สรุปเนื้อหา สารชีวโมเลกุล คืออะไร
สารชีวโมเลกุล (Biomolecules) คือ สารที่พบได้ในสิ่งมีชีวิตทั่วไป โดยมีธาตุคาร์บอนด์ ไฮโดรเจน และออกซิเจนเป็นองค์ประกอบหลัก เช่น ไขมันและน้ำมัน กรดไขมัน โปรตีน เอนไซม์ และคาร์โบไฮเดรต
1. คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) เป็นสารชีวโมเลกุลที่มีรากศัพท์มาจากคำว่าคาร์บอน(carbon) และคำว่า ไฮเดรต(hydrate) อิ่มตัวไปด้วยน้ำ ซึ่งรวมกันก็หมายถึงคาร์บอนที่อิมตัวไปด้วยน้ำ เนื่องจากสูตรเคมีอย่างง่ายก็คือ (C•H2O)n ซึ่ง n≥3 หน่วยที่เล็กทีสุดของคาร์โบไฮเดรตก็คือน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวหรือโมโนแซคคาร์ไรด์ คาร์โบไฮเดรตแบ่งออกเป็น 3อย่างคือ
- monosaccharide (น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ) ได้แก่ glucose , fructose , galactose
- disaccharides (น้ำตาลโมเลกุลคู่) ได้แก่ maltose , lactose , sucrose
- polysaccharides (โพลีแซคคาไรด์ ) ได้แก่ stuch , glycogen , cellulose
2. ไขมันและน้ำมันหรือไลปิด (Lipid) เป็นสารที่มีสมบัติใกล้เคียงกัน คือ เป็นสารที่มีองค์ประกอบหลักเป็นธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ไม่ละลายน้ำ เมื่ออยู่ในน้ำจะแยกออกจากน้ำเป็นชั้น แต่สามารถละลายได้ดีในสารที่เป็นน้ำมัน หรือในตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด เช่น แอลกอฮอล์ เป็นต้น แต่ทั้งนี้ก็มีความแตกต่างระหว่างไขมันและน้ำมันเช่นกัน คือ ไขมันจะมีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ส่วนน้ำมันจะมีสถานะเป็นของเหลวนั่นเอง
ไขมันและน้ำมันหรือไลปิด เป็นสารชีวโมเลกุลที่เป็นมัน ไม่ละลายน้ำ แต่ละลายในตัวทำละลาย เช่น คลอโรฟอร์ม เอทานอล เมทานอล และคีโตน เป็นต้น ไขมันที่อยู่ในอาหารส่วนใหญ่อยู่ในรูปไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ที่ประกอบด้วยกลีเซอรอล (glycerol) และกรดไขมัน (fatty acid) โดยกลีเซอรอลทำหน้าที่เป็นแกนให้กรดไขมัน 3 ตัว มาเกาะ
3. กรดไขมัน เป็นกรดที่เกิดในธรรมชาติจากการไฮโครลิซิสตรกลีเซอไรค์ (ซึ่งเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเดชัน) กรคไขมันที่พบโดยทั่วไปจะมีจำนวนของคาร์บอนเป็นเลขคู่ ที่พบมากคือ 16 หรือ 18 อะตอม กรคไขมันแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ
- กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acids) เป็นกรดไขมันที่ในหมู่ไฮโดรคาร์บอนมีพันธะระหว่างอะตอมคาร์บอนทั้งหมดเป็น พันธะเดี่ยว โมเลกุลจึงไม่สามารถรับไฮโดรเจนเพิ่มได้อีก กรดไขมันชนิดนี้มีอะตอมคาร์บอนตั้งแต่ 4-24 อะตอม พบได้มากในไขมันสัตว์ และน้ำมันมะพร้าว กรดไขมันอิ่มตัวเหล่านี้ ได้แก่ กรดสเตียริก กรดปาล์มมิติก กรดลอริก เป็นต้น
- กรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acids) เป็นกรดไขมันที่ในหมู่ไฮโดรคาร์บอนมีพันธะระหว่างอะตอมคาร์บอนบางพันธะเป็นพันธะ คู่ ซึ่งอาจมีพันธะคู่เพียงแห่งเดียวหรือหลายแห่งก็ได้ และผลจากการที่มีพันธะคู่ ทำให้โมเลกุลของกรดไขมันไม่อิ่มตัวมีจำนวนอะตอมไฮโดรเจนน้อยกว่ากรดไขมัน อิ่มตัว ตัวอย่างของกรดไขมันไม่อิ่มตัว ได้แก่ กรดไลโนเลอิก กรดโอเลอิก เป็นต้น กรดไขมันอิ่มตัวมีสมบัติแข็งตัวยาก มีจุดหลอมเหลวต่ำ เมื่อตั้งทิ้งไว้ให้สัมผัสกับอากาศเป็นเวลานานจะเกิดกลิ่นเหม็นหืนได้
4. โปรตีน เป็นสารอินทรีย์ที่โครงสร้างซับซ้อนและมีมวลโมเลกุลมาก โปรตีนมีหน่วยย่อยคือกรดอะมิโนเรียงต่อกันด้วยพันธะเปปไทด์โปรตีนมีหน้าที่สำคัญต่อโครงสร้างและกิจกรรมภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดรวมทั้งไวรัสด้วยโปรตีนในอาหารนั้นเป็นแหล่งของกรดอะมิโนให้แก่สิ่งมีชีวิต แต่ไม่สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนเหล่านั้นได้เอง ซึ่งโปรตีนนั้นมีหน้าที่ที่สำคัญ ดังต่อไปนี้
- โปรตีนหลายชนิดทำหน้าที่เป็นเอนไซม์หรือหน่วยย่อยของเอนไซม์
- ทำหน้าที่ทางด้านโครงสร้าง เช่นระบบเส้นใยของเซลล์(cytoskeleton)ผมเส้นไหม
- ควบคุมการเคลื่อนไหว เช่นแอกตินไมโอซิน
- เป็นภูมิคุ้มกันคอยปกป้องร่างกายจากสิ่งแวดล้อม เช่นแอนติบอดี
- ขนส่งสารภายในระบบร่างกาย เช่นฮีโมโกลบิน
- เป็นแหล่งสำรองพลังงานยามขาดแคลน เช่นโปรตีนในเมล็ดข้าวและน้ำนม
- เป็นฮอร์โมน
- ให้ความหวานในพืช
- ป้องกันการแข็งตัวของเลือดในปลาที่อยู่ในแถบขั้วโลก
- ช่วยสร้างเซลล์เนื้อเยื่อ
โดยกรคอะมิโนที่จำเป็นต่อร่างภาย (essential amino acids) มีทั้งหมด 8 ชนิด ได้แก่ เมไทโอนีน ทรีโอนีน ไลซีน เวลีน ลิวชื่น ไอโซลิวชื่น เฟนิลอะลานีน ทริปโตเฟน อีสติดีนและอาร์จีนีน
ตัวอย่างข้อสอบ สารชีวโมเลกุล
1. คาร์โบไฮเดรตชนิดใดที่ร่างกายสามารถนำไปใช้ได้โดยตรง
ก. น้ำตาลมอลโทส
ข. น้ำตาลซูโครส
ค. น้ำตาลกลูโคส
ง. ไกลโคเจน
2. ธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสารประเภทคาร์โบไฮเดรตคือข้อใด
ก. ธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน
ข. ธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน
ค. ธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน และออกซิเจน
ง. ธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน
3. สารชนิดใดต่อไปนี้จัดเป็นสารประเภทโปรตีน
ก. ไกลโคเจน
ข. ไตรกลีเซอไรด์
ค. กรดอะมิโน
ง. กรดนิวคลีอิก
4. หน่วยที่เล็กที่สุดของโปรตีนคืออะไร
ก. กรดไขมัน
ข. กรดอะมิโน
ค. โมโนแซ็คคาไรด์
ง.ไดแซ็คคาไรด์
5. ข้อใดไม่ใช่ monosaccharide
ก. Glucose
ข. Fructose
ค. Galactose
ง. Lactose
