เซลล์และการทำงานของเซลล์-การลำเลีบงสารผ่านเซลล์

ว30241 บทที่ 3 เซลลและการทํางานของเซลล สอนโดย นายกิตตพิ งศ พิมสาร (ครแู มนน)่ี

2 กลองจลุ ทรรศน Microscope เปนอุปกรณสําหรับมองดู วัตถุท่ีมีขนาดเล็กเกินกวามองเห็น ดว ยตาเปลา ศาสตรท่ีมุงสํารวจวัตถุ ขนาดเล็กโดยใชเครื่องมือดังกลาวนี้ เ รี ย ก ว า จุ ล ท ร ร ศ น ศ า ส ต ร (Microscopy)

3 ชนิดของกลองจลุ ทรรศน Electron microscopes Light microscopes สามารถแบง ออกเปนประเภทได 2 ประเภท คือ  กลองจุลทรรศนแ บบใชแ สง (Light microscopes : LM)  กลอ งจุลทรรศนอ ิเล็กตรอน (Electron microscopes : EM) **ชนิดท่พี บไดม ากท่สี ุด คือ กลอ งจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง

4 กลองจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง กําลังขยาย 1,000 เทา แตไ มเ กนิ 2,000 เทา 1. Light microscope พบอยทู ว่ั ไป โดยเวลาสองดูจะเห็นพื้นหลัง เปน สขี าว และจะเหน็ จลุ ชีพมีสีเขม กวา

5 กลอ งจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง 4X, 10X, 40X, 100X 10X วธิ ีคาํ นวณกาํ ลงั ขยายกลอ งจลุ ทรรศน ก**ภาพที่ไดเปนภาพเสมือนหวั กลบั กลบั ซายไปขวาก กําลงั ขยายของกลอง = กําลังขยายของเลนสใ กลต า x กําลงั ขยายเลนสใกลวตั ถุ หมายความวา ภาพทม่ี องเหน็ จากกลองจุลทรรศน มขี นาดใหญกวา วัตถุจรงิ …… เทา

6 กลองจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง กาํ ลงั ขยาย 80-200 เทา 2. Stereo microscope ใชที่สองดูสิ่งมีชีวิตที่ไมเล็กมาก สองดู เปน 3 มติ ิ สวนใหญจ ะใชในการศึกษา แมลง เกสรดอกไม

7 กลองจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง 3. Dark field microscope มีพื้นหลังเปนสีดํา เห็นจุลชีพสวาง เหมาะสําหรบั ใชส อ งจลุ ินทรียท่ีมขี นาดเล็กท่ตี ดิ สียาก

8 กลอ งจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง 4. Phase contrast microscope ใชสาํ หรบั สอ งจุลชีพที่ยงั ไมไ ด ทําการยอมสี จะเห็นชดั เจนกวา Light microscope

9 กลองจลุ ทรรศนแ บบใชแ สง 5. Fluorescence microscope ใชแหลงกําเนดิ แสงเปน อัลตราไวโอเลต สอ งดูจุลชีพที่ยอมดวยสารเรอื งแสง ซึง่ เมื่อกระทบกบั แสง UV จะเปล่ียน เปนแสงชวงที่มองเห็นได แลวแตชนดิ ของสารท่ใี ช พืน้ หลังมักมีสีดาํ

10 กลองจลุ ทรรศนอ เิ ลก็ ตรอน มีกําลังการขยายสูง ใชลําแสงอิเล็กตรอนแทนแสงปกติและใช สนามแมเหล็กไฟฟาแทนเลนสแกว ใชศึกษาโครงสรางและสวนประกอบของเซลล ไดอยา งละเอยี ดทส่ี ุด กําลงั ขยายสูงมาก TEM 1,000,000 เทา SEM 800,000 เทา

11 กลองจลุ ทรรศนอ เิ ลก็ ตรอน ในปจจบุ ันมี 2 ชนิดดวยกนั 1. กลองจุลทรรศนอิเล็กตรอนชนิดสองผาน (Transmission Electron Microscope: TEM) สรา งในป ค.ศ.1932 ใชในการศกึ ษาโครงสรา งภายในของเซลลโ ดยลาํ แสงอิเล็กตรอน จะสองผา นเซลล หรือวัตถุตวั อยา งท่ศี ึกษา ซง่ึ ตอ งมลี ักษณะบางเปน พเิ ศษ 2. กลองจุลทรรศนช นดิ สอ งกราด (Scanning Electron Microscope: SEM) สรางเสร็จในป ค.ศ. 1938 โดยใชศึกษาผิวของเซลลหรือผิวของตัวอยางวัตถุที่นํามาศึกษา โดยลําแสงอิเล็กตรอนจะสองกราดไปบนผิวของวัตถุ ทําใหไดภาพซ่ึงมีลักษณะเปนภาพ 3 มิติ

12 สว นประกอบของกลอ งจลุ ทรรศน

13 โครงสรางเซลลแ ละหนา ที่ของเซลล Cell structure and function เซลล (Cell) คือ หนวยทเี่ ลก็ ทีส่ ดุ ของ สงิ่ มชี ีวติ มีหลายชนดิ และ หลายรปู รา งขนึ้ อยกู บั ตําแหนง และหนาทีข่ อง เซลล

14 ทฤษฎเี ซลล Cell theory เสนอโดย : ชไลเดนชวนั นก บั มใี จความวา “สง่ิ มีชวี ติ ทัง้ หลายยอ มประกอบไปดว ยเซลลแ ละผลติ ภณั ฑข องเซลล เซลลคือหนว ยพนื้ ฐานทเ่ี ลก็ ที่สดุ ของส่ิงมชี ีวติ ทม่ี กี ารจดั ระบบ”

15 เซลลช นดิ ตา ง ๆ ในรา งกายมนษุ ย

16 แผนผงั ภาพรวมโครงสรา งเซลล ผนังเซลล Phospholipid เยื่อหุม เซลล สวนทีห่ อ หุมเซลล Cholesterol โปรตีน Cell คารโ บไฮเดรต Protoplasm นวิ เคลยี ส เยอ่ื หุมนวิ เคลียส นวิ คลลี สั Cytoplasm เสนใยโครมาติน #สาํ คญั ควรจําใหไ ด Nucleoplasm Cytosol Organelles ***

17 แผนผงั ภาพรวมโครงสรา งเซลล (ตอ ) ไมมเี ย่อื หมุ Ribosome Centriole Cytoskeleton Organelles มีเยอื่ หมุ 1 ชน้ั Endoplasmic reticulum SER : แบบเรียบ มีเย่อื หุม 2 ช้นั RER : แบบขรุขระ Golgi body Lysosome #สาํ คัญควรจาํ ใหได Peroxisome Vacuole Mitochondria Chloroplast

18 ประเภทของเซลล แบง ตามโครงสรา งของนวิ เคลยี ส เซลลมี 2 ประเภท คอื #พบเฉพาะ Kingdom Monera 1. เซลลโ ปรคารโิ อต (Prokaryotic cell)  เปนเซลลท ไ่ี มม นี วิ เคลยี ส หรอื ไมม เี ยอื่ หมุ นวิ เคลยี ส  ไมมีออรแ กเนลลช นดิ ทม่ี เี ยอ่ื หมุ  โครโมโซมและสารตา ง ๆ จะลอยอยใู นไซโทพลาสซึม

19 เซลลโ ปรคารโิ อต มี DNA อยใู นไซโทพลาสซึม เรียกวา นิวคลอี อยด (Nucleoid) รูปรา งของแบคทีเรีย  บาซิลลัส (bacillus) มรี ูปรา ง เปนทอ น หรอื เปน แทง  ทรงกลมหรือค็อกคัส (cocus) เปน แบคทีเรีย เซลลเดยี่ วขนาดเล็ก  สไปโรคที (Spirochete) รปู รา งบิดเปนเกลยี ว ผนังเซลลยืดหยุน ได

20 ตวั อยางเซลลโ ปรคารโิ อต Lactobacillus bulgaricus Rhizobium leguminosarum แลคโตบาซิลลัส ซ่ึงเปนแบคทีเรีย ประเภทเดียวกันกับท่ีพบโยเกิรต โดยแลคโตบาซิลลัส ไรโซเบียมอาศัยอยภู ายในรากพืชตระกูลถ่ัวมีความสัมพันธแบบภาวะพ่ึงพา บางสายพันธ•มีประโยชนสําหรับผูที่มีอาการทองเสีย กัน (mutualism) ไรโซเบียมสามารถตรึงแกสไนโตรเจนในอากาศมาสรางแอมโมเนียมและ บางสายพันธ•อาจมีประโยชนสําหรับผูท่ีไมสามารถ สารอินทรียอื่นที่พืชสามารถนําไปใชประโยชนไ ด ยอยน้าํ ตาลแล็กโทสในนมไดอกี ดว ย

21 ประเภทของเซลล 2. เซลลยคู ารโิ อต (Eukaryotic cell)  เปนเซลลท ีม่ ีนวิ เคลยี สโดยนวิ เคลียสมีเย่ือหุมลอมรอบ  มีออรแ กเนลลชนิดท่มี เี ยอื่ หมุ  โครโมโซมมอี งคประกอบซับซอน  พบในเซลล Kingdom Plantae, Animalia, Fungi, Protista

22 เซลลย ูคารโิ อต ประกอบดวยเซลลที่มีเย่ือหุมนิวเคลียส และออรแกเนลท่ีมีเย่ือหุม หลากหลายชนิด ทําใหเซลลแบบน้ีมีการแบงแตละสวนของเซลลไปทําหนาที่เฉพาะ ตวั อยางเชน พารามีเซียม เซลลอ สจุ ิ เซลลอสจุ ิ พารามีเซียม

23 ตวั อยางเชน เซลลยคู ารโิ อต

24 ความแตกตา งของโปรคารโิ อตและยูคารโิ อต

25 ความแตกตางของโปรคารโิ อตและยูคารโิ อต สวนประกอบของเซลล เซลลโ พรคารโิ อต เซลลย คู ารโิ อต 1. ขนาดเซลล (ขนาดเสนผานศนู ยกลาง) 1-10 ไมโครเมตร 10-100 ไมโครเมตร 2. นวิ เคลยี รบ อดี (Nuclear body) เรยี ก “นิวคลีออยด” เรียก “นิวเคลยี ส” 3. Nuclear membrane ไมม ี มี 4. โครโมโซม เปนวงกลมประกอบดวย DNA และโปรตีนที่คลา ย เปน แทงประกอบดวย DNA และโปรตีนฮีสโตน ฮีสโตน (histone) 5. จาํ นวนโครโมโซม 1 >1 6. ไรโบโซม 70 S (50 S และ 30 S) 80 S (60 S และ 40 S) 7. นิวคลีโอลัส ไมม ี มี 8. การสังเคราะหแ สง เกิดท่เี ยอ่ื หุม เซลล เกดิ ทค่ี ลอโรพลาสต

26 ความแตกตา งของโปรคารโิ อตและยูคารโิ อต All living tings ใครเปน โปรคารโิ อตและยูคารโิ อต ? โปรคารโิ อต ยคู าริโอต K. Monera K. Plantae K. Animalia K. Fungi #ใหน กั เรยี นยกอยา งคนละ 1 ชนิด K. Protista

27 อาณาจกั รของสง่ิ มชี วี ติ Kingdom Monera สาหรา ยสเี ขยี วแกมนํา้ เงิน (blue-green algae หรอื cyanobacteria) #ชื่อเปน สาหรายแตเปนส่งิ มีชิวิตกลมุ แบคทเี รยี

28 อาณาจกั รของสง่ิ มชี วี ติ Kingdom Protista เทาน้าํ หรอื สาหรา ยเทา

29 อาณาจกั รของสง่ิ มชี วี ติ Kingdom Fungi ยสี ต รา

30 อาณาจกั รของสง่ิ มชี วี ิต Kingdom Plantae

31 อาณาจกั รของสง่ิ มชี วี ิต Kingdom Animalia

32 สว นทห่ี อ หมุ เซลล ผนังเซลล (Cell wall) เปนโครงสรางหอหุมดานนอกของเย่ือหุมเซลล พบในพืช สาหราย แบคทเี รยี ฟง ไจ ไมพบในเซลลสตั ว  มีหนาทีท่ าํ ใหเ ซลลคงรูปและเพม่ิ ความแข็งแรงใหกบั เซลล  พลาสโมเดสมาตา (Plasmodesmata) เปนชอ งทางทเี่ ช่อื มตอระหวางเซลลทอ่ี ยูต ิดกนั

33 สวนทห่ี อ หมุ เซลล ผนงั เซลล (Cell wall) ยคู าริโอต โปรคารโิ อต K. Plantae = เซลลูโลส K. Monera = เปบทิโดไกลแคน K. Animalia = ไมมี K. Fungi = ไคตนิ K. Protista = เซลลูโลส

34 สวนทหี่ อ หมุ เซลล เซลลูโลส (cellulose) คือ เสนใย สะสมไวในพืช เซลลูโลสไมละลายนํ้าและรางกายของมนุษยไมสามารถยอยสลาย ได แตในกระเพาะของวัว ควาย มา และสัตวที่เทามีกีบ มีแบคทีเรียที่สามารถยอยสลาย เซลลูโลสใหเปน กลโู คสได

35 สวนทห่ี อ หมุ เซลล ไคตนิ (Chitin) คือ เปนโครงสรางผนังเซลลหลักของฟงไจ ในเปลือกหุมของสัตวประเภท อารโทพอด อาทิ กุง ปู แมลง จงอยปากของหอย และหมึก โครงสรางของสารไคทินคลาย กบั เซลลโู ลส ไคทินสามารถทาํ หนา ท่ีไดเ หมอื นโปรตีนเคราติน

36 สวนทหี่ อ หมุ เซลล เปบทโิ ดไกลแคน (peptidoglycan) คือ องคประกอบของผนังเซลลที่อยูดานนอกของเย่ือหุมเซลลช้ันนอกของแบคทีเรียมี ลกั ษณะคลา ยกบั ตาขาย ประกอบดว ยโพลีแซคคาไรด ***ยาปฏิชีวนะบางชนิด เชน เพนนิซิลลินรบกวนการสรางเปบทิโดไกลแคนในแบคทีเรียโดย ยับยงั้ การทํางานของเอนไซม เชน transpeptidase

37 สว นทห่ี อ หมุ เซลล เยือ่ หุมเซลล (Cell membrane) เย่อื หมุ เซลล เรยี กอีกชอื่ หนึง่ วา “Plasma membrane”

38 สวนทห่ี อ หมุ เซลล หนาที่เยือ่ หมุ เซลล (Function of Cell membrane)  เปน เยอื่ เลือกผา น (Semipermeable membrane)  มโี ครงสรา งแบบ Fluid mosaic model  ประกอบขึ้นจากฟอสโฟลิพดิ (Phospholipids) เรยี งตวั 2 ช้ัน  มีโปรตีนแทรกอยูท่ัวไป มีคารโบไฮเดรต และคลอเลสเตอรอล ประกอบอยู

39 สวนทหี่ อ หมุ เซลล หนาที่เยอ่ื หมุ เซลล  Hydrophilic head (ชอบนํ้า) จะหนั ออกทางดา นนอก  Hydrophobic tail (ไมช อบนา้ํ ) อยตู รงกลาง

40 สวนทห่ี อ หมุ เซลล หนา ท่ีเย่อื หมุ เซลล  ความคมุ การแลกเปลี่ยนและการเคล่อื นที่ของสาร  สารบางอยางเขา ออกไดทั้ง 2 ทาง บางอยา งไดทางเดยี ว

41 สว นทห่ี อ หมุ เซลล หนา ที่เยื่อหมุ เซลล (Function of Cell membrane)  เปนพนื้ ท่ีทํางานของปฏิกิริยาชวี เคมี  ประสารการติดตอ ส่อื สารระหวางเซลลอ่ืน ๆ  เปน เยื่ออาณาเขต และหอ หุม สว นทอ่ี ยูภายในเซลล  ทําใหเซลลค งรปู ได และเปน ตัวขนสง สาร (Transporter)  เก่ียวของกับการรับสงสัญญาณฮอรโมนหรือสารควบคุมการ เจริญเติบโต

42 โปรโทพลาสซมึ Protoplasm เปนสารก่ึงของเหลวอยูภายในของเซลลท้ังหมดซงึ่ ประกอบดวย Nucleus & Cytoplasm มีความหนดื โปรง แสง ไมมีสี ถกู หอหมุ ดว ยผนงั เซลล

43 นิวเคลียส Nucleus เปนโครงสรางท่ีเห็นไดชัด โดยท่ัวไปในเซลลยูคาริโอตมักมี 1 เซลล รูปรางกลมรี หรือยาว พบอยูกลางเซลล เปนศูนยควบคุมการทํางานของ เซลล ซงึ่ เก่ียวขอ งกับการถา ยทอดลกั ษณะทางพันธุกรรม มเี ยือ่ หุม 2 ชนั้

44 โครงสรา งของนวิ เคลียส  เย่ือหุม นวิ เคลยี ส (Nuclear membrane) มีเยื่อหุม 2 ชั้น มีชองเล็ก ๆ ทะลุเยื่อทั้ง 2 ชั้น ซ่ึงเปนทางผานของสาร ระหวา งนวิ เคลยี สและไซโทพลาซมึ

45 โครงสรา งของนวิ เคลียส  นิวคลีโอลสั (Nucleolus) ไมมีเย่ือหุม ประกอบดวยโปรตีนและกรดนิวคลีอิกชนิด RNA เปนสวน ใหญ และมี DNA ซ่ึงเก่ียวของกับการสังเคราะห RNA รวมกับโปรตีน ประกอบเปนไรโบโซม

46 โครงสรา งของนวิ เคลยี ส  โครมาทิน (chromatin) ประกอบดวยโปรตีน และ DAN ที่ขดพันกันไปมาในนิวเคลียส ทําหนาท่ีควบคุมการถายทอดลักษณะทางพันธกุ รรม

47 ไซโทพลาสซมึ Cytoplasm ไซโทซอล (Cytosol) คือ สวนที่เปนของเหลวใน ไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) ซ่ึงเปนสวนที่ไมมีชีวิต เชน นํ้า โปรตีน คารโ บไฮเดรต ไขมนั

48 ออรแกเนลล Organelle สวนที่มีชีวิตในไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) โดยจะมีหนาที่เฉพาะ อยางในเซลล จําแนกตามลักษณะการมีเยือ่ หุม ไดดงั น้ี

49 ออรแกเนลลก ลมุ ทไี่ มมเี ยอ่ื หมุ Non-membranous organelles ไรโบโซม (Ribosome) ทําหนาท่ีสังเคราะหโปรตีน ประกอบดวยหนวยยอย (Subunit) สองหนวย แตละหนวยยอ ยมชี นิดของ RNA ไรโบโซมกบั โปรตีนท่ตี า งกัน Large Subunit Small Subunit 70 S

50 ออรแกเนลลก ลมุ ทไ่ี มมเี ยอ่ื หมุ Non-membranous organelles ไรโบโซม (Ribosome) ไรโบโซมแบงไดเ ปน “ ไรโบโซมอิสระ ” และ “ ไรโบโซมทเ่ี กาะกับเยื่อหุม Endoplasmic reticulum ”