ชุดที่ 3 ใบความรู้คาร์โบไฮเดรต

1

1 (1) คำนำ ประมวลสาระ เรื่อง เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชวี ิต ชุดท่ี 3 คาร์โบไฮเดรต รายวิชาเพิม่ เติม ชีววิทยา 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จัดทำขึ้นตาม หลกั สูตรแกนกลางการศกึ ษาขั้นพ้ืนฐาน พทุ ธศกั ราช 2551 (ฉบับปรบั ปรุง พทุ ธศักราช 2560) เพ่อื ใช้ เป็นเอกสารประกอบการเรียนและศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมโดยผู้สอนได้รวบรวมขึ้นจากประสบการณ์ ในการจดั การเรียนรู้ ตำรา และแหล่งเรยี นรู้ท่เี กยี่ วกบั ชวี วิทยาและชีวเคมี เนื้อหาภายในเล่มประกอบดว้ ย เรื่องย่อยที่ 1 มอโนแซ็กคาไรด์ เรื่องยอ่ ยที่ 2 ไดแซ็กคาไรด์ เรื่องย่อยที่ 3 พอลิแซ็กคาไรด์ ประมวลสาระเล่มนี้มีองค์ประกอบ ได้แก่ คำนำ สารบัญ คำชี้แจง การใช้ประมวลสาระ แผนผังแนวคิด แผนการสอนประจำเรื่อง เนื้อหาและภาพประกอบ สรุป และ บรรณานกุ รม ขอขอบคุณ ศาสตราจารย์ ดร.กันทิมา สุวรรณพงศ์ ภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา รองศาสตราจารย์ ดร.ประสาท เนืองเฉลิม ภาควิชาหลักสูตรและการสอน คณะศึกษาศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั มหาสารคาม รองศาสตราจารย์ ดร.นวลจิตต์ เชาวกีรติพงศ์ สาขาวิชา ศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช นางนาถฤดี แซ่ตัน ครูเชี่ยวชาญ โรงเรียนสตรรี ะนอง และนางสาวอุไร คำศรี ครูเชี่ยวชาญ โรงเรียนสตรีปากพนัง ที่ให้ความอนุเคราะห์เป็นผู้เชี่ยวชาญ ตรวจสอบความถูกต้องของเนื้อหา หากประมวลสาระเล่มนี้ผิดพลาดประการใด ผู้สอนขอน้อมรับไว้ ปรบั ปรงุ ในโอกาสตอ่ ไป นางฐติ พิ ร เผือกพบิ ลู ย์ ครชู ำนาญการพิเศษ

2 (2) สารบัญ หนา้ คำนำ………………………………………………………………………………………………………………… (1) สารบญั ……………………………………………………………………………………………………………… (2) คำชี้แจงการใช้ประมวลสาระ…………………………………………….…………………………………. 1 แผนผงั แนวคดิ …………………………………………………………………………………………………… 3 แผนการสอนประจำเรื่อง……………………………………………………………………………..……… 4 เร่อื งที่ 1 มอโนแซ็กคาไรด์.................................................................................................... 7 เรือ่ งท่ี 2 ไดแซ็กคาไรด์......................................................................................................... 10 เรื่องท่ี 3 พอลแิ ซ็กคาไรด์...................................................................................................... 12 สรปุ ........................................................................................................................................ 15 บรรณานกุ รม................................................................................................................. 16

31 คำช้แี จงการใชป้ ระมวลสาระ 1. ประมวลสาระ เรื่อง เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต ชุดที่ 3 คาร์โบไฮเดรต รายวิชา เพิ่มเติม ชีววิทยา 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 เป็นสื่อในชุดการสอนแบบสืบเสาะให้คิดโดยใช้เทคนิค การตั้งคำถาม ประกอบดว้ ยเน้อื หา ไดแ้ ก่ เรอ่ื งที่ 1 มอโนแซ็กคาไรด์ เรอื่ งท่ี 2 ไดแซ็กคาไรด์ เรอ่ื งที่ 3 พอลแิ ซก็ คาไรด์ 2. การใช้ประมวลสาระ เรอ่ื ง เคมที เี่ ป็นพืน้ ฐานของสิ่งมีชวี ติ ชดุ ท่ี 3 คาร์โบไฮเดรต รายวิชา เพิ่มเติม ชีววิทยา 1 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 ให้นักเรียนศึกษาแผนผังแนวคิดและแผนการสอนประจำ เรื่อง ประกอบด้วย เนื้อหาประจำตอน แนวคิด ผลการเรียนรู้ จุดประสงค์การเรียนรู้ กิ จกรรม การเรียน สื่อการศึกษา และการประเมินผล จากนั้นให้นักเรียนศึกษาเนื้อหาทีละเรื่องและปฏิบัติ กิจกรรมทก่ี ำหนดไว้ในแบบฝกึ ปฏบิ ตั ิสืบเสาะให้คดิ โดยใชเ้ ทคนิคการตัง้ คำถาม

4

5 2 แผนผังแนวคดิ เรอ่ื งท่ี 3 คารโ์ บไฮเดรต มอโนแซ็กคาไรด์ แบง่ ตามหมู่ฟังกช์ ัน นาตาลอัลโดส ไดแซก็ คาไรด์ แบง่ ตามจานวน นาตาลคีโตส อะตอมของคาร์บอน นาตาลไตรโอส นาตาลเทโทรส นาตาลซูโครส นาตาลเพนโทส นาตาลมอลโทส นาตาลเฮกโซส นาตาลแลก็ โทส นาตาลเฮปโทส คาร์โบไฮเดรต พอลิแซก็ คาไรด์ ชนดิ สะสม แปง้ ชนิดโครงสร้าง ไกลโคเจน เซลลโู ลส ไคตนิ เปปติโดไกลแคน

6 แผนการสอนประจาเรอ่ื ง เรื่องที่ 3 คารโ์ บไฮเดรต เรอื่ งท่ี 1. มอโนแซ็กคาไรด์ 2. ไดแซก็ คาไรด์ 3. พอลิแซ็กคาไรด์ แนวคิด 1. มอโนแซ็กคาไรด์ เป็นนาตาลโมเลกุลเด่ยี วมีอะตอมคาร์บอนตงั แต่ 3-7 อะตอม มอโนแซ็กคาไรดท์ ่ีพบไดม้ ากในธรรมชาติ ไดแ้ ก่ กลูโคส ฟรกั โทส กาแล็กโทส ไรโบส และ ดิออกซไี รโบส 2. ไดแซก็ คาไรด์ ประกอบดว้ ยมอโนแซก็ คาไรด์ 2 โมเลกลุ เช่ือมต่อกนั ดว้ ยพนั ธะโคเวเลนต์ เรียกวา่ พนั ธะไกลโคซิดิก ไดแซก็ คาไรด์ท่พี บได้มากในธรรมชาติ ได้แก่ ซูโครส มอลโทส และแล็กโทส 3. พอลแิ ซ็กคาไรด์ เปน็ คารโ์ บไฮเดรตดมเลกลุ ใหญ่ เกดิ จากมอโนแซ็กคาไรดห์ ลายโมเลกลุ เชื่อมตอ่ กันเปน็ สายยาว พอลแิ ซก็ คาไรด์แตกต่างกันท่ชี นิด จานวน และรูปแบบ การเช่อื มตอ่ ของมอโนแซ็กคาไรด์ทเี่ ปน็ องค์ประกอบ บางชนิดเปน็ โซส่ ายตรง เชน่ อะไมโลส เซลลูโลส บางชนดิ มีก่งิ ก้านแยกออกไป เช่น อะไมโลเพกทิน ไกลโคเจน ผลการเรยี นรู้ สืบค้นข้อมูล อธิบายโครงสร้างของคาร์โบไฮเดรต ระบุกลมุ่ ของคาร์โบไฮเดรต รวมทัง ความสาคญั ของคารโ์ บไฮเดรตทมี่ ีต่อส่ิงมีชีวติ กิจกรรมการเรียน 1. ศึกษาแผนผงั แนวคิดและแผนการสอนประจาเร่อื ง 2. ทาแบบทดสอบก่อนเรยี น เรอ่ื งท่ี 3 3. ทากิจกรรมตามแบบฝึกปฏิบตั ิสบื เสาะใหค้ ิดโดยใชเ้ ทคนคิ การตงั คาถาม เรอ่ื งท่ี 3 4. ทาแบบทดสอบหลงั เรียน เรอ่ื งท่ี 3 5. ตรวจคาตอบแบบทดสอบกอ่ นเรยี นและหลังเรยี น เร่ืองท่ี 3

7 สอ่ื การศึกษา 1. แบบฝกึ ปฏิบัติสืบเสาะให้คดิ โดยใชเ้ ทคนิคการตงั คาถาม เรอื่ ง คารโ์ บไฮเดรต 2. ชดุ กิจกรรม เร่อื ง คารโ์ บไฮเดรต 3. Power Point เร่อื ง คาร์โบไฮเดรต การประเมิน 1. ประเมินความรูเ้ ดิมก่อนเรียนเร่ือง คารโ์ บไฮเดรต 2. ประเมินกจิ กรรมตามแบบฝึกปฏิบตั สิ ืบเสาะให้คิดโดยใช้เทคนิคการตงั คาถาม 3. ประเมินความก้าวหนา้ หลังเรยี นเร่ือง คารโ์ บไฮเดรต

8 คารโ์ บไฮเดรต คาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) เป็นสารอาหารหลักที่ให้พลังงานหลักของร่างกายเรา รับประทานคาร์โบไฮเดรตในรูปของแป้ง เช่น ข้าว เผือก ขนมปัง ก๋วยเตี๋ยว เป็นต้น โดยร่างกายจะย่อย คาร์โบไฮเดรตใหก้ ลายเป็นกลโู คสเพ่ือดูดซึมส่กู ระแสเลือด และนาไปใช้เป็นพลังงานสาหรับเซลล์ เนือเย่ือ รวมทังอวัยวะต่าง ๆ ส่วนนาตาลท่ีเหลือจากการใช้ทากิจกรรมต่าง ๆ จะถูกสะสมไว้ท่ีตับและกล้ามเนือ เพ่ือนาออกมาใช้ในยามจาเป็น (ศภุ ศษิ ฏ์ อรุณรุ่งสวสั ด์ิ, 2552) คาร์โบไฮเดรตประกอบด้วยธาตุคารบ์ อน ไฮโดรเจน และออกซิเจน โดยอัตราส่วนจานวนอะตอมของธาตุไฮโดรเจนต่อออกซิเจนเท่ากับ 2:1 ดังนัน จงึ อาจเขยี นสูตรโมเลกุลท่วั ไปของคารโ์ บไฮเดรตได้เป็น (CH2O)n โดย n มคี ่าตงั แต่ 3 ขนึ ไป คาร์โบไฮเดรต หมายถึง สารท่ีอิ่มตัวไปด้วยนา (carbohydrate = carbon + hydrate : อ่ิมไปด้วยนา) (วนิดา ฉัตรวิราคม, 2562) หรือเรียกได้อีกอย่างหนึ่งว่า “แซคคาร์ไรด์”(saccharide) มาจากคาวา่ sakcharon หมายถงึ นาตาล ซงึ่ คารโ์ บไฮเดรตแบง่ ตามขนาดของโมเลกลุ ได้ 3 กลมุ่ คือ 1) มอโนแซ็กคาไรด์ (monosaccharide) 2) ไดแซ็กคาไรด์ (disaccharide) 3) พอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) Mono = one Di = two Oligo = few Poly = many รปู ท่ี 2.1 คารโ์ บไฮเดรตท่ีพบได้ท่ัวไป -ความรู้เพ่ิมเติม- นาผึง (honey) เป็นนาหวานจากดอกไม้ ซ่ึงผึงนามาย่อย ซูโครสกลายเป็นกลูโคสและฟรักโทส นาผึงเป็นแหล่งพลังงาน สาหรับกิจกรรมการบิน กิจกรรมหาอาหาร และกิจกรรมอ่ืนๆ ในรังของผงึ นาผงึ มีสตี ่างกนั ตามชนดิ ของดอกไม้ (Gary, 1992)

9 1. มอโนแซ็กคาไรด์ เป็นนาตาลโมเลกุลเดี่ยว (simple sugar) ประกอบด้วย อะตอมคาร์บอนตังแต่ 3-7 อะตอม เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดโมเลกุลเล็กท่ีสุด มีรสหวาน ละลาย ได้ในนา โมเลกุลของมอโนแซ็กคาไรด์แบ่งได้ 2 วธิ ี (ศุภศษิ ฏ์ อรุณรุ่งสวัสด์ิ, 2552) ได้แก่ แบ่งตามหมู่ ฟังก์ชัน (function group) และแบ่งตามจานวนอะตอมของธาตุคาร์บอน (carbon atom) ดัง รายละเอยี ดต่อไปนี 1.1.1 แบง่ ตามหม่ฟู ังกช์ นั (function group) 1) นาตาลอัลโดส (aldose) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ท่ีมีหมู่คาร์บอนิลกลุ่มอัลดีไฮด์ (-HC=O) อยู่ในโมเลกุล เช่น นาตาลกลีเซอรอลดีไฮด์ (glyceraldehyde) ไรโบส (ribose) กลูโคส (glucose) และกาแล็กโทส (galactose) เปน็ ตน้ 2) นาตาลคีโตส (ketose) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ที่มีหมู่คาร์บอนิลกลุ่มคีโตน (-C=O) อยใู่ นโมเลกุล เช่น นาตาลไดไฮดรอกซีอะซโี ตน (dihydroxyacetone) ไรบูโรส (ribose) และ ฟรกั โทส (fructose) กลุ่มอลั ดีไฮด์ กลมุ่ คีโตน “-ose” เปน็ คาลงทา้ ย บ่งบอกว่าเป็นนาตาล (ก) กลโู คส (ข) ฟรกั โทส รปู ที่ 3.2 นาตาลอลั โดส (ข) กลูโคส นาตาลคีโตส (ข) ฟรกั โทส ท่ีมา : Campbell & Reece, 2005

10 1.1.2 แบง่ ตามจานวนอะตอมของธาตุคาร์บอน (carbon atom) 1) นาตาลไตรโอส (triose ; C3H6O3) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ท่ีมีคาร์บอน 3 อะตอม เช่น นาตาลกลีเซอรอลดีไฮด์ (glyceraldehyde) จะพบในกระบวนการสลายกลูโคสเพ่ือให้ ได้พลังงาน 2) นาตาลเทโทรส (tetrose ; C4H8O4) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ที่มีคาร์บอน 4 อะตอม เช่น นาตาลอิริโทรส (erythrose) เป็นนาตาลท่ีพบในวัฏจักรคัลวินของกระบวนการ สงั เคราะห์ด้วยแสง 3) นาตาลเพนโทส (pentose ; C5H10O5) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ท่ีมีคาร์บอน 5 อะตอม เช่น นาตาลไรโบส (ribose) พบเป็นองค์ประกอบของสารพันธุกรรมชนิด RNA (Ribonucleic acid) นาตาลดิออกซีไรโบส (deoxyribose) พบเป็นองค์ประกอบของสารพันธุกรรมชนิด DNA (deoxyribonucleic acid) 4) นาตาลเฮกโซส (hexose ; C6H126) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ท่ีมีคาร์บอน 6 อะตอม เช่น นาตาลกลูโคส (glucose) เป็นแหล่งพลังงานที่สาคัญของส่ิงมีชีวิตทุกชนิด นาตาล ฟรักโทส (fructose) เป็นนาตาลที่หวานที่สุด พบมาในผลไม้และนาผึง และยังเป็นนาตาลเพียงชนิด เดียวท่ีพบในนาอสุจิของคน นาตาลกาแล็กโทส (galactose) เป็นนาตาลท่ีเป็นส่วนประกอบของวุ้น (agar) และนม และสามารถพบในยางไม้ 5) นาตาลเฮปโทส (heptose ; C7H14O7) หมายถึง มอโนแซ็กคาไรด์ที่มีคาร์บอน 7 อะตอม เช่น นาตาลซีโดเฮปทูโลส (sedoheptulose) เป็นนาตาลที่พบในวัฏจักรคัลวินของ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (ก) ไรโบส ดิออกซีไรโบส (ข) กลโู คส ฟรักโทส กาแล็กโทส รูปที่ 3.3 มอโนแซ็กคาไรด์ท่ีพบมาในธรรมชาติ (ก) นาตาลเพนโทส (ข) นาตาลเฮกโซส ท่ีมา : https://www.creative-biolabs.com

11 -ความร้เู พ่มิ เติม- ชนิดของ “กลูโคส” ในธรรมชาติมอโนแซ็กคาไรด์จะอยู่เป็นวง เพราะเป็นโครงสร้างที่เสถียรกว่า โครงสร้างที่เป็นโซ่เปิด โดยวงจะเกิดขึนระหว่างหมู่คาร์บอนิลกลุ่มคีโตน (-C=O) กับหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) และอะตอมของไฮโดรเจนท่ีเช่ือมต่อกับคาร์บอนตาแหน่งที่ 1 ของกลูโคสมีการจัดเรียงใน ระนาบ 3 มติ ิ ทแี่ ตกตา่ งกนั (วนดิ า ฉัตรวริ าคม, 2562) ดงั นี หมู่ไฮดรอซลิ α กลูโคส β กลูโคส หมู่ไฮดรอซิล อยู่ดา้ นล่างของระนาบ อยู่ดา้ นบน ของระนาบ ทมี่ า : Campbell & Reece, 2005 -ความรเู้ พ่มิ เติม- การนับตาแหนง่ ของคารบ์ อน มอโนแซก็ คาไรดส์ ่วนใหญจ่ ะมีโครงสร้างอยู่ในรปู วงแหวน การนับตาแหนง่ ของคารบ์ อน ในสูตรโครงสร้างโมเลกุลของนาตาลเฮกโซส ให้เริ่มนับจากปลายด้านที่ใกล้กับหมู่คาร์บอนิล เปน็ หลกั ทม่ี า : Urry et al., 2017

12 1.2 ไดแซ็กคาไรด์ : ประกอบด้วยมอโนแซ็กคาไรด์ 2 โมเลกุลเช่ือมต่อกันด้วยพันธะ โคเวเลนต์ เรียกว่าพันธะไกลโคซิดิก (glycosidic bond) พันธะไกลโคซิดิกเกิดจากคาร์บอนตาแหน่ง ท่ี 1 ของนาตาลโมเลกุลเดยี่ วทาปฏิกริ ิยากับคาร์บอนตาแหน่งที่ 4 ของนาตาลตวั ถัดไป โดยสูญเสียนา ออกไป 1 โมเลกลุ ดงั แสดงในภาพท่ี 2.4 รูปท่ี 3.4 การเชอื่ มตอ่ โมเลกุลของนาตาลด้วยพนั ธะไกลโคซดิ ิก ทม่ี า : Campbell & Reece, 2005 ไดแซ็กคาไรด์ นาตาลท่ีมีความสาคัญทางโภชนาการเพราะเป็นนาตาลส่วนใหญ่ท่ีเราบริโภค ไดแซ็กคาไรด์ ท่พี บมาก (ศุภศิษฏ์ อรุณรงุ่ สวสั ดิ,์ 2552) ดงั นี 1.2.1 ซโู ครส (sucrose) ซูโครส (sucrose) หรือท่ีเรียกกันทั่วไปว่านาตาลทราย (table sugar) โมเลกุล ของซูโครส (C12H22O11) ประกอบด้วยกลูโคสและฟรักโทสเช่ือมต่อดว้ ยพนั ธะไกลโคซิดิก แบบ α – 1,2 (คาร์บอนตาแหน่งที่ 1 ของกลูโคสเช่ือมต่อกับคาร์บอนตาแหน่งท่ี 2 ของฟรักโทส) ดังรูป 2.5 ซูโครส เป็นนาตาลทพ่ี บไดท้ ่วั ไปในผลไม้ และพืชตา่ งๆ เช่น นาตาลที่ได้จากออ้ ย มะพรา้ ว ตาลโตนด ฯลฯ กลโู คส พนั ธะไกลโคซดิ ิก ฟรักโทส แบบ α – 1,2 รูปท่ี 3.5 โครงสร้างของซโู ครส ท่ีมา: McDonald et al., 2011

13 1.2.2 มอลโทส (maltose) มอลโทส (maltose) ประกอบด้วยกลูโคส 2 โมเลกุลเชื่อมต่อด้วยพันธะไกลโคซิดิก แบบ α – 1,4 (คาร์บอนตาแหน่งท่ี 1 ของกลูโคสเช่ือมต่อกับคาร์บอนตาแหน่งท่ี 4 ของกลูโคสอีก โมเลกลุ ) ดงั รูป 2.6 มอลโทสเป็นนาตาลทีพ่ บไดใ้ นผลิตภณั ฑท์ เี่ รียกว่า มอลต์ (malt) ซึง่ เปน็ ผลติ ภณั ฑ์ ท่ีได้ จา กกา รน าเม ล็ด ธัญพื ช ม าเพ าะ ให้ง อก ซ่ึงใ นข ณะท่ี งอ กจะ มีก ารส ร้า งเอ นไ ซม์ เชน่ อะไมเลสมาย่อยแป้งใหม้ ีโมเลกลุ เลก็ ลงเป็นมอลโทสและกลูโคส ฯลฯ กลูโคส พันธะไกลโคซดิ ิก กลูโคส แบบ α – 1,4 รูปที่ 2.6 โครงสรา้ งของมอลโทส ที่มา : McDonald et al., 2011 1.2.3 แลก็ โทส (lactose) แล็กโทส (lactose) ประกอบด้วย กาแล็กโทสและกลูโคสเช่ือมต่อด้วยพันธะ ไกลโคซิดิกแบบ β – 1,4 (คาร์บอนตาแหน่งที่ 1 ของกาแล็กโทสเช่ือมต่อกับคาร์บอนตาแหน่งที่ 4 ของกลูโคส) ดังรูป 2.7 แลคโทสเป็นนาตาลท่ีพบในนานมของสัตว์เลียงลูกด้วยนานม เรียกได้อีกช่ือ หนงึ่ วา่ นาตาลนม (milk sugar) พันธะไกลโคซดิ กิ แบบ β – 1,4 รูปท่ี 2.7 โครงสรา้ งของมอลโทส ทีม่ า: McDonald et al., 2011

14 1.3 พอลแิ ซก็ คาไรด์ พอลิแซ็กคาไรด์ เป็นสายโซ่ยาวหรือพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอโนแซ็กคาไรด์ 15 โมเลกุลขึนไป เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก มสี ูตร (C6H10O5)n เป็นสารประกอบโมเลกุลใหญ่ นาหนกั โมเลกลุ สูง ไม่มีรสหวาน ไม่ละลายนา พอลิแซ็กคาไรด์แตกต่างกันท่ีชนิด จานวน และรูปแบบการเช่ือมต่อของ มอโนแซ็กคาไรด์ที่เป็นองค์ประกอบ บางชนิดเป็นโซ่สายตรง เช่น อะไมโลส เซลลูโลส ฯลฯ บางชนิด มีก่ิงก้านแยกออกไป เช่น อะไมโลเพกทิน ไกลโคเจน ฯลฯ ซึ่งอาจแบ่งประเภทของพอลิแซ็กคาไรด์ ตามหน้าท่ีได้เป็น 2 ประเภท (ศุภศิษฏ์ อรุณรุ่งสวัสดิ์, 2552) ได้แก่ พอลิแซ็กคาไรด์ชนิดสะสม (storage polysaccharides) และพอลิแซ็กคาไรด์ชนิดโครงสร้าง (structural polysaccharides) ดังรายละเอียดต่อไปนี 1.3.1 พอลแิ ซ็กคาไรดช์ นดิ สะสม (storage polysaccharides) 1) แป้ง (starch) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่สาคัญของธรรมชาติ เนื่องจากเป็นอาหาร ท่ีสะสมในพืช โดยท่ัวไปแป้งจะถูกเก็บในอะไมโลพลาสต์ (amyloplast) แป้งประกอบขึนจาก หน่วยย่อย คือ α-glucose โดยแป้งมักจะประกอบขึนมาจากพอลิเมอร์ของกลูโคส 2 แบบ คือ อะไมโลส (amylose) ประกอบด้วยกลูโคสท่ีต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกแบบ α – 1,4 (คาร์บอน ตาแหน่งท่ี 1 ของกลูโคสช่ือมต่อกับคาร์บอนตาแหน่งที่ 4 ของกลโู คสโมเลกุลถัดไป) ซ่ึงเป็นโครงสร้าง สายยาว ไม่มีกิ่งก้านสาขา และอะไมโลเพกติน (amylopectin) ประกอบด้วยกลูโคสท่ีต่อกันด้วย พันธะไกลโคซิดิกแบบ α – 1,4 ซ่ึงเป็นโครงสร้างสายยาวเหมือนกับอะไมโลส และส่วนท่ีแตก กิ่งก้านสาขา ซ่ึงตรงท่ีแยกออกไปนันเช่ือกันด้วยพันธะ พันธะไกลโคซิดิกแบบ α – 1,6 (คาร์บอน ตาแหน่งที่ 1 ของกลโู คสโมเลกลุ แรกเชือ่ มต่อกบั คาร์บอนตาแหนง่ ท่ี 6 ของกลูโคสท่อี ยู่บนสายยาว) 2) ไกลโคเจน (glycogen) หรือที่เรียกกันว่า แป้งสัตว์ (animal starch) เป็นสาร ชีวโมเลกุลที่สะสมอยู่ในสัตว์ โดยมักสะสมอยู่ภายในเซลล์ตับในรูปแกรนูล (granule) สาหรับ เป็นแหล่งสะสมกลโู คส โครงสร้างของไกลโคเจนจะคล้ายกับโครงสร้างของอะไมโลเพกติน คอื เกดิ ขึน จาก α-glucose และมีก่ิงก้านสาขา แต่จะมีในการเกิดกิ่งก้านสาขาสูงกว่าอะไมโลเพกติน กล่าวคือ อะไมโลเพกตินมีการแตกก่ิงทุก 24-30 หน่วยของกลโู คส ส่วนไกลโคเจนมีการแตกก่งิ ทุก 8-12 หน่วย ของกลโู คส คลอโรพลาสต์ แป้ง ไมโทคอนเดรีย ไกลโคเจน ภาพที่ 3.8 พอลิแซ็กคาไรด์ (ก) แป้ง (ข) ไกลโคเจน (ข) ทีม่ า : Campbell & Reece, 2005 (ก)

15 1.3.2 พอลิแซ็กคาไรดช์ นิดโครงสร้าง (structural polysaccharides) 1) เซลลูโลส (cellulose) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ท่ีพบมากท่ีสุดในโลกไม่ละลายนา (insoluble polysaccharide) พบเป็นองค์ประกอบหลักของผนังเซลล์พืช (cell wall) มีโครงสร้าง เป็นเส้นตรง มีหน่วยย่อยเป็น β-glucose ต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะไกลโคซิดิกแบบ β-1,4 เปน็ สายยาวไม่มกี ่งิ กา้ นสาขา ผนังเซลล์ ไมโครไฟบรลิ ภาพท่ี 3.9 เซลลูโลส ทีม่ า : Campbell & Reece, 2005 เซลลพ์ ชื เซลลูโลส 2) ไคติน (chitin) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ท่เี ป็นองค์ประกอบของโครงสร้างแข็งภายนอก ร่างกาย (exoskeleton) ของสัตว์จาพวกกุ้ง ปู และแมลง ประกอบด้วยสายโพลิเมอร์ของนาตาล N-acetylglucosamine ทม่ี ีพันธะไกลโคซิดิกแบบ β-1,4 เป็นสายยาวไม่มกี งิ่ ก้านสาขา 3) เปปตโิ ดไกลแคน (peptidoglycan) เป็นพอลแิ ซ็กคาไรด์ที่เป็นองค์ประกอบสาคัญ ของผนังเซลลแ์ บคทีเรยี ประกอบด้วยสายพอลิแซก็ คาไรด์เรียงขนานกนั เช่ือมตอ่ กนั ดว้ ยสายเปปไทด์ 4) เพกติน (pectin) เป็นพอลแิ ซ็กคาไรด์พบในผลไม้มลี ักษณะคลา้ ยวุ้น ประกอบด้วย โมเลกุลของกาแลคโตสหลาย ๆ โมเลกุลมารวมกัน พบในผนังเซลล์พืช เปลือกผลไม้ต่าง ๆ เช่น ส้ม มะนาว และยังพบในสว่ นของรากและใบทเ่ี ป็นสีเขียวของพชื ดว้ ย 5) เฮปาริน (heparin) เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่พบในปอด ตับ ม้าม ผนังเส้นเลือด เปน็ สารท่ีชว่ ยทาให้เลือดไม่แขง็ ตวั

16 ความรเู้ พิม่ เติม การทดสอบคาร์โบไฮเดรต 1. การทดสอบกับสารละลายเบเนดิกต์ (Benedict’s solution) ใช้กับมอโนแซ็กคาไรด์ จะให้ผลเป็นบวก โดยเม่ือนามอโนแซ็กคาไรด์มาต้มกับสารละลายเบเนดิกต์จะเกดิ คอปเปอร์ออกไซด์ (Cu2O) ท่ีมีลักษณะเป็นตะกอนสีแดงอิฐ สมบัตินีเกิดจากมอโนแซ็กคาไรด์แต่ละชนิดมีหมู่แอลดีไฮด์ หรือคีโตนซึ่งให้อิเล็กตอนได้ ในกรณีนมี อโนแซ็กคาไรด์เป็นตัวรีดิวซ์เนื่องจากเป็นตัวให้อิเล็กตรอนกับ คอปเปอร์ (II) ไอออน (Cu2+) ซึ่งเป็นตัวออกซิไดส์เน่ืองจากเป็นตัวรับอิเล็กตรอนในสารละลายเบเน ดิกต์ สาหรับซูโครสซ่ึงเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่พบมากในธรรมชาตจิ ะไม่ใหผ้ ลบวกกับสารละลายเบเนดิกต์ ถ้าต้องการให้เกิดผลบวกกับสารละลายเบเนดิกต์ต้องเติมกรดลงไปก่อนจึงสามารถทาให้เกิดปฏิกิริยาได้ (สนุ ันทา ภิญญาวัธน์, 2559) 2. การทดสอบกับสารละลายไอโอดีน ใช้กับการทดสอบกับพอลิแซ็กคาไรด์ เช่น อะไมโลส เม่ือนาไปทดสอบกับสารละลายไอโอดีนจะได้สารละลายสีนาเงินดา อะไมโลเพกติน เม่ือนาไปทดสอบกับ สารละลายไอโอดีนจะได้สารละลายสีม่วงแกมนาเงนิ ไกลโคเจน เมื่อนาไปทดสอบกับสารละลายไอโอดีน จะได้สารละลายสีแดง ฯลฯ (สนุ นั ทา ภญิ ญาวัธน์, 2559)

17 สรปุ บทเรยี นเรือ่ งคาร์โบไฮเดรต คารโ์ บไฮเดรต หน่วยย่อย (monomer) คอื มอโนแซ็กคาไรด์ พอลเิ มอร์ (polymer) คอื พอลิแซ็กคาไรด์ พนั ธะ (bond) คอื พนั ธะไกลโคซิดิก คาร์โบไฮเดรตเป็นสารอาหารหลักท่ีให้พลังงานกับสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วย คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน พบท่ัวไป เช่น นาตาล แป้ง เซลลูโลส และไกลโคเจน คาร์โบไฮเดรต แบ่งตามขนาดโมเลกุลได้เป็น มอโนแซ็กคาไรด์ ไดแซ็กคาไรด์ และพอลิแซ็กคาไรด์ กล่าวคือ มอโนแซ็กคาไรด์ เปน็ นาตาลโมเลกุลเด่ียวมอี ะตอมคาร์บอนตงั แต่ 3-7 อะตอม มอโนแซ็กคาไรดท์ ่ีพบ ได้มากในธรรมชาติ ได้แก่ กลูโคส ฟรักโทส กาแล็กโทส ไรโบสและดิออกซีไรโบส ไดแซ็กคาไรด์ ประกอบด้วยมอโนแซ็กคาไรด์ 2 โมเลกุลเช่ือมต่อกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ เรียกว่าพันธะไกลโคซิดิก ไดแซ็กคาไรด์ท่ีพบได้มากในธรรมชาติ ได้แก่ ซูโครส มอลโทส และแล็กโทส พอลิแซ็กคาไรด์ เป็นคาร์โบไฮเดรตดมเลกุลใหญ่ เกิดจากมอโนแซ็กคาไรด์หลายโมเลกุลเชื่อมต่อกันเป็นสายยาว พอลิแซ็กคาไรด์แตกต่างกันท่ีชนิด จานวน และรูปแบบการเชื่อมต่อของมอโนแซ็กคาไรด์ที่เป็น องค์ประกอบ บางชนิดเป็นโซ่สายตรง เช่น อะไมโลส เซลลูโลส ฯลฯ บางชนิดมีก่ิงก้านแยกออกไป เช่น อะไมโลเพกทิน ไกลโคเจน ฯลฯ

18 บรรณานุกรม เชาวน์ ชิโนรักษแ์ ละพรรณี ชิโนรกั ษ์. (2565). ชีววทิ ยา 1. กรุงเทพมหานคร: โสภณการพิมพ์. นวลฉวี เวชประสิทธิ.์ (2563). ชีววิทยาของเซลลแ์ ละโมเลกลุ (พมิ พค์ รังท่ี 2). กรุงเทพมหานคร : สานกั พิมพ์มหาวิทยาลยั รามคาแหง ศภุ ณัฐ ไพโรหกุล. (2559). ชีววิทยา Biology (พิมพค์ รังที่ 34). กรุงเทพมหานคร: บริษทั แอคทีฟ พรินท์ จากดั . มูฮาหมัด นิยมเดชา. (2564). สารชีวโมเลกุลในเคมอี นิ ทรยี ์ (พิมพ์ครงั ท่ี 2). นครปฐม: โรงพิมพ์ มหาวทิ ยาลยั ศิลปากร. ศภุ ศษิ ฏ์ อรุณร่งุ สวัสด.์ิ (2552). ชวี เคมพี ืนฐาน. กรุงเทพมหานคร: สานกั พิมพ์ทอ้ ป จากัด. สพุ จน์ ใช้เทยี มวงศ์, ยพุ า วรยศและวราภรณ์ กจิ วริ ิยะ. (2563). หลกั ชีววทิ ยา Principles of Biology (พิมพ์ครังที่ 18). กรงุ เทพมหานคร: สานักพิมพม์ หาวิทยาลัยรามคาแหง. สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี. (2563). หนงั สอื เรียนรายวชิ าเพม่ิ เติม วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เลม่ ท่ี 1 ชนั มัธยมศกึ ษาปีที่ 4 ตามผลการเรยี นรู้กลุ่มสาระ การเรยี นรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฉบับปรับปรงุ พ.ศ. 2560) ตามหลกั สูตร แกนกลางการศึกษาขนั พนื ฐาน พุทธศกั ราช 2551. กรงุ เทพมหานคร: โรงพิมพ์ สกสค. ลาดพรา้ ว. Campbell, N.A. and Reece, J.B. (2005). Biology. Benjamin Cummings, San Francisco. Gary, N. E. (1992). Activities and behavior of honeybee. The Hive and the Honeybee. Hamilton, Illinois: Dadant & Sons, 269-371. Wilkinson. (2011). Animal Nutrition (7th ed). Pearson, Harlow, England. Nafikov, R.A. and D. C. Beitz. 2007. Carbohydrate and Lipid Metabolism in Farm Animals.