุ่นของเอนไซม์ที่บริเวณเร่ง
ภาพที่ 3.32 แบบจ าลองกลไกการท างานของเอนไซม์
ที่มา http://biochemreview.weebly.com/enzymes.html
ปัจจัยทมีผลต่อการท างานของเอนไซม ์
ี่
อุณหภูม
ิ
ิ่
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นการท างานของเอนไซม์จะเพมขึ้นเรื่อยๆ จนถึงจุดสูงจุดหนึ่ง (optimum
temperature) แล้วจะลดลง อุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการท างานของเอนไซม์ในคนส่วนใหญ่อยู่ในช่วง
ุ
อุณหภูมิ 25-40˚C แต่เอนไซม์ของแบคทีเรียที่เจริญได้ดีในสภาพแวดล้อมที่ร้อนมาก อณหภูมิที่เหมาะสม
ประมาณ 65-80˚C ที่อณหภูมิสูงกว่าจุดนี้มากๆเอนไซม์จะเสียสภาพโครงสร้าง (denature) ท าให้จ ากับ
ุ
- 90 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ซับสเตรดไม่ได้ การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของโปรตีนอันเนื่องมาจากความร้อนนี้ ถ้าความร้อนไม่สูงเกินไปและ
ี
เมื่อมีความร้อนลดลงจนมีระดับปกติ โปรตีนจะคืนสู่ภาพเดิมสามารถทางานได้อก
ความเป็นกรด-เบส (pH)
เอนไซม์แต่ละชนิดจะท างานได้ดีในสภาพความเป็นกรด-เบสที่แตกต่างกัน เช่น ไลเพสท างานได้ดี
ที่สุดที่ pH 7 ทริปซินที่ pH 8-11 และเพปซินที่ pH 1.5-2.5 แต่โดยทั่วไปแล้วเอนไซม์มักท างานได้ดีในช่วง
pH 6-7.5
ปริมาณเอนไซม์และสารตั้งต้น
อตราการเกิดปฏิกิริยาจะแปรผันโดยตรงกับความเข้มข้นของเอนไซม์และซับสเตรตจนถึงจุด
ั
หนึ่ง ถ้าเอนไซม์และสารตั้งต้นมากเกินพออัตราการเกิดปฏิกิริยาจะคงที่เนื่องจากไม่มีเอนไซม์และสารตั้งต้น
เหลือพอที่จะท าปฏิกิริยา
์
ตัวยับยั้งเอนไซม (enzyme inhibitor)
ตัวยับยั้งเอนไซม์เป็นสารเคมีที่สามารถยับยั้งการท างานของเอนไซม์ไม่ให้เอนไซม์จับกับสารตั้งต้นได้
เช่น สารจ าพวกเพนิซิลลินเป็นยาปฏิชีวนะที่มีฤทธิ์แย่งจับบริเวณเร่งของเอนไซม์ที่แบคทีเรียใช้ในการเร่ง
ปฏิกิริยาการสร้างผนังเซลล์ แบคทีเรียจึงไม่สามารถสร้างผนังเซลล์ได้ ประโยชน์ของตัวยับยั้งเอนไซม์คือ ใช้
ในการศึกษาล าดับของปฏิกิริยาเคมีที่เกดขึ้นการท างานของตัวยับยั้งเอนไซม์ แบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ
ิ
1. การยับยั้งแบบถาวร (inreversible inhibition) เกิดจากการที่ ตัวยับยั้งจับกับเอนไซม์อย่าง
ถาวรด้วยพ น ธะโคเวเลน ต์ (covalent bond) กลายเป็ น สารป ระกอบ ที่เสถียร (stable
ั
compounds) เอนไซม์จึงไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาได้อีก
2. การยับยั้งแบบชั่วคราว (reversible inhibition) เกิดจากตัวยับยั้งที่เกาะบนโมเลกุลของเอนไซม์
ื่
ั
ั
อย่างชั่วคราวด้วยพนธะอนๆที่ไม่ใช่พนธะโคเวเลนต์จึงมีโอกาสหลุดออกจากเอนไซม์กลับเข้าสู่สภาพเดิมได้
แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
- การยับยั้งแบบแข่งขัน (competitive inhibition) เป็นการท างานของตัวยับยั้งที่มีโครงสร้าง
คล้ายกับสารตั้งต้นจึงเข้าไปเกาะบริเวณแอกทีฟไซด์ของเอนไซม์แทนที่สารตั้งต้น ท าให้สารตั้งต้นไม่
สามารถเข้าไปเกาะบริเวณแอกทฟไซด์ของเอนไซม์นั้นได้
ี
- การยับยั้งแบบไม่แข่งขัน (non-competitive inhibition) เกิดจากการที่ตัวยับยั้งซึ่งมี
โครงสร้างแตกต่างจากสารตั้งต้น จะเข้าจับกับเอนไซม์บริเวณอนที่ไม่ใช่บริเวณแอกทีฟไซด์ เมื่อตัว
ื่
ยับยั้งเอนไซม์จับกับสารตั้งต้นแล้วท าให้บริเวณแอกทีฟไซด์เปลี่ยนแปลงไป ละไม่สามารถท า
ปฏิกิริยาต่อไปได้
3. การยับยั้งแบบย้อนกลับ (feedback inhibition) เป็นการยับยั้งที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ ของปฏิกิริยา
ที่มีปริมาณมากเกินพอ จะสามารถยับยั้งการท างานของเอนไซม์ที่ เร่งปฏิกิริยาขั้นแรก ในวิถีเมแทบอลิซึม
ได้ การยับยั้งแบบนี้พบได้ใน กระบวนการสังเคราะห์กรดไขมัน โคเลสเตอรอล กรดอะมิโน นิวคลีโอไทด์
และในเมแทบอลิซึมของสิ่งมีชีวิต
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 91 -
ิ
ภาพที่ 3.33 กลไกการท างานของตัวยับยั่งปฎิกิริยาในการเกิดปฏิกิริยาเคมี
ที่มา http://www.thealevelbiologist.co.uk/topics/aqa-as-topics/enzyme-properties
การสลายอาหารระดับเซลล์
นักเรียนได้ทราบมาแล้วว่าสิ่งมีชีวิตต้องใช้พลังงานจากสารอาหารในการท ากิจกรรมต่างๆ เช่น
การเคลื่อนไหว การตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม การควบคุมการท างานของระบบต่างๆ ในร่างกายและถ้า
พจารณาในระดับเซลล์ เซลล์จะมีกิจกรรมต่างๆ เช่น การล าเลียงสารแบบแอกทีฟทรานสปอร์ต การ
ิ
สังเคราะห์สารรวมถึงปฏิกิริยาต่างๆ ภายในเซลล์ ฯลฯ กิจกรรมเหล่านี้ต้องใช้พลังงานจากสารอาหารทั้งสิ้น
สารอาหารที่ล าเลียงเข้าสู่เซลล์และสามารถให้พลังงานแก่เซลล์ได้ เช่น มอโนแซ็กคา
ไรด์ กรดอะมิโน กลีเซอรอล และกรดไขมัน แต่เซลล์ยังไม่สามารถน าพลังงานจากสารอาหารเหล่านี้ไป
ื่
ั
ใช้ได้จะต้องมีกระบวนการสลายสารอาหารภายในเซลล์ เพอเปลี่ยนพลังงานของพนธะเคมีของสารอาหารให้
มาอยู่ในรูปสารประกอบพลังงานสูงที่เซลล์พร้อมที่จะน าพลังงานไปใช้ได้ เช่น ATP เรียกกระบวนการสลาย
โมเลกุลของสารอาหารในเซลล์เพื่อให้ได้พลังงานนี้ว่า
- 92 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
การสลายสารอาหารระดับเซลล์ (cellular respiration)
ภาพที่ 3.34 โครงสร้างทางเคมีของ ATP
ที่มา http://www.thealevelbiologist.co.uk/topics/aqa-as-topics/enzyme-properties
ATP เป็น สารที่มีพลังงานสูง ท าหน้าที่เก็บพลังงาน ที่ได้จากกระบวนการสลายสารอาหาร ของเซลล์
ประกอบด้วยสารอินทรีย์ 2 ชนิดต่อกน คือ เบสอะดีนีนกับน้ าตาลไรโบส
ั
ซึ่งเรียกว่าอะดีโนซีน แล้วจึงต่อกับหมู่ฟอสเฟต 3 หมู่ หมู่ฟอสเฟตแรกที่จับกับน้ าตาลไรโบสมี
พลังงานพนธะต่ า ส่วนพนธะที่เกิดขึ้นระหว่างหมู่ฟอสเฟตแรกกับหมู่ที่ 2 และหมู่ที่ 2 กับหมู่ที่ 3 มีพลังงาน
ั
ั
พนธะสูง เมื่อสลายแล้วจะให้พลังงาน 7.3 กิโลแคลอรี/โมล ขณะที่สิ่งมีชีวิตด ารงอยู่ เซลล์จะมีการ
ั
สลาย ATP โดย ATP จะเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีนไดฟอสเฟต (adenosine diphosphate : ADP) และ
หมู่ฟอสเฟต หรือเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีนมอโนฟอสเฟต (adenosine monophosphate : AMP) และ
หมู่ฟอสเฟต เพอให้ได้พลังงานส าหรับใช้ในการท ากิจกรรมต่างๆของร่างกายตลอดเวลา ดังนั้นจึงต้องมีการ
ื่
สร้าง ATP ใหม่ขึ้นมาทดแทน กระบวนการสร้าง ATP จาก ADP และหมู่ฟอสเฟตนี้เรียกว่า
กระบวนการ ฟอสโฟรีเลชัน (phosphorylation)การสลายสารอาหารในเซลล์มีทั้งแบบใช้ออกซิเจนและไม่
ใช้ออกซิเจน
ู้
แหล่งเรียนรเพิ่มเติม
ปฏิริกิยาเคมี การแยกโมเลกุของน้ า ใบความรู้เรื่องวิตามิน
ิ
ชีววทยาพื้นฐาน ม.4 - 93 -
ภาพที่ 3.35 แสดงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของ ATP และ ADP
ที่มา http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/chemistry
การสังเคราะห์ ATP
ั
เป็นการสร้างพนธะเคมีที่มีพลังงานสูงของ ATP ซึ่งจะเรียกกระบวนการนี้ว่า ฟอสโฟริเลชัน
(phosphorylation) โดยมีวิธีการสังเคราะห์หลายแบบด้วยกัน เช่น
1. การสังเคราะห์ ATP จากพลังงานแสง เรียกว่า Photophosphorylation เป็นการสร้าง ATP
ในสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงได้ โดยการใช้พลังงานแสงที่ได้รับมาท าให้เกิดการรวมตัวกันของ
ADP และหมู่ Pi
2. การสังเคราะห์ ATP จากการสลายสารโดยกระบวนการหายใจ เรียกว่า oxidative
phosphorylation เป็นการสร้าง ATP ในสิ่งมีชีวิตที่มีการหายใจแบบใช้ออกซิเจน (aerobic
respiration) โดยการรวมตัวกันของ ADP และหมู่ Pi ในขณะที่มีการถ่ายทอดอเล็กตรอนไปให้
ิ
ออกซิเจน
3. การสังเคราะห์ ATP จากสารที่มีพลังงานสูงกว่า เรียกว่า substate phosphorylation เป็นการ
รวมตัวของ ADP กับหมู่ฟอสเฟต จากการถ่ายทอดพลังงานที่รับจากการสลายสารที่มีพนธะเคมี
ั
พลังงานสูงกว่า
- 94 - ชีววทยาพื้นฐาน ม.4
ิ
ภาพที่ 3.36 การสังเคราะห์ ATP จากการโดยกระบวนการหายใจ
ที่มา http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/chemistry/classes_stud/en/med
การท างานของ ATP
เมื่อ ATP ถูกไฮโดรไลซิสได้เป็น ADP + หมู่ฟอสเฟต จะปล่อยพลังงานออกมาซึ่งเซลล์น าไปใช้ใน
ปฏิกิริยาดูดพลังงาน โดยจะเกิดควบคู่กับการส่งหมู่ฟอสเฟตที่ได้จากไฮโดรไลซิส ATP ไปให้แก่สารโมเลกุลอื่น
ด้วย เรียกสารนี้ว่า ถูก phosphorylate ตัวย่างเช่น การสังเคราะห์กลูตามีน (glutamine) จากกรดอะมิโน
่
กลูตามิก (glutamic) กับแอมโมเนียโดยอาศัย ATP มีสองขั้นตอนคือ 1 ATP ให้หมู่ฟอสเฟตแกกลูตามิก มีผล
ท าให้กรดอะมิโนนี้ไม่ค่อยเสถียร 2.แอมโมเนียแทนที่หมู่ฟอสเฟต ท าให้ได้เป็น กลูตามีน (รูปที่ 6)*
พลังงานในเซลล์ได้จากปฏิกิริยาการสลายอาหาร (catabolism) ซึ่งน าไป phosphorylate ADP ได้
เป็น ATP
ซึ่งพลังงานที่สะสมอยู่ใน ATP เซลล์จะน าไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ เช่น การสร้างสารชีวโมเลกุล (anabolism)