เคมีบทที่2 เรื่อง เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต นางสาวปรีญาฎา อินตา ม.4/1 เลขที่23

เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

พันธะเคมีกับพื้นฐานทางเคมีในสิ่งมีชีวิต

1. พันธะไอออนิก (Ionic bond)

  • เกิดจากอะตอม 2 อะตอมขึ้นไปให้และรับอิเล็กตรอนกัน
  • ตัวให้อิเลกตรอนเรียกว่า ตัวรีดิวซ์ (reducing agent) ตัวรับอิเลกตรอนเรียกว่า ตัวออกซิไดซ์ (oxidizing agent)
  • มักเกิดขึ้นระหว่างโลหะกับอโลหะ
  • โลหะเมื่อให้อิเล็กตรอนจะมีประจุบวก
  • อโลหะเมื่อที่รับอิเล็กตรอนจะมีประจุลบ
  • ไอออนที่มีประจุตรงกันข้ามกันจะดึงดูดกันทำให้เกิดพันธะไอออน
  • มีความแข็งแรงมากกว่าพันธะไฮโดรเจน แข็งแรงพอๆ กับพันธะโคเวเลนต์

รูปที่ 1. พันธะไอออนิค (ionic bond) เกิดจากการให้เเละรับอิเลกตรอนระหว่างตัวรีดิวซ์เเละตัวออกซิไดซ์ เช่น NaCl เกิดจากอะตอมของ Na ให้electron แก่ Cl กลายเป็น Na+ (reducing agent) ขณะที่ Cl กลายเป็น Cl- (oxidizing agent) ส่งผลให้ electron วงนอกของอะตอม Na และ Cl ครบ 8 กลายเป็นสารประกอบ NaCl

2. พันธะโควาเลนต์ (Covalenะ bond)

  • เกิดจากอะตอม 2 อะตอมมีการใช้อิเลกตรอนวงนอกสุดหรือ valence electron ร่วมกันเพื่อ เพื่อให้valence electron ครบ 8 ตามกฎ octet (ยกเว้นไฮโดรเจนที่ครบ 2)
  • อะตอมที่เกิดพันธะดังกล่าวจะมีวาเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่มากเช่น ธาตุหมู่ VI และหมู่ VII
  • พันธะโควาเลนต์แข็งแรงกว่าพันธะไฮโดรเจน และมีความแข็งแรงพอๆ กับพันธะไอออนิก
  • มักเกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีใกล้เคียงกัน
  • ธาตุอโลหะมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์มากกว่าธาตุโลหะซึ่งมักสร้างพันธะโลหะ
  • อิเล็กตรอนของธาตุโลหะสามารถเคลื่อนอย่างอิสระส่วนอิเล็กตรอนของธาตุอโลหะไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระนัก การใช้อิเล็กตรอนร่วมกันจึงเป็นทางเลือกเดียวในการสร้างพันธะกับธาตุที่มีสมบัติคล้ายๆ กัน

รูปที่ 2. Covalent bond เป็นพันธะที่เกิดจากการใช้ electron ร่วมกันของ 2 อะตอม เช่น ก๊าซไฮโดรเจน (H2) ออกซิเจน (O2) น้ำ (H2O) และมีเทน (CH4) เป็นต้น โดยการเเชร์อิเลกตรอนรวมกัน 1 คู่จะเเสดงแขนพันธะ 1 เเขน

พันธะโควาเลนต์เเบ่งออกได้เป็น 2 แบบ (ตามรูปที่ 3)

รูปที่ 3. เเสดงการมีขั้วกับไม่มีขัวของพันธะโควาเลนต์

  • nonpolar covalent เป็นการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน โดยอิเล็กตรอนวิ่งรอบอะตอมทั้งสองเท่ากัน เช่น H2 ,O2 และ CH4
  • polar covalent เป็นการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันโดยอะตอมที่มี electronegativity สูง จะดึงอิเล็กตรอนมาใกล้ตัวมากกว่า จึงทำให้มีประจุ เช่น H2O โดย O มีค่า EN. สูงสามารถดึงอิเล็กตรอนเข้ามาวน รอบตัวเองได้มากกว่า H จึงทำให้ O เป็นลบ H เป็นบวก

3. พันธะไฮโดรเจน (HYDROGEN BOND)

  • เป็นพันธะระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงมากกว่าพันธะระหว่างโมเลกุลเเบบอื่นๆ (ย้ำนะครับมันไม่ใช่พันธะภายในนะจึงเเข็งเเรงไม่เท่าพันธะโควาเลนต์เเละพันะธะไอออนิก เห็นมักจะเข้าใจผิดกันบ่อย)
  • เกิดจากไฮโดรเจนกับธาตุที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูง ได้แก่ ออกซิเจน (O) ฟลูออรีน (F) และไนโตรเจน (N)

รูปที่ 4. แสดงพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ เเต่หากเป็นไฮโดรเจนที่จับกับออกซิเจนภายในดมเลกุลจะเป็นพันธะโควาเลนต์

4. แรงวัลเดอร์วาลส์ (Van der Waals interaction) เป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลหรือภายในโมเลกุลเดียวกัน มีผลทำให้เกิดรูปร่างของโมเลกุล

 

5. แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic interaction) เช่น หยดน้ำมันเล็กๆลงในน้ำ หยดน้ำมันเหล่านี้ จะรวมกันเป็นหยดใหญ่เพื่อสัมผัสกับน้ำน้อยที่สุด แรงดึงดูดระหว่างหยดนี้คือ hydrophobic interaction ระหว่างโมเลกุล

รูปที่ 6. เเสดงการรวมตัวของ hydrophobic molecule ที่เกิดจากเเรง hydrophobic interaction

 

รูปที่ 7. เเสดงเเร่ธาตุต่างๆที่สำคัญของร่างกาย สีม่วงสำคัญเเละจำเป็นต่อร่างกาย สีเขียวจำเป็น

สารชีวโมเลกุล

สารชีวโมเลกุล คือ สารอินทรีย์ประเภทหนึ่ง ซึ่งมีโมเลกุลซับซ้อนและมวลโมเลกุลสูง โครงสร้างหลักประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชันสร้างพันธะกับสารไฮโดรคาร์บอน
หมู่ฟังก์ชัน (functional group) เป็นกลุ่มอะตอมที่แสดงคุณสมบัติของสารอินทรีย์ และยังเป็นส่วนประกอบของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาเคมีต่างๆ

 3.1 สารอนินทรีย์
3.1.1 น้ำ
3.1.2 แร่ธาตุ
3.2 สารอินทรีย์
3.2.1 คาร์โบไฮเดรต
3.2.2 โปรตีน
3.2.3 ลิพิด
3.2.4 กรดนิวคลีอิก
3.2.5 วิตามิน
3.3 ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

               อะตอม (Atom)  โมเลกุล (Molecule)  ออแกเนลล์ (Organelle)  เซลล์ (cell)  เนื้อเยื่อ (Tissue)

 

อวัยวะ (Organ) ระบบอวัยวะ (Organ System)ออแกนิซึม (Organism)ประชากร (Population)
สังคมสิ่งมีชีวิต (Community)ระบบนิเวศ (Ecosystem)โลก (Biosphere)

แต่ละอะตอมสามารถรวมกันกลายเป็นโมเลกุลด้วยพันธะทางเคมี ในสิ่งมีชีวิตมีพันธะที่สำคัญได้แก่

  1. covalentbondเป็นพันธะที่เกิดจากการใช้ electron ร่วมกันของ 2 อะตอม เช่น  ก๊าซไฮโดรเจน (H2) ออกซิเจน (O2)
    น้ำ (H2O) และมีเทน (CH4) เป็นต้น

1.1  nonpolar covalent  เป็นการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน โดยอิเล็กตรอนวิ่งรอบอะตอมทั้งสองเท่ากัน เช่น H2 , O2 และ CH4
1.2  polar covalent  เป็นการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันโดยอะตอมที่มี electronegativity สูง จะดึงอิเล็กตรอนมาใกล้ตัวมากกว่า จึงทำให้มีประจุ เช่น H2O
2. ionic bond  เป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีประจุต่างกัน เช่น NaCl เกิดจากอะตอมของ Naให้ electron แก่ Cl กลายเป็น Na+ ขณะที่ Cl กลายเป็น Cl- ผลทำให้ electron วงนอกของอะตอม Naและ Cl ครบ 8 กลายเป็นสารประกอบ NaCl

  1. hydrogenbond  เป็นพันธะที่ไม่แข็งแรงนัก เกิดกับ H ที่ต่อด้วย covalent bond
    กับอะตอมของธาตุที่ดึงดูด electron ได้ดี
    เช่น N หรือ O โดย electron ในพันธะ
    นั้น จะดึงดูดไปใกล้ N หรือ O มากจนทำให้
    H เกิดเป็นประจุ + ทำให้สามารถดึงดูดกับอะตอม
    อื่นที่มี electron มาก เช่น O หรือ N
    O มี electronegativity สูงสามารถดึงอิเล็กตรอนเข้ามาวน รอบตัวเองได้มากกว่า H จึงทำให้ O เป็นลบ H เป็นบวก
  2. Vander Waals interaction เป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลหรือภายในโมเลกุลเดียวกัน มีผลทำให้เกิดรูปร่างของโมเลกุล
    5. hydrophobic interaction แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เช่น หยดน้ำมันเล็กๆ ลงในน้ำ หยดน้ำมันเหล่านี้ จะรวมกันเป็นหยดใหญ่เพื่อสัมผัสกับน้ำน้อยที่สุด แรงดึงดูดระหว่างหยดนี้ คือ hydrophobic interaction ระหว่างโมเลกุล

สารอนินทรีย์

น้ำ  (H2O)

เซลล์มีน้ำเป็นส่วนประกอบอยู่ภายใน 70 – 90%

ความสำคัญของน้ำ

  1. เป็นpolarmolecule จึงเป็นตัวทำละลายที่ดี เช่น เกลือ NaCl ละลายในน้ำได้ เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมี O ประจุลบ และ H ประจุบวก

                ดังนั้น O- จึงจับกับ Na+

                                ขณะที่ H+ จับกับ Cl-

โมเลกุลน้ำที่ล้อมรอบ Na+ หรือ Cl- เรียก hydration shell

สารที่ชอบน้ำ เรียกว่า hydrophilic
ส่วนสารที่ไม่ชอบน้ำ เรียกว่า hydrophobic

  1. เกิดhydrogen bondระหว่างโมเลกุลของน้ำ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ เรียกว่า cohesionซึ่งจะทำให้น้ำเคลื่อนที่จากรากไปยังส่วนต่างๆ ของพืชได้ขณะที่มีการคายน้ำ (Transpiration) ถ้าน้ำเกิด hydrogen bond กับสารอื่น เช่น ผนังเซลล์พืช เรียกว่า adhesion
  2. มีความร้อนจำเพาะสูง จึงทำให้อุณหภูมิภายในเซลล์สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก มีผลทำให้metabolismภายในเซลล์ยังคงปกติ
    4. ความร้อนแฝงกลายเป็นไอสูง เมื่อร่างกายสูญเสียเหงื่อ หรือการที่พืชคายน้ำ จึงช่วยลดความร้อนภายในสิ่งมีชีวิตได้

แร่ธาตุ  (mineral)

แร่ธาตุเป็นกลุ่มของสารอนินทรีย์ที่ร่างกายขาดไม่ได้ มีการแบ่งแร่ธาตุที่คนต้องการออกเป็น 2 ประเภท คือ

  1. แร่ธาตุที่คนต้องการในขนาดมากกว่าวันละ 100 มิลลิกรัม ได้แก่ แคลเซียม ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน แมกนีเซียม และกำมะถัน
  2. แร่ธาตุที่คนต้องการในขนาดวันละ 2-3 มิลลิกรัม ได้แก่ เหล็ก ทองแดง โคบอลต์ สังกะสี แมงกานีส ไอโอดีน โมลิบดีนัม เซลีเนียม ฟลูออรีนและโครเมียม

หน้าที่ของแร่ธาตุ

  1. เป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อเช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส และแมกนีเซียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูกและฟัน ทำให้กระดูกและฟันมีลักษณะแข็ง
  2. เป็นส่วนประกอบของโปรตีน ฮอร์โมนและเอนไซม์เช่น เหล็กเป็นส่วนประกอบของโปรตีนชนิดหนึ่ง เรียกว่า เฮโมโกลบิน (hemoglobin) ซึ่งจำเป็นต่อการขนถ่ายออกซิเจนแก่เนื้อเยื่อต่าง ๆ ทองแดงเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ซึ่งจำเป็นต่อการหายใจของเซลล์ไอโอดีนเป็นส่วนประกอบของฮอร์โมนไธรอกซีน ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานของร่างกาย ถ้าหากร่างกายขาดเกลือแร่เหล่านี้ จะมีผลกระทบต่อการทำงานของโปรตีนฮอร์โมนและเอนไซม์ที่มีเกลือแร่เป็นองค์ประกอบ
  3. ควบคุมความเป็นกรด – ด่างของร่างกายโซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน และฟอสฟอรัส ทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมความเป็นกรด-ด่างของร่างกาย เพื่อให้มีชีวิตอยู่ได้
  4. ควบคุมดุลน้ำโซเดียม และโพแทสเซียมมีส่วนช่วยในการควบคุมความสมดุลของน้ำภายในและภายนอกเซลล์
  5. เร่งปฏิกิริยาปฏิกิริยาหลายชนิดในร่างกายจะดำเนินไปได้ ต้องมีเกลือแร่เป็นตัวเร่ง เช่น แมกนีเซียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับการเผาผลาญกลูโคสให้เกิดกำลังงาน

สารอินทรีย์

  1. สารอินทรีย์เป็นสารที่มีธาตุ C , H , O , N , P , S   เป็นองค์ประกอบ
  2. สารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิต  เรียกว่า  สารชีวโมเลกุล (biological  molecule)
  3. C + H  =  hydrocarbon
  4. หมู่ฟังก์ชัน(functional  group)  คือ หมู่อะตอมหรือกลุ่มอะตอมของธาตุที่แสดงสมบัติเฉพาะของสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เช่น CH3OH (เมทานอล) CH3CH2OH(เอทานอล) ซึ่งต้องเป็นสารอินทรีย์พวกแอลกอฮอล์ เพราะสารแต่ละชนิดต่างก็มีหมู่ -OH เป็นองค์ประกอบ แสดงหมู่ -OH เป็นหมู่ฟังก์ชันของแอลกอฮอล์

คาร์โบไฮเดรต  (Carbohydrate)

  1. คาร์โบไฮเดรต หมายถึง “คาร์บอนที่อิ่มตัวด้วยน้ำ”
  2. เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วย C , H , O
  3. โดยอัตราส่วนของ C : H : O  =  1 : 2 : 1 (โดยปริมาตร)
  4. เป็นสารอินทรีย์ที่หมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์ (-CHO)  และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH)  หรือหมู่คาร์บอนิล (-CO)  และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) เป็นหมู่ฟังก์ชัน

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต

  1. คาร์โบไฮเดรตจำแนกตามสมบัติทางกายภาพและทางเคมีได้ 2 พวก คือ
    -พวกที่เป็นน้ำตาล

-พวกที่ไม่ใช่น้ำตาล

  1. คาร์โบไฮเดรตจำแนกตามขนาดของโมเลกุล สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ
  2. มอนอแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide)
  3. โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide)
  4. พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

ตาราง  ชนิดของน้ำตาลตามจำนวนคาร์บอนของ monosaccharide

จำนวนคาร์บอน (C) ชนิด ตัวอย่าง
3 Triose Glyceraldehyde
4 Tetrose Erythrose
5 * Pentose Ribose , deoxyribose
6 * Hexose Glucose , fructose , galactose
7 Heptose Sedoheptulose

Monosaccharide

–  น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ได้แก่  กลูโคส  ฟรุคโตส  และกาแลคโตส

–  มีสูตรโครงสร้างอย่างง่าย คือ (CH2O) n  เมื่อ  n คือ จำนวนอะตอมของ C ซึ่งอาจ เป็น  3 – 7  (สูตรโครงสร้างเหมือนกัน  แต่สูตรโมเลกุลต่างกัน)

–  ตัวอย่างเช่น กลูโคส มีโครงสร้างเป็นทั้งสายยาว หรือวงแหวน และมี 2 configuration คือ แบบ     หรือ    configuration

–  พันธะที่เชื่อมระหว่างน้ำตาล  2 โมเลกุลเรียก glycosidic เช่น ถ้าเชื่อมระหว่าง    – glucose  2โมเลกุล จะเรียกว่า    1 – 4 linkage  และ

–  เชื่อมระหว่าง    – glucose จะเรียกว่า     – linkage

–  นอกจากนี้น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่มีหมู่         อยู่ปลายสาย จะเรียกว่า Aldose และไม่อยู่ปลายสายเรียกว่า ketose และการเป็น isomer กันก็ทำให้เกิดน้ำตาลคนละชนิด เช่น กลูโคส กับ แกแลคโตส ดังนั้น น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจึงมีความหลากหลายชนิด

disaccharide

  1. ประกอบด้วย2 monosaccharide เชื่อมด้วย glycosidic bond แล้วเสียน้ำ (dehydration) ไป 1 โมเลกุล
  2. มีสูตรโครงสร้าง  คือC12H22O11 เช่น ซูโครส (กลูโคส + ฟรุกโทส) , มอลโทส (กลูโคส + กลูโคส) , แลคโทส (กลูโคส + แกแลคโทส)
  3. ถ้ามีน้ำตาลmonomer ตั้งแต่ 3 – 15 โมเลกุล เรียกว่า oligosaccharide

Polysaccharide

  1. ประกอบด้วยmonosaccharide จำนวนมากเป็นหลายพันโมเลกุล ได้แก่ พวกแป้ง (อาหารสะสมในพืช) glycogen (ในสัตว์) และ cellulose (ส่วนประกอบของผนังเซลล์)
  2. แป้ง : ประกอบด้วยglucose ต่อกันเป็นจำนวนมากด้วยพันธะ     1       4 ถ้าต่อกันแบบเป็นสายยาวไม่มีกิ่งก้านเรียก amylose มีประมาณ 20% และถ้าต่อกันเป็นกิ่งก้านเรียก amylopectin มีประมาณ 80%
  3. เซลลูโลส : ประกอบด้วยglucose ที่ต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะ    1      4 หลังจากนั้นแต่ละเส้นใยเซลลูโลสมาเรียงขนานกันจับกันด้วย H – bond อยู่รวมกันเป็น microfibril ซึ่งหลายmicrofibril จะรวมกันเป็น fibril ร่างกายมนุษย์ไม่

สามารถย่อยเซลลูโลสได้ เพราไม่มี enzyme ที่ทำลายพันธะที่เชื่อมระหว่างโมเลกุลน้ำตาลทั้งสอง (    – linkage) ในวัวสามารถย่อยเซลลูโลสได้เนื่องจากมีแบคทีเรียบางชนิดย่อยสลายเซลลูโลสได้

  1. ไคทิน : พบในแมลง กุ้ง ปู และราคล้ายกับเซลลูโลสแต่มีหมู่N จับอยู่ที่น้ำตาล นั่นคือเป็นpolymer ของ amino sugar

หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต

  1. ให้พลังงานความร้อน คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม ให้พลังงาน 4 กิโลแคลอรี
    2. ช่วยให้ไขมันเผาไหม้สมบูรณ์
    3. ช่วยสงวนหรือประหยัดการใช้โปรตีนในร่างกาย
    4. สามารถเก็บสะสมไว้และเปลี่ยนเป็นสารอาหารชนิดอื่น เช่น ไขมันและกรดอะมิโนได้

โทษของคาร์โบไฮเดรต
ทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับไต ทำให้โลหิตเป็นพิษ

โปรตีน(Protein)

โปรตีน มีหน้าที่หลายอย่าง ดังนี้

  1. เป็นenzymeเร่งปฏิกิริยาเคมี
  2. เป็นโปรตีนโครงสร้าง เช่น พวกcollagen, elastin , keratin
  3. เป็นตัวขนส่ง ทำหน้าที่ขนส่งสาร เช่นhemoglobinหรือ เป็นตัวขนส่ง (transporter) ที่ cellmembrane
  4. เป็นฮอร์โมน เช่นinsulin
  5. เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน เช่น เป็นantibody

หน่วยย่อย หรือ monomer ของโปรตีน คือ กรดอะมิโน ซึ่งประกอบด้วยหมู่ carboxyl หมู่ NH2 และหมู่ R แบ่งกรดอะมิโนเป็น 5 กลุ่มตามโครงสร้างทางเคมีของหมู่ R
– แต่ละกรดอะมิโนจะมาเชื่อมต่อกันเป็นสายยาวด้วย peptide bond ซึ่งเรียกว่า polypeptide โดยสายpolypeptide จะมีปลายด้านหนึ่งเป็นหมู่ NH2 และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นหมู่ COOH
– กรดอะมิโนมีประมาณ 20 ชนิด ดังนั้นการจัดเรียงตัวของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันมาก จึงก่อให้เกิดความหลากหลายของชนิดโปรตีน และทำหน้าที่ที่แตกต่างกัน
– กรดอะมิโนที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้เอง จะได้จากอาหารเท่านั้น เรียกว่า กรดอะมิโนที่จำเป็น (essential amino acid) และ
– กรดอะมิโนที่ร่างกายสังเคราะห์เองได้ เรียกว่า กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น (non essential amino acid)

โครงสร้างของโปรตีน มี 4 ระดับ คือ

  1. primarystructure การเรียงลำดับของกรดอะมิโนในสาย polypeptide
  2. secondarystructure มีการสร้าง H-bond ระหว่างกรดอะมิโนทำให้มีการขดเป็น helix หรือพับทบไปทบมาเป็น sheet
  3. tertiarystructure หมายถึงโครงรูปของสาย polypeptide ทั้งสายซึ่งประกอบด้วย secondarystructure หลายสายรวมกัน โดยเกิดพันธะต่าง ๆ ภายในสาย secondary structure ได้แก่ พันธะ ionic ,hydrogen และ hydrophobic เป็นต้น
  4. quaternarystructure แต่ละ polypeptide มาอยู่รวมกันเพื่อทำหน้าที่ เช่น hemoglobin ประกอบด้วยสาย polypeptide ชนิด  a และ b อย่างละ 2 สายมาอยู่รวมกัน

ลิพิด  (Lipid)

  1. เป็นสารชีวโมเลกุลกลุ่มเดียวที่ไม่เป็นpolymer
  2. มีคุณลักษณะเฉพาะตัวคือไม่ชอบน้ำ (hydrophobic)เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ไม่เป็นขั้ว (น้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว) ดังนั้น lipids จึงไม่สามารถละลายในน้ำได้
  3. แม้ว่าlipids จะไม่เป็น polymer แต่ไขมันเองก็เป็นสารที่มีขนาดใหญ่
  4. Lipidsได้แก่ ไขมัน (fat, oil, wax), phospholipids และ steroids

การแบ่งประเภทลิพิด (lipid) ทางเคมี

  1. ลิพิดเชิงเดี่ยว (simplelipid)
  2. ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)
  3. อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid)

ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid)

  1. ลิพิดธรรมดา (simplelipid) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับแอลกอฮอล์ชนิดต่างๆ
  2. ถ้าแอลกอฮอล์นั้นคือ กลีเซอรีน จะได้สารประกอบพวกไขมันหรือน้ำมัน (fatหรือ oil) บางทีก็เรียก นิวทรัลลิพิด (neutral lipid) หรือไตรกลีเซอไรด์
  3. ถ้าเป็นแอลกอฮอล์ชนิดอื่นที่ไม่ใช่กลีเซอรีน จะเป็นสารประกอบพวกขี้ผึ้งwax
  4. แต่ละครั้งที่กรดไขมันรวมตัวกับกลีเซอรอล จะมีการเสียน้ำออกมา 1 โมเลกุล เรียก ปฏิกิริยานี้ว่า ดีไฮเดรชั่น (dehydration)
  5. เรียกนิวทรัลลิพิดว่า มอโนกลีเซอไรด์ (monoglyceride)
  6. ไดกลีเซอไรด์ (diglyceride) และไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) แล้วแต่ว่ามีกรดไขมันเกาะอยู่กับกลีเซอรอล 1,2 หรือ 3 โมเลกุล ตามลำดับ

ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid)

ไขมัน (Fat)
– ไขมันประกอบขึ้นด้วยสองส่วนคือ
– ไขมัน = กลีเซอรอล (glycerol) + กรดไขมัน (fatty acids) 3 หมู่

Fatty acid

  1. กรดไขมันเป็นการเรียงตัวของธาตุคาร์บอน(Carbon ,C)
  2. โดยที่ปลายด้านหนึ่งเป็นmethyl group
  3. อีกด้านหนึ่งเป็นcarboxyl group
  4. ความยาวของC มีได้หลายตัวหากมีความยาวน้อยกว่า 6 เรียก Short chains
  5. หากมีC มากกว่า 12 เรียก long chain fatty acid
  6. กรดไขมันเป็นอาหารของกล้ามเนื้อ หัวใจ อวัยวะภายในร่างกาย
  7. กรดไขมันส่วนที่เหลือใช้จะถูกสะสมในรูปtriglyceride (ใช้กรดไขมัน 3 ตัวรวมกับ glycerol) ซึ่งจะสะสมเป็นไขมันในร่างกาย

การแบ่งประเภทของกรดไขมัน

การแบ่งประเภทของกรดไขมันตามความอิ่มตัวเป็น 2 ประเภท
ก. กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid)
ข. กรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturaturated fatty acid)  แบ่งได้อีก 2 ประเภท

 กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated fatty acid

 กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงซ้อน Polyunsaturated fatty acid

                – essential fatty acids

                – unessential fatty acids

saturated fatty acid

  1. หมายถึง กรดไขมันที่คาร์บอนในโมเลกุล มีไฮโดรเจนเกาะอยู่เต็มที่แล้ว
  2. กรดไขมันที่มีธาตุC ต่อกันด้วย single bond เท่านั้น
  3. กรดไขมันที่อิ่มตัวนี้มีสูตรทั่วไปCn H2nO2 , n = 2, 4, 6, 8 ตัวอย่าง เช่น กรดบิวทีริก
  4. กรดบิวทีริก (C4H8O2 ) กรดไขมันชนิดนี้มีอยู่มากในน้ำมันจากสัตว์ น้ำมันมะพร้าวและน้ำมันปาล์ม
  5. แหล่งอาหารของไขมันอิ่มตัวได้แก่ น้ำมันปาล์ม กะทิ เนย นม เนื้อแดง ช้อกโกแลต
  6. การรับประทานอาหารไขมันชนิดอิ่มตัวจะทำให้ไขมันในเลือดสูง และเป็นปัจจัยเสี่ยงของโรคหลอดเลือดตีบ

unsaturated fatty acid

หมายถึง กรดไขมันที่คาร์บอนในโมเลกุล มีไฮโดรเจนจับเกาะอยู่ไม่เต็มที่แล้ว

กรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย double bond อยู่

แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

                กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated fatty acid

 กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงซ้อน Polyunsaturated fatty acid

กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated

-เป็นกรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย Double bond เพียงหนึ่งตำแหน่ง

-นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการรับประทานอาหารไขมันประเภทนี้ทดแทนไขมันอิ่มตัวจะช่วยลดระดับLDL Cholesterol ซึ่งเป็นไขมันที่ไม่ดีก่อให้เกิดโรคหลอดเลือดตีบ

-อาหารที่มีไขมัน Monounsaturated ได้แก่ avocados, nuts, and olive, peanut and canola oils

กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน Polyunsaturated

หมายถึงกรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย Double bond อยู่หลายตำแหน่ง

หากรับประทานแทนไขมันไม่อิ่มตัวจะไม่เพิ่มระดับไขมันในร่างกาย

สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

                กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่ไม่จำเป็น unessential fatty acids  เช่น oleic acid

 กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่จำเป็น essential fatty acids เช่น  linolenic acid , linoleic acid

Omega-3 (Linolenic Acid)

omega-3 fatty acids น้ำมันและไขมันที่มี ecosapentaenoic acid (EPA) และdocosahexaenoic acid (DHA) เป็นส่วนประกอบหลัก  จะมี Double bond ที่ตำแหน่ง C3 นับจากกลุ่มMethyl group

omega-3 fatty acids จะพบมากในอาหารจำพวกปลาและน้ำมันพืช เช่น salmon, halibut,sardines, albacore, trout, herring, walnut, flaxseed oil, and canola oil

Omega-6 (Linoleic Acid)

ส่วน omega-6 fatty acids ไขมันที่มีกรดไลโนเลอิก เป็นส่วนประกอบหลัก  จะมี Doublebond ที่ตำแหน่ง C6 นับจากกลุ่ม Methyl group

omega-6 fatty acids จะพบมากในอาหารจำพวกปลาและน้ำมันพืช corn, safflower,sunflower, soybean, and cottonseed oil

Fat

Fat หรือไขมัน เกิดจากกรดไขมัน 3 ตัวมาทำปฏิกิริยากับ glycerol มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าtriacylglycerol (triglycerides)

ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride)

ไตรกลีเซอไรด์  คือ กรดไขมัน 3 โมเลกุล

ไตรกลีเซอไรในพืชส่วนใหญ่จะเป็นของเหลวและมีจุดหลอมเหลมต่ำ  มักเรียกว่า  น้ำมัน

ส่วนไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์ จะเรียกว่า ไขมัน

ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)

ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)

เป็นลิพิดที่มีสารอื่นเป็น องค์ประกอบด้วย ได้แก่ ฟอสโฟลิพิด , ไกลโคลิพิด และ ลิโพโปรตีน

ฟอสโฟลิพิด (phospholipid)

เป็นลิพิดที่มีความสำคัญต่อเซลล์ประสาท เป็นสารประกอบที่พบในเซลล์ทุกชนิด ส่วนใหญ่เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ยังพบในเนื้อเยื่อประสาท ในไข่แดง ตัวอย่างของสารประกอบฟอสโฟลิพิด ได้แก่ เลซิทิน (lecithin) เซฟาลิน (cephalin) พลาสมาโลเจน (plasmalogen)

ไกลโคลิพิด (glycolipid)

เป็นลิพิดที่มีคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย ลิพิดชนิดนี้พบที่ อวัยวะหลายแห่ง เช่น สมอง ไต ตับ ม้าม

ลิโพโปรตีน (lipoprotein)

เป็นไขมันที่มีโปรตีน หรือกรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบร่วม เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์

Phospholipids

-โครงสร้างคล้ายไขมัน (fat) แต่มีกรดไขมันเพียง 2 ตัวที่ต่อกับ glycerol

-หมู่ hydroxyl อีกหนึ่งหมู่ของ glycerol ต่อกับหมู่ฟอสเฟต ซึ่งอาจมีหมู่เล็ก ๆ ต่อกับหมู่ฟอสเฟต

-มีคุณสมบัติ หาง (tail) ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เนื่องมาจากคุณสมบัติของกรดไขมัน และ

-หัว (head) ชอบน้ำ (hydrophllic) เนื่องมาจากคุณสมบัติของหมู่ฟอสเฟตและหมู่ที่มาเกาะกับฟอสเฟต

Phospholipids เป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์

อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid)

-อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid) เป็นลิพิดที่ได้มาจากลิพิด 2 ชนิดแรกที่กล่าวมาแล้ว เช่น กรดไขมัน ซึ่งได้จากปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส นอกจากนี้ยังรวมถึงสเตียรอยด์ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ใช่ลิพิด แต่เนื่องจากมีสมบัติคล้ายลิพิด จึงถูกจัดไว้ในกลุ่มลิพิด

-สารประกอบสเตียรอยด์เป็นอนุพันธ์ของไซโคลเพนทาโนเพอร์ไฮโดรฟีแนนทรีน นิวเคลียส (cyclopentanoperhydro phenanthrene nucleus) ซึ่งมีสูตรโครงสร้างแตกต่างไปจากพวกลิพิด คือคาร์บอนของ สเตียรอยด์ เรียงกันเป็นวง 4 วงและอาจมีคาร์บอนต่อเป็นแขนงออกไปอีก แล้วแต่จะเป็นสเตียรอยด์ชนิดใด

-สเตียรอยด์มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต เช่น ฮอร์โมนที่สร้างจากรังไข่ อัณฑะ และต่อมต่างๆ เช่น ต่อมหมวกไต คอเลสเทอรอล (cholesterol) ซึ่งมีในสัตว์แต่ไม่มีในพืชเป็นสเตียรอยด์ที่เชื่อกันว่าทำให้เส้นเลือดอุดตัน สเตียรอยด์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่ง คือเออร์โกสเตียรอล (ergosterol) ซึ่งร่างกายใช้สังเคราะห์วิตามินดี

Steroids

– จัดเป็น lipids เนื่องจากมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ
– เป็นสาย hydrocarbon ที่มีหมู่วงแหวน 4 วงมาเกาะ
– ความแตกต่างของหมู่วงแหวนนี้ทำให้เกิด steroids ชนิดต่าง ๆ เช่น คลอเรสเตอรอล ,ฮอร์โมนชนิดต่าง ๆ

สรุป ลิพิด แบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ได้   3 ประเภท คือ

– ลิพิดเชิงเดี่ยว  คือ  ลิพิดที่เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอลหรือแอลกอฮอล์ตัวอื่น แบ่งย่อยได้เป็น
1. ไขมันแท้ (true fat) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอล เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า          กลีเซอไรด์  ไตรกลีเซอไรด์  คือ กรดไขมัน 3 โมเลกุล    ไตรกลีเซอไรด์ในพืชส่วนใหญ่จะเป็นของเหลวและมีจุดหลอมเหลมต่ำ  มักเรียกว่า  น้ำมัน   ส่วนไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์ จะเรียกว่า ไขมัน
2. ขี้ผึ้งหรือไข   จะพบได้ที่ผิวนอกของเปลือกผลไม้ ผิวใบไม้ สารเคลือบปีกแมลงและขนของสัตว์ปีก ปลาวาฬจะสะสมไขไว้ใช้เป็นพลังงานแทนไตรกลีเซอไรด์
– ลิพิดเชิงซ้อน  หมายถึง  ลิพิดที่มีสารอื่นประกอบอยู่ด้วย
– อนุพันธ์ลิพิด  เป็นสารที่ได้จากการย่อยสลายลิพิดทั้ง 2 ประเภท  ที่สำคัญ ได้แก่  กรดไขมัน    กลีเซอรอล
1. กรดไขมัน  สูตรทั่วไปือ R-COOH  แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ

–  กรดไขมันอิ่มตัว
–  กรดไขมันไม่อิ่มตัว

  1. สเตตอรอยด์เป็นอนุพันธ์ของลิพิดที่สำคัญคือ ฮอร์โมนเพศ
    สเตรอยด์ที่พบทั่วไป คือ คอเลสเทอรอล

กรดนิวคลีอิก  (Nucleic  acid)

กรดนิวคลีอิก (อังกฤษ: nucleic acid) เป็นโพลิเมอร์ของนิวคลีโอไทด์ ที่ต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ ( phosphodiester bond ) โดยที่หมู่ของฟอสเฟตที่เป็นส่วนประกอบของพันธะจะเชื่อมโยงระหว่างหมู่ ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง 5′ ของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลหนึ่งกับหมู่ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง 3’ในโมเลกุลถัดไป จึงทำให้นิวคลีโอไทด์มีโครงสร้างของสันหลัง ( backbone ) เป็นฟอสเฟตกับน้ำตาลและมีแขนงข้างเป็นเบส อาจจำแนกได้เป็น DNA และ RNA

DNA

DNA (อังกฤษ: deoxyribonucleic acid) พบในนิวเคลียสของเซลล์ เป็นสารพันธุกรรม ในธรรมชาติส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปเกลียวคู่ (Double standed DNA) DNA ที่อยู่ในเซลล์มีจำนวนมากมักมีโครโมโซมเรียงตัวกันเป็นคู่หรือดิพลอยด์

ขนาดและรูปร่าง

รูปร่างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทแตกต่างกัน เช่น เซลล์โพรคาริโอต ไวรัส แบคทีเรีย รวมทั้งคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรีย ที่มี DNA เป็นวงแหวนเกลียวคู่ ส่วนในยูคาริโอต มี 2 ชนิด คือ ชนิดที่อยู่ในนิวเคลียส เรียก nuclear DNA อยู่ในรูปเกลียวคู่ปลายเปิด และชนิดที่อยู่ในไมโตคอนเดรียเรียก Mitochondrial DNA มีลักษณะเป็นวงแหวนเกลียวคู่ และขดตัวเป็นเกลียวคู่ยิ่งยวด ในพืชพบ DNA ทั้งในนิวเคลียสและคลอโรพลาสต์

ลักษณะที่สำคัญของ DNA

Watsan และ Crick พบว่าโครงสร้างตามธรรมชาติของ DNA ในเซลล์ทุกชนิดเป็นเกลียวคู่ซึ่งมีโครงสร้างที่เสถียรที่สุด โดยมีเบสอยู่ด้านในระหว่างสายของ DNA ทั้ง 2 ในลักษณะที่ตั้งฉากกับแกนหลักและวางอยู่ในระนาบเดียวกัน การที่เบสวางอยู่ในสภาพเช่นนี้ทำให้เบสระหว่างอะดีนีนและไทมีนสามารถเกิด พันธะได้ 2 พันธะ และเบสระหว่างกวานีนกับไซโทซีนเกิดได้ 3 พันธะ ซึ่งการเข้าคู่กันนี้ถ้าสลับคู่กันจะทำให้พลังงานที่ยึดเหนี่ยวไม่เหมาะสม กับการเข้าคู่ เพื่อเกิดเกลียวคู่ของDNA

สมบัติของ DNA ในสารละลาย

ฉะนั้นถ้าการเรียงตัวของเบสใน DNA สายหนึ่งเป็น T-C-C-A-A-G ลำดับการเรียงตัวของเบสในอีกสายหนึ่งจึงต้องเป็น A-G-G-T-T-C เราเรียกลักษณะนี้ว่าการจับกันของเบสคู่สม ( base complementary )

สมบัติเกี่ยวกับกรดและเบส DNA แสดงสมบัติเป็นกรดเนื่องจากหมู่ฟอสเฟตที่อยู่ในพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์มีค่า pKa ประมาณ 2.1 ฉะนั้นที่ pH ปกติในเซลล์ของร่างกายประมาณ 6.7 หมู่ฟอสเฟตดังกล่าวจะมีประจุรวมทั้งกรดนิวคลีอิกในเซลล์มีประจุลบด้วยทำให้ สามารถจับกับแอนไอออนหรือแคตไอออน หรือสายอื่นๆที่มีประจุบวก เช่น ฮีสโทน (histone) โพรทามีน (protamine)

RNA

RNA (อังกฤษ: ribonucleic acid} พบในนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมของสิ่งมีชีวิต มีหน้าที่คือ รับข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA เพื่อนำไปในสังเคราะห์โปรตีนรวมทั้งเอนไซม์และฮอร์โมนต่างๆ ภายในเซลล์ เป็นโพลีนิวคลีโทไทด์ที่ประกอบด้วย ไรโบนิวคลีโอไทด์หลายๆ หน่วยมาต่อกันด้วยพันธะ 3′,5′- ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ขนาดของ RNA สั้นกว่าโมเลกุลของ DNA มาก RNA ที่พบส่วนมากในเซลล์ส่วนใหญ่เป็นชนิดสายเดี่ยว ( singele standed RNA ) เฉพาะในไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่อาจพบ RNA สายคู่ สายกรดนิวคลีอิกสามารถพันกันเป็นเกลียวโดยเฉพาะสำหรับดีเอ็นเอ สายทั้งสองเกาะกันอยู่ด้วยคู่เบสที่เฉพาะเจาะจง คือ อะนีดีนกับยูราซีน และ กวานีนกับไซโตซิน

ชนิดของ RNA

RNA ที่สำคัญมี 3 ชนิด คือ

RNA นำรหัส ( messeger RNA,mRNA ) mRNA ถูกสังเคราะห์ขึ้นในนิวเคลียสโดยกระบวนการถอดรหัส mRNA มีปริมาณน้อยกว่า RNA ชนิดอื่นๆ คือมีประมาณ 5-10 % ของRNAทั้งหมด mRNA ที่สังเคราะห์ได้ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะมีการเติม อะดีโนซีนฟอสเฟต ที่ปลาย 3′ ทำให้ปลายเป็นโพลีอะดีโนซีนฟอสเฟต ซึ่งนิวคลีโอไทด์จะช่วยในการเคลื่อนย้าย mRNA จากนิวเคลียสไปสู่ไรโบโซม ส่วนที่ปลาย 5′-P04 ของmRNA มี 7-methyl-5-guanosine triphosphate ( capping ) มาจับ

RNA ขนย้าย ( tRNA ) tRNA ทำหน้าที่ พากรดอะมิโนมายังไรโบโซม ในระหว่างที่มีการสังเคราะห์โปรตีน tRNA เป็น RNA ที่มีขนาดเล็กเป็นสายเดี่ยวประกอบด้วย นิวคลีโอไทด์ 73-93หน่วย

RNA ของไรโบโซม ( rRNA ) RNA ชนิดนี้มีอยู่ประมาณ 65% มีลักษณะเป็นเส้นยาวเดี่ยว ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซมของพืชและสัตว์ชั้นสูง มีขนาด 80 s

ใหญ่กว่าไรโบโซมของแบคทีเรียซึ่งมีขนาด 70 s

การเสียสภาพธรรมชาติของกรดนิวคลีอิก ( Denaturation of nucleic acid )

โครงสร้างแบบเกลียวคู่ของ DNA อาจเสียสภาพตามธรรมชาติได้เมื่ออยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม ทำให้เปลี่ยนเป็นโครงสร้างที่ปราศจากระเบียบ (disordered structure) สภาพแวดล้อมที่ทำให้ DNA เสียสภาพตามธรรมชาติ คือ สภาวะกรด เบส ความร้อน หรือการลดค่า dielectric constant การใช้สารบางอย่างที่ทำลายพันธะไฮโดรเจน เช่น ยูเรีย การเสียสภาพธรรมชาติของ DNAมีผลทำให้สมบัติบางอย่างเปลี่ยนไป เช่น ความหนืดสูงขึ้น ค่าความหนาแน่นสำหรับการลอยตัวเพิ่มขึ้น และการดูดกลืนแสงที 260 นาโนเมตร มากขึ้น DNA ที่เสียสภาพจะคืนกลับสู่สภาพเดิม (renatured ) ได้หรือไม่ขึ้นอยู่กับการเสียสภาพธรรมชาตินั้น เกิดมากขึ้นเท่าใด ซึ่ง DNA สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้อย่างรวดเร็วเมื่อเอาสารทำลายสภาพธรรมชาติออก แต่ถ้าเส้นโพลีนิวคลีโอไทด์ในDNA เส้นคู่แยกออกจากกันเป็นเส้นเดี่ยวอย่างเด็ดขาด การกลับคืนสู่เดิมของ DNA เกิดได้ช้ามาก

วิตามิน  (vitamin)

วัตถุประสงค์ของการใช้วิตามิน

ให้เพื่อเสริม เป็นการให้วิตามินบางชนิดเสริมบางสภาวะที่ร่างกายมีความต้องการวิตามินและเกลือแร่มากกว่าปกติ เช่น หญิงตั้งครรภ์ และ ระหว่างให้นมบุตรจะมีความต้องการสารอาหารเพิ่มขึ้น

ให้เพื่อป้องกันการขาด เป็นอาหารเสริมในคนที่มีความเสี่ยงต่อภาวะขาด เช่น เด็กแรกเกิด หรือผู้ป่วยโรคเรื้อรัง

ให้เพื่อการรักษา ให้กับผู้ป่วยที่แสดงอาการขาด

ให้เพื่อหวังผลทางเภสัชวิทยา วิตามินขนาดสูงๆจะถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคต่างๆได้

หน้าที่ของวิตามิน

หน้าที่ของวิตามินโดยทั่วไป มีดั้งนี้

ช่วยให้อวัยวะต่างๆ ทำงานตามปกติ

ช่วยป้องกันและต้านทานโรค

ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโต

ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ หรือร่วมกับเอนไซม์ในการช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีในร่างกาย

ชนิดของวิตามิน

แบ่งตามคุณสมบัติในการละลายน้ำ แบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม คือ

วิตามินที่ละลายในน้ำ (Water soluble vitamins )

วิตามินที่ละลายในไขมัน (Fat soluble vitamins )

Water soluble vitamins

วิตามินบี 1              (Thiamine)

วิตามินบี 2              (Riboflavin)

วิตามินบี 3              (Niacin)

วิตามินบี 5              (Pantothenic acid)

วิตามินบี 6              (Pyridoxine)

วิตามินบี 9 , เอ็ม    (Folic acid)

วิตามินบี 12            (Cobalamin)

วิตามินบี 15            (Pangamic acid)

วิตามินบี 17            (Amygdalin หรือ Laetrille)

วิตามินซี                (Ascorbic acid)

วิตามินพี                 (Bioflavonoids)

วิตามินเอช             (Biotin)

Fat soluble vitamins

วิตามินเอ                (Retinol)

วิตามินดี                (Cholecalciferol)

วิตามินอี                (Tocopherol)

วิตามินเอฟ

วิตามินเค

แคโรทีน

เทารีน

ที่มา  :      http://www.wattana.ac.th/E_learning47/high_01/foods/

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/1115/cm1503/carbohydrates.htm

http://rbu.qru.ac.th/~cow/science/4031102/lesson1/lesson1.8.html

http://www.geocities.com/vitandmin/VITAMINS.htm

http://www.siamhealth.net/Health/good_health_living/diet/fat.htm

#รหัสบล็อกของหนูเข้าไม่ได้ขออนุญาติใช้บล็อกของเพื่อนในการส่งงานค่ะ

บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

**น.ส.สุพัตรา  พจนโพธา ม.4/1 เลขที่ 39**

***เนื่องจากรหัสเข้าได้ขออนุญาตใช้รหัสนี้ส่งงานแทนค่ะ***

2.2 สารอินทรีย์

สารอินทรีย์ คือ

1.สารอินทรีย์เป็นสารที่มีธาตุ C,H,O,N,P,S เป็นองค์ประกอบ

2.สารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า สารชีวโมเลกุล(biological  molecule)

3.C+H = hydrocarbon

4.หมู่ฟังก์ชัน (functional  group) คือหมู่อะตอมหรือกลุ่มอะตอมของธาตุที่แสดงสมบัติเฉพาะของสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เช่นCH3OH ( เมทานอล) CH3CH2OH( เอทานอล) ซึ่งต้องเป็นสารอินทรีย์พวกแอลกอฮอล์ เพราะสารแต่ละชนิดต่างก็มีหม -OH เป็นองค์ประกอบ แสดงหมู่ -OH เป็นหมู่ฟังก์ชันของแอลกอฮอล์

1.คาร์โบไฮเดรต  (Carbohydrate)

images (1)         

images

1.คาร์โบไฮเดรต หมายถึง”คาร์บอนที่อิ่มตัวด้วยน้ำ”

2.เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วย C,H,O

3.โดยอัตราส่วนของ C:H:O = 1:2:1 (โดยปริมาตร)

4.เป็นสารอินทรีย์ที่หมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์ (-CHO) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) หรือหมู่คาร์บอนิล (-CO ) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) เป็นหมู่ฟังก์ชัน

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต

1.คาร์โบไฮเดรตจำแนกตาม สมบัติทางกายภาพและทางเคมี ได้ 2 พวก คือ
-พวกที่เป็นน้ำตาล

-พวกที่ไม่ใช่น้ำตาล

2.คาร์โบไฮเดรตจำแนกตาม ขนาดของโมเลกุล สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ

1.มอนอแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide)

2.โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide)

3.พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

ตาราง   ชนิดของน้ำตาลตามจำนวนคาร์บอนของ  monosaccharide

จำนวนคาร์บอน  (C) ชนิด ตัวอย่าง
3 Triose Glyceraldehyde
4 Tetrose Erythrose
5 * Pentose Ribose , deoxyribose
6 * Hexose Glucose , fructose , galactose
7 Heptose Sedoheptulose

Monosaccharide

– น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ได้แก่ กลูโคส ฟรุคโตส และกาแลคโตส

– มีสูตรโครงสร้างอย่างง่าย คือ (CH2O)n เมื่อ n คือ จำนวนอะตอมของ C ซึ่งอาจเป็น 3-7 (สูตรโครงสร้างเหมือนกัน   แต่สูตรโมเลกุลต่างกัน)

-ตัวอย่างเช่น กลูโคส มีโครงสร้างเป็นทั้งสายยาว หรือวงแหวน และมี 2configuration คือ configuration

-พันธะที่เชื่อมระหว่างน้ำตาล 2 โมเลกุลเรียก glycosidic เช่น ถ้าเชื่อมระหว่าง -glucose 2 โมเลกุล จะเรียกว่า 1-4 linkage

-เชื่อมระหว่าง -glucose จะเรียกว่า -linkage

-นอกจากนี้น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่มีหมู่อยู่ปลายสาย จะเรียกว่า Aldose และไม่อยู่ปลายสายเรียกว่า ketose และการเป็น isomer  กันก็ทำให้เกิดน้ำตาลคนละชนิด เช่น กลูโคส กับ แกแลคโตส ดังนั้นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจึงมีความหลากหลายชนิด

Disaccharide

1.ประกอบด้วย 2 monosaccharide  เชื่อมด้วย glycosidic bond แล้วเสียน้ำ (dehydration) ไป 1 โมเลกุล

2.มีสูตรโครงสร้างคือ C12H22O11 เช่น ซูโครส (กลูโคส+ฟรุกโทส) , มอลโทส (กลูโคส + กลูโคส) , แลคโทส (กลูโคส + แกแลคโทส)

3.ถ้ามีน้ำตาล monomer ตั้งแต่ 3-15 โมเลกุล เรียกว่า oligosaccharide

Polysaccharide

1.ประกอบด้วย monosaccharide จำนวนมากเป็นหลายพันโมเลกุล ได้แก่ พวกแป้ง (อาหารสะสมในพืช) glycogen (ในสัตว์) และ  cellulose (ส่วนประกอบของผนังเซลล์)

2.แป้ง: ประกอบด้วย glucose ต่อกันเป็นจำนวนมากด้วยพันธะ1,4ถ้าต่อกันแบบเป็นสายยาวไม่มีกิ่งก้านเรียก amylose มีประมาณ 20% และถ้าต่อกันเป็นกิ่งก้านเรียก amylopectin มีประมาณ 80%

3.เซลลูโล: ประกอบด้วย glucose ที่ต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะ1,4 หลังจากนั้นแต่ละเส้นใยเซลลูโลสมาเรียงขนานกันจับกันด้วย H – bond อยู่รวมกันเป็น microfibril ซึ่งหลาย microfibril จะรวมกันเป็น fibril ร่างกายมนุษย์ไม่

สามารถย่อยเซลลูโลสได้ เพราไม่มี  enzyme  ที่ทำลายพันธะที่เชื่อมระหว่างโมเลกุลน้ำตาลทั้งสอง( – linkage ) ในวัวสามารถย่อยเซลลูโลสได้เนื่องจากมีแบคทีเรียบางชนิดย่อยสลายเซลลูโลสได้

4.ไคทิน: พบในแมลงกุ้ง ปู และราคล้ายกับเซลลูโลสแต่มีหมู่ N จับอยู่ที่น้ำตาล นั่นคือเป็น polymer ของ amino sugar

หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต

1.ให้พลังงานความร้อน คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม ให้พลังงาน 4 กิโลแคลอรี
2.ช่วยให้ไขมันเผาไหม้สมบูรณ์
3.ช่วยสงวนหรือประหยัดการใช้โปรตีนในร่างกาย
4.สามารถเก็บสะสมไว้และเปลี่ยนเป็นสารอาหารชนิดอื่น เช่น ไขมันและกรดอะมิโนได้

โทษของคาร์โบไฮเดรต
ทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับไต ทำให้โลหิตเป็นพิษ

2.โปรตีน (Protein)

food_1_clip_image002_0000

proteins-fat-loss

โปรตีน มีหน้าที่หลายอย่าง ดังนี้

1.เป็น enzyme เร่งปฏิกิริยาเคมี

2.เป็นโปรตีนโครงสร้าง เช่น พวก collagen,elastin,keratin

3.เป็นตัวขนส่ง ทำหน้าที่ขนส่งสาร เช่น hemoglobin หรือ เป็นตัวขนส่ง (transporter) ที่ cellmembrane

4.เป็นฮอร์โมน เช่น insulin

5.เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน เช่น เป็น antibody

หน่วยย่อย หรือ monomer ของโปรตีน คือ กรดอะมิโน ซึ่งประกอบด้วยหมู่ carboxyl หมู่NH 2 และหมู่R แบ่งกรดอะมิโนเป็น 5 กลุ่มตามโครงสร้างทางเคมีของหมู่ R

– แต่ละกรดอะมิโนจะมาเชื่อมต่อกันเป็นสายยาวด้วย peptide bond ซึ่งเรียกว่า polypeptide โดยสาย polypeptide  จะมีปลายด้านหนึ่งเป็นหมู่ NH2 และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นหมู่ COOH
– กรดอะมิโนมีประมาณ 20 ชนิด ดังนั้นการจัดเรียงตัวของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันมาก จึงก่อให้เกิดความหลากหลายของชนิดโปรตีน และทำหน้าที่ที่แตกต่างกัน
– กรดอะมิโนที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้เอง จะได้จากอาหารเท่านั้น เรียกว่า กรดอะมิโนที่จำเป็น (essential amino acid)  และ
– กรดอะมิโนที่ร่างกายสังเคราะห์เองได้ เรียกว่า กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น (non essential amino acid)

โครงสร้างของโปรตีน มี 4 ระดับ คือ

1.primary structure การเรียงลำดับของกรดอะมิโนในสาย polypeptide

2.secondary structure มีการสร้าง H-bond ระหว่างกรดอะมิโนทำให้มีการขดเป็น helix หรือพับทบไปทบมาเป็นsheet

3.tertiary structure หมายถึงโครงรูปของสาย polypeptide ทั้งสายซึ่งประกอบด้วย secondarystructure หลายสายรวมกัน โดยเกิดพันธะต่างๆ ภายในสาย secondary structure ได้แก่ พันธะ ionic,hydrogen และ hydrophobic เป็นต้น

4.quaternary structure แต่ละ polypeptide มาอยู่รวมกันเพื่อทำหน้าที่ เช่น hemoglobin ประกอบด้วยสาย polypeptide ชนิด a และ  b อย่างละ 2 สายมาอยู่รวมกัน

3.ลิพิด  (Lipid)

วววว         ลลลล

  1. เป็นสารชีวโมเลกุลกลุ่มเดียวที่ไม่เป็นpolymer
  2. มีคุณลักษณะเฉพาะตัวคือไม่ชอบน้ำ (hydrophobic)เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ไม่เป็นขั้ว (น้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว) ดังนั้น lipids จึงไม่สามารถละลายในน้ำได้
  3. แม้ว่าlipids จะไม่เป็น polymer แต่ไขมันเองก็เป็นสารที่มีขนาดใหญ่
  4. Lipidsได้แก่ ไขมัน (fat, oil, wax), phospholipids และ steroids

การแบ่งประเภทลิพิด (lipid) ทางเคมี

  1. ลิพิดเชิงเดี่ยว (simplelipid)
  2. ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)
  3. อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid)

ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid)

  1. ลิพิดธรรมดา (simplelipid) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับแอลกอฮอล์ชนิดต่างๆ
  2. ถ้าแอลกอฮอล์นั้นคือ กลีเซอรีน จะได้สารประกอบพวกไขมันหรือน้ำมัน (fatหรือ oil) บางทีก็เรียก นิวทรัลลิพิด (neutral lipid) หรือไตรกลีเซอไรด์
  3. ถ้าเป็นแอลกอฮอล์ชนิดอื่นที่ไม่ใช่กลีเซอรีน จะเป็นสารประกอบพวกขี้ผึ้งwax
  4. แต่ละครั้งที่กรดไขมันรวมตัวกับกลีเซอรอล จะมีการเสียน้ำออกมา 1 โมเลกุล เรียก ปฏิกิริยานี้ว่า ดีไฮเดรชั่น (dehydration)
  5. เรียกนิวทรัลลิพิดว่า มอโนกลีเซอไรด์ (monoglyceride)
  6. ไดกลีเซอไรด์ (diglyceride) และไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) แล้วแต่ว่ามีกรดไขมันเกาะอยู่กับกลีเซอรอล 1,2 หรือ 3 โมเลกุล ตามลำดับ

ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid)

ไขมัน (Fat)
– ไขมันประกอบขึ้นด้วยสองส่วนคือ
– ไขมัน = กลีเซอรอล (glycerol) + กรดไขมัน (fatty acids) 3 หมู่

Fatty acid

  1. กรดไขมันเป็นการเรียงตัวของธาตุคาร์บอน(Carbon ,C)
  2. โดยที่ปลายด้านหนึ่งเป็นmethyl group
  3. อีกด้านหนึ่งเป็นcarboxyl group
  4. ความยาวของC มีได้หลายตัวหากมีความยาวน้อยกว่า 6 เรียก Short chains
  5. หากมีC มากกว่า 12 เรียก long chain fatty acid
  6. กรดไขมันเป็นอาหารของกล้ามเนื้อ หัวใจ อวัยวะภายในร่างกาย
  7. กรดไขมันส่วนที่เหลือใช้จะถูกสะสมในรูปtriglyceride (ใช้กรดไขมัน 3 ตัวรวมกับ glycerol) ซึ่งจะสะสมเป็นไขมันในร่างกาย

การแบ่งประเภทของกรดไขมัน

การแบ่งประเภทของกรดไขมันตามความอิ่มตัวเป็น 2 ประเภท
ก. กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid)
ข. กรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturaturated fatty acid)  แบ่งได้อีก 2 ประเภท

 กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated fatty acid

 กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงซ้อน Polyunsaturated fatty acid

                – essential fatty acids

                – unessential fatty acids

saturated fatty acid

  1. หมายถึง กรดไขมันที่คาร์บอนในโมเลกุล มีไฮโดรเจนเกาะอยู่เต็มที่แล้ว
  2. กรดไขมันที่มีธาตุC ต่อกันด้วย single bond เท่านั้น
  3. กรดไขมันที่อิ่มตัวนี้มีสูตรทั่วไปCn H2nO2 , n = 2, 4, 6, 8 ตัวอย่าง เช่น กรดบิวทีริก
  4. กรดบิวทีริก (C4H8O2 ) กรดไขมันชนิดนี้มีอยู่มากในน้ำมันจากสัตว์ น้ำมันมะพร้าวและน้ำมันปาล์ม
  5. แหล่งอาหารของไขมันอิ่มตัวได้แก่ น้ำมันปาล์ม กะทิ เนย นม เนื้อแดง ช้อกโกแลต
  6. การรับประทานอาหารไขมันชนิดอิ่มตัวจะทำให้ไขมันในเลือดสูง และเป็นปัจจัยเสี่ยงของโรคหลอดเลือดตีบ

unsaturated fatty acid

หมายถึง กรดไขมันที่คาร์บอนในโมเลกุล มีไฮโดรเจนจับเกาะอยู่ไม่เต็มที่แล้ว

กรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย double bond อยู่

แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

-กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated fatty acid

-กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงซ้อน Polyunsaturated fatty acid

กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated

-เป็นกรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย Double bond เพียงหนึ่งตำแหน่ง

-นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการรับประทานอาหารไขมันประเภทนี้ทดแทนไขมันอิ่มตัวจะช่วยลดระดับLDL Cholesterol ซึ่งเป็นไขมันที่ไม่ดีก่อให้เกิดโรคหลอดเลือดตีบ

-อาหารที่มีไขมัน Monounsaturated ได้แก่ avocados, nuts, and olive, peanut and canola oils

กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน Polyunsaturated

หมายถึงกรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย Double bond อยู่หลายตำแหน่ง

หากรับประทานแทนไขมันไม่อิ่มตัวจะไม่เพิ่มระดับไขมันในร่างกาย

สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

-กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่ไม่จำเป็น unessential fatty acids  เช่น oleic acid

-กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่จำเป็น essential fatty acids เช่น  linolenic acid , linoleic acid

Omega-3 (Linolenic Acid)

omega-3 fatty acids น้ำมันและไขมันที่มี ecosapentaenoic acid (EPA) และdocosahexaenoic acid (DHA) เป็นส่วนประกอบหลัก  จะมี Double bond ที่ตำแหน่ง C3 นับจากกลุ่มMethyl group

omega-3 fatty acids จะพบมากในอาหารจำพวกปลาและน้ำมันพืช เช่น salmon, halibut,sardines, albacore, trout, herring, walnut, flaxseed oil, and canola oil

Omega-6 (Linoleic Acid)

ส่วน omega-6 fatty acids ไขมันที่มีกรดไลโนเลอิก เป็นส่วนประกอบหลัก  จะมี Doublebond ที่ตำแหน่ง C6 นับจากกลุ่ม Methyl group

omega-6 fatty acids จะพบมากในอาหารจำพวกปลาและน้ำมันพืช corn, safflower,sunflower, soybean, and cottonseed oil

Fat

Fat หรือไขมัน เกิดจากกรดไขมัน 3 ตัวมาทำปฏิกิริยากับ glycerol มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าtriacylglycerol (triglycerides)

ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride)

ไตรกลีเซอไรด์  คือ กรดไขมัน 3 โมเลกุล

ไตรกลีเซอไรในพืชส่วนใหญ่จะเป็นของเหลวและมีจุดหลอมเหลมต่ำ  มักเรียกว่า  น้ำมัน

ส่วนไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์ จะเรียกว่า ไขมัน

ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)

ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)

เป็นลิพิดที่มีสารอื่นเป็น องค์ประกอบด้วย ได้แก่ ฟอสโฟลิพิด , ไกลโคลิพิด และ ลิโพโปรตีน

ฟอสโฟลิพิด (phospholipid)

เป็นลิพิดที่มีความสำคัญต่อเซลล์ประสาท เป็นสารประกอบที่พบในเซลล์ทุกชนิด ส่วนใหญ่เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้ยังพบในเนื้อเยื่อประสาท ในไข่แดง ตัวอย่างของสารประกอบฟอสโฟลิพิด ได้แก่ เลซิทิน (lecithin) เซฟาลิน (cephalin) พลาสมาโลเจน (plasmalogen)

ไกลโคลิพิด (glycolipid)

เป็นลิพิดที่มีคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบอยู่ด้วย ลิพิดชนิดนี้พบที่ อวัยวะหลายแห่ง เช่น สมอง ไต ตับ ม้าม

ลิโพโปรตีน (lipoprotein)

เป็นไขมันที่มีโปรตีน หรือกรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบร่วม เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์

Phospholipids

-โครงสร้างคล้ายไขมัน (fat) แต่มีกรดไขมันเพียง 2 ตัวที่ต่อกับ glycerol

-หมู่ hydroxyl อีกหนึ่งหมู่ของ glycerol ต่อกับหมู่ฟอสเฟต ซึ่งอาจมีหมู่เล็ก ๆ ต่อกับหมู่ฟอสเฟต

-มีคุณสมบัติ หาง (tail) ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เนื่องมาจากคุณสมบัติของกรดไขมัน และ

-หัว (head) ชอบน้ำ (hydrophllic) เนื่องมาจากคุณสมบัติของหมู่ฟอสเฟตและหมู่ที่มาเกาะกับฟอสเฟต

Phospholipids เป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์

อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid)

-อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid) เป็นลิพิดที่ได้มาจากลิพิด 2 ชนิดแรกที่กล่าวมาแล้ว เช่น กรดไขมัน ซึ่งได้จากปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส นอกจากนี้ยังรวมถึงสเตียรอยด์ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ใช่ลิพิด แต่เนื่องจากมีสมบัติคล้ายลิพิด จึงถูกจัดไว้ในกลุ่มลิพิด

-สารประกอบสเตียรอยด์เป็นอนุพันธ์ของไซโคลเพนทาโนเพอร์ไฮโดรฟีแนนทรีน นิวเคลียส (cyclopentanoperhydro phenanthrene nucleus) ซึ่งมีสูตรโครงสร้างแตกต่างไปจากพวกลิพิด คือคาร์บอนของ สเตียรอยด์ เรียงกันเป็นวง 4 วงและอาจมีคาร์บอนต่อเป็นแขนงออกไปอีก แล้วแต่จะเป็นสเตียรอยด์ชนิดใด

-สเตียรอยด์มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต เช่น ฮอร์โมนที่สร้างจากรังไข่ อัณฑะ และต่อมต่างๆ เช่น ต่อมหมวกไต คอเลสเทอรอล (cholesterol) ซึ่งมีในสัตว์แต่ไม่มีในพืชเป็นสเตียรอยด์ที่เชื่อกันว่าทำให้เส้นเลือดอุดตัน สเตียรอยด์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่ง คือเออร์โกสเตียรอล (ergosterol) ซึ่งร่างกายใช้สังเคราะห์วิตามินดี

Steroids

– จัดเป็น lipids เนื่องจากมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ
– เป็นสาย hydrocarbon ที่มีหมู่วงแหวน 4 วงมาเกาะ
– ความแตกต่างของหมู่วงแหวนนี้ทำให้เกิด steroids ชนิดต่าง ๆ เช่น คลอเรสเตอรอล ,ฮอร์โมนชนิดต่าง ๆ

สรุป ลิพิด แบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ได้   3 ประเภท คือ

– ลิพิดเชิงเดี่ยว  คือ  ลิพิดที่เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอลหรือแอลกอฮอล์ตัวอื่น แบ่งย่อยได้เป็น
1. ไขมันแท้ (true fat) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอล เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า          กลีเซอไรด์  ไตรกลีเซอไรด์  คือ กรดไขมัน 3 โมเลกุล    ไตรกลีเซอไรด์ในพืชส่วนใหญ่จะเป็นของเหลวและมีจุดหลอมเหลมต่ำ  มักเรียกว่า  น้ำมัน   ส่วนไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์ จะเรียกว่า ไขมัน
2. ขี้ผึ้งหรือไข   จะพบได้ที่ผิวนอกของเปลือกผลไม้ ผิวใบไม้ สารเคลือบปีกแมลงและขนของสัตว์ปีก ปลาวาฬจะสะสมไขไว้ใช้เป็นพลังงานแทนไตรกลีเซอไรด์
– ลิพิดเชิงซ้อน  หมายถึง  ลิพิดที่มีสารอื่นประกอบอยู่ด้วย
– อนุพันธ์ลิพิด  เป็นสารที่ได้จากการย่อยสลายลิพิดทั้ง 2 ประเภท  ที่สำคัญ ได้แก่  กรดไขมัน    กลีเซอรอล
1. กรดไขมัน  สูตรทั่วไปือ R-COOH  แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ

–  กรดไขมันอิ่มตัว
–  กรดไขมันไม่อิ่มตัว

2.สเตตอรอยด์เป็นอนุพันธ์ของลิพิดที่สำคัญคือ ฮอร์โมนเพศ
สเตรอยด์ที่พบทั่วไป คือ คอเลสเทอรอล

4. กรดนิวคลีอิก (nucleic acid)

ดาวน์โหลด (1)             ดาวน์โหลด (2)

กรดนิวคลีอิก (nucleic acid) เป็น โพลิเมอร์ ของ นิวคลีโอไทด์  ที่ต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond)  โดยที่หมู่ของฟอสเฟตที่เป็นส่วนประกอบของพันธะจะเชื่อมโยงระหว่างหมู่ ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง  5′  ของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลหนึ่งกับหมู่ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง 3′ ในโมเลกุลถัดไป จึงทำให้นิวคลีโอไทด์มีโครงสร้างของสันหลัง (backbone) เป็นฟอสเฟตกับน้ำตาลและมีแขนงข้างเป็นเบส อาจจำแนกได้เป็น DNA และ RNA

DNA

DNA (deoxyribonucleic acid) พบ ในนิวเคลียส ของ เซลล์ เป็นสารพันธุกรรม ในธรรมชาติส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปเกลียวคู่ (Double standed DNA) DNA  ที่อยู่ในเซลล์มีจำนวนมากมักมีโครโมโซมเรียงตัวกันเป็นคู่หรือดิพลอยด์

ขนาดและรูปร่าง

รูปร่างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทแตกต่างกัน เช่น เซลล์โพรคาริโอต ไวรัส แบคทีเรีย รวมทั้งคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรีย ที่มี DNA เป็นวงแหวนเกลียวคู่ ส่วนในยูคาริโอต มี  2  ชนิด คือ ชนิดที่อยู่ในนิวเคลียส เรียก  nuclear DNA อยู่ในรูปเกลียวคู่ปลายเปิด และชนิดที่อยู่ในไมโตคอนเดรียเรียก Mitochondrial DNA มีลักษณะเป็นวงแหวนเกลียวคู่ และขดตัวเป็นเกลียวคู่ยิ่งยวด ในพืชพบ DNA ทั้งในนิวเคลียสและคลอโรพลาสต์

ลักษณะที่สำคัญของ  DNA

Watsan และ Crick พบว่าโครงสร้างตามธรรมชาติของ DNA ในเซลล์ทุกชนิดเป็นเกลียวคู่ซึ่งมีโครงสร้างที่เสถียรที่สุด โดยมีเบสอยู่ด้านในระหว่างสายของ  DNA ทั้ง 2 ในลักษณะที่ตั้งฉากกับแกนหลักและวางอยู่ในระนาบเดียวกัน การที่เบสวางอยู่ในสภาพเช่นนี้ทำให้เบสระหว่างอะดีนีนและไทมีนสามารถเกิด พันธะได้  2  พันธะ และเบสระหว่างกวานีนกับไซโทซีนเกิดได้ 3 พันธะ ซึ่งการเข้าคู่กันนี้ถ้าสลับคู่กันจะทำให้พลังงานที่ยึดเหนี่ยวไม่เหมาะสม กับการเข้าคู่ เพื่อเกิดเกลียวคู่ของ  DNA

สมบัติของ  DNA  ในสารละลาย

ฉะนั้นถ้าการเรียงตัวของเบสใน DNA สายหนึ่งเป็น  T-C-C-A-A-G  ลำดับการเรียงตัวของเบสในอีกสายหนึ่งจึงต้องเป็น  A-G-G-T-T-C เราเรียกลักษณะนี้ว่าการจับกันของเบสคู่สม (base complementary)

สมบัติเกี่ยวกับกรดและเบส DNA แสดงสมบัติเป็นกรดเนื่องจากหมู่ฟอสเฟตที่อยู่ในพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์มีค่า pKa ประมาณ 2.1  ฉะนั้นที่ pH ปกติในเซลล์ของร่างกายประมาณ 6.7 หมู่ฟอสเฟตดังกล่าวจะมีประจุรวมทั้งกรดนิวคลีอิกในเซลล์มีประจุลบด้วยทำให้ สามารถจับกับแอนไอออนหรือแคตไอออน หรือสายอื่นๆที่มีประจุบวก เช่น ฮีสโทน (histone) โพรทามีน (protamine)

RNA

RNA (ribonucleic acid)  พบในนิวเคลียสและ ไซโตพลาสซึม ของสิ่งมีชีวิต มีหน้าที่คือ รับข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA   เพื่อนำไปในสังเคราะห์ โปรตีน รวมทั้ง เอนไซม์ และ ฮอร์โมน ต่างๆ ภายในเซลล์ เป็นโพลีนิวคลีโทไทด์ที่ประกอบด้วย ไรโบนิวคลีโอไทด์หลายๆ หน่วยมาต่อกันด้วยพันธะ 3′,5′- ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ขนาดของ RNA สั้นกว่าโมเลกุลของ DNA มาก RNA ที่พบส่วนมากในเซลล์ส่วนใหญ่เป็นชนิดสายเดี่ยว(singele standed RNA) เฉพาะในไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่อาจพบ RNA สายคู่ สายกรดนิวคลีอิกสามารถพันกันเป็นเกลียวโดยเฉพาะสำหรับดีเอ็นเอ สายทั้งสองเกาะกันอยู่ด้วยคู่เบสที่เฉพาะเจาะจง คือ ยูราซีน

ชนิดของ  RNA

RNA  ที่สำคัญมี 3 ชนิด คือ

RNA  นำรหัส (messeger RNA,mRNA) mRNA  ถูกสังเคราะห์ขึ้นในนิวเคลียสโดยกระบวนการถอดรหัส mRNA  มีปริมาณน้อยกว่า  RNA  ชนิดอื่นๆ คือมีประมาณ  5-10 %  ของ RNA ทั้งหมด  mRNA  ที่สังเคราะห์ได้ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะมีการเติม อะดีโนซีนฟอสเฟต ที่ปลาย 3′ ทำให้ปลายเป็นโพลีอะดีโนซีนฟอสเฟต ซึ่งนิวคลีโอไทด์จะช่วยในการเคลื่อนย้าย mRNA จากนิวเคลียสไปสู่ไรโบโซม ส่วนที่ปลาย 5′-P04 ของ mRNA  มี 7-methyl-5-guanosine triphosphate (capping) มาจับ

RNA  ขนย้าย  (tRNA) tRNA ทำหน้าที่ พากรดอะมิโนมายังไรโบโซม ในระหว่างที่มีการสังเคราะห์โปรตีน tRNA เป็น RNA  ที่มีขนาดเล็กเป็นสายเดี่ยวประกอบด้วย นิวคลีโอไทด์ 73-93 หน่วย

RNA  ของไรโบโซม (rRNA)  RNA ชนิดนี้มีอยู่ประมาณ 65%  มีลักษณะเป็นเส้นยาวเดี่ยว ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซมของพืชและสัตว์ชั้นสูง มีขนาด 80 s

ใหญ่กว่าไรโบโซมของแบคทีเรียซึ่งมีขนาด 70 s

การเสียสภาพธรรมชาติของกรดนิวคลีอิก (  Denaturation of nucleic acid )

โครงสร้างแบบเกลียวคู่ของ DNA อาจเสียสภาพตามธรรมชาติได้เมื่ออยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม ทำให้เปลี่ยนเป็นโครงสร้างที่ปราศจากระเบียบ (disordered structure)  สภาพแวดล้อมที่ทำให้ DNA  เสียสภาพตามธรรมชาติ คือ สภาวะกรด เบส ความร้อน หรือการลดค่า  dielectric constant การใช้สารบางอย่างที่ทำลายพันธะไฮโดรเจน เช่น ยูเรีย การเสียสภาพธรรมชาติของ DNA  มีผลทำให้สมบัติบางอย่างเปลี่ยนไป เช่น ความหนืดสูงขึ้น ค่าความหนาแน่นสำหรับการลอยตัวเพิ่มขึ้น และการดูดกลืนแสงที 260 นาโนเมตร มากขึ้น DNA ที่เสียสภาพจะคืนกลับสู่สภาพเดิม (renatured) ได้หรือไม่ขึ้นอยู่กับการเสียสภาพธรรมชาตินั้น เกิดมากขึ้นเท่าใด ซึ่ง DNA  สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้อย่างรวดเร็วเมื่อเอาสารทำลายสภาพธรรมชาติออก แต่ถ้าเส้นโพลีนิวคลีโอไทด์ใน DNA  เส้นคู่แยกออกจากกันเป็นเส้นเดี่ยวอย่างเด็ดขาด การกลับคืนสู่เดิมของ DNA  เกิดได้ช้ามาก

5. วิตามิน (Vitamin)


      551545122.jpg

วิตามิน หมายถึง  กลุ่มของสารอินทรีย์ที่จำเป็นต่อการดำงรงชีวิตให้เป็นปกติอยู่ได้ วิตามินร่างกายต้องการเพียงเล็กน้อย แต่เนื่องจากร่างกายสังเคราะห์ไม่ได้จึงต้องได้รับจากอาหาร คำว่า วิตามิน (vitamin) มาจากคำว่า vita แปลว่า ชีวิต และคำว่าเอมีน (amine) ซึ่งพบเป็นสารตัวแรกและเข้าใจว่าวิตามินเป็นสารพวกเอมีน จึงใช้คำว่า vitamine ต่อมามีการค้นพบเพิ่มขึ้นและพบว่าวิตามินไม่ใช่สารเอมีนเสมอไป จึงตัด e ออกเหลือคำว่า vitamin
                วิตามินเป็นสารชีวโมเลกุลที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต มีหน้าที่ควบคุมการทำงานต่างๆ ในร่างกายให้เป็นปกติ ร่างกายต้องการวิตามินในปริมาณที่น้อยมาก แต่ถ้าขาดไปจะทำให้มีอาการผิดปกติ วิตามินเป็นสารที่ไม่ให้พลังงานแก่ร่างกาย และไม่เป็นองค์ประกอบของเนื้อเยื่อร่างกาย แต่เป็นองค์ประกอบที่สำคัญต่อการทำงานของโปรตีน และเอนไซม์ต่างๆ วิตามินจำแนกได้เป็น  2 ประเภท ดังตารางที่ 4
ตารางที่  4  ชนิดของวิตามินที่ละลายในไขมันและในน้ำ


วิตามินที่ละลายในไขมัน

วิตามินที่ละลายในน้ำ

A
D
E
K

B
C

วิตามินแต่ละประเภทที่พบยังแบ่งออกเป็นชนิดย่อยๆ ได้อีกหลายชนิด ชนิดที่พบมากที่สุด คือ วิตามิน บี (B complex) มีประมาณเกือบ 20 ชนิด แต่ที่ทราบสูตรโครงสร้างแล้วมีประมาณ 10 ชนิด เช่น วิตามิน B1 (thiamine) วิตามิน B2 (riboflavin) กรดโฟลิก (folic acid) ไนอะซิน (niacin) ไบโอทิน (biotin) วิตามิน B12 (conalamin  หรือ cyanocobalamin) เป็นต้น
สารอาหารเหล่านี้เมื่อเข้าสู่ร่างกายจะถูกลำเลียงไปสู่เซลล์ซึ่งเซลล์นำสารอาหารไปใช้ในกระบวนการต่างๆ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาเคมีในเซลล์  สิ่งที่น่าสงสัยคือ ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร
วิตามิน  เป็นสารอาหารที่ไม่ให้พลังงาน ร่างกายต้องการวิตามินในปริมาณที่น้อยมากเมื่อเทียบกับความต้องการสารอาหารประเภทที่ให้พลังงาน แต่ร่างกายขาดวิตามินไม่ได้ ถ้าร่างกายขาดวิตามินจะทำให้ผิดปกติไปแต่ถ้าได้รับในปริมาณที่มากเกินไปจะเกิดโทษต่อร่างกาย ประโยชน์ของวิตามินที่มีต่อร่างกายมีดังนี้
1.       ช่วยในการควบคุมอวัยวะต่าง ๆของร่างกายให้ทำหน้าที่ปกติ
2.       ช่วยบำรุงผิวพรรณ ผม เหงือก และตาให้ดูสวยงามและสดชื่น
3.       ช่วยสร้างเซลล์ให้เจริญเติบโตและเพิ่มความต้านทานโรคของร่างกาย

วิตามินแบ่งเป็น 2 ชนิดคือ

1.       พวกที่ละลายในไขมันได้แก่ วิตามินเอ วิตามิน อี  วิตามินดีและวิตามิน เค
2.       พวกที่ละลายในน้ำได้แก่ วิตามินบี  วิตามินซี 

ชนิดของวิตามิน

แหล่งอาหาร

ความสำคัญ

วิตามิน เอ ตับ ไข่แดงนมน้ำมันตับปลามะละกอสุก มันเทศ มะม่วงสุก -ช่วยบำรุงสายตา ผิวหนัง  กระดูกและฟัน
ถ้าขาด ไม่สามารถมองเห็นที่สลัว ๆ ตาแห้ง ผิวหนังแห้ง
วิตามินดี เนื้อ ตับ ปลา น้ำมันตับปลาไข่นม -ช่วยรักษาระดับแคลเซียมและฟอสเฟตในร่างกาย
-ช่วยดูดซึมแคลเซียมและฟอสฟอรัสเพื่อสร้างกระดูกและฟันถ้าขาด เป็นโรคกระดูกอ่อน ฟันผุง่าย
วิตามินอี ผักใบเขียว น้ำมันพืช ถั่วชนิดต่าง ๆ -ช่วยให้เม็ดเลือดแดงแข็งตัว
-ช่วยป้องกันการเป็นหมัน
ถ้าขาด เป็นหมันง่าย แท้งง่ายเม็ดเลือดแดงแตก
วิตามินเค ผักขม กะหล่ำปลีมะเขือเทศ ถั่วเหลือง เนื้อหมู ตับ -ช่วยให้เลือดแข็งตัว
ถ้าขาด  เลือดแข็งตัวช้า เลือดไหลไม่หยุด
วิตามินบี 1 ข้าวซ้อมมือ เนื้อหมู ตับ ไข่ ถั่ว มันเทศ -บำรุงประสาทและหัวใจ
ถ้าขาด  เป็นโรคเหน็บชา เบื่ออาหาร การเจริญเติบโตหยุดชะงัก
วิตามินบี 2 เนื้อสัตว์ ตับ นม ยีสต์ -การเจริญเติบโตปกติ ผิวหนัง ลิ้นตา มีสุขภาพดี
ถ้าขาดเป็นปากนกระจอก ผิวหนังแห้งแตกลิ้นเป็นแผล
วิตามินบี  5  เนื้อสัตว์ ตับ ถั่ว ยีสต์ -เป็นส่วนประกอบของโคเอนไซม์
ถ้าขาด  อ่อนเพลีย ผิวหนังแห้ง ประสาทหลอน
วิตามินบี 6 เนื้อสัตว์ ตับ ผักเขียว ถั่วเหลือง -ช่วยในการทำงานของระบบย่อยอาหาร
ถ้าขาด จะบวมตามร่างกาย ประสาทเสื่อมผมร่วง
วิตามินบี 12 เนื้อหมู เนื้อปลา ตับ ไข่ ยีสต์ -การเจริญเติบโตของเม็ดเลือด
ถ้าขาด เป็นโรคโลหิตจาง เจ็บลิ้นและปาก ไขสันหลังเสื่อม
วิตามินซี ผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว -รักษาสุขภาพเหงือกและฟัน หลอดเลือดแข็งแรง
ถ้าขาดโรคเลือดออกตามไรฟัน  เส้นเลือดฝอยเปราะ

แหล่งที่มา :

สารอินทรีย์

http://worachote-biology.blogspot.com/2010/12/3.html

https://sites.google.com/site/chiwwithyam4/raywicha-chiwwithya-chan-mathymsuksa-pi-thi-4/bth-thi-2-khemi-thi-pen-phun-than-sing-mi-chiwit

บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต

สารอนินทรีย์

น้ำ  (H2O)

เซลล์มีน้ำเป็นส่วนประกอบอยู่ภายใน 70 – 90%

ความสำคัญของน้ำ

  1. เป็นpolarmolecule จึงเป็นตัวทำละลายที่ดี เช่น เกลือ NaCl ละลายในน้ำได้ เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมี O ประจุลบ และ H ประจุบวก ดังนั้น O- จึงจับกับ Na+ ขณะที่ H+ จับกับ Cl- โมเลกุลน้ำที่ล้อมรอบ Na+ หรือ Cl- เรียก hydration shell

สารที่ชอบน้ำ เรียกว่า hydrophilic
ส่วนสารที่ไม่ชอบน้ำ เรียกว่า hydrophobic

  1. เกิดhydrogen bondระหว่างโมเลกุลของน้ำ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ เรียกว่า cohesionซึ่งจะทำให้น้ำเคลื่อนที่จากรากไปยังส่วนต่างๆ ของพืชได้ขณะที่มีการคายน้ำ (Transpiration) ถ้าน้ำเกิด hydrogen bond กับสารอื่น เช่น ผนังเซลล์พืช เรียกว่า adhesion
  2. มีความร้อนจำเพาะสูง จึงทำให้อุณหภูมิภายในเซลล์สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก มีผลทำให้metabolismภายในเซลล์ยังคงปกติ
    4. ความร้อนแฝงกลายเป็นไอสูง เมื่อร่างกายสูญเสียเหงื่อ หรือการที่พืชคายน้ำ จึงช่วยลดความร้อนภายในสิ่งมีชีวิตได้

 

แร่ธาตุ  (mineral)

แร่ธาตุเป็นกลุ่มของสารอนินทรีย์ที่ร่างกายขาดไม่ได้ มีการแบ่งแร่ธาตุที่คนต้องการออกเป็น 2 ประเภท คือ

  1. แร่ธาตุที่คนต้องการในขนาดมากกว่าวันละ 100 มิลลิกรัม ได้แก่ แคลเซียม ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน แมกนีเซียม และกำมะถัน
  2. แร่ธาตุที่คนต้องการในขนาดวันละ 2-3 มิลลิกรัม ได้แก่ เหล็ก ทองแดง โคบอลต์ สังกะสี แมงกานีส ไอโอดีน โมลิบดีนัม เซลีเนียม ฟลูออรีนและโครเมียม

หน้าที่ของแร่ธาตุ

  1. เป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อเช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส และแมกนีเซียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูกและฟัน ทำให้กระดูกและฟันมีลักษณะแข็ง
  2. เป็นส่วนประกอบของโปรตีน ฮอร์โมนและเอนไซม์เช่น เหล็กเป็นส่วนประกอบของโปรตีนชนิดหนึ่ง เรียกว่า เฮโมโกลบิน (hemoglobin) ซึ่งจำเป็นต่อการขนถ่ายออกซิเจนแก่เนื้อเยื่อต่าง ๆ ทองแดงเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ซึ่งจำเป็นต่อการหายใจของเซลล์ไอโอดีนเป็นส่วนประกอบของฮอร์โมนไธรอกซีน ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานของร่างกาย ถ้าหากร่างกายขาดเกลือแร่เหล่านี้ จะมีผลกระทบต่อการทำงานของโปรตีนฮอร์โมนและเอนไซม์ที่มีเกลือแร่เป็นองค์ประกอบ
  3. ควบคุมความเป็นกรด – ด่างของร่างกายโซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน และฟอสฟอรัส ทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมความเป็นกรด-ด่างของร่างกาย เพื่อให้มีชีวิตอยู่ได้
  4. ควบคุมดุลน้ำโซเดียม และโพแทสเซียมมีส่วนช่วยในการควบคุมความสมดุลของน้ำภายในและภายนอกเซลล์
  5. เร่งปฏิกิริยาปฏิกิริยาหลายชนิดในร่างกายจะดำเนินไปได้ ต้องมีเกลือแร่เป็นตัวเร่ง เช่น แมกนีเซียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับการเผาผลาญกลูโคสให้เกิดกำลังงาน

 

สารอินทรีย์

  1. สารอินทรีย์เป็นสารที่มีธาตุ C , H , O , N , P , S   เป็นองค์ประกอบ
  2. สารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิต  เรียกว่า  สารชีวโมเลกุล (biological  molecule)
  3. C + H  =  hydrocarbon
  4. หมู่ฟังก์ชัน(functional  group)  คือ หมู่อะตอมหรือกลุ่มอะตอมของธาตุที่แสดงสมบัติเฉพาะของสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เช่น CH3OH (เมทานอล) CH3CH2OH(เอทานอล) ซึ่งต้องเป็นสารอินทรีย์พวกแอลกอฮอล์ เพราะสารแต่ละชนิดต่างก็มีหมู่ -OH เป็นองค์ประกอบ แสดงหมู่ -OH เป็นหมู่ฟังก์ชันของแอลกอฮอล์

 

คาร์โบไฮเดรต  (Carbohydrate)

  1. คาร์โบไฮเดรต หมายถึง “คาร์บอนที่อิ่มตัวด้วยน้ำ”
  2. เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วย C , H , O
  3. โดยอัตราส่วนของ C : H : O  =  1 : 2 : 1 (โดยปริมาตร)
  4. เป็นสารอินทรีย์ที่หมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์ (-CHO)  และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH)  หรือหมู่คาร์บอนิล (-CO)  และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) เป็นหมู่ฟังก์ชัน

 

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต

  1. คาร์โบไฮเดรตจำแนกตามสมบัติทางกายภาพและทางเคมีได้ 2 พวก คือ
    -พวกที่เป็นน้ำตาล

-พวกที่ไม่ใช่น้ำตาล

  1. คาร์โบไฮเดรตจำแนกตามขนาดของโมเลกุล สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ
  2. มอนอแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide)
  3. โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide)
  4. พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

ตาราง  ชนิดของน้ำตาลตามจำนวนคาร์บอนของ monosaccharide

จำนวนคาร์บอน (C) ชนิด ตัวอย่าง
3 Triose Glyceraldehyde
4 Tetrose Erythrose
5 * Pentose Ribose , deoxyribose
6 * Hexose Glucose , fructose , galactose
7 Heptose Sedoheptulose

Monosaccharide

–  น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ได้แก่  กลูโคส  ฟรุคโตส  และกาแลคโตส

–  มีสูตรโครงสร้างอย่างง่าย คือ (CH2O) n  เมื่อ  n คือ จำนวนอะตอมของ C ซึ่งอาจ เป็น  3 – 7  (สูตรโครงสร้างเหมือนกัน  แต่สูตรโมเลกุลต่างกัน)

–  ตัวอย่างเช่น กลูโคส มีโครงสร้างเป็นทั้งสายยาว หรือวงแหวน และมี 2 configuration คือ แบบ     หรือ    configuration

–  พันธะที่เชื่อมระหว่างน้ำตาล  2 โมเลกุลเรียก glycosidic เช่น ถ้าเชื่อมระหว่าง    – glucose  2โมเลกุล จะเรียกว่า    1 – 4 linkage  และ

–  เชื่อมระหว่าง    – glucose จะเรียกว่า     – linkage

–  นอกจากนี้น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่มีหมู่         อยู่ปลายสาย จะเรียกว่า Aldose และไม่อยู่ปลายสายเรียกว่า ketose และการเป็น isomer กันก็ทำให้เกิดน้ำตาลคนละชนิด เช่น กลูโคส กับ แกแลคโตส ดังนั้น น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจึงมีความหลากหลายชนิด

disaccharide

  1. ประกอบด้วย2 monosaccharide เชื่อมด้วย glycosidic bond แล้วเสียน้ำ (dehydration) ไป 1 โมเลกุล
  2. มีสูตรโครงสร้าง  คือC12H22O11 เช่น ซูโครส (กลูโคส + ฟรุกโทส) , มอลโทส (กลูโคส + กลูโคส) , แลคโทส (กลูโคส + แกแลคโทส)
  3. ถ้ามีน้ำตาลmonomer ตั้งแต่ 3 – 15 โมเลกุล เรียกว่า oligosaccharide

 

Polysaccharide

  1. ประกอบด้วยmonosaccharide จำนวนมากเป็นหลายพันโมเลกุล ได้แก่ พวกแป้ง (อาหารสะสมในพืช) glycogen (ในสัตว์) และ cellulose (ส่วนประกอบของผนังเซลล์)
  2. แป้ง : ประกอบด้วยglucose ต่อกันเป็นจำนวนมากด้วยพันธะ     1       4 ถ้าต่อกันแบบเป็นสายยาวไม่มีกิ่งก้านเรียก amylose มีประมาณ 20% และถ้าต่อกันเป็นกิ่งก้านเรียก amylopectin มีประมาณ 80%
  3. เซลลูโลส : ประกอบด้วยglucose ที่ต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะ    1      4 หลังจากนั้นแต่ละเส้นใยเซลลูโลสมาเรียงขนานกันจับกันด้วย H – bond อยู่รวมกันเป็น microfibril ซึ่งหลายmicrofibril จะรวมกันเป็น fibril ร่างกายมนุษย์ไม่

สามารถย่อยเซลลูโลสได้ เพราไม่มี enzyme ที่ทำลายพันธะที่เชื่อมระหว่างโมเลกุลน้ำตาลทั้งสอง (    – linkage) ในวัวสามารถย่อยเซลลูโลสได้เนื่องจากมีแบคทีเรียบางชนิดย่อยสลายเซลลูโลสได้

  1. ไคทิน : พบในแมลง กุ้ง ปู และราคล้ายกับเซลลูโลสแต่มีหมู่N จับอยู่ที่น้ำตาล นั่นคือเป็นpolymer ของ amino sugar

 

หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต

  1. ให้พลังงานความร้อน คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม ให้พลังงาน 4 กิโลแคลอรี
    2. ช่วยให้ไขมันเผาไหม้สมบูรณ์
    3. ช่วยสงวนหรือประหยัดการใช้โปรตีนในร่างกาย
    4. สามารถเก็บสะสมไว้และเปลี่ยนเป็นสารอาหารชนิดอื่น เช่น ไขมันและกรดอะมิโนได้

โทษของคาร์โบไฮเดรต
ทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับไต ทำให้โลหิตเป็นพิษ

โปรตีน(Protein)

โปรตีน มีหน้าที่หลายอย่าง ดังนี้

  1. เป็นenzymeเร่งปฏิกิริยาเคมี
  2. เป็นโปรตีนโครงสร้าง เช่น พวกcollagen, elastin , keratin
  3. เป็นตัวขนส่ง ทำหน้าที่ขนส่งสาร เช่นhemoglobinหรือ เป็นตัวขนส่ง (transporter) ที่ cellmembrane
  4. เป็นฮอร์โมน เช่นinsulin
  5. เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน เช่น เป็นantibody

               หน่วยย่อย หรือ monomer ของโปรตีน คือ กรดอะมิโน ซึ่งประกอบด้วยหมู่ carboxyl หมู่ NH2 และหมู่ R แบ่งกรดอะมิโนเป็น 5 กลุ่มตามโครงสร้างทางเคมีของหมู่ R
– แต่ละกรดอะมิโนจะมาเชื่อมต่อกันเป็นสายยาวด้วย peptide bond ซึ่งเรียกว่า polypeptide โดยสายpolypeptide จะมีปลายด้านหนึ่งเป็นหมู่ NH2 และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นหมู่ COOH
– กรดอะมิโนมีประมาณ 20 ชนิด ดังนั้นการจัดเรียงตัวของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันมาก จึงก่อให้เกิดความหลากหลายของชนิดโปรตีน และทำหน้าที่ที่แตกต่างกัน
– กรดอะมิโนที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้เอง จะได้จากอาหารเท่านั้น เรียกว่า กรดอะมิโนที่จำเป็น (essential amino acid) และ
– กรดอะมิโนที่ร่างกายสังเคราะห์เองได้ เรียกว่า กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น (non essential amino acid)

โครงสร้างของโปรตีน มี 4 ระดับ คือ

  1. primarystructure การเรียงลำดับของกรดอะมิโนในสาย polypeptide
  2. secondarystructure มีการสร้าง H-bond ระหว่างกรดอะมิโนทำให้มีการขดเป็น helix หรือพับทบไปทบมาเป็น sheet
  3. tertiarystructure หมายถึงโครงรูปของสาย polypeptide ทั้งสายซึ่งประกอบด้วย secondarystructure หลายสายรวมกัน โดยเกิดพันธะต่าง ๆ ภายในสาย secondary structure ได้แก่ พันธะ ionic ,hydrogen และ hydrophobic เป็นต้น
  4. quaternarystructure แต่ละ polypeptide มาอยู่รวมกันเพื่อทำหน้าที่ เช่น hemoglobin ประกอบด้วยสาย polypeptide ชนิด  a และ b อย่างละ 2 สายมาอยู่รวมกัน

 

ลิพิด  (Lipid)

  1. เป็นสารชีวโมเลกุลกลุ่มเดียวที่ไม่เป็นpolymer
  2. มีคุณลักษณะเฉพาะตัวคือไม่ชอบน้ำ (hydrophobic)เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ไม่เป็นขั้ว (น้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว) ดังนั้น lipids จึงไม่สามารถละลายในน้ำได้
  3. แม้ว่าlipids จะไม่เป็น polymer แต่ไขมันเองก็เป็นสารที่มีขนาดใหญ่
  4. Lipidsได้แก่ ไขมัน (fat, oil, wax), phospholipids

 

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต 
อะตอม(Atom) โมเลกุล (Molecule) ออแกเนลล์ (Organelle) เซลล์ (cell) เนื้อเยื่อ (Tissue) อวัยวะ (Organ) ระบบอวัยวะ (Organ System) ออแกนิซึม (Organism) ประชากร (Population) 
สังคมสิ่งมีชีวิต (Community) ระบบนิเวศ (Ecosystem) โลก (Biosphere) แต่ละอะตอมสามารถรวมกันกลายเป็นโมเลกุลด้วยพันธะทางเคมี ในสิ่งมีชีวิตมีพันธะที่สำคัญได้แก่ 

1.covalent bond เป็นพันธะที่เกิดจากการใช้ electron ร่วมกันของ 2 อะตอม เช่น ก๊าซไฮโดรเจน (H2) ออกซิเจน (O2) 
น้ำ(H2O) และมีเทน (CH4) เป็นต้น 

1.1nonpolar covalent เป็นการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน โดยอิเล็กตรอนวิ่งรอบอะตอมทั้งสองเท่ากัน เช่น H2,O2 และ CH 4 
1.2polar covalent เป็นการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันโดยอะตอมที่มี electronegativity สูงจะดึงอิเล็กตรอนมาใกล้ตัวมากกว่า จึงทำให้มีประจุ เช่น H2O 

2.ionic bond เป็นพันธะที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่มีประจุต่างกัน เช่น NaCl เกิดจากอะตอมของ Na ให้ electron แก่ Cl กลายเป็น Na+ ขณะที่ Cl กลายเป็น Cl- ผลทำให้ electron วงนอกของอะตอม Na และ Cl ครบ 8 กลายเป็นสารประกอบ NaCl 

3.hydrogen bond เป็นพันธะที่ไม่แข็งแรงนัก เกิดกับ H ที่ต่อด้วย covalent bond 
กับอะตอมของธาตุที่ดึงดูด electron ได้ดี 
เช่น N หรือ O โดย electron ในพันธะ 
นั้น จะดึงดูดไปใกล้ N หรือ O มากจนทำให้ 
H เกิดเป็นประจุ + ทำให้สามารถดึงดูดกับอะตอม 
อื่นที่มี electron มาก เช่น O หรือ N 
O มี electronegativity สูงสามารถดึงอิเล็กตรอนเข้ามาวน รอบตัวเองได้มากกว่า H จึงทำให้ O เป็นลบ H เป็นบวก 

4.Van der Waals interaction เป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลหรือภายในโมเลกุลเดียวกัน มีผลทำให้เกิดรูปร่างของโมเลกุล 
5.hydrophobic interaction แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เช่น หยดน้ำมันเล็กๆ ลงในน้ำ หยดน้ำมันเหล่านี้ จะรวมกันเป็นหยดใหญ่เพื่อสัมผัสกับน้ำน้อยที่สุด แรงดึงดูดระหว่างหยดนี้ คือ hydrophobic interaction ระหว่างโมเลกุล 

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต 

ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต มีทั้งการสังเคราะห์และการสลายสารชีวโมเลกุล ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานเคมีและการผลิตพลังงานเคมีของเซลล์ เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี สารตั้งต้นเปลี่ยนแปลงเป็นสารผลิตภัณฑ์ 

และจะมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงพันธะเคมีด้วย กล่าวคือ ต้องการใช้พลังงานไปสลายพันธะของสารตั้งต้น พันธะเคมีที่สลายก็จะมีพลังงานปล่อยออกมา ซึ่งบางส่วนถูกใช้ไปสร้างพันธะใหม่ 

ของสารผลิตภัณฑ์ สารผลิตภัณฑ์ที่ได้อาจจะมีพลังงานพันธะสูงหรือตํ่ากว่าสารตั้งต้นก็ได้ 

ปฎิกิริยาเคมีดูดพลังงาน คือ ปฏิกิริยาเคมีที่ใส่พลังงานกระตุ้นมากกว่าพลังงานที่ปฏิกิริยาปล่อยออกมา สารผลิตภัณฑ์ที่ได้มีพลังงานพันธะสูงกว่าสารตั้งต้นตัวอย่างปฏิกิริยาดูดพลังงาน เช่น 

ปฏิกิริยาการแยกนํ้าด้วยไฟฟ้า ปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสง 

2H 2 O + พลังงานไฟฟ้า — > 2H 2 + O 2 

6CO 2 + 12H 2 O 2 + พลังงานแสง — > C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2 

ปฎิกิริยาเคมีคายพลังงาน คือ ปฏิกิริยาเคมีที่ใส่พลังงานกระตุ้นน้อยกว่าพลังงานที่ปฏิกิริยาปล่อยออกมา สารผลิตภัณฑ์ที่ได้มีพลังงานพันธะตํ่ากว่าสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น 

ปฏิกิริยารวมตัวของไฮโดรเจนกับออกซิเจนเกิดนํ้า , ปฏิกิริยาสลายกลูโคส 

2H 2 O + O 2 –> 2H 2 O 2 + พลังงาน 

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O –> CO 2 O 6 + 12H 2 O + พลังงาน 

 

-ปฏิกิริยาคายพลังงานเกิดขึ้นได้เองโดยง่าย (ต้องการพลังงานกระตุ้นน้อย) 

-ปฏิกิริยาดูดพลังงานเกิดขึ้นยาก เพราะต้องการพลังงานกระตุ้นในปริมาณมากและต้องให้ตลอดเวลาของการเกิดปฏิกิริยา 

-พลังงานเคมีที่เซลล์สิ่งมีชีวิตนำ มาใช้ทำ กิจกรรมต่าง ๆ ในการดำรงชีวิต ได้มาจากปฏิกิริยาสลายอาหารต่าง ๆ ที่เรียกว่า ปฏิกิริยาการหายใจของเซลล์ ซึ่ง เป็นปฏิกิริยาเคมีประเภทคายพลังงาน 

 

ที่มา  :

http://www.wattana.ac.th/E_learning47/high_01/foods/

http://io.uwinnipeg.ca/~simmons/1115/cm1503/carbohydrates.htm

https://sites.google.com/site/folkwtw/home/ptikiriya-khemi-ni-sell-khxng-sing-mi-chiwit

โครงงาน..เเบตสำรองจากถ่านไฟฉาย

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง แบตสำรองจากถ่านไฟฉาย

โรงเรียน โพธาวัฒนาเสนี

จัดทำโดย

ด.ช.ชัยชนะ บุตรเพียร เลขที่ 2

ด.ช.พณิชพล ทองมอญ เลขที่ 9

ด.ช.ภัทรพล ปิ่นทอง เลขที่ 10

ครูที่ปรึกษา

ครู สราวุธ       สุธีรวงศ์

 

ชื่อโครงงานวิทยาศาสตร์   แบตสำรองจากถ่านไฟฉาย

ชื่อผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์   1) ด..ชัยชนะ   บุตรเพียร

                                                      2) ด..พณิชพล  ทองมอญ

                                                      3) ด..ภัทรพล   ปิ่นทอง

                                                     ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๒/๗

ชื่อครูที่ปรึกษาโครงงาน     1)อาจารย์สราวุธ   สุธีรวงศ์

บทคัดย่อ

         การทำโครงงานเเบตสำรองจากถ่านไฟฉายมีวัตถุประสงค์คังนี 1)เป็นต้นเเบบในการพัฒนาเเบตสำรองที่ทำจากถ่านไฟฉาย

2)คนที่สนใจสามารถนำไปประยุกต์ต่อได้

 

 

กิตติกรรมประกาศ

การเขียนโครงงานเรื่องเเบตสำรองจากถ่านไฟฉ่ายฉบับนี้สำเร็จลงด้วยดีคณะผู้จัดทำขอขอบพระคุณที่ปรึกษาอาจารย์ สราวุธ   สุธีรวงศ์ ที่ได้คำปรึกษาเเนะนำเเนวทางในการเขียนโครงงานครั้งนี้

เเละหวังว่าโครงงานเรื่องเเบตสำรองฉบับนี้จะเป็นประโยชน์ในชีวิตประจำวันต่อไป

 

บทที่ 1

ที่มาเเละความสำคัญ

เนื่องจากเพาเวอร์เเบงค์มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ในปัจจุบันเป็นอย่างมาก เพราะคนเราในตอนนี้ใช้โทรศัพท์ในการสื่อสาร และการติดต่อระหว่างกัน ทำให้สะดวกขึ้น ไม่เหมือนในอดีต ที่จะต้องสื่อสารกันด้วยจดหมาย บางครั้งการส่งจดหมายอาจจะตกหล่นหรือ

หล้าช้า

เมื่อแบตโทรศัพท์หมด เราจึงต้องพี่งแบตสำรอง ราคาของเพาเวอร์มีราคาที่สูงขึ้นตามกำลังของไฟฟ้าที่จุได้ กลุ่มเราคิดที่จะช่วยลดพลังงานไฟฟ้าจึงคิดค้นเพาเวอร์เเบงค์ที่สามารถทำเองไดเเละอุปกรณ์ที่หาซื้อได้ง่ายตามท้องตลาด

  • วัตถุประสงค์ของการศึกษา

1.เพื่อให้ผู้อ่านสามารถนำไปปฏิบัติตามหรือทำตามได้

2.เพื่อประหยัดเงินในการซื้อเพาเวอร์เเบงค์

3.เพื่อเป็นการใช้เวลาว่างให้เกิดประโยชน์

  • ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากโครงงาน

1.รู้วิธีการประดิษฐ์เพาเวอร์แบงค์ที่สามารถใช้งานได้

2.เป็นต้นแบบในการพัฒนาแบตสำรองที่ใช้ถ่านไฟฉาย

 

บทที่ 2

เอกสารที่เกี่ยวข้อง

ถ่านไฟฉาย

 ถ่านไฟฉาย เป็นเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ไม่ใช้สารละลายที่เป็นของเหลว จึงเรียกว่า เซลล์แห้ง (Dry cell) ผู้ที่สร้างเซลล์ไฟฟ้าเคมีชนิดนี้คือ เลอ คังเช George Leclanché ผู้ที่สร้างถ่านไฟฉาย ดังนั้น จึงอาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า เซลล์เลอคังเช ถ่านไฟฉาย 1 ก้อน หรือ 1 เซลล์ มีความต่างศักย์ประมาณ 1.5 โวลต์ เราไม่ควรแกะดูชิ้นส่วนของถ่านไฟฉาย เพราะสารเคมีทีใช้ทำแบตเตอรี่นั้นอันตรายมาก

ส่วนประกอบของไฟฉาย
ถ่านไฟฉายประกอบด้วยแท่งแกรไฟต์ตรงกลางเป็นขั้วแคโทดมีอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนผสมของแมงกานีส (IV) ออกไซด์ (MnO2) แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl) ซิงค์คลอไรด์ (ZnCl2) แป้งเปียก ผงคาร์บอน และน้ำคลุกเคล้าอยู่ด้วยกันในลักษณะเป็นอิเล็กโทรไลต์ชื้น สารทั้งหมดบรรจุอยู่ในกล่องสังกะสีอาจหุ้มด้วยกระดาษ แผ่นพลาสติกหรือโลหะสแตนเลส เพื่อป้องกันไม่ให้สารภายในรั่วออกมา ด้านบนของแท่งแกรไฟต์ครอบด้วยโลหะสังกะสีอีกชิ้นหนึ่ง ส่วนด้านล่างมีแผ่นสังกะสีทำหน้าที่เป็นขั้วแอโนด

ถ่านคาร์บอนเคลือบสังกะสี (Carbon-zinc cells) เป็นถ่านไฟฉายรุ่นแรกๆ ที่ไม่สามารถรีชาร์จได้ และในปัจจุบันก็ได้มีถ่านประเภทอื่นๆ ออกมาแทนที่จำนวนมาก

ถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง (Disposable alkaline cells) ถ่านประเภทนี้เริ่มมีใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ.2501 ซึ่งเมื่อแรกเริ่มนั้นเป็นที่นิยมกันมากเพราะสามารถให้พลังงานได้มากกว่า ถ่านไฟฉายแบบเก่า แต่ในระยะหลังเริ่มตระหนักกันถึงปัญหาทางด้านสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการใช้ถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้งกันมากขึ้น โดยที่ถ่านไฟฉายประเภทนี้มีสารปรอทเป็นส่วนประกอบ ปริมาณการใช้งานที่นิยมกันมากทำให้เกิดปัญหาขยะมีพิษเพิ่มมากขึ้นทั่วโลกถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จ (Rechargeable alkaline) เริ่มมีใช้เมื่อ พ.ศ.2536 ให้พลังงาน 1.5 โวลต์ เท่ากับถ่านอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง แต่เมื่อมีการชาร์จไปเรื่อยๆ ประสิทธิภาพของถ่านจะลดลงตามจำนวนการชาร์จ ถึงแม้จะดูแลรักษาและชาร์จอย่างดีก็ตาม ดังนั้น เพื่อให้ถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด จึงควรรีชาร์จถ่านอย่างสม่ำเสมอและอย่าปล่อยให้แบตเตอรี่หมดเกลี้ยง และจำเป็นจะต้องใช้เครื่องชาร์จเฉพาะด้วย

ถ่านลิเธียม (Lithium cells) มีการเริ่มใช้ถ่านลิเธียมครั้งแรกกับไฟฉายติดศีรษะที่ใช้ในวงการอุตสาหกรรม ซึ่งในขณะนั้นมีราคาแพงมากถึง 20 เหรียญสหรัฐ มีอายุการใช้งานยาวนานมาก และยังสามารถใช้งานในสภาพอากาศที่หนาวเย็นมากๆ ได้อีกด้วย แต่เนื่องจากมันมีสารซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบ จึงถูกห้ามนำขึ้นเครื่องบินไม่ว่าจะติดตัวขึ้นไปหรือใส่ในกระเป๋าเดินทางที่โหลดไว้ใต้เครื่อง

ผู้ผลิตจึงได้พัฒนาถ่านลิเธียมประเภทนี้ออกมาใหม่ เป็นลิเธียมธิโอนีลคลอไรด์ ใช้ได้ดีกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น หลอด LED-Light-emitting diode สามารถนำขึ้นเครื่องบินได้ มีการผลิตออกมาในขนาด AA และยังมีราคาที่ถูกลงอีกด้วย (ประมาณ9-11 เหรียญสหรัฐ) เมื่อเทียบกับว่าถ่านก้อนหนึ่งสามารถใช้ได้นานหลายเดือน
ถ่านนิกเกิลแคดเมียมหรือนิแคด (Nickel-cadmium cells, Nicads) เป็นถ่านที่สามารถรีชาร์จได้ เริ่มมีใช้ครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1950 (พ.ศ.2493) และสามารถจะรีชาร์จใหม่ได้นับร้อยครั้ง แต่มีปัญหากระทั่งนำสู่การพัฒนาเป็น ถ่านนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Nickel-metal hydride, NiMH) มีประสิทธิภาพอยู่ตรงกลางระหว่างถ่านนิแคดและถ่านอัลคาไลน์รีชาร์จ ให้พลังงาน 1.2 โวลต์ เหมือนถ่านนิแคด และสามารถชาร์จใหม่ได้หลายร้อยครั้งเช่นกัน แต่การชาร์จถ่าน NiMH จะไม่เกิดเมโมรี่เอฟเฟ็กต์เหมือนถ่านนิแคด ตัวถ่าน NiMH สามารถรีชาร์จด้วยตัวเอง ประมาณ 1-4% ของพลังงานที่เหลืออยู่ทุกวัน อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถเก็บถ่าน NiMH เอาไว้ได้นานเท่ากับถ่านอื่นๆ

 

บทที่ 3

วัสดุ อุปกรณ์และวิธีทำการทดลอง

  • วัสดุอุปกรณ์ในการประดิษฐ์

1.แบตเตอร์รี่

2.หัวแปลง

3.สาย USB

4.ตัวช็าตแบตโทรศัพท์บนรถยนต์

5.กระป๋องแป้ง

  • ขั้นตอนการประดิษฐ์

1.นำถ่านมาติดกับหัวแปลง

2.ทำการบัดกรีสายไฟเข้ากับตัวช็าตไฟบนรถ

3.จากนั้นเจาะรูกระป๋องแป้งให้เท่ากันช่องUSB

4.ติดตัวช็าตแบตบนรถให้ช่องUSBตรงกันด้วยกาวร้อนหรือกาวตราช้าง

5.ลองช็าตโทรศัพท์ถ้าช็าตได้ก็ถือว่าสำเร็จ

โครงงานวิทยาศาสตร์ ว่าวไอพ่นจากถุงพลาสติก (งานเดี่ยว)

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง ว่าวไอพ่นจากถุงพลาสติก

หลังจากไปซื้อของที่ซุปเปอร์มาร์เก็ต แล้วมาเอาของออกจากถุงที่บ้าน ก็พบว่ามีถุงพลาสติกเหลือเยอะแยะเลยครับ เก็บใว้ใช้ใส่ขยะบ้าง ใส่ของอย่างอื่นบ้าง ก็ยังเหลืออีกหลายถุง ช่วงนี้ลมค่อนข้างแรง มาทำว่าวไร้โครงเล่นกันดีกว่าครับว่าวไอพ่นนี้เป็นว่าวที่ทำจากถุงพลาสติก ที่สามารถบินได้ในกระแสลมเบาๆ หรือแม้ขณะที่ไม่มีลม ก็สามารถเล่นได้ เพียงแค่การเดินลากเท่านั้น ถ้าเล่นว่าวนี้ในกระแสลมที่แรงกว่า 15 กิโลเมตรต่อชั่วโมง อาจต้องใช้ตัวต้านลม (drogue) หรือ หางว่าว ช่วยเพื่อให้มีเสถียรภาพ ว่าวไอพ่น เป็นว่าวประเภทอ่อน (soft kite) ที่ไม่มีโครงใดๆ ลอยได้และคงรูปร่างได้ เนื่องจากอากาศที่วิ่งผ่านท่อทั้งสองด้าน คล้ายไอพ่นของเครื่องบิน

อุปกรณ์ที่ใช้……..

กรรไกร หรือ มีดคัตเตอร์, ปากกา permanent, ดินสอ

วัสดุที่ใช้….

ถุงพลาสติก, เทปกาว, ด้าย, กระดาษแข็ง

ขั้นตอนการทำ…

ใช้กรรไกร หรือ คัตเตอร์ ตัดขอบถุงพลาสติกด้านบนและล่างทิ้งไป
จะได้ผลออกมาดังภาพ

แผ่ถุงพลาสติกออก ให้ส่วนที่พับอยู่ด้านใน คลี่ออกมาให้สุด แล้วใช้กรรไกรหรือคัตเตอร์ ตัดออกมาเป็น 2 ชิ้น ชิ้นหนึ่งสำหรับด้านหน้าของว่าว อีกชิ้นสำหรับทำท่อไอพ่นด้านหลังว่าว

ถ้าจะให้สวย อาจกำหนดให้โลโก้ของถุง อยู่ตรงกลางว่าวพอดี เป็นชิ้นสำหรับทำหน้าว่าว

ใช้ปากกาเขียนบนถุงพลาสติก ตามขนาดที่ให้มาด้วย

ใช้กรรไกร หรือ คัตเตอร์ ตัดชิ้นส่วนของตัว 1 ชิ้น และชิ้นส่วนของไอพ่น 2 ชิ้น

วางแผ่นว่าวด้านหน้าให้คว่ำลง ใช้เทปกาวติดไอพ่นทั้ง 2 ชิ้น เข้ากับตัวว่าว โดยให้ เส้น C ของปีกว่าว ทาบกับ เส้น A ด้านหลังของตัวว่าว

ลิกว่าวให้ด้านหน้าอยู่บน ใช้เทปกาวติดขอบด้้านนอกของตัวว่าว (เส้น B) เข้ากับ เส้น D ของปีก ทั้งสองด้าน (เนื่องจากความยาวของ D จะยาวกว่า B อยู่เล็กน้อย ให้ยึดจุดด้านล่างให้ตรงกันครับ จะทำให้ด้านบนเลยออกมานิดหน่อย จะทิ้งไว้อย่างนั้น หรือจะตัดแต่งทิ้งไปก็ได้ครับ

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง แบตสำรองพลังงนแสงอาทิตย์ (งานกลุ่ม)

โครงงานวิทยาศาสตร์ เรื่อง แบตสำรองพลังงานแสงอาทิตย์

โรงเรียน โพธาวัฒนาเสนี

จัดทำโดย

ด.ช.ชัยชนะ บุตรเพียร เลขที่ 2

ด.ช.พณิชพล ทองมอญ เลขที่ 9

ด.ช.ภัทรพล ปิ่นทอง เลขที่ 10

ครูที่ปรึกษา

อ.สราวุธ สุธีรวงศ์

  • ที่มาเเละความสำคัญ

     เนื่องจากเพาเวอร์เเบงค์มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ในปัจจุบันเป็นอย่างมาก เเละราคาของเพาเวอร์มีราคาที่สูงขึ้นตามกำลังของไฟฟ้าที่จุได้ กลุ่มเราคิดที่จะทำเพาเวอร์เเบงค์ที่จะสามารถทำเองได้ ง่ายๆ เเละอุปกรณ์ที่หาซื้อได้ง่ายตามท้องตลาด

  • วัตถุประสงค์ของการศึกษา

1.เพื่อให้ผู้อ่านสามารถนำไปปฏิบัติตามหรือทำตามได้

2.เพื่อประหยัดเงินในการซื้อเพาเวอร์เเบงค์

3.เพื่อเป็นการใช้เวลาว่างให้เกิดประโยชน์

  • ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากโครงงาน

1.รู้วิธีการและประดิษฐ์เพาเวอร์แบงค์ใช้เองได้

  • ปัญหา

1.เพาเวอร์แบงค์มีราคาเเพง

2.กระป๋องมีจำนวนมากในท้องถิ่น

  • วัสดุอุปกรณ์ในการประดิษฐ์