Page 81 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 81
กระบวนการดำ�รงชีวิต 2-71
3.2 การสร้าง ATP ในร ะหว่างการถ่ายทอดอ ิเล็กตรอนจ ะม ีพลังงานเกิดขึ้นซึ่งพ ลังงานนี้ไม่ได้สูญ
เสียไปโดยเปล่าประโยชน์ แต่เซลล์จะเก็บไว้ในรูปของ ATP ATP นี้เกิดขึ้นจากการไหลของอิเล็กตรอนใน
ไมโทค อนเดรียที่เรียกว่า ออกซิเดทิฟ ฟอสฟอ ริเลช ัน (oxidative phosphorylation)
ในการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจากสารต่างๆ ผ่าน NAD หรือ FAD ไปที่ออกซิเจน พบว่า บริเวณที่
มีการสร้าง ATP ได้แก่ ช่วงระหว่าง NADH กับ FAD ระหว่างไซโทโครมบี กับไซโทโครมซี และระหว่าง
ไซโทโครมซ ี และไซโทโครมอ อกซีเดส ดังน ั้น ถ้าก ารถ่ายทอดอ ิเล็กตรอนผ่าน NAD จะม ี ATP ถูกส ร้างขึ้น
3 โมเลกุล แต่ถ ้าก ารถ ่ายทอดอ ิเล็กตรอนผ ่าน FAD จะม ี ATP ถูกสร้างขึ้น 2 โมเลกุล
ในการย่อยสลายกลูโคสโดยผ่านกระบวนการไกลโคลิซิสและวัฏจักรเครบส์นั้นจะมี NADH,
FADH2 และ ATP เกิดข ึ้นดังนี้ กรดไพรูว ิก 2 โมเลกุล ทำ�ให้เกิด NADH และ ATP อย่างล ะ
กลูโคส 1 โมเลกุล
2 โมเลกุล
อะเซทิลโคเอ 2 โมเลกุล ทำ�ให้เกิด NADH 2 โมเลกุล
กรดไพรูว ิก 2 โมเลกุล กรดอ อกซ าโลอะเซติก 2 ทำ�ให้เกิด NADH 6 โมเลกุล ATP 2
อะเซทิลโคเอ 2 โมเลกุล
โมเลกุล และ FADH 2 โมเลกุล
รวมท ั้งหมดได้ NADH 10 โมเลกุล ATP 4 โมเลกุล และ FADH 2 โมเลกุล เนื่องจาก NADH 1
โมเลกุล เท่ากับ ATP 3 โมเลกุล และ FADH 1 โมเลกุล เท่ากับ ATP 2 โมเลกุล ดังน ั้น ATP ทั้งหมดที่เกิด
ขึ้นจึงเท่ากับ (3X10) + 4 + (2X2) = 38 ATP
โดยสรุปก ารย่อยกลูโคสให้เป็นค าร์บอนไดออกไซด์และน ํ้า พร้อมๆ กับม ีก ารสร้างพลังงานเคมีข ึ้น
จะต้องผ่านกระบวนการทางเคมีหลายขั้นตอนทั้งภายในไซโทพลาซึมและในไมโทคอนเดรีย ขณะเดียวกัน
สารตัวกลางที่เกิดข ึ้นน ั้นเซลล์สามารถน ำ�เอาไปใช้ประโยชน์ในก ระบวนการเมแทบอ ลิซ ึมต่างๆ ได้
4. การห ายใจระดบั เซลล์แบบไ ม่ใชอ้ อกซเิ จน
การหายใจระดับเซลล์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic respiration) เริ่มจากการที่กลูโคสถูก
ออกซิไดซ์ให้เป็นกรดไพรูวิกและจะถูกเปลี่ยนต่อไปเป็นอะเซทัลดีไฮด์ (acetaldehyde)โดยมีเอนไซม์
ไพรูวิกแ อซ ิดด ีคาร์บอกซิเลส (pyruvic acid decarboxylase) เป็นต ัวเร่ง จาก นั้นอะเซท ัลดีไฮด์จ ะถูกร ีดิวซ์
โดย NADH กลายเป็นเอทานอล (ethanol) โดยอ าศัยเอนไซม์อัลกอฮอล์ดีไฮโดรจ ีเนส (alcohol dehydro-
genase) ซึ่งต้องการ NADH เป็นโคเอนไซม์ ดังนั้น NADH ซึ่งเกิดขึ้นจากการออกซ ิไดซ์กลูโคสจึงถูกนำ�ม า
ใช้ในปฏิกิริยาก ารสร้างอ ัลกอฮอล์ ซึ่งเป็นว ิธีก ารเดียวกันกับที่ย ีสต์เปลี่ยนนํ้าตาลที่หมักให้เป็นอ ัลกอฮอล์
ดังนั้น ในป ฏิกิริยาการหายใจระดับเซลล์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (ภาพที่ 2.24) NADH ที่ส ร้างข ึ้นถูกใช้
หมดไป คงเหลือแต่ ATP เท่านั้นพลังงานส่วนใหญ่แฝงอ ยู่ในร ูปอ ัลกอฮอล์ การห ายใจระดับเซลล์แบบนี้จ ึง
ถือว่าเป็นการนำ�เอาพลังงานจากกลูโคสมาใช้อย่างไม่มีประสิทธิภาพ แต่กระบวนการดังกล่าวนี้ก็ยังเป็นสิ่ง
จำ�เป็นในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น แบคทีเรียหรือยีสต์ที่เกิดขึ้นในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน และกิจกรรมของ
เอนไซม์อัลกอฮอล์ด ีไฮโดรจีเนสท ี่จ ะเกิดขึ้นม ากในเมล็ดข ้าวแ ช่นํ้า