การค้นพบและลักษณะรูปร่างของเซลล์สิ่งมีชีวิต
การค้นพบเซลล์สิ่งมีชีิวิต
อันตน ฟัน เลเวนฮุก (Anton Van Leewenhock)
นักวิทยาศาสตร์ชาวดัทซ์ เป็นผู้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์เป็นคนแรก คือ อันตน ฟัน
เลเวนฮุก (Anton Van Leewenhock) เขาใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูหยดน้ำ ทำให้
ค้นพบสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นครั้งแรก
เลเวนฮุก (Anton Van Leewenhock) เขาใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูหยดน้ำ ทำให้
ค้นพบสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นครั้งแรก
รอเบิรต์ฮุก (Robert Hooke)
พ.ศ. 2208 รอเบิรต์ ฮุก (Robert Hooke) นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษได้ประดิษฐ์
กล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังขยายสูงประมาณ 270 เท่า มาใช้ศึกษาชิ้นไม้คอร์ก
ที่ผ่านเป็นแผ่นบาง ๆ พบว่าชิ้นไม้คอร์กประกอบไปด้วยช่องขนาดเล็กมากมายเรียงติดกัน ช่องเหล่านี้มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมเกือบกลม เขาเรียกแต่ละช่องนั้นว่า เซลล์ ( cell) ซึ่งแปลว่า ห้องว่าง
กล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังขยายสูงประมาณ 270 เท่า มาใช้ศึกษาชิ้นไม้คอร์ก
ที่ผ่านเป็นแผ่นบาง ๆ พบว่าชิ้นไม้คอร์กประกอบไปด้วยช่องขนาดเล็กมากมายเรียงติดกัน ช่องเหล่านี้มีลักษณะเป็นรูปสี่เหลี่ยมเกือบกลม เขาเรียกแต่ละช่องนั้นว่า เซลล์ ( cell) ซึ่งแปลว่า ห้องว่าง
ดิวโทรเชท์ (Dutrochet)
พ.ศ. 2367 ดิวโทรเชท์ (Dutrochet) นักพฤกษศาสตร์ชาวฝรั่งเศส
ได้ศึกษาเนื้อเยื่อพืช และสัตว์พบว่าประกอบไปด้วยเซลล์
ได้ศึกษาเนื้อเยื่อพืช และสัตว์พบว่าประกอบไปด้วยเซลล์
รอเบิรต์ บราวน์ ( Robert Brown)
พ.ศ. 2374 รอเบิรต์ บราวน์ ( Robert Brown) นักพฤกษศาสตร์ชาวอังกฤษศึกษาเซลล์พบก้อนกลมเล็ก ๆ อยู่ตรงกลางเซลล์พืช เรียกก้อนกลมนั้นว่า นิวเคลียส
มัดทิอัส ยาคบ ชไลเดน ( Matthias Jakob Schleiden)
พ.ศ. 2381 มัดทิอัส ยาคบ ชไลเดน ( Matthias Jakob Schleiden) นักพฤกษศาสตร์ชาว เยอรมัน ค้นพบว่าเนื้อเยื่อพืชทุกชนิดประกอบไปด้วยเซลล์
เทโอดอร์ ชวานน์ (Theoder Schwann)
พ.ศ. 2382 เทโอดอร์ ชวานน์ (Theoder Schwann) นักสัตวศาสตร์ชาวเยอรมันพบว่า เนื้อเยื่อสัตว์ทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์
ชวานน์และชไลเดน จึงรวมกันตั้งทฤษฏีเซลล์ขึ้นมาซึ่งมีใจความสำคัญว่า “ สิ่งมีชีวิตทั้งหลายประกอบด้วยเซลล์ และเซลล์คือหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด”ลักษณะรูปร่างของเซลล์สิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดไม่ว่าจะมีขนาดเล็กหรือใหญ่ก็ตาม จะประกอบด้วยหน่วยที่เล็กที่สุด แต่มีความสำคัญต่อชีวิตมากที่สุดเรียกว่า เซลล์ (Cell )
เซลล์ (Cell ) คือ หน่วยเล็ก ๆ ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่สำคัญ
ของสิ่งมีชีวิต เซลล์ของสิ่งมีชีวิตอาจมีรูปร่างและส่วนประกอบที่แตกต่างกัน
เพื่อความเหมาะสมกับหน้าที่การงาน
เพื่อความเหมาะสมกับหน้าที่การงาน
สิ่งมีชีวิตมีทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เซลล์ของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้
จะมี ลักษณะและรูปร่างแตกต่างกัน ดังนี้
1. สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เพียงเซลล์เดียว เรียกว่า สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น การศึกษาต้องใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดู สามารถทำกิจกรรมทุกอย่างที่สิ่งมีชีวิตทั่ว ๆ ไปทำได้ เช่น เคลื่อนไหว กินอาหาร สืบพันธุ์ เช่น1.1 อะมีบา รูปร่างไม่แน่นอน เคลื่อนที่โดยใช้ ขาเทียม1.2 พารามีเซียม รูปร่างเรียวยาว คล้ายรองเท้าแตะ มีขนรอบ ๆ ตัว และใช้ขนในการเคลื่อนที่1.3 ยูกลีนา รูปร่างรียาว มีแฟลกเจลลา ( แส้) อยู่บริเวณด้านบนซึ่งใช้ในการเคลื่อนที่2. สิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์หลายเซลล์ มารวมกันเป็นรูปร่างโดยแต่ละเซลล์จะมีรูปร่างและหน้าที่แตกต่างกันแต่มีการทำงาน
ประสานกันของเซลล์ทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นรูปร่างอันมีผลทำให้สิ่งมีชีวิตนั้น ๆ
สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ นอกจากนั้นเซลล์ใหม่จะเกิดจากกระบวนการแบ่งเซลล์
ของเซลล์ที่มีชีวิตอยู่ก่อน และเซลล์ใหม่จะได้รับการถ่ายทอด ลักษณะทางพันธุกรรม
จากเซลล์เดิมด้วย เรียกสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ว่า สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ได้แก่
พืช สัตว์ มนุษย์ และ เห็ดรา เซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่มีขนาดเล็กมาก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็นได้แก่2.1 เซลล์สัตว์ เช่น2.1.1 เซลล์เม็ดเลือดแดงของกบและปลา มีรูปร่างรีเป็นรูปไขและมีนิวเคลียสใหญ่อยู่ตรงกลาง ทำหน้าที่ลำเลียงแก๊สไปยัง
เซลล์ต่างๆของร่างกาย2.1.2 เซลล์เม็ดเลือดแดงของคนและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มีรูปร่างกลมแบน ตรงกลางเว้าเข้าหากัน ไม่มีนิวเคลียส เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการแลกเปลี่ยนแก๊สและลำเลียงแก๊ส2.1.3 เซลล์เม็ดเลือดขาวของคน มีรูปร่างกลม ไม่มีสี มีขนาดใหญ่กว่า
เซลล์เม็ดเลือดแดง แต่มีจำนวนน้อยกว่า มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ทำหน้าที่ทำลายเชื้อโรค2.1.4 เซลล์ไข่ของสัตว์ปีก คือส่วนที่เป็นไข่แดงนั่นเอง2.1.5 เซลล์อสุจิของคน ประกอบด้วย 3 ส่วน คือ ส่วนหัว ลำตัว และหางโดยหางเป็นโครงสร้างที่ใช้ในการเคลื่อนที่ี่2.1.6 เซลล์กล้ามเนื้อของคน มีลักษณะยาวเรียว เพื่อให้เหมาะต่อการ
ยืดหดตัวของกล้ามเนื้อ2.2 เซลล์พืช เช่น เซลล์ต่าง ๆ ในใบไม้
2.2.1. เซลล์ผิวใบ อยู่นอกสุดของใบ มีรูปร่างเป็นช่องสี่เหลี่ยม มีสารคล้ายขี้ผึ้งขาว ๆ ปกคลุมอยู่ ช่วยป้องกันการระเหยของน้ำ
2.2.2. เซลล์คุม มีรูปร่างคล้ายเมล็ดถั่ว 1 คู่ประกบกัน ทำให้เกิดรูตรงกลาง เป็นทางแลกเปลี่ยนแก๊สและไอน้ำระหว่างภายในและภายนอกใบซึ่งเซลล์คุมนี้
จะไม่พบในพืชใต้น้ำ
จะไม่พบในพืชใต้น้ำ
2.2.3.เซลล์ชั้นในของใบ มีรูปร่างยาวต่อกันภายในมีเม็ดคลอโรพลาสต์จำนวนมาก
การจัดระบบของเซลล์เพื่อทำหน้าที่เฉพาะ
สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จะมีเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะจำนวนมากมายมาประกอบกันเป็นรูปร่าง เช่นคน จะมีเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะมาประกอบกันเป็นสมอง หัวใจ กระเพาะอาหาร ฯลฯ และประกอบกันเป็นร่างกาย พืชเช่นกัน พืชจะมีเซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะมาประกอบกัน
เป็นราก ลำต้น ใบ ดอก และประกอบกันเป็นต้นพืช
เป็นราก ลำต้น ใบ ดอก และประกอบกันเป็นต้นพืช
ตารางแสดงการจัดระบบของเซลล์เพื่อทำหน้าที่เฉพาะ
พืช
| |
เซลล์
|
เซลล์
|
เนื้อเยื่อ
|
เนื้ือเยื่อ
|
อวัยวะ
| |
ระบบ
|
โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์
โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์
เซลล์พืชและเซลล์สัตว์ถึงแม้จะมีลักษณะและรูปร่างแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับชนิดและ
การทำหน้าที่ของเซลล์ แต่ก็มีโครงสร้างพื้นฐานหรือส่วนประกอบที่สำคัญภายในเซลล์
คล้ายคลึงกัน ดังภาพ
การทำหน้าที่ของเซลล์ แต่ก็มีโครงสร้างพื้นฐานหรือส่วนประกอบที่สำคัญภายในเซลล์
คล้ายคลึงกัน ดังภาพ
โครงสร้างพื้นฐานส่วนใหญ่คล้ายกัน คือประกอบด้วย 3 ส่วนใหญ่ ๆ ดังนี้
- ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์
- ไซโทพลาซึม
- นิวเคลียส
ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์
ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ผนังเซลล์ และเยื่อหุ้มเซลล์
1. ผนังเซลล์ (cell wall) เป็นผนังแข็งแรงอยู่ชั้นนอกสุด มีลักษณะเป็นรูพรุนยอมให้สารผ่านเข้าออกได้สะดวก ประกอบขึ้นจากสารเซลลูโลส (cellulose) เป็นสำคัญ ช่วยให้เซลล์พืชแข็งแรงทนทานอยู่ได้นานนับปี แม้ว่าเซลล์อาจตายไปแล้วก็ตาม และถ้านำเซลล์พืชแก่ ๆ ไปแช่ในน้ำกลั่น เซลล์ก็จะไม่แตก เพราะผนังเซลล์มีแรงต้านสูง ส่วนเซลล์ของสัตว์ไม่มีผนังเซลล์แต่เซลล์สัตว์บางชนิดอาจมีสารเคลือบเยื่อหุ้มเซลล์ได้ ซึ่งมีลักษณะแตกต่างกันไปแล้วแต่ชนิดของเซลล์นั้น ๆ ตัวอย่างเช่น เปลือกกุ้ง กระดองปู มีสารเคลือบพวกไกลโคโปรตีน ( glycoprotein) เซลล์ของพวกไดอะตอม มีสารเคลือบเป็นพวกซิลิกา สารเคลือบเหล่นนี้มีประโยชน์ทำให้เซลล์คงรูปร่างได้
2. เยื่อหุ้มเซลล์ ( cell membrane หรือ plasma membrane) อยู่ถัดจากผนังเซลล์เข้ามา มีลักษณะเป็นเยื่อบาง ๆ เหนียว
ประกอบด้วยสารประเภทไขมันและโปรตีน รวมกัน เรียกว่า
ไลโพโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์มีรูเล็กๆสามารถจำกัดขนาดของสารที่ผ่านเข้าออกได้
จึงมีสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่านซึ่งสารขนาดเล็กผ่านได้ ส่วนสารขนาดใหญ่ผ่านไม่ได้
เป็นตัวควบคุมปริมาณและชนิดของสารบางอย่างเช่น อาหาร อากาศ
และสารละลายเกลือแร่ต่างๆ และยังแสดงขอบเขตของเซลล์
และห่อหุ้มส่วนประกอบในเซลล์
ไซโทรพลาซึม (cytoplasm)
ไซโทพลาซึม ประกอบด้วยของเหลวซึ่งเป็นสารประกอบหลายชนิดรวมทั้งอวัยวะของเซลล์หรื์ อออร์แกเนลล(organelle) ต่าง ๆ ซึ่งมีหน้าที่แตกต่างกัน ที่สำคัญ ได้แก่
ไมโทคอนเดรีย (mitochondria) มีหน้าที่เผาผลาญอาหารเพื่อสร้างพลังงาน ATP ให้แก่เซลล์ (การหายใจของเซลล์) พบมากในเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์ประสาท และเซลล์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับสิ่งขับถ่าย
ไลโซโซม ( lysosomes) มีลักษณะคล้ายถุงเล็ก ๆ ภายในมีเอนไซม์สำหรับย่อยสารต่าง ๆ เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน ฟอสโฟไลพิด และสิ่งที่เซลล์ไม่ต้องกัน
ร่างแหเอนโดพลาซึมหรือเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม (endoplasmic
reticulum) ทำหน้าที่ขนส่งลำเลียงสิ่งต่าง ๆ ภายในเซลล์ไปยังเซลล์ข้างเคียง
กอลจิคอมเพลกซ์ ( golgi complex) หรือกอจิบอดี (golgi bodies) ทำหน้าที่สะสมโปรตีนเพื่ออัดแน่นส่งออกนอกเซลล์
คลอโรพลาสต์ (chloroplast) พบเฉพาะในเซลล์พืช ทำหน้าที่สังเคราะห์ด้วยแสง เนื่องจากเป็นที่อยู่ของคลอโรฟิลล์ (chlorophyll)
ไรโบโซม( ribosome) ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนในเซลล์
เซนทริโอล (centriole) พบเฉพาะในเซลล์สัตว์ ทำหน้าที่ช่วยในการแบ่งเซลล์และการเคลื่อนที่ของโครโมโซมของสัตว์
แวคิวโอล (vacuole) พบในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ มีขนาดใหญ่มากในเซลล์พืช ทำหน้าที่เก็บอาหารของเสีย และเป็นที่พักอาหารก่อนเข้าสู่ไซโทพลาซึม
ไมโทคอนเดรีย (mitochondria) มีหน้าที่เผาผลาญอาหารเพื่อสร้างพลังงาน ATP ให้แก่เซลล์ (การหายใจของเซลล์) พบมากในเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์ประสาท และเซลล์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับสิ่งขับถ่าย
ไลโซโซม ( lysosomes) มีลักษณะคล้ายถุงเล็ก ๆ ภายในมีเอนไซม์สำหรับย่อยสารต่าง ๆ เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน ฟอสโฟไลพิด และสิ่งที่เซลล์ไม่ต้องกัน
ร่างแหเอนโดพลาซึมหรือเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัม (endoplasmic
reticulum) ทำหน้าที่ขนส่งลำเลียงสิ่งต่าง ๆ ภายในเซลล์ไปยังเซลล์ข้างเคียง
กอลจิคอมเพลกซ์ ( golgi complex) หรือกอจิบอดี (golgi bodies) ทำหน้าที่สะสมโปรตีนเพื่ออัดแน่นส่งออกนอกเซลล์
คลอโรพลาสต์ (chloroplast) พบเฉพาะในเซลล์พืช ทำหน้าที่สังเคราะห์ด้วยแสง เนื่องจากเป็นที่อยู่ของคลอโรฟิลล์ (chlorophyll)
ไรโบโซม( ribosome) ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนในเซลล์
เซนทริโอล (centriole) พบเฉพาะในเซลล์สัตว์ ทำหน้าที่ช่วยในการแบ่งเซลล์และการเคลื่อนที่ของโครโมโซมของสัตว์
แวคิวโอล (vacuole) พบในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ มีขนาดใหญ่มากในเซลล์พืช ทำหน้าที่เก็บอาหารของเสีย และเป็นที่พักอาหารก่อนเข้าสู่ไซโทพลาซึม
นิวเคลียส (nucleus)
นิวเคลียส เป็นส่วนที่สำคัญของเซลล์ โดยทั่วไปเซลล์จะมี 1 นิวเคลียสยกเว้นในเซลล์บางชนิด เช่น เซลล์พารามีเซียมมี 2 นิวเคลียส เป็นต้น นิวเคลียสเป็นโครงสร้างของเซลล์ที่เด่นชัดมากอาจจะอยู่ตรงกลางเซลล์ หรือค่อนไปข้างใดข้างหนึ่งของเซลล์ มีลักษณะเป็นรูปทรงกลมหรือรูปไข่
นิวเคลียสประกอบด้วยโครงสร้าง 2 ส่วน คือ
1 เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear membrane) เป็นเยื่อหุ้ม 2 ชั้น มีรูอยู่มากมายที่เรียกว่า นิวเคลียร์พอร์ (nuclear pores) ทำหน้าที่เป็นทางติดต่อกับร่างแหเอนโดพลาซึม เพื่อแลกเปลี่ยนสารระหว่างนิวเคลียสกับไซโทพลาซึม
2. สารในนิวเคลียส (nucleoplasm) เป็นส่วนที่อยู่ภายในนิวเคลียสทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับเกิดปฏิกิริยา
เคมีต่างๆประกอบด้วย
นิวคลีโอลัส (nucleorus) ประกอบด้วยสาร RNA และ DNA เป็นส่วนใหญ่ ทำหน้าที่สร้างไรโบโซม
โครมาทิน ( chromatin) เป็นเส้นใยเล็ก ๆ ยาว ๆ ขดไปมาเป็นร่างแห เมื่อหดตัวสั้น ๆ และหนาขึ้นเรียกว่า โครโมโซม (chromosome) ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและ DNA หรือที่เรียกว่า ยีน (Gene) และโปรตีนหลายชนิดบน DNA จะมีรหัสพันธุกรรมทำหน้าที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต
โครมาทิน ( chromatin) เป็นเส้นใยเล็ก ๆ ยาว ๆ ขดไปมาเป็นร่างแห เมื่อหดตัวสั้น ๆ และหนาขึ้นเรียกว่า โครโมโซม (chromosome) ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและ DNA หรือที่เรียกว่า ยีน (Gene) และโปรตีนหลายชนิดบน DNA จะมีรหัสพันธุกรรมทำหน้าที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต
นิวเคลียสมีหน้าที่เป็นศูนย์กลางในการควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทาง
พันธุกรรมจากพ่อแม่ไปสู่ลูกหลานและควบคุมกระบวนการทำงานต่าง ๆ ของเซลล์ เช่นกระบวนการแบ่งเซลล์ การสังเคราะห์โปรตีน การสังเคราะห์เอนไซม์เป็นต้น
โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์พืชและเซลล์สัตว์
ตารางสรุปความแตกต่างระหว่างเซลล์พืชและเซลล์สัตว์
เซลล์พืช | เซลล์สัตว์ |
1. โดยทั่วไปมีลักษณะเป็นเหลี่ยม
6. ไม่มีไลโซโซม2. มีผนังเซลล์อยู่ภายนอกเยื่อหุ้มเซลล์ 3. มีคลอโรพลาสต์ 4. ไม่มีเซนทริโอล 5. มีแวคิวโอลขนาดใหญ่ |
1. ส่วนใหญ่มีลักษณะกลมหรือรี
6. มีไลโซโซม2. ไม่มีผนังเซลล์ มีเฉพาะเยื่อหุ้มเซลล์ 3. ไม่มีคลอโรพลาสต์ 4. มีเซนทริโอล 5. มีแวคิวโอลขนาดเล็ก |
เซลล์ที่ทำหน้าที่เฉพาะบางชนิดของพืช
เซลล์ที่บริเวณผิวใบของพืชนอกจากจะมีลักษณะเหมือนที่กล่าวมาแล้วยังมีเซลล์อีกชนิด
หนึ่งที่มีลักษณะคล้ายเมล็ดถั่วหันด้านเว้าเข้าประกบกันทำให้ตรงกลางเกิดเป็นช่องหรือ
รูเปิด เซลล์ที่บริเวณผิวใบของพืชนอกจากจะมีลักษณะเหมือนที่กล่าวมาแล้วยังมีเซลล์
อีกชนิดหนึ่งที่มีลักษณะคล้ายเมล็ดถั่วหันด้านเว้าเข้าประกบกันทำให้ตรงกลางเกิด
เป็นช่องหรือรูเปิด เรียกเซลล์ทั้งสองนี้ว่า เซลล์คุม (guard cell) และเรียนรวมทั้งเซลล์คุมและรูเปิดนี้ว่า ปากใบ (stomata)
ปากใบทำหน้าที่เป็นทางแลกเปลี่ยนก๊าซและไอน้ำระหว่างภายในและภายนอกใบ ภายในเซลล์คุมจะมีคลอโรพลาสต์ทำให้ส่วนนี้สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ พบว่าพืชบกโดยทั่ว ๆ ไปจะมีเซลล์คุมและปากใบมากทางผิวใบด้านล่างเพื่อป้องกันไม่ให้
เกิดการสูญเสียน้ำไปได้ง่ายเกินไป ส่วนพืชน้ำที่มีใบลอยบนผิวน้ำ เช่น บัวสาย จะมีปากใบอยู่เฉพาะผิวใบด้านบนเพราะด้านล่างของใบแตะสัมผัสอยู่กับน้ำและพืชที่มี
ใบจมอยู่ใต้น้ำ เช่น สาหร่ายหางกระรอกจะไม่มีปากใบเลย
การสร้างอาหารของพืช
ความหมายของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ( Photosynthesis) เป็นกระบวนการสร้างอาหารของพืชสีเขียว โดยมีคลอโรฟีลล์ทำหน้าที่ดูดพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์แล้วเปลี่ยนสารวัตถุดิบ คือ น้ำ (H2O) และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ( C02) ให้เป็นน้ำตาลกลูโคส (C6H12O6) น้ำ (H2O) และแก๊สออกซิเจน ( 02) ดังนี้ื
เขียนสมการได้ดังนี้
ความสำคัญของใบต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง
ใบของพืชมีความสำคัญมากต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
เพราะการสังเคราะห์ด้วย แสงของพืชส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นที่บริเวณใบ
ดังนั้นใบของพืชจึงเปรียบเสมือนโรงงานผลิตอาหารให้แก่พืชใบของพืชประกอบ
ดังนั้นใบของพืชจึงเปรียบเสมือนโรงงานผลิตอาหารให้แก่พืชใบของพืชประกอบ
ด้วยเซลล์เล็กๆ หลายเซลล์ ภายในเซลล์จะมีเม็ดคลอโรพลาสต์ภายในมีสาร
สีเขียวบรรจุอยู่เรียกว่า คลอโรฟีลล์ คลอโรฟีลล์มีสมบัติในการดูดพลังงานแสง
ซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้พืชสามารถสร้างอาหารได้เอง
ซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้พืชสามารถสร้างอาหารได้เอง
ปัจจัยที่จำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสง
ภาพ ปัจจัยที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง
1. แสงและความเข้มของแสง
1.1 ชนิดของแสงที่ทำให้เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากที่สุดคือ แสงสีม่วง แสงสีแดง และแสงสีน้ำเงินตามลำดับ โดยแสงสีเขียวมีผลน้อยที่สุด 1.2 เมื่อความเข้มของแสงสูงขึ้น พืชจะสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากขึ้นด้วย แต่ถ้าแสงสว่าง มากเกินไป ก็อาจทำให้เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อได้
1.1 ชนิดของแสงที่ทำให้เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากที่สุดคือ แสงสีม่วง แสงสีแดง และแสงสีน้ำเงินตามลำดับ โดยแสงสีเขียวมีผลน้อยที่สุด 1.2 เมื่อความเข้มของแสงสูงขึ้น พืชจะสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากขึ้นด้วย แต่ถ้าแสงสว่าง มากเกินไป ก็อาจทำให้เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อได้
เป็นผลให้พืชสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้อยลง
1.3 ช่วงระยะเวลาที่ได้รับแสง พืชโดยทั่วไปจะสังเคราะห์แสงได้ดี เมื่อได้รับแสงเป็น เวลานานติดต่อกัน แต่พืชบางชนิด เช่นต้นแอปเปิ้ล
เมื่อได้รับแสงเป็นเวลานานจนเกินไป จะมีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงลดลงดังนั้น จะเห็นว่าการนำพืชเมืองหนาวมาปลูกในเขตร้อนชื้นหรือนำพืชในเขตร้อนมาปลูกใน
เขตหนาว พืชที่ปลูกจะไม่เจริญเติบโตเท่าที่ควร สาเหตุสำคัญประการหนึ่ง ก็คือ ช่วงระยะเวลาที่ได้รับแสงของพืชไม่เหมาะสมนั่นเอง
2. อุณหภูมิ
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่มีเอนไซม์หลายชนิดเข้าไปเกี่ยวข้อง
เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปจะทำให้การทำงานของเอนไซม์เปลี่ยนแปลงไปด้วย โดยทั่วไปอุณหภูมิที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชอยู่ระหว่าง 10 - 35 องศาเซลเซียส ถ้าอุณหภูมิสูงหรือต่ำเกินไปอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของ เอนไซม์ลดลงแสดงให้เห็นว่าเมื่อพืชได้รับแสงที่มีความเข้มเหมาะสมแล้ว อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชจะแปรผันตามอุณหภูมิ(ไม่เกิน 35 องศาเซลเซียส) 3. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
3.1 ปริมาณแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ( C02) ในบรรยากาศ มีประมาณ
0.03 - 0.04 %
3.2 ถ้าเพิ่มความเข้มของแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ( C02) ให้แก่พืช อัตราการ สังเคราะห์ด้วยแสงก็จะเพิ่มมากขึ้นด้วย
0.03 - 0.04 %
3.2 ถ้าเพิ่มความเข้มของแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ( C02) ให้แก่พืช อัตราการ สังเคราะห์ด้วยแสงก็จะเพิ่มมากขึ้นด้วย
3. แก๊สออกซิเจน
ถ้ามีปริมาณแก๊สออกซิเจนอยู่ในเซลล์พืชมากเกินไปจะทำให้อัตราการสังเคราะห์
ด้วยแสงลดลงได้
ด้วยแสงลดลงได้
คลอโรฟีลล์
คลอโรฟีลล์เป็นรงควัตถุชนิดหนึ่ง มีสีเขียวพบในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช ทำ
หน้าที่รับพลังงานแสงเพื่อใช้ในการสร้างอาหาร ถ้าพืชขาดคลอโรฟีลล์จะสร้างอาหารเองไม่ได้
หน้าที่รับพลังงานแสงเพื่อใช้ในการสร้างอาหาร ถ้าพืชขาดคลอโรฟีลล์จะสร้างอาหารเองไม่ได้
4. น้ำ
เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ด้วยแสง
ถ้าพืชขาดน้ำ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลง เพราะปากใบจะปิด เพื่อลดการคายน้ำ ทำให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ( C02) แพร่เข้าสู่ปากใบได้ยากเมื่อเกิดน้ำท่วม จะทำให้รากพืชขาดแก๊สออกซิเจน ( 02) ที่ใช้ในการหายใจส่งผลกระทบต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง
5. ธาตุอาหาร
ธาตุแมกนีเซียมและไนโตรเจนเป็นธาตุสำคัญในองค์ประกอบของ
คลอโรฟีลล์ ถ้าขาดธาตุเหล่านี้จะทำให้ใบพืชเหลืองซีด
ธาตุเหล็กจำเป็นต่อการสร้างคลอโรฟีลล์
ธาตุแมงกานีสและคลอรีนจำเป็นต่อกระบวนการแตกตัวของน้ำในปฏิกิริยา
การสังเคราะห์ด้วยแสง
6. อายุของใบพืช
ใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปจะสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้อยกว่าใบพืชที่เจริญเติบโต
เต็มที่ เพราะใบพืชที่อ่อนเกินไป คลอโรพลาสต์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบพืชที่แก่เกินไป จะมีการสลายตัวของคลอโรฟีลล์
ดังนั้นใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปจึงมีผลทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชลดลง
เต็มที่ เพราะใบพืชที่อ่อนเกินไป คลอโรพลาสต์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบพืชที่แก่เกินไป จะมีการสลายตัวของคลอโรฟีลล์
ดังนั้นใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปจึงมีผลทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชลดลง
7. สารเคมี
การใช้สารเคมีบางอย่างอาจมีผลกระทบต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชได้ เช่น
คลอโรฟอร์ม อีเทอร์ เป็นต้น สารเหล่านี้จะมีสมบัติเป็นตัวยับยั้งการทำงานของเอนไซม์
จึงสามารถทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชหยุดชะงักได้
คลอโรฟอร์ม อีเทอร์ เป็นต้น สารเหล่านี้จะมีสมบัติเป็นตัวยับยั้งการทำงานของเอนไซม์
จึงสามารถทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชหยุดชะงักได้
แหล่งที่เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง
1. การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ทุกส่วนของพืช
1. การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ทุกส่วนของพืช
ที่มีสีเขียวหรือมีคลอโรฟีลล์อยู่ โดยมีใบเป็นส่วนที่ทำหน้าที่โดยตรงใบ
ส่วนใหญ่จะแผ่เป็นแผ่นบาง จึงรับแสงและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี ผิวด้านบนของใบส่วนที่รับแสง เรียกว่า หลังใบ มักจะมีสีเขียวเข้ม
ส่วนด้านล่างของใบส่วนที่ไม่ได้รับแสง เรียกว่า ท้องใบ
2. พืชสีเขียวจะสร้างคลอโรฟีลล์จากโปรตีนและธาตุอาหารต่าง ๆ เช่น แมกนีเซียม เหล็ก แมงกานีส โดยใช้พลังงานแสง
ส่วนด้านล่างของใบส่วนที่ไม่ได้รับแสง เรียกว่า ท้องใบ
2. พืชสีเขียวจะสร้างคลอโรฟีลล์จากโปรตีนและธาตุอาหารต่าง ๆ เช่น แมกนีเซียม เหล็ก แมงกานีส โดยใช้พลังงานแสง
3. เซลล์ในใบทุกเซลล์จะอยู่ใกล้ชิดกับเนื้อเยื่อลำเลียงหรือเส้นใบ ทำให้ใบได้รับน้ำและธาตุอาหารจากรากทางท่อลำเลียงน้ำที่เรียกว่า ไซเลม ( Xylem)
ของเส้นใบ ส่วนน้ำตาลที่พืชสร้างขึ้นจะถูกนำไปสู่ส่วนต่าง ๆ
ของพืชทางท่อลำเลียงอาหารที่เรียกว่า โฟลเอ็ม( Phloem) ของเส้นใบเช่นกัน
สิ่งที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
ในกระบวนการสร้างอาหารพืชจะต้องการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ
น้ำเป็นวัตถุดิบสำคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสง
โดยมีคลอโรฟีลล์และแสงเป็นตัวกระตุ้นทำให้ได้อาหารเกิดขึ้นซึ่งก็คือน้ำตาลกลูโคส และนอกจากนี้ยังได้ก๊าซออกซิเจนและน้ำเกิดขึ้นด้วย
น้ำตาลที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช พบว่าจะมีปริมาณมากเกินกว่าที่พืชต้องการนำไปใช้ประโยชน์ ดังนั้นพืชจึงเปลี่ยนน้ำตาลส่วนที่เหลือไปเก็บสะสมไว้ในรูปของแป้ง และแป้งนี้จะเปลี่ยนกลับเป็นน้ำตาลอีกเมื่อพืชนำไปใช้ในการดำรงชีวิต
น้ำตาลจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นแป้ง และแป้งจะถูกเก็บสะสมไว้ตามส่วนต่าง ๆ ของต้นพืช เช่น ราก ลำต้น ใบ ผล และเมล็ด ถ้าสัตว์กินพืชก็จะได้รับแป้งเข้าไปด้วยแล้วแป้งนี้ก็จะถูกระบบย่อย
ในร่างกายย่อยให้กลายเป็นน้ำตาล เมื่อน้ำตาลรวมกับก๊าซออกซิเจนจากการหายใจก็จะให้พลังงานแก่สัตว์ และมนุษย์ก๊จะได้รับพลังงานจากพืชด้วยวิธีการเดียวกันกับสัตว์
ส่วนใหญ่พืชจะเก็บสะสมอาหารไว้ในรูปของแป้งแต่พืชบางชนิดจะเก็บอาหารไว้ใน
ส่วนใหญ่พืชจะเก็บสะสมอาหารไว้ในรูปของแป้งแต่พืชบางชนิดจะเก็บอาหารไว้ใน
รูปของน้ำตาลและน้ำมัน ส่วนของต้นพืชที่ใช้สะสมอาหารได้แก่
1. ราก เช่น รากบัว แครอท หัวผักกาด เป็นต้น ซึ่งรากของพืชเหล่านี้จะเก็บสะสมแป้งและน้ำตาลไว้ภายใน
2. ลำต้น เช่น อ้อยจะเก็บอาหารไว้ในลำต้นซึ่งเก็บไว้ในรูปของน้ำตาล มันฝรั่ง จะเก็บสะสมแป้งไว้เป็นจำนวนมากทำให้มันฝรั่งเป็นแหล่งให้พลังงานที่ดีสำหรับมนุษย์
3. ใบ เช่น กะหล่ำ ผักขม จะเก็บอาหารไว้ในใบ
4. ผล เช่น กล้วย องุ่น มังคุด ทุเรียน ผลไม้เหล่านี้จะเก็บอาหารไว้ในรูปของน้ำตาลทำให้มีรสหวาน
5. เมล็ด เช่น เมล็ดถั่วลิสง ถั่วเหลือง และเมล็ดข้าวโพด จะประกอบด้วยน้ำตาล
1. ราก เช่น รากบัว แครอท หัวผักกาด เป็นต้น ซึ่งรากของพืชเหล่านี้จะเก็บสะสมแป้งและน้ำตาลไว้ภายใน
2. ลำต้น เช่น อ้อยจะเก็บอาหารไว้ในลำต้นซึ่งเก็บไว้ในรูปของน้ำตาล มันฝรั่ง จะเก็บสะสมแป้งไว้เป็นจำนวนมากทำให้มันฝรั่งเป็นแหล่งให้พลังงานที่ดีสำหรับมนุษย์
3. ใบ เช่น กะหล่ำ ผักขม จะเก็บอาหารไว้ในใบ
4. ผล เช่น กล้วย องุ่น มังคุด ทุเรียน ผลไม้เหล่านี้จะเก็บอาหารไว้ในรูปของน้ำตาลทำให้มีรสหวาน
5. เมล็ด เช่น เมล็ดถั่วลิสง ถั่วเหลือง และเมล็ดข้าวโพด จะประกอบด้วยน้ำตาล
น้ำมันและแป้ง ทำให้มีคุณค่าทางสารอาหารสูงและมีรสชาติดี นอกจากนี้ยังสามารถ
สกัดน้ำมันมาใช้ปรุงอาหารได้ด้วย เมล็ดข้าวและข้าวสาลี จะประกอบด้วยแป้ง
เป็นส่วนใหญ่
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น