Transcript GENERAL BIOLOGY: 2303103 Unit 3 Maintenance of Life โดย ร.ศ. ดร.สุจนิ ดา มาลัยวิจติ รนนท์ ทัง้ หมด 12 ชั่วโมง.

GENERAL BIOLOGY: 2303103
Unit 3
Maintenance of Life
โดย ร.ศ. ดร.สุจนิ ดา มาลัยวิจติ รนนท์
ทัง้ หมด 12 ชั่วโมง
TOPICS
1. Obtaining and digesting of food (1.5 ชม.)
(Digestive system)
2. Gas exchange: breathing system (1.5 ชม.)
(Respiratory system)
3. Internal transport (2 ชม.)
(Circulatory system)
4. Immune system (1.5 ชม.)
5. The control of internal environment (1 ชม.)
6. Chemical control (1.5 ชม.)
(Endocrine system)
7. Nervous system and the sense (2 ชม.)
8. Animal locomotion (1 ชม.)
Nervous system
Endocrine system
i
m
m
u
n
e
s
y
s
t
e
m
-ในการรั กษาสภาวะธารงดุล สัตว์ จาเป็ นที่จะต้ องได้ รับพลังงานและสารอาหารจาก
สิ่งแวดล้ อมภายนอก และในขณะเดียวกันก็มีการขับของเสียออกสู่ภายนอก
-สัตว์ ได้ รับพลังงานและสารอาหารจากสิ่งแวดล้ อมโดยการทางานของระบบย่ อย
อาหาร (digestive system) และระบบหายใจ (respiratory system) และขับของเสีย
ออกสู่ส่ งิ แวดล้ อมโดยระบบขับถ่ าย (excretory system)
-ระบบไหลเวียนเลือด (circulatory system) เป็ นตัวประสานระบบต่ าง ๆ เข้ าด้ วยกัน
-ลักษณะพืน้ ฐานของระบบย่ อยอาหาร หายใจ ขับถ่ าย และไหลเวียนเลือด คือ
:มีลักษณะเป็ นท่ อ
:มีการแพร่ ของสาร
-การทางานของทุกระบบ
ถูกควบคุมโดยระบบ
ประสาท (nervous system)
และระบบต่ อมไร้ ท่อ
(endocrine system)
TOPICS
1. Obtaining and digesting of food
(Digestive system)
2. Gas exchange: breathing system
(Respiratory system)
3. Internal transport
(Circulatory system)
4. Immune system
5. The control of internal environment
6. Chemical control
(Endocrine system)
7. Nervous system and the sense
8. Animal locomotion
เอกสารอ้ างอิง
1. Campbell NA, Reece JB. 2002. Biology 6th ed. Benjamin Cummings,
San Francisco.
2. Hopson JL, Wessells NK. 1990. Essentials of Biology. McGraw-Hill
Publishing Company, New York.
3. Postlethwait JH, Hopson JL. 1995. The Nature of Life 3rd ed.
McGraw-Hill Publishing Company, New York.
4. John GB. 2003. The Living World 3rd ed. McGraw-Hill Publishing
Company, New York.
5. Solomon EP, Berg LR, Martin DW. Biology 6th ed. Thomson Learning,
USA.
1. OBTAINING AND DIGESTING OF FOOD
(DIGESTIVE SYSTEM)
undernourishment: การขาดอาหาร(deficient in calories) เป็ นเวลานาน
overnourishment: การได้ รับอาหารปริมาณมากเกินไป
malnourished: การขาดสารอาหารที่จาเป็ น (essential nutrients)
ทาไมสิ่งมีชีวติ ต้ องกินอาหาร?
1.เพื่อให้ ได้ มาซึ่งพลังงาน
2.เพื่อให้ ได้ อนิ ทรี ย์สารสาหรั บ
นามาใช้ สังเคราะห์ ส่วนประกอบ
ต่ างๆ ของร่ างกาย
3.เพื่อให้ ได้ สารอาหารที่จาเป็ น
ต่ างๆ ที่ร่างกายสังเคราะห์ เอง
ไม่ ได้
สารอาหารที่จาเป็ น(essential nutrient)
สารอาหารที่จาเป็ น: สารอาหารที่ร่างกายสัตว์ สร้ างเองไม่ ได้ ต้ องได้ รับจากอาหาร
มี 4 ชนิด คือ
1. Essential amino acid ร่ างกายคนเรา
ต้ องการกรดอะมิโนเพื่อใช้ ในการสร้ าง
โปรตีนจานวน 20 ชนิด แต่ มีกรดอะมิ
โนจาเป็ น(essential amino acid) จานวน
8 ชนิดที่ร่างกายสร้ างเองไม่ ได้ คือ
Tryptophan, Methionine, Valine,
Threonine, Phenylalanine, Leucine,
Isoleucine, Lysine (ในทารกมีตัวที่ 9 คือ
Histidine)
2.Essential fatty acid ที่จาเป็ นในสัตว์ คือ กรดไขมันไม่ อ่ มิ ตัว(unsaturated fatty
acid) ที่พบในคนเช่ น linoleic acid
3.วิตามิน ร่ างกายต้ องการในแต่ ละวันปริมาณน้ อย ที่จาเป็ นมีทงั ้ หมด 13 ตัว
แบ่ งเป็ น
3.1 water-soluble vitamins ได้ แก่ B complex, C
3.2 fat-soluble vitamins ได้ แก่ A, D, E, K
4.เกลือแร่ (minerals)
Water-soluble vitamins
Fat-soluble vitamins
แบ่ งสิ่งมีชีวติ ตามการจัดหาสารอาหาร เป็ น 2 พวก คือ
1. Autotroph (auto = self, trophe = nutrition) พวกที่สร้ าง
อาหารได้ เองจากสารอนินทรีย์ ได้ แก่ พืชสีเขียวต่ าง ๆ
2. Heterotroph (hetero = other) พวกที่สร้ างอาหารเองไม่ ได้
ได้ แก่ สัตว์ ต่าง ๆ
แบ่ ง Heterotroph ตามลักษณะของอาหารที่กิน เป็ น 3 ชนิด คือ
1. Herbivore พวกที่กินพืชเป็ นอาหาร
เช่ น วัว, ม้ า, กระต่ าย
2. Carnivore พวกที่กินเนือ้ เป็ นอาหาร
เช่ น เสือ, แมว
3. Omnivore พวกที่กินทัง้ พืชและสัตว์ เป็ นอาหาร
เช่ น แมลงสาบ, อีกา และคน
ลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินพืช(herbivore)เป็ นอาหาร
-ฟั นจะมีลักษณะ
กว้ างและนูนเป็ นสัน
สาหรั บบดอาหาร
-ลาไส้ เล็กจะยาว
สาหรั บย่ อย
อาหาร (พืช)ได้
นานๆ
ลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินเนือ้ (carnivore)เป็ นอาหาร
-มีฟันหน้ า(incisor) และเขีย้ ว
(canine)ที่แหลม
-ฟั นจะเหมาะสาหรั บแทง
ฉีก และเคีย้ ว
อาหาร
-ลาไส้ เล็กจะสัน้
ลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กนิ พืชและเนือ้ (omnivore)เป็ นอาหาร
-ฟั นหน้ าสาหรั บกัด
-เขีย้ วไว้ สาหรั บฉีก
-ฟั นกรามหน้ า(premolar) สาหรั บบด
-ฟั นกรามหลัง(molar) สาหรั บเคีย้ ว
-ลาไส้ เล็กจะยาวปากลาง
แบ่ ง Heterotroph ตามวิธีการกินอาหาร เป็ น 4 ชนิด คือ
1. Suspension feeder
2. Substrate or Deposit feeder
ให้ อาหารชิน้ เล็กลอดเข้ าสู่ทางเดินอาหาร พวกที่กนิ ที่อยู่อาศัยของตัวเองเป็ นอาหาร
3. Fluid feeder
4. Bulb feeder
ดูดกินของเหลวจากสิ่งมีชีวติ อื่นเป็ นอาหาร พวกที่กนิ อาหารชิน้ ใหญ่
กระบวนการกินอาหาร (food processing) ประกอบด้ วย
1. Ingestion (การกิน)
การนาอาหารเข้ าสู่ร่างกาย
2. Digestion (การย่ อย)
การทาให้ อาหารที่กินเข้ า
ไปมีขนาดเล็กลง
2.1 Mechanical digestion
-การเคีย้ ว
2.2 Chemical digestion
-การย่ อยโดยเอนไซม์
3. Absorption (การดูดซึม)
4. Elimination (การขับออก)
การย่ อย(digestion) แบ่ งตามวิธีการและชนิดของสัตว์ ได้ ดังนี ้
1. Intracellular digestion in simple organisms
พบในปรสิต (protists) และฟองนา้
-มีการนาอาหารเข้ าสู่เซลล์ ร่างกายโดยตรง
-ย่ อยอาหารภายในเซลล์ (intracellular
digestion)
-เคลื่อนย้ ายสารอาหารที่ย่อยได้ จาก food
vacuole สู่ไซโตพลาสม
-ขับกากอาหารออกทาง anal pore
2. Intracellular and extracellular digestion in simple animals
พบในหนอนตัวแบน(พลานาเรี ย) และ cnidarians(เช่ น แมงกะพรุ น, ไฮดรา)
-มี gastrovascular cavity ที่เป็ นช่ องสาหรั บนา้ ,
อาหาร และอากาศเข้ าสู่ร่างกาย
-ทางเข้ าและออกของอาหารเป็ นทางเดียวกัน
(incomplete digestive tract)
-หลังจากอาหารเข้ าสู่ gastrovascular cavity
จะมีการปล่ อยเอนไซม์ จากเซลล์ ออกมาย่ อย
เรี ยกการย่ อยนีว้ ่ า extracellular digestion
-อาหารที่ย่อยแล้ วยังมีขนาดใหญ่ อยู่ จะถูก
นาเข้ าสู่เซลล์ โดยวิธี phagocytosis
และย่ อยต่ อไป
ขัน้ ตอนการย่ อยแบบ extracellular digestion ในไฮดรา
3. Extracellular digestion in complex animals
พบในสัตว์ ส่วนใหญ่ ตัง้ แต่ หนอนตัวกลมจนถึงสัตว์ มีกระดูกสันหลัง
-มีทางเปิ ดของปาก(mouth)และทวารหนัก(anus)
แยกกันเรี ยก complete digestive tract หรื อ
alimentary canal
ดูดซึมสารอาหาร
-crop และกระเพาะอาหารทาหน้ าที่เก็บอาหาร
(บางครั ง้ อาจมีการย่ อย)
-gizzard ทาหน้ าที่บดอาหาร
ระบบทางเดินอาหารของคน
ประกอบด้ วย
1. ช่ องปาก (oral cavity)
2. คอหอย (pharynx)
3. หลอดอาหาร
(esophagus)
4. กระเพาะอาหาร
(stomach)
5. ลาไส้ เล็ก
(small intestine)
6. ลาไส้ ใหญ่
(large intestine or colon)
7. ลาไส้ ตรง (rectum)
8. ทวารหนัก (anus)
ช่ องปาก (oral cavity)
-ในช่ องปากมีต่อมนา้ ลาย 3 คู่
-นา้ ลายประกอบด้ วยสารไกลโคโปรตีน
ที่มีลักษณะลื่น เรี ยก mucin มีบทบาท
ในการทาให้ อาหารลื่น กลืนง่ าย
ป้องกันเยื่อบุช่องปากและฟั นไม่ ให้ ุุ
-ในนา้ ลายมีนา้ ย่ อย amylase
สาหรั บย่ อยแป้งและไกลโคเจน
-ลิน้ ในช่ องปากทาหน้ าที่คลุกเคล้ า
อาหารให้ เป็ นก้ อนเรี ยก bolus
คอหอยและหลอดอาหาร(pharynx and esophagus)
1.เมื่อไม่ มีอาหาร
esophageal
sphincterหดตัว
epiglottisยกขึน้
glottisเปิ ด
-ทางเดินหายใจเปิ ด
-ทางเดินอาหารปิ ด
2.เมื่ออาหารมาถึงคอ
หอยจะกระตุ้นการกลืน
กล่ องเสียง(larynx)และ
glottisยกตัวขึน้ epiglottis
เคลื่อนตัวลงมาปิ ด
-ทางเดินหายใจปิ ด
-ทางเดินอาหารเปิ ด
3.esophageal sphincter
คลายตัวอาหารเคลื่อนสู่
หลอดอาหาร
4.กล้ ามเนือ้ หด-คลายตัวเป็ น
จังหวะ(peristalsis)ดันอาหาร
จากหลอดอาหาร
สู่กระเพาะอาหาร
การย่ อยอาหารในช่ องปากของคน
กระเพาะอาหาร(stomach)
ต่ อมแกสตริก (gastric gland) ประกอบด้ วยเซลล์ 3 ชนิด
1.mucous cell หลั่งเมือกป้องกันไม่ ให้
เซลล์ กระเพาะถูกย่ อย
2.parietal cell หลั่งกรดเกลือ (HCl)
3.chief cell หลั่ง pepsinogen
กรดเกลือเปลี่ยน pepsinogen
เป็ น pepsin
acid chyme ส่ วนุสมของอาหารที่
กลืนลงไปกับนา้ ย่ อย
การย่ อยอาหารในกระเพาะอาหารของคน
การย่ อยอาหารในกระเพาะอาหารของสัตว์ เคีย้ วเอือ้ ง
1)เริ่มแรกวัวจะเคีย้ วและ
กลืนหญ้ า ในรู ปของbolus
เข้ าสู่rumen
4)วัวจะกลืนcudจาก(3)กลับเข้ าสู่กระเพาะ
ส่ วน omasum ที่มีการดูดนา้ กลับ
2)bolusบางส่ วนอาจเคลื่อนเข้ าสู่
reticulum ทัง้ rumenและreticulum
มีsymbiotic prokaryotesและ
protistsทาหน้ าที่ย่อยเซลลูโลส
และหลั่งกรดอะมิโนออกมา
3)อาหาร(cud)บางส่ วนจาก(2)จะ
ถูกนากลับออกมาเคีย้ วใหม่
5)cudที่มีปริมาณจุลินทรีย์มากๆ จะเคลื่อนสู่กระเพาะส่ วน abomasum กระเพาะส่ วนนีม้ ีการ
หลั่งเอนไซม์ ออกมาย่ อยอาหาร ดังนัน้ อาจถือได้ ว่าส่ วนนีเ้ ป็ นกระเพาะอาหารที่แท้ จริง
และ 3 ส่ วนแรกถือเป็ นส่ วนขยายของหลอดอาหาร
ลาไส้ เล็ก(small intestine)
-เป็ นส่ วนที่มีการย่ อยและดูดซึมอาหาร
มากที่สุด
-เป็ นส่ วนที่ยาวที่สุดของทางเดินอาหาร
ในคน ยาว 6 ม.
-ส่ วนต้ นของลาไส้ เล็กเรี ยก duodenum ยาว 25ซม. ทาหน้ าที่รับอาหาร(acid chyme)จาก
กระเพาะอาหาร และย่ อยต่ อโดยอาศัยนา้ ย่ อยจากตับอ่ อน นา้ ดีจากตับและถุงนา้ ดี และ
นา้ ย่ อยจากลาไส้ เล็กเอง
การย่ อยโปรตีนในลาไส้ เล็กของคน
ในลาไส้ เล็กมี peptidase enzyme 2 ชนิด
1.Endopeptidase สลายพันธะเปปไทด์ ในสายโปรตีน
เช่ น trypsin, chymotrypsin
2.Exopeptidase สลายพันธะเปปไทด์ จากปลายด้ าน
นอกของสายโปรตีน เช่ น carboxypeptidase,
aminopeptidase (สร้ างจากเซลล์ ลาไส้ เล็ก)
-dipeptidase ย่ อย dipeptide
-เปปไทด์ เล็กๆจะถูกย่ อยต่ อโดยdipeptidaseได้ เป็ นกรดอะมิโน
การย่ อยไขมันในลาไส้ เล็กของคน
การย่ อยอาหารในลาไส้ เล็กของคน
sucrase, maltase, lactase
การดูดซึมอาหารในลาไส้ เล็กของคน
-การดูดซึมสารอาหารส่ วนใหญ่ เกิดที่ลาไส้ เล็ก(jejunumและileum)
-เกิดเล็กน้ อยที่ลาไส้ ใหญ่
ระบบนา้ เหลือง(Lymphatic system)
-lymphatic system นาของเหลวและโปรตีนกลับสู่กระแสเลือดโดยนาเข้ าทางvenae cava
-lymph: ของเหลวใน lymphatic vessel (ภายในมี valve)
-lymph node: เป็ นอวัยวะทาหน้ าที่กรอง lymphและทาลายเชือ้ โรค ภายในประกอบด้ วย
connective tissue และเม็ดเลือดขาว
ลาไส้ ใหญ่ (large intestine) ลาไส้ ตรง(rectum) และทวารหนัก(anus)
-ลาไส้ ใหญ่ ทาหน้ าที่ดดู นา้ และเกลือแร่
-กากอาหารในลาไส้ ใหญ่ เคลื่อนแบบ peristalsisและอยู่ในลาไส้ ใหญ่
นาน 12-24 ชม.
-ลาไส้ ตรงเป็ นที่เก็บกากอาหาร ซึ่งอุดมด้ วยจุลลินทรีย์และเซลลูโลส
-ระหว่ างลาไส้ ตรงและทวารหนักมีหรู ูด (sphincter) 2 อัน
อันแรกอยู่ใต้ อานาจจิตใจ ส่ วนอีกอันอยู่นอกอานาจจิตใจ
แสดงความสัมพันธ์ ระหว่ างระบบไหลเวียนเลือดและระบบย่ อยอาหาร
Peptidoglycan
Glycoprotein
Lipopolysaccharide
Glycolipid