Page 81 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 81

กระบวนการ​ดำ�รง​ชีวิต 2-71

       3.2 	การ​สร้าง ATP ในร​ ะหว่าง​การ​ถ่ายทอดอ​ ิเล็กตรอนจ​ ะม​ ี​พลังงานเ​กิด​ขึ้น​ซึ่งพ​ ลังงาน​นี้ไ​ม่ไ​ด้​สูญ​
เสีย​ไป​โดย​เปล่า​ประโยชน์ แต่​เซลล์​จะ​เก็บ​ไว้​ใน​รูป​ของ ATP ATP นี้เกิด​ขึ้น​จาก​การ​ไหล​ของ​อิเล็กตรอน​ใน​

ไมโ​ทค​ อนเ​ด​รีย​ที่เรียกว่า ออก​ซิเ​ดทิ​ฟ ฟอสฟอ​ ริเ​ลช​ ัน (oxidative phosphorylation)

       ใน​การ​ถ่ายทอด​อิเล็กตรอน​จาก​สาร​ต่างๆ ผ่าน NAD หรือ FAD ไป​ที่​ออกซิเจน พบ​ว่า ​บริเวณ​ที่​

มี​การ​สร้าง ATP ได้แก่ ช่วง​ระหว่าง NADH กับ FAD ระหว่าง​ไซ​โท​โค​รมบี กับ​ไซ​โท​โครม​ซี และ​ระหว่าง​

ไซ​โทโครมซ​ ี และไ​ซโ​ท​โครมอ​ อก​ซี​เดส ดังน​ ั้น ถ้าก​ าร​ถ่ายทอดอ​ ิเล็กตรอน​ผ่าน NAD จะม​ ี ATP ถูกส​ ร้าง​ขึ้น

3 โมเลกุล แต่ถ​ ้าก​ ารถ​ ่ายทอดอ​ ิเล็กตรอนผ​ ่าน FAD จะม​ ี ATP ถูก​สร้าง​ขึ้น 2 โมเลกุล

       ใน​การ​ย่อย​สลาย​กลูโคส​โดย​ผ่าน​กระบวนการ​ไกล​โค​ลิ​ซิ​ส​และ​วัฏจักร​เค​รบส์​นั้น​จะ​มี NADH,

FADH2  และ ATP เกิดข​ ึ้น​ดังนี้  	กรดไ​พรูว​ ิก 2 โมเลกุล ทำ�ให้เ​กิด NADH และ ATP อย่างล​ ะ
       กลูโคส 1 โมเลกุล	
                                              2 โมเลกุล
                                  	อะเ​ซทิล​โคเ​อ 2 โมเลกุล ทำ�ให้​เกิด NADH 2 โมเลกุล
       กรดไ​พรูว​ ิก 2 โมเลกุล	   	กรดอ​ อกซ​ าโลอะเ​ซ​ติก 2 ทำ�ให้เ​กิด NADH 6 โมเลกุล ATP 2

       อะ​เซทิล​โค​เอ 2 โมเลกุล	

                                              โมเลกุล และ FADH 2 โมเลกุล

       รวมท​ ั้งหมด​ได้ 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 ทั้งหมด​ที่​เกิด​

ขึ้น​จึงเ​ท่ากับ (3X10) + 4 + (2X2) = 38 ATP

       โดย​สรุปก​ าร​ย่อย​กลูโคสใ​ห้​เป็นค​ าร์บอนไดออกไซด์​และน​ ํ้า พร้อมๆ กับม​ ีก​ าร​สร้าง​พลังงานเ​คมีข​ ึ้น​

​จะ​ต้อง​ผ่าน​กระบวนการ​ทาง​เคมี​หลาย​ขั้น​ตอน​ทั้ง​ภายใน​ไซ​โท​พลา​ซึม​และ​ใน​ไม​โท​คอน​เด​รีย ขณะ​เดียวกัน​

สาร​ตัวกลาง​ที่​เกิดข​ ึ้นน​ ั้นเ​ซลล์​สามารถน​ ำ�เ​อาไ​ป​ใช้​ประโยชน์​ในก​ ระบวนการ​เม​แทบอ​ ​ลิซ​ ึม​ต่างๆ ได้

4. 	การห​ ายใจ​ระดบั เ​ซลล์​แบบไ​ ม่ใ​ช​อ้ อกซเิ จน

       การ​หายใจ​ระดับ​เซลล์​แบบ​ไม่​ใช้​ออกซิเจน (anaerobic respiration) เริ่ม​จาก​การ​ที่​กลูโคส​ถูก​
ออก​ซิ​ไดซ์​ให้​เป็นก​รด​ไพรู​วิก​และ​จะ​ถูก​เปลี่ยน​ต่อ​ไป​เป็น​อะ​เซ​ทัล​ดี​ไฮด์ (acetaldehyde)โดย​มี​เอนไซม์​
ไพรู​วิกแ​ อซ​ ิดด​ ี​คาร์​บอก​ซิเลส (pyruvic acid decarboxylase) เป็นต​ ัว​เร่ง จาก​ นั้​นอะ​เซท​ ัล​ดี​ไฮด์จ​ ะ​ถูกร​ ีดิวซ​์
โดย NADH กลายเ​ป็นเ​อ​ทา​นอล (ethanol) โดยอ​ าศัยเ​อนไซม์​อัลกอฮอล์​ดี​ไฮโ​ดรจ​ ีเ​นส (alcohol dehydro-
genase) ซึ่ง​ต้องการ NADH เป็นโ​คเ​อนไซม์ ดัง​นั้น NADH ซึ่ง​เกิด​ขึ้น​จาก​การ​ออกซ​ ิไ​ดซ์​กลูโคส​จึง​ถูก​นำ�ม​ า​
ใช้ใ​น​ปฏิกิริยาก​ าร​สร้างอ​ ัลกอฮอล์ ซึ่งเ​ป็นว​ ิธีก​ าร​เดียวกัน​กับ​ที่ย​ ีสต์เ​ปลี่ยน​นํ้าตาล​ที่​หมัก​ให้​เป็นอ​ ัลกอฮอล์

       ดัง​นั้น ในป​ ฏิกิริยา​การ​หายใจ​ระดับเ​ซลล์​แบบไ​ม่​ใช้​ออกซิเจน (ภาพ​ที่ 2.24) NADH ที่ส​ ร้างข​ ึ้น​ถูก​ใช​้
หมด​ไป คงเ​หลือ​แต่ ATP เท่านั้น​พลังงาน​ส่วน​ใหญ่​แฝงอ​ ยู่​ในร​ ูปอ​ ัลกอฮอล์ การห​ ายใจ​ระดับ​เซลล์​แบบ​นี้จ​ ึง​
ถือว่า​เป็นการ​นำ�​เอา​พลังงาน​จาก​กลูโคส​มา​ใช้​อย่าง​ไม่มี​ประสิทธิภาพ แต่​กระบวนการ​ดัง​กล่าว​นี้​ก็​ยัง​เป็น​สิ่ง​
จำ�เป็น​ใน​สิ่ง​มี​ชีวิต​หลาย​ชนิด เช่น แบคทีเรีย​หรือ​ยีสต์​ที่​เกิด​ขึ้น​ใน​สภาพ​ที่​ไม่มี​ออกซิเจน และ​กิจกรรม​ของ​
เอนไซม์​อัลกอฮอล์ด​ ีไ​ฮ​โดร​จี​เนสท​ ี่จ​ ะเ​กิด​ขึ้นม​ าก​ใน​เมล็ดข​ ้าวแ​ ช่​นํ้า
   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86