ページ1:

CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
สิ่งต่างๆรอบตัวประกอบด้วยอะตอม (atom) และธาตุต่างๆ
อะตอมยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะเคมี(chemical bond) เกิดเป็นโมเลกุล
2.1 อะตอม ธาตุ และสารประกอบ
2.1.1 อะตอม
• อะตอม ประกอบด้วยโปรตอน (ประจุ +) นิวตรอน(ไม่มีประจุ) อยู่ในนิวเคลียส
และอิเล็กตรอน(ประจุ -) เคลื่อนอยู่รอบนิวเคลียส
เลขมวล <-
Proton + นิวตรอน
12
C
-> สัญลักษณ์
ของธาตุ
6
เลขอะตอม <-
จํานวน proton
• เวเลนซ์อิเล็กตรอน (valence electron) อิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานนอกสุด
2.1.2 ธาตุและสารประกอบ
.
• ธาตุที่เป็นองค์ประกอบหลักของพืช
คาร์บอน (C)
45%
ออกซิเจน (N)
45%
ไฮโดรเจน (H)
6%
พันธะเคมี
.
• พันธะโคเวเลนต์ : ใช้ valence electron ร่วมกัน
• พันธะไอออนิก ( *แข็งแรงสุด* 3 : การให้และรับ valence electron ระหว่างอะตอม
เป็นการยึดเหนี่ยวระหว่างประจุไฟฟ้าของไอออนบวก(+)
และไอออนลบ (-)
• พันธะไฮโดรเจน { *อ่อนแอสุด* 3 : เกิดพันธะระหว่าง H กับ H เท่านั้น
2.2 น้ำ ( H,O )
.
ร่างกายมนุษย์มีน้ำประมาณ 65 %
• น้ำ มีบทบาทสำคัญในการรักษาดุลยภาพของร่างกาย หรือประมาณ2ใน3ของน้ำหนักตัว
• โครงสร้างโมเลกุลของน้ำ
- เป็นโมเลกุลมีขั้ว (polar molecule) โมเลกุลน้ำ ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะไฮโดรเจน
• น้ำกับการเป็นตัวทำละลาย
- มีคุณสมบัติมีขั้วและเกิดพันธะไฮโดรเจนทำให้สามารถละลายน้ำได้ดีน้ำ
จึงเป็นตัวทำละลายที่ดี
• น้ำกับสารที่มีสมบัติไฮโดรฟิลิกและไฮโดรโฟบิก
.
- ไฮโดรฟิลิก (hydrophilic) : สารมีขั้ว = ละลายน้ำได้ดี = ชอบน้ำ เช่น NaCl (เกลือแกง)
=
- ไฮโดรโฟบิก (hydrophobic) : สารไม่มีขั้ว = ละลายน้ำได้น้อย = ไม่ชอบน้ำ เช่น น้ำมันพืช
• น้ำกับความเป็นกรด-เบส
- คบข. H, สูง : ค่า pH ต่ำ
กรด
- คบข. H4 ต่ำ/คบข. OH_ สูง : ค่า pH สูง
=
=
เบส
H,O - H* + OH
M

ページ2:

W
CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
• น้ำกับแรงโคฮีซันและแรงแอดฮีชัน
แรงโคฮีชัน (cohesion) : แรงยึดเหนี่ยวด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ
- แรงแอดฮีชัน (adhesion) : แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้ำกับพื้นผิว
2.3 สารประกอบ Carbon ในสมชว.
• หมู่ฟังก์ชัน : กลุ่มของอะตอมที่แสดงสมบัติเฉพาะในโมเลกุล
- ไฮดรอกซิล [ __ OH J แหล่งที่พบ : คาร์โบไฮเดรต เช่น น้ำตาล
0
||
: แอลกอฮอล์
- คาร์บอกซิล [ _ C _ OH ] แหล่งที่พบ : กรดแอมิโน
||
: ลิพิด เช่น กรดไขมัน
- คาร์บอนิลกลุ่มคีโตน [ _ Ć _ ]
แหล่งที่พบ : คาร์โบไฮเดรต เช่น ฟรักโทส ไรบูโลส
0
- คาร์บอนิลกลุ่มอัลดีไฮด์ [ _ C - H] แหล่งที่พบ : คาร์โบไฮเดรต เช่น ฟรักโทส ไรบูโลส
- แอมิโน [ _ N _ H J แหล่งที่พบ : กรดแอมิโน
ซัลฟ์ไฮดริล [ _ S _ H] แหล่งที่พบ : กรดแอมิโนบางชนิด เช่น ซิสเทอีน
- ฟอสเฟต [ _O_P_O ] แหล่งที่พบ : ลิพิด เช่น ฟอสโฟลิพิด
กรดนิวคลิอิก เช่น DNA RNA
: ATP
สารประกอบคาร์บอนขนาดใหญ่ ส่วนมากเป็นพอลิเมอร์ (polymer) ที่เกิดจากหน่วยย่อย
เรียกว่า มอโนเมอร์ (monomer) หลายโมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมี
monomer
polymer
องค์ประกอบภายในcell
นิวคลีโอไทด์
DNA
chromosome
กรดแอมิโน
->
Protein
กลูโคส
แป้ง
ไซโทสเกเลตอน
เม็ดแป้งใน chloroplast

ページ3:

M
CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
2.3.1 คาร์โบไฮเดรต
• มอโนแซ็กคาไรด์ (monosaccharide)
มีขนาดโมเลกุลเล็กที่สุดมีรสหวานละลายในน้ำได้
- เพนโทส (pentose) : นศ.มีcarbon 5 อะตอม
เช่น ไรโบส (ribose) ไรบูโลส (ribulose)
- เฮ็กโซส (hexose) : นต.มีcarbon 6 อะตอม
คาร์โบไฮเดรตแบ่งตามขนาดของโมเลกุล
1.) monosaccharide นต.โมเลกุลเดี่ยว
2.) disaccharide นต.โมเลกุลคู่
3.) polysaccharide ขนาดใหญ่
** สลล.เบเนดิกต์ใช้ทดสอบ น้ำตาล
เช่น กลูโคส (glucose) ฟรักโทส (fructose) และกาแล็กโทส (galactose)
• ไดแซ็กคาไรด์ (disaccharide)
-
- พันธะไกลโคซิดิก (glycosidic bond) : monosaccharide 2โมเลกุล เชื่อมด้วย
พันธะโคเวเลนต์
=
- ซูโครส (sucrose) : glucose + fructose ด้วยพันธะไกลโคซิดิก แบบ a - 1,2
- นต.ได้จาก อ้อย มะพร้าว และตาลโตนด
→>
=
มอลโทส (maltose) : glucose + glucose ด้วยพันธะไกลโคซิดิก แบบ a - 1,4
-นต.ที่พบได้ใน มอลต์ (mal+)
**
แล็กโทส (lactose) : galactose + glucose ด้วยพันธะไกลโคซิดิก แบบ B - 1,4
- นต.ที่พบได้ในน้ำนมของสัตว์
พอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) : monosaccharide หลายโมเลกุล
เชื่อมกันเป็นสายยาว
- แป้ง (starch) ประกอบด้วยโมเลกุล 2 แบบ คือ
- อะไมโลส (amylose) : ละลายน้ำได้ไม่ดี : ข้าวเจ้า
→>>
:
** สลล.ไอโอดีน ใช้ทดสอบ แป้ง **
glucoseเรียงต่อเป็นสายยาว ไม่มีแตกแขนง เชื่อมด้วยพันธะไกลโคซิดิก แบบ a - 1,4
อะไมโลเพกทิน (amylopectin) : ลล.น้ำ > อะไมโลส : ข้าวเหนียว
*
glucoseเรียงต่อเป็นสายยาวและมีแตกแขนง ส่วนสายยาวเชื่อมด้วยพันธะไกลโคซิดิก
แบบ a - 1,4 ส่วนที่แตกแขนงเชื่อมด้วยพันธะไกลโคซิดิก แบบ a - 1,6
เมื่อทำให้สุก มีลักษณะใสและเหนียว
- ไกลโคเจน (glycogen) : เก็บสะสมในcellตับและกล้ามเนื้อของสัตว์
→ glucoseต่อกันเป็นสายยาว มีแขนงแตกกิ่งก้านสั้นๆจน.มาก
- เซลลูโลส : ไม่ละลายน้ำ แต่สามารถดูดซับน้ำได้
→ glucoseจน.มากต่อเป็นสายโซ่ตรงคล้ายamylose แต่เชื่อมด้วยพันธะไกลโคซิดิก
แบบ B- 1,4
:
ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักของผนังcellพืช
- ไคทิน (chitin) : พบในเปลือกกุ้ง ปู แมลง
- เพกทิน (pectin) พบในผนังเซลล์พืช : เปลือกผลส้มโอ
- เพปทิโดไกลแคน (peptidoglycan) : ผนังcell ของ bacteria
ข้าวเจ้ามีอะไมโลสสูง เมื่อหุงสุกจะร่วนและแข็ง > ข้าวเหนียวที่มีอะไมโลสต่ำ

ページ4:

CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
2.3.2 โปรตีน : ประกอบด้วยกรดแอมิโน (amino acid)
.
: เป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาเคมีภายในcell
: เป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์
: เป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อต่างๆ
•หมู่R : หมูที่เชื่อมต่อกับคาร์บอนอะตอม
โปรตีน 1 g. ให้พลังงาน 4 แคลอรี่
กรดแอมิโนที่จำเป็น (essential amino acid) : ร่างกายสังเคราะห์ไม่ได้
• กรดแอมิโนที่ไม่จำเป็น (nonessential amino acid) : ร่างกายสังเคราะห์ได้
กรดอะมิโนจำเป็น : ผู้ใหญ่(1-8), เด็ก(1-10)
1. ไอโซลิวซีน Ile
3. ไลซีน
Lys
2. ลิวซีน
4. เมไทโอนีน
Leu
Met
5. ฟีนิลอะลานีน Phy
7. ทริปโตเฟน Trp
6. ทรีโอนีน
Thr
8. วาลีน
Val
9. อาร์จินีน
Arg
10. ฮิสทิดีน
His
• พันธะเพปไทด์ (peptide bond) : กรดอะมิโนแต่ละหน่วย เชื่อมต่อกันเป็นสายเพปไทด์
ด้วยพันธะโคเวเลนต์
- ไดเพปไทด์ (dipeptide) : กรดแอมิโน 2 หน่วย
- ไตรเพปไทด์ (tripeptide) : กรดแอมิโน 3 หน่วย
- พอลิเพปไทด์ (polypeptide) : กรดแอมิโนจำนวนมาก ต่อเป็นสายยาว
• โครงสร้างโปรตีนแบ่งเป็น 4 ระดับ
1. โครงสร้างปฐมภูมิ (primary structure)
- กรดอะมิโน เรียงต่อเป็นสายpolypeptide 1 สาย
2. โครงสร้างทุติยภูมิ (secondary structure)
- สร้างพันธะไฮโดรเจน
- มีลักษณะ บิดเป็นเกลียว หรือเป็นแผ่น
3. โครงสร้างตติยภูมิ (tertiary structure)
- เกิดจากแรงไฮโดรโฟบิก พันธะไฮโดรเจน พันธะไอออนิก
- มีลักษณะ บดม้วนเป็นก้อน
4. โครงสร้างจตุรภูมิ (quaternary structure)
- การรวมตัวกันของpolypeptide มากกว่า 1 สาย
เป็นแผ่น
พันธะไฮโดรเจน
เป็นเกลียว
• ไกลโคโปรตีน (glycoprotein) : โปรตีนที่มีคาร์โบไฮเดรตสายสั้นๆเป็นส่วนประกอบ
WW

ページ5:

M
CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
2.3.3 ลิพิด : องค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์
: ให้พลังงาน > คาร์โบไฮเดรตและโปรตีน
: ป้องกันการสูญเสียน้ำ
: ช่วยควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย
หนักเท่ากัน
** ลิพิดเป็นตัวทำละลายของวิตามิน A D E K **
: ป้องกันการกระทบกระแทกของอวัยวะภายใน
• กรดไขมัน (fatty acid) แบ่งเป็น 2ชนิด
- กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid) ; เนย ไขมันจากสัตว์
มีคาร์บอนทุกอะตอมเชื่อมด้วยพันธะเดี่ยว
6
- กรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid) : ไขมันจากพืช ex. น้ำมันถั่วเหลือง
มีบางพันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนเป็นพันธะคู่
- กรดไขมันที่จำเป็น (essential fatty acid) : ร่างกายต้องการและสังเคราะห์เองไม่ได้
- กรดไขมันที่ไม่จําเป็น (nonessential fatty acid) : ร่างกายสังเคราะห์ได้เอง
• ไตรกลีเซอไรด์
- กลีเซอรอล (glycerol)
: กรดไขมันทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์
เกิดกลีเซอไรด์ (glyceride)
กลีเซอไรด์ สถานะเป็นของแข็ง เรียกว่า ไขมัน (fat)
สถานะเป็นของเหลว เรียกว่า น้ำมัน (oil)
• ฟอสโฟลิพิด : องค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์
กรดไขมัน 2 โมเลกุล - กลีเซอรอล - หมู่ฟอสเฟต - หมู่R
.
มีสมบัติไฮโดรโฟบิก
มีสมบัติไฮโดรฟิลิก
มอโนกลีเซอไรด์ กรดไขมัน 1 โมเลกุล
ไดกลีเซอไรด์ มี 2 โมเลกุล
ไตรกลีเซอไรด์ มี 3 โมเลกุล
สเตอรอยด์ : วงคาร์บอน 6 อะตอม 3 วง กับ วงคาร์บอน 5 อะตอม 1 วง
- สเตอรอยด์สำคัญ : คอเลสเตอรอล (cholesterol)
- เอสโทรเจน (estrogen)
- เทสโทสเตอโรน (testosterone)
อยู่ในยาแก้อักเสบ แก้ปวด
*
ถ้าได้รับมากภูมิคุ้มกันจะต่ำ ป่วยง่าย
ไบมันพืช : ไขมัน 1 g. ให้พลังงาน 9 แคลอรี
HDL (high-density lipoprotein) : ไขมันไม่อิ่มตัว = ลดการสะสมของคอเลสเตอรอล
บริเวณผนังหลอดเลือด
• LDL (low-density lipoprotein) : ไขมันอิ่มตัว = สะสมที่ผนังหลอดเลือด
ทำให้หลอดเลือดแข็งตัว หรือหลอดเลือดตีบ
ลิพิดประเภทอื่นๆ เช่น ไข(wax) : เป็นของแข็ง ไม่ละลายน้ำ
- พบได้ในขี้ผึ้ง ผิวของใบไม้ ผลไม้บางชนิด และผิวหนังหรือขนของสัตว์บางชนิด
เช่น ขนนก ขนเป็ด
• ไกลโคลิพิด (glycolipid) : ลิพิดที่มีบางส่วนของคาร์โบไฮเดรตเชื่อมต่ออยู่

ページ6:

CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
2.3.4 กรดนิวคลีอิก (nucleic acid) มี 2 ชนิด
: ทำหน้าที่เป็นข้อมูลทางพันธุกรรมทำ
: หน้าที่ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนที่ไปทำหน้าที่ต่างๆในเซลล์ของสมชว
• กรดนิวคลีอิก ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ (nucleotide)
ที่เชื่อมต่อด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond) เป็นสายยาว
เรียกว่า พอลินิวคลีโอไทด์ (polynucleotide)
- นิวคลีโอไทด์ ประกอบด้วยส่วนย่อย 3 ส่วน ได้แก่ น้ำตาลเพนโทสที่มีคาร์บอน 5 อะตอม
ไนโตรจีนัสเบส และหมู่ฟอสเฟต
น้ำตาลเพนโทส ใน RNA คือ ไรโบส (ribose)
ใน DNA คือ ดีออกซีไรโบส (deoxyribose)
• ไนโตรจินัสเบส ใน DNA คือ G A C T
ใน RNA คือ G A CU
2.4 ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
จับคู่ของ DNA
ไทมีน T =
A อะดีนีน
กวานีน G = C ไซโทซีน
( ซ้าย ขวา สลับกันได้ )
G = กวานีน (guanine)
A = อะดีนีน (adenine)
C = ไซโทซีน (cytosine)
T = ไทมีน (thymine)
U = ยูราซิล (uracil)
=
2.4.1 พลังงานกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี : การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารตั้งต้นที่ทำปฏิกิริยา
เกิดการจัดเรียงตัวใหม่ของอะตอม ของสารตั้งต้น และมีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
ได้สารผลิตภัณฑ์
พลังงาน
ทีมเข้าไป
พลังงาน
ไฟฟ้า
2H₂O
2H2
02
สารผลิตภัณฑ์
สารตั้งต้น
- โคเวเลนส์
• ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (endergonic reaction)
- พลังงานรวมของสารผลิตภัณฑ์สูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้น
• ปฏิกิริยาคายพลังงาน (exergonic reaction)
- พลังงานของสารผลิตภัณฑ์ต่ำกว่าพลังงานของสารตั้งต้น
• พลังงานกระตุ้น หรือพลังงานก่อกัมมันต์ (activation energy)
- พลังงานเริ่มต้นที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาขึ้น
สารผลิตภัณฑ์
สารตั้งต้น
สารตั้งต้น
.
การ าเนินไปของปฏิกิริยา
ลานผลิตภัณฑ์
การ าเนินไปของปฏิกิริยา
การเกิดปฏิกิริยา สารตั้งต้น "ต้อง" ได้รับพลังงานเพียงพอที่จะสลายพันธะเดิม
และทำให้เกิดการเรียงตัวใหม่ของอะตอมที่เหมาะสม
พลังงาน
ห้อยออกมา
..
M

ページ7:

M
CCC
บทที่2 เคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต
2.4.2 เอนไซม์ (enzyme){ โปรตีน }
: สามารถลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาลง
: สามารถลดพลังงานของสารตั้งต้น ทำให้ได้สารผลิตภัณฑ์ได้เร็วขึ้น
• การทำงานของเอนไซม์
- บริเวณเร่ง (active site) : สารตั้งต้นเข้าจับกับเอนไซม์ ที่บริเวณเฉพาะของเอนไซม์
- เอนไซม์ซับสเตรตคอมเพลกซ์ (enzyme-substrate complex) : สารตั้งต้นที่มีรูปร่างจำเพาะ
กับเอนไซม์ที่สามารถจับกับบริเวณเร่งของเอนไซม์
- Lock and key model : บริเวณเร่งของเอนไซม์ จับกับสารตั้งต้นได้พอดี
- Induced fit model : บริเวณเร่งของเอนไซม์มีการเปลี่ยนรูปร่าง ระหว่างจับกับสารตั้งต้น
- สารที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์
: โคแฟกเตอร์ (cofactor) : สารพวกไอออน
: โคเอนไซม์ (coenzyme) ; วิตามิน
** ถ้าแยกออกจากเอนไซม์จะทำให้เอนไซม์ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ
การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์
- ตัวยับยั้งเอนไซม์ (enzyme inhibitor)
- ตัวยับยั้งแบบแข่งขัน (competitive inhibitor) : ตัวยับยั้งแย่งจับบริเวณเร่ง
ทำให้เอนไซม์ไม่สามารถจับกับสารตั้งต้น
- ตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขัน (noncompetitive inhibitor) : ตัวยับยั้งจับกับเอนไซม์บริเวณอื่น
ทำให้เอนไซม์มีรูปร่างเปลี่ยนไป ไม่สามารถจับกับสารตั้งต้นได้
• ปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานของเอนไซม์
- ค่า pH
- อุณหภูมิ
- ความเข้มข้นของสารตั้งต้น
- ความเข้มข้นของเอนไซม์
2.4.3 เมแทบอลิซึม แบ่งได้ 2 แบบ
.
สมซว.แบ่งได้ 2 กลุ่ม
1. กลุ่มที่สร้างอาหารเองได้ เช่น พืช
ได้รับพลังงานมาจากแสง นำมาใช้สร้างอาหาร
2. กลุ่มที่สร้างอาหารเองไม่ได้ เช่น สัตว์
ได้รับพลังงานจากอาหารที่กินเข้าไป
แคแทบอลิซึม (catabolism) : สลายสารโมเลกุลใหญ่ — โมเลกุลขนาดเล็กลง
และปล่อย ATP ออกมา
• แอแนบอลิซึม (anabolism) : สังเคราะห์สารโมเลกุลเล็ก → สารโมเลกุลใหญ่
สาวโมรุนสดเก
catabolism
สารท ก ารไทย
anabolism
• วิถีเมแทบอลิซึม (metabolic pathway) : สารผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาหนึ่ง ไปเป็น
สารตั้งต้นของอีกปฏิกิริยาหนึ่ง ต่อเนื่องไป จนได้สารผลิตภัณฑ์สุดท้าย