1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล

รปดานบนแสดงการตรวจวนจฉยหลอดเลอดในสมองดวยเทคนคเอมอารไอ (MagneticResonance Imaging: MRI) โดยฉดสารเขาสหลอดเลอดเพอใหแตกตางจากพนหลงทำาใหเหนหลอดเลอดชดเจนซงสารดงกลาวจะคงอยในหลอดเลอดและไมเขาสเซลลผนงหลอดเลอดเพราะเหตใดสารทฉดจงไมสามารถเขาสเซลลผนงหลอดเลอดไดนกเรยนสามารถนำาความรเรองการลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลไปใชอธบายในประเดนดงกลาวได

ไมฉดสาร ฉดสาร

หลอดเลอด

บทท

goo.gl/inHcvU

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 1

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

ใหนกเรยนใสเครองหมายถก()หรอผด()หนาขอความตามความเขาใจของนกเรยน

1. เซลลเปนหนวยพนฐานของสงมชวต

2. เซลลมสวนหอหมเซลลเรยกวาเยอหมเซลลซงยอมใหสารทกชนดผานเขาและออกได อยางอสระเพอใหเซลลสามารถดำารงชวตอยได

3. การแพรเกดจากการเคลอนทของโมเลกลสารโดยใชพลงงานจลนของโมเลกล

4. ออสโมซสเปนการแพรของนำาจากบรเวณทมความเขมขนของสารตำาไปสบรเวณ ทมความเขมขนของสารสงโดยไมจำาเปนตองผานเยอเลอกผาน

ตรวจสอบความรกอนเรยน

1. อธบายโครงสรางและสมบตของเยอหมเซลลทสมพนธกบการลำาเลยงสารเขาและออก จากเซลล2. อธบายและเปรยบเทยบการลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลโดยการแพรแบบธรรมดา ออสโมซสการแพรแบบฟาซลเทตแอกทฟทรานสปอรตเอกโซไซโทซสและเอนโดไซโทซส

จดประสงคการเรยนร

โครงสรางและสมบตของเยอหมเซลลสมพนธกบการลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลอยางไร

คำาถามสำาคญ

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ2

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สารทฉดเขาสหลอดเลอดเพอการตรวจวนจฉยหลอดเลอดดวยเทคนคเอมอารไอจะคงอยในหลอดเลอดเนองจากไมสามารถลำาเลยงเขาสเซลลไดซงตางจากสารหลายชนดทเซลลนำาเขาและออกจากเซลลไดเชนสารอาหารและแกสออกซเจนทเซลลลำาเลยงเขาสเซลลเพอใชในการหายใจระดบเซลลทำาใหไดพลงงานไปใชในกจกรรมตางๆรวมทงแกสคารบอนไดออกไซดทไดจากการหายใจและของเสยทลำาเลยงออกจากเซลลเพอไมใหเกดผลกระทบตอการทำางานตางๆของเซลล(รป1.1)การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลนนมบทบาทสำาคญในการรกษาดลยภาพของเซลล

1.1 การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล

อหวาตกโรคเปนโรคตดเชอในทางเดนอาหารเฉยบพลนทเกดจากแบคทเรยชนดหนงสารพษจากแบคทเรยนจะทำาใหมการลำาเลยงไอออนชนดตางๆและนำาจำานวนมากออกจากเซลลเขาสลำาไสเลกผปวยจงถายเปนนำาปรมาณมากการเสยดลยภาพของนำาและไอออนนสงผลใหมอาการขาดนำาอยางรวดเรวและรนแรงซงถาไมไดรบการรกษาทนเวลาจะมโอกาสเสยชวตสง

เชอมโยงกบสขภาพ

รป 1.1 การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล

สารอาหาร ของเสย

เซลล

แกสออกซเจน แกสคารบอนไดออกไซด

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 3

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

นอกจากการควบคมชนดของสารทผานเขาและออกจากเซลลแลว เซลลยงสามารถควบคมปรมาณสารทผานเขาออกไดดวยทำาใหความเขมขนของสารชนดตางๆแตกตางกนระหวางภายในและภายนอกเซลลเชนในกรณของไอออนภายในและภายนอกเซลลประสาททมความสำาคญตอการเกดและการสงกระแสประสาท ซงเปนกระบวนการสำาคญในการรบรและตอบสนองตอสงเราของรางกาย (รป1.2) โครงสรางใดของเซลลททำาหนาทในการควบคมสารทผานเขาและออกจากเซลล

ไอออนเปนสารทมประจโดยไอออนอาจมประจบวกเชนโซเดยมไอออน(Na+)แอมโมเน ยมไอออน (NH₄+) หร อมประจลบเชนคลอไรดไอออน(Cl-)

ความรเพมเตม

รป 1.2 ความเขมขนของไอออนภายในและภายนอกเซลลประสาทของสตวเลยงลกดวยนำานม

Na+ K+ Cl-

ภายในเซลลความเขมขน (มลลโมลาร)

ภายนอกเซลลความเขมขน (มลลโมลาร) 150

15

5

140

120

10

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ4

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

จดประสงค

1. ศกษาสมบตการเปนเยอเลอกผานของเยอหมเซลล2. วเคราะหผลจากการทำากจกรรมและสรปสมบตการเปนเยอเลอกผานของเยอหมเซลล

วสดและอปกรณ

1. ตวอยางสงมชวตเชนแหนทมรากตดอยสไปโรไจราสาหรายเซลลเดยวยสต2. สนวทรลเรด(neutralred)0.5%3. สผสมอาหารสแดง4. นำากลน5. เอทลแอลกอฮอล70%หรอแอลกอฮอลลางแผล6. สไลดพรอมกระจกปดสไลด7. เขมเขย8. หลอดหยด9. พกน10.จานเพาะเชอ11.กลองจลทรรศนใชแสงเชงประกอบ

เยอหมเซลลกบการลำาเลยงสาร

เยอหมเซลลทำาหนาทเปนเยอเลอกผาน(selectivelypermeablemembrane)ในการลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลสารบางชนดสามารถลำาเลยงเขาหรอออกจากเซลลไดในขณะทสารบางชนดไมสามารถลำาเลยงเขาหรอออกจากเซลลไดซงจะศกษาสมบตการเปนเยอเลอกผานของเยอหมเซลลไดจากกจกรรม1.1

ขอควรระวง

เนองจากสนวทรลเรดเปนพษตอเซลลถาแชไวนานหรอแชในสารละลายสทมความเขมขนมากจะทำาใหเซลลตายได

กจกรรม 1.1 สมบตการเปนเยอเลอกผานของเยอหมเซลล

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 5

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

วธการทำากจกรรม

1. เตรยมสไลดสดของตวอยางสงมชวตวธการดงภาพและศกษาสไลดภายใตกลองจลทรรศน ใชแสงเชงประกอบสงเกตลกษณะภายในเซลลทเลอกมาศกษาเชนรากแหนบนทกลกษณะ ของเซลลทสงเกตได

2. เตรยมสารละลายสโดยใสนำากลนประมาณ15มลลลตรในจานเพาะเชอแตละจานจำานวน 2จานหยดสนวทรลเรด1หยดลงในจานท1และหยดสผสมอาหาร1หยดลงในจาน ท 2จบจานเพาะเชอวนไปมาใหสกระจายทว3. นำาตวอยางสงมชวตมาแชในสารละลายสทเตรยมไวทงไวประมาณ5นาท4. เตรยมสไลดสดเพอศกษาลกษณะภายในเซลลภายใตกลองจลทรรศนใชแสงเชงประกอบบนทก ลกษณะของเซลลทสงเกตไดและเปรยบเทยบกบผลทไดในขอ1

หยดสนวทรลเรดลงในนำากลน

หยดสผสมอาหารสแดงลงในนำากลน

วนไปมาใหสกระจายทว

วนไปมาใหสกระจายทว

แชรากแหนในสารละลายสนวทรลเรด 5 นาท

แชรากแหนในสารละลายสผสมอาหารสแดง 5 นาท

เตรยมสไลดสดเพอศกษาภายใตกลองจลทรรศน

เตรยมสไลดสดเพอศกษาภายใตกลองจลทรรศน

หยดนำา 1-2 หยดบนสไลด ปดสวนรากดวยประจกปดสไลดนำาแหนมาวางใหรากอยบนหยดนำา

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ6

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

5. ทำาเพมอก2ชดโดยแชเซลลในเอทลแอลกอฮอลประมาณ5นาทกอนนำามาแชในสนวทรลเรด หรอในสผสมอาหารประมาณ5นาทจากนนเตรยมสไลดสดศกษาลกษณะภายในเซลลภายใต กลองจลทรรศนใชแสงเชงประกอบและบนทกลกษณะของเซลลทสงเกตได

คำาถามทายกจกรรม

หลงการแชสในขอท3ลกษณะภายในเซลลเปลยนไปหรอไมอยางไรและผลทไดระหวาง สทงสองชนดเหมอนหรอแตกตางกนอยางไร

สนวทรลเรดสามารถละลายไดในลพดสวนสผสมอาหารจะไมละลายในลพดจากผลทได ในกจกรรมและสมบตการละลายของสดงกลาวสามารถสรปถงความสมพนธระหวาง สมบตการละลายของสารและความสามารถในการลำาเลยงผานเยอหมเซลลไดอยางไร

ผลทไดในชดเซลลทผานการแชเอทลแอลกอฮอลเหมอนหรอตางจากผลในขอ1-4 อยางไรเพราะเหตใด

แชรากแหนในเอทลแอลกอฮอล 5 นาท

แชรากแหนในเอทลแอลกอฮอล 5 นาท

แชรากแหนในสารละลายสนวทรลเรด 5 นาท

แชรากแหนในสารละลายสผสมอาหารสแดง 5 นาท

เตรยมสไลดสดเพอศกษาภายใตกลองจลทรรศน

เตรยมสไลดสดเพอศกษาภายใตกลองจลทรรศน

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 7

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

วธใชกลองจลทรรศนใชแสงเชงประกอบ

1. วางกลองบนโตะปฏบตการแลวเปดสวตชหลอดไฟ2. หมนแปนทเลนสใกลวตถตดอยเพอจดใหเลนสใกลวตถ ทมกำาลงขยายตำาสดอยตรงกบแนวลำากลองเมออย ตรงตำาแหนงทถกตองจะมเสยงคลกเบาๆ3. วางแผนสไลดทตองการศกษาบนแทนวางวตถยดแผน สไลดเขากบทจบเลอนสไลดใหบรเวณทตองการศกษา ไปอยตรงกลางบรเวณทแสงผาน4. ปรบความเขมของแสงใหพอเหมาะโดยหมนปมปรบความเขมของแสง5. หมนปมปรบภาพหยาบจนสไลดอยใกลกบเลนสใกลวตถมากทสดมองผานเลนสใกลตาพรอมกบ หมนปมปรบภาพหยาบเพอเพมระยะหางระหวางสไลดและเลนสใกลวตถจนภาพเรมชดเจน มากทสดอาจเลอนสไลดเพอใหภาพทศกษาอยตรงกลางและอาจปรบแสงใหเหมาะสมยงขน โดยใชไดอะแฟรมหรอปมปรบความเขมแสง6. หมนปมปรบภาพละเอยดจนไดภาพทคมชด7. ถาตองการเพมกำาลงขยายใหสงขนหมนแปนทเลนสใกลวตถตดอยใหเลนสใกลวตถทมกำาลงขยาย สงขนในลำาดบถดไปใหอยตรงกบแนวลำากลอง(มเสยงคลก)จากนนปรบภาพใหคมชดโดยใช ปมปรบภาพละเอยดอาจตองปรบแสงใหเหมาะสมอกครง

หมายเหตศกษาสวนประกอบของกลองจลทรรศนใชแสงเชงประกอบไดจากภาคผนวก

จากกจกรรม1.1จะเหนไดวาสทละลายไดในลพดจะลำาเลยงเขาสเซลลไดแตสทไมละลายในลพดจะไมสามารถลำาเลยงเขาสเซลลนนคอเยอหมเซลลมสมบตเปนเยอเลอกผานซงเมอเยอหมเซลลสญเสยสมบตการเปนเยอเลอกผานเชนจากการแชเซลลในแอลกอฮอลในการทำากจกรรมสทงสองจะสามารถลำาเลยงเขาสเซลลได

เยอหมเซลลมโครงสรางและสมบตทส มพนธก บการทำาหนาท เปนเย อเลอกผานดงกลาวอยางไร

ลพดคออะไร

∙ลพดเปนกลมของสารชวโมเลกลซงไมชอบนำา ซงมหลายชนด และมโครงสรางพนฐานทางเคมหลายแบบเชนไขมน(fat)นำามน(oil)ฟอสโฟลพด(phospholipid) ไข (wax)สเตอรอยด(steroid)

รหรอไม

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ8

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

โครงสรางและสมบตของเยอหมเซลลทสมพนธกบวธการลำาเลยงสาร

เยอหมเซลลประกอบดวยฟอสโฟลพด(phospholipid)ทเรยงตวกนเปนชน2ชนและมโปรตนแทรกอยทวไปนอกจากนยงมคารโบไฮเดรต (carbohydrate)และคอเลสเตอรอล (cholesterol)ประกอบอยดวยดงรป1.3

รป 1.3 โครงสรางของเยอหมเซลล

ภายนอกเซลล

ภายในเซลล โปรตน

คารโบไฮเดรต

ฟอสโฟลพด

คอเลสเตอรอล

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 9

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

การแพรแบบธรรมดา

เนองจากเยอหมเซลลประกอบดวยชนลพดสารทละลายไดในลพดจะสามารถลำาเลยงผานชนลพดนไดเชนสนวทรลเรดในกจกรรม1.1กรดไขมนรวมทงวตามนADEและKนอกจากนสารขนาดเลกบางชนดเชนแกสออกซเจนแกสคารบอนไดออกไซดซงถงแมจะไมละลายในลพดแตมขนาดเลกพอและไมมประจจงสามารถแทรกผานระหวางโมเลกลของฟอสโฟลพดทมการเคลอนไหวอยตลอดเวลาไดการลำาเลยงสารดวยวธนจดเปนการแพรแบบธรรมดา(simplediffusion)ซงเกดจากบรเวณทมความเขมขนของสารละลายสงไปยงบรเวณทมความเขมขนของสารละลายตำาดงกรณตวอยางการแพรของแกสออกซเจนจากพลาสมาเขาสเซลลเมดเลอดแดงในรป1.4

รป 1.4 การแพรแบบธรรมดาของแกสออกซเจนจากพลาสมาเขาสเซลลเมดเลอดแดง

แกสออกซเจน

ภายนอกเซลล

ภายในเซลล

เวลา

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ10

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

ออสโมซส

โมเลกลของนำาสามารถแพรผานเยอหมเซลลไดเรยกการแพรของนำาผานเยอเลอกผานวาออสโมซส(osmosis) เนองจากนำาเปนตวทำาละลายการแพรของนำาจะเกดจากบรเวณทมความเขมขนของสารละลายตำาผานเยอเลอกผานไปยงบรเวณทมความเขมขนของสารละลายสง

ออสโมซสสามารถสงเกตไดโดยใชหลอดรปตวยทมเยอเลอกผาน เชน เซลโลเฟนกนระหวางสารละลายทมความเขมขนตางกน(รป1.5)ในตอนเรมตนสารละลายซโครสทางดานซายของเยอเลอกผานจะมความเขมขนนอยกวาทางดานขวานำาจงมการเคลอนทสทธจากหลอดดานซายผานเยอเลอกผานไปยงหลอดดานขวาในขณะทซโครสไมสามารถผานไดเมอเวลาผานไประดบของสารละลายในดานซายของหลอดจะตำาลงในขณะทระดบของสารละลายในดานขวาจะสงขนจนในทสดความเขมขนของซโครสทงสองดานจะใกลเคยงกน

ตวอยางหนงของการนำาหลกการออสโมซสมาใชในชวตประจำาวนคอนำาเกลอทใหกบผปวยทางหลอดเลอดซงมความเขมขนเทยบเทากบความเขมขนของสารในเลอดและภายในเซลลทำาใหเซลลไมเสยดลยภาพการดมนำาเกลอแรเพอชดเชยเกลอแรทสญเสยไปกบเหงอหลงจากการออกกำาลงกายการถนอมอาหารในนำาเกลอหรอนำาตาลความเขมขนสง

รป 1.5 ออสโมซส

เมอเรมการทดลอง

เยอเลอกผานนำายงคงออสโมซสผานเยอเลอกผาน

แตอตราสทธเปนศนย

เมอสนสดการทดลอง

สารละลายความเขมขนสง

ซโครสลำาเลยงผานเยอเลอกผานไมได

สารละลายความเขมขนตำา

นำาออสโมซสผานเยอเลอกผาน

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 11

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

การแพรแบบฟาซลเทต

สำาหรบสารทไมสามารถผานชนลพดไดบางชนดจะลำาเลยงเขาหรอออกจากเซลลผานโปรตนลำาเลยง(transportprotein)ทแทรกอยทเยอหมเซลลซงมทศทางการลำาเลยงจากบรเวณทมความเขมขนของสารสงไปยงบรเวณทมความเขมขนของสารตำาจดเปนการแพรแบบฟาซลเทต(facilitateddiffusion)ดงในกรณของการลำาเลยงกลโคสเขาสเซลลเมดเลอดแดง(รป1.6)และการลำาเลยงไอออนชนดตางๆ ซงโปรตนลำาเลยงสวนใหญจะมความจำาเพาะกบชนดของสารทลำาเลยง

รป 1.6 การลำาเลยงกลโคสเขาสเซลลเมดเลอดแดงโดยการแพรแบบฟาซลเทต

ภายนอกเซลล

ภายในเซลล

กลโคส

โปรตนลำาเลยง

โปรตนคนสสภาพเดมและพรอมทจะลำาเลยงกลโคสโมเลกลอนตอไป

โปรตนเปลยนรปรางทำาใหกลโคสเขาสเซลล

ภายนอกเซลล

ภายในเซลล

ภายนอกเซลล

ภายในเซลล

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ12

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

จากขอมลขางตนสามารถนำาไปใชอธบายในกรณการฉดสารเชนgadotericacidเขาในหลอดเลอดเพอเพมความแตกตางของหลอดเลอดกบเนอสมองในการตรวจวนจฉยโดยเทคนคเอมอารไอ(รป1.7)

โมเลกลของgadotericacidมประจจงไมละลายในลพดและมขนาดใหญจงไมสามารถลำาเลยงผานชนลพดไดนอกจากนทเยอหมเซลลของหลอดเลอดไมมโปรตนจำาเพาะทสามารถลำาเลยงgadotericacidไดดงนนสารดงกลาวจงยงคงอยภายในหลอดเลอดหลงการฉด

รป 1.7 โครงสรางโมเลกลของ gadoteric acid

เพราะเหตใดการใชสผสมอาหารทไดรบรองมาตรฐานจากสำานกงานคณะกรรมการ อาหารและยา(อย.)ในปรมาณทแนะนำาจงไมเปนอนตรายตอรางกาย

ตรวจสอบความเขาใจ

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 13

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

แอกทฟทรานสปอรต

การลำาเลยงสารเขาหรอออกจากเซลลโดยวธตางๆ ขางตนเกดจากบรเวณทมความเขมขนของสารสงไปยงบรเวณทมความเขมขนของสารตำาแตในบางกรณเซลลสามารถลำาเลยงสารจากบรเวณทมความเขมขนตำาไปยงบรเวณทมความเขมขนของสารสงได (รป1.8)โดยใชพลงงานจากภายในเซลลเชนจากATPเรยกกระบวนการนวาแอกทฟทรานสปอรต (activetransport)ซงเกดผานโปรตนลำาเลยงเชนในกรณของการหลงไฮโดรเจนไอออนจากเซลลบผวของกระเพาะอาหารเขาสกระเพาะอาหาร(รป1.9)ทำาใหความเขมขนของไฮโดรเจนไอออนภายในกระเพาะอาหารสงกวาในเซลลถงหมนเทาได

รป 1.8 ทศทางการลำาเลยงสารในกรณของการแพรและแอกทฟทรานสปอรต

ATPเปนสารพลงงานสงทเปนแหลงพลงงานทใชในกระบวนการตางๆของเซลล

ความรเพมเตม

ความเขมขนของสารสง

ความเขมขนของสารตำา ความเขมขนของสารตำา

ทศทางการลำาเลยงแบบแอกทฟทรานสปอรตทศทางการแพร

ความเขมขนของสารสง

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ14

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

รป 1.9 การหลงไฮโดรเจนไอออนจากเซลลบผวของกระเพาะอาหาร เขาสภายในกระเพาะอาหารโดยแอกทฟทรานสปอรต

ยาลดกรดบางประเภทจะยบยงการหลงไฮโดรเจนไอออนเขาสกระเพาะอาหารโดยจบกบโปรตนทลำาเลยงไฮโดรเจนไอออนทำาใหไมสามารถลำาเลยงไดตามปกตปรมาณกรดทหลงสกระเพาะอาหารจงลดลงทำาใหชวยลดการทำาลายเยอบภายในของกระเพาะอาหาร

เชอมโยงกบสขภาพ

ภายในกระเพาะอาหาร

ภายในเซลลบผวของกระเพาะอาหาร

ATP โปรตนลำาเลยง

ไฮโดรเจนไอออน

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 15

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

การลำาเลยงสารโดยการสรางเวสเคล

สารบางชนดมขนาดใหญเกนกวาทจะลำาเลยงผานชนลพดหรอโปรตนลำาเลยงในเยอหมเซลลไดโดยตรงแตเซลลยงมความจำาเปนทจะลำาเลยงสารนนเขาหรอออกจากเซลลจงลำาเลยงออกจากเซลลโดยวธทตางจากทกลาวมาขางตน

เซลลลำาเลยงสารขนาดใหญเขาหรอออกจากเซลลโดยการสรางถงหรอเวสเคล(vesicle)จากเยอหมเซลลหรอเยอหมออรแกเนลลเพอลอมรอบสารทตองการลำาเลยงโดยเยอหมดงกลาวมโครงสรางเปนชนฟอสโฟลพดเชนเดยวกบเยอหมเซลลดงนนจงสามารถคอดและหลดออกเปนเวสเคลหรอรวมตวกบเยอหมอนทมโครงสรางเชนเดยวกนได

การลำาเลยงสารโดยวธนสามารถแบงตามทศทางการลำาเลยงสารในกรณของการหลงเอนไซมยอยอาหารออกจากเซลลบผวของกระเพาะอาหารเขาสภายในกระเพาะอาหารจดเปนกระบวนการเอกโซไซโทซส(exocytosis)ซงสามารถศกษากลไกการลำาเลยงไดจากรป1.10

รป 1.10 การหลงเอนไซมทใชในการยอยอาหารจากเซลลบผวของกระเพาะอาหาร เขาสภายในกระเพาะอาหารโดยเอกโซไซโทซส

ภายในกระเพาะอาหาร

เอนไซม

เวสเคล

ภายในเซลลบผวของกระเพาะอาหาร

ภายนอกเซลลแบคทเรย

เวลา

ภายในเซลล

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ16

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

ตวอยางของเอกโซไซโทซสอนๆทพบในรางกายเชนการหลงเมอกออกมาปกคลมผวภายในทางเดนอาหารหรอทางเดนหายใจการหลงเอนไซมจากเซลลตบออนเขาสทอเพอสงไปลำาไสเลก

การลำาเลยงสารเขาสเซลลโดยการสรางเวสเคลจดเปนกระบวนการเอนโดไซโทซส(endocytosis)เชนการนำาเชอโรคหรอสงแปลกปลอมเขาสเซลลเมดเลอดขาวกลมฟาโกไซตเพอทำาลายตอไปดงรป1.11

รป 1.11 การนำาแบคทเรยเขาสเซลลเมดเลอดขาวกลมฟาโกไซตโดยเอนโดไซโทซส

เซลลเมดเลอดขาวกลมฟาโกไซตจะนำาเชอโรคหรอสงแปลกปลอมเขาสเซลลโดยเอนโดไซโทซสแลวนำาไปทำาลายดวยเอนไซมในไลโซโซมซงเปนออรแกเนลลชนดหนง

ความรเพมเตม

รป 1.10 การหลงเอนไซมทใชในการยอยอาหารจากเซลลบผวของกระเพาะอาหาร เขาสภายในกระเพาะอาหารโดยเอกโซไซโทซส

ภายนอกเซลลแบคทเรย

เวลา

ภายในเซลล

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 17

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

1. การแพรแบบธรรมดาการแพรแบบฟาซลเทตและแอกทฟทรานสปอรตทเกดขนในเซลล เหมอนหรอแตกตางกนอยางไร

2. จากการทดลองแชชนมนฝรงขนาดเทากนในนำากลนเปนเวลา2ชวโมงจากนนนำาไป แชในสารละลายซโครสเปนเวลา2ชวโมงโดยชงนำาหนกของชนมนฝรงทกๆ5นาท ตงแตเรมตนการทดลองเสนกราฟAหรอBมโอกาสทจะเกดขนไดเพราะเหตใด

เซลลมการลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลโดยมการควบคมทงชนดและปรมาณสารทผานเขาออก เยอหมเซลลทำาหนาทเปนเยอเลอกผานในการลำาเลยงสารดงกลาวโดยโครงสรางและสมบตของเยอหมเซลลมความสมพนธกบการลำาเลยงสารซงมหลายวธกระบวนการดงกลาวนทำาใหเซลลรกษาดลยภาพไวไดและเซลลสามารถทำางานไดตามปกตซงสงผลใหสงมชวตดำารงอยได

แบบฝกหดทายบทท 1

สรปเนอหาภายในบทเรยน

นำาหนกของชนมนฝรง

แชในนำากลน แชในสารละลายซโครส

เวลา (ชวโมง)0 2 4

A

B

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลล วทยาศาสตรชวภาพ18

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

3. การทโปรตนลำาเลยงในเยอหมเซลลมความจำาเพาะกบชนดของสารทลำาเลยงมประโยชน ตอเซลลอยางไร

4. จากภาพถายเซลลเมดเลอดขาวของหนซงถายหลงจากหยดยสตทยอมดวยสนวทรลเรด ลงไปนกเรยนคดวาเซลลเมดเลอดขาวนำายสตเขาสเซลลดวยวธใดใหเหตผลพรอมทง วาดภาพแสดงกลไกการลำาเลยงทเกดขน

ยสต

เซลลเมดเลอดขาว

สถาบนสงเสรมการสอนวทยาศาสตรและเทคโนโลย

บทท 1 | การลำาเลยงสารเขาและออกจากเซลลวทยาศาสตรชวภาพ 19

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย

สงวนส

ทธโดย

สสวท

. หามเผย

แพร ท

าซา

ดดแป

ลง หร

อจาห

นาย