บทท 2

เซลล และองคประกอบของเซลล

จดประสงคทวไป

เพอใหมความรความเขาใจเกยวกบเซลล ความหมาย โครงสราง และองคประกอบของเซลล หนาทของเซลล การแบงเซลล และการเขาออกของสารผานเยอหมเซลล

จดประสงคเชงพฤตกรรม

1. บอกการศกษาเซลลได 2. อธบายความหมายของเซลลได 3. บอกของโครงสรางและองคประกอบของเซลลได 4. บอกหนาทของเซลลได 5. อธบายการแบงเซลลได 6. อธบายการเขาออกของสารผานเยอหมเซลลได

หวขอเนอหา

1. การศกษาเซลล 2. ความหมายของเซลล 3. โครงสราง และองคประกอบของเซลล 4. หนาทของเซลล 5. การแบงเซลล 6. การเขาออกของสารผานเยอหมเซลล

19

เนอหา

รางกายของสตวประกอบดวยเซลลนบลานเซลล เซลลเหลานรวมกลมกนเปนเนอเยอ (tissues) อวยวะ (organs) และระบบตางๆ (system) โดยเซลลทาหนาทแตกตางกนออกไปเพอใหรางกายดารงชวตอยได

1. การศกษาเซลล

เราสามารถศกษาเซลลไดโดยใชกลองจลทรรศน (microscopes) ซงทนยมใชมอยดวยกน 2 ประเภท ดงน

1.1 กลองจลทรรศนแบบใชแสง

กลองจลทรรศนแบบใชแสง (Light Microscopes : LMs) ประดษฐครงแรกในป ค.ศ. 1670 โดย แอนโทน แวน ลเวนฮค (Antony van Leeuwenhoek) กลองชนดนมในหองปฏบต การทวไป ใชแสงสวาง (visible light) จากธรรมชาต และหลอดไฟ เลนสของกลองเปนเลนสแกว (glass lenses) กาลงขยายประมาณ 1,000 เทา สองขนาดตวอยางไดไมเลกกวา 0.2 ไมโครเมตร 1.2 กลองจลทรรศนอเลคตรอน กลองจลทรรศนอเลคตรอน (Electron Microscopes :EM) ประดษฐขนมาเปนครงแรกในป ค.ศ. 1950 ใชลาแสงอเลคตรอน (electron beam) สองดขนาดตวอยางไดเลกถง 0.1- 0.2 นาโนเมตร กาลงขยายไดถง 100,000 เทา กลองจลทรรศนอเลคตรอนม 2 ชนด ไดแก Transmission Electron Microscopes (TEM) และ Scanning Electron Microscopes (SEM) กลองจลทรรศนแบบใชแสง และกลองจลทรรศนอเลคตรอน แสดงไวในรปท 2.1 และ 2.2

20

รปท 2.1 กลองจลทรรศนแบบใชแสง ทมา : Homesciencetools (2007)

TEM SEM

รปท 2.2 กลองจลทรรศนอเลคตรอน

ทมา : Geocities.com (2007) และ Radboud universiteit nijmegen (2007)

21

2. ความหมายของเซลล เซลล (cells) คอ หนวยทเลกทสดของสงทมชวต เซลลแตละชนดในรางกายสตวจะม รปราง ขนาด หนาทแตกตางกน แตโดยทวไปจะมโครงสรางพนฐานคลายคลงกน มคณสมบตของ การเปนสงมชวตครบถวน เชน เตบโตและเพมขนาด (growth) แบงเซลลเพมจานวน (cell division) ดดซมโภชนะ (absorption) ตอบสนองตอสงเรา (response) และขบถายของเสย (excretion) เปนตน โครงสรางของเซลลสตว ประกอบดวยเยอหมเซลล (cell membrane) และสวนทอยภายในทงหมด คอ โปรโตปลาสซม (protoplasm) ภายในโปรโตปลาสซมยงประกอบดวยนวเคลยส (nucleus) และไซโตปลาสซม (cytoplasm) รวมไปถงสวนประกอบทเรยกวา ออรแกเนลล (organelles) เซลลมขบวนการสรางโมเลกลขนาดใหญ (anabolism) และขบวนการทาลายใหเปนโมเลกลขนาดเลกลง (catabolism) ทเรยกรวมกนวา ขบวนการเมตาบอลซม (metabolism) การเพมปรมาณของเซลลเกด ขนดวยการแบงเซลล ซงมอย 2 แบบ คอ ไมโตซส (mitosis) และไมโอซส (meiosis) นอกจากนจะ ตองมการผานเขาออกของสารผานผนงเซลลเพอใหเซลลดารงอยได

3. โครงสราง และองคประกอบของเซลล

โครงสราง และองคประกอบของเซลล (structural and organelles) ในทนจะกลาวถงในสวนของเซลลสตว เพอใหเปนพนฐานการศกษารายวชา กายวภาคและสรรวทยาของสตวตอไป โครงสรางของเซลลประกอบดวยสวนสาคญ 2 สวน คอ เยอหมเซลล (cell membrane) และโปรโตปลาสซม (protoplasm) ซงมนวเคลยส (nucleus) กบไซโตปลาสซม (cytoplasm) ไซโตปลาสซมเปนของเหลวใสประกอบดวยออรแกเนลล (organelles) และสวนประกอบทไมมชวตของเซลล หรอไซโตพลาสมกอนคลชนบอด (cytoplasmic inclusion bodies) โครงสรางของเซลล มดงน

ภาพรวมโครงสราง และองคประกอบของเซลลสตว แสดงไวในรปท 2.3

22

รปท 2.3 โครงสรางและองคประกอบของเซลลสตว

ทมา : Molecular Expressions (2007)

3.1 เยอหมเซลล เยอหมเซลล (cell membrane) มลกษณะเปนเยอบางๆ หอหมทกสงทกอยางภายในเซลล เปนผวดานนอกของเซลลซงกนภายในของเซลลออกจากสงแวดลอม ทาหนาทปองกนการรว ไหลของสารประกอบตางๆ ภายในเซลล เยอหมเซลลจะทาการคดเลอกสารอาหาร และสารอนทจะเขาหรอออกจากเซลล เรยกคณสมบตนวา เยอเลอกผาน (selective permeability) ลกษณะของเยอหมเซลลประกอบดวยโมเลกลของไขมนชนดฟอสฟอไลปด (phospholipid) เปนสวนใหญ ฟอสฟอไลปดเหลานเรยงกนเปนแผนเนอเยอบางๆ 2 ชน (lipid bilayer) แตละชนมความหนาประมาณ 4-5 นาโนเมตร ดานนอกของผนงเซลลจะมโพลแซคคาไรด (polysaccharide) เรยงตอกบไขมน และโปรตนเปนไกลโคไลปด (glycolipid) และไกลโคโปรตน (glycoprotein) ซงการเรยงตวทแตกตางกนของคารโบไฮเดรท (carbohydrate) ชวยในการจาแนกชนดของเซลล เชน ทาใหเกดเซลลเมดเลอดชนด A B O ภายในชนไขมนจะมโปรตนหลายชนดแทรกอย เรยกวา เยอโปรตน (membrane

23

protein) ซงโปรตนเหลานบางชนดจะทาหนาทผลกดนสาร (pump protein) หรอมลกษณะเปนชอง (channel protein ) ใหสารจาเพาะชนด เชน โซเดยม (Na) โพแทสเซยม (K) กลโคส (Glucose) ผานเขา หรอออกจากเซลล โครงสรางของเยอหมเซลล แสดงไวในรปท 2.4

รปท 2.4 โครงสรางของเยอหมเซลล ทมา : ภาควชาสรรวทยา (2550)

3.2 โปรโตปลาสซม โปรโตปลาสซม (protoplasm) หมายถง สวนประกอบทเปนของเหลวของเซลลซงอยภายในเยอหมเซลลทงหมด ไดแก นวเคลยส (nucleus) และไซโตปลาสซม (cytoplasm) สวนประกอบในโปรโตปลาสซม มดงน 3.2.1 นวเคลยส (nucleus) เปนโครงสรางทมความสาคญทสดของเซลล เปนทอยของสารพนธกรรม สวนใหญมลกษณะเปนรปกลมหรอรปไข เซลลทวไปจะมหนงนวเคลยส แตสตวชนตาบางชนดจะมสองนวเคลยส เซลลเมดเลอดแดงของสตวเลยงลกดวยนมเมอเจรญเตมทจะไมมนวเคลยส ซงทาหนาทเปนศนยกลางควบคมกจกรรมตางๆ ภายในเซลล

24

สวนประกอบของนวเคลยส มดงน

1) เยอหมนวเคลยส (nuclear membrane) มลกษณะเหมอนกบเยอหมเซลลประกอบไปดวยโปรตน ไขมน บางครงจะมไรโบโซมมาเกาะอย มรอยมากมาย เรยกวา นวเคลยพอร (nuclear pore) ซงเปนทางผานเขาออกของสารตางๆ 2) โครมาตน (chromatin) เปนสวนของนวเคลยสทตดสยอม โดยสวนทตดสยอมเขม เรยกวา เฮทเทอโรโครมาตน (heterochromatin) สวนทตดสจางๆ เรยกวา ยโครมาตน (euchromatin) ซงเปนทอยของยนหรอดเอนเอ โครมาตนจะหดสนเขา และหนาในขณะทเซลลมการแบงตว เรยกวา โครโมโซม (chromosome) โครโมโซมจะจาลองตวเองเปนเสนค เรยกวา โครมาตด (chromatid) สงมชวตแตละชนด จะมจานวนโครโมโซมแตกตางกน เชน สกรมจานวนโครโมโซม 20 ค โคม 48 ค และแมวม 19 ค เปนตน 3) นวคลโอลส (nucleolus) มรปรางกลม จานวนไมแนนอนเกาะตดกบโครโมโซม เปนสวนทตดสยอมชดเจน องคประกอบทางเคม คอ โปรตน RNA และเอนไซมอกหลายตวทาหนาทเกยวของกบการแบงเซลล สวนประกอบของนวเคลยส แสดงไวในรปท 2.5

รปท 2.5 สวนประกอบ และลกษณะของนวเคลยส ทมา : Molecular Expressions (2007)

25

3.2.2 ไซโตปลาสซม (cytoplasm) คอ สวนทอยนอกนวเคลยส มลกษณะเปนของ เหลวใส สวนใหญจะเปนโปรตน กรดนวคลอก สารอนนทรย และสารอนทรยเลกๆ ภายในไซโตปลาสซม มการไหลเวยนของของเหลว (cytoplasmic steaming) ทาใหสารแขวนลอย และสาร

อาหารตางๆ ในไซโตปลาสซมสามารถกระจายทวถงในเซลล หนาทของไซโตปลาสซมมหลายอยาง เชน การสงเคราะห หรอสลายตวของสารประกอบตางๆ ทไดมาจากอาหาร เปนแหลงทมปฏกรยาทางเคมเกดขนอยเปนจานวนมาก สวนประกอบในไซโตปลาสซม หรอออรแกเนลล (organelles) มดงน

1) เอนโดพลาสมคเรตคลมชนดเรยบ (smooth endoplasmic reticulum : SER) เปนเยอรางแหทมลกษณะเรยบ ไมมไรโบโซมมาเกาะอย เชอมโยงระหวางนวเคลยสกบเยอหมเซลลประกอบดวยไขมน และโปรตน ทาหนาทสาคญในการลาเลยงสารตางๆ ผานเซลล เชน RNA ไขมน และยงเกยวของกบการสงเคราะห และลาเลยงสเทอรอยดฮอรโมน (steroid hormone) 2) เอนโดพลาสมคเรตคลมชนดขรขระ (rough endoplasmic reticulum : RER) เปนเยอรางแหทมลกษณะขรขระ เนองจากมไรโบโซมมาจบอยทผวดานนอกของทอ ทาหนาทในการสงเคราะหโปรตนในลกษณะของสารละลายและนาออกจากเซลลโดยผานทางกอลไจบอด โดยทวไปทาหนาทคลายกนกบเอนโดพลาสมคเรตคลมชนดเรยบ พบในเซลลสตวเทานน

ลกษณะของเอนโดพลาสมคเรตคลม แสดงไวในรปท 2.6

รปท 2.6 ลกษณะของเอนโดพลาสมคเรตคลมชนดเรยบ และชนดขรขระ ทมา : ACT webproject (2550)

26

3) กอลไจบอด (golgi body) หรอกอลไจแอพพาราทส (golgi apparatus) โครงสรางประกอบดวยถง (vacuole) แบนๆ หมดวยเยอบางๆ มหลายถงเรยงกน หรอเปนทอเรยงซอนกนเปนชนๆ ทบรเวณรอบนอกจะมถงเดยวเลกๆ หรอเวซเคล (vesicle) ลอมรอบภายในของ กอลไจบอด ซงมกระบวนการปรบปรง (modifying) และคดเลอก (sorting) สารโมเลกลใหญๆ ทไดจากการสงเคราะหภายในเซลล เชน โปรตน ทาใหสารทสรางขนมามความเขมขนขน จากนนจะมการจดเกบ (packing) โมเลกลเหลานนเขาสเวซเคล แลวเวซเคลจะเปนตวนาสารไปยงออรแกเนลลอนๆ หรอหลงออกนอกเซลล (secretion) นอกจากนกอลไจบอดยงเกยวของกบการสงเคราะหพวกคารโบไฮเดรทดวย

ลกษณะของกอลไจบอด แสดงไวในรปท 2.7

รปท 2.7 ลกษณะของกอลไจบอด ทมา : Molecular Expressions (2007)

4) ไลโซโซม (lysosome) มลกษณะเปนถงขนาดเลกมเยอหม ภายในถงมเอนไซมยอยโปรตน (proteolytic enzyme) ทาหนาทยอยสารอาหารทรางกายไมตองการใหออกภาย นอกเซลล ไลโซโซมพบมากในเซลลเมดเลอดขาว เซลลตบ และมาม เอนไซมอยในไลโซโซมทาหนาทยอยสลายโมเลกลของสารภายในเซลล (autophagic) เพอทาลายสงแปลกปลอม เชน แบคทเรย หรอเชอโรคจากภายนอกทเขาสเซลล

27

ลกษณะของไลโซโซม แสดงไวในรปท 2.8

รปท 2.8 ลกษณะของไลโซโซม ทมา : Molecular Expressions (2007)

5) ไรโบโซม (ribosome) เปนออรแกเนลลทไมมเยอหมเซลล มขนาดเลกกระจายทวไปอยางอสระภายในไซโตปลาสซม บางสวนเกาะอยทเอนโดพลาสมคเรตคลม พบในเซลลของสงมชวตทกชนดทงในคลอโรพลาสท และไมโตคอนเดรย มขนาดประมาณ 10-20 มลล ไมครอน ประกอบไปดวยสารโปรตนรวมกบ rRNA (ribosomal RNA) ทาหนาทเกยวของกบการสงเคราะหโปรตน และเกยวของกบการแบงเซลล ลกษณะของไรโบโซม แสดงไวในรปท 2.9

6) เซนทรโอล (centriole) เปนออรแกเนลลทไมมเยอหมทรงกระบอก หรอทอเลกๆ 2 กลม ประกอบดวยไมโครทบล (microtubule) เรยงตวกนเปนวงกลม ทาหนาทสรางเสนใยสปนเดล (spindle fiber) ไปเกาะทเซนโตเมยร (centromere) ของโครโมโซมในระยะเมตาเฟสของการแบงเซลลเพอแยกโครโมโซมออกจากกน ในเซลลบางชนดเซนทรโอลทาหนาทชวยในการเคลอนไหวของเซลล โดยการหด และการคลายตวของไมโครทบลของซเลย และแฟลกเจลลม

ลกษณะของเซนทรโอล แสดงไวในรปท 2.10

28

รปท 2.9 ลกษณะของไรโบโซม ทมา : The World of David Darling (2007)

รปท 2.10 ลกษณะของเซนทรโอล ทมา : Molecular Expressions (2007)

29

7) ไมโตคอนเดรย (mitochondria) ประกอบไปดวยโปรตน ไขมน DNA RNA และไรโบโซม รปรางไมแนนอนอาจจะเปนกอน (granular) เปนทอนยาวๆ (filamentous) หรอ คลายกระบอง (club shape) มเยอหม 2 ชน คอ เยอชนนอก (outer membrane) และเยอชนใน (Inner membrane) เยอชนในไมโตคอนเดรยมความสาคญมาก จะมลกษณะเปนหลบ เรยกวา ครสต (cristae) และทเยอชนในนเอง เปนบรเวณทเกดการเคลอนยายอเลคตรอน (electron transport) และขบวนการออกซเดทพฟอสโฟรเลชน (oxidative phosphorylation) ทาใหเกดพลงงาน (ATP) ภาย ในของไมโตคอนเดรยมชองวาง เรยกวา แมทรกซ (matrix) ซงมเอนไซมหลายชนดเพอใชในขบวน การสรางพลงงาน

โครงสรางภายในของไมโตคอนเดรย แสดงไวในรปท 2.11

รปท 2.11 โครงสรางภายในของไมโตคอนเดรย ทมา : Molecular Expressions (2007)

8) โครงกระดกของเซลล (cytoskeleton) ลกษณะเปนโครงสรางทยดโยงดวยสายใยของโปรตน ภายในเซลลประกอบไปดวยไมโครทบล (microtubules) ไมโครฟลาเมนต (microfilaments) และ อนเตอรมเดยดฟลาเมนต (intermediate filament) ทาหนาทค าจน และทาใหเซลลคงรปรางอยได ชวยในการเคลอนทของเซลล (cell motility) เซลลเคลอนทไดโดยการทาให

30

สายใยนสนเขาหรอยดออก สายใยเหลานเปนเหมอนสายเคเบล เมอโผลออกไปขางนอกพลาสมาเมมเบรน (plasma membrane) จะกลายเปนเซลลคลายขนหรอผมเลกๆ (cilia cells) ดวยขนเหลานในเซลลทจดเรยงตวอยในระบบหายใจของสตว ทาหนาทเปนแนวปองกนการตดเชอโรคได

โครงกระดกของเซลล แสดงไวในรปท 2.12

รปท 2.12 โครงกระดกของเซลล ทมา : Estern Kentucky University (2007)

4. หนาทของเซลล เซลลมหนาทสาคญตอการดารงชวตของสตวหลายประการ ดงน 4.1 การเคลอนไหว เชน ในพวกอะมบา และพวกทมขน (cilia) 4.2 การรบ และการตอบโตตอสงกระตน พรอมแพรกระจายความรสกไปทวเซลล 4.3 การหายใจ เซลลนาออกซเจนเขาไปใชในขบวนการออกซเดชน (oxidation) และขบถายคารบอนไดออกไซดออกมา 4.4 กนอาหารเพอใหไดพลงงานออกมา

31

4.5 การขบถายของเสย 4.6 การแบงเซลล มการแบงเซลลทงแบบไมโตซส และไมโอซส

5. การแบงเซลล การแบงเซลล (cell division) เปนคณสมบตของสงทมชวต แบงออกเปน 3 ชนด ดงน

5.1 การแบงเซลลแบบอะไมโตซส

การแบงเซลลแบบอะไมโตซส (amitosis) เปนการแบงเซลลของพวกสตวเซลลเดยว เชน แบคทเรย และโปรโตซว ลกษณะเปนการแบงเซลลโดยตรงเรมจากการแบงนวเคลยส แลวตามดวยการแบงไซโตปลาสซม โดยเซลลมการคอดออกเปนสองสวนจนแยกออกจากกน 5.2 การแบงเซลลแบบไมโตซส การแบงเซลลแบบไมโตซส (mitosis) เปนการแบงเซลลของเซลลรางกายในสตวเลยงทกชนด เซลลทเกดขนจะมพนธกรรมเหมอนเซลลแม การแบงเซลลแบบไมโตซสม 5 ระยะ ดงน 5.2.1 ระยะอนเตอรเฟส (interphase) เปนระยะทเซลลอยในระหวางเจรญเตมทหรออยในระยะพก (resting state) มการจดเรยงตวของเสนโครมาตน (chromatin filament) จากเมดโครมาตนทกระจายอยในนวเคลยส ในขณะทเซนทรโอลจะเรมเหนแบงออกเปน 2 อน 5.2.2 ระยะโปรเฟส (prophase) เยอหมนวเคลยสเรมจาง เซนทรโอลแตละอนเรมเจรญเตบโต และทาหนาทได (active) เซนทรโอลแบงออกเปน 2 อน ไปอยแตละดานของเซลล และเรมมแอสเตอร (aster) ทจะเปลยนเปนเสนใย (spindle) ปรากฏใหเหนเพอทาหนาทในการยดโยงเซนทรโอล โครมาตนทเปนเสนจะหดตวเลกลงกลายเปนโครโมโซม โดยโครโมโซมจะจบตวกนเปนค จากนนจะแบงตวตามยาวไดเปน 2 โครมาตด ระยะนนวคลโอลส (neucleolus) จะเรมจางหายไปจากเซลล

32

5.2.3 ระยะเมตาเฟส (metaphase) โครโมโซมจะมาจดเรยงตวกนบรเวณแนวกง ลางเซลล แตละโครมาตดจะมรอยคอดแหงหนง มปมตรงกลาง เรยกวา เซนโตรโซม (centrosome) ปมทเกดขนนคอจดทเสนใยมายดโยงโครมาตดแตละอนไวดวยกน และเซนทรโอลแตละอนจะอยทขวเซลลแตละขาง แลวเสนใยจะหดตวมผลใหเซนโตรโซมของโครโมโซมทเรยงกนอยตรงกลางเซลล แยกออกจากกนโดยโครมาตดแตละขางเรมแยกออกจากกนไดเลกนอย 5.2.4 ระยะแอนาเฟส (anaphase) โครมาตดแยกตวออกหางจากกนโดยเสนใยทยดโยงโครมาตดแตละขางของโครโมโซมจะหดตวสนลง ดงใหโครมาตดแตละอนแยกออกไปเขา จนใกลขวเซลลในแตละขาง เยอหมเซลลเรมคอดตวตรงแนวกลางเซลล ขณะทโครมาตดแตละกลม มาเรยงกนอยทแตละขางของขวเซลล 5.2.5 ระยะเทโลเฟส (telophase) โครโมโซมลกทรวมกนอยทขวเซลลจะจบกนเปนเสน เยอหมเซลลคอดตวตรงแนวกลางเซลลมากขนและเรมปรากฏเยอหมนวเคลยสใหม เสนใยเรมหายไปจากเซลล โครโมโซมทเปนเสนจะสลายตวกลายเปนเมด (chromatin granule) กระจายไปทวนวเคลยสของเซลลทจะเจรญไปเปนเซลลลก แลวเยอหมเซลลคอดตวมากขน จนเซลลแยกออกจากกนโดยเดดขาด

การแบงเซลลแบบไมโตซส แสดงไวในรปท 2.13

5.3 การแบงเซลลแบบไมโอซส การแบงเซลลแบบไมโอซส (meiosis) เปนการแบงเซลลสบพนธเพศผ คอ อสจ (sperm) และเซลลสบพนธเพศเมย คอ ไข (ovum) การแบงเซลลแบบนนวเคลยสจะถกแบง 2 ครง ครงแรกเพอลดจานวนโครโมโซมใหเหลอครงหนง (haploid chromosome : n) ครงทสองคลายกบการแบงเซลลแบบไมโตซส ผลการแบงเซลลจะไดเซลลใหมทงหมด 4 เซลล การแบงเซลลแบบ ไมโอซส ม 2 ตอน ดงน

5.3.1 ไมโอซสตอนท 1 (Meiosis I หรอ reductional division) เปนการแยก

โครโมโซมคเหมอนออกจากกน (separate homologous chromosome) เซลลใหม 2 เซลล มจานวนโครโมโซมเพยงครงเดยวของเซลลเดม แบงออกเปนขนตอนยอยๆ ได 4 ขนตอน คอ

33

รปท 2.13 การแบงเซลลแบบไมโตซส ทมา : The National health museum (2007)

1) ระยะโปรเฟส 1 (Prophase I) โครมาตนจะเรมหดตวสนเขา โดยระยะ โปรเฟส 1 ยงแบงออกเปน 5 ระยะยอย ๆ คอ

ก. เลปโททน หรอ เลปโทนมา (leptotene /leptonema ) โครโมโซมจะปรากฏใหเหนเปนเสนยาวๆ ขดไปขดมาในนวเคลยส ข. ไซโกทน หรอไซโกนมา (zygotene / zygonema) เปนระยะทโครโมโซมทมรปรางเหมอนกนหรอเปนคกน จะมาจบกนเปนค ค. พาคทน หรอ พาคนมา (pachytene / pachynema) โครโมโซมทเปนคกนจะหดตวหนาขนเปนเสนสนๆ ไดเปนโครมาตด ง. ไดโพลทน หรอไดโพลนมา (diplotene/diplonema) โครโมโซมแตละอนจะแยกออกเปน 2 โครมาตด ในแตละคทมาจบกนจะมโครมาตด 4 เสน แตละโครมาตดท

34

แยกจากกนจะมการไขวกนของโครมาตด เรยกวา เกดการไคแอสมาตา (chiasmata) และมการแลก เปลยนชนสวนของโครมาตด (crossing over) จ. ไดอะคเนซส (diakinesis ) โครโมโซมจะหดตวสนลง และ นวคลโอลส จะเรมจางหายไป 2) ระยะมาตาเฟส 1 (Metaphase I) โครโมโซมมาเรยงตวกนอยตรงกลางเซลล เซนทรโอล จะแยกไปทแตละขางของขวเซลล และมเสนใยยดโยงระหวางแตละโครมาตด 3) ระยะแอนาเฟส 1 (Anaphase I) โครมาตดแยกตวออกเปน 2 ค แตละคจะแยกตวไปทแตละขวของเซลล 4) ระยะเทโลเฟส 1 (Telophase I) เกดเยอหมนวเคลยสลอมโครโมโซมใหมทอยทขวเซลล ไซโตปลาสซมจะคอดตวเพอแบงเซลลออกเปน 2 เซลล ระยะนโครโมโซมจะมเพยงครงหนงเทานน (hoploid chromosome : n)

5.3.2 ไมโอซสตอนท 2 (Meiosis II หรอ equational division) การแบงเซลลในขนตอนนจะคลายๆ กบไมโตซส (เพยงแตไมมการจาลองตวเองของดเอนเอเทานน) เปนการแยกจากกนของ sister chromatids (separates sister chromatids) ม 4 ขนตอน คอ 1) ระยะโปรเฟส 2 (prophase II) 2) ระยะเมตาเฟส 2 (metaphase II) 3) ระยะแอนาเฟส 2 (anaphase II) 4) ระยะเทโลเฟส 2 (telophase II) ทง 4 ขนตอนมกจกรรมการแบงเซลลเชนเดยวกบการแบงเซลลแบบไมโตซส เมอสนสดระยะเทโลเฟส 2 จะไดเซลลใหม 4 เซลล และแตละเซลลจะมโครโมโซมเพยงครงหนงของเซลลเรมตน การแบงเซลลแบบไมโอซส แสดงไวในรปท 2.14

35

รปท 2.14 การแบงเซลลแบบไมโอซส ทมา : The National health museum (2007)

6. การเขาออกของสารผานเยอหมเซลล

การเขาออกของสารผานเยอหมเซลล มความสาคญตอการมชวตอยของเซลล โดยจา เปนตองไดรบโภชนะในการสงเคราะหพลงงาน และตองขบของเสย หรอสารทเซลลไมตองการออกนอกเซลล ความสามารถของสารตางๆ ในการผานเขาออกเยอหมเซลลจะแตกตางกน นามคณ สมบตในการผานเยอหมเซลลไดดทสด รองลงมาคอกาซทละลายน าหรออยในรปของสารละลายสารอนทรย สารประจลบ และสารประจบวก สาหรบโภชนะตางๆทมโมเลกลขนาดใหญเซลลจา เปนตองมกลไกพเศษในการนาสารดงกลาวนเขาภายในเซลล และสารทจะผานเยอหมเซลลไดนนตองอยในรปของสารละลาย

36

กลไกในการเขาออกของสารผานเยอหมเซลลมดวยกน 3 แบบ คอ 6.1 การแพร การแพร (diffusion) เปนกลไกการลาเลยงของสารจากประจ (ion) หรอโมเลกลของกาซ หรอของเหลวทมความเขมขนสงกวาไปยงททมความเขมขนตากวา โดยผานเยอหมเซลลจนกระทงเกดความสมดลของสารละลาย ไมมความตางศกยไฟฟาสาหรบเยอหมเซลล การเคลอน ทของสารแบบนจะขนอยกบอณหภม ขนาดของโมเลกล และความแตกตางของความเขมขนของสาร กลไกการลาเลยงของสารแบบนสามารถแบงไดเปน 3 แบบ ดงน

6.1.1 การแพรแบบธรรมดา (simple diffusion) เปนการแพรของโมเลกลทมความ

เขมขนสงกวาไปยงจดมความเขมขนตากวา เชน การแพรของกาซทถงลมปอด (alveoli) และการแพรของสารบางชนดทเยอหมเซลล

6.1.2 การแพรโดยอาศยตวพา (facilitatate diffusion) เปนขบวนการทของเหลวผานเยอหมเซลลโดยอาศยตวพา (carier) ทเยอหมเซลล โดยไมมการใชพลงงานเนองจากตวพานสามารถเคลอนผานเยอหมเซลลไดอยางอสระ ในการเคลอนทนนสารจะเกาะกบตวพาทตาแหนงจาเพาะ (binding site) 6.1.3 การออสโมซส (osmosis) การเขาออกของสารผานเยอหมเซลล จากบรเวณทมความเขมขนนอย หรอมน ามาก ผานเยอหมเซลลเขาสบรเวณทมความเขมขนมาก หรอมน านอยกวา การแพรของสารผานเยอหมเซลลแบบธรรมดา การแพรโดยอาศยตวพา และการออสโมซส แสดงไวในรปท 2.15 และ 2.16

37

รปท 2.15 การแพรของสารผานเยอหมเซลลแบบธรรมดา และการแพรโดยอาศยตวพา ทมา : Singer and Nicolson (1972)

รปท 2.16 หลกการออสโมซส

ทมา : The Biology Corner (2007)

38

6.2 การลาเลยงสารแบบใชพลงงาน การลาเลยงสารแบบใชพลงงาน (active transport) เปนการเคลอนทของสารทจะเกดขนเฉพาะในเซลลทยงมชวตอยเทานน โดยการใชตวพาและพลงงานรวมกน การเคลอนทแบบนจะสามารถทาใหสารเคลอนตวจากทมความเขมขนตาไปยงททมความเขมขนสงได ตวพาสารสวนใหญเปนโปรตน ตวพาจะพาสารผานเยอหมเซลลไดตองไดรบการกระตนจากพลงงาน (ATP) กอน จากนนจงยอมใหสารเกาะและนาเขาสเซลลได การเคลอนทของสารโดยใชพลงงาน ไดแก การเคลอนทของกลโคส กรดอะมโน และแรธาตพวกโซเดยม โพแทสเซยม (Na+ K+ pump) ทเซลลกลามเนอและประสาท รวมทงการดดกลบของสารทหลอดไต การเขาออกของสารผานเยอหมเซลลแบบใชพลงงาน แสดงไวในรปท 2.17

รปท 2.17 การเขาออกของสารผานเยอหมเซลลแบบใชพลงงาน ทมา : Singer and Nicolson (1972)

6.3 การลาเลยงสารโดยการสรางถงจากเยอหมเซลล การลาเลยงสารโดยการสรางถงจากเยอหมเซลล (vesicle) เปนการลาเลยงสารทมโมเลกลขนาดใหญ โดยเยอหมเซลลมคณสมบตเปลยนแปลงรปรางไดเนองจากเปนสารประกอบพวกโปรตน กบไขมน การลาเลยงสารชนดนม 2 แบบ ดงน

39

6.3.1 การลาเลยงสารออกนอกเซลล (exocytosis) เปนการลาเลยงสารทมโมเลกลขนาดใหญออกจากเซลล เชน ฮอรโมนทสงเคราะหขนทไรโบโซมของเอนโดพลาสมคเรตคลม จะถกสงไปทกอลไจบอด เพอเกบรวบรวมไวในถง หรอเวซเคล (vesicle) แลวปลดปลอยเวซเคลไปในไซโตปลาสซม การหลงฮอรโมนเกดขนโดยเวซเคลเคลอนมาทเยอหมเซลล แลวมการรวมตวกนระหวางผนงเวซเคล และเยอหมเซลล ทาใหสารหลงออกนอกเซลลได

การลาเลยงสารออกนอกเซลล (exocytosis) แสดงไวในรปท 2.18

รปท 2.18 การลาเลยงสารออกนอกเซลล (exocytosis) ทมา : Southwest Tennessee Community College (2007)

6.3.2 การลาเลยงสารเขาในเซลล (endocytosis) เปนการลาเลยงสารทมโมเลกลขนาดใหญกวารของเยอหมเซลลใหเขาไปภายในเซลล โดยการสรางถงจากเยอหมเซลล การลาเลยงสารเขาในเซลลม 2 แบบยอย ดงน 1) ขบวนการฟาโกไซโตซส (phagocytosis) การนาเขาของสารโดยเยอหมเซลล มการยนขาเทยม (pseudopodium) ออกมาโอบสารหรออาหารไว จนหมแลวกลนเขาไปในเซลล เชน การกนเชอโรคหรอสงแปลกปลอมของเซลลเมดเลอดขาว การลาเลยงสารโดยขบวนการฟาโกไซโตซส แสดงไวในรปท 2.19

40

รปท 2.19 การลาเลยงสารเขาในเซลลโดยขบวนการฟาโกไซโตซส (phagocytosis) ทมา : Southwest Tennessee Community College (2007)

2) ขบวนการกลน (pinocytosis) ขบวนการลาเลยงสารทมโมเลกลขนาดใหญผานเยอหมเซลลใหเขาไปภายในเซลลในรปของสารละลาย เชน การนาโปรตนเขาเซลล การเคลอนยายสารจะเกดขนโดยการเปลยนลกษณะของเยอหมเซลล ตรงจดทโมเลกลของสารมาสมผส จากนนเยอหมเซลลจะเวาเปนแองเขาไปในเซลล และโอบลอมโมเลกลของสารทมาสมผส จนเกดเปนถง แลวถงทเกดขนจะเคลอนตวจากดานนอกเขาสเซลล การลาเลยงแบบนสามารถพบไดทหลอดไต

การลาเลยงสารโดยขบวนการกลน แสดงไวในรปท 2.20

รปท 2.20 การลาเลยงสารเขาในเซลลโดยขบวนการกลน (pinocytosis) ทมา : Southwest Tennessee Community College (2007)

41

เซลลเปนหนวยทเลกทสดของสงมชวต เราสามารถศกษาเซลลไดโดยใชกลอง จลทรรศนแบบใชแสง และแบบอเลคตรอน ในเซลลของสตวมสวนประกอบสาคญสองสวน คอ เยอหมเซลล และโปรโตปลาสซม โดยโปรโตปลาสซมประกอบดวยนวเคลยส และไซโตปลาสซมซงมออรแกเนลล แขวนลอยทาหนาทเฉพาะเจาะจง มการแบงเซลลเพอการเจรญและสบทอดเผา พนธ และมการนาสารเขาและออกเพอใหเซลลดารงอยได

กจกรรมการเรยนการสอน

1. บรรยายประกอบสอการเรยนการสอน และ Power point 2. แบงกลมนกศกษาใหทาการศกษาองคประกอบของเซลลสตว จากเซลลเยอบขาง

แกม โดยใชกลองจลทรรศนแบบใชแสง 3. แบงกลมนกศกษาใหแสดงความคดเหนเกยวกบความสาคญของการแบงเซลล

สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอน 2. สอ Power point เรอง เซลล และองคประกอบของเซลล 3. หนงสออานประกอบ 4. เครองฉายภาพขามศรษะ และแผนใสประกอบการสอน 5. วดทศนเกยวกบการแบงเซลล

การวดผลและประเมนผล

1. สงเกตพฤตกรรมการเรยนรของนกศกษา 2. แบบรายงานผลการปฏบตกจกรรมกลม 3. ตรวจแบบฝกหด 4. ตรวจขอสอบกอน และหลงเรยน

42

แบบฝกหด 1. ใหนกศกษาวาดภาพเซลล องคประกอบ และโครงสรางของเซลลโดยศกษาจาก กลองจลทรรศนแบบใชแสง จากตวอยางเซลลเยอบขางแกม พรอมชสวนประกอบ

2. จงอธบายความหมายของเซลลทเปนองคประกอบของรางกายสตว 3. จงอธบายโครงสรางและองคประกอบของเซลลตอไปน

3.1 เยอหมเซลล 3.2 ไลโซโซม 3.3 ไรโบโซม 3.4 ไมโตคอนเดรย 3.5 กอลใจบอด

4. จงอธบายหนาทของเซลลโดยละเอยด 5. จงอธบายสรปขนตอนการแบงเซลลแบบไมโตซส และไมโอซส เกยวกบชนดของ

เซลลขบวนการ และผลทไดรบ 6. จงอธบายเปรยบเทยบการเขาออกของสารผานเยอหมเซลลแบบไมใชพลงงาน

(passive transport) และแบบใชพลงงาน (active transport)

43

เอกสารอางอง จาเนยร สตยาพนธ. 2527. กายวภาคและสรรวทยาของสตวเลยง. ภาควชาสตวบาล คณะเกษตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, กรงเทพฯ. 206 หนา ประดษฐ พงศทองคา. 2543. พนธศาสตร. พมพครงท 2. มหาวทยาลยเกษตรศาสตร, กรงเทพฯ. 398 หนา

ภาควชาสรรวทยา. 2550. CAI-Cell. คณะสตวแพทยศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย. สบคนจาก : http://www.vet.chula.ac.th/~physio/biochem/cai/cell%20structure/eukmemb.htm (15/02/2550) มณ อชวรานนท. 2524. สรรวทยา PHYSIOLOGY. ชมนมสหกรณการเกษตรแหงประเทศไทย จากด, กรงเทพ ฯ. 339 หนา. วสทธ ใบไม. 2533. พนธศาสตร. พมพครงท 2. เจาพระยาระบบการพมพ, กรงเทพฯ. 538 หนา

ACT webproject. 2550. Cell. (Online). Available: http://computer.act.ac.th/webproject5_ 2548/st/m53/division/Endoplasmic%20reticulum.jpg (15/04/2007) Campbell, N. A. 1996. Biology. 4th ed. The Benjamin/Cummings - Publishing Company, Inc. Menlo Park, California. 1,206 pp. DeRobertis, E.D.P., F.A. Saez and E.M.F. DeRobertis. 1975. Cell Biology. 6th ed. W.B. Saunders, London. Eldon D. Enger and Frederick C. Ross. 1997. Conception Biology. 8th ed. Times Mirror Higher Education Group, Inc., U.S.A. 458 pp. Estern Kentucky University. 2007. (Online). Available :.http://people.eku.edu/ritchisong/ RITCHISO/cytoskeleton.jpg (233/05/2007) Geocities.com. 2007. BIOLOGY. (Online). Available: http://www.geocities.com/truanson/ Untitled-03.htm (15/01/2007) Homesciencetools. 2007. (Online). Available : http://www.hometrainingtools.com/ misc/ compound%20parts.jpg (14/06/2007) Junqueira, L. C., Carneiro, J. and Long, J. A. 1986. Basic Histology. 5th ed. Lange Medical Publication/Los Altos, California. 529 pp.

44

Molecular Expressions. 2007. Animal Cell Structure. (Online). Available : http://micro. magnet.fsu.edu/cells/animalcell.html (11/03/2007) Molecular Expressions. 2007. The Cell Nucleus. (Online). Available : http://www.microscopy. fsu.edu/cells/nucleus/nucleus.html (30/03/2007) Molecular Expressions. 2007. Animal Cell Structure. (Online). Available : http://micro. magnet.fsu.edu/cells/golgi/images/golgifigure1.jpg (30/03/2007) Molecular Expressions. 2007. Animal Cell Structure. (Online). Available : http://www. molecularexpressions.com/cells/lysosomes/images/ lysosomesfigure1.jpg (5/05/2007) Molecular Expressions. 2007. Animal Cell Structure. Available : http://micro.magnet. fsu.edu/cells/centrioles/images/centriolesfigure1.jpg (30/03/2007) Molecular Expressions. 2007. Animal Cell Structure. (Online). Available : http://micro. magnet.fsu.edu/cells/mitochondria/mitochondria.html (30/03/2007) Radboud universiteit nijmegen. 2007. Virtual Classroom Biology. (Online). Available : http://www. vcbio. science.ru.nl/ images/TEM-SEM-electron-beam.jpg (1/05/2007) Singer, S. J., and Nicolson, G.L. 1972. The fluid mosaic model of the structure of cell membranes. (Online). Available : http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/ BIOBK/BioBooktransp.html#Table%20of%20Contents (11/05/2007) Southwest Tennessee Community College. 2007. (Online). Available : http://faculty. southwest.tn.edu/rburkett/GB1-os25.jpg (22/4/2007) The Biology Corner. 2007. (Online). Available : http://www.biologycorner.com/resources/ osmosis.jpg

The National health museum. 2007. Cell : Mitosis. (Online). Available : http://www.access excellence.org/RC/VL/GG/mitosis.html (22/04/2007) The National health museum. 2007. Cell : Meiosis. (Online). Available : http://www.access excellence.org/RC/VL/GG/meiosis.html (11/03/2007) The World of David Darling. 2007. (Online). Available : http://www.daviddarling.info/images/ ribosome.jpg (9/04/2007) Wolfe, S.L. 1981. Biology of the Cell. 2nd ed. Wadsworth. Belmont, CA.