CU 474 41

วตถประสงคการเรยนร

เมอศกษาบทเรยนนแลวนกศกษาสามารถ

1. ใชคณสมบตของสงมชวตจาแนกสงมชวตและสงไรชวตได

2. อธบายกระบวนการทางวทยาศาสตรได

3. อธบายการทางานของกลองจลทรรศนชนดเลนสประกอบได

4. ออกแบบการศกษาหาความรชววทยาดวยกระบวนการทางวทยาศาสตรและ

เลอกใชอปกรณชววทยาทเหมะสมได

5. เขยนสตรโครงสรางทวไปของสารประกอบเคมทเปนพนฐานของเซลล ไดแก

คารโบไฮเดรต ไขมน โปรตน และกรดนวคลอคได

6. อธบายปฏกรยาเคมทเกดขนในเซลลของสงมชวตได

ความเขาใจในธรรมชาตของสงมชวตเปนพนฐานสาคญของการศกษาชววทยา เรมจาก

ความรความเขาใจถงคณสมบตของสงมชวตและสงไรชวต ทงนเนองจากสงมชวตมหลาย

ระดบ ตงแตระดบอนภาค ระดบเซลล และกลมเซลล การศกษาเรองราวของสงมชวตทม

ขนาดเลกมากมองไมเหนดวยตาเปลาจนถงขนาดใหญจาเปนตองมวธการทดและอปกรณ

ทมประสทธภาพสง กระบวนการทางวทยาศาสตรเปนวธการทเหมาะสม ในขณะทกลอง

จลทรรศนคออปกรณทสาคญในการศกษาชววทยา โดยเฉพาะอยางยงกลองจลทรรศน

อเลคตรอนทมกาลงขยายสงมากกวาหาแสนเทา ทาใหเปดโลกของสงมชวตทศกษาไดถง

ระดบโมเลกล

การศกษาเคมพนฐานของเซลลของสงมชวตทาใหเขาใจกระบวนการทางานของ

อวยวะเซลลและการดารงชพของเซลล ซงมความสาคญยงตอการดารงชวตของสงมชวต

บทท 2 การศกษาเรองของชวต

The Study of Life

CU 474 42

2.1 ธรรมชาตของสงมชวต (Nature of Life)

คณสมบตของสงมชวต

สงมชวตมคณสมบตทางกายภาพและชวภาพ ดงน

1. ลกษณะเฉพาะในการจดระบบรางกาย (Specific Organism) สงมชวตแตละชนดม

การจดระบบของเซลล เนอเยอ อวยวะ และระบบอวยวะของรางกายทแตกตางกน ทาให

จาแนกสงมชวตเปนชนดตาง ๆ ไดแก ไวรส แบคทเรย สาหราย พช และสตว

2. กระบวนการเมแทบอลซม (Metabolism) คอ กระบวนการทางเคมทเกดขน

ภายในเซลลรางกายของสงมชวต ซงประกอบดวย กระบวนการสลายสาร (Catabolism)

โดยมการเปลยนแปลงสารจากโมเลกลใหญใหเปนสารโมเลกลเลกลง ในชวงการเปลยนแปลง

มการปลดปลอยพลงงานและความรอน เชน กระบวนการหายใจระดบเซลล (Cellular

Respiration) และกระบวนการสรางสาร (Anabolism) เปนการเปลยนแปลงสารจากโมเลกล

เลกเกดการรวมกนเปนสารโมเลกลใหญ ในกระบวนการนมการดดพลงงานจากภายนอก

เขามาสะสม ทาใหสารโมเลกลใหมมขนาดใหญ และเกบสะสมพลงงาน ไดแก กระบวนการ

สงเคราะหดวยแสง (Photo synthesis) กระบวนการสงเคราะหโปรตนจากกรดอะมโน (Protein

Synthesis) ในกระบวนการเมแทบอลซมจะตองมสารตวเรงปฏกรยาเคม คอ เอนไซม และ

พลงงานรวมดวยเสมอ

3. การสบพนธ (Reproduction) สงมชวตตองมกระบวนการผลตหนวยใหม ซงเปน

ระบบทจาเปนตอการดารงพนธ ไมวาจะเปนสงมชวตเซลลเดยวหรอหลายเซลล หรอแมแต

ระดบทตากวาเซลลอยางพวกไวรส ซงจดเปนอนภาคทมคณสมบตของสงมชวต เนองจาก

เพมจานวนไดเมอเขาไปอยในเซลลของสงมชวต

4. การเจรญเตบโต (Growth) สงมชวตสามารถเจรญเตบโตไดจากกระบวนการ

การแบงเซลลเพอเพมจานวนเซลล เซลลทเกดขนใหมจะมกระบวนการเมแทบอลซม ทา

ใหเพมโปรโตพลาสซม และเกดการเปลยนแปลงเซลลไปทาหนาทเฉพาะ สงมชวตแตละ

ชนดจะมแบบแผนการเจรญทเปนรปแบบเฉพาะตว ทาใหมรปรางทแตกตางกน

5. การเคลอนไหว (Movement) สงมชวตมความสามารถในการเคลอนไหวทแตกตางกน

สตวมการเคลอนไหวไดมากและเหนชดเจนกวาพช เนองจากสตวมอวยวะทใชในการเคลอนท

ไดแก ขน (Cilia) แส (Flagella) และกลามเนอ (Muscle) พชบางชนดมการเคลอนไหวท

เหนไดชดเจน เชน การหบ บานของใบไมยราพ การจบแมลงของหมอขาวหมอแกงลง

และใบของตนกาบหอยแครง เปนตน

CU 474 43

6. การตอบสนองตอสงเรา (Irritability) สงมชวตสามารถตอบสนองตอการเปลยนแปลง

ทางกายภาพและเคมทเปนสงแวดลอมในลกษณะทแตกตางกน

7. การปรบตวและววฒนาการ (Adaptation and Evolution) สงมชวตมการปรบตว

ใหเขากบสงแวดลอมเพอการอยรอด สงมชวตทมความสามารถปรบตวไดดจะมอตราการ

อยรอดสง ถาสงมชวตไมสามารถปรบตวไดกจะมโอกาสสญพนธได การววฒนาการเปน

ผลมาจากการปรบตว ตอส ดนรนเพอการอยรอด และมการเปลยนแปลงลกษณะทาง

พนธกรรมสบตอกนมาหลายรน จนกลายเปนสงมชวตในปจจบนทมลกษณะแตกตางจาก

สงมชวตดงเดม

ขอบเขตของชววทยา

ชววทยา (Biology) มความหมายตามรากศพท และความหมาย ดงน

ชววทยา มาจากคาวา ชว หมายถง ชวต รวมกบ วทยา หมายถง ความร

Biology มรากศพทมาจากภาษากรก คอ Bio (Bios,Gr.) มความหมายวา life รวมกบ

คาวา Logy (Logos,Gr.) หมายถง reasoning though (Science)

ดงนน ชววทยา (Biology) จงหมายถง วทยาศาสตรทศกษาธรรมชาตของสงมชวต

ระบบรางกายของสงมชวต รวมถงสงแวดลอมทมอทธพลตอการดารงชวตของสงมชวต

ทงทางตรงและทางออม

ชววทยา เปนวทยาศาสตรสาขาชวภาพ (Biological Science) ทศกษาดานตาง ๆ

ไดแก ชววทยาพนฐานทศกษาเกยวกบสงมชวต ดงน

กายวภาคศาสตร (Anatomy) ศกษาโครงสรางของสงมชวต

ชวเคม (Biochemistry) ศกษาโครงสราง และกระบวนการเปลยนแปลงของสารชว

โมเลกลในสงมชวต

จลชววทยา (Microbiology) ศกษาเกยวกบจลนทรย

พฤกษศาสตร (Botany) ศกษาเกยวกบพช

เซลลวทยา (Cytology) ศกษาเกยวกบเซลล

นเวศวทยา (Ecology) ศกษาความสมพนธระหวางสงมชวตกบสงแวดลอม

พนธศาสตร (Genetics) ศกษาการถายทอดลกษณะทางกรรมพนธของสงมชวต

ววฒนาการ (Evolution) ศกษาการเปลยนแปลงของสงมชวตจากอดตถงปจจบน

และแนวคดเกยวกบววฒนาการ

สณฐานวทยา (Morphology) ศกษารปรางและโครงสรางทวไปของสงมชวต

CU 474 44

สรรวทยา (Physiology) ศกษาเกยวกบกลไกและหนาทการทางานของอวยวะ ตาง ๆ

ในรางกาย

สตววทยา (Zoology) ศกษาเกยวกบสตว

อนกรมวธาน (Taxonomy) ศกษาการจดหมวดหม การตงชอ และการจดจาแนก

สงมชวต

นอกจากชววทยาพนฐานแลว ปจจบนยงมการศกษาชววทยาประยกต ซงมความ

กาวหนามาก โดยเฉพาะการศกษาชววทยาระดบโมเลกล และเทคโนโลย ไดแก เทคโนโลย

ชวภาพ (Biotechnology) และพนธวศวกรรม (Genetic Engineering) ซงนามาใชในการ

ตดตอยน และเปลยนแปลงยนในเซลล เพอสรางจลนทรยพนธใหมทมศกยภาพสง นามาใช

ประโยชนตาง ๆ เชน การผลตสารปรมาณมากและรวดเรวกวาในธรรมชาต การปรบปรง

คณภาพสงแวดลอม และการผลตแกสชวภาพ หรอใชเปนพลงงานทดแทน เปนตน

นอกจากน เทคโนโลยชวภาพ และพนธวศวกรรมยงนามาใชประโยชนในการ

เปลยนแปลงพนธกรรมของพชและสตว เพอคนหาพชและสตวพนธใหมทใหผลผลตสง

มความทนทานตอสงแวดลอม และตานทานโรค เปนตน

ชววทยากบการดารงชวตของมนษย

ชววทยามความสาคญตอการดารงชวตของมนษย ทงโดยทางตรงและทางออม

ตงแตการรจกจดหาและผลตอาหาร การรจกตนเองทาใหสามารถดแลรกษาสขภาพและ

ปองกนตนเองใหรอดพนจากโรคภย สาหรบดานสงแวดลอมทาใหเรยนรพฤตกรรมของ

สตว ตลอดจนการใชประโยชนและการรกษาสงแวดลอม ซงทงหมดนแยกเปนดาน

ตาง ๆ ดงน

1. การรจกตนเอง ชววทยาทาใหเขาใจการทางานของอวยวะและระบบอวยวะตาง ๆ

สามารถดแลรกษาสขภาพของตนเองและผอน

2. ดานโภชนาการ รจกคณคาของสารอาหาร สามารถเลอกบรโภคอาหารทมประโยชน

ในสดสวนทสมดล ตามความตองการของรางกาย

3. ดานการแพทยและสาธารณสข ชววทยา เปนพนฐานสาคญในทางการแพทย

และสาธารณสข เกยวกบการดแลรกษารางกาย การปองกน และการรกษาโรค ปจจบน

การศกษาชววทยากาวหนามาก โดยเฉพาะเทคโนโลยพนธวศวกรรม (Genetic Engineering)

ทนามาใชในทางการแพทย เชน การผลตฮอรโมน อนซลนจากยสต ใชรกษาโรคเบาหวาน

CU 474 45

สรางโกรทฮอรโมน (GH) จากสกร เพอใชรกษาเดกทมความสงตากวาปกต ตลอดจน

การใชยนบาบด (Genetic Therapy) ในการรกษาโรคพนธกรรมบางชนด

4. ดานเภสชกรรม การผลตยาจากสงมชวต ทงพช สตว รา และแบคทเรย เพอใช

ในการรกษาโรค ลวนมพนฐานมาจากการศกษาชววทยาทงสน

5. ดานเกษตรกรรม การปลกพช เลยงสตว เพอเปนแหลงอาหารของมนษย มการ

นาเทคโนโลยชวภาพ (Biotechnology) มาใชในการปรบปรงพนธ การเพมผลผลต เชน

การถายฝากตวออนของสตว การเพาะเลยงเนอเยอพช การผลตป ยชวภาพ การผสมเทยม

เปนตน นอกจากนยงใชความรชววทยาในสาขาอนกรมวธาน (Taxonomy) และนเวศวทยา

(Ecology) การควบคมศตรพชและสตวโดยชววธ (Biological Control)

6. ดานสงแวดลอม ความรชววทยา ทาใหรจกใชทรพยากรธรรมชาตอยางชาญฉลาด

โดยใชอยางคมคาและอนรกษ ตลอดจนการดแลและปองกนการเกดมลภาวะในสงแวดลอม

7. ดานการพฒนาประเทศ ความรดานชววทยา นาไปพฒนาประเทศดานตาง ๆ

โดยเฉพาะดานเศรษฐกจ เชน การผลตอาหาร ผลตพลงงานทดแทน ผลตแกสชวภาพ

ผลตแอลกอฮอล ผลตเสนใยสงทอ เพอใชอปโภคบรโภคภายในประเทศ และเปนสนคา

สงออกนารายไดเขาประเทศ

2.2 การศกษาชววทยา (Study of Biology)

กระบวนการทางวทยาศาสตร (The Scientific Process)

นกวทยาศาสตร มวธการคนหาความรทางวทยาศาสตรอยางเปนระบบ มข นตอนท

เรยกวา กระบวนการทางวทยาศาสตร ดงการศกษาของ Joseph Farman ซงเปนคนแรก

ทรายงานการเกดรร วของบรรยากาศชน stratosphere บรเวณแอนตารกตก มข นตอนดงน

1. การสงเกต (Observation) เปนคณสมบตของนกวทยาศาสตรโดยแทจรง เปนกญแจ

ดอกสาคญทจะไขไปสความสาเรจในองคความรทางวทยาศาสตร โดยจะตองสงเกตดวย

ความรอบคอบ Farman และนกวทยาศาสตรสงแวดลอม (Environment Scientist) คนอน ๆ

ทพบรร วของชนบรรยากาศ พวกเขาไดทาการศกษาสภาพแวดลอมของแอนตารกตกบนสก

อยเปนเวลานานหลายป ทาการสงเกตอยางละเอยดและบนทกขอมลอยางรอบคอบเกยวกบ

อณหภม แสงสวาง ระดบของสารเคม และระดบโอโซนทลดลง ซงมขอมลนบเปนพน

หากจะกลาววาความรทางวทยาศาสตร เกดจากการสงเกตคงไมเกนความจรง

เพราะพบวา การคนพบสงตาง ๆ มกเกดจากการสงเกตของนกวทยาศาสตร เชน การคนพบ

CU 474 46

เรองแรงโนมถวงของโลก ทเกดจากการสงเกตการรวงหลนของผลแอปเปล ของเซอร ไอ

แซค นวตน หรอการคนพบยาเพนนซลน จากราเพนนซเลยม ซงเกดจากการสงเกตของ

เอเลกซานเดอร เฟลมมง นกชววทยา (Biologist) ททาการเพาะเลยงแบคทเรย แลวพบวา

จานเพาะแบคทเรยบางจานทไมมการเจรญของแบคทเรยกลบมราเพนนซเลยมเกดขน

แทนท เปนตน

การสงเกต เกดจากการใชประสาทสมผสของมนษยในการสารวจหรอรบรสภาพ

ตาง ๆ หรอการเปลยนแปลงของสภาพตาง ๆ ซงอาจมการใชอปกรณ เครองมอ หรอการ

คานวณ ชวยขยายขอบเขตการสงเกตกได

รปท 2.2.1 การเกดรร วของชนบรรยากาศบรเวณแอนตารกตก

(จาก George B. Johnson, 1995. The Living World, หนา 5)

2. สมมตฐาน (Hypothesis) คอ คาตอบหรอคาอธบายทคาดวาอาจจะเปนไปได

ซงอาจจะตงขนจากมหรอไมมขอมลรองรบกได ดงเชน เรองรร วของชนบรรยากาศ เมอม

รายงานของ Farman เตอนเรองการลดลงของโอโซนทแถบแอนตารกตก นกวทยาศาสตร

สงแวดลอมจงใชขอมลนคาดเดาคาตอบเกยวกบสงทเปนตวทาลายโอโซนในชนบรรยากาศวา

อาจเปนผลมาจากสาร CFCs โดยนกวทยาศาสตรคาดเดาวา คลอรน (Cl) ทปลอยออก

จาก CFCs เขาสบรรยากาศนน เกดจากการนาปฏกรยาเคมของ CFCs กบโอโซน แลว

เปลยนโอโซน (O3) ใหเปนแกสออกซเจน (O2) นกวทยาศาสตรอาจจะตงสมมตฐานไว

หลาย ๆ สมมตฐานกได

สมมตฐานทมขอมลรองรบ คอ มการรวบรวมขอเทจจรงจากแหลงตาง ๆ เชน

การตรวจสอบเอกสาร (Literature Review) จากการสมภาษณ (Interview) จะมการ

พยากรณผลของสมมตฐานดวย อยางไรกตามสมมตฐานควรจะตองสอดคลองกบปญหา

และอยในวสยทจะตรวจสอบได (Testable) วาถกหรอผด

CU 474 47

3. การพยากรณ (Prediction) คอ เหตผลทคาดหวงวาอาจจะเปนสงททาให

สมมตฐานเปนจรงในกรณทมขอมลสนบสนน ดงเชน สมมตฐานทวาสาร CFCs เปน

สาเหตของการเกดรร วของชนบรรยากาศนน มขอมลจากการสงเกตวาในชนบรรยากาศ

มโอโซนลดลงกลบมคลอรน (Cl) อยในปรมาณมาก ซงอาจเปนไปไดวาเกดจากการสลาย

ของสาร CFC ทเขาทาปฏกรยากบโอโซน ขอมลนจงเปนเหตผลทคาดหวงวาสมมตฐาน

CFC เปนสารททาลายโอโซนในชนบรรยากาศนาจะเปนจรง

4. การตรวจสอบ (Testing) นกวทยาศาสตรใชวธการทดลอง (Experiment)

ในการตรวจสอบสมมตฐาน การตรวจสอบสมมตฐานทวาสาร CFCs เปนสาเหตของการ

ลดลงของโอโซน นกวทยาศาสตรทาการทดลองโดยการเกบตวอยางสารจากอากาศชน

Stratosphere ในระดบทสงจากพนดน 6 ไมล โดยใชบอลลนนามาวเคราะหหาชนดและ

ปรมาณสารทเปนผลผลตจากปฏกรยาเคมของ CFCs กบโอโซน จากตวอยางทเกบได

พบวา มคลอรน (Cl) และฟลออรน (F) อสระบรรจอย ซงเปนสงยนยนไดวาสารเหลานเกด

จากการแตกตวของโมเลกล CFC ผลการวเคราะหในการทดลองน เปนสงทสนบสนน

ขอสมมตฐาน

5. การควบคม (Controls) ในการทดลองจะตองออกแบบใหมการกาหนดและ

ควบคมปจจยทจะมาเกยวของ ทเราเรยกวา ตวแปร (Variable) ซงม 3 ชนด ไดแก

1) ตวแปรอสระ หรอตวแปรตน (Independent Variable) คอ ตวแปรทการ

ทดลองตองการดผล เพราะเปนปจจยทสงสยวาจะเปนสาเหตของปรากฏการณนน

2) ตวแปรตาม (Dependent Variable) คอ ผลทเกดจากการเปลยนแปลงของ

ตวแปรอสระ เปนสงทการทดลองตองการสงเกต หรอวดเพอเกบขอมล

3) ตวแปรทตองควบคม (Control Variable) คอ ปจจยทไมตองการใหมผลตอ

การทดลอง

ในการทดลองเพอตรวจสอบสมมตฐาน CFC วาเปนปจจยหรอตวแปรททาให

โอโซนในชนบรรยากาศลดลง แตโดยขอเทจจรง พบวา ในบรรยากาศมสารทเปนองคประกอบ

ทอาจมอทธพลตอการลดลงของโอโซนอยมากมาย ดงนนเมอจะตรวจสอบตวแปรทเปน

สาร CFC จงตองมการควบคมตวแปรอน ๆ ไมใหมาเกยวของกบตวแปรทตองการศกษา

ซงตองทาควบคไปกบการทดลอง ตวแปรทเราควบคมไมใหมาเกยวของกบการทดลอง

เรยกวา ตวควบคมการทดลอง (Control Experiment)

นกวทยาศาสตรควบคมการทดลองทเปนตวแปรในบรรยากาศ โดยการทางานใน

หองปฏบตการ โดยการจาลองสภาพของชนบรรยากาศในเงอนไขทมการยงรงสสรยะ

CU 474 48

(Solar Bombardment) และอณหภมทสงมาก (Extreme Temperature) ตามทพบใน

ทองฟาเหนอดนแดนแอนตารกตก ซงมระดบโอโซนอยในสภาพทปราศจาก CFC

6. การสรป (Conclusion) สมมตฐานทไดรบการตรวจสอบและไมถกปฏเสธเปน

สมมตฐานทยอมรบได อยางเชนกรณของสมมตฐาน CFC ทยอมรบไดวา CFCs ทปลอย

เขามาในชนบรรยากาศจะทาลายโอโซนทปองกนพนผวของโลกจากรงสความรอนใน

ปจจบนน เนองจากมการสนบสนนดวยหลกฐานจากการทดลองและยอมรบไดกวาง สมมตฐาน

ทมการตรวจสอบหลาย ๆ ครง และไมมการเปลยนแปลงเรยกวาทฤษฎ (Theory) ซง

สามารถใชอธบายเหตการณหรอปรากฏการณในลกษณะเดยวกนในสถานการณอน ๆได

ดงเชน ทฤษฎโอโซน ทอธบายวาเปนสารทปกปองพนผวโลกใหปราศจากอนตรายจาก

รงส UV โดยการดดซบรงส UV ไว เปนตน ทฤษฎทกทฤษฎยอมมขอยกเวน (Exception)

คอ ทฤษฎในปจจบนอาจจะไมถกตองในอนาคตได หากมอปกรณตรวจสอบ หรอมขอมล

เพมเตมใหม เพราะการศกษาวทยาศาสตรตองมการคนควาเพมเตมเสมอ

กลองจลทรรศน (Microscope)

กลองจลทรรศนจดเปนเครองมอ

ทมความสาคญในการศกษาชววทยา

ชวยเปดโลกของสงมชวตโดยขยาย

ขอบเขต และเพมประสทธภาพใน

การสงเกตดวยการมองเหน ทาให

สามารถศกษารายละเอยดของสง

ตาง ๆ ไดชดเจนมากยงขน กลอง

จลทรรศนทใชในการเรยนการสอน

วทยาศาสตรในการศกษาขนพนฐาน

เปนแบบเลนสประกอบใชแสง (Light

Compound Microscope) ซงมสวน

ประกอบและการทางาน ดงน

1. ฐาน (Base) คอ สวนลาง

สดของกลองจลทรรศน เปนสวนทยดสวนอน ๆ ของกลอง ชวยใหกลองตงอยไดอยาง

มนคง มหลายรปแบบ เชน กลม เหลยม และเกอกมา เปนตน

รปท 2.2.2 สวนประกอบของกลองจลทรรศนเลนสประกอบ

CU 474 49

2. แหลงกาเนดแสง (Light Source) เปนอปกรณทใหแสงสาหรบสองสวางกบวตถ

ทศกษา ม 2 แบบ คอ 1) กระจกเงา (Mirror) ทม 2 หนา คอ หนาเรยบกบหนาเวา หนาเรยบ

ใชกบแสงปกต สวนหนาเวาใชในกรณทมแสงนอย 2) หลอดไฟฟา (Lamp) ใหลาแสงพง

ตรงไปทเลนสรวมแสง (Condenser)

3. เลนสรวมแสง (Condenser) เปนระบบเลนสทตดตงอยใตแทน (Stage) ทาหนาท

รวมแสงจากแหลงแสงผานไอรส ไดอะแฟรม (Iris Diaphragm) ใหมาสองวตถ เลนสรวม

แสงมปมสาหรบปรบระดบ (Condenser adjustment knob) โดยการเลอนขนลงของ

กระบอกเลนส สวนไอรส ไดอะแฟรม เปนอปกรณทเปนแผนโลหะรปเสยววางซอนกนเปน

วงกลม สามารถเลอนปดเปดใหรกวางไดโดยการหมนแกนทยนออกมาดานขาง

4. แขน (Arm) เปนแกนทยดอยกบฐาน เปนทจบและยดสวนตาง ๆ กลองแบบ

ทมตวกลอง (Body tube) ตงตรงในแนวดง จะมขอเอยง (Inclination Joint) อยทแขนใต

แทน เปนปมปรบเอยงลากลองใหมมมทเหมาะสมในการดภาพจากเลนสใกลตาไดสะดวก

5. แทน (Stage) เปนแผนกลมหรอเหลยม ใชวางแผนสไลดวตถตวอยางทศกษา

ตรงกลางมรกลมสาหรบแสงสองผานเลนสรวมแสงมายงวตถบนสไลด 2 ขางของรมแผนโลหะ

กดสไลด (Spring Clip) 1 ค หรอชดแทนกล (Mechanical Stage) ซงสามารถเลอนสไลด

ไดทกทศทาง คอ ซาย-ขวา และ หนา-หลง

6. ปมหรอวงลอปรบภาพ (Adjustment knob) อยทแขนกลอง ใชหมนเพอให

ลากลองหรอแทนอยางใดอยางหนงเลอนขนลง เพอปรบหาระยะทางาน (Working Distance

หรอ Focus) ของเลนสใกลวตถใหไดภาพทชดเจน ม 2 ชนด คอ

1) ปมหรอวงลอปรบภาพหยาบ (Coarse Adjustment Knob) หมนไดระยะทาง

มาก ใชกบเลนสใกลวตถ กาลงขยายตา เพอการโฟกสภาพ

2) ปมหรอวงลอปรบภาพละเอยด (Fine Adjustment Knob) หมนไดระยะทาง

นอย ใชกบเลนสใกลวตถ กาลงขยายสง เพอการขยายภาพวตถ

7. ตวกลองหรอลากลอง (Body Tube) เปนทอทรงกระบอกทบแสง เพอปองกน

แสงจากภายนอกเขาไปรบกวนทางเดนของแสงภายในลากลอง ลากลองตดตงอยปลายบน

ของแขน มความยาวประมาณ 160 มลลเมตร ซงเปนระยะทหางจากตาของผดกลอง

ประมาณ 250 มลลเมตร ซงเปนระยะทเหนภาพชดทสดของตาคนปกต ปลายบนลากลอง

เปนทสวมกระบอกเลนสใกลตา ปลายลางเปนทตดตงแปนหมนเลนสใกลวตถ

CU 474 50

8. แปนหมนเลนสใกลวตถ (Revolving Nosepiece) ลกษณะเปนแผนกลม ดานบนเวา

ดานลางนน ดานเวาตดอยกบลากลอง ปลายดานลางหมนไดดวยระบบลกปน ดานนน

มหลมสาหรบใสกระบอกเลนสใกลวตถ กาลงขยายตาง ๆ กน

9. เลนสใกลวตถ (Objective Lens) ตดตงอยบนแปนหมนเลนส เปนอปกรณท

สาคญทสดของกลอง ม 3 - 4 ขนาด ทกระบอกเลนสแตละอนมตวเลขทเปนคณสมบตของ

เลนส ดงน

ตารางท 2.2.1 กาลงขยายและคาประสทธภาพของเลนสกลองจลทรรศน

ชนดของเลนส กาลงขยาย คาประสทธภาพเลนส

(numerical aperture, N.A.)

Low power 4X 0.10

Medium power 10X 0.25

High power 40X 0.65

Oil immersion 100X 1.25

คา N.A. เปนคาคงท ซงแสดงถงความสามารถของเลนสในการรบแสงทสอง

มายงเลนส เลนสทมคา N.A. สง จะมประสทธภาพสง เหนรายละเอยดของวตถไดด คา

N.A. ขนอยกบดชนหกเหของแสงในตวกลางนอกเลนส คอ ระหวางเลนสกบวตถ เลนส

กาลง ขยายตาถงสง (4X - 40X) ใชกบตวกลางนอกเลนสทเปนนา ซงมคาดชน หกเหของ

แสง 1.35 และอากาศมคาดชนหกเหของแสง 1 สวนกาลงขยาย 100X ตองดในตวกลางท

เปนนามน ซงมคาดชนหกเหของแสงสง คอ 1.52

เลนสใกลว ตถกาลงขยายตางกน จะมระยะทางานหรอระยะปรบภาพชด

(Working Distance) ตางกนดวย ระยะปรบภาพชด คอ ระยะระหวางวตถกบเลนสใกล

วตถ ภายหลงจากโฟกสจนเหนภาพวตถนนชดเจน เลนสกาลงขยาย 10X มระยะปรบภาพ

ชด คอ 7.0 มลลเมตร 40X ระยะปรบภาพชด 0.5 มลลเมตร และกาลงขยาย 95X ระยะ

ปรบภาพชด 0.13 มลลเมตร

10. เลนสใกลตา (Ocular Lens หรอ Eye Piece) เปนเลนสทสวมอยทปลายบน

ของลากลอง ประกอบดวย เลนสนน 2 ชนวางซอนกน เลนสชนบน คอ eye lens เลนสชน

ลาง คอ field lens ทาหนาทขยายภาพวตถจากเลนสใกลวตถ มกาลงขยายตงแต 5X -

20X กลองทมเลนสใกลตา 1 ชด เรยกวา กลองตาเดยว (Monocular Compound

CU 474 51

Microscope) กลองทมเลนสใกลตา 2 ชด เรยกวา กลอง 2 ตา (Binocular Compound

Microscope) กลองทมเลนสใกลตาชดท 3 จะเปนทตดตงชดกลองถายรป

ภาพทเกดจากกลองจลทรรศนเลนสประกอบ

รปท 2.2.3 ภาพจากกลองจลทรรศน

ภาพจากกลองจลทรรศนเปนภาพเสมอนกลบกบวตถทงแนวตงและซายขวา

เมอแสงสองผานวตถบนสไลด (O) เขาสเลนสใกลวตถ (L1) ในระยะโฟกส (F1) ทาใหเกด

ภาพจรงหวกลบ (I1) ในขนาดขยายตามกาลงขยายของเลนสใกลวตถ เลนสใกลตา (L2) จะ

ทาหนาทขยายภาพจรง (I1) ในระยะโฟกส (F2) ทาใหเกดภาพเสมอน (I2) ในขนาดขยาย

ตามกาลงขยายของเลนสใกลตา โดยภาพจะเกดหลงเลนส หางจากตาผดกลองประมาณ

250 มลลเมตร

ภาพทเหนจากกลองจลทรรศนเกดจากการขยายของเลนสใกลวตถและเลนสใกลตา

ดงนน ภาพวตถทเหนจงมขนาดเทากบผลคณของกาลงขยายของเลนสใกลวตถกบกาลง

ขยายของเลนสใกลตา

ภาพทเหนจากเลนสใกลวตถไมวาจะมกาลงขยายเทาใดจะมขอบเขตของภาพเทากน

ดงนน ภาพจากเลนสกาลงขยายตาจงเหนภาพวตถกวางแตมรายละเอยดนอย ในขณะท

เลนสกาลงขยายสง จะเหนภาพวตถแคบแตมรายละเอยดมาก

วธการใชกลองจลทรรศน

1. วางกลองบนโตะพนเรยบ โดยหนสวนแทนวางวตถเขาหาตวผดกลองหนเลนส

ใกลตาเขาหาผด กลองบางชนดมสกรลอคกระโหลก การหมนลากลองตองคลายเกลยว

สกร และเมอหมนจนไดทแลวตองขนเกลยวใหแนน เสยบปลกไฟฟา

2. หมนแปนเลนสใกลวตถใหเลนสกาลงขยายตาสดอยตรงกลาง ซงตรงกบรของ

แทนวางวตถ ปรบเลนสรวมแสงใหอยในตาแหนงสงสด ปรบแสงใหพอเหมาะโดยการเปด

ไอรส ไดอะแฟรมใหไดความเขมแสงตามตองการ

CU 474 52

3. วางสไลดวตถทตองการศกษา (Specimen) บนแทนวางวตถ กดทบดวย Spring

Clip หรอ Mechanical Stage

4. หาระยะโฟกส โดยเรมจากมองนอกเลนส หมนแทนใหอยหางจากเลนสใกล

วตถในระยะทนอยกวาระยะปรบภาพชดของเลนสทใชด เชน เลนสกาลงขยาย 10X มระยะ

ปรบภาพชด 7.0 มลลเมตร ใหเลอนแทนไปใหอยหางจากเลนสประมาณ 4 หรอ 5 มลลเมตร

จากนนใชตาดทเลนสใกลตาแลวเลอนแทนลงมาประมาณ 2 หรอ 3 มลลเมตร กจะเหน

ภาพวตถ เปนการปรบโฟกสโดยเลอนแทนออกจากเลนส เพอปองกนการกระแทกของ

เลนสกบวตถ

5. เมอตองการดภาพขยายทใหญขนใหเปลยนกาลงขยายทสงขน โดยการหมน

แปนยดเลนส แลวปรบภาพใหชดโดยใชปมปรบภาพละเอยดโดยไมตองหาโฟกสใหม ถา

ตองการดดวยกาลงขยาย 100X (Oil Immersion Objective Lens) ตองหยดนามนซดาร

(Immersion Oil) ลงบนสไลดวตถ แลวใหเลนสกาลงขยาย 100X จมลงบนนามน ปรบภาพ

ใหชดดวยปมปรบภาพละเอยด จะเหนภาพชดเจนด

วธเกบรกษากลองจลทรรศน

กลองจลทรรศน เปนอปกรณทมราคาแพงมาก จงตองใชอยางระมดระวง และดแล

รกษาใหอยในสภาพทด เพอการใชงานไดอยางมประสทธภาพ เมอสนสดการใชงานควร

ปฏบต ดงน

1. นาสไลดออกจากแทนวางวตถ

2. ทาความสะอาดเลนสใกลวตถ เลนสใกลตา ดวยกระดาษเชดเลนส (Lens Paper)

เทานน เชดนาและของเหลวบนแทนวางวตถใหแหง

3. หมนเลนสใกลวตถ กาลงขยายตามาไวทตาแหนงกลางแทนวางวตถ เปดไอรส

ไดอะแฟรม ใหกวางทสด เลอนเลนสรวมแสง และแทนวางวตถในตาแหนงตาสด

ปรบกระจกเงาใหอยในแนวดง มวนสายไฟฟาเกบใหเรยบรอย

4. ใชถงครอบหรอเกบใสกลอง ลอคกญแจ ใสตท มสารดดความชน

5. การถอกลองตองจบใหถกวธ คอ มอขางหนงจบทแขนกลอง อกขางหนงรองท

ฐานกลอง ใหกลองอยในแนวตงตรง หามถอกลองมอเดยว เพราะการกระทบกระเทอน

เลนสอาจทาใหเสยสมดล ทาใหเหนภาพไมชดเจน

CU 474 53

ระดบการจดโครงสรางในชววทยา (Level of Organization in Biology)

การศกษาชววทยา มความแตกตางกนตามระดบการจดโครงสรางของสงมชวต

ดงน

ตาราง 2.2.2 ความแตกตางของระดบโครงสรางในชววทยา

ขนาดของโครงสราง สาขาวชา ระดบโครงสราง เครองมอทใชศกษา

0.1 mm (100µ)

และใหญกวา

กายวภาคศาสตร อวยวะ ตาเปลา หรอเลนส

ธรรมดา (แวนขยาย)

100µ - 10µ

10µ - 0.2µ (200A°)

วทยาฮสโต

เซลลวทยา

เนอเยอ

เซลล ,

แบคทเรย

กลองจลทรรศนใชแสง

ชนดตาง ๆ

200 A° - 10A°

ชวโมเลกล,

โครงสรางทมขนาดเลก

องคประกอบของ

เซลล , ไวรส

กลองจลทรรศนโพลาไร

เซชน , กลองจลทรรศน

อเลคตรอน

เลกกวา 10A° โมเลกลและ

โครงสรางอะตอม

การจดเรยงตว

ของอะตอม

รงสเอกซ

(x-rays diffraction)

ทมา : E.D.P.De Robertis, Wiktor W. Nowinski , Francisco A. Saez, 1970. Cell Biology, Fifth Edition

หนา 5

2.3 เคมทเปนพนฐานของชวต (The chemistry of Life)

สงมชวตแตละชนดมโครงสรางทเปนรปแบบเฉพาะตว โดยมเซลลเปนหนวย

พนฐานทมชวตของรางกาย ประกอบดวยสารเคม ซงประกอบดวยธาตตาง ๆ ประมาณ

30 ชนด รวมตวกนในโมเลกลของสารประกอบอนนทรย (Inorganic Compounds) และ

สารประกอบอนทรย (Organic Compounds)

CU 474 54

สารประกอบอนนทรย (Inorganic Compounds) ในเซลลและรางกายทสาคญ

ไดแก นา เกลอแร และวตามน

1. นา (Water) โมเลกลของนาประกอบ

ดวยไฮโดเจน 2 อะตอม กบ ออกซเจน 1 อะตอม

ยดเหนยวกนดวยพนธะโคเวเลนตชนดมข ว

(Polar Covalent Bond) ซงเกดจากการใช

อ เลคตรอนรวมกน โดยออกซเจนดงดด

อเลคตรอนดวยแรงทมากกวา จงเกดเปนประจ

ลบขนทออกซเจน และเกดประจลบทไฮโดรเจน

โมเลกลของนาจงมแรงดงดดระหวางประจบวก

และประจลบ กบตางโมเลกลของนาได เปน

พนธะไฮโดรเจน (Hydrogen Bond) ทาใหเกด

เปนโมเลกลขนาดใหญ

พนธะไฮโดรเจนเปนพนธะทไมแขงแรงเทากบพนธะโคเวเลนต แตกมแรงมาก

เพยงพอทจะยดโมเลกลของนาไวดวยกน ซงทาใหนามสภาพเปนของเหลวทอณหภมหอง

ซงเปนคณสมบตทสาคญมากในการเปนของเหลวทเปนองคประกอบทดของเซลล

นอกจากนนายงมคณสมบตอน ๆ ดงน

1) เปนตวทาละลายทดทสดของสารอนนทรยและอนทรยมากชนด ทงนเนองจาก

โมเลกลของนาแสดงประจโมเลกลของสารทแตกตวเปนอออนจงรวมกบนาไดด

2) สามารถแตกตวให H+ และ OH

- ทาใหเกดคณสมบตความเปนกรด-เบส

3) สามารถเกบสะสมความรอนทเกดจากปฏกรยาเคมไดมาก โดยไมเปลยนสถานะ

เปนไอ

4) คงสภาพของความเปนของเหลวไดในชวงกวาง เนองจากโมเลกลของนาทยด

เหนยวกนดวยพนธะไฮโดรเจน

อาจกลาวไดวา กระบวนการทกอยางทเกดขนในโปรโตพลาสซม ลวนขนอยกบ

คณสมบตของนาทงสน ดวยเหตน นาจงเปนสงจาเปนอยางยงสาหรบชวต สงมชวตจงขาด

นาไมได นาในรางกาย ไดแก นาเหลอง (Lymph) และนาเลอด (Blood Plasma) ซงม

สารประกอบอนนทรย และสารประกอบอนทรย เปนสวนประกอบอยรอบเซลล เพอนาสาร

ทจาเปนเขาสเซลล และนาสารทไมจาเปนออกจากเซลล ไปยงเซลลเปาหมาย

รปท 2.3.1 พนธะไฮโดรเจนทยดระหวาง

โมเลกลทมข วของนา (จาก Elaine N.

Marieb, 1998. Human Anatomy &

Physiology, Fourth Edition.หนา 36)

CU 474 55

2. แรธาต (Minerals) เปนสารประกอบอนนทรยทสงมชวตนาไปสรางเปน

สารประกอบอนทรย ซงเปนโครงสรางรางกาย แรธาตบางชนดเปนสวนประกอบของ

เอนไซมและโปรตนทจาเปนตอการทางานของอวยวะ โดยทไมมแรธาตชนดอนทดแทนได

แรธาตทสงมชวตตองการจะอยในรปของอออน ในคนและสตวแรธาตมบทบาท

สาคญ โดยเปนสวนประกอบของกระดก ฟน และกลามเนอ ชวยทาใหของเหลวในรางกาย

มคณสมบตเปนกรด - เบส ตามตองการ ชวยทาใหการทางานของอวยวะดาเนนไป

ตามปกต

โดยปกตรางกายตองการแรธาตในปรมาณเพยงเลกนอย แตขาดไมได ธาต 4 ชนด

คอ คารบอน ออกซเจน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน เปนสวนประกอบทสาคญในรางกาย

ซงมมากกวารอยละ 96 ของนาหนกรางกาย นอกจากนยงมธาตชนดอนอก 20 ชนด ทม

อยในรางกาย ซงมอยนอย ธาตทงหมดนเปนมวลของรางกาย และมหนาทสาคญ ดงน

ตาราง 2.3.1 ธาตทเปนองคประกอบในรางกายของมนษย

ธาต คาโดยประมาณ

ของมวลรางกาย (%) หนาท

1. ธาตทสาคญ

(Major) 96.1%

Oxygen (O)

65.0

เปนองคประกอบทสาคญของสารอนทรย (Organic)

และสารอนนทรย (Inorganic) เปนสารทมความ

จาเปนสาหรบกระบวนการสรางสารพลงงานสงให

เซลล คอ กระบวนการหายใจระดบเซลล ไดสาร

ATP

Carbon (C) 18.5 เปนองคประกอบพนฐานของโมเลกลสารอนทรย

ทงหมด ไดแก คารโบไฮเดรต ไขมน โปรตน และ

กรดนวคลอค

Hydrogen (H) 9.5 เปนองคประกอบของโมเลกลของสารอนทรย

เปนอออน (Proton) ซงมอทธพลตอคาความเปน

กรด-เบส (pH) ของของเหลวในรางกาย (Body

Fluid)

Nitrogen (N) 3.2 เปนองคประกอบของโปรตนและกรดนวคลอก

ซงเปนสารพนธกรรม (Genetic Material)

2. ธาตทมนอย

CU 474 56

ธาต คาโดยประมาณ

ของมวลรางกาย (%) หนาท

(Minor) 3.9%

Calcium (Ca)

1.5

พบอยในรปของเกลอ ซงเปนสวนประกอบของ

กระดกและฟน เปนอออน (Ca2+

สาหรบทางาน

ของกลามเนอ การนากระแสประสาท และเปน

ปจจยในกระบวนการแขงตวของเลอด (Blood

Clotting)

Phosphorus (P) 1.0 เปนสวนประกอบของเกลอคลเซยมฟอสเฟตของ

กระดกและฟน เปนองคประกอบสาคญของกรดน

วคลอด และ ATP

Potassium (K) 0.4 เปนอออน (K+) ทมประจบวกทสาคญของเซลลใน

การรกษาปรมาณนาในเซลลใหคงท การนากระแส

ประสาท และการทางานของกลามเนอ

Sulfur (S) 0.3 เปนองคประกอบของโปรตน และโปรตนในกลามเนอ

Sodium (Na) 0.2 เปนอออนบวก (Na+) ทสาคญในของเหลวนอกเซลล

(Extracellular Fluids) มความสาคญในการรกษา

สมดลของนา การนากระแสประสาท และการทางาน

ของกลามเนอ

Chlorine (Cl) 0.2 คลอไรดอออน (Cl-) เปนอออนลบทมความสาคญ

ในวงกวาง ในของเหลวนอกเซลล เกยวกบการ

รกษาสมดล

Magnesium (Mg) 0.1 พบในกระดก และเปนโคแฟคเตอร (Cofactor)

ทสาคญในปฏกรยาเมแทบอลซมของสารจานวน

มาก

Iodine (I) 0.1 เปนธาตทจาเปนในการสราง และการทางานของ

ฮอรโมนธยรอยด ชวยในการเจรญเตบโต และ

จาเปนสาหรบการเผาผลาญสารอาหาร

Iron (Fe) 0.1 เปนสวนประกอบของสารฮโมโกลบน ซงเปนโปรตน

ในเมดเลอดแดง ทาหนาทเปนตวจบออกซเจนใน

การลา เลยงออกซเจนไปให เซลล และเ ปน

สวนประกอบของเอนไซมบางชนด

CU 474 57

ธาต คาโดยประมาณ

ของมวลรางกาย (%) หนาท

3. ธาตทมนอยมาก

(Trace)

นอยกวา 0.01%

Chromium (Cr)

Cobalt (Co)

Copper (Cu)

Fluorine (F)

Manganese

(Mn)

Molybdenum

(Mo)

Selenium (Se)

Silicon (Si)

Tin (Sn)

Vanadium (V)

Zinc (Zn)

สวนใหญเปนสวนประกอบของเอนไซม หรอเปน

ธาตทตองการสาหรบการทางานของเอนไซม

Chromium มสวนชวยในการใชและเผาผลาญ

พลงงานจากกลโคส โดยทางานรวมกบอนซลน

Copper เปนตวกระตนการใชเหลกในการสราง

ฮโมโกลบน ทางานรวมกบเอนไซมทเกยวของกบ

การตานสารอนมลอสระในรางกาย และการสราง

กระดก และเนอเยอเกยวพน เชน คอลลาเจน

Manganese ชวยในปฏกรยาเผาผลาญพลงงาน

ในรางกาย

Molybdenum ทางานรวมกบเอนไซม

Selenium ทางานรวมกบเอนไซมเกยวกบการ

ทางานของวตามนด

Zinc ชวยการทางานของเอนไซมในการยอย

ชวยสมานแผล ชวยเรองสขภาพผวหนง เลบ ผม

ชวยในการทางานของภมคมกน

3. วตามน (Vitamin) เปนสารเคมททาหนาทควบคมการทางานของระบบอวยวะ

ตาง ๆ ในรางกายใหปกต รางกายตองการวตามนในปรมาณนอยมาก แตถาขาดจะทาให

เกดความผดปกต วตามนเปนองคประกอบทสาคญตอการทางานของโปรตนและเอนไซม

วตามนแบงเปน 2 ประเภท คอ วตามนทละลายในไขมน ไดแก วตามน เอ ด อ เค และ

วตามนทละลายในนา ไดแก วตามน บ และ ซ ชนดและหนาทของวตามน ดงตาราง 2.3.2

CU 474 58

ตาราง 2.3.2 วตามนและลกษณะตาง ๆ

ชนดวตามน แหลงสาคญ หนาททางสรรวทยา อาการทเกดจาก

การขาดวตามน

A (C20H30O)

antixerophthalmic

ละลายในไขมน

ในเนอเยอพช Carotene,

C40H56) พวกพชใบเขยว

แครอท ฯลฯ ถกเปลยน

โดยตบ มาอยในเนอเยอ

สตว ในรป C20H30O

ปรากฏในนามนตบปลา

(ฉลาม) ไขแดง และนม

ธารงเนอเยอผว เยอเมอก

ใหแขงแรงจาเปน ตอการ

สรางสารสมวงในมานตา

ชวยสรางเซลลเพอการ

เจรญเตบโต ชวยการเจรญ

เตบโตของกระดก และฟน

ชวยการทางานของระบบ

ภมคมกน

เยอตาแหง ตา

อกเสบ ไมมนาตา

(Xerophthalmia)

ผวหนงหยาบ ขรขระ

เปนหนงคางคก

(Phrynoderma) ตา

ฟางในตอนกลางคน

(Night Blindness)

ทาใหเปนโรคกระดก

ออนในวยเดก

B “complex”

Thiamine (B1)

(C12H17ON4S)

antineuritic

ละลายในนา

ยสต จมกเมลดธญพช

โ ด ย เ ฉ พ า ะ อ ย า ง ย ง

ขาวสาล ถวลสง และ

เ ม ล ด พ ช ต ร ะ ก ล ถ ว

ไขแดง ตบ และเนอสน

ตองการสาหรบกระบวน

การเผาผลาญคารโบไฮเดรต

โดย Thiamine pyro

phosphate เปน Co-

Carboxylase ซงเปน

ตวเรงปฏกรยาในขบวน

การเผาผลาญกรดไพรวค

ใหเปลยนไปเปน

acetaldehyde และ CO2

(กระตนการเจรญของราก

พช

โรคเหนบชา

(Beriberi) รางกาย

ออนลางาย เบอ

อาหาร เกดการ

แปรปรวนของระบบ

ประสาท การ

เจรญเตบโต

หยดชะงกในวยเดก

Riboflavin (B2)

(C17H20O6N4)

ผกใบเขยว นม ไข ตบ

ยสต

จาเปนสาหรบการ

เจรญเตบโต โดยการ

ทางานของกลมเอนไซม

ซงเปนตวกลางใน

กระบวนการเผาผลาญ

อาหาร

โรคปากนกกระจอก

(Cheilosis) มอาการ

อกเสบของแผลแตก

มมปาก โรคโลหตจาง

ออนเพลย เบออาหาร

ผวหนงแตก ลนอกเสบ

ตาสแสงไมได

CU 474 59

ชนดวตามน แหลงสาคญ หนาททางสรรวทยา อาการทเกดจาก

การขาดวตามน

Nicotinic acid

Or Niacin (B3)

(C6H5O2N)

ผกใบเขยว จมกขาว

สาล ไขแดง เนอ ตบ

ยสต

อยในรป nicotinamide

adenosine dinucleotide

และฟอสเฟต ซงเปนสาร

ทจาเปนในปฏกรยา

การหายใจระดบเซลล

ชวยควบคมระดบนาตาล

ในเลอด ปองกนภาวะ

หลอดเลอดตบตน บารง

ผวหนง และระบบ

ประสาท

ผวหนงเปนจาสมวง

และทองรวง

(Pellagra)

ออนเพลย

ประสาทหลอน

Folic acid

(C19H19O6N7)

ผกใบเขยว ตบ ถวลสง

ยสต ไขแดง

จาเปนสาหรบการ

เจรญเตบโต และการ

สรางเมดเลอดแดง โดย

เกยวของกบการถายทอด

คารบอนอะตอมเดยว ใน

การเผาผลาญอาหาร

บารงระบบประสาท

โรคโลหตจาง

(Anemia)

Pyridoxine (B6)

(C8H12O3N)

ยสต แปงธญพช นม

ตบ

อยในเนอเยอในรปของ

Pyridoxal phosphate ใน

ปฏกรยา transamination

และ decarboxylation

ของกรดอะมโน ชวยการ

ทางานของระบบประสาท

สวนปลาย รวมสราง

ฮอรโมนและเมดเลอดแดง

อารมณแปรปรวน

ซมเศรา ออนเพลย

งาย ผวหนงแหงแตก

ปวดตามมอและเทา

ประสาทเสอม ผมรวง

Pantothenic acid

(B5)

(C9H17O6N)

ยสต กากนาตาลออย

ถวลสง ไขแดง นม ตบ

ในรปของ Co-enzyme A

ทาหนาทเปนตวเรง

ปฏกรยาการถายทอด

ของกลมเอนไซม

Carboxylase ชวยในการ

ทางานของสารสอ

ผวหยาบกราน

เลบแตกหกงาย ผม

แหงกรอบแตกปลาย

ออนลา เครยด

เปนหวดงาย หลบไม

สนท เปนตะครว

CU 474 60

ชนดวตามน แหลงสาคญ หนาททางสรรวทยา อาการทเกดจาก

การขาดวตามน

ประสาท ทกลามเนอ แผลหาย

ชา ภมตานทานตา

Biotin

(C10H16O3N2S)

ยสต แปงธญพช

กากนาตาลออย ไขแดง

ผก ผลไมสด

จาเปนสาหรบการ

เจรญเตบโต การทางาน

โดยการตรง CO2 (CO2-

Fixation) และการ

สงเคราะหกรดไขมนใน

แบคทเรยเปนโคเอนไซม

ในขบวนการตาง ๆ ของ

รางกาย

ผวหนงแหงลอก

ตกสะเกด

(Dermatitis with

thickening of skin)

เบออาหาร ระดบ

คอเลสเตอรอลสง

โลหตจาง แมจะ

ไดรบธาตเหลก

เพยงพอ การขบ

ปสสาวะลดลง

B complex (B12)

Cobalamine

(C63H90N14O14PCo)

ตบ ปลา เนอ นม ไขแดง

หอยนางรม แบคทเรย

และการหมกของเชอรา

Streptomycs

การสรางเมดเลอด การ

เจรญเตบโต บารงปลาย

ประสาทในผปวย

เบาหวานและคนปกต

โรคโลหตจาง

(Pernicious Anemia)

เสนประสาทไขสน

หลงเสอมสภาพ

ปลายประสาทถก

ทาลาย อารมณ

แปรปรวน เจบลน

เจบปาก

C หรอ Ascorbic

acid (C6H8O6)

ละลายในนา

ผลไมรสเปรยว มะเขอ

เทศ ผก และสตวทสราง

วตามน C (ยกเวนพวก

ไพรเมตและหนตะเภา)

ธารงความแขงแรงของ

ผนงเสนเลอดฝอย

เกยวกบการสรางซเมนต

ทเชอมระหวางเซลล

เลอดออกตามไรฟน

(Scurvy) ผวหนง

หมองคลา เกดรว

รอย เปนหวดงาย

เสนเลอดฝอยเปราะ

D (C28H44O)

antirachitic

ละลายในไขมน

นามนตบปลา โดยเฉพาะ

อยางยง ปลาทนา ม

นอยใน ปลาคอด จาก

ผวหนงทไดรบแสงอลต

ราไวโอเลต

ควบคมเมแทบอลซมของ

คลเซยมและฟอสฟอรส

จาเปนสาหรบการเจรญ

ตามปกต และการบรรจ

แรธาตของกระดก

กระดกออนในเดก

(Rickets) กระดกผด

รปราง(Osteomalacia)

โดยเฉพาะในผหญง

CU 474 61

ชนดวตามน แหลงสาคญ หนาททางสรรวทยา อาการทเกดจาก

การขาดวตามน

E หรอ Tocopherol

(C29H50O2)

antisterility

ละลายในไขมน

ผกใบเขยว นามนจาก

จมกขาวสาล และไขมน

ในพชอน ๆ

ตอตานปฏกรยา

ออกซเดชน เปนสารตาน

อนมลอสระ

ทาใหเมดเลอดแดง

แตกงาย เปนหมน

แทงลก

K (C31H46O2)

antihemorrhagic

ละลายในไขมน

ผกใบเขยว แบคทเรยใน

ลาไส

จาเปนในการสราง

Prothrombin ในตบ

จาเปนตอการแขงตวของ

เลอด (blood clotting)

ทาใหเลอดไมแขงตว

สารประกอบอนทรย (Organic Compounds) เปนสวนประกอบสาคญของรางกาย

ไดแก คารโบไฮเดรต ลปด โปรตน และกรดนวคลอค ซงประกอบดวย ธาตหลก 4 ชนด

คอ ออกซเจน คารบอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน รางกายของคนและสตวจงประกอบดวย

ธาตทงสชนดนในปรมาณมาก ดงตาราง 2.3.3

ตาราง 2.3.3 ปรมาณแรธาตในรางกายมนษย

ธาต มวลรางกาย

ออกซเจน

คารบอน

ไฮโดรเจน

ไนโตรเจน

แคลเซยม

ฟอสฟอรส

โพแทสเซยม

อน ๆ

65

18

10

3

2

1.4

0.4

0.2

CU 474 62

คารโบไฮเดรตหรอแซคคาไรด (Carbohydrates or Saccharides)

คารโบไฮเดรตหรอแซคคาไรด คอ สารประกอบทมธาตคารบอน ไฮโดรเจน และ

ออกซเจน เปนองคประกอบโดยอตราสวนของไฮโดรเจนตอออกซเจน เปน 2 : 1 แบงเปน

3 กลม

1. โมโนแซคคาไรด (Monosaccharide) เปนนาตาลโมเลกลเดยว ทมสตรทวไป

คอ (CH2O)n เมอ n คอ จานวนอะตอมของคารบอน โดยพชจะสงเคราะหนาตาลทอยตวท

มคารบอนเปนองคประกอบตงแต 3 อะตอมขนไป นาตาลทมความสาคญตอสงมชวต คอ

นาตาลทมคารบอน 5 อะตอม (Pentose Sugar) ซงเปนองคประกอบของกรดนวคลอก

และสารพลงงานสง ATP และนาตาลทมคารบอน 6 อะตอม (Hexose Sugar) ซงเปนสาร

ทเปนแหลงพลงงานของเซลล

นาตาลเฮกโซสทสาคญ ไดแก กลโคส (Glucose) ฟรคโตส (Fructose) และกาแลคโตส

(Galactose) มสตรเคม (Chemical Formula) คอ C6H12O6 มสตรโครงสราง (structure

formula) แตกตางกน โดยมหมไฮดรอกซล (hydroxyl ; OH) จบกบคารบอนในตาแหนงท

ตางกน ทาใหนาตาลแตละชนดมคณสมบตตางกน นาตาลทมสตรเคมเหมอนกน แตม

คณสมบตตางกน เรยกวาเปน ไอโซเมอร (Isomer) กน ในสภาวะปกตนาตาลเฮกโซสม

โครงสรางของโมเลกลเปนวงแหวน (Ring) หาเหลยม หรอ หกเหลยม

นาตาลเฮกโซส มความสาคญกบสงมชวตโดยเซลลใชเปนแหลงพลงงาน โดยเฉพาะ

อยางยงนาตาลกลโคส ซงตองมอยในเลอด (Blood Sugar) ในปรมาณทคงท นอกจากนยง

เปนสารตงตนในการสรางสารตาง ๆ ในเซลล นาตาลฟรกโตสมมากในผลไม และเปน

แหลงอาหารของอสจ นาตาลกาแลคโตสเปนนาตาลในนานม

นาตาลเพนโตส ทสาคญ ไดแก นาตาลไรโบส (ribose ; C5H10O5) ซงเปนองคประกอบ

ของกรดนวคลอก กลมกรดไรโบนวคลอก (ribonucleic acid ; RNA) และนาตาลดออกซไร

โบส (deoxyribose ; C5H10O4) เปนสวนประกอบของกรดนวคลอก กลมกรดดออกซไรโบ

นวคลอก (deoxyribonucleic acid ; DNA)

รปท 2.3.2 โมเลกลของนาตาลโมเลกลเดยว (monosaccharides)

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 44)

CU 474 63

2. โอลโกแซคคาไรด (Oligosaccharides) เปนนาตาลมโมเลกล ประกอบดวย

โมโนแซคคาไรด 2-3 โมเลกล นาตาลทมความสาคญ คอ นาตาลทประกอบดวย โมโนแซค

คาไรด 2 โมเลกล (disaccharides) เกดจากโมโนแซคคาไรด 2 โมเลกลรวมกนดวย

ปฏกรยาดไฮเดรชน (dehydration) ซงเกดโมเลกลของนา 1 โมเลกล และสรางพนธะ ไกลโคซดก

(glycosidic bond) มสตรทวไปเปน C12H22O11 นาตาลทสาคญ ไดแก นาตาลมอลโตส

(maltose) เกดจากการยอยแปงทละ 2 โมเลกลของกลโคสในรางกายของสตว นาตาล

ซโครส (Sucrose) เกดจากการรวมกนของกลโคสและฟรคโตสอยางละโมเลกล และ

นาตาลแลคโตสเกดจากการรวมกนของกลโคส กบ กาแลคโตส อยางละ 1 โมเลกล

รปท 2.3.3 โมเลกลของนาตาลโมเลกลค (disaccharides)

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 44)

3. โพลแซคคาไรด (polysaccharides) เปนแซคคาไรดทมโมเลกลขนาดใหญเกดจาก

การรวมกนของโมโนแซคคาไรดจานวนมาก ดวยปฏกรยาดไฮเดรชน มสตรทวไป คอ

(C6H10O5)n เมอ n คอ จานวนโมโนแซคคาไรด แบงเปน 3 กลม ตามหนาท

3.1 โพลแซคคาไรด ททาหนาทเปนโครงสราง ไดแก ไคตน (Chitin) เปนสวนประกอบ

ของเปลอกแขงของสตว เชน เปลอกกง กระดองป เซลลโลส (cellulose) เปนสวนประกอบ

ของผนงเซลลของพช

3.2 โพลแซคคาไรด ททาหนาทสะสมอาหาร ไดแก แปง (Starch) อะไมโลส

(Amylose) และอะไมโลเพคตน (Amylopectin) ทพชสรางขน ไกลโคเจน (Glycogen) ในสตว

โดยเปลยนจากกลโคสในสภาวะทมมากเกนพอมาอยในรปของไกลโคเจนเกบสะสมไวทตบ

และกลามเนอ

CU 474 64

รปท 2.3.4 โมเลกลของ polysaccharide (glycogen)

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 44)

3.3 โพลแซคคาไรด ททาหนาทเปนสวนประกอบของเซลล ไดแก

เฮปารน (Heparin) เปนสารเมอกแปง (Mucopolysaccharide) พบตาม

ปอด ตบ และผนงเสนเลอดแดง มคณสมบตหามเลอดในกระบวนการแขงตวของเลอดเมอ

เกดบาดแผล

กรดไฮยาลโรนค (Hyaluronic Acid) เปนสารเมอกแปงทพบตามเนอเยอ

เชน ผวหนง และสวนทเปนของเหลวภายในลกตา ทาหนาทหลอลนลกตา

คอนโดอตน (Chondoitin) เปนสารเมอกแปงทพบตามกระดก เอน ผวหนง

คอรเนย (Chornea) ของลกตา ทาหนาทหลอลนอวยวะ

ลปด (Lipid)

ลปดเปนสารประกอบไขมน (Fat) และสารประกอบทมคณสมบตเชนเดยวกบไขมน

ประกอบดวย ธาตคารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจน แบงเปน 3 กลม

1. ไขมนอยางงาย (Simple Lipid) ประกอบดวย กรดไขมน (Fatty Acid) 1 โมเลกล

กบ สารพวกอลกอฮอล เชน กลเซอรอล (glycerol) 1-3 โมเลกลในปฏกรยาดไฮเดรชน ได

เปนกลเซอไรด (Glyceride) ชนดตาง ๆ คอ โมโนกลเซอไรด (Monoglyceride) ไดกลเซอไรด

(Diglyceride) และไตรกลเซอไรด (Triglyceride) เมอกรดไขมนรวมกบกลเซอไรด 1, 2 และ 3

โมเลกลตามลาดบ

CU 474 65

R คอ สารประกอบไฮโดรคารบอน (CH)

รปท 2.3.5 ไตรกลเซอไรดทสงเคราะหไดโดยปฏกรยาดไฮเดรชนของกลเซอรอลกบกรดไขมน

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 46)

ตวอยาง ไตรสเตยรน (Tristearin) เปนไตรกลเซอไรดทประกอบดวยกลเซอรอล 1

โมเลกล กบกรดสเตยรก (Stearic acid ; C17H35COOH) 3 โมเลกล

2. ไขมนเชงประกอบ (Compound Lipid) เปนไขมนอยางงายทมสารประกอบอนท

ไมใชไขมนรวมอยดวย ไดแก ฟอสโฟลปด (Phospholipid) เปนไขมนอยางงายทมหม

ฟอสเฟตเปนองคประกอบ เชน ไขมนทเปนสวนประกอบเยอเซลลไกลโคลปด (Glycolipid)

เปนไขมนอยางงายทมคารโบไฮเดรตเปนสวนประกอบ เชน ซรโบรไซด (Cerebroside)

เปนไขมนทเปนสวนประกอบของเซลลประสาทไลโปโปรตน (Lipoprotein) เปนไขมนอยาง

งายทมโปรตนเปนองคประกอบ

รปท 2.3.6 โครงสรางโมเลกลของฟอสโฟลปด

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 46)

O

สตรทวไปของกรดไขมน คอ COOH-R , HO-C-R

||

CU 474 66

3. อนพนธของไขมน (Derived lipid) เปนไขมนทเกดจากการสลายของไขมน

อยางงายและไขมนเชงประกอบดวยปฏกรยาไฮโดรลซส (Hydrolysis) หรอปฏกรยาอน ๆ

คอ สารพวกกรดไขมน รวมถงสารพวกสเตอรอยด (Steroide)

3.1 กรดไขมน (Fatty Acid) ม 2 กลม คอ กรดไขมนอมตวและกรดไขมนไม

อมตว

กรดไขมนอมตว (Saturated Fatty Acid) คอ กรดไขมนทโมเลกลมคารบอน

อะตอมยดกนดวยพนธะเดยวทงหมด มสตรทวไป คอ CnH2n+1COOH เมอ n มคามากกวา 2

กรดไขมนไมอมตว (Unsaturated Fatty Acid) คอ กรดไขมนทโมเลกลม

คารบอนอะตอมยดกนดวยพนธะคอยดวย มสตรทวไปหลายแบบ ขนอยกบจานวนพนธะค

ในโมเลกล เชน CnH2n-1COOH , CnH2n-3COOH , CnH2n-5COOH , CnH2n-7COOH เปนตน

ตวอยาง กรดไขมนชนดอมตวและไมอมตว กรดไขมนอมตว กรดไขมนไมอมตว

lauric acid ; C11H23COOH

myristic acid ; C13H27COOH

palmitic acid ; C15H31COOH

stearic acid ; C17H35COOH

oleic acid ; CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH

linoleic acid ; CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

linoleic acid ; CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

arachidonic acid ; CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH

3.2 สเตอรอยด (Steroid) เปนสารทมสตร

โครงสรางรปวงแหวน (Ring) คารบอน 4 วงตอ

กน และอาจมคารบอนเปนกง ไดแก ฮอรโมนเพศ

ทตอมหมวกไต (Adrenal Gland) และอณฑะ (Testis)

รวมทงโคเลสเตอรอล (Cholesterol) และเออรโกส

เตอรอล (Ergosterol)

โปรตน (Protein)

โปรตนเปนสารประกอบทมคารบอน ไฮโดรเจน ออกซเจน และไนโตรเจน เปน

องคประกอบหลก โมเลกลของโปรตนประกอบดวยหนวยยอย คอ กรดอะมโน (Amino

Acid) เชอมตอกนดวยปฏกรยาดไฮเดรชน สรางพนธะเปปไทด (peptide bond) ยดเหนยวกน

รปท 2.3.7 สตรโครงสรางของโมเลกล

โคเลสเตอรอล (จาก Elaine N. Marieb,

1998. Human Anatomy & Physiology,

Fourth Edition.หนา 46)

CU 474 67

โมเลกลของกรดอะมโน ประกอบดวย หมฟงกชน 2 หม คอ หมกรด (Carboxylic

Group ; COOH) และหมอะมโน (Amino Group ; NH2) จบอยกบคารบอน และมหม

ดานขาง (Side Chain ; R) เปนสารประกอบทแตกตางกนตามชนดของกรดอะมโน

กรดอะมโน 2 โมเลกลรวมกนไดเปนสารประกอบทเรยกวา ไดเปปไทด (Dipeptide)

โปรตนทเกดจากกรดอะมโนจานวนมากรวมกนจะไดเปน โพลเปปไทด (Polypeptide)

โมเลกลของโปรตน จะประกอบดวยปลายทมหมอะมโน เรยกวา ปลาย N (N-terminal)

กบปลายทมหมคารบอกซล เรยกวาปลาย C (C-terminal)

รปท 2.3.8 การรวมกนของกรดอะมโนดวยปฏกรยาดไฮเดรชน

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 46)

R

H

สตรทวไปของกรดอะมโน H2N-C-C-OH

O

CU 474 68

ชนดของกรดอะมโน

กรดอะมโน 20 ชนด แบงเปน 2 กลม คอ กรดอะมโนทจาเปน (Essential Amino

Acid) เปนกรดอะมโนทรางกายไมสราง หรอ เปลยนมาจากอาหารชนดอน ๆ ได ตองไดรบ

จากอาหารทมกรดอะมโนชนดนนเทานน ม 10 ชนดในวยเดก และ 8 ชนดในวยผใหญ อก

กลมคอ กรดอะมโนทไมจาเปน (Non Essential Amino Acid) เปนกรดอะมโนทรางกาย

สามารถสรางไดจากอาหารทรางกายสะสมไว

การจดเรยงตวของกรดอะมโนทมจานวนตางกน ชนดตางกน และลาดบการเรยงตว

ตางกน ทาใหเกดเปนโปรตนตางชนดกน

ประเภทของโปรตน แบงเปน 3 กลม

1. โปรตนอยางงาย หรอโปรตนเชงเดยว (Simple Protein) คอ โปรตนทมโมเลกล

ประกอบดวย กรดอะมโน เทานน

2. โปรตนเชงประกอบ (Conjugated Protein) คอ โปรตนทโมเลกลมสารประกอบ

ชนดอนเปนองคประกอบอยดวย ไดแก

CU 474 69

Nucleo protein เปนโปรตนทมกรดนวคลอกเปนองคประกอบ

Chromo protein เปนโปรตนทมฮมกรป (Heme Group) เปนองคประกอบ

Glyco protein เปนโปรตนทมคารโบไฮเดรตเปนองคประกอบ

Phospho protein เปนโปรตนทมหมฟอสเฟตเปนองคประกอบ

3. อนพนธของโปรตน (Derived Protein) คอ โปรตนทเกดจากการสลายหรอเสยสภาพ

(Denaturation)

นอกจากนยงแบงชนดของโปรตนตามรปรางไดเปน 2 ชนด คอ โปรตนทมลกษณะ

เปนเสน (Fibroprotein) เชน Collagen Keratin และโปรตนลกษณะเปนกอน (Globular

protein) เชน เอนไซม และฮอรโมนบางชนด

อาจแบงโปรตนตามหนาทไดดงน

1. โปรตนโครงสราง (Structural Protein) ทาหนาทเปนโครงสรางรางกาย เชน

actin และ myosin ในเซลลกลามเนอ

2. โปรตนสะสมอาหาร (Storage Protein) ทาหนาทสะสมอาหาร เชน ferritin ในตบ

3. โปรตนเรงปฏกรยา (Catalytic Protein) ทาหนาทเปนสารเรงปฏกรยาเคมใน

รางกาย ไดแก เอนไซมชนดตาง ๆ

4. โปรตนลาเลยงสาร (Transport Protein) ทาหนาทลาเลยง ขนสงสาร ไดแก

Hemoglobin ลาเลยงออกซเจน Albumin ลาเลยงไขมน

5. โปรตนคมกนโรค (Immuno Protein) ทาหนาทเปนภมคมกนโรค เชน immunoglobulin

6. โปรตนสารพษ (Toxin Protein) เปนสารพษ เชน พษง เชออหวาตกโรค

7. โปรตนพลงงานสารอง (Reserved Energy Protein) รางกายใชพลงงานจาก

โปรตนเปนแหลงสดทายตอจากไขมน โดยโปรตน 1 กรม ใหพลงงานประมาณ 4 กโลแคลอร

กรดนวคลอก (Nucleic Acid)

กรดนวคลอกเปนสารประกอบเชงซอนทประกอบดวยโมเลกลของนวคลโอไทด มา

เชอมตอกนเปนโมเลกลขนาดใหญ คอ โพลนวคลโอไทด (polynucleotide)

นวคลโอไทด ประกอบดวย นาตาล เพนโตสกบเบส เพยวรน (Purine) และไพรมดน

(Pyrimidine) เปน นวคลโอไซด (Nucleoside) เชอมตอกบหมฟอสเฟตทโมเลกลของนาตา

CU 474 70

Phosphate-Sugar (5C-atom) - Base (Purine, Pyrimidine)

Phosphate

Sugar - Base 1 nucleotide

Phosphate

Sugar - Base 1 nucleotide

Phosphate

Sugar - Base 1 nucleotide

Phosphate

Sugar - Base 1 nucleotide

นาตาลเพนโตส ไดแก Ribose (C5H10O5) และ Deoxyribose (C5H10O4) เบสเปน

สารประกอบไนโตรเจน (Nitrogenous base) 2 กลม คอ เพยวรน ไดแก อะดนน (Adenine ,

A) กวานน (Guanine , G) และ ไพรมดน ไดแก ไซโตซน (Cytosine , C) ยราซล (Uracil ,

U) และไทมน (Thymine , T)

กรดนวคลอก เปนสารประกอบทมความสาคญเกยวกบการควบคมการถายทอด

ลกษณะทางพนธกรรม ไดแก

1. กรดดออกซไรโบนวคลอก (Deoxyribonucleic acid ; DNA) เปนสารประกอบท

บรรจขอมลสาหรบการสงเคราะหโปรตนทเรยกวา ยน (gene) ซงเปนสวนประกอบของ

โครโมโซมในนวเคลยส เนองจากนวคลโอไซดของ DNA ประกอบดวย เบส อะดนน กวานน

ไทมน และ ไซโตซน จบอยกบนาตาลดออกซไรโบส ดงนนโมเลกลของ DNA จงประกอบดวย

นวคลโอไทด 4 ชนด คอ ดออกซอะดนลเลส (Deoxyadenylate) ดออกซกวานลเลส

(Deoxyguanylate) ดออกซไทมดเลส (Deoxythymidilate) และดออกซไซตดเลส

(Deoxycytidilate)

nucleoside

nucleotide

Polynucleotide

(Nucleic acid)

CU 474 71

รปท 2.3.9 นวคลโอไทด 4 ชนด

(จาก George B. Johnson, 1997. The Living World. หนา 140)

จากการทดลอง พบวา DNA ในสงมชวตมปรมาณ เบส เพยวรน เทากบ ไพรมดน

(A+G = T+C) โดยปรมาณอะดนน เทากบ ไทมน (A = T) และปรมาณกวานน เทากบ

ไซโตซน (G = C) และอตราสวน จะคงทในสงมชวตชนดหนง ๆ

จากคณลกษณะของ DNA น Watson และ Crick ไดเสนอโครงสราง DNA ดงน

โมเลกล DNA เปนสายนวคลโอไทด 2 สาย พนกนเปนเกลยวแบบบนไดเวยน

(double helix) โดยมการจบกนระหวางเบสเพยวรนกบไพรมดนในลกษณะตงฉาก สายยาว

วางซอนกนเปนขนบนได เกลยวของสายนวคลโอไทดบดไปทางขวา มเสนผานศนยกลาง 20

องสตรอม นวคลโอไทดวางหางกน 3-4 องสตรอม และเสนเกลยวจะหมนกลบมาทจดเดม

ทก ๆ 34 องสตรอม

สายนวคลโอไทด มการจบของฟอสเฟต-นาตาล-ฟอสเฟต เปนเสมอนตวบนไดและ

การจบระหวาง purine-pyrimidine เปนเสมอนขนบนได เบสจบกนดวยพนธะไฮโดรเจน A

กบ T จบกนดวย 2 พนธะ และ G กบ C จบกนดวย 3 พนธะ แตละสายนวคลโอไทดจะ

วางตวกลบสายกน คอ สายหนงเปน 5′-3′ อกสายจะเปน 3′-5′ โดยทนวคลโอไทดทงสอง

สายจะมเบสทสอดคลองกน แตลาดบเบสในสายนวคลโอไทดสายหนงจะไมตายตว จะเปน

ชนดใดกได

A + T

G + C

CU 474 72

รปท 2.3.10 โครงสรางโมเลกลของ DNA

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & Physiology, Fourth Edition.หนา 55)

2. กรดไรโบนวคลอก (Ribonucleic Acid) เปนสารประกอบทมโมเลกล นวคลโอไทด ท

ประกอบดวยนาตาล ไรโบส กบเบส อะดนน กวานน ไซโตซน และยราซล เปนโมเลกล

สายเดยวของโพลนวคลโอไทด ม 3 ชนด ไดแก 1) ไรโบโซมอล อาร เอน เอ (Ribosomal

RNA , rRNA) เปนองคประกอบของไรโบโซม 2) เมสเซนเจอร อาร เอน เอ (messenger

RNA , mRNA) ทาหนาทเปนสอกลางระหวางยนในนวเคลยสกบไรโบโซมในไซโตพลา

สซม โดยนารหสพนธกรรมจาก DNA ไปสรางโปรตนทไรโบโซม 3) ทรานสเฟอร อาร เอน

เอ 10 (transfer RNA , tRNA) ทาหนาทจบกบกรดอะมโนเพอนาไปสรางเปนโปรตน

ปฏกรยาเคมในเซลลของสงมชวต

โมเลกลของสารทกชนดมพลงงานสะสมในรปของพลงงานพนธะเคม (Chemical

Bond Energy) พนธะเคมจงเปนแหลงสะสมพลงงานและคายพลงงานออกมาได เมอมการ

สลายพนธะ เมอเกดปฏกรยาเคมจงมการเปลยนแปลงพลงงาน เมอสนสดปฏกรยาเคม

อาจจะไดสารทมพลงงานมากกวาหรอนอยกวาสารตงตน ขนอยกบชนดของปฏกรยาเคม

ไดแก

CU 474 73

1. ปฏกรยาคายพลงงาน (Exergonic Reaction) เปนปฏกรยาทมการปลอยพลงงาน

ในชวงของการเกดปฏกรยา เมอสนสดปฏกรยา พลงงานอสระในโมเลกลของสารผลตภณฑ

จะเหลอนอยกวาสารตงตน เชน ปฏกรยาการหายใจ ซงมการสลายสารตงตน คอ กลโคส

(6C-atom) ไปเปนสารผลตภณฑ คอ คารบอนไดออกไซด (1C-atom)

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

2. ปฏกรยาดดพลงงาน (Endergonic Reaction) เปนปฏกรยาทตองนาพลงงาน

จากภายนอกเขามาใช เมอสนสดปฏกรยา พลงงานอสระในโมเลกลของสารผลตภณฑจะม

มากกวาสารตงตน เชน ปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสงของพช ซงดดพลงงานแสงมาใช

ในการเปลยนสารตงตน คอ คารบอนไดออกไซด (1C-atom) ไปเปนสารผลตภณฑ คอ

กลโคส (6C-atom)

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

ในปฏกรยาคายพลงงานจะใชพลงงานกระตน (Activator Energy) ในตอน

เรมตนปฏกรยาเทานน ปฏกรยาจะดาเนนตอไปและมการปลดปลอยพลงงานจนสนสด

ปฏกรยา สวนปฏกรยาดดพลงงานจะตองใชพลงงานกระตนตงแตเรมตนจนสนสดปฏกรยา

ปฏกรยาเคมทเกดขนในสงแวดลอมนอกเซลล พลงงานทใชกระตนปฏกรยา

คอ ความรอน เชน ปฏกรยาการเกดนา โดยปกตในอากาศยอมมแกสออกซเจน และ

ไฮโดรเจน ทเปนอสระจะไมเกดการรวมกน จนกวาจะมความรอนเปนพลงงานกระตน เชน

กระแสไฟฟาในอากาศ จงจะเกดปฏกรยารวมตวของ O2 กบ H2 เปน H2O

สาหรบปฏกรยาเคมทเกดขนภายในเซลล ถาพลงงานกระตนสงมาก เซลลจะ

ไดรบอนตราย เซลลลดพลงงานกระตนโดยใชสารเคมเปนตวเรงปฏกรยาแทนความรอน

สารทเปนตวเรงปฏกรยา คอ เอนไซม (Enzyme)

CU 474 74

รปท 2.3.11 เปรยบเทยบปฏกรยาเคมทใชพลงงานกระตน (ก) กบปฏกรยาเคมทใชตวเรงปฏกรยา (ข)

(จาก George B. Johnson, 1997. The Living World. หนา 87)

เอนไซม (Enzymes) คอ สารพวกโปรตนทส งมชวตสรางขนเพอทาหนาทเปน

ตวเรงปฏกรยาเคมทเกดขนภายในเซลลหรอรางกาย เอนไซมเปนโปรตนเชงกอน

(Globular Protein) มทงชนดทประกอบดวยโปรตนเพยงอยางเดยว และชนดทม

สารประกอบอนรวมอยดวย เชน มไอออนของโลหะ เรยกวา ตวกระตนโลหะ (Metallic

Activator) เอนไซมทมสารอนทรยเปนองคประกอบ เรยกวา โคเอนไซม (Coenzyme)

ซงสวนใหญเปนพวกวตามน เอนไซมมคณสมบตทาใหเกดปฏกรยาไดเรว โดยยงคงสภาพ

ของสารเดมไว แมปรมาณเพยงเลกนอยกสามารถทางานไดด และมความจาเพาะเจาะจง

ในการทาปฏกรยากบสารตงตน

เอนไซมทางานโดยการรวมตวกบสารตงตน (Substrate) เปนเอนไซมซบสเตรต

คอมเพลกซ (ES Complex) แลวเปลยนสารตงตนเปนผลตภณฑ (product)

E + S ES complex E + P

การรวมกนระหวางสารตงตนกบเอนไซมจะรวมกนเฉพาะบรเวณเรง (Active Site)

ของเอนไซม

CU 474 75

รปท 2.3.12 การทางานของเอนไซม

(จาก George B. Johnson, 1997. The Living World หนา 87)

กลไกการเกด ES complex อธบายดวยสมมตฐานตอไปน

1. สมมตฐานแมกญแจ-ลกกญแจ (Lock and Key Hypothesis) อธบายวา เอนไซม

มโครงสรางรปรางทแนนอนไมเปลยนแปลง ซบสเตรตทจะทาปฏกรยาตองมรปรางและ

ขนาดทเขาไดพอดกบบรเวณเรง (active site) ของเอนไซม

2. สมมตฐานการเหนยวนาใหพอเหมาะ (Induced Fit Hypothesis) อธบายวา

บรเวณเรงของเอนไซมมการเปลยนแปลงได เมอซบสเตรตเขาใกลจะเกดการเหนยวนาให

ลกษณะของบรเวณเรง เปลยนรปรางและขนาดใหพอดทจะเขารวมกบซบสเตรต

เมอปฏกรยาสนสด บรเวณเรงของเอนไซมจะกลบไปเหมอนเดม

นกวทยาศาสตรเชอวากลไกการเกด ES complex นาจะเปนไปตามสมมตฐาน

การเหนยวนาใหพอเหมาะ ทงนเพราะโมเลกลของเอนไซมเปนโปรตนเชงกอน ซงม

ลกษณะนมยดหยนได

ปจจยทมผลตอการทางานของเอนไซม

เอนไซมจะทางานไดดเพยงใดขนอยกบปจจยตอไปน

1. อณหภม เอนไซมจะทางานไดดทอณหภม 25-40 °C อณหภมทพอเหมาะ

(optimum temperature) อยท 35 °C ถาอณหภมตา เอนไซมจะไมทางานและถาอณหภม

สงถง 60 °C โปรตนจะเสยสภาพ ปฏกรยาจะลดลงจนไมเกดปฏกรยา

2. ความเปนกรด-เบส เอนไซมทางานไดดทคาความเปนกรด-เบส เปนกลาง

คอ pH 6-7.5 แตเอนไซมบางอยางทางานไดดทคา pH ตา เชน เปปซนทเปนเอนไซมยอย

โปรตนในกระเพาะอาหาร

3. ปรมาณสารตงตน ปฏกรยาจะเกดเรวและมากเมอมสารตงตนมาก แตถา

มากเกนพอ ปฏกรยาจะไมเพมขนเนองจากมเอนไซมไมพอ

CU 474 76

4. ปรมาณเอนไซม ปฏกรยาจะเกดไดเรวเมอเอนไซมมาก แตจะไมเพมขน

เมอมปรมาณเอนไซมมากเกนพอ เพราะไมมสารตงตน

นอกจากปจจยดงกลาวแลว การทางานของเอนไซมยงเกยวของกบสารทเปน

ตวยบยง (Inhibitor) และตวกระตนเอนไซม (Enzyme Activators) ซงจะมผลตอการ

เกดปฏกรยาเคมดวย

ตวยบยงเอนไซม (Enzyme Inhibitors) คอ สารททาใหการทางานของเอนไซม

ลดลง โดยเขาไปแยงจบกบเอนไซม ม 2 ชนด ไดแก

1. ตวยบยงแบบแขงขน (Competitive Inhibitor) เปนสารประกอบทมรปราง

คลายซบสเตรต เขาไปแยงจบกบเอนไซมตรงบรเวณเรง แลวทาใหเอนไซมไมสามารถจบ

กบซบสเตรตได ปฏกรยาลดลง

2. ตวยบยงแบบไมแขงขน (Non Competitive Inhibitor) เปนสารทไมไดแยง

จบกบซบสเตรตทบรเวณเรงของเอนไซม แตเขารวมกบเอนไซมทบรเวณอน แลวทาให

บรเวณเรงของเอนไซมเปลยนแปลงไป ทาใหจบกบซบสเตรตไมได ปฏกรยาจงลดลง

เมอตวยบยงเขาจบกบเอนไซมแลวจะไมเปลยนเปนผลตภณฑ ทาใหซบสเตรต

เหลออยและเสยเอนไซม ปฏกรยาจงลดลง ดงสมการ

E + I + S EI + S EI + S

นกวทยาศาสตรใชประโยชนจากตวยบยงเอนไซมในการหาลาดบขนการเกด

ปฏกรยาเคม และในทางเภสชกรรมใชหลกการตวยบยงเอนไซมในการผลตยา

ตวกระตนเอนไซม (Enzyme Activators) คอ สารทกระตนใหเอนไซมทางานไดด

ขน เกดปฏกรยาไดเรว ม 2 ชนด

1. ตวกระตนทวไป (General Activators) เปนสารทกระตนเอนไซมทวไป เชน

เกลอของแคลเซยม เกลอของแบเรยม เกลอของสตรอนเชยมทมความเขมขน 2.5 %

2. ตวกระตนเฉพาะ (Specific Activators) เปนสารทกระตนเฉพาะเอนไซมชนดใด

ชนดหนง เชน อออนของคลอรน นเกล แมกนเซยม เปนตน

สารเกบพลงงานหมนเวยนของเซลล

พลงงานทเซลลและรางกายใชในการดารงชวต คอ พลงงานทไดจากการหายใจ

ระดบเซลล (Cellular Respiration) ทเกบไวในรปของสารอนทรยทมพลงงานสง คอ

อะดโนซนไตรฟอสเฟต (Adenosine triphosphate ; ATP) สารนจะปลอยพลงงานออกมา

เมอเซลลตองการใช โมเลกลอของ ATP ประกอบดวย สารอนทรย 2 ชนด คอ อะดนน กบ

CU 474 77

นาตาลไรโบส เชอมตอกบ อนมลฟอสเฟต 3 หม พนธะทยดเหนยวระหวางอนมลฟอสเฟต

2 หม เปนพนธะพลงงานสง (high energy bond ; ~)

รปท 2.3.13 โครงสรางของโมเลกล ATP

(จาก Elaine N. Marieb, 1998. Human Anatomy & physiology, Fourth Edition.หนา 56)

วฏจกร ATP-ADP (ATP-ADP Cycle)

เมอเซลลมการใชพลงงาน พนธะระหวางอนมลฟอสเฟตจะสลายใหพลงงาน พลงงาน

บางสวนสญเสยไปในรปของความรอน พลงงานสวนทรางกายนาไปใชงานโดยท ATP จะ

ถายทอดหมฟอสเฟตใหกบโมเลกลของสารอน แลวทาใหสารนนมพลงงานเพมขน และ

เกดปฏกรยากบโมเลกลอนตอไป พลงงานจาก ATP จงทาใหเกดปฏกรยาเคมภายในเซลล

ได

เซลลไมตองเกบสะสม ATP ในปรมาณมาก เนองจากเมอมการสลาย ATP แลวจะม

การสรางกลบมาใหมทกครง ทาใหเกดวงจร ATP-ADP

รปท 2.3.14 วงจร ATP-ADP

(จาก George B. Johnson, 1997. The Living World หนา 91)

CU 474 78

เมอ ATP เสยพนธะเคมพลงงานสงไป หนงพนธะพรอมกบอนมลฟอสเฟต (Inorganic

Phosphate ; Pi) หมทอยทายสด และปลดปลอยพลงงานประมาณ 7.3 Kcal/mole ATP

จะเปลยนเปน ADP (Adenosine Diphosphate) แลวมการสราง ATP กลบคน โดยการ

เพมหมฟอสเฟต 1 หม พรอมกบสะสมพลงงาน 7.3 Kcal/mole ในพนธะพลงงานสงให

กลบ ADP

CU 474 79

แบบฝกหดทายบท

1. แปงและเซลลโลสตางกเปน polysaccharide ทประกอบดวยโมเลกลของกลโคส

แตเพราะเหตใดระบบยอยอาหารของคนจงไมสามารถยอยเซลลโลสได

2. พลงงานทรางกายของสงมชวตใชในการดารงชวตเกบสะสมอยในพนธะทเชอม

ระหวางสารชนดใดในโมเลกลของ ATP

3. เพราะเหตใด เซลลจงไมตองเกบพลงงานสารองไวเปนจานวนมาก ๆ

4. เพราะเหตใด นาจงเปนของเหลวทมความเหมาะสมทสดทเปนองคประกอบ

ของเซลล

5. สมมตฐานทอธบายกลไกการทางานของเอนไซม ไดแกอะไรบาง และมความ

แตกตางกนอยางไร

6. โปรตนเสยสภาพ (Denaturation protein) หมายถงอะไร