ชววทยา

• การศกษาสงมชวตอยางมเหตผล– การเคลอนท

– มกระบวนการเมแทบอลซม (การเผาผลาญพลงงานระดบเซลล)

– เจรญเตบโตได

– มการสบพนธ

– มการตอบสนองตอสงเรา

– ปรบตวใหเขากบสภาพแวดลอม

– มโครงสราง (organization)

เมแทบอลซม (metabolism)

• 1. กระบวนการเอแนบอลซม (anabolism)

• 2. กระบวนการเคแทบอล (catabolism)

เมแทบอลซม คอ ปฏกรยาเคมทเรงโดยเอนไซมเพอเปลยนพลงงานและสสารทรางกายรบมาจากสงแวดลอมมาใชในการด ารงชพ

metabolism

1.กระบวนการสงเคราะหพลงงานจากอาหารทเรารบประทานเขาไป (anabolism)

เชน สงเคราะหเอากรดอะมโนกบกลโคส จากคารโบไฮเดรต ซงปฏกรยาทเกยวของกบการสงเคราะหน เรยกวา ปฎกรยาอะนาบอลก โดยมการสรางโมเลกลใหญๆขนมา เชน โปรตนกบไกลโคเจน แลวน าไปเกบไวทตบและกลามเนอตางๆ (เกบส ารองไว)

2.กระบวนการสลาย (catabolism)

คอการสลายโมเลกลใหญในขอ 1ทเกบส ารองไวนน ใหไปเปนโมเลกลเลก เพอน าไปใชเปนพลงงานไดทนท

พลงงานทวานกคอเรยวแรงทน าไปใชในการออกก าลงกาย ยน เดน นง ตางๆนนเอง หมายความวา มการส ารองไวตามขอ 1 กอน จากนน เมอไรทรางกายตองการใช กจะเขาสขอ 2. คอสลายของทไดจากขอ 1. เพอน ามาเปนพลงงาน

Anabolism

• DNA replication

• Photosynthesis

• Protein synthesis

Catabolism

• Cellular respiration

Why is photosynthesis anabolic and cellular respiration is catabolic?

การเปลยนแปลงของพลงงานและปฏกรยาเคม

• ส งม ชวตตองมการเจรญ มการสรางโมเลกล และสวนประกอบโครงส ร าง ให มๆอย ตลอดเวลา ซ งจ าเปนตองใชพลงงาน ทมาจากการสลายอาหารโดยใชกระบวนการทางเคม ทกครงท เกดปฏกรยาเคมจะตองมการแลกเปลยนพลงงาน

• ถาปฏกรยาทเกดขนมการใชพลงงานภายนอก ปฏกรยาเคมแบบนเรยกวา เอนเดอรโกนก (endergonic)

• ถามการปลอยพลงงานออกไป ในขณะทเกดปฏกรยาเคม เรยกปฏกรยานวา เอกเซอรโกนก (exergonic)

ATP สารทมพนธะเคมพลงงานสง• อะดโนซนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate หรอ ATP) ท า

หนาทเปนตวกลางในการ น าเอาพลงงานจากทหนงไปใชอกทหนง เชน การสงเคราะหดวยแสง เปลยนพลงงานรงสมาเปนพลงงานเคม

• ATP เปน nucleotide ทประกอบดวย nitrogen ทม adenine น าตาลไรโบส (คารบอน 5 อะตอม) และหมฟอสเฟตเกาะอย 3 หม และพนธะโควาเลนซทจบกบหมฟอตเฟต เมอพนธะถกท าลาย โดยท าปฏกรยากบน าจะปลอยพลงงานออกมาจ านวนมาก เปนพนธะทมพลงงานสง

• กระบวนการสงเคราะหพนธะเคมทมพลงงานสงของ ATP เรยกวา ฟอสโฟรเลชน (phosphorylation) เกดขนได 3 แบบ

ก. โดยการถายทอดกลมฟอสเฟตจากสารทมพนธะเคมพลงงานสงกวามาให ADP โดยตรง เรยกวา ซบสเตรตฟอสโฟรเลชน (substrate phosphorylation)

ข. โดยไดรบพลงงานรงสมาท าใหเกดการรวมตวของ ADP กบฟอสเฟตกลายเปน ATP เชน ในกระบวนการสงเคราะหดวยแสง เรยกวา โฟโตฟอสโฟรเลชน ( photophosphorylation )

ค. โดยการรวมตวของ ADP กบฟอสเฟต ในขณะทเกดการถายทอดอเลกตรอนไปใหออกซเจนในกระบวนการหายใจ ซงเกดในไมโทคอนเดรย เรยกวา ออกซเดทฟฟอสโฟรเลชน (oxidative phosphorylation)

ปจจยส าคญของ metabolism

ATP คออะไร?

• ATP ยอมาจาก adenosine tri phosphateสารชวเคมทเปนโมเลกลของน าตาล ribose ทม adenine และ

ฟอสเฟต มาเกาะเปนสารทไดมาจาก metabolism หรอการเผาผลาญสารอาหาร

เชน คารโบไฮเดรตเปนโมเลกลทเกบพลงงานไวไดมาก ถา ATP ถกสลาย จะปลดปลอย

พลงงานมาใหรางกายไดใชประโยชน เชน ใชในการหดตวของกลามเนอใชในการขนสงสารตางๆเขาและออกจากเซลล เปนตน

Role of ATP

• ปฏกรยาจ านวนมากในเมแทบอลซมเปนปฏกรยาออกซเดชน – รดกชน

• ปฏกรยาออกซเดชน – รดกชนบางชนดใหพลงงานชวเคมเพอสรางสาร ATP ได

• ปฏกรยาทเกยวของกบการรบและถายโอนอเลกตรอน เราเรยกวาเปนปฏกรยา oxido – reduction หรอปฏกรยารดอกซ (redox reaction)

สารชวเคมทสามารถรบและถายอเลกตรอนไดในเมแทบอลซม คอ

• nicotinamide adenine dinucleotide หรอ NAD+

– เมอรบอเลกตรอนแลวจะอยในสภาพรดวซ (NADH) เมอถายอเลกตรอนแลว กจะกลบไปอยในสภาพออกซไดซ (NAD+) ไดเหมอนเดม

• nicotinamide adenine dinucleotide phosphate หรอ NADP+

– เมอรบอเลกตรอนแลวจะอยในสภาพรดวซ (NADPH) เมอถายอเลกตรอนแลว กจะกลบไปอยในสภาพออกซไดซ (NADP+) ไดเหมอนเดม

• ในปฏกรยาเคมของเมแทบอลซม สารเคมหนงถกเปลยนแปลงหลายขนตอนจนไดอกสารหนง โดยใชเอนไซม (enzyme)หลายตว

• เอนไซมกระตนปฏกรยาเคมทตองอาศยพลงงานและเกดขนเองไมไดในสงมชวต โดยการจบคปฏกรยาดงกลาวกบปฏกรยาทเกดเองได (spontaneous process) ซงปลดปลอยพลงงาน

• เอนไซมท าหนาทเปนตวเรงปฏกรยา ท าใหปฏกรยาเหลานด าเนนไปอยางรวดเรวและมประสทธภาพ