เซลล์
เซลล์ของสิ่งมีชีวิต (Cell of organisms)
เซลล์ (Cell) หมายถึง หน่วยพื้นฐานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต มีรูปร่างลักษณะและขนาดแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิตและหน้าที่ของเซลล์เหล่านั้นเซลล์ที่มีขนาดเล็กที่สุดคือ ไมโครพลาสมา (Mycoplasma) หรือ PPLO (Pleuropneumonia - like organism) มีขนาดประมาณ 0.1 - 0.25 mเซลล์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด คือ เซลล์ไข่นกกระจอกเทศ
ประวัติการศึกษาเซลล์ (Cell)
ศตวรรษที่ 17 กาลิเลโอ ได้ประดิษฐ์แว่นขยายกำลังขยาย 2-5 เท่า ส่องดูสิ่งมีชีวิตเล็กๆ
ค.ศ.1665 Robert Hook ได้ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์เลนส์ประกอบได้สำเร็จ ซึ่งมีกำลังขยาย 270 เท่า และนำไปส่องดูไม้คอร์กที่เฉือนบางๆและพบห้องว่างมากมายที่เขาเรียกว่า Cell
ค.ศ.1839 ชวานน์และชไลเดน ได้เสนอ ทฤษฎีเซลล์
ทฤษฎีเซลล์ (Cell Theory)
เสนอโดย Schwann และ Schleiden มีใจความสำคัญว่า สิ่งมีชีวิตทั้งหลายประกอบด้วยเซลล์และผลิตภัณฑ์ของเซลล์ ในปัจจุบัน พบว่าสิ่งมีชีวิตที่ไม่ประกอบด้วยเซลล์ก็มี เช่น Virus และ Viroid เพราะเหตุว่า ไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์และโพรโทพลาซึม
ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วย
ผนังเซลล์ (Cell wall) พบในเซลล์พืช รา ยีสต์ ไม่พบในเซลล์สัตว์ สร้างความแข็งแรง ทำให้เซลล์คงรูปร่างอยู่ได้ยอมให้โมเลกุลของสารเกือบทุกชนิดผ่านเข้าออกได้อย่างอิสระ ประกอบด้วยเซลลูโลสเรียงกันเป็นมัด ๆ เรียกว่า (Microfibril) โดยมีสาร (Pectin) เป็นตัวเชื่อม
เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell membrane) พบในเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ควบคุมการผ่านเข้าออกของสารเพราะมีสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน ประกอบด้วยไขมันและโปรตีนอยู่รวมกันเป็น Fluid mosaic model กล่าวคือ โมเลกุลของฟอสโฟลิพิดเรียงกันเป็น 2 ชั้น หันด้านมีขั้วซึ่งชอบรวมตัวกับน้ำ (Hydrophilic)ออกด้านนอก และหันด้านไม่มีขั้นซึ่งไม่ชอบรวมกับน้ำ (Hydrophobic) เข้าข้างใน และมีการเคลื่อนที่ไหลไปมาได้ ส่วนโปรตีนมีลักษณะเป็นก้อน (Globular) ฝังหรือลอยอยู่ในชั้นไขมัน และอาจพบคาร์โบไฮเดรตเกาะที่ผิวโปรตีนด้วยก็ได้ ไซโทพลาซึม (Cytoplasm) เป็นของเหลวภายในเซลล์ที่อยู่รอบ ๆ นิวเคลียสประกอบด้วย คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน และแร่ธาตุต่าง ๆ ไซโทพลาซึมมี ออร์แกแนลล์ (Organelle) หลายชนิด ทำหน้าที่ต่าง ๆ กัน
1. ไรโบโซม (Ribosome)
มีลักษณะเป็นทรงกลมขนาดเล็กประมาณ 20 nm ประกอบด้วย rRNA และโปรตีน พบทั่วไปในไซโทพลาสซึม ไมโทคอนเดรีย คลอโรพลาสต์ มีหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนสำหรับใช้ภายในเซลล์และส่งออกไปใช้นอกเซลล์
2. เซนทริโอล (Centriole)
เป็นท่อกลวง ประกอบด้วยไมโครทิวบูล 9 กลุ่ม กลุ่มละ 3 ท่อ เรียงกันเป็นวงกลม เรียกว่า 9 + 0 (ตรงกลางไม่มีไมโครทิวบูล)มีหน้าที่สร้างเส้นใยสปินเดิล
3.ไมโครทิวบูล (Microtubule)
ประกอบด้วยโปรตีนพวกทิวบูลินเรียงต่อกันเป็นวงเห็นเป็นท่อมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของเซลล์
4.ไลโซโซม (Lysosome)
พบเฉพาะในเซลล์สัตว์ มีกำเนิดจากกอลจิคอมเพลกซ์ มีเอนไซม์สำหรับการย่อยสลายสารต่าง ๆ ภายในเซลล์
5. ร่างแหเอนโดพลาซึม (Endoplasmic reticulum)
เป็นเมมเบรนที่เชื่อมต่อกับเยื่อหุ้มเซลล์และเยื่อหุ้มนิวเคลียสได้ ไม่พบในเซลล์ของโพรแคริโอต แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ คือร่างแหเอนโดพลาซึมแบบผิวขรุขระ และร่างแหเอนโดพลาซึมแบบผิวเรียบ
6.กอลจิคอมเพลกซ์ (Golgi complex)
เป็นถุงแบนบางเรียบซ้อนกันเป็นตั้ง ๆ 5 - 8 ชั้น ภายในมีของเหลว ส่วนปลายทั้งสองข้างยื่นพองออกเป็นถุงเล็ก ๆ เรียกว่า เวซิเคิล (vesicle) มีบทบาทในการสร้างไลโซโซม เป็นแหล่งสะสมสารต่าง ๆ ก่อนนำไปใช้ในกิจกรรมของเซลล์
7.ไมโทรคอนเดรีย (Mitochondria)
มีหน้าที่สร้างพลังงานให้แก่เซลล์ (ส่วนใหญ่อยู่ในรูป ATP)
8.พลาสทิด (Plastid)
พบในเซลล์พืชและเซลล์สาหร่ายทั่วไป (ยกเว้น สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน) เชื่อกันว่าพลาสทิดเพิ่มจำนวนโดยการแบ่งตัวเองได้ 9. แวคิวโอล (Vacuole)มีลักษณะเป็นถุงมีเยื่อหุ้มบาง ๆ เรียกว่า โทโนพลาสต์ (Tonoplast)
ภายใต้มีของเหลวหรือสารหลายชนิดบรรจุอยู่ แบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ
ฟูดแวคิวโอล (Food vacuole)
คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล (Contractile vacuole)
แซปแวคิวโอล (Sap vacuole)
นิวเคลียส (Nucleus)
มีรูปร่างคล้ายทรงกลม โดยทั่วไปมีเพียง 1 นิวเคลียสเท่านั้น แต่ในสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำบางชนิด มี 2 นิวเคลียส เช่น พารามีเซียม สำหรับเซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อเจริญเต็มที่จะไม่มีนิวเคลียส
นิวเคลียสถือว่าเป็นศูนย์กลางควบคุมการทำงานของเซลล์ มีองค์ประกอบที่สำคัญดังนี้
เยื่อหุ้มนิวเคลียส (Nuclear membrane) เป็นยูนิตเมมเบรน 2 ชั้น ที่มีสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่านเช่นเดียวกับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มชั้นนอกมีไรโบโซมเกาะอยู่ ผิวของเยื่อหุ้มมีรูเล็ก ๆ (annulus) กระจายทั่วไปเป็นช่องติดต่อระหว่างของเหลวในนิวเคลียสกับของเหลวในไซโทพลาสซึม
นิวเคลียส (Nucleous) เห็นชัดเจนในภาวะปกติที่เซลล์ยังไม่มีการแบ่งตัวไม่มีเยื่อหุ้ม เป็นบริเวณที่สะสม RNA และสังเคราะห์ไรโบโซม 10 เปอร์เซ็นต์ และ RNA 4 เปอร์เซ็นต์
โครโมโซม (Chromosome) เป็นเส้นใยเล็ก ๆ เรียกว่า โครมาทิน (Chromatin) ซึ่งก็คือ โมเลกุลของ DNA ที่มีโปรตีนหุ้มนั่นเอง โครโมโซมประกอบด้วย 2 โครมาทิด (Chromatid) เชื่อมกันที่ เซนโทรเมียร์ (Centromere)
ประเภทของเซลล์ จำแนกตามนิวเคลียสเป็น 2 ประเภท
Prokaryotic cells เซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำ พวกแบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียว แกมน้ำเงิน และไมโครพลาสมา ลักษณะเด่นคือ เซลล์ไม่มีเยื่อหุ้ม
Ukaryotic cells ได้แก่ เห็ด รา เซลล์ของพืช และสัตว์ทั่วๆไป
ไวรัสและไวรอยด์
ไวรัสและไวรอยด์เป็นสิ่งมีชีวิตระดับอนุภาคแต่ไม่เป็นเซลล์เพราะไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์และโพรโทพลาซึม
โครงสร้างของไวรัสประกอบด้วยสารพันธุกรรม DNA หรืออาจเป็น RNA และมีโปรตีนเป็นเปลือกหุ้มรอบ
โครงสร้างของไวรอยด์ประกอบด้วยสารพันธุกรรม RNA เท่านั้น
การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ
1.การลำเลียงสารโดยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ แบ่งเป็น 2 ลักษณะ คือ
การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โดยไม่ใช้พลังงานจากเซลล์ ( passive transport ) การแพร่ ( diffusion ) ,การแพร่ธรรมดา ( simple diffusion ) ,การแพร่โดยอาศัยตัวพา ( facilitated diffusion ),ออสโมซิส ( osmosis ),อิมบิบิชั่น ( Imbibition )และการแลกเปลี่ยนอิออน ( Ion exchange )
การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ โดยใช้พลังงานจากเซลล์ ( active transport )
2 การลำเลียงสารโดยไม่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ มี 3 ลักษณะ คือ
การนำสารเข้าสู่ภายในเซลล์ ( Endocytosis ) มี 2 วิธี คือ
- Pinocytosis
- Phagocytosis
การนำสารออกนอกเซลล์ ( Exocytosis )
การนำสารผ่านเซลล์ ( Cytopempsis )
การแบ่งเซลล์ การแบ่งเซลล์จะมี 3 ขั้นตอน คือ
อินเทอร์เฟส
การแบ่งนิวเคลียส
การแบ่งไซโทพลาซึม
การแบ่งนิวเคลียสจะมี 2 แบบ คือ
การแบ่งแบบไมโทซิส
การแบ่งแบบไมโอซิส
ส่วนการแบ่งไซโทพลาซึมจะมี 2 แบบ คือ
แบบที่เยื่อหุ้มเซลล์คอดกิ่วจาก 2 ข้างเข้าใจกลางเซลล์ ซึ่งพบในเซลล์สัตว์
แบบที่มีการสร้างเซลล์เพลทมาก่อตัวบริเวณ กึ่งกลางเซลล์ขยายไป 2 ข้างของเซลล์ ซึ่งพบในเซลล์พืช
วัฏจักรของเซลล์ (Cell cycle) หมายถึง ช่วงระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัว ซึ่งประกอบด้วยการเตรียมตัวให้พร้อมที่จะแบ่งตัวและกระบวนการแบ่งเซลล์
ระยะอินเตอร์เฟส (Interphase) เป็นระยะเตรียมตัวที่จะแบ่งเซลล์
ระยะ M (M-phase) เป็นระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียส ซึ่งโครโมโซมจะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอนก่อนที่จะถูกแบ่งแยกออกจากกัน
ประกอบด้วย 4 ระยะย่อย คือ
โพรเฟส
เมทาเฟส
แอนาเฟส
เทโลเฟส
สสาร
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไปยังการนำทางไปยังการค้นหาสสาร (อังกฤษ: matter) คือสิ่งที่มีมวลและปริมาตร ทั้งที่จับต้องได้และไม่ได้ โดยมีคุณสมบัติแตกต่างกันขึ้นอยู่กับสถานะทางกายภาพและทางเคมี[1]
สถานะของสสาร[แก้]
- ของแข็ง (Solid)
คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ชิดกัน มีช่องว่างระหว่างอนุภาคน้อย อนุภาค ของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ยาก ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างคงที่เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ยาก สสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง เช่น หิน น้ำแข็ง
- ของเหลว (Liquid)
คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกันมากกว่าของแข็ง จึงอยู่กันอย่างหลวม ๆ อนุภาคของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ สสารที่มีสถานะเป็นของเหลว เช่น น้ำ ฝน เป็นต้น
- แก๊ส (Gas)
คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกัน จึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกันน้อยมาก ทำ ให้อนุภาคเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เมื่อสสารอยู่ในภาชนะใดอนุภาคของสสารจะฟุ้งกระจายเต็มภาชนะสสารที่มีสถานะเป็นก๊าซ เช่น อากาศ ก๊าซหุงต้ม เป็นต้น
- พลาสมา (Plasma)
คือ สถานะของสารที่มีอนุภาคแตกกระจาย จึงเกิดการกระจายไปมาของอนุภาค ทำให้อนุภาคเคลื่อนไหวแบบรวดเร็ว ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างที่ไม่เน่นอน สสารนี้จะสลายไปอย่างรวดเร็วในเวลาอันสั้น
การเปลี่ยนแปลงสถานะ[แก้]
การเปลี่ยนแปลงของสารจากสถานะของแข็งเป็นของเหลว เรียกว่า การหลอมเหลว อุณหภูมิขณะนั้นจะคงที่เรียกว่า จุดหลอมเหลว
การเปลี่ยนสถานนะของสารจากของเหลวกลายเป็นไอ เรียกว่า การเดือด อุณหภูมิขณะนั้นจะคงที่เรียกว่า จุดเดือด
การเปลี่ยนแปลงสถานะในแต่ละรูปแบบ มีชื่อเรียกต่างกันตามลักษณะการเปลี่ยนแปลง ดังนี้
- การระเหย
คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นก๊าซ โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้น ๆ ได้รับพลังงานหรือความร้อน เช่น น้ำ เปลี่ยนสถานะเป็น ไอน้ำ
- การระเหิด
คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นก๊าซ โดยไม่ผ่านสถานะการเป็นของเหลว เช่น น้ำแข็งแห้ง เปลี่ยนสถานะเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
- การควบแน่น
คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากก๊าซ กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อก๊าซนั้น ๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน เช่น ไอน้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ
- การแข็งตัว
คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้น ๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน เช่น น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง โดยของแข็งนั้น สามารถเปลี่ยนสถานะกลับเป็นของเหลวได้ โดยการได้รับพลังงานหรือความร้อน
- การตกผลึก
คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน เช่น น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง แต่โดยทั่วไปแล้ว ตกผลึกนั้นนิยมใช้ กับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างทางทางเคมี เสียมากกว่า เพราะโดยทั่วไปใช้กับสารประกอบหรือวัตถุ ที่ไม่สามารถหลอมเหลว หรือ ละลาย กลับเป็นของเหลวได้อีก
- การหลอมเหลว หรือการละลาย
คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อของแข็งนั้น ๆ ได้รับความร้อนหรือพลังงาน เช่น น้ำแข็ง เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ
คำจำกัดความ[แก้]
ถึงแม้ว่าสถานะเป็นที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในวิทยาศาสตร์กายภาพ แต่มันก็ไม่ง่ายที่จะให้คำจำกัดความที่ถูกต้องเที่ยงตรง ก่อนที่เราจะให้คำจำกัดความโดยทั่วไป เราลองมาดูตัวอย่างเกี่ยวกับสถานะกันก่อนสักสองตัวอย่าง ตัวอย่าง: สถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส น้ำ (H2O) ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมเกาะติดกับออกซิเจนตรงกลางหนึ่งอะตอม ที่อุณหภูมิห้อง โมเลกุลของน้ำจะอยู่ใกล้กันและมีแรงดึงดูดต่อกันอย่างอ่อน ๆ โดยไม่เกาะติดกัน ทำให้แต่ละโมเลกุลเคลื่อนไหวสัมพัทธ์กันได้เหมือนเม็ดทรายในนาฬิกาทราย พฤติกรรมของโมเลกุลน้ำที่มองไม่เห็นนี้ปรากฏออกมาให้เราเห็นเป็นคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของน้ำในสถานะของเหลวซึ่งเราคุ้นเคยกันดี เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่รวมกันอยู่เป็นโครงสร้างที่แข็งตึง รูปร่างของน้ำจึงไม่ตายตัว และปรับสภาพเลื่อนไหลไปตามภาชนะที่บรรจุ และเนื่องจากโมเลกุลของน้ำอยู่ใกล้กันมากอยู่แล้ว น้ำจึงมีความต้านทานต่อการบีบอัด สังเกตได้จากการบีบลูกโป่งที่บรรจุน้ำซึ่งทำไม่ได้ง่ายเหมือนกับการบีบลูกโป่งที่บรรจุอากาศ
สสารตามลักษณะเนื้อสาร[แก้]
สสารตามลักษณะเนื้อสาร สามารถจำแนกได้สองประเภทใหญ่ ๆ คือ[2]
1. สารวิวิธพันธ์ (Heterogeneous) เป็นสสารที่มีเนื้อผสมหรือของผสม (mixture) ที่ประกอบด้วยสาร ที่มีวัฏภาคแตกต่างกันตั้งแต่สองวฏภาคขึ้นไป โดยที่สามารถสังเกตเห็นความแตกต่างของสารแต่ละชนิดได้อย่างชัดเจน เช่น หินแกรนิต จะพบผลึกชนิดสารเอกพันธ์ สารวิวิธพันธ์ สารละลาย สารบริสุทธิ์ธาตุ สารประกอบสสาร
2. สารเอกพันธ์ (Homogeneous) เป็นสสารที่มีวัฏภาคเดียว มีสมบัติเหมือนกันตลอดในวัฎภาคนั้น เช่น น้ำตาล เกลือ น้ำทะเล ควอทซ์ กระจก อากาศ เป็นต้น สารเอกพันธ์แบ่งได้ 2 ชนิด คือ
2.1 สารละลาย (Solution) เป็นสารเอกพันธ์ที่ประกอบด้วยสารมากกว่าหนึ่งชนิดขึ้นไป ได้แก่ ตัวทำละลาย (Solvent) และ ตัวถูกละลาย (Solute) สารละลายอาจพบอยู่ทั้งสามสถานะ ตัวทำละลายจะเป็นสารที่มีปริมาณมากกว่าตัวถูกละลาย เช่นน้ำเชื่อม เป็นของเหลวประกอบด้วย น้ำตาลที่ถูกละลายในน้ำ อากาศจัดเป็นสารละลายของก๊าซชนิดต่าง ๆ ผสมกันอยู่ ทองเหลืองเป็นโลหะผสมในรูปของสารละลายที่เปนของแข็งของทองแดงกับสังกะสี
2.2 สารบริสุทธิ์ (Pure substances) เป็นสารเอกพันธ์ที่มีองค์ประกอบแน่นอน แบ่งออกได้ สองประเภท คือ ธาตุ (Elements) และสารประกอบ (Compounds)
อ้างอิง[แก้]
แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]
