ครูณัฐิดา วงษ์สายตา · -ส่วนประกอบของ...

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โครงสรางพนฐาน

โครงสรางพนฐานทเลกทสด ของโมเลกลสารเคม คอ อะตอม อะตอมของธาตทพบมาก ไดแก ออกซเจน คารบอน ไฮโดรเจน อะตอมของธาต จะรวมตวกนเปนโมเลกลทมขนาดใหญ ไดแก

โปรตน ลพด คารโบไฮเดรต กรดนวคลอก เปนตน โมเลกลทมขนาดใหญ เหลานลวนเปนองคประกอบของ

หนวยพนฐานของสงมชวต คอ เซลล

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

สารอนนทรย (Organic substance) นา (Water) แรธาต (Mineral) สารอนทรย (Inorganic substance) คารโบไฮเดรต (Carbohydrate) โปรตน (Protein) ลพด (Lipid) กรดนวคลอก (Nucleic acid) วตามน (Vitamin) ปฏกรยาเคมในเซลลของสงมชวต (Chemical reaction)

เคมทเปนพนฐานของสงมชวต

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โครงสรางพนฐาน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

จานวนธาตตางๆในรางกายมนษย/นาหนก

ธาต เปอรเซนต

ออกซเจน คารบอน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน แคลเซยม ฟอสฟอรส

โพแทสเซยม กามะถน อน ๆ รวม

65 18 10 3 2 1.2 0.35 0.25 0.2 100

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

องคประกอบของสารในรางกายคน

นาหนกแหงรอยละโดยนาหนก โปรตน 18% ไขมน 10% กรดนวคลอก 7% คารโบไฮเดรต 5 % สารอนนทรย 5 %

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

สารอนนทรยเปนองคประกอบ ของเซลลสงมชวต ในรปของสาร ในรางกาย ดงนคอ

สารอนนทรย (Inorganic substance)

• นา (H2O) • คารบอนไดออกไซด (CO2) • ออกซเจน (O2) • แรธาต (Mineral) • เลอด และ นาเหลอง • ฮอรโมน และเอนไซม • เนอเยอ และ อวยวะ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

อะตอมของธาตฮเลยม (He)ม protonและ neutron อยางละ 2 อนภาคอยในนวเคลยส และ electron 2 อนภาควงอยรอบนอก

Helium(He) atom

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Hydrogen bond เปนพนธะทเกดจากอะตอมของH+ ทเกดพนธะกบอะตอม ทมคา electronegativity สง ทาใหอะตอมของ H+ มประจเปนบวกนอย ๆ และพรอมทจะเกดแรงดงดดกบอะตอมทมคา electronegativity สงในโมเลกลอน ๆ ทมประจเปนลบนอยๆ เชน โมเลกลของนา

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Ionic bond Ionic bond เปนแรงยดเหนยวระหวางอะตอมเปนผลมาจาก แรงดงดดของประจ ดงนนพนธะชนดนมความแขงแรงมาก/นอยขนอยกบสภาพแวดลอมของโมเลกล ตวอยาง เชน โมเลกลของ NaCl ในตวกลางทเปนนา ionic bond ถกทาลายไดงาย เนองจากขวของโมเลกลของนาไปรบกวนแรงดงดดของประจ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

1. นา (Water) นา (H2O) เปนสวนประกอบทมปรมาณมากทสดในรางกาย คอ

ประมาณ 60–75% ของนาหนกตว (ประมาณ 2 ใน 3 ของนาหนกตว) สตรโมเลกลของนา คอ H2O สตรโครงสรางของนา คอ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โครงสรางโมเลกลของนา

ออกซเจน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 2 อะตอม มพนธะโควาเลนต เชอมระหวาง H และ O ซงแขงแรงมาก

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

คณสมบตและความสาคญของนา

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

การมขวของโมเลกลนาทาใหเกดพนธะไฮโดรเจนกบโมเลกลของสารตาง ๆ ไดด โดยเฉพาะสารเคมทมขวและสามารถแตกตวเปนไอออนไดจะลายนา ไดดจงจดนาเปนตวทาละลายทด สามารถละลายประกอบตาง ๆ ไดดกวาตวทาละลายอน ๆ สารทมสมบตละลายนาไดด เรยกวา ไฮโดรฟลก (hydrophilic) สารทไมละลายนา เรยกวา ไฮโดรโฟบก (hydrophobic)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

นาเปนตวละลายทด เพราะคณสมบตการมขวของโมเลกลนา โดยเฉพาะสารเคมทมขวและแตกตวเปนไออนไดด เชน Na+, K+, NH4

+, หรอ ในรปสารประกอบ สารประกอบไนเตรต (NO3

-) และอะซเตต (CH3COO-) NaOH, KOH, NH3 (aq) และนายงสามารถสรางพนธะไฮโดรเจนกบโมเลกลของสารอน ๆ ไดด นามแรงยดเหนยวกบโมเลกล ของสารพวก แปง โปรตน ไขมน นวคลโอไทด และคารโบไฮเดรต แรงดงดดระหวางโมเลกลตางชนดกน เรยกวา adhesion แรงดงดดระหวางโมเลกลเดยวกน เรยกวา cohesion

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

นามความจความรอนสง มสมบตเกบความรอนไดด โดยอณหภมไมปลยนแปลง มากนก จงมความสาคญในการชวยรกษาสมดลของอณหภมภายในเซลลของสงมชวตใหเหมาะสม

ความรอนจาเพาะของนา หมายถง ตองใชความรอน 1 แคลอร ทจะทาใหนา 1 กรม มอณหภมเพมขน 1 C โมเลกลของนาสามารถแตกตวเปนไอออนไดด คอ ไฮโดรเจนไอออน (H+) และ ไฮดรอกซลไอออน (OH-) ทาใหมผลตอสภาพกรด - เบส ของเซลลสงมชวต โมเลกลของนาสามารถแตกตวเปนไอออนไดด คอ ไฮโดรเจนไอออน (H+) และ ไฮดรอกซลไอออน (OH-) ทาใหมผลตอสภาพกรด - เบส ของเซลลสงมชวต

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

หนาทและประโยชนของนาในรางกาย

น ำเปนสวนประกอบของเซลล ทำใหเกดกำรเคลอนไหวของสำรภำยในเซลล ทำใหอวยวะตำง ๆ ทำงำนไดตำมปกต ทำหนำทเกยวกบกำรยอย กำรดดซม กำรขบถำย และกำรหมนเวยนขนสงสำรอำหำร

น ำเปนตวทำละลำยใหอำหำรออนนม และเปนตวกลำงทำใหสำรเกดปฏกรยำเคม

ชวยควบคมอณหภมของรำงกำยใหคงท ชวยในกำรหลอลน เชน น ำตำ ไขขอ ชวยในกำรลำเลยง คอ ลำเลยงสำรตำง ๆ กำซ ฮอรโมน และของเสยตำง ๆ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

คารบอนไดออกไซด(CO2) คารบอนไดออกไซดทอยในสงมชวต สวนใหญจะทาปฏกรยากบนา

กลายเปน กรดคารบอนก (H2CO3) แลวแตกตวเปนไฮโดรเจนไอออน (H+) และไฮโดรเจนคารบอเนต

ไอออน (HCO3-) ดงสมการ

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

คารบอนไดออกไซด มความสาคญตอพช เพราะเปนวตถดบทใช ในการสงเคราะหดวยแสง

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ออกซเจน (O2) ในบรรยากาศ ม O2 21 % สงมชวตสามารถนาไปใชไดดวยการหายใจเขา ออกซเจนมบทบาทตอการสลายสารอาหารเพอใหไดพลงงานมาใชในกจกรรม

ของเซลล เกดสารพลงงานสงในรปของ ATP โดยเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทายในปฏกรยาของ Cellular respiration

ออกซเจนมสมบตละลายนาไดด ดงนน ออกซเจนสวนใหญทพชและสตว นาไปใชประโยชนในการดารงชวตจงไดมาจากนา

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

4. แรธาต (minerals) พบในรางกายมนษย ประมาณ 4 % ของนาหนกตว แรธาตมความสาคญตอกระบวนการเมแทบอลซมภายในเซลลของ

สงมชวต คอ ชวยใหกลไกการทางานของอวยวะตาง ๆ เปนปกต มหนาท เสรมสรางความแขงแรงของรางกาย ควบคมสมดลนาและกรด – เบสในรางกาย ควบคมการทางานของเอนไซมและฮอรโมน ใชในการสงเคราะหสารอนทรยทจาเปนตอการดารงชวต

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แบงออกเปน 2 ประเภท คอ

1. macroelement หมายถง แรธาตทรางกายตองการในปรมาณมากตงแต 100 มลลกรมขนไป ม 7 ชนด ไดแก แคลเซยม ฟอสฟอรส โพแทสเซยม โซเดยม คลอรน แมกนเซยม และกามะถน

2. microelement หมายถง แรธาตทรางกายตองการในปรมาณนอย เชน เหลก แมงกานส ทองแดง สงกะส ฟลออรน โมลบดนม นเกล ดบก ไอโอดน ซลเนยม เปนตน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ตาราง แสดงปรมาณแรธาตชนดตาง ๆ ในรางกายคน ( นาหนก 70 กโลกรม )

แรธาต กรม แรธาต กรม

แคลเซยม ฟอสฟอรส

โพแทสเซยม กามะถน โซเดยม คลอรน

แมกนเซยม เหลก

1,295 700 245 175 105 105 35 2.8

แมงกานส ทองแดง ไอโอดน โคบอลต ฟลออรน โมลบดนม สงกะส ซลเนยม

0.210 0.080 0.028

นอยมาก นอยมาก นอยมาก นอยมาก นอยมาก

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต แคลเซยม (Ca)

- งาดา นม ไข - เนอสตวทกนทงเปลอก หรอกระดก เชน กงแหง ปลาไสตน - ผกสเขยวเขม เชน คะนา ตาลง

- เปนสวนประกอบของ กระดก - ชวยในการแขงตว ของเลอด - ชวยในการทางานของ ประสาทและกลามเนอ

- ถาแคลเซยมในเลอด ตาลง ทาใหเนอเยอ ประสาทถกรบกวน ถาตามากจะเกด อาการชกเกรง - ในเดกจะเจรญเตบโต ไมเตมท - ในหญงมครรภทาฟนผ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

ฟอสฟอรส (P)

- ถว ไข เนอสตว - นม เนยแขง - ผกบางชนด เชน มะเขอพวง เหด

- ทาใหกระดกและฟนแขงแรง - สวนประกอบของ กรด นวคลอก และ ATP ซงเปนสารทใหพลงงานสง

- ออนเพลย -กระดกเปราะแตก -หกงาย

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

โพแทสเซยม ( K )

- ถว - เนอสตว นม งา - ขาว เหด ไข - ผลไม เชน กลวย

- ควบคมปรมาณนา ในรางกาย - ชวยในการหดของ กลามเนอและ นากระแสประสาท

- เบออาหาร ซมเซา - กลามเนอทางานชาลง อาจทาใหเปนอมพาต

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

โซเดยม - เกลอแกง - ปทะเล หอยแครง - อาหารหมกดอง - ไข นม เนยแขง

- ควบคมปรมาณนาใน รางกาย - เกยวของกบการนา กระแสประสาทและ การทางานของ กลามเนอ

- เกดอาการคลนไส เบออาหาร กลามเนอไมมแรง หรอเปนตะครว และความดนเลอดตา

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

คลอรน - เกลอแกง - อาหารทะเล - สาหรายทะเล

- รกษาความสมดลความเปนกรดเบส - เปนสวนประกอบของกรดเกลอ (HCl) ในกระเพาะอาหาร

- อจจาระรวง - อาเจยน - เหงอออกมาก

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

แมกนเซยม (Mg)

- งา - ถว นม - ผกสเขยว - อาหารทะเล

- เปนสวนประกอบของ กระดก เลอด - ชวยในการทางานของ ระบบประสาทและ การหดตวของกลามเนอ

- เกดอาการผดปกตทาง ระบบประสาท และ กลามเนอ เชน ตอบสนองตอสงเราเรว กวาปกต เกดอาการชก

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

กามะถน (S)

เนอสตว -นม ไข -ถวเมลดแหง -กะหลาปล

-เปนสวนประกอบของกรดอะมโน -เปนสวนประกอบของผม เลบ กระดก

-

ตารางแสดงแหลงอาหาร หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

เหลก (Fe)

- งาดา - ตบ เนอสตว ถว ไขแดง - ผกสเขยว

- เปนสวนประกอบของฮโมโกลบนและ เอนไซมบางชนด

- เกดภาวะเลอดจาง ออนเพลย

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

ไอโอดน (I)

- อาหารทะเล - เกลอสมทร

- เปนสวนประกอบของ ฮอรโมนไทรอกซน ทตอมไทรอยด

- ในเดกจะทาใหรางกาย แคระแกรน สตปญญาเสอม - ในผใหญ ถาขาดนาน ๆ จะทาใหเปนโรคคอหอย พอก

ตารางแสดงแหลงอาหาร หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

แรธาต แหลงอาหาร หนาทหลก ผลจากการขาดแรธาต

ฟลออไรด (F)

- นาดมจากบอธรรมชาต บางแหง - ชา - อาหารทะเล

- เปนสวนประกอบของสารเคลอบฟนซงทาใหฟนแขงแรง - ชวยทาใหกระดกแขงแรง - ชวยในการดดซมเหลก

- ฟนผงาย

ตารางแสดงแหลงอาหาร

หนาทหลก - ผลจากการขาดแรธาตสาคญบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

สารอนทรย

สารอนทรยเปนสารทมธาต C, H, O, N, P, S เปนองคประกอบ สารอนทรยทพบในสงมชวต เรยกวา สารชวโมเลกล (biological molecule) C - H = hydrocarbon หมฟงกชน (functional group) คอ หมอะตอมหรอกลมอะตอมของธาตทแสดงสมบตเฉพาะของสารอนทรยชนดหนง เชน CH3OH (เมทานอล) CH3CH2OH(เอทานอล) ซงตองเปนสารอนทรยพวกแอลกอฮอล เพราะ สารแตละชนดตางกมหม - OH เปนองคประกอบ แสดงหม - OH เปนหมฟงกชนของแอลกอฮอล

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ตารางหมฟงกชนบางชนดและสารประกอบทมหมฟงกชนเปนองคประกอบ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ธาตคารบอนและไฮโดรเจนรวมตวกบธาตอน กอใหเกดสารอนทรยอะไรบาง

หมฟงกชนทพบในสารอนทรยบางชนด

ชอ โครงสราง แหลงทพบ

ไฮดรอกซล (hydroxyl)

นาตาล กลเซอรอล

คารบอกซล (carboxyl)

กรดไขมน กรดอะมโน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ชอ โครงสราง แหลงทพบ

คารบอนล (Carbonyl) กลมคโตน (ketone)

นาตาล

คารบอนล (Carbonyl) กลมอลดไฮด(aldehyde)

นาตาล

ธาตคารบอนและไฮโดรเจนรวมตวกบธาตอน กอใหเกดสารอนทรยอะไรบาง

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ชอ

โครงสราง

แหลงทพบ

อะมโน (amino)

กรดอะมโน โปรตน

ซลฟไฮดรล (sulfhydryl)

กรดอะมโน โปรตน

ธาตคารบอนและไฮโดรเจนรวมตวกบธาตอน กอใหเกดสารอนทรยอะไรบาง

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ชอ

โครงสราง

แหลงทพบ

ฟอสเฟต (Phosphate)

ฟอสโฟไลปด นวคลโอไทด

กรดนวคลอก

-R

แทนหมอะตอมของ C-H ไฮโดรดารบอน

ธาตคารบอนและไฮโดรเจนรวมตวกบธาตอน กอใหเกดสารอนทรยอะไรบาง

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Covalent bond ทเกดขน อาจตอกบอะตอมของ Carbon ใหเปนโมเลกลของสารทเปนสายยาว หรอแตกเปนกง หรอตอเปนวงแหวนกไดทาใหเกด เปนสารประกอบชนดตาง ๆ ทมสมบตแตกตางกน

ความสาคญของ C - Carbon สาเหตท Carbon สรางสารประกอบตาง ๆ ไดหลากหลาย เพราะอะตอมของ Carbon สามารถสราง covalent bond ไดถง 4 bonds

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ลกษณะรปรางของแกนคารบอนทแตกตางกน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ไอโซเมอร 3 รปแบบ สารบางชนด อาจมสตรโมเลกลเหมอนกนแตมการเรยงตวของอะตอมแตกตางกน และมสมบตทางเคมและชววทยาแตกตางกน เรยกสารเหลานวา Isomer

(mirror image) ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

นอกจากน functional group กเปนสวนสาคญของโมเลกลซงทาให สารตาง ๆ มสมบตทางเคมและชววทยาแตกตางกนมากยงขน

A comparison of functional groups of female (estradiol) and male (testosterone) sex hormones

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ปฏกรยาเคมของ macromolecules

Condensation เปนปฏกรยาสงเคราะห macromolecules จาก monomers เลก ๆ เปนจานวนมาก และไดผลผลต H2O ดวย ดงนน อาจเรยกวา ปฏกรยา dehydration

Hydrolysis เปนปฏกรยายอยสลาย macromoleculesใหเลกลง เพอใหสามารถนาผานเยอหมเซลลเขาสเซลลได หรอยอยสลาย macromoleculesทไมใชแลวภายในเซลล

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

The Breakdown of a polymer

The synthesis of a polymer ปฏกรยาเคม macromolecules

Condensation : เปนปฏกรยาสงเคราะห macromolecules จาก monomers เลก ๆ ไดผลผลต H2O ดวย ดงนน อาจเรยกวา ปฏกรยา dehydration

Hydrolysis เปนปฏกรยา ยอยสลาย macromolecules ใหเลกลง เพอใหสามารถผานเยอหมเซลลเขาสเซลลได หรอยอยสลาย macromolecules ทไมใชแลวภายในเซลล ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

คารโบไฮเดรต (Carbohydrate)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

คารโบไฮเดรต (Carbohydate/Saccharide) คาวาคารโบไฮเดรต หมายถง “คารบอนทอมดวยนา” เพราะโมเลกลของคารโบไฮเดรตมอตราสวนของไฮโดรเจนอะตอมตอออกซเจนอะตอม เชนเดยวกบนา คอ H : O = 2 : 1 (H2O) สตรทวไป คอ (CH2O)n

จานวน C ชนด ตวอยาง

3 C3H6O3 Triose Glyceraldehyde 4 C4H8O4 Tetrose Erythrose 5* C5H10O5 Pentose Ribose , deoxyribose 6* C6H12O6 Hexose Glucose, fructose, galactose 7 C6H12O6 Heptose Sedoheptulose

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

การอานชอนาตาลตามจานวนคารบอน

โมโน(mono) = หนง ได (di) = สอง ไตร(tri) = สาม เตตระ (tatra) = ส เพนตะ (penta) = หา เฮกซะ (hexa) = หก เฮปตะ (hepta)= เจด ออกตะ(octa) = แปด โนนะ (nona)= เกา เดคะ(daca) = สบ ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ขอยกเวน

คารโบไฮเดรตบางชนด ไมมสดสวนเหมอนนากได เชน Deoxyribose (C5H10O4) Rhamnose (C6H12O5) สารบางอยางมสตรทวไปเปน (CH2O)n คลายกบคารโบไฮเดรต แตไมใชคารโบไฮเดรต เชน กรดนาสมอะซตก (CH3COOH หรอ C2H4O2) กรดแลคตค (CH3CHO HCOOH หรอ C3H6O3)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ประเภทของคารโบไฮเดรต คารโบไฮเดรตจาแนกตามสมบตทางกายภาพและทางเคม ได 2 พวก คอ

1. พวกทเปนนาตาล 2. พวกทไมใชนาตาล คารโบไฮเดรตจาแนกตามขนาดของโมเลกล สามารถแบงออกไดเปน

3 ประเภท คอ 1. มอนอแซกคาไรด (Monosaccharide หรอ Simple sugar) 2. โอลโกแซกคาไรด (Oligosaccharide) คอ มอโนแซกคำไรด ต งแต 2 -10 โมเลกล 3. พอลแซกคาไรด (Polysaccharide) เกดจำกมอโนแซกคำไรด ต งแต 11 -1,000 โมเลกล

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

1. นาตาลโมเลกลเดยว (Monosaccharide หรอ Simple Sugar) เปนนาตาลทมลกษณะเปนผลกสขาว ละลายนาไดด มกมรสหวาน มสตรทวไป คอ (CH2O)n โดย n แสดงจานวนคารบอนอะตอม ในธรรมชาต n มคาตงแต 3 – 8 คารบอน จะเปนรปโซยาว ไมแตก กงหรอแขนง มชอเรยกตามจานวนคารบอนอะตอม ดงน จานวน C ชนด ตวอยาง

3 C3H6O3 Triose Glyceraldehyde, Dihydroxyacetone 4 C4H8O4 Tetrose Erythrose, Erythrulose 5* C5H10O5 Pentose Ribose, deoxyribose, Arabinose, Xylose 6* C6H12O6 Hexose Glucose, fructose, galactose 7 C6H12O6 Heptose Sedoheptulose

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Monosaccharide เปนนาตาลโมเลกลเดยว ทประกอบดวย C, O และ H มสตรคอ (CH2O)n โดย n มคาตงแต 3-8 อะตอมของ C ตอกนเปนสาย และ ม Carbonyl group และ Hydroxy group ตอกบอะตอมของ C

Carbonyl group

Aldehydes

Ketones

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ตวอยางนาตาลเพนโตสชนดตาง ๆ (C5H10O5)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

นาตาลเฮกโซส (Hexose) คอ นาตาลทมคารบอน 6 อะตอม ใน 1 โมเลกลของนาตาล มสตรทวไป คอ C6H12O6 ไดแก - กลโคส (Glucose) - ฟรกโทส (Frutose) - กาแลกโตส (Galactose)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Linear and ring forms of glucose

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

เกดจากการรวมตวของนาตาลโมเลกลเดยว 2 โมเลกล โดยปฏกรยา Condensation (การสงเคราะหจาก monomer)

Covalent bond ทเกดขน เรยกวา Glycosidic linkage

การสรางพนธะในนาตาลโมเลกลค (Disaccharides)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Examples of disaccharides synthesis

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Disaccharides structer

Polysaccharide structer

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Polysaccharide พอลแซกคาไรด : พบในธรรมชาตมากทสดและมความสาคญดานโภชนาการมาก เพราะเปนแหลงพลงงานของผบรโภค ประกอบดวย monosaccharides 10 โมเลกลขนไปเชอมตอกน จงมนาหนกมาก มกไมละลายนา และไมมรสหวาน พอลแซกคาไรด แบงตามคณบตทแตกตางกนตามจานวนและรปแบบการเชอมตอกนของนาตาลโมเลกลเดยว ทาใหจาแนกประเภท ได 2 กลม คอ 1. Homopolysaccharide ประกอบดวยนาตาลโมเลกลเดยวเพยงชนดเดยวเชอมตอกน ไมมสารชนดอนเจอปน แบงได 2 ชนด 1.1 เพนโตซาน มนาตาลเพนโทส เชอมตอกนมากกวา 10 โมเลกล เชน อะลาบาน ไซลาน พบมากในหญาแหง แกลบ ฟาง ซงขาวโพด แปลอกมะพราว ยางไม และเนอไม 1.2 เฮกโซซาน มนาตาลเฮกโซส เชอมตอกนมากกวา 10 โมเลกล เชน - กลแคน ไดแก แปง ไกลโคเจน เดกซทรน เดกซแทรนส เซลลโลส - ฟรกทาน ไดแก อนนลน ในพลบพลง รกเร หอม กระเทยม หนอไมฝรง รากหญา - กาแลกทาน พบในผนงเซลลเมลดพช เมลดพชตระกลถวและปะปนในไกลโคเจน - แมนนาน เปนอาหารสารอง ผนงเซลลเมลดปาลม ในยสต รา กลวยไม สน พช ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

2. Heteropolysaccharide ประกอบดวยนาตาลโมเลกลเดยวฒษฏฏซษ 1 ชนดเชอมตอ กนไมมสารชนดอนเจอปน ไดแก 2.1 เฮมเซลลโลส พบในผนงเซลล ซงขาวโพด แกลบ รา 2.2 กรดไฮยาลโรนก พบในเนอเยอตาง ๆ เชน ผวหนง ลกตา 2.3 ยางไม ประกอบดวยนาตาลอะลาบโนส กาแลกโตส แรมโนส และกรดกลควโรนก จากนาตาลกลโคส พบในยางไม 2.4 วนและเมอกไม ประกอบดวยนาตาลอะลาบโนส กาแลกโตส แรมโนส และกรด กาแลกทโรนก จากนาตาลกาแลกโตส วนพบในสาหรายสแดง

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

Polysaccharide ประกอบดวย monosaccharide จานวนมากเปนหลายพนโมเลกล ไดแก พวกแปง (อาหารสะสมในพช) glycogen (ในสตว) และ cellulose (สวนประกอบของผนงเซลล) • แปง : ประกอบดวย glucose ตอกนเปนจานวนมากดวยพนธะ 1- 4 linkage

of glucose monomers ถาตอกนแบบเปนสายยาวไมมกงกานเรยก amylose มประมาณ 20% และถาตอกนเปนกงกานเรยก amylopectin มประมาณ 80%

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

เซลลโลส : ประกอบดวย glucose ทตอกนเปนสายยาวดวยพนธะ 1-4 linkage of glucose monomers หลงจากนนแตละเสนใยเซลลโลสมาเรยงขนานกนจบกนดวย H - bond อยรวมกนเปน microfibril ซงหลาย microfibril จะรวมกนเปน fibril รางกายมนษยไมสามารถยอยเซลลโลสได เพราไมม enzyme ททาลายพนธะทเชอมระหวางโมเลกลนาตาลทงสอง ( - linkage) ในววสามารถยอยเซลลโลสไดเนองจากมแบคทเรยบางชนดยอยสลายเซลลโลสได

ไคทน : พบในแมลง กง ป และราคลายกบเซลลโลสแตมหม N จบอยทนาตาล นนคอเปน polymer ของ amino sugar

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

- การเชอมกนของมอโนแซกคาไรด 2 โมเลกล ทาใหเกด นาตาล โมเลกลค 1 โมเลกล และ นา 1 โมเลกล เรยกปฏกรยานวา ปฎกรยาดไฮเดรชน (Dehydration)

กลโคส + กลโคส มอลโตส + น ำ กลโคส + ฟรกโตส ซโครส + น ำ กลโคส + กำแลกโตส แลกโตส + น ำ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

การทดสอบน าตาลโมเลกลใหญ

แปง + สารละลายไอโอดน สน าเงนเขม

ไกลโคเจน + สารละลายไอโอดน สน าตาลแกมแดง เซลลโลส + สารละลายไอโอดน ไมพบการเปลยนแปลง

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ความสาคญของสารอาหารประเภทคารโบไฮเดรตตอสงมชวต

1. เปนสารทใหพลงงานในการดารงชวต จะใชพลงงานจากคารโบไฮเดรตทากจกรรมตาง ๆ และใหความอบอนรางกาย คารโบไฮเดรต 1 กรม จะใหพลงงาน 4.1 กโลแคลอร

2. นาไปสงเคราะหเกบสะสมไวใชยามขาดแคลนอาหาร เชน ถารางกายไดรบคารโบไฮเดรตมาก เมอใชเปนพลงงานไมหมด กจะเกบไวในรปของไกลโคเจนสะสมไวตามตบและกลามเนอ ซงมจานวนจากด คารโบไฮเดรตทเหลอจะถกเปลยนเปนไขมน ซงรางกาย

เกบสะสมไวใชยามขาดแคลน 3. ชวยใหรางกายประหยดโปรตน ในชวตประจาวนของเราจะใชพลงงานจากคารโบไฮเดรต

กอน ถาไมพอจงใชจากไขมน และถาขาดแคลนมาก ๆ จงมการใชโปรตน ซงโปรตนนนถานาไปใชจะมผลเสยตอรางกาย เพราะโปรตนมประโยชนในดานตาง ๆ มาก เชน ตอตานเชอโรค สรางเอนไซม สรางและซอมแซมสวนทสกหรอ เปนตน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

4. สรางสารอาหารทสาคญในรางกาย เชน การสราง DNA RNA ATP ตองใชเพนโทส ซงเปนคารโบไฮเดรตอยางหนง

5. ชวยกระตนการทางานของลาไสใหญ ปองกนไมใหเกดทองผก เชน เซลลโลส ทาใหรางกายมกากอาหาร

6. สามารถเปลยนไปเปนกรดอะมโนบางตวได 7. ทาใหการใชไขมนเปนไปปกต ถาหากมคารไฮเดรตไมพอ การใชไขมนจะไมปกต

เกดคโตนบอด (Ketone body) โดยเฉพาะคนทเปนโรคเบาหวานจะทาใหเกดอาการชอคได

ความสาคญของสารอาหารประเภทคารโบไฮเดรตตอสงมชวต

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โปรตน (Protein) เปนสารชวโมเลกลขนาดใหญประกอบขนจากหนวยยอย ๆ คอ กรดอะมโน

(amino acid) ซงประกอบดวยอะตอมของธาตคารบอน ไฮโดรเจน ออกซเจน และไนโตรเจน นอกจากน โปรตนบางชนดอาจประกอบดวยอะตอมของธาตอน ๆ อกเชน ฟอสฟอรส เหลกและกามะถน เปนตน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

กรดอะมโน หมายถง สารอนทรยทมหมคารบอกซล (-COOH) และหมอะมโน (-NH2) รวมอยในโมเลกลเดยวกน

โปรตน (Protein)

เขยนสตรโครงสรางทวไปของกรดอะมโน (aminน acid) ดงน

พบมากทสด ในธรรมชาต

พบทผนงเซลล แบคทเรย

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ตวอยางของกรดอะมโนบางชนด

กรดอะมโน โครงสราง กรดอะมโน โครงสราง

Glycine (Gly)

Alanine (Ala)

Serine (Ser)

Cysteine (Cys)

Tyrosine (Tyr)

Proline (Pro)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

กรดอะมโน โครงสราง กรดอะมโน โครงสราง

Asparagine (Asn)

Aspartic acid (Asp)

Glutamine (Gln)

Glutamic acid (Glu)

Arginine (Arg)

Histidine (His)

ตวอยางของกรดอะมโนบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

กรดอะมโน โครงสราง กรดอะมโน โครงสราง

Lysine (Lys)

Threonine (Thr)

Methionine (Met)

Valine (Val)

Phenylanine (Phe)

Leucine (Leu)

ตวอยางของกรดอะมโนบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

กรดอะมโน โครงสราง กรดอะมโน โครงสราง

Tryptophan (Trp)

Isoleucine (Ile)

ตวอยางของกรดอะมโนบางชนด

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ประเภทของกรดอะมโน กรดอะมโนแบงออกเปน 2 ประเภท คอ 1. กรดอะมโนทจาเปนตอรางกาย (Essential amino acid) หมำยถง กรดอะมโนทรำงกำยไมสำมำรถสงเครำะหข นมำเองได จะตองไดรบจำกอำหำร ทบรโภคเขำไปเทำน น ฮสทดน อำรจนน ไอโซลวซน ลวซน ไลซน เมไทโอนน ฟนลอะลำนน ทรโอนน วำลน ทรปโตเฟน

2. กรดอะมโนทไมจาเปนตอรางกาย (Non - essential amino acid) หมำยถง กรดอะมโนทรำงกำยสำมำรถสงเครำะหข นมำเองได ไกลซน กรดกลตามก กลตามน อะละนน แอสพาราจน กรดแอสปาตก ซรน ซสเทอน โพรลน ไทโรซน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โครงสรางของโปรตน

โปรตนประกอบดวยกรดอะมโนทเชอมตอกนดวย พนธะเพปไทด (peptide bond)เปนตวยด เชน

กรดอะมโน 2 โมเลกล เชอมตอพนธะ เรยกวา ไดเพปไทด (Dipeptide) กรดอะมโน 3 โมเลกล เชอมตอพนธะ เรยกวา ไตรเปปไทด (Tripeptide) กรดอะมโนมากกวา 3 โมเลกล เชอมตอพนธะ เรยกวา โพลเพปไทด (Polypeptide)

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โครงสรางโปรตน (Protein structure) 1. Primary structure – ปฐมภม - cytocrome C 2. Secondary structure – ทตยภม - keratin (ขนแกะ) - myosin (กลามเนอ) - epidermin (ผวหนง) - silk fibio-in (เสนไหม) - form 3. Tertiary structure – ตตยภม grobular protein (กอน) - myoglobin (เนอเยอกลามเนอ) 4. Quaternary structure – จตรภม - Hemoglobin (4)ในเมดเลอดแดง - Collagen (3) เนอเยอกระดกออน เอน และชนระหวางเซลล ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ชนดของโปรตน

โปรตนชนดตาง ๆ จงขนอยกบ 1. จานวนของกรดอะมโน 2. ชนดของกรดอะมโน 3. การเรยงตวของกรดอะมโน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โปรตนแบงตามหนาท ไดดงน 1. โปรตนทาหนาทขนสง (Transport protein) เชน ฮโมโกลบนในเมดเลอดแดง 2. โปรตนททาหนาทเปนเอนไซม (Enzyme) คอ กระบวนการหายใจ การะบวนการสงเคราะห โปรตน กระบวนการยอยอาหาร 3. โปรตนททาหนาทเปนโครงสราง (Structural) คอ โปรตนททาหนาทเปนสวนประกอบของ

โครงสรางของรางกาย เชน คอลลาเจนของเนอเยอเกยวพน 4. โปรตนททาหนาทสะสม (Storage protein) คอ โปรตนทสะสมเปนอาหาร 5. โปรตนททาหนาทเกยวกบการเคลอนไหว (Contractile protein) คอ โปรตนทอยในเซลล

กลามเนอ คอ แอกตน และไมโอซน 6. โปรตนททาหนาทปองกน (Protective protein) คอ โปรตนททาหนาทเปนภมคมกนโรคใหกบ

รางกาย 7. โปรตนททาหนาทเปนสารพษ (Toxin) เชน พษง พษคอตบ พษอหวาตกโรค 8. โปรตนททาหนาทเปนฮอรโมน (Hormone) เชน โกรทฮอรโมน อนซลน

บทบาทหนาทของโปรตน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โปรตนแบงตามหลกชวเคม ม 2 ประเภท คอ

1. โปรตนชนดไมซบซอน (Simple protein) คอ โปรตนทประกอบดวย กรดอะมโนอยางเดยว ไมมสารอนเจอปนอยดวย เชน

- Albumin เปนโปรตนในไขขาว - Histone เปนโปรตนทพบในตอมไธมส และตบออน - Glutelin เปนโปรตนทพบในขาวสาล - Protamines เปนโปรตนทพบในสตวจาพวกปลา - Globulin เปนโปรตนขนสงเปนองคประกอบของนาเลอด - Keratin โปรตนพบในเสนผม ในขนสตว

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

2. โปรตนทซบซอน (Compound protein) คอ โปรตนทประกอบดวยกรดอะมโน และมสารอนปนอยดวย เชน

- Nucleoprotein เปนโปรตนทประกอบดวยกรดนวคลอก พบตามตอมตาง ๆ - Glucoprotein เปนโปรตนทประกอบดวยคารโบไฮเดรต พบในนาลาย - Chromoprotein เปนโปรตนทมสารททาใหมสปนอยปนดวย เชน ฮโมโกลบน มธาตเหลกปนอย เมอรวมกบกาซจะใหสแดง - Prosphoprotein เปนโปรตนทมฟอสฟอรสปนอยดวย เชน Casein ในนม - Lipoprotein เปนโปรตนทมไขมนรวมอยดวย เชน ไขแดง นานม เปนตน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โปรตนแบงตามหลกโภชนวทยา ม 2 ประเภท

1. โปรตนประเภทสมบรณ (Complete protein) คอ โปรตนทมกรดอะมโนชนด จาเปนตอรางกายครบทกตว รางกายสามารถนามาสรางและซอมแซมสวนทสกหรอไดด เปนโปรตนทไดรบจากสตว เชน เนอสตวตาง ๆ ไข นม

2. โปรตนประเภทไมสมบรณ (Incomplete protein) คอ โปรตนทมกรดอะมโนชนด

จาเปนตอรางกายไมครบทกตว คอ มไมพอ เปนโปรตนทรางกายนามาใชสราง และซอมแซมสวนทสกหรอไดไมด เปนโปรตนทไดจากพช เดกทไดรบเฉพาะโปรตนชนดนเพยงอยางเดยวจะทาใหการเจรญเตบโตไมเตมทและอาจเปนโรคขาดโปรตนได

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โปรตนแบงตามลกษณะการขดและเรยงตวของสายโปรตน ม 2 ประเภท คอ

1. โปรตนลกษณะเปนเสน (Fibrous protein) โปรตนประเภทนเรยงตวกนเปนกลมตามความยาว มความแขงแรง เหนยว ยดหยนไดมาก เชน โปรตนในเสนผม โปรตนเสนไหม โปนตนทอยในเซลลของกลามเนอ

2. โปรตนลกษณะเปนกอน (Globular protein) โปรตนประเภทนจะประกอบดวยสายทขดตวกนโดยแรงดงดดระหวางสวนตาง ๆ มหลายชนด เชน โปรตนพวกฮโมโกลบน โปรตนพวกเอนไซม โปรตนทอยในเซลลกลามเนอ และโปรตนททาหนาทเปนฮอรโมน

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

ความสาคญของสารอาหารประเภทโปรตนตอสงมชวต

1. เปนสารอาหารทใหพลงงาน โปรตนเปนสารอาหารทสามารถใหพลงงานไดโปรตน 1 กรม ใหพลงงานเทากบคารโบไฮเดรต 1 กรม คอ 4.1 กโลแคลอร

2. ทาหนาทเปนโครงสรางของรางกาย และซอมแซมเนอเยอตาง ๆ ทสกหรอในรางกายคนจะมโปรตนเปนองคประกอบ 1 ใน 7 ของนาหนกตว

3. ชวยใหรางกายเจรญเตบโต โดยรางกายนาเอาโปรตนไปใชในการสรางเนอเยอใหม 4. ชวยใหเกดความสมดลในรางกาย คอ จะควบคมการเขาออกของนา ภายในเซลล 5. ชวยกระตนกระบวนการตาง ๆ ในรางกาย เชน ยอยอาหาร 6. ชวยสรางภมตานทาน (Antibody) ใหกบรางกายและทาลายพษตาง ๆ ในรางกาย

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

อาหารทมโปรตน 1. อำหำรทไดจำกสตว เชน ไข นม จะมโปนตนสงมำกและมกรดอะมโนจำเปนครบ 2. อำหำรจำพวกเน อสตวจะมโปรตนสง 3. อำหำรทไดจำกพชพวกถว จะมโปรตนคอนขำงสง 4. อำหำรทไดจำกพช มโปรตนอยนอย

ปรมาณโปรตนทตองการ ควรไดรบโปรตน 1 กรม ตอน ำหนกตว 1 กโลกรม ควำมตองกำรโปรตนแตละบคคล

ข นอยกบ 1. อำย อำยนอยตองกำรโปรตนมำก 2. สภำพของรำงกำย เชน หญงมครรภ ผปวย ตองกำรโปรตนมำก 3. อณหภมของสงแวดลอม ตำจะตองกำรโปรตนมำก 4. ควำมเครยด ตองกำรโปรตนสง ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

โรคทเกดจากการขาดโปรตน

โรคควาชออรกอร (Kwashiorkor) เกดกบเดกทหยานมใหม ๆ แลวไมไดรบโปรตนตงแตอายยงนอย ๆ ทาใหเดกขาดโปรตน รางกายหยดการเจรบเตบโต พบมากอาย 1 – 4 ป มอาการบวมทวไปตามแขน ขา ผมเปลยนส แหงและเปราะ ระยะรนแรงจะมนาคงอยชองทอง พงโร มนซม ตบโต เสอมสภาพในการทางาน

โรคมาราสมส (Marasmus) เกดกบเดกอายตากวา 1 ป เกดจากการขาดสารอาหาร ทใหแคลอรอยางมาก มลกษณะผอมแหง ไมมกลามเนอ ผวหนงเหยวยนคลายคนแก มนหงอย โรคนมกจะเกด รวมกบโรคควาชออรกอร จงเรยกวา มาราสมกควาชออรกอร (Marasmic - Kwashiorkor) คอ บคคลทขาดโปรตน และขาดแคลอรดวย

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม

การทดสอบโปรตน

การทดสอบโปรตนจะใชปฏกรยาไบยเรต (Biuret reaction) โปรตนทกตวจะใหสกบ ปฏกรยาการทดลองน เปนสนาเงนปนมวง โดยโปรตนจะทาปฏกรยากบคอปเปอรซลเฟต (CuSO4) ในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด(NaOH) ดงสมการ

ครณฐดา วงษสายตา วชาชววทยาเพมเตม