คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 1 -

ค าชแจง

คมอการใชสอการสอนวชาชววทยา จดท าขนเพอเปนแนวทางส าหรบครในการใชประกอบการสอนวชาชววทยา คมอนไดระบจดประสงค ผลการเรยนรทคาดหวง เนอหาในสอและแนวทางการจดการเรยนร เพอใหครเขาใจเนอหาของเรองทสอน สามารถใชสอประกอบการสอนไดอยางมประสทธภาพ สามารถเตรยมตวและเตรยมแผนการสอนใหเหมาะสมกบนกเรยนในชน คมอนยงมสวนของภาคผนวกทประกอบดวยค าอธบายศพท และแหลงเรยนรเพมเตม จงหวงเปนอยางยงวาคมอนจะชวยใหครสามารถสอนวชาชววทยาไดอยางมประสทธภาพและเปดโลกทศนในการเรยนรมากขน

ผชวยศาสตราจารย ดร. พงชย หาญยทธนากร ผจดท าคมอ อาจารย ดร. จฑาพนธ พณสวสด ผตรวจคมอ

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 2 -

สารบญ

หนา

จดประสงค 4 ผลการเรยนรทคาดหวง 4 สาระ 5 แนวทางในการจดการเรยนร 13 ภาคผนวก

ก. ค าอธบายศพท ข. แหลงเรยนรเพมเตม

18

รายชอสอการสอนวชาชววทยาจ านวนทงหมด 92 ตอน 20

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 3 -

เรอง โปรตน

โปรตน เปนตอนหนงของสอประกอบการสอน เรอง เคมทเปนพนฐานของสงมชวต ซงมสอทไดจดท าทงหมด 13 ตอน คอ 1. น า : solvent of life 2. สารอนนทรยในสงมชวต 3. functional groups 4. ปฏกรยา polymerization และ hydrolysis

5. monosaccharides 6. disaccharide และ polysaccharide 7. อะมโน 8. โปรตน 9. กรดไขมน (fatty acid) 10. triacylgerol และ phospholipid 11. กรดนวคลอค 12. การเปลยนแปลงของพลงงานในการเกดปฏกรยาเคมในเซลล

13. เอนไซม

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 4 -

จดประสงค

เพอใหผเรยนสามารถอธบายโครงสรางพนฐานของโปรตน ทเกดขนจากกรดอะมโนและพนธะเพปไทด พรอมทงอธบายสมบตบางประการของโปรตน และหนาทของโปรตนในสงมชวต

ผลการเรยนรทคาดหวง

เมอผเรยนไดดสอประกอบการสอนตอนนแลวสามารถ 1. อธบายโครงสรางพนฐานทางเคมของกรดอะมโน 2. อธบายการเกดพนธะเพปไทดระหวางกรดอะมโน 3. อธบายความส าคญของกรดอะมโนทมตอรปรางของโปรตน 4. ยกตวอยางสมบตบางประการของโปรตน 5. ยกตวอยางหนาทของโปรตนในสงมชวต

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 5 -

สาระ

กรดอะมโน : องคประกอบของโปรตน รางกายของสงมชวตประกอบขนจากกลมของสารอนทรยหลกเพยง 4 ชนด นนกคอ โปรตน คารโบไฮเดรต ลพด และกรดนวคลอก โดยมโปรตนเปนสารทมสดสวนมากทสด โปรตนเปนสารอนทรยประเภทพอลเมอร ซงประกอบดวยสารเคมหนวยยอยลกษณะคลายกนเรยกวา กรดอะมโน มาตอเปนสายยาว

โครงสรางพนฐานของกรดอะมโนทพบทวไป ประกอบดวย อะตอมของคารบอนตรงกลาง ทตอเขากบอะตอมหรอหมเคม โดยใชพนธะโควาเลนท 4 พนธะ โดยพนธะโควาเลนทอนหนงตออยกบหมคารบอกซล ขณะทพนธะโควาเลนทอกอนหนงตอกบหมอะมโน และพนธะโควาเลนทถดไปจะตอกบอะตอมของไฮโดรเจน สวนพนธะโควาเลนทสดทาย จะตอเขากบหมเคมทเปลยนแปลงไปตามชนดของกรดอะมโน เรยกวา ไซดเชน (side chain) หรอ อารกรป (R-group) (ดงภาพท 1)

ภาพท 1 โครงสรางพนฐานของกรดอะมโน สวนสแดง คอ ไซดเชน หรอ อารกรป

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 6 -

กรดอะมโนทพบทวไปในธรรมชาตนน มอย 20 ชนด แตละชนดม อารกรปทแตกตางกนไป กลมแรก เปนกรดอะมโนทมอารกรปเปนหมเคมแบบไมมขวไดแก ไกลซน อะลานน วาลน

ลวซน ไอโซวลวซน เมไธโอนน ฟนลอะลานน ทรปโทฟาน และ โพรลน กลมทสอง เปนกรดอะมโนทมอารกรปเปนหมเคมแบบมขว ไดแก ซรน ทรโอนน ซสตอน

ไทโรซน แอสปาราจน และ กลตามน กลมทสาม เปนกรดอะมโนซงมอารกรป ทสามารถแตกตวไดในสงมชวต โดยอารกรปท

แตกตวใหประจลบ ไดแก แอสปาตกแอซด และ กลตามกแอซด สวนกรดอะมโนซงอาร กรปแตกตวใหประจบวก ไดแก ไลซน อารจนน และ ฮสตดน

การเขยนชอของกรดอะมโน เราสามารถเขยนได 3 วธ วธแรก คอเขยนชอเตม อยางเชน ไกลซน (Glycine) วธทสอง ใชตวอกษรภาษาองกฤษสามตวแรกของชอกรดอะมโน โดยเขยนตวอกษรตวแรกดวยอกษรตวใหญ อยางเชน จ-แอล-วาย หมายถง กรดอะมโนไกลซน (Glycine Gly) และวธทสาม จะใชตวอกษรเพยงตวเดยวแทนชอกรดอะมโน โดยใชอกษรตวใหญ อยางเชน อกษร จ แทนไกลซน (Glycine Gly G) โมเลกลของสารอนทรยทเราเรยกวา โปรตนประกอบกนขนจากกรดอะมโนเหลาน

การเชอมตอของกรดอะมโน

กรดอะมโน 2 โมเลกล สามารถท าปฏกรยากน ท าใหเกดการเชอมกรดอะมโน 2 โมเลกลเขาดวยกน การเชอมตอจะเกดขนจากปฏกรยาระหวางหมคารบอกซลของกรดอะมโนตวหนง กบหมอะมโนของกรดอะมโนอกตวหนง จนท าใหเกดเปนพนธะโควาเลนท ทเชอมระหวางกรดอะมโนทง 2 โมเลกล ทเรยกวา พนธะเพปไทด ซงโมเลกลทเกดจากกรดอะมโน 2 โมเลกลมาเชอมตอ จะมปลายทง 2 ดานไมเหมอนกน เราเรยกปลายดานทมหมอะมโนวา ปลายอะมโน หรอ ปลายเอน สวนปลายทมหมคารบอกซลนน เรยกวา ปลายคารบอกซล หรอ ปลายซ และเรยกสายทเกดขนนวา เพปไทด (ดงภาพท 2)

ภาพท 2 สายเพปไทดทเกดจากกรดอะมโน 2 โมเลกลตอกนดวยพนธะเพปไทด (ขดสแดง) ท าใหเกดปลายอะมโน หรอปลายเอน และปลายคารบอกซล หรอ ปลายซ

ปลายเอน ปลายซ

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 7 -

ในสงมชวต สายเพปไทดอาจจะยาวขนได หากมกรดอะมโนตวถดไปใชหมอะมโนท าปฏกรยากบหมคารบอกซลทปลายซของสายเพปไทด เมอกรดอะมโนมาเชอมตอกนจนเปนสายยาวมาก เราจะเรยกสายของกรดอะมโนทตอกนเปนสายยาวนวา (ดงภาพท 3) สายพอลเพปไทด พอลเพปไทดแตละชนดจะมล าดบ และจ านวนของกรดอะมโนทแตกตางกน เพราะพอลเพปไทดบางชนดประกอบขนจากกรดอะมโนเพยงไมกรอยโมเลกล ในขณะทบางชนด อาจประกอบขนจากกรดอะมโนนบพนโมเลกล (ดงภาพท 4)

ภาพท 3 พอลเพปไทดอาจประกอบขนจากกรดอะมโนหลายรอยหรอหลายพนโมเลกล

ภาพท 4 พอลเพปไทดแตละชนดมทงล าดบและจ านวนกรดอะมโนไมเหมอนกน จากรปแสดงพอลเพปไทด 4 ชนดทแตกตางกนทงความยาวและจ านวนของกรดอะมโน

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 8 -

พอลเพปไทดเพยงสายเดยว อาจท าหนาทเปนโปรตนได ในขณะทโปรตนบางชนดอาจจะตองประกอบขนจากพอลเพปไทดหลายสาย จงจะสามารถท างานได แตโปรตนในสงมชวตไมไดอยในรปเสนยาวๆจากการตอกนของกรดอะมโนเพราะการท างานของโปรตน ยงตองอาศยรปทรงของโมเลกลทเกดจากการมวนพบของสายพอลเพปไทดดวย

รปทรงของโปรตน

โปรตนแตละชนดมโครงสราง 3 มตทจ าเพาะ ซงมความส าคญตอการท างานในสงมชวต เรามาลองดวารปทรงของโปรตนเกดขนไดอยางไร

หากพจารณาจากสายเพปไทดในรปดานลางจะเหนวา อารกรปของกรดอะมโนในสายเพปไทด ไมเกยวของกบการเชอมตอสายเพปไทด อารกรปเหลานจงเรยงตวไปตลอดความยาวของสาย เพปไทด (ดงภาพท 5) ดงนน อารกรปทอยบนสายเพปไทดเดยวกน จงอาจท าปฏกรยากนเอง จนเกดแรงยดเหนยวดงสายเพปไทดบางสวนไวใกลกน ท าใหเกดการมวนตวหรอพบตวของสายเพปไทด (ดงภาพท 6)

ภาพท 5 อารกรปของกรดอะมโนในสายพอลเพปไทดไมเกยวของกบการเกดพนธะเพปไทด จงเรยงตวไปตลอดความยาวของสายพอลเพปไทด

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 9 -

ภาพท 6 อารกรปของสายพอลเพปไทดอาจท าปฏกรยากน ท าใหดงสายพอลเพปไทดบางสวน เขาหากน ท าใหเกดเปนรปทรงของโปรตน สายพอลเพปไทดทมกรดอะมโนตอกนเปนจ านวนมาก ยงมโอกาสในการเกดปฏกรยาของ

อารกรปไดมากขน สายพอลเพปไทดจงมกเกดการมวนพบจนรปทรงมลกษณะเปนกลมกอน ซงจากรปตวอยาง เปนการแสดงภาพกรดอะมโนทชอ ซสตอน บางตว ทเกดพนธะโควาเลนทเชอมตดกน จนท าใหรปทรงของโปรตนมลกษณะเปนกลมกอน (ดงภาพท 7)

แตเนองจากล าดบของกรดอะมโนบนสายพอลเพปไทดแตละชวงนนแตกตางกน สายพอลเพปไทดแตละชวงจงเกดการมวนพบไมเหมอนกน ซงจากรปตวอยางดานลาง สายพอลเพปไทดบางชวงอาจมวนเกลยวคลายบนไดเวยน หรอบางชวงอาจสรางพนธะไปตามความยาวของสายพอลเพปไทดกบชวงอนทเรยงตวขนานกน ดงนน พอลเพปไทดสายหนงจงอาจมโครงสรางแตละชวงแตกตางกน

ภาพท 7 บางสวนของสายพอลเพปไทดโมเลกลเดยวกน อาจเกดเปนรปรางคลายบนไดเวยน (helix)

หรอ เรยงตวขนานกน และอาจมโครงสรางลกษณะนเกดขนไดหลายต าแหนงในโมเลกลเดยวกน

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 10 -

นอกจากน โปรตนบางชนดอาจประกอบดวยพอลเพปไทดมากกวาหนงสาย โครงสราง 3 มตของโปรตนจงเกดขนจากการรวมกนของพอลเพปไทดเหลานน เชน โปรตนคอลลาเจนทประกอบไปดวยพอลเพปไทด 3 สาย และ โปรตนฮโมโกลบนทประกอบไปดวยพอลเพปไทด 4 สาย (ดงภาพท 8)

ดงนน โครงสราง 3 มตของโปรตน จงขนอยกบความยาวและชนดของกรดอะมโนทเปนองคประกอบของพอลเพปไทด ปฏกรยาระหวางอารกรปของกรดอะมโนและจ านวนสายพอลเพปไทด โครงสราง 3 มตอยางหยาบของโปรตนหลายชนดในรปดานลาง แสดงใหเหนวา โปรตนมโครงสราง 3 มตทหลากหลาย และโครงสราง 3 มตเหลานเองทท าใหโปรตนสามารถท างานได แตถาหากโครงสราง 3 มตของโปรตนเปลยนไป กจะมผลใหโปรตนท างานไดไมดหรออาจท างานไมไดเลย

ภาพท 8 โมเลกลของโปรตนอาจมรปรางไดหลายหลากแบบขนอยกบ ความยาวและชนดของ กรดอะมโนทเปนองคประกอบของพอลเพปไทด ปฏกรยาระหวางอารกรปของกรดอะมโน

และจ านวนสายพอลเพปไทด

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 11 -

หนาทของโปรตนในสงมชวต

โปรตนมบทบาทส าคญตอการด ารงชวตของสงมชวต เนองจากสงมชวตตองอาศยโปรตนจ านวนมากในการท างานของระบบตางๆในรางกาย เชน โปรตนแอคตน ท าหนาทเปนโครงสรางส าคญในกลามเนอ โปรตนฮโมโกลบน ท าหนาทในการน าออกซเจนในระบบไหลเวยนของสตว (ดงภาพท 9)

นอกจากน ยงมโปรตนอกเปนจ านวนมาก ทท าหนาทเปนตวเรงปฏกรยาเคม หรอ เอนไซม ในสงมชวต ทงปฏกรยาการสลายสารอาหารเพอสรางพลงงาน และปฏกรยาการสงเคราะหสารตางๆ ซงหากปฏกรยาใดปฏกรยาหนงเกดความผดปกต กอาจท าใหสงมชวตถงแกความตายได

ภาพท 9 โปรตนบางชนดท าหนาทในการเรงปฏกรยาเคมในสงมชวต เชน เอนไซม (สมวง) เรงปฏกรยาการสลายสาร A-B ใหแตกออกเปนสาร A และ B

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 12 -

การเสยสภาพของโปรตน

โครงสราง 3 มตของโปรตนอาจถกท าลายได ดวยความรอน หรอสารเคมบางชนด ซงอาจมผลใหการท างานของโปรตนชาลงหรอท างานไมไดเลย เราเรยกการเปลยนแปลงของโครงสรางสามมตนวา การเสยสภาพของโปรตน (denaturation)

โปรตนบางชนดเมอเสยสภาพแลวจะไมสามารถกลบคนสโครงสราง 3 มตเดมไดอกเลย ขณะทโปรตนบางชนดสามารถกลบคนสสภาพเดมทงยงสามารถท าหนาทไดเหมอนเดม เราเรยกการเปลยนแปลงโครงสรางของโปรตนแบบนวา การกลบสสภาพเดม (renaturation) (ดงภาพท 10)

ภาพท 10 โปรตนบางชนดอาจเกดการเสยสภาพ (denaturation) ท าใหรปทรงของโปรตน เสยไป แตกรดอะมโนยงตอกนอยเปนสายพอลเพปไทด และเกดการกลบสสภาพเดม(renaturation) ได

จากทกลาวมา จะเหนวาโปรตนเปนสารอนทรยทมคณสมบตเฉพาะตว และมบทบาทตอการ

ด ารงชวตของสงมชวต ทงในเรองโครงสราง และโมเลกลทท างานภายในรางกายของสงมชวต อยางไรกตาม ยงมโปรตนอกเปนจ านวนมากทยงไมถกศกษา หรอ คนพบ ดงนนการศกษาเกยวกบโปรตนตางๆจงอาจใหความรทสามารถน าไปใชประโยชนไดอกมากมายในอนาคต

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 13 -

แนวทางในการจดการเรยนร

สอประกอบการสอนเรอง “โปรตน” เปนสอทเนนใหเหนโครงสรางและรปรางของโปรตนทเกดขนจากหนวยยอย คอ กรดอะมโน มาตอกนเขาดวยโดยอาศยพนธะเพปไทดเปนพนธะเชอมระหวางกรด อะมโนเหลานน

การใชวดโอสอตอนนอาจท าไดหลายวธ เชน 1. ท าการสอนวชาชววทยาหวขอ “โปรตน” ตามเนอหารายวชาทก าหนด หลงจากนนจงเปดวดโอตอนนใหชม แลว - สมนกเรยนใหอธบายค าศพทหรอหวขอในวดโอตามหวขอทผสอนก าหนด - แบงกลมอภปรายแลวสงตวแทนมาน าเสนอหนาชนเรยนตามหวขอทผสอนก าหนด 2. ท าการสอนวชาชววทยาหวขอ “โปรตน” เมอท าการสอนตามเนอหารายวชาทก าหนดแลว แบงกลมมอบหมายใหดวดโอนอกเวลา -อภปรายในชนเรยนเปนกลมตามหวขอทผสอนก าหนด -ท ารายงานตามหวขอทก าหนด -หาตวอยางของโปรตนมาแสดงใหดในชนเรยน

การแบงกลมนกเรยนสามารถท าไดหลายวธนอกเหนอไปจากการจบฉลาก ซงอาจใชเวลาในการแบงกลมพอสมควร การแบงกลมอาจท าไดโดย

-ตามแถวทนง -กลม 8-10 คนทนงตดกน -ตามรายชอ -คละใหในกลมยอยแตละกลมมนกเรยนทมระดบคะแนนแตกตางกน

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 14 -

NH2

NH2

H2N

N

N

N

หวขอทอาจใชเปนแนวทางค าถามและค าตอบในการด าเนนการอภปราย 1. จากโครงสรางทางเคมของกรดอะมโน สารเคมทมหมอะมโนจดวาเปนกรดอะมโนหรอไม ตอบ สารเคมทมหมอะมโนอนๆทมโครงสรางหลกแตกตางไปจากกรดอะมโนไมจดวาเปนกรดอะมโน เชน เมลามน (melamine) ซงเปนสารเคมทมหมอะมโนอยในโมเลกล ไมจดวาเปนกรดอะมโนเพราะมโครงสรางตางจากกรดอะมโนโดยสนเชง (ภาพท 1) แตเนองจากเมลามนมหมอะมโนอยในโมเลกลหลายหม และมราคาถก จงถกน าไปใชปนในอาหาร เพอแสดงใหเหนวา อาหารมปรมาณไนโตรเจนสง (โดยปกตการวเคราะหปรมาณโปรตนในอาหารมกตรวจดจากปรมาณไนโตรเจน) ซงหากรบประทานเมลามนเปนจ านวนมากหรอเปนเวลานาน อาจกอใหเกดความผดปกตตอรางกายได อยางไรกตามกรดอะมโนบางตวโดยเฉพาะกรดอะมโนทอยในสายเพปไทดอาจเกดปฏกรยาเคมท าใหมหมเคมบางชนดเพมขน แตยงมโครงสรางหลกเหมอนเดม

ภาพท 1 แสดงโครงสรางทางเคมของเมลามน

2. ในโปรตนสายหนงจะตอง -มกรดอะมโนทง 20 ชนด อยในสายของโปรตนหรอไม -สดสวนของกรดอะมโนแตละชนดจะเปนอยางไร เทากนหรอไม

ตอบ โปรตนสายหนงไมจ าเปนตองมกรดอะมโนทง 20 ชนดเปนองคประกอบ และสดสวนของกรดอะมโนในสายของโปรตนสายหนงไมจ าเปนตองเทากน ในโปรตนสายหนงกรดอะมโนบางตวอาจมจ านวนมากกวากรดอะมโนตวอนๆ

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 15 -

3. ในสงมชวตชนดเดยวกน โปรตนชนดเดยวกน มจ านวนและล าดบของกรดอะมโนเหมอนกนหรอไม ตอบ โดยทวไปแลว ในสงมชวตชนดเดยวกน โปรตนชนดเดยวกนจะมจ านวนและล าดบของ กรดอะมโนเหมอนกน 4. ในสงมชวตตางชนดกน (เชน แบคทเรย และ มนษย) โปรตนทท าหนาทเดยวกน มจ านวนและล าดบของกรดอะมโนเหมอนกนหรอไม ตอบ ในสงมชวตตางชนดกน โปรตนทท าหนาทเดยวกน มกจะมจ านวนและล าดบของกรดอะมโนแตกตางกน นกวทยาศาสตรเชอวา สงมชวตทมบรรพบรษใกลเคยงกน จะมจ านวนและล าดบของ กรดอะมโนใกลเคยงกนมากกวาสงมชวตทมบรรพบรษหางกน ทงนเปนผลเนองมาจากววฒนาการของสงมชวต 5. พนธะเพปไทดสามารถถกท าลายไดหรอไม ตอบ พนธะเพปไทดสามารถถกท าลายไดเชนเดยวกบพนธะโควาเลนทอนๆ เนองจากพนธะเพปไทดเกดจากการท าปฏกรยาระหวางหมอะมโน และ หมคารบอกซล โดยมการปลดปลอยโมเลกลของน าออกมาหลงปฏกรยา ดงนนการท าลายพนธะเพปไทดจะเกดขนไดดวยปฏกรยายอนกลบ หรอ การเตมโมเลกลของน าเขาไปในปฏกรยาการสลายพนธะเพปไทด ในสงมชวตการยอยสลายโมเลกลของโปรตนใหกลายเปนกรดอะมโนจะอาศยปฏกรยาการสลายพนธะเพปไทดดวยการเตมโมเลกลของน า หรอ ปฏกรยาไฮโดรไลซส (hydrolysis reaction) และมกลมของเอนไซมโปรตเอส (protease) เปนตวเรงปฏกรยา การตมหรอการตนเปนวธการอยางหนงในการเรงปฏกรยาการท าปฏกรยาระหวางโปรตนและน าดวยความรอนท าใหสายของโปรตนขาดออก 6. ล าดบของกรดอะมโนในสายโปรตนเปนตวก าหนดรปรางของโปรตนไดอยางไร ตอบ รปรางของโปรตนเกดจากปฏกรยาระหวาง อารกรป ของกรดอะมโนในโปรตนสายเดยวกน หรอ คนละสาย เกดเปนพนธะหรอแรงทท าใหบางสวนของสายโปรตนยดไวดวยกน พนธะหรอแรงทมสวนเกยวของกบการมวนพบของสายโปรตน เชน พนธะโควาเลนทระหวางกรดอะมโนซสตอน พนธะไอออนก ปฏสมพนธไฮโดรโฟบก ( hydrophobic interaction) และพนธะไฮโดรเจน ดงนนหากโปรตนมล าดบกรดอะมโนเปลยนไปเพยงตวเดยวหากมผลท าใหโครงสรางของโปรตนเปลยนไปดวย เนองจากไมมอารกรปมาสรางพนธะใหสายโปรตนมายดตดกนได

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 16 -

ก ข ค

7. เราสามารถแสดงรปรางของโปรตนดวยรปแบบอนๆนอกเหนอจากรปแบบทแสดงในสอหรอไม

ตอบ รปรางของโปรตนทแสดงในสอตอนนใชรปแบบ cartoon ในการแสดงสายของโปรตน เพอใหงายตอการแสดงใหเหนสวนทเรยงตวเปนเกลยวหรอบนไดเวยน (helix) และสวนทเรยงตวขนานกน (pleated sheet) แตรปรางของโปรตนอาจแสดงในรปแบบอนๆได ( ภาพท 2) ขนอยกบวตถประสงคในการแสดงรายละเอยดทตองการ

ภาพท 2 แสดงตวอยางของรปแบบตางๆในการแสดงรปรางของโปรตน

ก. รปแบบ cartoon ใชแถบคลายรบบนแสดงสวนทเปนเกลยวหรอบนไดเวยนและสวนทเรยง

ตวขนานกน (โมเลกลนไมมสวนทเรยงตวขนานกน)

ข. รปแบบ trace ใชเสนกลมเหมอนเสนลวดแสดงแทนสายโปรตน

ค. รปแบบ ball and stick ใชรปทรงกลมแทนอะตอม และสวนทเปนพนธะแทนดวยแทงตรง

หมายเหต การเกต helix หรอ pleated sheet เกดจากพนธะไฮโดรเจน ระหวางหมคารบอกซล และหมอะมโน ของกรดอะมโน ไมเกยวของกบ อารกรป แตเอยางไรกตามการเกดโครงสราง helix และ pleated sheet มกเกดกบการเรยงตวของกรดอะมโนบางแบบเทานน หมายความวาโครงสรางทงสองแบบยงขนอยกบล าดบของกรดอะมโนในสายโปรตนเชนกน

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 17 -

8. โปรตนเสยสภาพไดอยางไร

ตอบ การเสยสภาพของโปรตนเกดขนเมอพนธะระหวางอารกรปถกท าลายในขณะทสายของโปรตนยงอยในสภาพของพอลเพปไทด พนธะระหวางอารกรป เชน พนธะไอออนก ปฏสมพนธไฮโดรโฟบก (hydrophobic interaction) พนธะไฮโดรเจน สามารถถกท าลายได โดยความรอน สารเคม (กรด-เบส ตวท าละลายอนทรย) หรอ แรงกล สวนพนธะระหวางกรดอะมโนซสตอนซงเปนพนธะโควาเลนทอาจสามารถถกท าลายไดดวยสารเคมบางชนด ตวอยางของการเสยสภาพของโปรตน เชน การตม หรอทอดไข ท าใหโปรตนในไขเสยสภาพไป หรอ การตไขเพอท าเมอแรงค ( meringue) เปนการท าใหโปรตนในไขขาวเสยสภาพโดยแรงกลเกาะกนอยอยางไมเปนระเบยบ และวธการตทท าใหอากาศถกกกอยในเนอของโปรตนทเสยสภาพแลว ท าใหเนอไขมลกษณะฟนม เมอน าไปอบจนแหงเมอแรงคทไดจงน าหนกเบาเนองจากในเนอของเมอแรงคมรพรนจ านวนมาก 9. โปรตนมบทบาทอยางไรในสงมชวต ตอบ โปรตนแตละชนดมบทบาทแตกตางกนในสงมชวต โปรตนบางชนดท าหนาทเปนโครงสราง เชน โปรตนทวบลน ( tubulin) จ านวนมากประกอบกนขนเปนไมโครทวบล ( microtubule) ซงเปนโครงสรางส าคญของไซโตสเกเลตอน (cytoskeleton) ภายในเซลลของสงมชวตชวยรกษารปรางของเซลล รวมถงมบทบาทในการขนสงออรแกเนลลภายในเซลล และ การแยกโครโมโซมในระหวางการแบงเซลล โปรตน คอลลาเจน ( collagen) เปนตวอยางของโปรตนทท าหนาทเปนโปรตนโครงสรางในเนอเยอเกยวพนหลายชนด

โปรตนบางชนดท าหนาทเปนเอนไซมในการเรงปฏกรยาเคมตางๆภายในเซลล เชน เอนไซม ไลโซไซม ( lysozyme) ซงเปนเอนไซมทพบไดในเมดเลอดขาว สามารถเรงปฏกรยาในการสลายองคประกอบในผนงเซลลของแบคทเรย เอนไซมไรโบนวคลเอส ( ribonuclease) หรอ อารเอนเอส (RNase) เปนเอนไซมทใชในการเรงปฏกรยาการยอยโมเลกลของอารเอนเอ สวนเอนไซมกลตามน ซนเธอเทส ( glutamine synthetase) ทแสดงในสอเปนเอนไซมทประกอบขนพอลเพปไทด 12 สายประกอบกนขน เปนเอนไซมทสามารถเรงปฏกรยาการสงเคราะหกรดอะมโนชนดกลตามน (glutamine) โปรตนยงสามาถท าหนาทอนๆนอกเหนอไปจากทกลาวมาแลว เชน โปรตนอนซลน ( insulin) ท าหนาทเปนฮอรโมนควบคมระดบน าตาลในเลอด โปรตนฮโมโกลบน (hemoglobin) ท าหนาทในการขนสงออกซเจน และ คารบอนไดออกไซดในระบบไหลเวยนของสงมชวต โปรตนอมมโนโกลบลน (immunoglobulin) หรอ แอนตบอด (antibody) ท าหนาทในการจบกบสงแปลกปลอมในระบบภมคมกน

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 18 -

ภาคผนวก

ก. อธบายค าศพท

Amino acid (กรดอะมโน) สารอนทรยทประกอบไปดวยอะตอมของคารบอน

ออกซเจน ไฮโดรเจนและไนโตรเจนเปนหลก ทม

การจดเรยงอะตอมของคารบอนตวกลางตออยกบ

หมคารบอกซล และหมอะมโนอยางละ 1 หม โดย

มหมไซดเชนเปนตวก าหนดชนดของกรดอะมโน

Amino terminal (ปลายอะมโน) ปลายของสายเพปไทดดานกรดอะมโนโมเลกลแรก

ทมหมอะมโนอสระ

Carboxyl terminal (ปลายคารบอกซล) ปลายของสายเพปไทดดานกรดอะมโนโมเลกล

สดทายทมหมคารบอกซลอสระ

Covalent bond (พนธะโควาเลนต) แรงยดเหนยวระหวางอะตอมสองอะตอมทเกดจาก

การใชวาเลนซอเลกตรอนรวมกน

Denaturation (การเสยสภาพของโปรตน) การท าลายการมวนพบของโปรตน ท าใหรปราง

ของโปรตนแตกตางไปจากรปรางเดม เปนผล

เนองมาจากพนธะระหวางไซดเชนถกท าลาย

Peptide (เพปไทด) สายของกรดอะมโนทยดกนดวยพนธะเพปไทด

Peptide bond (พนธะเพปไทด) พนธะโควาเลนททยดระหวางกรดอะมโน เกดจาก

การท าปฏกรยาระหวางหมคารบอกซลของกรด

อะมโนโมเลกลแรก และหมอะมโนของกรดอะมโน

โมเลกลถดไป

Renaturation (การกลบคนสสภาพเดม) การท าใหโปรตนทเสยรปรางไป กลบคนสรปราง

เดมกอนเสยสภาพไป

Side chain (ไซดเชน) หมเคมทตออยกบคารบอนตวกลางในโมเลกลของ

กรดอะมโน เปนหมเคมทใชเปนตวก าหนดชนด

ของกรดอะมโน อาจเรยกอกชอหนงวา อารกรป

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 19 -

ข. แหลงเรยนรเพมเตม

1. Lehninger, L., Nelson, D.L. and Cox, M.M. 2008. Lehninger Principles of Biochemistry. 5th edition, W.H. Freeman, New York. 2. Reece J,B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. and Jackson, R.B. (2010) Campbell Biology (96hed.). The Benjamin/Cummings Publishing company, Inc. New York.

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 20 -

รายชอสอการสอนวชาชววทยาจ านวนทงหมด 92 ตอน

ตอนท

ชอตอน อาจารยผจดท าสอ

1 ชววทยาคออะไร รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

2 ชวจรยธรรม รศ.ดร.สจนดา มาลยวจตรนนท

3 การออกแบบการทดลอง และการตรวจสอบสมมตฐาน ผศ.ดร.พงชย หาญยทธนากร

4 ตวอยางการทดลองทางชววทยา ผศ.ดร.พงชย หาญยทธนากร

5 สวนประกอบและวธการใชกลองจลทรรศนแบบใชแสง อ.ดร.จรารช กตนะ

6 การเตรยมตวอยางเพอศกษาและประมาณขนาดดวยกลองจลทรรศนแบบใชแสง

อ.ดร.จรารช กตนะ

7 ปฎกรยา polymerization และ hydrolysis อ.ดร.จฑาพนธ พณสวสด

8 โปรตน ผศ.ดร.พงชย หาญยทธนากร

9 กรดนวคลอค ผศ.ดร.พงชย หาญยทธนากร

10 การด ารงชวตของเซลล ผศ.ดร.พงชย หาญยทธนากร

11 การสอสารระหวางเซลล; บทน า ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

12 การสอสารระหวางเซลล; การสอสารระยะใกลในพชและสตว

ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

13 การสอสารระยะไกลในสตว ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

14 องคประกอบของการสอสารระหวางเซลล ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

15 ทางเดนอาหารและกระบวนการยอยอาหารของสตวเคยวเออง

ผศ.ดร.พชน สงหอาษา

16 การยอยและการดดซมสารอาหารในล าไสเลก ผศ.ดร.พชน สงหอาษา

17 ภาพรวมของการสลายอาหารระดบเซลล อ.ดร.จฑาพนธ พณสวสด

18 ลกโซหายใจ อ.ดร.จฑาพนธ พณสวสด

19 oxidative phosphorylation อ.ดร.จฑาพนธ พณสวสด

20 การแลกเปลยนแกสของสตวน าและสตวบก รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

21 เรองกลไกการหายใจและศนยควบคมการหายใจในคน รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

22 ไต: หนวยไตและการผลตปสสาวะ รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 21 -

ตอนท

ชอตอน อาจารยผจดท าสอ

23 ระบบหมนเวยนเลอดแบบเปด (open circulatory system) และแบบปด (closed circulatory system)

รศ.ดร.วทยา ยศยงยวด

24 องคประกอบของเลอด หมเลอด และ การแขงตวของเลอด

รศ.ดร.วทยา ยศยงยวด

25 การปองกนตนเองของรางกาย และ ระบบภมคมกน รศ.ดร.วทยา ยศยงยวด

26 การเคลอนทของปลา รศ.วณา เมฆวชย

27 กลไกการหดตวของกลามเนอโครงราง รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

28 การท างานของเซลลประสาท อ.ดร.นพดล กตนะ

29 การถายทอดกระแสประสาทระหวางเซลลประสาท อ.ดร.นพดล กตนะ

30 เซลลรบความรสก รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

31 หและการไดยน รศ.ดร.ประคอง ตงประพฤทธกล

32 ฮอรโมนคออะไร รศ.ดร.สจนดา มาลยวจตรนนท

33 ชนดของฮอรโมนและชนดของเซลลเปาหมาย รศ.ดร.สจนดา มาลยวจตรนนท

34 การสบพนธระดบเซลล 1 วฏจกรเซลล อนเทอรเฟส และ division phase

ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

35 การสบพนธระดบเซลล 2 วฏจกรเซลล division phase mitosis

ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

36 การสบพนธระดบเซลล 3 วฏจกรเซลล; division phase; meiosis

ผศ.ดร.อรวรรณ สตยาลย

37 เซลลพช ผศ.ดร.มานต คดอย

38 เนอเยอพช ผศ.ดร.มานต คดอย

39 ปากใบและการควบคมการเปด-ปดของปากใบ อ.ดร.อญชล ใจด

40 การล าเลยงน าของพช รศ.ดร.ปรดา บญ-หลง

41 พลงงานชวต รศ.ดร.ศภจตรา ชชวาลย

42 ปฏกรยาแสง (Light reaction) รศ.ดร.ศภจตรา ชชวาลย

43 ปฏกรยาคารบอน (carbon reaction) – Calvin cycle ผศ.ดร.บญธดา โฆษตทรพย

44 กลไกการเพมความเขมขนของคารบอนไดออกไซดในพช C4

ผศ.ดร.บญธดา โฆษตทรพย

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 22 -

ตอนท

ชอตอน อาจารยผจดท าสอ

45 กลไกการเพมความเขมขนของคารบอนไดออกไซดในพช CAM

ผศ.ดร.บญธดา โฆษตทรพย

46 ปจจยจ ากดในการสงเคราะหดวยแสง รศ.ดร.ปรดา บญ-หลง

47 โครงสรางของดอก (Structure of Flower) ผศ.ดร.ตอศกด สลานนท

48 การปฏสนธในพชดอก ผศ.ดร.ชมพล คณวาส

49 การเกดและโครงสรางผล อ.ดร.สรอยนภา ญาณวฒน

50 การงอกของเมลด รศ.นนทนา องกนนทน

51 การวดการเจรญเตบโตของพช อ.ดร.อญชล ใจด

52 ออกซน ผศ.ดร.กนกวรรณ เสรภาพ

53 การใชสารควบคมการเจรญเตบโตของพชในการเกษตร ผศ.พชรา ลมปนะเวช

54 การเคลอนไหวของพช ผศ.ดร.กนกวรรณ เสรภาพ

55 ความนาจะเปนและกฎแหงการแยก ผศ. เรองวทย บรรจงรตน

56 กฎแหงการรวมกลมอยางอสระ ผศ. เรองวทย บรรจงรตน

57 มลตเปลแอลลล (Multiple alleles) อ.ดร.วราลกษณ เกษตรานนท

58 พอลยน (Polygene) อ.ดร.วราลกษณ เกษตรานนท

59 โครงสรางของดเอนเอ (DNA structure) อ.ดร.เพลนพศ โชคชยช านาญกจ

60 โครงสรางของโครโมโซม (Chromosome structure) อ.ดร.เพลนพศ โชคชยช านาญกจ

61 การถอดรหส (Transcription) อ.ดร.ธนะกาญจน มญชพาน

62 การแปลรหส (Translation) อ.ดร.ธนะกาญจน มญชพาน

63 แนะน าพนธวศวกรรม อ.ดร.ปฐมวด ญาณทศนยจต

64 ขนตอนของพนธวศวกรรม อ.ดร.ปฐมวด ญาณทศนยจต

65 สงมชวตดดแปลงพนธกรรม (Genetically modified organisms: GMOs)

อ.ดร.รชนกร ธรรมโชต

66 ชารล ดารวน คอใคร ผศ.ดร.เจษฎา เดนดวงบรพนธ

67 หลกฐานการเกดววฒนาการ ผศ.ดร.เจษฎา เดนดวงบรพนธ

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 23 -

ตอนท

ชอตอน อาจารยผจดท าสอ

68 ทฤษฎววฒนาการของดารวน ผศ.ดร.เจษฎา เดนดวงบรพนธ

69 ววฒนาการของเชอดอยา ผศ.ดร.เจษฎา เดนดวงบรพนธ

70 ววฒนาการของมนษย ผศ.ดร.เจษฎา เดนดวงบรพนธ

71 อาณาจกรมอเนอรา ผศ.ดร.รสรน พลวฒน

72 อาณาจกรโพรทสตา ผศ.ดร.รสรน พลวฒน

73 อาณาจกรฟงไจ ผศ.ดร.จตรตรา เพยภเขยว

74 ความหลากหลายของสตวไมมกระดกสนหลง ผศ.ดร.อาจอง ประทตสนทรสาร

75 ความหลากหลายของสตวมกระดกสนหลง รศ.วณา เมฆวชย

76 กลไกของพฤตกรรม รศ.ดร.อษณย ยศยงยวด

77 พฤตกรรมการเรยนร รศ.ดร.อษณย ยศยงยวด

78 การสอสารระหวางสตว รศ.ดร.อษณย ยศยงยวด

79 แนวคดเกยวกบระบบนเวศ ผศ.ดร.อาจอง ประทตสนทรสาร

80 ไบโอมบนบก ผศ.ดร.อาจอง ประทตสนทรสาร

81 การส ารวจระบบนเวศบนบก ผศ.ดร.อาจอง ประทตสนทรสาร

82 ความสมพนธระหวางสงมชวตกบปจจยทางกายภาพ ผศ.ดร.วเชฎฐ คนซอ

83 ความสมพนธระหวางสงมชวตชนดตางๆ ในระบบนเวศ ผศ.ดร.วเชฎฐ คนซอ

84 โซอาหารและใยอาหาร ผศ.ดร.วเชฎฐ คนซอ

85 วฏจกรสาร ผศ.ดร.วเชฎฐ คนซอ

86 ความหมายของค าวาประชากร(population) และประวตการศกษาประชากร

รศ.ดร.ก าธร ธรคปต

87 วธการหาคาความหนาแนนของประชากรโดยวธการสมตวอยางแบบวางแปลง (quadrat sampling method)

อ.ดร.ธงชย งามประเสรฐวงศ

88 การเพมขนาดประชากร (population growth) อ.ดร.ธงชย งามประเสรฐวงศ

89 โครงสรางอาย (age structure) ของประชากร อ.ดร.ธงชย งามประเสรฐวงศ

คมอสอการสอนวชา......ชววทยา.... โดยความรวมมอระหวาง ส านกงานคณะกรรมการการศกษาขนพนฐาน และ คณะวทยาศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

- 24 -

ตอนท

ชอตอน อาจารยผจดท าสอ

90 ประเภทของทรพยากร อ.ดร.พงษชย ด ารงโรจนวฒนา

91 ปญหาทมตอทรพยากรธรรมชาตและสงแวดลอม อ.ดร.พงษชย ด ารงโรจนวฒนา

92 หลกการอนรกษทรพยากรธรรมชาต อ.ดร.พงษชย ด ารงโรจนวฒนา