Transcript การลาเลียงสารผ่ านเซลล์ ว 30103 ชีววิทยาพืน้ ฐาน นางเกษมสั นต์ โมฬา ครู ชานาญการพิเศษ โรงเรียนพิบูลมังสาหาร องค์ การบริหารส่ วนจังหวัดอุบลราชธานี.

การลาเลียงสารผ่ านเซลล์
ว 30103 ชีววิทยาพืน้ ฐาน
นางเกษมสั นต์ โมฬา ครู ชานาญการพิเศษ
โรงเรียนพิบูลมังสาหาร องค์ การบริหารส่ วนจังหวัดอุบลราชธานี
การลาเลียงสารผ่ านเซลล์
1. การลาเลียงสารผ่ านเยือ่ หุ้มเซลล์
1.1 การลาเลียงแบบไม่ ใช้ พลังงาน
1.2 การลาเลียงแบบใช้ พลังงาน
2. การลาเลียงสารโดยการสร้ างถุงจากเยือ่ หุ้มเซลล์
2.1 เอกโซไซโทซิส
2.2 เอนโดไซโทซิส
การลาเลียงสารผ่ านเยือ่ ห้ ุมเซลล์
1. การลาเลียงแบบไม่ ใช้ พลังงาน
1. การแพร่ (diffusion)
2. ออสโมซิส (osmosis)
3. การแพร่ แบบฟาซิลเิ ทต (Facilitated diffusion)
2. การลาเลียงแบบใช้ พลังงาน (Active transport)
1. การแพร่ (diffusion)
สารมาก
สารน้ อย
การเคลือ่ นทีข่ องอนุภาคของสารจากบริเวณทีม่ ี
ความเข้ มข้ นของสารสู งไปสู่ บริเวณทีม่ คี วามเข้ มข้ นของสารต่า
การแพร่
• สารทีม่ ขี นาดเล็กและละลายในไขมันได้ ดี และไม่ มขี ้วั
จะเข้ าสู่ เซลล์ โดยกระบวนการแพร่ ผ่านเยือ่ หุ้มเซลล์ และ
มีอตั ราการแพร่ ผ่านเยือ่ หุ้มเซลล์ ได้ สูง เช่ น การแพร่ ของ
• แก๊ สออกซิเจน
• แก๊ สคาร์ บอนไดออกไซด์
• แก๊ สไนโตรเจน
• วิตามิน A D E K ซึ่งละลายในไขมัน
การแพร่
สมดุลของการแพร่ (dynamic equilibrium)
สภาวะสมดุลทีอ่ นุภาคของสารยังเคลือ่ นทีอ่ ยู่
แต่ อตั ราการเคลือ่ นทีแ่ ละความเข้ มข้ นของอนุภาคสาร
โดยเฉลีย่ จะเท่ ากันทุกบริเวณ
2. ออสโมซิส (osmosis)
นา้ จากสารน้ อย
สารมาก
ปรากฏการณ์ ทนี่ า้ แพร่ ผ่านเยือ่ หุ้มเซลล์ จากด้ านทีม่ ี
ความเข้ มข้ นของสารละลายต่าไปยังด้ านทีม่ ี
ความเข้ มข้ นของสารละลายสู งกว่ า
การวัดแรงดันที่เกิดจากกระบวนการออสโมซิส
เครื่องมือทีใ่ ช้ ชื่อ ออสโมมิเตอร์
ในการทดลองอาจใช้ เยือ่ ชั้นในของเปลือกไข่ หรือกระดาษ
เซลโลเฟน หุ้มหลอดแก้ วทีใ่ ช้ วดั ความสู งของของเหลว แล้ วใส่ สารละลาย 2 ชนิด
ทีม่ คี วามเข้ มข้ นต่ างกัน
กระบวนการออสโมซิส จะมีแรงดันทีเ่ กีย่ วข้ อง 2 ชนิด คือ
1. แรงดันเต่ ง (turgor pressure)
2. แรงดันออสโมติก (osmotic pressure)
แรงดันเต่ ง (turgor pressure)
คือ แรงดันทีเ่ กิดขึน้ ภายในเซลล์ อันเกิดจากนา้ แพร่ เข้ าไปใน
เซลล์ มีหน่ วยเป็ นบรรยากาศ
แรงดันเต่ งวัดได้ จากระดับของของเหลวทีถ่ ูกดันขึน้ ไปในหลอด
เมื่อนา้ แพร่ เข้ าไปในไข่ แรงดันเต่ งจะเพิม่ ขึน้ เรื่อยๆ แต่ เมื่อนา้ แพร่ เข้ าสู่ ถึง
จุดสมดุลของการแพร่ ระดับนา้ ในหลอดคงที่ จะได้ ว่า
แรงดันเต่ งสู งสุ ด = แรงดันออสโมติกของสารละลาย
ทีส่ ภาวะสมดุลของการแพร่ นา้ จากภายนอกไข่ แพร่ เข้ าสู่ ภายในไข่
เท่ ากับนา้ ภายในไข่ แพร่ ออกสู่ ภายนอกไข่
ประโยชน์ ของแรงดันเต่ ง
1. ทาให้ เซลล์ เต่ ง
2. ทาให้ เซลล์ คงรูปร่ างอยู่ได้
3. ทาให้ กงิ่ หรือใบพืชแผ่ กาง ยอดพืชตั้งตรง ถ้ าน้า
ภายนอกเซลล์ มแี รงดันออสโมติกสู งกว่ าภายในเซลล์
จะเกิดโมเลกุลของนา้ แพร่ จากเซลล์ไปสู่ ภายนอก
เซลล์ ถ้ าเซลล์ สูญเสี ยนา้ แรงดันเต่ งจะค่ อยๆ ลดลง
แรงดันออสโมติก (osmotic pressure)
เป็ นสมบัติเฉพาะของสารละลาย มีหน่ วยเป็ นบรรยากาศ
แรงดันออสโมติกจะสู งหรือตา่ ขึน้ อยู่กบั
- จานวนโมเลกุลอิออนหรือความเข้ มข้ นของตัวถูกละลาย
 สารละลายทีม่ ีความเข้ มข้ นสู งจะมีแรงดันออสโมติกมาก
 สารละลายที่มีความเข้ มข้ นต่า จะมีแรงดันออสโมติกน้ อย
- นา้ บริสุทธิ์ มีแรงดันออสโมติกต่าสุ ด
- นา้ จะออสโมซิสจากสารละลายทีม่ ีแรงดันออสโมติกต่ากว่ าไปยังสารละลาย
ทีม่ ีแรงดันออสโมติกสู งกว่ า
ออสโมซิส
ประเภทของสารละลายทีเ่ กีย่ วข้ องกับออสโมซิส แบ่ งเป็ น 3 ชนิด คือ
1. สารละลายไอโซโทนิก (isotonic solution)
2. สารละลายไฮเพอร์ โทนิก (hypretonic solution)
3. สารละลายไฮโพโทนิก (hypotonic solution)
ออสโมซิส
สารละลายไอโซโทนิก (isotonic solution)
สารนอกเซลล์ = สารในเซลล์
สารละลายทีม่ ีความเข้ มข้ นเท่ ากับเข้ มข้ นของสารละลาย
ภายในเซลล์ ดังนั้น เซลล์ ทอี่ ยู่ในภาวะทีม่ ีสารละลายไอโซโทนิก
ล้ อมรอบจึงไม่ มีการเปลีย่ นแปลงเกิดขึน้ ซึ่งมีความสาคัญมากใน
สิ่ งมีชีวติ โดยเฉพาะการคงรู ปร่ างของเซลล์ สัตว์ การทีเ่ ม็ดเลือดแดง
ไหลเวียนอยู่ในนา้ เลือด โดยไม่ เหี่ยวแฟบ หรือ พองโตจนแตก
ออสโมซิส
สารละลายไฮเพอร์ โทนิก (hypretonic solution)
สารนอกเซลล์ > สารในเซลล์
สารละลายภายนอกเซลล์มีความเข้ มข้ นสู ง เมื่อเทียบกับความเข้ มข้ น
ของสารละลายภายในเซลล์
ดังนั้น ถ้ าเซลล์อยู่ในสภาวะทีม่ ีสารละลายไฮเพอร์ โทนิกอยู่ล้อมรอบ
เยือ่ หุ้มเซลล์จะหดตัวและเหี่ยวแฟบลง เนื่องจากมีการสู ญเสี ยนา้ ออกจากเซลล์
เรียกกระบวนการแพร่ ของนา้ ออกจาก cytoplasm และมีผลทาให้ เซลล์
มีปริมาตรเล็กลงนีว้ ่ า พลาสโมไลซิส (Plasmolysis)
สารละลายไฮเพอร์ โทนิก
พลาสโมไลซิส (Plasmolysis)
ออสโมซิส
สารละลายไฮโพโทนิก (hypotonic solution)
สารนอกเซลล์ < สารในเซลล์
สารละลายภายนอกมีความเข้ มข้ นต่า เมื่อเทียบกับความเข้ มข้ นของ
สารละลายภายในเซลล์
ถ้ าเซลล์อยู่ในภาวะทีม่ ีสารละลายไฮโพโทนิกล้อมรอบ เซลล์จะขยายขนาด
หรือมีปริมาตรเพิม่ ขึน้
เนื่องจากเกิดการแพร่ ของนา้ จากสารละลายภายนอกเข้ าสู่ ภายในเซลล์ และ
ทาให้ เซลล์เกิดแรงดันเต่ งเพิม่ ขึน้ เรียกปรากฏการณ์ นีว้ ่ า พลาสมอบไทซิส
(Plasmoptysis) หรือ เอนโดสโมซิส (Endosmosis)
ผลจากการเอนโดสโมซิส (Endosmosis)
ระหว่ างเซลล์ สัตว์ และเซลล์ พชื จะแตกต่ างกัน คือ
1) ในกรณีของเซลล์สัตว์ เช่ น ถ้ านาเซลล์เม็ดเลือดแดงมาใส่ ลงในนา้ กลัน่
(ไฮโพโทนิกต่ อเซลล์เม็ดเลือดแดง) นา้ จะแพร่ เข้ าสู่ เซลล์ ทาให้ เกิดแรงดันเต่ งภายใน
เซลล์ เพิม่ ขึน้ เรื่อยๆ ตามปริมาณนา้ ทีแ่ พร่ เข้ าไป จนถึงจุดหนึ่งจะทาให้ เยือ่ หุ้มเซลล์
แตกออก การแตกของเซลล์ เม็ดเลือดแดง เมือ่ แช่ อยู่ในสารละลายไฮโพโทนิก
เรียกว่ า ฮีโมไลซิส (Haemolysis)
2) ในกรณีของเซลล์พชื เช่ น เซลล์ของเยือ่ หอม กระบวนการเกิดก็เช่ นเดียวกัน
กับในเซลล์สัตว์ แต่ เซลล์พชื จะไม่ แตกออก เนื่องจากเซลล์พชื มีผนังเซลล์ (cell wall)
การเปลีย่ นแปลงของเซลล์
เมือ่ อยู่ในสารละลายทีม่ คี วามเข้ มข้ นแตกต่ างกัน
การแพร่ แบบฟาซิลเิ ทต (Facilitated diffusion)
• เป็ นการแพร่ ของสารทีไ่ ม่ สามารถแพร่ ผ่านเยือ่ หุ้มเซลล์ได้โดยตรง
ต้ องอาศัยโปรตีนเป็ นตัวพา (carrier protein) เช่ น กลีเซอรอล
กรดอะมิโน และกลูโคส
• การแพร่ แบบนีไ้ ม่ ต้องอาศัยพลังงานและเกิดขึน้ เมื่อมีความแตกต่ าง
ระหว่ างความเข้ มข้ นของสารภายนอกกับภายในเซลล์ สารจะเคลือ่ นที่
ผ่ านเยือ่ หุ้มเซลล์จากด้ านทีม่ ีความเข้ มสู งไปยังด้ านทีม่ ี ความเข้ มข้ นต่า
กว่ าเสมอ จนกว่ าจะมีความเข้ มข้ นเท่ ากัน
• การแพร่ แบบฟาซิลเิ ทตมีอตั ราเร็วกว่ าการแพร่ ธรรมดาหลายเท่ าตัว เช่ น
การลาเลียงสารทีเ่ ซลล์ตับและ เซลล์บุผวิ ลาไส้ เล็ก
การแพร่ แบบฟาซิลเิ ทต
การลาเลียงแบบใช้ พลังงาน
(Active transport)
การลาเลียงสารโดยอาศัยพลังงาน เป็ นการลาเลียงสารจาก
บริเวณที่มีความเข้ มข้ นของสารน้ อยไปยังบริเวณที่มี
ความเข้ มข้ นของสารมาก โดยผ่ านโปรตีนตัวพา (carrier protein)
และเซลล์ จะต้ องนาพลังงานในรู ป ATP (Adenosine
triphosphate) ที่ได้ จากการสลายสารอาหารมาใช้ เพือ่ เอาชนะ
แรงผลักดันที่เกิดจากความแตกต่ างระหว่ างความเข้ มข้ นของสาร
การลาเลียงแบบใช้ พลังงาน
ตัวอย่ างการลาเลียงแบบใช้ พลังงาน
• การดูดกลับสารทีท่ ่ อของหน่ วยไต
• การสะสมกลูโคสเพือ่ เปลีย่ นรู ปเป็ นไกลโคเจนของเซลล์ ตบั
• การดูดซึมสารอาหารของเซลล์ เยือ่ บุผนังลาไส้ เล็กเมือ่
ความเข้ มข้ นของสารอาหารตา่ กว่ า
• Na+ -K+ pump หรือการขับ Na+ และการรับ K+ ของใย
ประสาท
• การลาเลียงแร่ ธาตุของเซลล์ รากพืชเมื่อความเข้ มข้ นของแร่ ธาตุ
ในดินต่ากว่ าของเซลล์ ราก
การลาเลียงสารโดยการสร้ างถุงจากเยือ่ หุ้มเซลล์
1. เอกโซไซโทซิส
2. เอนโดไซโทซิส
2.1 ฟาโกไซโทซิส
2.2 พิโนไซโทซิส
2.3 การนาสารเข้ าสู่ เซลล์โดยอาศัยตัวรับ
เอกโซไซโทซิส
(exocytosis)
เป็ นการลาเลียงสารโมเลกุลขนาดใหญ่ ออกจากเซลล์
สารทีจ่ ะถูกส่ งออกไปนอกเซลล์ บรรจุอยู่ในเวสิ เคิล
เมื่อเวสิ เคิลรวมตัวกับเยือ่ หุ้มเซลล์ สารทีอ่ ยู่ภายในเวสิ เคิลก็จะ
ถูกปล่ อยออกไปนอกเซลล์
เช่ น การหลัง่ เอนไซม์ จากเยือ่ บุผนังกระเพาะอาหาร
การกาจัดของเสี ยที่ย่อยไม่ ได้ ออกจากเซลล์
เอกโซไซโทซิส
เอนโดไซโทซิส
(endocytosis)
การนาสารเข้ าสู่ เซลล์ เกิดขึน้ ได้ 3 แบบ ตามชนิดของสารและชนิดของเซลล์ ดังนี้
ฟาโกไซโทซีส
(Phagocytosis)
หรือ Cell eating การกินของเซลล์
เป็ นการนาสารทีเ่ ป็ นของแข็งหรือเซลล์ขนาดเล็กเข้ าสู่ เซลล์โดย
การยืน่ ส่ วนของ โพรโทพลาซึม ซึ่งเรียกว่ า เท้ าเทียม (Pseudopodium)
ออกไปโอบล้อมอนุภาคของสารแล้วเกิดเป็ นถุง (food vacuole)
ภายในเซลล์ ได้ แก่
1. การกินอาหารของอะมีบา
2. การเกิดฟาโกไซโทซีสของเซลล์เม็ดเลือดขาว
ฟาโกไซโทซีส
การเกิดฟาโกไซโทซีสของเซลล์เม็ดเลือดขาว
พิโนไซโทซิส
(Pinocytosis)
หรือ Cell drinking การดืม่ ของเซลล์
เป็ นการนาสารทีเ่ ป็ นของเหลวเข้ าสู่ เซลล์ โดยวิธีการที่
เยือ่ หุ้มเซลล์ เว้ า เข้ าไปในไซโทพลาซึมทีละน้ อยจนกลาย
เป็ นถุง เรียกว่ า Pinocytic vesicle
ได้ แก่ การนาสารเข้ าสู่ เซลล์ เยือ่ บุตามท่ อของหน่ วยไต
การนาสารเข้ าสู่ เยือ่ บุลาไส้ เล็ก
พิโนไซโทซิส
การนาสารเข้ าสู่ เซลล์ โดยอาศัยตัวรับ
(receptor-mediated endocytosis)
เป็ นกระบวนการ endocytosis ที่เกิดขึน้ โดยมีตัวรับ
(receptor) บนเยือ่ หุ้มเซลล์ ทาหน้ าทีจ่ บั กับสารทีจะนาเข้ าสู่ เซลล์
ก่ อนทีจ่ ะเกิดการเว้ าของเยือ่ หุ้มเซลล์
สารทีถ่ ูกลาเลียงเข้ าสู่ เซลล์ โดยวิธีนีจ้ ะต้ องมีความจาเพาะ
ในการจับกับตัวรับทีอ่ ยู่บนเยือ่ ห้ มเซลล์ จงึ จะ สามารถถูกนาเข้ าสู่
เซลล์ ได้
การนาสารเข้ าสู่ เซลล์ โดยอาศัยตัวรับ