PDF Part 3 Cell structure and function

1 เซลล์ คือ “หน่วยพื้นฐานที่เล็กที่สุด ของสิ่งมีชีวิต” มาจากคาว่า cellulae หมายถงึ “ห้องวา่ ง”

Eukaryotic cell 1 Fungus Protist Animal Plant

2 เซลล์ (Cells) เปน็ หน่วยพื้นฐานทเ่ี ล็กทสี่ ุดของส่งิ มีชีวติ ทุกชนิด ตั้งแตพ่ ืช สัตว์ สาหรา่ ย รา รวมทัง้ จลุ ินทรียต์ ่าง ๆ ยกเวน้ ไวรัส

โรเบริ ์ต ฮกุ (Robert Hooke) 3 - บคุ คลแรกที่ศกึ ษาเรอื่ งเซลล์ ค-าว่านเกัซวลิทลย์ (าCศeาlสl)ตมราแ์ จลาะกนภกั าษาละติน คือคาปวร่าะด“เิษซฐลช์ ลาูลวีอัง(กCฤeษllulae)” ซึ่งมี ค-วามปหี 1ม6า6ย3วไ่าด้ใหช้อก้ งลวอ้ ่างงท/เี่ หข้าองเล็ก ๆ โดยเปขราะไดดษิ ้เปฐเ์ รอียงศบกึ เทษีายแบผก่นับไมเซ้คลอลร์ ไม้ คอร์กกบซึ่งามง ีๆขนาดเล็กและมีรูปร่างเป็น เห-ล่ียฮมุกคไลด้า้ตยงั้ หชอ้ อ่ื งสง่ิ ท่เี ขาเหน็ วา่ “เซลล์”

ทฤษฎีเซลล์ (cell theory) 4 แมททีอัส ชไลเดน และ ทโี อดอร์ ชวานน์ 2 นักวทิ ยาศาสตร์ รว่ มกนั กอ่ ตัง้ ทฤษฎีเซลล์ ซ่งึ มีใจความสาคัญดังน้ี 1. สง่ิ มชี ีวติ ทกุ ชนิดประกอบขน้ึ จากเซลล์ All living things consist of cells. 2. เซลลเ์ ปน็ พ้ืนฐานของโครงสรา้ งและหนา้ ที่ของสง่ิ มีชวี ิต Cell is life’s fundamental unit of structure and function. 3. เซลล์ทุกชนิดลว้ นกาเนดิ มาจากเซลลเ์ ดมิ ท่มี ีอยู่แลว้ All cells come from other cells.

เซลล์สว่ นใหญ่จะมีขนาดเล็กมาก ไมส่ ามารถมองเห็นไดด้ ้วย 5 ตาเปล่า ตอ้ งอาศัยกล้องจลุ ทรรศน์ในการมองเห็น

6 เ ป ็ น ก ล ้ อ ง จ ุ ล ท ร ร ศ น ์ ท ี ่ ใ ช้ภ แหล่งกาเนิดแสงเป็นแสงจากดวง อาทิตย์หรอื หลอดไฟฟ้าผ่านเลนส์รวม แสง ภาพทีไ่ ดจ้ ากกลอ้ ง : ภาพเสมอื นหวั กลับขนาดใหญก่ วา่ วัตถุ ภ วตั ถุจริง ภาพท่เี ห็นจากกลอ้ ง

ทราบหรือไม่วา่ คนเรามีเซลลท์ งั้ หมดก่เี ซลล์ ? 7 รา่ งกายของมนุษยแ์ ตล่ ะคนจะมีเซลล์อยูท่ ั้งหมดประมาณ 100 ลา้ นลา้ นเซลล์ ซึ่งจัดเปน็ สิ่งมีชวี ิตหลายเซลล์ (Multicellular) / แต่ส่ิงมชี ีวิตบางชนิดประกอบ ขึ้นจากเซลล์เพียง 1 เซลล์ เรยี กว่า สิ่งมชี ีวติ เซลล์เดยี ว (Unicellular)

8

9

10

11 เซลล์พชื (Plant cell) เซลลส์ ตั ว์ (Animal cell)

โครงสรา้ งของเซลล์ 12

13 เซลล์ของสิ่งมีชีวิตสามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ตามลักษณะ ความซับซ้อนของโครงสร้างภายในเซลล์ คือ เซลล์โพรคาริโอต ลักษณะทแี่ ตกตา่ งกันระหว่างเซลลโ์ พรคารโิ อตและเซลล์ยคู าริโอต EUKARYOTIC CELL PROKARYOTIC CELL

14

15

1. Cell membrane : เย่อื หมุ้ เซลล์ 16 เยอ่ื หมุ้ เซลล์ ประกอบด้วยฟอสโฟลพิ ดิ ซ่ึงเป็นสารจาพวกไขมนั เรยี งตัวกนั เปน็ 2 ชนั้ เรียกวา่ Phospholipid bilayer โดยหนั สว่ นทีไ่ มล่ ะลายน้าเข้าหากนั และหนั สว่ น ทล่ี ะลายนา้ ออกสสู่ ่งิ แวดลอ้ ม มีโปรตีนแทรกอยทู่ วั่ ไปท่ีสว่ นบนและ สว่ นกลาง รวมทั้งมี Cholesterol และสารพวกคาร์โบไฮเดรตเป็นองคป์ ระกอบ

 Phospholipid bilayer มคี ุณสมบัติเป็นเยือ่ เลอื กผ่าน ลาเลยี งสารโมเลกลุ เล็กและไม่มีข้วั 17  Protein มหี น้าทีใ่ นการลาเลียงไอออนต่าง ๆ เขา้ -ออกเซลล์  Cholesterol ทาใหเ้ ย่ือห้มุ เซลลม์ ลี ักษณะเปน็ ของไหล และคงตวั ไดใ้ นอุณหภมู ิสูงหรือต่า  Polysaccharide เป็นสารกลมุ่ คาร์โบไฮเดรต ใช้ในการส่ือสารระหว่างเซลล์ “ การแทรกของโปรตีนทาให้เกิดช่อง ทางผ่านเข้า-ออก นอกจากนี้ยังเป็น ตัวพา enzyme และสาร ต่าง ๆ โดย โมเลกุลของไขมันและโปรตีนยึดเกาะ กันด้วยแรงแวนเดอวาลส์ ”

18 หนา้ ท่ีของเยอ่ื หุ้มเซลล์  มีคณุ สมบตั ิเปน็ เยื่อเลือกผา่ น (Semipermeable membrane หรือ Selective permeable membrane) คัดเลอื กสารเข้า-ออกเซลล์  ทาหนา้ ทค่ี วบคุมปรมิ าณและชนิดของสารทจ่ี ะเข้าออกจากเซลล์  แสดงขอบเขตของเซลลแ์ ละห่อหมุ้ ส่วนประกอบในเซลล์

ผนังเซลล์อยู่ด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อ เพิ่มความแข็งแรงและป้องกันเซลล์ โดยมี ทางติดต่อกันระหว่างไซโทพลาสซึม เรียกว่า พลาสโมเดสมาตา (Plasmodesmata) ** ผนังเซลลข์ องเซลลพ์ ืชมีโครงสร้าง 19 สว่ นใหญ่เป็นเซลลโู ลส (Cellulose)

20 >> ลักษณะค่อนข้างกลม มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ภายในมีเส้นใยโครมาทิน (Chromatin) ซึ่ง เกิดจากการรวมตัวกันของโปรตีนและดีเอ็น เอ (DNA) ซงึ่ มีหน่วยพนั ธกุ รรมหรอื ยีน >> นิวเคลียสมีหน้าที่ควบคุมการถ่ายทอด ลักษณะพันธุกรรมและเป็นแหล่งควบคุม การสงั เคราะหโ์ ปรตนี

21

22 >> องคป์ ระกอบตา่ ง ๆ ท่อี ย่ภู ายในเซลล์โดยไมร่ วมสว่ นของนิวเคลยี ส 1. ไซโทซอล (Cytosol) คอื ส่วนที่มีลักษณะเปน็ ของเหลว ซง่ึ เป็นสารละลายต่าง ๆ ภายในเซลล์ 2. ออรแ์ กเนลล์ (Organelle) - แบบไมม่ ีเย่ือหมุ้ - แบบมเี ยอื่ หุม้ 1 ชัน้ - แบบมีเยอ่ื หมุ้ 2 ช้ัน

Ribosome : ไรโบโซม 23 รูปร่างเปน็ เมด็ กลมเล็ก ลอยอยู่ใน ไซโทพลาสซมึ บางสว่ นเกาะตดิ อย่กู ับเอนโดพลาสมิค เรตคิ ิวลมั ทาหนา้ ท่ีสังเคราะห์โปรตีน (Protein)

24 Centriole : เซนทรโิ อล เกดิ จากโปรตีนไมโครทูบลู มาเรยี งตวั กัน พบเฉพาะในเซลล์สตั ว์ มีบทบาท เกี่ยวกบั การเคลอ่ื นที่ของแฟลกเจลลัม ซิเลยี และการแบ่งเซลล์ เซนทริโอล เซนโทรโซม Centriole Centrosome

25 Endoplasmic Reticulum : เอนโดพลาสมิก เรติควิ ลัม มีลักษณะเป็นร่างแห ภายในเป็นท่อกลวงติดต่อถึงกันหมด เมมเบรนของ ER จะตดิ กบั เยือ่ หุ้มนวิ เคลียสและเยื่อหมุ้ เซลลด์ ว้ ย แบง่ ออกเปน็ 2 ชนดิ ไดแ้ ก่ 1. ผวิ เรียบ (SER) 2. ผวิ ขรขุ ระ (RER)

26 Smooth ER : เอนโดพลาสมกิ เรตคิ วิ ลมั ชนดิ เรียบ เป็น ER ที่มีผวิ เรียบ ไม่มไี รโบโซมเกาะ ทาหน้าท่สี งั เคราะหส์ ารพวกไขมนั กล่มุ สเตอรอยด์ ซ่งึ เป็นองค์ประกอบของฮอรโ์ มนเพศ

27 Rough ER : เอนโดพลาสมิกเรติคิวลมั ชนดิ ขรขุ ระ เป็น ER ท่มี ีไรโบโซมมาเกาะอยู่ท่ีผิว ทาหน้าท่ีสังเคราะห์โปรตีนเพือ่ สง่ ออกไปใช้ภายนอกเซลล์

28 Golgi complex : กอลจคิ อมเพลก็ ซ์ ทาหนา้ ทีเ่ สมอื นโรงงานทร่ี บั โปรตนี มาจาก RER เพอ่ื มาเตมิ นา้ ตาลกอ่ นทจี่ ะสง่ ออกนอกเซลล์ สร้างไลโซโซม (Lysosome) Lysosome : ไลโซโซม ทาหน้าที่ยอ่ ยสารอาหารต่าง ๆ ภายในเซลล์ ยอ่ ยสลายส่งิ แปลกปลอมทเี่ ขา้ มาภายในเซลล์ ไดอ้ กี ด้วย

Vacuole : แวคิวโอล 29 เป็นออแกเนลลท์ ี่มลี กั ษณะเป็นถุง มหี นา้ ท่หี ลากหลายตามชนดิ ของแวคิวโอล คอนแทรกไทล์แวคิวโอล (Contractile vacuole) ทาหนา้ ท่ีขจดั ของเสยี ท่เี ปน็ ของเหลวจาก เซลล์ โดยดูดของเหลวที่เปน็ ของเสยี มาสะสมไว้ เม่อื มปี รมิ าณสงู ข้นึ เรอื่ ยไปจนถงึ จุดหนึ่ง จะบบี ตัวขับของเหลวอยใู่ นแวคิวโอลออกไปภายนอก เซลล์ รวมถงึ ขบั นา้ ส่วนเกนิ ออกไปพร้อมกัน

30 Food vacuole : ฟู้ดแวคิวโอล พบในโพรโทซัว พวกอะมีบาและพวก ที่มีซิเลีย นอกจากนี้ยังพบในเซลล์เม็ดเลือด ขาว และฟาโกไซทิกเซลล์ (phagocytic cell) อนื่ ๆ ด้วย ฟู้ดแวคิวโอลเกิดจากการนาอาหาร เข้าสู่เซลล์ แบบฟาโกไซโทซิส โดยอาหารนี้ จะถกู ยอ่ ยดว้ ยน้ายอ่ ย จากไลโซโซมต่อไป

31 แซบแวคิวโอล (Sap vacuole) พบเฉพาะในเซลล์พืชเท่านั้น ภายในบรรจุของเหลว ซึ่งส่วนใหญ่เป็นน้าและ สารละลายอ่ืน ๆ ในพชื ทย่ี ังอ่อนอยู่ แซบแวควิ โอลจะมีขนาดเลก็ รูปร่างค่อนข้างกลม แต่ เมื่อพืชอายมุ ากข้ึน แวควิ โอลจะมขี นาดใหญเ่ กือบเต็มเซลล์ ทาให้ส่วนของนิวเคลียสและ ไซโทพลาสซมึ ถูกดันออกไปดา้ นข้างของเซลล์

Mitochondria : ไมโทคอนเดรยี 32 สรา้ งพลงั งานใหเ้ ซลล์ สรา้ งพลงั งานในรปู ATP เสมอื นโรงไฟฟา้ ของเซลล์ ใหแ้ กเ่ ซลลโ์ ดยการเผา เซลลก์ ลา้ มเนอ้ื หวั ใจมี ผลาญสารอาหาร ไมโทคอนเดรยี มากทส่ี ดุ เป็นแหล่งผลติ เอนไซมน์ บั พันชนดิ เพอ่ื ใชใ้ นการเผา ผลาญสารอาหารของเซลล์

33

โรค Leigh’s disease : ถา่ ยทอดผ่านดเี อน็ เอในไมโทคอนเดรยี (mtDNA) 34

Chloroplast : คลอโรพลาสต์ 35 พบในเซลล์พืช สาหรา่ ย และไซยาโนแบคทีเรีย มีคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) อย่ภู ายใน ทาหน้าทส่ี งั เคราะหน์ ้าตาลโดยใช้พลังงานจาก แสง เรียกวา่ กระบวนการสังเคราะหด์ ว้ ยแสง (Photosynthesis) ภายในประกอบด้วยส่วนที่เป็นของเหลว เรียกว่า สโตรมา (Stroma) ซึ่งบรรจุเอนไซม์ท่ี ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงไว้ และมีโครง สร้างทม่ี ีลักษณะเป็นเยื่อคล้ายเหรียญวางซ้อน กันอยู่ เรียกว่า ไทลาคอยด์ (Thylacoid) และ เรยี กเหรียญแต่ละอนั วา่ กรานา (Grana)

36

37

38 Sperm cell White blood cell Muscle cell Nerve cell, Neuron

39 Epidermal cell Guard cell Palisade / Spongy cells Pollen grain

เปรียบเทยี บโครงสรา้ งระหวา่ งเซลล์พชื และเซลล์สัตว์ 40 เซลลพ์ ชื (Plant cell) เซลล์สตั ว์ (Animal cell)  มีผนงั เซลล์ ให้ความแขง็ แรงกับเซลล์  ไม่มผี นังเซลล์ มแี คเ่ ย่อื หมุ้ เซลล์เท่าน้นั  รปู รา่ งแบบมีเหลย่ี ม  รูปร่างไม่แนน่ อน คล้ายทรงกลม  ไมม่ เี ซนทรโิ อล  มีเซนทริโอล ชว่ ยในการแบง่ เซลล์  มคี ลอโรพลาสต์ ช่วยในการ  ไม่มคี ลอโรพลาสต์ เพราะไมต่ อ้ งสร้าง สังเคราะห์อาหารจากแสง อาหารเองเหมือนพชื  ไมม่ ไี ลโซโซม  มีไลโซโซม ชว่ ยในการยอ่ ยสารต่าง ๆ

2 นักเรียนเคยสงสัยหรือไม่ ว่าเซลล์ในร่างกายของเรา ที่มีจานวนมากมายเหล่าน้ี มีกระบวนการท างาน ประสานกนั อย่างไร ?

41 เซลลม์ กี ารลาเลียงสารเข้าและออกเพ่ือรักษาสภาพภายใน เซลล์ให้สมดุล ทาใหส้ ามารถมชี วี ิตไดต้ ามปกติ

42 - การแพรแ่ บบธรรมดา (simple diffusion) - การแพรแ่ บบฟาซิลิเทต (facilitated diffusion) - ออสโมซิส (osmosis)



สมดลุ การแพร่ Dynamic equilibrium ความเข้มข้นของอนภุ าค ความเขม้ ข้นของอนภุ าค สูง ตา่ Membrane 43

44

45 มากความเข้มขน้ ของอนภุ าคนา้ นอ้ ยความเขม้ ขน้ ของอนภุ าคนา้ (สารละลายเขม้ ข้นนอ้ ย) (สารละลายเขม้ ขน้ มาก) Membrane