บทที่3 สารเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

3.สารเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีิวิต

ธาตุทั้งหลายประกอบด้วยหน่วยขนาดเล็กเรียกว่าอะตอม (ATOM)ภายในอะตอมประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานคือ -  นิวเคลียส ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน -  อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่เคลื่อนทีวนอยู่รอบๆนิวเคลียส ตามปกติอะตอมของธาตุชนิดเดียวกันทุกอะตอมจะมีจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนเท่ากัน              พันธะเคมี(CHEMICAL BOND) แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ 1. พันธะไอออนิก (IONIC BOND) เช่น พันธะในโมเลกุลของโซเดียมคลอไรด์(Nacl) 2. พันธะโควาเลนต์(COVALENT BOND) เช่นพันธะในโมเลกุลองก๊าซออกซิเจน(O2) 3. พันธะไฮโดรเจน (HYDROGEN BOND) เช่น แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ (H2O) พันธะไออนิก พันธะโควาเลนต์ พันธะไฮโดรเจน สารในพันธะไอออนิกมีดังนี้ -  สารอินทรีย์ คือ สารที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ -  สารชีวโมเลกุล คือ สารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลใหญ่และโครงสร้างสลับ ซับซ้อนแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มใหญ่ๆ คือ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน และ กรดนิวคลีอิก 1. คาร์โบไฮเดรต แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ             น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (MONOSACCHARIDE) มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ 3-7 อะตอม ได้แก่ กลีเซอรอลดีไฮด์ (3C) ไรโบส(5C) กลูโคส ฟรุกโทส และกาแลกโทส(6C)             โอลิโกแซคคาไรด์ (OLIGOSACCHARIDE) ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2-10 โมเลกุลที่พบบ่อยมากที่สุดได้แก่มอลโทส(กลูโคส + กลูโคส) ซูโครส(กลูโคส + ฟรุกโทส)และ แลกโทส(กลูโคส + กาแลกโทส)             น้ำตาลโมเลกุลใหญ่ (POLYSACCHARIDE) ประกอบด้วยกลูโคส 100-1,000 โมเลกุล มาต่อกันเป็นสาย ได้แก่ แป้ง เซลลูโลส และ ไกลโคเจนเป็นต้น                 ข้อสังเกต         โอลิโกแซคคาไรด์ และน้ำตาลโมเลกุลใหญ่ จะมีกลูโคส เป็นองค์ประกอบอยู่ด้วยเสมอ ความสำคัญของคาร์โบไฮเดรต 1. เป็นแหล่งพลังงานหลักของเซลล์สิ่งมีชีวิต 2. เปลี่ยนเป็นสารอื่นเพื่อช่วยซ่อมแซมหรือสร้างส่วนต่างๆของเซลล์ 3. เก็บสะสมไว้ในรูปของไกลโคเจน เพื่อไว้ใช้ในยามร่างกายขาดแคลนพลังงาน                 ตัวอย่างข้อสอบ สารใดบ้างที่เมื่อย่อยเป็นโมเลกุลเดี่ยวแล้ว สามารถทำปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต์ 1. FRUCTOSE 2. MALTOSE 3. SUCROSE 4. GLYCOGEN ก. 1,3 ข. 2,3 ค. 2,4 ง. 2,3,4 ตอบ ง.                   ไขมัน (LIPID)         ไขมันแบ่งออกเป็น 3 ประเภทคือ 1. ไขมันธรรมดา (SIMPLE LIPID) เกิดจากกลีเซอรอล 1 โมเลกุลรวมตัวกับกรดไขมัน 1,2 หรือ 3 โมเลกุล กรดไขมันแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ - กรดไขมันอิ่มตัว มีพันธะระหว่างคาร์บอนภายในโมเลกุลเป็นพันธะเดี่ยวทั้งหมด พบในน้ำมันสัตว์ และน้ำมันมะพร้าว - กรดไขมันไม่อิ่มตัว มีพันธะระหว่างคาร์บอนภายในโมเลกุลเป็นพันธะคู่อย่างน้อย 1 ตำแหน่ง พบในน้ำมันพืช 2. ไขมันเชิงประกอบ (COMPOUND LIPID) เป็นไขมันที่มีสารอินทรีย์ ประเภทอื่นเป็นองค์ประกอบ เช่น ฟอสโฟลิปิด ไกลโคลิปิด และ ลิโปโปรตีน เป็นต้น 3. อนุพันธ์ของไขมัน (DERIVED LIPID) เป็นสารที่มีคุณสมบัติเหมือนไขมัน แต่มีโครงสร้างพื้นฐานแตกต่างจากไขมันทั่วไป เช่น คลอเรสเตอรอล มีโครงสร้างพื้นฐานที่เฉพาะตัวเป็นวงแหวน 4 วงต่อกัน                  ข้อควรจำ         กรดไขมันที่จำเป็น (ESSENTIAL FATTY ACID) เป็นกรดไขมันที่ร่างกายขาดไม่ได้ และไม่สามารถสังเคราะห์ได้ เช่น กรดไลโนเลอิก กรดไลโนเลนิก และ กรดอะราชิโดนิก เป็นต้น            ความสำคัญของไขมัน 1. เป็นสารที่ให้พลังงานสูงที่สุดคือ 9.0 กิโลแคลอรี่ต่อกรัม 2. เป็นตัวที่ทำละลายวิตามิน เช่น A,D,E,K                                  โปรตีน          โปรตีนประกอบขึ้นจากกรดอะมิโนเรียงต่อกันเป็นสายยาว ด้วยพันธะเปปไทด์ กรดอะมิโนมีทั้งสิ้น 20 ชนิด แบ่งออกเป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นและกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น กรดอะมิโนที่จำเป็น กรดอะมิโนที่ไม่ จำเป็น ** อาร์จีนีน และ ฮีสทิดีน เป็นกรดอะมิโนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและพัฒนาการของเด็ก                ความสำคัญ 1. เป็นโครงสร้างของเซลล์ 2. ให้พลังงานแก่ร่างกายประมาณ 4.2 กิโลแคลอรี่ต่อกรัม 3. ควบคุมการทำงานของร่างกายเช่น ฮอร์โมนอินซูลิน 4. เป็นภูมิคุ้มกัน                                                               การทดสอบอาหาร                    กรดนิวคลิอิก         กรดนิวคลิอิกเป็นสารที่ทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมจากรุ่นหนึ่งไปสู่รุ่นต่อไป แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ -  DNA (DEOXYRIBONUCLE ACID) -  RNA (RIBONUCLEIC ACID)           ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ 1. ปฏิกิริยาคายพลังงาน (EXERGONIC REACTION) 2. ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (ENDERGONIC REACTION)                   ตัวอย่างข้อสอบ          ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นปฏิกิริยาชนิดใด ก. ปฏิกิริยาคายพลังงานหรือเอนเดอร์โกนิก ข. ปฏิกิริยาคายพลังงานหรือเอกเซอร์โกนิก ค. ปฏิกิริยาดูดพลังงานหรือเอนเดอร์โกนิก ง. ปฏิกิริยาดูดพลังงานหรือเอกเซอร์โกนิก ตอบ ค.                               เอนไซม์      เอนไซม์ เป็นสารอินทรีย์ประเภทโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต โดยการลดระดับพลังงานกระตุ้นลง ทำให้เกิดปฏิกิริยาง่ายขึ้น คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเอนไซม์คือ มีความเฉพาะเจาะจง(SPECIFICITY) เอนไซม์จะทำหน้าที่ได้ดีที่อุณภูมิและความเป็น กรด-เบสที่เหมาะสม                  ตัวอย่างข้อสอบ          คุณลักษณะใดของเอนไซม์ที่สำคัญต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมี ก. เป็นโปรตีน ข. ทำงานได้ดีที่อุณหภูมิจำกัด ค. ทำงานได้ดีในสภาพที่เป็นกลาง ง. ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเคมีได้ง่ายขึ้น ตอบ ง.