ชีววิทยา 3

2การสลายสารอาหารระดบั เซลล ATP คอื อะไร การสลายสารอาหารแบบ การสลายสารอาหารแบบ ใบงาน ใช้ออกซเิ จน ไมใชอ้ อกซเิ จน ผลการเรียนรทู คี่ าดหวงั 1. อธิบาย เปรียบเทียบ และสรุปขั้นตอนการหายใจระดับเซลลในภาวะที่มีออกซิเจนเพียงพอ และภาวะที่มี ออกซิเจนไมเ พยี งพอ รายการหนังสืออางองิ

-50- เอกสารประกอบการเรียนรายวชิ า ว32241 ชีววิทยา 3 ช้นั มัธยมศกึ ษาปท ่ี 5 ตรวจสอบความรูเดมิ ก่อนเรยี น 1. จากรปู แสดงออรแกเนลลท่เี กิดกระบวนการหายใจของเซลลในระหวาง การถายทอดอิเล็กตรอน มกี ารปม โปรตอน เขา้ ไปไวท ต่ี ำแหนง หมายเลขใด และ ATPase พบทต่ี ำแหนงหมายเลขใด 1. หมายเลข 1 และ 2 2. หมายเลข 2 และ 4 3. หมายเลข 3 และ 1 4. หมายเลข 4 และ 2 2. fructose-1,6-bisphosphate ถา ถกู ใช้ในการหายใจแบบไมใช้ O2 (A) และแบบใช้ O2 ภายในเซลลก ลา มเนอ้ื ลาย (B) จะไดพ ลังงานในรูป ATP อยา งละก่โี มเลกุล 1. A (ATP) = 2 โมเลกลุ , B (ATP) = 36 โมเลกุล 2. A (ATP) = 2 โมเลกุล, B (ATP) = 38 โมเลกุล 3. A (ATP) = 4 โมเลกลุ , B (ATP) = 36 โมเลกุล 4. A (ATP) = 4 โมเลกุล, B (ATP) = 38 โมเลกุล 3. ขนั้ ตอนการสงถายพลังงานของการสลายกลูโคสเพอ่ื ใหไ ดพ ลังงานแบบใชอ้ อกซเิ จน เปน ดงั ขอ้ ใด (ETC หมายถงึ electron transport chain) 1. glucose → NADH → pyruvate → ATP 2. glucose → ATP → NADH → ETC 3. glucose → NADH → ETC → ATP 4. glucose → oxygen → NADH → ATP 4. ถา สาร fructose-1,6-bisphosphate 1 โมเลกลุ เข้าสูการหายใจแบบไมใช้ O2 (anaerobic respiration, และ แบบใช้ O2 (aerobic respiration) ในเซลลก ลา มเนอ้ื ลาย (skeletal muscle) จะไดพลังงานก่ี ATP 1. แบบไมใ ช้ O2 = 2 ATP, แบบใช้ O2 = 36 ATP 2. แบบไมใช้ O2 = 2 ATP, แบบใช้ O2 = 38 ATP 3. แบบไมใช้ O2 = 4 ATP, แบบใช้ O2 = 36 ATP 4. แบบไมใช้ O2 = 4 ATP, แบบใช้ O2 = 38 ATP 5. ข้อใดถกู ตอ งเกีย่ วกับระบบการถา ยทอดอิเลก็ ตรอน (electron transport) ก. เก่ียวกบั ปฏกิ ริ ิยารดี อกซ์ (redox) ข. พบในเมทรกิ ซข์ องไมโทคอนเดรยี และสโตรมาของคลอโรพลาสต ค. ผลติ ATP และ NADPH ง. เกดิ oxidative phosphorylation เปน ปฏกิ ริ ิยาควบคู่ (coupling reaction) 1. ข้อ ก และ ง 2. ขอ้ ก และ ข 3. ขอ้ ก และ ค 4. ข้อ ก, ข และ ค กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่อื ง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -51- 6. ขอ้ ใดเกี่ยวข้องกับวิถไี กลโคลซิ สิ เมอื่ เริ่มตน จากกลโู คส ก. ใช้ ATP ข. ไมใ ช้ O2 ค. ผลิต CO2 และ ATP ง. เกิดในเมทรกิ ซ์ของไมโทคอนเดรีย 1. ข้อ ก และ ค 2. ข้อ ก และ ข 3. ข้อ ค และ ง 4. ขอ้ ข และ ง 7. จากตารางข้อใดแสดงจำนวน โมเลกลุ CO2 ท่เี กิดจากการ สลายกลโู คส 1 โมเลกลุ ไดถูกตอง ไกลโคลิซสิ การสรางแอซิทิลโคเอนไซมเ อ วฏั จักรเครบส 1. 1CO2 1CO2 4CO2 2. 2CO2 2CO2 2CO2 3. - 1CO2 5CO2 4. - 2CO2 4CO2 8. จากกราฟแสดงความเขม้ ขน้ ของ กรดแลกติกในเลือดดังภาพ ขอ้ ใดกลาวไดถูกตอ ง 1. ระยะ P และ R เปนระยะท่ีมกี ารสลายอาหารแบบใช้ออกซิเจน 2. ระยะ P เปนระยะท่ีมกี ารสลายอาหารแบบไมใช้ออกซเิ จนและไดแ กส๊ CO2 3. ระยะ Q เปน ระยะท่มี กี ารสลายอาหารแบบไมใ ช้ออกซเิ จนและไดแ กส๊ CO2 4. ระยะ R เปนระยะที่มกี ารสลายอาหารแบบไมใ ช้ออกซิเจนแตไ มเกดิ แก๊ส CO2 9. ข้อใดเปน การใหพ ลงั งานโดยตรงสำหรับการสราง ATP สว นใหญในเซลลสัตว 1. การแตกกลูโคสออกเปน 2 โมเลกลุ ของกรดไพรวู กิ 2. การเคลื่อนยา ยอนมุ ลู ไฮโดรเจนผา นเมมเบรนชนดิ หน่ึง 3. การเคล่ือนยา ยอเิ ล็กตรอนไปตาม electron transport chain 4. การนำกลุมฟอสเฟตออกจากผลติ ผลทไี่ ดมาจากการสลายกลูโคสใหก บั ADP 10. สารในข้อใดทถ่ี ูกใช้ในกระบวนการไกลโคลซิ สิ (glycolysis) 1. กรดอะมิโน และกลเี ซอรอล 2. กรดไขมัน และกลีเซอรอล 3. ไทรกลีเซอไรด และกรดไขมนั 4. กรดอะมโิ น กรดไขมนั และกลีเซอรอล กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-52- เอกสารประกอบการเรียนรายวชิ า ว32241 ชีววทิ ยา 3 ชั้นมธั ยมศกึ ษาปท่ี 5 บทที่ 2 การสลายสารอาหารระดบั เซลล (CELLULAR RESPIRATION) สิ่งมีชีวิตจำเปนตองใช้พลังงานจากสารอาหารในการทำกิจกรรมตาง ๆ เช่น การเคลื่อนไหว การ ตอบสนองตอสิ่งแวดลอม และการควบคุมระบบการทำงานตาง ๆ ของรางกาย แมแตในระดับเซลลก็มีกิจกรรม ที่จำเปนตองใช้พลังงาน เช่น การลำเลียงสารแบบใช้พลังงาน (active transport) การสังเคราะหสาร รวมถึง ปฏิกิริยาตาง ๆ ภายในเซลล แตอยางไรตามสารอาหารที่ลำเลียงมาสูเซลลไมวาจะเปน คารโบไฮเดรต ไขมัน หรือโปรตีน แมวาจะถูกยอยหรือเปลี่ยนแปลงจนเปนโมเลกุลขนาดเล็กที่สุดคือ โมโนแซ็กคาไรด กรดอะมิโน กรดไขมัน และกลีเซอรอล แลวก็ตาม เซลลก็ยังไมสามารถนำพลังงานจากสารอาหารนั้นไปใช้ไดโดยตรง แตจำเปนจะตองมีกระบวนการสลายโมเลกุลของสารอาหารซึ่งเปนแหลงของพลังงานเหลานี้เสียก่อน หลังจาก นั้นพลังงานที่ถูกเก็บสะสมไวในรูปของพลังงานเคมีระหวางพันธะเคมีในโมเลกุลสารอาหาร จะถูกนำไป สังเคราะหเปน ATP (adenosine triphosphate) เพื่อทำหนาที่เปนแหลงพลังงานสำหรับกิจกรรมตาง ๆ ใน รา งกายสงิ่ มชี วี ิต อะดโี นซีนไตรฟอสเฟต (Adenosine Triphosphate : ATP) Adenosine Triphosphate : ATP เปนสารประกอบที่สลายตัวใหพลังงานสูงชนิดหนึ่งมีโครงสราง คลายกรดนิวคลีอิค (nucleic acid) ที่เปนสารพันธุกรรมของมนุษย โครงสรางของ ATP ประกอบดวย 3 สวน คอื เบสอะดนี ีน (adenine base) น้ำตาลไรโบส (ribose sugar) และหมฟู อตเฟส (phosphate group) 3 หมู พันธะระหวางหมูฟอสเฟตใน ATP เปน พันธะพลังงานสูง เมื่อเซลลตองการใช้พลังงานก็ จะทำการสลายพันธะระหวางหมูฟอสเฟตตัว นอกกับตัวที่สองออกโดยใช้เอนไซมอะดีโนซีน ไตรฟอสฟาเตส (ATPase) ในปฏิกิริยาที่ตองใช้ นำ้ (hydrolysis) เมื่อ ATP สูญเสียฟอสเฟตไปหนึ่งหมู จะไดพลังงาน 7.3 kcal/mol พรอมกับ ผลิตภัณฑที่เกิดขึ้นคือ อะดีโนซีนไดฟอสเฟต (ADP) และ ฟอสเฟตอนินทรีย (Pi) พลังงานที่ได จากการสลาย ATP เซลลจะนำไปใช้ ในการทำ กิจกรรมตางๆ ของเซลลพลังงานบางสวน ทเี่ ซลลไมส ามารถนำไปใช้ไดจะสูญเสยี ไปในรปู ของความรอน กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรื่อง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -53- ปฏกิ ิริยารดี อกซ์ (redox reaction) ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในการถายโอนอิเล็กตรอนระหวางสารในปฏิกิริยาเคมี คือปฏิกิริยาออกซิเดชัน- รดี กั ชนั (oxidation-reduction reaction) หรอื เรียกวา ปฏกิ ิรยิ ารดี อกซ์ (redox reaction) 1. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation reaction) คือปฏิกิริยาที่มีการใหอิเล็กตรอน โดยสารที่ทำ หนา ท่ีเปน ตัวใหอ ิเลก็ ตรอน เรยี กวา ตัวรีดวิ ซ์ (reducing agent) 2. ปฏิกิริยารีดักชัน (reduction reaction) คือปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน โดยสารที่ทำหนาท่ี เปนตวั รบั อิเล็กตรอน เรียกวา ตัวออกซิไดซ์ (oxidizing agent) กระบวนการสราง ATP (Phosphorylation) สิ่งมีชีวิตใช้ ATP ในกระบวนการตาง ๆ อยางตอเนื่องตลอดเวลา ATP ที่ถูกสลายไป สามารถถูกสราง ขึ้นมาใหมดวยการรวมตัวระหวาง ADP กับหมูฟอสเฟต เรียกกระบวนการน้ีวาฟอสโฟริเลชัน (phosphorylation) ซึ่งแบงออกเปน 3 ประเภท 1. Oxidative Phosphorylation เปนการสราง ATP จากการถายทอดอิเล็กตรอนโดยมีตัวรับสง เชน่ NADH, FADH2, และมี O2 เปน ตวั รับอิเล็กตรอนตวั สดุ ทา ย NADH, FADH2 Electron-Transfer Chain 2H+ + ½ O2 H2O ADP + Pi ATP กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-54- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ช้ันมัธยมศึกษาปท่ี 5 FADH2 FAD+ 2. Photophosphorylation เปน กระบวนการสรา ง ATP จากการสังเคราะหด วยแสง 3. Substrate Phosphorylation เปนกระบวนการสราง ATP โดยมี Enzyme เปนตวั กระตุน ตวั ขนสง อเิ ลก็ ตรอน ในกระบวนการสลายสารอาหารระดับเซลลจะมีการถายโอนอิเล็กตรอน โดยตัวนำอิเล็กตรอนที่สำคัญ หลกั ๆ 2 ตวั คือ Ü NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) : เปนตัวนำอิเล็กตรอนและโปรตอน เมื่อ NAD+ รับ 2 อิเล็กตรอน (e-) และ 1 โปรตอน (H+) จะ กลายเปน NADH ซึ่งเปนสารใหพลังงานสูงและจะเปนตัวใหอิเล็กตรอน เมื่อเข้าสูขั้นตอนการถายทอด อเิ ลก็ ตรอน NADH 1 โมเลกลุ จะให 3 ATP Ü FAD+ (Flavin Adenine Dinucleotide) : เปนตัวนำอิเล็กตรอนและโปรตอน เมื่อ FAD+ รับ 2 e- และ 2 H+ จะเปลี่ยนเปน FADH2 และจะเปน ตัวใหอิเล็กตรอน เมื่อเข้าสูขั้นตอนการถายทอดอิเล็กตรอน FADH2 1 โมเลกุล จะให 2 ATP กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรือ่ ง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -55- กระบวนการสลายสารอาหารระดบั เซลล/ การหายใจระดับเซลล กระบวนการหายใจระดับเซลลเปนปฏิกิยาที่เกิดขึ้นภายในเซลล โดยมีทิศทางตรงกันข้ามกับกระบวน การสังเคราะหดวยแสง (photosynthesis) ในปฏิกิริยาหายใจระดับเซลล คารโบไฮเดรตจะถูกออกซิไดสเพ่ือ สรางเปนพลังงาน สวนแก๊สออกซิเจนจะถูกใช้ไปและไดแก๊สคารบอนไดออกไซดและน้ำเปนผลิตภัณฑ แตใน กระบวนการสงั เคราะหด วยแสงแกส๊ คารบ อนไดออกไซดจ ะถูกรดี ิวซ์ใหก ลายเปน คารโบไฮเดรต การสลายโมเลกลุ คารโบไฮเดรต สารอาหารหลักที่เซลลใช้เปนแหลงพลังงานคือ คารโบไฮเดรต โดยเฉพาะอยางยิ่งกลูโคส (glucose) จะเปนสารอาหารสำคัญในการเริ่มปฏิกิริยาการสลายสารอาหารของเซลล ในการสลายโมเลกุลคารโบไฮเดรต แบงออกเปน 2 กระบวนการคือ การหายใจแบบใช้ออกซิเจน (aerobic respiration) และ การหายใจแบบไม ใชอ้ อกซเิ จน (anaerobic respiration) 1. การหายใจแบบใชอ้ อกซเิ จน (aerobic respiration) การสลายกลูโคสไมไดมีเพียงขั้นตอนเดียวแตจะมีลักษณะเปนปฏิกิริยาหลายๆขั้นตอน เชื่อมตอกันเพื่อควบคุมใหมีการปลดปลอยพลังงานออกมาทีละขั้นๆ ไมใหเซลลไดรับอันตรายจากการ ปลดปลอยพลังงานมหาศาลออกมาพรอมกันในคราวเดียว โดยปฏิกิริยาเหลานี้จะแบงออกไดเปน 4 ขัน้ ตอนคอื กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-56- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชีววิทยา 3 ชนั้ มธั ยมศึกษาปท่ี 5 1.1 ไกลโคไลซิส (Glycolysis) 1.2 การสรางแอซีติลโคเอนไซม เอ (Acetyl CoA production) 1.3 วัฏจักรเครบส (Krebs cycle) หรือวัฏจักรกรด ซติ รกิ (citric acid cycle) 1.4 กระบวนการถายทอดอิเล็กตรอน 1.1 ไกลโคไลซสิ (Glycolysis) ขน้ั ตอนนเ้ี กดิ ขึ้นในไซโตพลาสซมึ ของเซลล เปน ขั้นตอนทีเ่ ปลีย่ นกลโู คส (C6) ใหกลายเปนไพรูเวต (C3) กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -57- สรุปไกลโคไลซสิ 10 ขน้ั ตอน กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-58- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ชนั้ มัธยมศึกษาปท่ี 5 1.2 การสรา งแอซีตลิ โคเอนไซม เอ (Acetyl CoA production) ขั้นตอนน้ีจะมีกรดไพรูวิกเปนสารเริ่มตน ในสภาวะที่มีออกซิเจนกรดไพรูวิกแตละโมเลกุลจะ ผานเข้าสูไมโทคอนเดรียไดอยางอิสระและจะถูกออกซิไดซ์โดย NAD+ และปลอยคารบอนไดออกไซด 1 โมเลกุลเกิดเปนกรดอะซิติก (acetic acid: CH3COOH) ซึ่งหลังจากนั้นจะถูกตรึงเข้ากับโคเอนไซม เอ (coenzyme A: CoA) ไดเปนอะเซทิลโคเอนไซม เอ (acetyl CoA) ขั้นตอนทั้งหมดนี้มีเอนไซมไพรู เวตดีไฮโดรจีเนสคอมเพลกซ์ (pyruvate dehydrogenase complex) ซึ่งอยูในแมทริกซ์ (matrix) ของไมโทคอนเดรียเปนตัวเรงปฏิกิริยา ดังนั้นเมื่อเริ่มตนจากกลูโคส 1 โมเลกุลจะไดเปนอะเซทิลโค เอนไซม เอ 2 โมเลกลุ คารบ อนไดออกไซด 2 โมเลกุล และNADH 2 โมเลกุล สรุป กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -59- 1.3 วฏั จกั รเครบส (Krebs cycle) หรอื วฏั จกั รกรดซิตริก (citric acid cycle) เปนวัฎจักรเครบส (Krebs cycle) เปนขั้นตอนที่เกิดขึ้นโดยการทำงานของเอนไซมในแมทริกซ์ของ ไมโทคอนเดรีย โดยเปน ปฏิกริ ยิ าที่สลายอะเซทลิ โคเอนไซมเ อไปเปน คารบอนไดออกไซดอ ยางสมบูรณ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-60- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ชนั้ มัธยมศึกษาปท ี่ 5 สรปุ วฏั จักรเครปส (1 รอบ) กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -61- 1.4 กระบวนการถายทอดอิเล็กตรอน (Electron Transport Chain) กระบวนการถายทอดอิเล็กตรอนไมไดสราง ATP โดยตรง แตท ำหนา ทช่ี ว่ ยสง ผา นอเิ ลก็ ตรอน จากโมเลกุลสารอาหารสูออกซิเจน ซึ่งไมโทคอนเดรียจะทำหนาที่เชื่อมโยงระบบการถายทอดอิเล็กตรอนกับ การสรา ง ATP โดยอาศัยกลไกทเ่ี รยี กวา เคมิออสโมซิส (chemiosmosis) ซ่ึงมีกระบวนการดังน้ี 3 4 2 1 1. NADH และ FADH2 ซึ่งเปนตัวนำอิเล็กตรอน จะสงตออิเล็กตรอนใหกับตัวรับอิเล็กตรอนท่ี แทรกอยู ในเยือ่ หมุ ช้นั ในของไมโทคอนเดรียและจะมกี ารสงตออเิ ลก็ ตรอนเปน ทอด ๆ เมือ่ NADH และ FADH2 ปลอยอิเล็กตรอนและโปรตอนแลวจะคืนกลับไปสูรูปเดิมคือ NAD+ และ FAD แลว ยอนกลับไปนำอิเล็กตรอนจากกระบวนการก่อนหนา ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นที่เยื่อหุมชั้นในของไมโท คอนเดรีย 2. เมื่อถายทอดอิเล็กตรอนในแตละช่วง จะมีการปลอยพลังงานออกมาจำนวนมากทำใหพลังงาน ของอิเล็กตรอนลดลงเรื่อย ๆ และจะมีตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดทายคือออกซิเจน (O2) ซึ่งใหน้ำ (H2O) เปน ผลิตภัณฑ 3. พลังงานที่ปลอยออกมาในระหวางการถายทอดอิเล็กตรอนจะถูกนำไปใช้ในการขนสงโปรตอนท่ี อยูใน matrix ไปยังช่องวางระหวางเยื่อหุมชั้นนอกและชั้นในไมโทคอนเดรีย (Intermembrane space) กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-62- เอกสารประกอบการเรียนรายวชิ า ว32241 ชวี วิทยา 3 ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปท ี่ 5 4. โปรตอนบริเวณ Intermembrane space ซึ่งมีความเข้มข้นสูงมากทำใหโปรตอนแพรกลับคืนสู matrix โดยอาศยั ตัวพาผา น ATP synthase นำไปสราง ATP เรยี กขั้นตอนน้วี า chemiosmosis สรปุ ภาพรวมของกระบวนการถายทอดอิเล็กตรอน สรปุ ภาพรวมของการสลายกลูโคสโดยใชอ้ อกซเิ จน การสลายกลูโคสโดยใช้ออกซิเจนเปนปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นหลายขั้นตอน มีการปลดปลอยอิเล็กตรอนและ การถายเทพลังงานจากกลูโคสเพื่อนำไปสรางเปน ATP โดยสามารถสรุปการปลดปลอยอิเล็กตรอนและ พลงั งานในขั้นตอนตา ง ๆ และสมการดงั ตอไปน้ี 1. ไกลโคไลซิส 2. การเปลย่ี นกรดไพรวู กิ เปน แอซีติลโคเอนไซม เอ 3. วฏั จักรเครบส กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอ่ื ง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -63- 4. การถา ยทอดอิเลก็ ตรอน ตารางสรปุ การสลายกลูโคสโดยใชอ้ อกซิเจน ขน้ั ตอน ATP NADH FADH2 CO2 H2O 1. ไกลโคไลซสิ 2. การสรางอะซิติลโคเอ 3. วัฏจกั รเครบส 4. การถายทอดอเิ ล็กตรอน 2. การหายใจแบบไมใ ชอ้ อกซิเจน (Anaerobic respiration) การสลายสารอาหารแบบไมใช้ออกซิเจนหรือเรียกวากระบวนการหมัก (fermentation) ใน สภาพที่เซลลขาดออกซิเจนทำให NADH และ FADH2 ไมสามารถถายทอดอิเล็กตรอนใหกับตัวรับ อิเล็กตรอนชนิดตาง ๆ ในไมโทคอนเดรียได จึงทำใหเซลลขาด NAD+ และ FAD ทำใหกลไกไกลโค- ไลซิสหยุดชะงัก เซลลจึงแก้ปญหาโดยการใช้สารอื่นมาเปนตัวรับอิเล็กตรอนแทนออกซิเจน จึงทำให กลไกการสลายสารอาหารดำเนินไปได แตพลังงานที่ไดจะนอยกวาการสลายสารอาหารแบบใช้ ออกซเิ จน 1. การหมักแอลกอฮอล (Alcoholic fermentation) alcoholic fermentation พบในแบคทีเรียและยีสต ในกระบวนการนี้กรดไพรูวิกที่ไดจาก กระบวนการไกลโคลิซิสจะถูกเปลี่ยนเปนอะซิทัลดีไฮด (acetaldehyde) และก๊าซคารบอนไดออกไซด (CO2) จากนนั้ acetaldehyde ถูกออกซไิ ดซเ์ ปลีย่ นเปนเอธิลแอลกอฮอล (Ethyl alcohol) กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-64- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชีววิทยา 3 ช้นั มธั ยมศึกษาปที่ 5 2. การหมักกรดแลคตกิ (Lactic acid fermentation) พบในแบคทีเรียบางชนิด ในคนพบในเซลลกลามเนื้อในสภาพที่ขาดออกซิเจนหรือมีปริมาณ ออกซิเจนนอย เช่นทำงานหนักหรือออกกำลังกาย กรดไพรูวิกจะทำหนาที่เปนตัวรับอิเล็กตรอน เกิด เปน กรดแลคติก (Lactic acid) ดงั ภาพกระบวนการหมักแลคตคิ การสลายสารอาหารแบบไมใช้ออกซิเจนอิเล็กตรอนไมไดผานเข้าสูขั้นตอนการถายทอด อิเล็กตรอน ดังนั้นพลังงาน ATP ที่ไดจึงเกิดนอยกวาการสลายสารอาหารแบบใช้ออกซิเจน พลังงาน ATP ที่เกิดขึ้นจะไดมาจากขั้นตอนไกลโคลิซิส 2 ATP สวนกรดแลคติกที่เกิดขึ้นจะถูกลำเลียงออกจาก เซลลก ลา มเน้อื ไปยงั ตบั เพื่อสังเคราะหกลับเปนนำ้ ตาลกลโู คสซ่งึ รางกายสามารถนำไปใช้ตอ ไปได กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -65- เปรยี บเทียบการสลายกลโู คสโดยใชอ้ อกซิเจนและไมใ ช้ออกซเิ จน การสลายโมเลกุลกรดไขมัน กรดไขมันและกลีเซอรอลที่ไดจากการยอยไขมัน เมื่อลำเลียงเข้าสูเซลลจะเปนสารตั้งตนใน กระบวนการสลายสารอาหาร โดยกลีเซอรอลจะถูกเปลี่ยนไปเปนฟอสโฟกลีเซอรอลดีไฮด (phosphoglyceraldehyde, PGAL) ซึ่งจะเข้าสูกระบวนการไกลโคไลซิส สวนกรดไขมันจะมีกระบวนการ เปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยปฏิกิริยาที่เรียกวา เบตาออกซิเดชั่น (β-oxidation) ซึ่งเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย โดยการตัดสายไฮโดรคารบอนออกทีละ 2 คารบอนอะตอม นำไปสรางเปนแอซีติลโคเอนไซม เอ ซึ่งพรอมเข้า สูวัฏจักรเครปสตอไป จะสังเกตไดวาคารบอนในโมเลกุลของกรดไขมันถูกเปลี่ยนเปนอะเซทิลโคเอนไซมเอ ทั้งหมดโดยไมมีคารบอนไดออกไซดเกิดขึ้นเหมือนกับคารโบไฮเดรต นอกจากนี้สัดสวนของไฮโดรเจนตอ ออกซเิ จนมีคา่ สงู ทำใหสารอาหารประเภทไขมันเมื่อสลายแลว จะใหพลังงานสงู กวาคารโ บไฮเดรตและโปรตีน กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-66- เอกสารประกอบการเรียนรายวชิ า ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ชัน้ มัธยมศึกษาปท ่ี 5 3. การสลายโมเลกุลกรดอะมโิ น กรดอะมิโนนั้นอาจถูกเปลี่ยนแปลงไดหลายแนวทางดวยกันตามชนิดของกรดอะมิโนนั้น ๆ เช่น กรดอะมิโนบางชนิดเปลี่ยนไปเปนกรดไพรูวิก บางชนิดเปลี่ยนไปเปนแอซีติลโคเอนไซม เอ บางชนิดเปลี่ยนไป เปนสารตัวใดตัวหนึ่งในวัฏจักรเครบส แตพบวาทุกครั้งก่อนที่โมเลกุลของกรดอะมิโนจะเปลี่ยนเปน สารประกอบตัวใดตัวหนึ่งตามที่กลาวมาจะตองมีการกำจัดหมูอะมิโน (-NH2 ) ออกจากโมเลกุลของกรดอะมิโน กอ่ น ใหเ หลือแตโครงของคารบอน (carbon skeleton) ซึ่งสามารถนำไปใชใ้ นกระบวนการอืน่ ๆ ตอไป ขั้นตอนในการสลายโปรตีนเกิดขึ้นโดยเซลลตับเรียกกระบวนการดีแอมมิเนชัน (Deamination) โดยการลดหมูอะมิโน (NH2) หนึ่งออกจากกรดอะมิโนหนึ่งโมเลกุลไดเปนแอมโมเนีย (NH3) หนึ่งโมเลกุลและ กรดคีโท เช่น กรดอัลฟาคีโทกลูตาริก แอมโมเนียเปนอันตรายตอเซลล ดังนั้น เซลลตับจะเปลี่ยนแอมโมเนีย ทุกโมเลกุลใหเปนยูเรีย ซึ่งจะถูกขับออกทางปสสาวะ สวนกรดคีโทอาจถูกออกซิไดสในวงจรเครบสหรืออาจถูก เปล่ยี นเปน กลูโคสหรือกรดไขมนั จะเห็นไดวาทั้งการสลายกลูโคส กรดไขมัน และกรดอะมิโนจะใหสารซึ่งเข้าสูกระบวนการหายใจระดับ เซลลในขั้นตอนตางๆ ไดซึ่งก็จะมีผลในการสรางพลังงานใหแก่เซลลและสิ่งมีชีวิต ดังนั้นคารโบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีนจึงเปนสารอาหารที่เปนแหลงพลังงานของเซลลและรางกายส่ิงมีชีวิตทุกชนิด การสลายโมเลกุล กลูโคส กรดไขมนั และกรดอะมิโน กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -67- สรุปกระบวนการสลายสารอาหาร กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-68- เอกสารประกอบการเรียนรายวชิ า ว32241 ชีววิทยา 3 ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปท ่ี 5 ใบงานที่ 3 ทบทวนการสลายสารอาหารระดบั เซลล ตอนที่ 1 คำชี้แจง : จงเตมิ คำลงในช่องวางใหถ ูกตองและระบายสีใหสวยงาม กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรื่อง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -69- 1. จากภาพขา้ งตนคอื กระบวนการใดในการสลายสารอาหารระดบั เซลล ................................................................................................................................................ 2. เกดิ ขึน้ บริเวณใดของเซลล ................................................................................................................................................ 3. ผลิตภัณฑส ุทธิทีเ่ กิดขน้ึ ไดแก่ ................................................................................................................................................ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-70- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชีววทิ ยา 3 ชั้นมธั ยมศึกษาปท่ี 5 1. จากภาพขา้ งตนคือกระบวนการใดบางในการสลายสารอาหารระดบั เซลล ................................................................................................................................................ 2. แตละกระบวนการเกิดขน้ึ บริเวณใดของเซลล ................................................................................................................................................ 3. ผลิตภณั ฑสุทธิทเ่ี กดิ ขึ้นในแตละกระบวนการไดแ ก่ ................................................................................................................................................................ 4. จากภาพข้างตน คือกระบวนการใดในการสลายสารอาหารระดับเซลล ................................................................................................................................................ 5. จากภาพ A คอื ......................................................................................................................................... B คอื ......................................................................................................................................... C คือ ......................................................................................................................................... O คือ ......................................................................................................................................... 6. ผลติ ภณั ฑส ทุ ธิทเี่ กิดขึ้นไดแ ก่ ................................................................................................................................................ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -71- ตอนที่ 2 คำช้แี จง : จงหาคำศพั ทท ตี่ รงกบั คำอธิบายดา นลางใหถกู ตอง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-72- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชวี วิทยา 3 ชัน้ มธั ยมศึกษาปที่ 5 กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรื่อง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -73- ใบงานท่ี 4 : เชอ่ื มโยงข้อสอบเข้ามหาวทิ ยาลยั เรือ่ งการสลายสารอาหารระดบั เซลล 1. ในวิถีไกลโคลซิ ิส ข้อใดเปน ปฏิกิรยิ าทีม่ กี ารใช้ ATP ก. glucose → glucose 6 phosphate ข. fructose 6 phosphate → fructose 1, 6 bisphosphate ค. dihydroxy acetone phosphate → glyceraldehyde 3 phosphate ง. 2-phosphoglycerate → phosphoenolpyruvate 1. ขอ้ ก และ ข 2. ข้อ ก และ ง 3. ข้อ ข และ ค 4. ขอ้ ข และ ง 2. การเปลย่ี นกรดไพรูวิกไปเปนแอซทิ ิลโคเอนไซมเ อ จะมีการปลดปลอยพลงั งานออกมาในรูปใด 1. ATP 2. NADH 3. ATP+ NADH 4. NADH + FADH2 3. ในการสลายกลโู คสดวยกระบวนการหายใจระดับเซลล มคี ารบอนไดออกไซดเ กดิ ขนึ้ ในขัน้ ตอนใดตอ ไปน้ี 1. glycolysis 2. electron transport chain 3. pyruvate oxidation และ Krebs cycle 4. glycolysis และ pyruvate oxidation 4. ถาเซลลกลามเนอ้ื ลายใชน้ ้ำตาลกลูโคส 3 โมเลกลุ ในการหายใจระดับเซลลแบบไมใ ช้ออกซิเจนอยา งสมบูรณ จะใหผ ลผลติ ในข้อใด 1. 3 ไพรเู วต และ 3 กรดแลกตกิ 2. 6 ไพรเู วต และ 6 ATP 3. 6 กรดแลกติก และ 6 ATP 4. 3 กรดแลกติก และ 3 NADH 5. ในการหายใจระดับเซลลแ บบใชอ้ อกซิเจน ATP สว นใหญส ังเคราะหข ึน้ ในขนั้ ตอนใด 1. glycolysis 2. Krebs cycle 3. electron transport chain 4. ขัน้ ตอนการสราง acetyl CoA กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-74- เอกสารประกอบการเรียนรายวชิ า ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ชน้ั มัธยมศกึ ษาปท่ี 5 6. ขอ้ ใดเปน ผลผลิตทีเ่ กิดจากปฏกิ ิรยิ า glycolysis และ alcoholic fermentation โดยใชก้ ลูโคสเปนสารต้งั ตน 1. Ethanol, CO2 2. ATP, ethanol, CO2 3. ATP, NADH, ethanol, CO2 4. ATP, NAD+, ethanol, CO2 7. จากกราฟแสดงความเข้มขน้ ของ กรดแลกติกในเลือดดังภาพ ขอ้ ใดกลา วไดถกู ตอ ง 1. ระยะ P และ R เปนระยะทม่ี ีการสลายอาหารแบบใช้ออกซเิ จน 2. ระยะ P เปนระยะท่ีมกี ารสลายอาหารแบบไมใช้ออกซเิ จนและไดแ กส๊ CO2 3. ระยะ Q เปน ระยะทีม่ กี ารสลายอาหารแบบไมใชอ้ อกซเิ จนและไดแ ก๊ส CO2 4. ระยะ R เปนระยะท่มี กี ารสลายอาหารแบบไมใ ชอ้ อกซิเจนแตไมเกดิ แกส๊ CO2 8. ระบบไซโทโครมที่ inner membrane ของไมโทคอนเดรยี เกี่ยวขอ้ งกบั กิจกรรมใดในการหายใจระดับเซลล 1. electron transfer 2. ทำหนา ท่เี ดียวกันกบั ATP synthase 3. ดำเนนิ ปฏกิ ริ ยิ า phosphorylation/dephosphorylation 4. ดำเนินปฏกิ ริ ิยา decarboxylation และได CO2 เปนผลติ ภณั ฑ 9. จากแผนภาพตอ ไปนี้ X ATP, Y และ Z คอื ขอ้ ใด ตามลำดับ 1. 1. FADH2, O2 2. 2, NAD, O2 3. 2, NADH + H+, CO2 4. 4, NADH2, CO2 10. สารสกัดจากเซลลย สี ตม ีเอนไซมท่ีจำเปนสำหรบั การสรางแอลกอฮอล ถาบมสารสกดั ในภาวะขาดออกซิเจน จะเปน ดงั สมการ C6H12O6 ® 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP ปฏกิ ริ ยิ านีไ้ มสัมพนั ธกบั ข้อสรุปใด 1. เกดิ ในไซโทพลาซมึ ของเซลลยสี ต 2. เกดิ ปฏกิ ิรยิ า 2 ขั้นใหญ คือ glycolysis และ fermentation 3. พลังงาน 2 ATP ไดจ าก alcoholic fermentation 4. ตัวรีดิวซใ์ นปฏกิ ิริยานี้ คอื NADH กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรือ่ ง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -75- ปฏบิ ัตกิ าร การหายใจระดับเซลล กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-76- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชวี วิทยา 3 ชัน้ มธั ยมศึกษาปที่ 5 กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -77- กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-78- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชวี วิทยา 3 ชัน้ มธั ยมศึกษาปที่ 5 กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -79- กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-80- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชีววทิ ยา 3 ชั้นมธั ยมศกึ ษาปท ี่ 5 รายงานบทปฏิบัตกิ าร กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง การสลายสารอาหารระดบั เซลล (Cellular respiration) -81- กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-82- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ชัน้ มธั ยมศึกษาปที่ 5 ใบงาน “กรณศี กึ ษา : การฆาตกรรมดวยไซยาไนดใ นชคิ าโก” คำช้ีแจง : ใหนกั เรยี นอานข้อมูลที่กำหนดใหแ ละตอบคำถามใหถ กู ตอ งครบถวน ดดั แปลงจาก : https://www.biologycorner.com ************************************************************************************************** สว นที่ 1 : ภูมหิ ลงั เหตุการณ กันยายน ปค.ศ. 1982 ลูกสาวของแมร่ี แคลเลอแมนไดเสียชีวิตอยางไมทราบสาเหตุ โดยแมรี่ใหการณวา ตนไดใหลูกสาวอายุ 12 ขวบทานยาแก้ปวดเนอื่ งจากลูกสาวมอี าการ ปวดศีรษะ ในตอนกลางคืนลูกสาวของเธอสะดุง ตื่นพรอมกับอาการเจ็บคอ ในตอนรุงเช้าเวลา 07.00 น. เธอพบวาลูกสาวของเธอหมดสติอยู ในหอ งน้ำและเสยี ชีวติ ในเวลาตอ มา ในเวลาไลเลี่ยกันทางตำรวจไดรับแจ้ง วา เจนัส พนักงานไปรษณียในแถบชานเมือง ของชิคาโกเสียชีวิตโดยไมทราบสาเหตุเช่นกันในตอนแรกเจ้าหนาที่สืบสวนสันนิษฐานวาเขาตายดวยโรคหัวใจ วาย แตในเวลาตอมาพีช่ ายและนองสาวของเขากล็ มปว ยและเสยี ชีวิตโดยไมทราบสาเหตเุ ชน่ เดียวกัน ในอีกไมกี่วันตอมามีผูเสียชีวิตโดยไมทราบสาเหตุอีก 3 ราย การเสียชีวิตทั้งหมดเกิดขึ้นในบริเวณ ชานเมืองของชิคาโก เจ้าหนาที่สืบสวนไดข้อมูลวาก่อนผูเสียชีวิตทั้ง 5 รายจะเสียชีวิต ทุกคนไดรับประทานยา ไทลินอลชนิดเขม้ ขน้ เขา้ ไป เจา้ หนา ที่สืบสวนจึงต้งั ขอ้ สงสยั วายาไทลินอลที่ผูเ สยี ชีวิตทานเข้าไปนั้นถกู ดัดแปลง จากการสอบสวนผูทีเ่ กย่ี วขอ้ งพบวาผเู สียชวี ติ แตละรายมอี าการรวมกนั คือ - ออนเพลยี เวียนศรี ษะ ง่วงนอน - ผวิ หนงั มีสแี ดงสด - ปวดหัว - หายใจถี่และหายใจเรว็ - อาเจียน - มึนงง และสตสิ ัมปชัญญะ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง การสลายสารอาหารระดับเซลล (Cellular respiration) -83- คำถาม 1. นักเรียนคิดวาการตายของผูเสียชีวิตทั้ง 5 ราย มีความเชื่อมโยงกันหรือไม นักเรียนใช้เหตุผล และ หลกั ฐานอะไรในการสนับสนนุ แนวคิดของตนเอง c เชื่อมโยงกนั c ไมเชอ่ื มโยงกนั c ไมสามารถตัดสนิ ใจได (ตอบขอ้ 2) .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. หากนักเรียนตอบวาไมสามารถตัดสินใจได นักเรียนตองการข้อมูลอะไรเพิ่มเติมบาง เพื่อใช้ในการ ตัดสนิ ใจ .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. หากตำรวจสันนิษฐานวาการตายของผูเสียชีวิตทั้ง 5 รายเกี่ยวข้องกับการไดรับสารพิษ นักเรียนคิดวา ตำรวจควรจะมวี ิธีการดำเนินการสอบสวนอยา งไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สวนที่ 2 : รายงานการชนั สตู รพลิกศพ จากรายงานของแพทยผูทำการชันสูตรไดลงข้อสรุปวาผูปวยทั้ง 5 รายเสียชีวิตพบวาผลการตรวจ เนื้อเยื่อชี้ใหเห็นวาเนื้อเยื่อจากหัวใจ ปอด และตับมีเซลลตายเปนจำนวนมากซึ่งมีสาเหตุหลักมาจากไมโทคอน เดรียทำงานบกพรอง ผลการตรวจสอบปริมาณออกซิเจนในเลือดพบวามีปริมาณออกซิเจนประมาณ 110 mmHg (คา่ ปกติอยูท ี่ 75 – 100 mmHg) คำถาม 4. ไมโทคอนเดรยี เกี่ยวขอ้ งกบั กระบวนการทำงานภายในเซลลอยา งไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 5. ปริมาณออกซเิ จนในรางกายของผเู สยี ชวี ิตเปนอยา งไร เมื่อเทยี บกบั คา่ มาตรฐาน .............................................................................................................................................................................. กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-84- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชวี วิทยา 3 ชน้ั มัธยมศึกษาปท่ี 5 6. ภาวะพรองออกซเิ จน (Hypoxia) เกิดจากสาเหตใุ ดไดบา ง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 7. หากคดนี เ่ี กย่ี วข้องกบั สารพษิ นักเรยี นคิดวา สารพิษนีม้ กี ลไกการออกฤทธิอ์ ยา งไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สวนท่ี 3 : ข้อมลู ดา นพษิ วทิ ยา รายงานดานพิษวิทยาระบุวาผูเสียชีวิตทั้ง 5 รายเสียชีวิตเนื่องจากไดรับสารไซยาไนด จากการ ตรวจสอบพบวาสารไซยาไนดเหลานี้ถูกปนเปอนในแคปซูลยาแก้ปวดที่ผูเสียชีวิตแตละรายไดรับประทานเข้าไป โดยปกติไซยาไนดออกฤทธิ์ไดอยางรวดเร็วและทำใหเสียชีวิตในทันที แตเนื่องจากผูเสียชีวิตแตละรายไดรับ ไซยาไนดใ นปรมิ าณท่ีนอ ยทำใหร ะบุสาเหตขุ องการเสียชวี ติ ไดคอ่ นข้างยาก คำถาม 8. ไซดยาไนดเก่ยี วกบั ข้องกบั ภาวะพรองออกซเิ จนอยา งไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 9. ในกระบวนการสลายสารอาหารระดบั เซลลอ อกซเิ จนมีความเก่ียวข้องกบั กระบวนการใด .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 10. ใหนักเรียนอธิบายวาไซยาไนดมีผลตอกระบวนการสลายสารอาหารระดับเซลลอยางไร และเปนผล สืบเนอ่ื งใหผูเ สยี ชวี ิตเกดิ ภาวะพรองออกซเิ จนไดอยา งไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

ระบบหายใจ 3 การแลกเปลีย่ นแก๊สของ การแลกเปลีย่ นแก๊สของ การหายใจของคน ใบงาน สิง่ มีชวี ติ เซลลเ ดยี ว ส่งิ มีชีวิตหลายเซลล ผลการเรยี นรทู ่ีคาดหวัง 1. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และเปรียบเทียบโครงสรางที่ทำหนาที่แลกเปลี่ยนแก๊สของฟองน้ำ ไฮดรา พลานาเรีย ไสเ ดือนดนิ แมลง ปลา กบ และนก 2. สงั เกต และอธบิ ายโครงสรางของปอดในสตั วเ ลย้ี งลกู ดว ยนำ้ นม รายการหนังสอื อางองิ

-86- เอกสารประกอบการเรียนรายวิชา ว32241 ชวี วิทยา 3 ชน้ั มัธยมศึกษาปที่ 5 ตรวจสอบความรเู ดิมกอ่ นเรียน 1.ขอ้ ใดไมถ กู ตองเกยี่ วกับอวยั วะท่ีสัตวใ ช้หายใจ สตั ว/ โพรติสต อวัยวะหายใจ/โครงสรา งแลกเปลย่ี นแกส๊ 1. อะมบี า ผวิ เซลล 2. พลานาเรยี ผวิ หนัง และการหมุนเวียนเลือด 3. ปลา 4. แมลง เหงอื ก และซเ่ี หงือก ชอ่ งหายใจ และทอ ลม 2.ขอ้ ใดเปนอวัยวะใช้หายใจที่สามารถนำ O2 ใหแก่เซลลต า งๆ ไดโ ดยตรง ก. ชอ่ งแกสโตรวาสคิวลารของไฮดรา ข. ระบบทอ ลมของแมลงสาบ ค. ผวิ หนังของกบ ง. เหงอื กของปลา 1. ข้อ ก 2. ข้อ ก และ ข 3. ข้อ ก, ข และ ค 4. ข้อ ก, ค และ ง 3.ขอ้ ใดเปนลำดบั ขน้ั ตอนของกระบวนการหายใจเขา้ ของสตั วเ ลี้ยงลูกดว ยนำ้ นม เชน่ คน ไดถูกตอง ก. ทรวงอก (ชอ่ งอก) ขยาย ข. กลา มเน้ือกะบังลมและกลามเนอ้ื ยดึ ซโ่ี ครงแถบนอกหดตวั ค. ปอดขยาย ง. ความดันในเยือ่ หมุ ปอดลดลง จ. ความดนั ในถุงลมปอดลดลง 1. ข้อ ก, ข, ค, ง และ จ 2. ข้อ ข, ก, ง, ค และ จ 3. ขอ้ ค, จ, ง, ข และ ก 4. ขอ้ ค, ก, ข, ง และ จ 4.ขอ้ ใดแสดงลำดบั ขนั้ ตอนกลไกการหายใจเขา้ (inspiration) ไดถ ูกตอง ก. อากาศภายนอกไหลเข้าปอด ข. ปอดขยายทำใหค วามดันในถุงลมปอดลดลง ค. กะบงั ลมและกลามเน้ือยดึ ซโ่ี ครงแถบนอกหดตัว ง. ช่องอกขยาย 1. ก → ข → ค → ง 2. ข → ก → ง → ค 3. ค → ง → ข → ก 4. ก → ง → ค → ข 5.นางสาวแตงทำการทดสอบสมรรถภาพปอด โดยใช้เครอื่ งมือทีเ่ รียกวา spirometry ซ่ึงตอ งหายใจเขา้ สุด และหายใจ ออกสดุ เพอื่ หาปริมาตรปอด ทา นคดิ วา กลา มเนอ้ื ใดบางที่หดตวั ขณะหายใจออกสดุ ก. กลา มเนื้อยึดซโ่ี ครงแถบใน ข. กลามเน้อื ยึดซ่ีโครงแถบนอก ค. กะบังลม ง. กลามเน้ือหนาทอง 1. ขอ้ ก และ ข 2. ข้อ ก และ ง 3. ข้อ ข และ ค 4. ขอ้ ข และ ง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง ระบบหายใจ (Respiratory system) -87- 6.ปจ จัยใดมีผลทำใหอัตราการหายใจเพม่ิ ขนึ้ 2. CO2 และ pH ในเลือดเพ่มิ ขน้ึ 1. CO2 และ pH ในเลอื ดลดลง 4. CO2 ในเลือดเพิ่มขน้ึ และ pH ในเลอื ดลดลง 3. CO2 ในเลอื ดลดลง และ pH ในเลอื ดเพ่ิมขึ้น 7.ศกึ ษาโครงสรา งตามภาพแลวตอบคำถาม โครงสรา ง A, B, C และ D มีชอื่ วา อะไร 1. A คือ larynx, B คอื external intercostal muscle, C คอื internal intercostal muscle, D คอื sternum 2. A คือ pharynx, B คือ internal intercostal muscle, C คือ external intercostal muscle, D คอื hyoid bone 3. A คือ larynx, B คอื internal intercostal muscle, C คือ external intercostal muscle, D คือ hyoid bone 4. A คือ pharynx, B คือ external intercostal muscle, C คือ internal intercostal muscle, D คือ sternum 8.ขอ้ ใดท่จี ำเปนตอการแลกเปลีย่ นแก๊สของสตั วบกท่มี กี ระดกู สันหลัง ก. การแพรธรรมดา ข. ผนงั บาง และเปยกช้ืน ค. ออสโมซิส ง. รงควัตถุในการหายใจ จ. ปอด ฉ. ผนังบาง และแหง 1. ขอ้ ก, ข และ จ 2. ขอ้ ก, จ และ ฉ 3. ขอ้ ข, ค และ ง 4. ข้อ ค, ง และ ฉ 9.ขอ้ ใดเปนจรงิ ขณะท่เี ราหายใจออก (exspiration) ข. กลามเนอ้ื ซ่ีโครงแถบในหดตวั ก. กลามเนือ้ ซ่โี ครงแถบนอกหดตัว ง. กลามเน้ือซี่โครงแถบในคลายตัว ค. กลา มเนือ้ ซโ่ี ครงแถบนอกคลายตวั ฉ. กลามเนอ้ื กะบังลมคลายตวั จ. กลามเนอื้ กะบังลมหดตัว ซ. ความดนั อากาศในปอดเพมิ่ ข้นึ ช. ความดันอากาศในปอดลดลง ญ. H+ + HCO3- → H2CO3 ฌ. Hb + O2 → HbO2 ฎ. CO2 + H2O → H2CO3 ฎ. H2CO3 → CO2 + H2O 3. ข้อ ก, ง, ฉ, ซ, ญ และ ฎ 4. ขอ้ ข, ค, ฉ, ช, ญ และ ฎ 1. ขอ้ ก, ข, จ, ซ และ ณ 2. ข้อ ข, ค, จ, ช และ ฎ 10.ซากฟอสซลิ ของสง่ิ มีชีวติ ชนิดหนง่ึ มลี กั ษณะสมมาตรครึ่งซีก (bilateral symmetry) ไมพ บโนโตคอรด แตพบเศษ ขนแบบ hair ซากฟอสซลิ ดงั กลาวนา จะมีลกั ษณะใดรวมดวย ก. หายใจดวยเหงอื ก ข. หวั ใจ 4 หอ งสมบูรณ ค. เฉพาะเลือดแดงท่ีผา นหัวใจ ง. มีไตแบบ metanephros 1. ข้อ ข 2. ข้อ ก และ ข 3. ขอ้ ข และ ง 4. ข้อ ค และ ง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-88- เอกสารประกอบการเรียนรายวิชา ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ชนั้ มัธยมศึกษาปที่ 5 หนว ยการเรียนรูท่ี 3 ระบบหายใจ (RESPIRATORY SYSTEM) สิ่งมีชีวิตทุกชนิดตองการพลังงานสำหรับนำมาใช้ในกิจกรรมตาง ๆ พลังงานเหลานี้ไดมาจากการสลาย สารอาหารโดยกระบวนการหายใจระดับเซลลที่สรางสารพลังงานสูง เช่น ATP ซึ่งสวนใหญไดมาจากการสลาย สารอาหารระดับเซลลแบบใช้ออกซิเจน (ดังที่ไดกลาวในหนวยการเรียนรูที่ 2) โดยกระบวนการดังกลาวจะมี การใช้แก๊สออกซิเจน (O2) และมีแก๊สคารบอนไดออกไซด (CO2) เกิดขึ้นซึ่งตองกำจัดออกจากรางกาย กระบวนการที่กลาวมาเปนกระบวนการที่เกิดขึ้นอยางตอเนื่อง จึงมีการแลกเปลี่ยนแก๊ส (gas exchange) ข้ึน เพื่อหมุนเวยี นแก๊สออกซเิ จน และแกส๊ คารบ อนไดออกไซด รางกายสัตวแตละชนิดมีความตองการแลกเปลี่ยนแก๊สเพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมของเซลลเหมือนกัน แตมคี วามแตกตางกันในดา นโครงสรา งทใี่ ชใ้ นการหายใจ ดงั ภาพตอ ไปน้ี โครงสรา งที่ใช้ในการแลกเปลยี่ นแก๊สของส่งิ มีชวี ติ ท่มี ีโครงสรา งไมซ บั ซอ้ น สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยูในน้ำจะไดรับแก๊สออกซิเจนซึ่งละลายอยูในน้ำแพรเข้าสูอวัยวะหายใจโดยตรง โดยแก๊สออกซิเจนในน้ำมีปริมาณ 0.446% ซึ่งนอยกวาในอากาศมากเพราะในอากาศมีแก๊สออกซิเจนถึง 21% ดังนั้นสัตวที่อาศัยอยูในน้ำจึงตองทำใหน้ำไหลผานบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊สอยางรวดเร็วเพื่อใหไดแก๊ส ออกซิเจนมากและเพยี งพอแก่การดำรงชีวิต อะมีบาและพารามีเซียมเปนโพรติสตที่อาศัยอยูในน้ำจะใช้เยื่อหุมเซลล (cell membrane) ในการแลกเปลยี่ นแกส๊ โดยการแพร (diffusion) ของแกส๊ โดยตรง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง ระบบหายใจ (Respiratory system) -89- อะมีบา พารามเี ซียม สวนในสัตวหลายเซลลที่อาศัยอยูในน้ำ เช่น ฟองน้ำ ไฮดรา และพลานาเรียนั้น จะจัดใหผิวดานนอก หรือเซลลทุกเซลลในรางกายสัมผัสกับน้ำ ทำใหออกซิเจนเคลื่อนเข้าไปโดยการแพรจากเซลลหนึ่งไปยังอีกเซลล หนึ่ง และตอเนื่องกันไปตามลำดับจนถึงเซลลที่อยูดานในสุด โดยเฉพาะ พลานาเรียนั้นมีการปรับโครงสรางให ลำตัวแบน เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการ แลกเปลี่ยนแก๊ส และเนื้อเยื่อชั้นกลางมีเซลลที่เกาะกันอยางหลวม ๆ เพื่อให เกิดการแพรเ ข้าสูเนือ้ เยอ่ื ชน้ั ในไดเร็วข้นึ ฟองนำ้ ไฮดรา พลานาเรยี ไสเ ดอื นดิน สำหรับไสเดือนดินเปนสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยูบนบก มีลำตัวกลม พื้นที่ผิวบางสวนสัมผัสกับดิน ทำใหมีพื้นที่ผิวใน การแลกเปลี่ยนแก๊สนอยลง ดังนั้นไสเดือนดินจึงตองมีการ ปรับโครงสรางเพื่อใหทุกเซลลไดรับแก๊สอยางทั่วถึงโดยจะใช้ ผิวหนังที่บางและมีการขับสารเมือกออกมาเพื่อใหผิวหนังชุ่ม ชื้นช่วยในการแลกเปลี่ยนแก๊ส และใช้ระบบไหลเวียนเลือด ชว่ ยในการลำเลียงแกส๊ ไปยงั ทัว่ ทุกเซลล กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-90- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชวี วทิ ยา 3 ช้ันมธั ยมศกึ ษาปท ี่ 5 โครงสรางทใี่ ช้ในการแลกเปลย่ี นแกส๊ ของสิ่งมชี วี ติ ที่มโี ครงสรา งซับซอ้ น แมลง (Insect) แมลงจะใช้ระบบทอลม (tracheal system) ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส โดยที่ระบบทอลมประกอบดวย รูเปด (spiracle) ที่บริเวณสวนอกและสวนทอง ทอลม (trachea) ซึ่งแตกแขนงเปนทอขนาดเล็กและมีผนังบาง มาก เรียกวา ทอลมฝอย (tracheole) ซึ่งจะแทรกกระจายเข้าสูทุกสวนของรางกายทำหนาที่แลกเปลี่ยนแก๊ส ในขณะหายใจลำตัวของแมลงจะมีการเคลื่อนไหวและขยับอยูเสมอทำใหอากาศไหลเข้าทางรูเปด (spiracle) และเข้าสูถุงลม (airsac) แลวจึงผานไปตามทอลมและทอลมยอยซึ่งมีผนังบางทำใหเกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สได อยา งดี ดังนั้นระบบหมนุ เวยี นเลอื ดของแมลงจึงไมค่อยมคี วามสำคญั มากนกั เพราะเน้อื เยื่อไดรับแกส๊ ออกซเิ จน จากทอลมยอยโดยตรง แมงมุม (Spider) แมงมุมบางชนิดจะใช้ปอดแผง (book lung) ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส ซึ่งมีลักษณะคลายเหงือกย่ืน ออกมานอกรางกายทำใหสูญเสียความชื้นไดง่าย และตองการของเหลวไหลเวียนในโครงสรางเพื่อเพ่ิม ประสทิ ธิภาพในการลำเลยี งใหท่วั สวนตา ง ๆ ในรา งกาย กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรอื่ ง ระบบหายใจ (Respiratory system) -91- ปลา (Fish) ปลาใช้เหงือก (Gills) เปนโครงสรางในการแลกเปลี่ยนแก๊ส เหงือกของปลามีลักษณะเปนแผง เรียกแต ละแผงวา กิลอาช (gill arch) แตละกิลอาชจะมีแขนงแยกออกมาเปนซี่ ๆ มากมายเรียกแตละซี่นี้วา กิลฟลาเมนต (gill filament) ในแตละกิลฟลาเมนตจะมีสวนที่นูนขึ้นมาเรียกวา กิลลาเมลลา (gill lamella) ซึ่งภายในกิลลาเมลลา แตละอันจะมีรางแหของเสนเลือดฝอยอยูและบริเวณนี้จะเปนบริเวณที่มีการแลกเปลี่ยน แก๊สซึ่งเปนการเพิ่มพื้นที่ที่จะสัมผัสกับน้ำ ไดมากขึ้นทำใหออกซิเจนในนาแพรเข้าสูเสน เลือดฝอยภายในเหงือกไดอยางเพียงพอและ ในขณะเดียวกันแก๊สคารบอนไดออกไซดใน เสนเลือดฝอยก็จะแพรออกจากเสนเลือดฝอย เขา้ สูน้ำรอบตวั ปลาไดอ ยางดีดวย นอกจากนี้ปลายังวายน้ำอยูเสมอ ทำ ใหน้ำที่มีออกซิเจนผานเข้าทางปากและผาน ออกทางเหงือกอยูตลอดเวลาจึงช่วยใหมัน แลกเปลี่ยนแก๊สไดดีขึ้น ถาสังเกตจะเห็นวา กระดูกปดเหงือก (operculum) ของปลาจะ ขยับอยูตลอดเวลาซึ่งจะทำใหเกิดการ หมุนเวียนของนาที่เหงือกดียิ่งขึ้นและเกิดการ แลกเปลี่ยนแกส๊ ไดด ยี ่ิงขึน้ ดว ย ในปลาทิศทางการไหลของเลือดในซี่เหงือกจะสวนทางกับทิศทางการไหลของน้ำที่ผานเหงือกจะมี ความดันยอยของ O2 สูงกวาในหลอดเลือดฝอย ทำให O2 จากน้ำสามารถแพรเข้าสูหลอดเลือดฝอยไดตลอด เหงือกปลาจึงนำ O2 ที่ละลายในน้ำเข้าสูหลอดเลือดฝอยมากกวา 80% ของ O2 ที่ละลายในน้ำ สงผลใหเกิด การแลกเปลี่ยนแปสอยางมีประสิทธิภาพ เมื่อ O2 แพรเข้าสูหลอดเลือดฝอยที่เหงือกแลวจะลำเลียงไปตาม ระบบหมนุ เวยี นเลอื ดตอ ไป กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-92- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชีววิทยา 3 ช้นั มัธยมศึกษาปที่ 5 สัตวสะเทินน้ำสะเทินบก สัตวสะเทินน้ำสะเทินบก เช่น กบ ในระยะตัวออนจะอาศัยในน้ำและใช้เหงือกเปนอวัยวะในการ แลกเปลี่ยนแก๊ส เมื่อเจริญเปนตัวเต็มวัยจะอาศัยบนบกบริเวณใกลแหลงน้ำโดยใช้ทั้งผิวหนังและปอดในการ แลกเปลี่ยนแก๊ส ผิวหนังของสัตวสะเทินน้ำสะเทินบกมีตอมสรางเมือกซึ่งช่วยใหผิวหนังชุ่มชื้นตลอดเวลา แก๊สจะแพรผา นผวิ หนงั ไดโดยตรงแลวแพรสูห ลอดเลอื ดฝอยจำนวนมากใตผิวหนงั ในการแลกเปลี่ยนแก๊สโดยใช้ปอด กบจะมีการหายใจเข้าและการหายใจออก โดยการหายใจของกบ เกิดจากการดึงของพื้นปากจากดานลางพรอมกับการเปดของรูจมูก ทำใหอากาศเคลื่อนเข้าสูช่องปากจากนั้น พื้นปากดานลางจะหดตัวพรอมกับรูจมูกปด อากาศจากช่องปากจึงถูกดันเข้าสูปอดเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊สสวน การหายใจออกเกิดจากการที่กลามเนื้อทองหดตัว พื้นปากดานลางถูกดึงลง อากาศถูกขับออกจากปอดเข้าสู ช่องปาก ช่องปากจึงโปงออก จากนั้นพื้นปากดานลางยกตัวขึ้นพรอมกับรูจมูกเปด ขับอากาศในช่องปากออก ทางรูจมูกทั้งนี้การหายใจของกบแตกตางจากสัตวเลี้ยงลูกดวยน้ำนมซึ่งอากาศจะไหลเข้าสูปอดเนื่องจากความ ดันอากาศในชอ่ งอกลดลง กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่ือง ระบบหายใจ (Respiratory system) -93- นก (Bird) นกเปนสัตวที่ใช้พลังงานสูงดังนั้นระบบหายใจของนกจึงตองประสิทธิภาพมากกวาสตวชนิดอื่น ๆ ปอดนกมีขนาดเล็กแตนกจะมีถุงลม (air sac) เพื่อสำรองอากาศไวใช้ในแตละรอบของการหายใจ เพ่ือใหอากาศหมุนเวียนครบวงจร นกจะหายใจเข้าและหายใจออก 2 ครัง้ กลไกการหายใจของนกมีดงั นี้ 1. เมือ่ หายใจเข้าครัง้ ท่ี 1 ถุงลมสวนหลงั ขยายตัว อากาศภายนอกเขา้ สูทอลงไปยังถงุ ลมสว นหลงั 2. เม่อื หายใจออกคร้งั ท่ี 1 ถงุ ลมสว นหลังหดตวั อากาศจากถงุ ลมสวนหลงั จะเคลือ่ นเข้าสปู อด 3. เมื่อหายใจเข้าคร้ังท่ี 2 ถงุ ลมสว นหนา ขยายตวั อากาศจากปอดจะเคลือ่ นเขา้ สูถุงลมสว นหนา 4. เมอ่ื หายใจออกครงั้ ที่ 2 ถุงลมสวนหนา หดตัว ขบั อากาศออกสูภายนอกทางทอ ลม กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-94- เอกสารประกอบการเรยี นรายวิชา ว32241 ชีววทิ ยา 3 ชนั้ มัธยมศกึ ษาปท่ี 5 โครงสรางท่ใี ชใ้ นการแลกเปล่ียนแก๊สของสัตวเลย้ี งลูกดว ยน้ำนม ระบบหายใจของสัตวเลี้ยงลูกดวยน้ำนม มีปอดเปนอวัยวะที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สอยูภายใน รางกาย ภายในปอดมีถงุ ลมเลก็ ๆ รอบ ๆ ปอดมกี ลา มเน้ือกะบังลม (diaphragm) และกลา มเนื้อกระดูกซ่ีโครง ชว่ ยในการหายใจ ทำใหอากาศเข้าและออกจากปอดไดเ ปนอยา งดี อวยั วะและโครงสรางในระบบหายใจของมนุษย การหายใจขอมนุษยเริ่มตนจากอากาศจากภายนอกเคลื่อนท่ีเข้าสูรูจมูก (Nostril) แลวเข้าสูโพรงจมูก (Nasal Cavity) ซึ่งมีเยื่อบุที่มีซิเลียและเมือกสำหรับดักจับสิ่งแปลกปลอมไมใหเข้าสูปอด จากนั้นอากาศจะ เคลื่อนที่ไปยังคอหอย (Pharynx) กลองเสียง (Larynx) ซึ่งภายในมีสายเสียง (Vocal Cord) และเข้าสูทอลม (Trachea) ซึ่งมีเยื่อบุผิวที่มีซีเลียและเมือกเพื่อคอยดักจับสิ่งแปลกปลอมไมใหเข้าสูถุงลมทอลมจะแตกแขนง เปนหลอดลม (Bronchi) ไปสูปอดทั้ง 2 ข้าง และหลอดลมแตกแขนงเปนหลอดลมฝอย (Bronchiole) ซึ่งจะแตกแขนงเล็กลงเรื่อย ๆ และมีผนังบางลงตามลำดับ ปลายสุดของหลอดลมฝอยเปนถุงขนาดเล็กจำนวน มาก เรียกวา ถงุ ลม (alveolus) ซึ่งเปนบรเิ วณทมี่ กี ารแลกเปล่ียนแก๊สในปอด กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เรือ่ ง ระบบหายใจ (Respiratory system) -95- ระบบหายใจของคนประกอบดว ยสว นตาง ๆ ดงั นค้ี ือ • สวนนำอากาศเข้าสูรางกาย (conducting division) สวนนี้ประกอบดวยอวัยวะที่ทำหนาที่เปน ทางผานของอากาศเข้าสูสวนที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส โดยเริ่มตั้งแต รูจมูก โพรง คอหอย กลองเสียง ทอลม ขั้วปอด หลอดลม และหลอดลมฝอย (bronchiole) ท่ีแบงออกเปน 2 สวนคือหลอดลมฝอย เทอรมนิ อล (terminal brochiole) และ หลอดลมฝอยแลกเปล่ียนแกส๊ (respiratory bronchiole) • สวนแลกเปลี่ยนแก๊ส (respiratory division) คือสวนที่อยูถัดจากหลอดลมฝอยเทอรมินอล กลาวคือตั้งแตหลอดลมฝอยแลกเปลี่ยนแก๊ส ซึ่งปลายสุดของหลอดลมฝอยแลกเปลี่ยนแก๊สจะโปงพอง เปนถงุ ขนาดเล็ก เรียกวา ถงุ ลม . โครงสรางตั้งแตขั้วปอดที่มีการแตกแขนงและมีขนาดเล็กลงไปเรื่อย ๆ จะเรียกวา บรอลเคียลทรี (broncheal tree) ซึ่งจะถูกบรรจุอยูในปอด นอกจากนี้รอบ ๆ ปอดยังมีสวนประกอบที่สำคัญซึ่งเปน องค์ประกอบรวมคือกระดูกซี่โครง (rib) และกลามเนื้อยึดกระดูกซี่โครง (intercostal muscle) ซึ่งจะรวมกัน ทำงานใหเกดิ การหายใจเขา้ หายใจออกและปองกันอันตรายใหแ ก่ระบบหายใจดว ย กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

-96- เอกสารประกอบการเรยี นรายวชิ า ว32241 ชีววทิ ยา 3 ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปท ่ี 5 จมกู และปาก ทั้งจมูกและปากจะตอถึงคอหอยและหลอดลมคอได อากาศเมื่อผานเข้าสูรูจมูกแลวก็จะเข้าสูโพรง จมูกที่โพรงจมูกจะมีขนเสนเล็ก ๆ และตอมน้ำมันช่วยในการกรองและจับฝุนละอองไมใหผานลงสูปอด นอกจากนี้ที่โพรงจมูกยังมีเยื่อบุจมูกหนาช่วยใหอากาศที่เข้ามามี ความชุ่มชื้นเพ่ิมขึ้นและมีอุณหภูมิสูงขึ้นเนื่องจากเสนเลือดจำนวน มากที่อยูใตเยื่อบุผิวของโพรงจมูก ถาหากเปนหวัดนาน ๆ เชื้อหวัด อาจทำใหเยื่อบุในโพรงอากาศบริเวณจมูกเกิดการอักเสบ และ ทำใหปวดศีรษะซึ่งเรียกวา เปนไซนัสหรือไซนัสอักเสบ (sinusitis) ขึ้นได ในจมูกจะมีบริเวณที่เรียกวา ออลแฟกเทอรีแอเรีย (olfactory area) หรือบริเวณที่ทำหนาที่รับกลิ่นโดยมีเซลลเยื่อบุ ผิวซึ่งเปลี่ยนแปลงไปทำหนาที่โดยเฉพาะเรียกวา ออลแฟกทอรี เซลล (olfactory cell) ซงึ่ มีพื้นทป่ี ระมาณ 10 ตารางเซนตเิ มตร และจะมีขนาดเล็กลงเมื่ออายุมากขน้ึ คอหอย (pharynx) เปน บรเิ วณทีพ่ บกนั ของชอ่ งอากาศจากจมูกและช่องอาหารจากปาก อากาศจะผา นเข้าสูกลองเสียง (larynx) ท่ีกลอ งเสยี งจะมอี วัยวะท่ีทำหนาที่ในการปดเปด กลอ งเสียงเรียกวา ฝาปดกลอ งเสยี ง (epiglottis) ปอ งกันไมใหอ าหารตกลงสูหลอดลม ท่ีกลอ งเสยี งจะมเี ยื่อเมือกท่มี ใี ยเอ็นยืดหยนุ ไดเ รยี กวา เสน เสียง (vocal cord) เม่ือลมผา นกลอ งเสยี งจะทำใหเสน เสยี งส่นั และเกดิ เปนเสยี งขน้ึ กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั

เร่อื ง ระบบหายใจ (Respiratory system) -97- ทอลม (trachea) เปนทอกลวงมีผนังแข็งและหนาเพราะมีกระดูกออนเรียงเปนรูปเกือกมาทำใหหลอดลมไมแฟบและ การที่กระดูกออนของหลอดลมเปนรูปเกือกมาทำใหหลอดอาหาร ซึ่งอยูดานหลังสามารถขยายขนาดได เมื่อมีการกลืนอาหารผานหลอดอาหารลงสู กระเพาะอาหาร หลอดลมของผูใหญยาวประมาณ 9-15 เซนติเมตร โดยจะเริ่มจากกระดูกคอชิ้นท่ี 6 จนถึงกระดูกอกชิ้นท่ี 5 แลวจึงแตกแขนงเปนข้ัว ปอดเข้าสูปอดอีกทีหนึ่ง หลอดลมสวนแรก ๆ จะมี ตอมไทรอยด (thyroid gland) คลุมอยูทาง ดานหนา ทางดานนอกของหลอดลมจะมีตอม น้ำเหลืองคอยดักจบั สง่ิ แปลกปลอม หลอดลม (bronchus) เปน สว นทแ่ี ตกแขนงแยกจากทอ ลม แบง ออกเปน 2 กง่ิ คอื ซ้ายหรอื ขวา โดยกิง่ ซา้ ยจะเขา้ สูปอดซ้าย และก่งิ ขวาแยกเข้าปอดขวาพรอ ม ๆ กับเสน เลือดและเสน ประสาท หลอดลมฝอย (bronchiole) แบง ออกเปน 2 สวนคอื • หลอดลมฝอยเทอรมินอล (terminal bronchiole) เปนทอที่แยกออกจากหลอดลมแขนงมีขนาด เสนผานศูนยกลาง 0.5-1 มิลลิเมตร พบกลามเนื้อเรียบและเยื่ออิลาสติกไฟเบอร (elastic fiber) เปน องค์ประกอบของผนงั หลอดลมฝอยเทอรมินอล แตไมพ บโครงสรางที่เปน กระดกู ออน • ห ล อ ด ล ม ฝ อ ย แ ล ก เ ป ล ี ่ ย น แ ก ๊ ส (respiratory bronchiole) เปนสวนแรกที่มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส เนื่องจากมีถุงลมยอยมาเปดเข้าที่ผนัง ซึ่งจะพบในสวนท่ี อยูทาย ๆ ซึ่งจะมีมากกวาสวนที่อยูติดกับหลอดลมฝอย เทอรม ินอล กลมุ่ สาระการเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ โรงเรยี นสาธติ มหาวทิ ยาลยั ศรนี ครนิ ทรวโิ รฒ ปทมุ วนั