เซลล์ของสิ่งมีชีวิต

ประเภทของเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

1. โปรคาริโอติค เซลล์ (prokaryotic cell) เป็นเซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสห่อหุ้มสารพันธุกรรม (genetic material) ได้แก่ เซลล์ของแบคทีเรีย ริคเก็ตเซีย และสาหร่าย สีน้ำเงินแกมเขียว

 รูปที่ 1โครงสร้างและองค์ประกอบของเซลล์โปรคาริโอต

2. ยูคาริโอติค เซลล์ (eukaryotic cell) เซลล์ที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสห่อหุ้มสารพันธุกรรมได้แก่ เซลล์ของ ยีสต์ รา
 โปรโตซัว เซลล์สัตว์ต่าง ๆ และเซลล์พืช

  รูปที่ 2 โครงสร้างและองค์ประกอบของเซลล์สัตว์

เซลล์และการแบ่งเซลล์

 โครงสร้างและองค์ประกอบของเซลล์ (Cell Structure and Organelles)

1) ผนังเซลล์ (cell wall) เป็นโครงสร้างที่แข็งแกร่ง ห่อหุ้มเซลล์ ป้องกันไม่ให้ของเหลวต่าง ๆ ภายในเซลล์ได้รับอันตราย พบในเซลล์พืช และแบคทีเรีย องค์ประกอบทางเคมีเป็น เซลลูโลส (cellulose) เป็นส่วนมาก และมีสารโปรตีน และลิกนิน (lignin) บ้าง เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์แต่จะมี extracellular matrix (ECM) แทน ECM ประกอบไปด้วย สารพวก glycoproteinsเช่น collagen , proteoglycan complex และ fibronectin รวมทั้งคาร์โบไฮเดรทสายสั้นๆ ฝังอยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์แต่ละชนิดจะมี ECM ที่มีโครงสร้างและองค์ประกอบแตกต่างกันไปตามหน้าที่ของเซลล์นั้นๆ ECM ทำหน้าที่ในการ support , adhesion , movement และ regulation 

 รูปที่ 4 โครงสร้างผนังเซลล์ของพืช

2) เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) ลักษณะเป็นเยื่อบาง ๆ ห่อหุ้มทุกสิ่งทุกอย่างภายในเซลล์ ทำหน้าที่ป้องกันการรั่วไหลของสารประกอบต่าง ๆ ภายในเซลล์ คัดเลือกสารอาหารและสารอื่นที่จะเข้าหรือออกจากเซลล์ (semipermeable membrane) องค์ประกอบทางเคมี คือโปรตีน และไขมัน ปัจจุบันนี้เชื่อกันว่ามีโครงสร้างเป็นแบบ Fluid Mosaic Membrane

 รูปที่5 โครงสร้างแบบ Fluid Mosaic ของเยื่อหุ้มเซลล์

3) ไซโตพลาสซึม (cytoplasm) มีลักษณะเป็นของเหลวส่วนใหญ่จะเป็นโปรตีน กรดนิวคลีอิก สารอนินทรีย์และสารอินทรีย์เล็กๆหน้าที่มีหลายอย่างเช่น การสังเคราะห์หรือสลายตัวของสารประกอบต่างๆที่ได้มาจากอาหารเป็นแหล่งที่มีปฏิกริยาทางเคมีเกิดขึ้นอยู่เป็นจำนวนมาก

4) เอ็นโดพลาสมิคเรติคูลัมชนิดเรียบ (smooth endoplasmic reticulum : SER) เป็นเยื่อร่างแหที่มีลักษณะเรียบ เชื่อมโยงระหว่างนิวเคลียสกับเซลล์เมมเบรน ประกอบไปด้วยไขมันและโปรตีน ทำหน้าที่ในการขนส่งสารต่าง ๆ ผ่านเซลล์ และเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ สเตรอยด์ (steroid) บางชนิด

 รูปที่ 6 เอ็นโพลาสมิคเรติคูลัมชนิดเรียบ

5) เอ็นโดพลาสมิคเรติคูลัมชนิดขรุขระ (rough endoplasmic reticulum : RER) เป็นเยื่อร่างแหที่มีลักษณะขรุขระเพราะมีไรโบโซมมาจับอยู่ที่เมมเบรนทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของ endomembrane system และโปรตีนที่ส่งออกไปนอกเซลล์ทำหน้าที่คล้ายกันกับเอ็นโดพลาสมิคเรติคูลัมชนิดเรียบ พบในเซลล์สัตว์เท่านั้น 

 รูปที่ 7 อ็นโพลาสมิคเรติคูลัมชนิดขรุขระ

6) กอลจิ บอดี้ (golgi body) เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยถุง( vacuole) หุ้มด้วยเยื่อบาง ๆ หลาย ๆ ถุงเรียงกันภายในถุงจะมีสารที่เซลล์จะขนส่งออกนอกเซลล์ ทำหน้าที่ในขบวนการขนถ่าย ( secretion ) เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไลโซโซมและ
เซลเพลทของพืช 

 รูปที่ 8 กอลไจ บอดี

7) ไลโซโซม (lysosome) พบเฉพาะในเซลล์สัตว์ และพืชชั้นต่ำบางชนิดมีลักษณะเป็นถุงขนาดเล็ก มีเยื่อหุ้มภายในถุงประกอบไปด้วย hydrolytic enzymes ที่สามารถย่อยแป้ง ไขมัน โปรตีน และกรดนิวคลีอิค ทำหน้าที่ย่อยสารอาหาร และย่อยองค์ประกอบภายในเซลล์ (autophagic)ทำลายสิ่งแปลกปลอม เช่น แบคทีเรีย หรือเชื้อโรคจากภายนอกเซลล์

 รูปที่ 9 การเกิด และหน้าที่ของไลโซโซม

8) นิวเคลียส ( nucleus) เป็นโครงสร้างที่มีความสำคัญที่สุดของเซลล์เป็นที่อยู่ของสารพันธุกรรมส่วนใหญ่ มีลักษณะเป็นรูปกลมหรือรูปไข่ เซลล์ทั่วไปจะมีหนึ่งนิวเคลียส แต่สัตว์ชั้นต่ำบางชนิด จะมีสองนิวเคลียสเซลล์เม็ดเลือดแดงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเมื่อเจริญเต็มที่จะไม่มีนิวเคลียส ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางควบคุมกิจกรรมต่างๆภายในเซลล์

 รูปที่ 10 นิวเคลียส ( nucleus)

ส่วนประกอบของนิวเคลียสมีดังนี้คือ 
1. เยื่อหุ้มนิวเคลียส( nuclear membrane)
- มีลักษณะเหมือนกับเซลล์เมมเบรน
- ประกอบไปด้วยโปรตีนและไขมัน บางครั้งจะมีไรโบโซมมาเกาะอยู่
- จะมีรู (pores) มากมาย ซึ่งเป็นทางผ่านเข้าออกของสารต่าง ๆ 

2. โครมาติน (chromatin) - เป็นส่วนของนิวเคลียสที่ติดสีย้อม
- ส่วนที่ติดสีย้อมเข้มเรียกว่า เฮทเทอโรโครมาติน ( heterochromatin )
- ส่วนที่ติดสีจาง ๆ เรียกว่ายูโครมาติน (euchromatin) ซึ่งเป็นที่อยู่ของยีนหรือดีเอ็นเอ
- โครมาตินจะหดสั้นเข้าและหนาในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัวซึ่งเรียกว่าโครโมโซม
- สิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดก็จะมีจำนวนโครโมโซม แตกต่างกันไป

3. นิวคลีโอลัส (nucleolus ) - มีรูปร่างกลม ๆ จำนวนไม่แน่นอนเกาะติดกับโครโมโซม
- เป็นส่วนที่ติดสีย้อมชัดเจน
- องค์ประกอบทางเคมี คือโปรตีน, RNA และเอ็นไซม์อีกหลายตัว
- ทำหน้าที่ของเกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์

9) ไรโบโซม (ribosome) เป็นองค์ประกอบของเซลล์ที่มีขนาดเล็ก ไม่มีเยื่อหุ้ม พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดทั้งในคลอโรพลาสท์และ ไมโตคอนเดรีย มีขนาดประมาณ 10-20 มิลลิไมครอนประกอบไปด้วยสารโปรตีนรวมกับ r RNA (ribosomal RNA) ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนขนาดที่พบในเซลล์ของยูคาริโอทคือชนิด 80 Sขนาดที่พบในแบคทีเรีย,

ไมโตคอนเดรียและคลอโรพลาสท์คือชนิด70 S

 รูปที่ 11 ไรโบโซม (ribosome)

10) เซนตริโอล (centriole) รูปทรงกระบอกเล็กๆประกอบด้วยไมโครทูบูล (microtubule) เรียงตัวกันเป็นวงกลม ทำหน้าที่สร้างเส้นใย สบินเดิล(spindle fiber)ไปเกาะที่เซนโตเมียร์ (centromere) ของโครโมโซมในระยะเมตาเฟสของการแบ่งเซลล์ ทำหน้าที่ช่วยในการเคลื่อนไหวของเซลล์โดยการบังคับ การหดและคลายตัวของไมโครทูบูลของแฟลเจลลัม และซิเลีย

 รูปที่ 12 เซนตริโอล

11) ไมโตคอนเดรีย (mitochondria ) พบเฉพาะในเซลล์ยูคาริโอท ประกอบไปด้วยโปรตีน ไขมัน DNA RNA และไรโบโซมรูปร่างไม่แน่นอนอาจจะเป็นก้อน (granular) เป็นท่อนยาว ๆ(filamentous) หรือคล้ายกระบอง(club shape)ก็ได้มีเยื่อหุ้มสองชั้นภายในมีเอ็นไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการหายใจแบบใช้ออกซิเจน(aerobic respiration) หลายชนิดเป็นแหล่งผลิตพลังงานให้เซลล์ มีความสำคัญต่อการสันดาปอาหาร แบคทีเรียไม่มีไมโตคอนเดรีย แต่จะมีโปรตีนและสารอื่นละลายอยู่ในไซโตโซม

ทำหน้าที่เป็นแหล่งผลิตพลังงานให้กับเซลล์

 รูปที่ 13 ไมโตคอนเดรีย (mitochondria )

12) คลอโรพลาสท์ (chloroplast) เป็นพลาสติค (plastid) ชนิดหนึ่งที่มีสีเขียว พบเฉพาะในพืชและแบคทีเรียบางชนิดที่สังเคราะห์แสงได้ ประกอบไปด้วย คลอโรฟิล (chlorophyll) DNA RNA ไรโบโซม, โปรตีน, คาร์โบโฮเดรทและเอ็นไซม์บางชนิด รูปร่างมีหลายแบบ เช่น รูปไข่ รูปจาน หรือรูปกระบอง ทำหน้าที่สังเคราะห์แสง

 รูปที่ 14 คลอโรพลาสท์ (chloroplast)

13) แวคูโอล (vacuole) ลักษณะเป็นก้อนกลมใสๆมีเยื่อบางๆล้อมรอบมองเห็นได้ชัดเจนทำหน้าที่ได้แตกต่างกันเช่นFood vacuole Contractile vacuole Central vacuole หรือTonoplast พบในเซลล์พืชมีขนาดใหญ่ภายในจะมีน้ำประมาณ , สารอินทรีย์, สารอนินทรีย์ O2 และ CO2

รูปที่ 15 แวคูโอล

14) แคปซูล (capsule)
เป็นเกราะที่ประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรทห่อหุ้มเซลล์แบคทีเรียบางชนิดไว้อีกชั้นหนึ่งทำให้แบคทีเรียทนต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่ดีต่างๆได้เป็นอย่างดี

15) แฟลเจลลัม (flagellum)
เป็นองค์ประกอบของเซลล์แบคทีเรียบางชนิด ประกอบไปด้วยโปรตีนที่ยืดหดได้ (contractile)ทำหน้าที่ช่วยในการเคลื่อนไหวของเซลล์ 

16) โครงกระดูกของเซลล์ (The Cytoskeleton)
มีลักษณะเป็นเครือข่ายของเส้นใย( network of fiber) ภายในเซลล์ประกอบไปด้วย 
microtubules, microfilaments และintermediate filamentทำหน้าที่ค้ำจุนและทำให้เซลล์คงรูปร่างอยู่ได้ช่วยในการเคลื่อนที่ของเซลล์(Cell motility) และvesicles 

รูปที่ 16 โครงกระดูกของเซลล์

จะเห็นได้ว่าไม่มีเซลล์ของสิ่งมีชีวิตใดจะมีองค์ประกอบครบทุกชนิดเซลล์พืช และเซลล์สัตว์จะมีองค์ประกอบต่างๆมากกว่าเซลล์แบคทีเรีย ซึ่งอาจเป็นเพราะว่า สัตว์และพืชประกอบไปด้วยเซลล์หลายชนิด ซึ่งเซลล์เหล่านี้จะต้องทำหน้าที่ประสานงานกันเพื่อทำให้สัตว์ทั้งตัวหรือพืชทั้ง

การแบ่งเซลล์ (CELL DIVISION)

การเจริญเติบโต และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตจะมีความเกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์ ในการแบ่งเซลล์นั้นจะมีขบวนการ 2 ขบวนการ เกิดสลับกันไป คือ การแบ่งตัวของนิวเคลียส (KARYOKINESIS) และการแบ่งตัวของไซโทพลาซึม (CYTOPLASM) โดยปกติเมื่อสิ้นสุดการแบ่งตัวของนิวเคลียสแล้ว ก็จะเริ่มการแบ่งตัวของไซโทพลาสซึมทันทีการแบ่งตัวของนิวเคลียสมีอยู่ 2แบบคือ การแบ่งตัวแบบไมโทซิส และการแบ่งตัวแบบไมโอซิส การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitosis) การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เป็นการแบ่งเซลล์ เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ของร่างกาย ในการเจริญเติบโต ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ หรือในการแบ่งเซลล์ เพื่อการสืบพันธุ์ ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว และหลายเซลล์บางชนิด เช่น พืช 

• ไม่มีการลดจำนวนชุดโครโมโซม (2n ไป 2n หรือ n ไป n )
• เมื่อสิ้นสุดการแบ่งเซลล์จะได้ 2 เซลล์ใหม่ที่มีโครโมโซมเท่าๆ กัน และเท่ากับเซลล์ตั้งต้น
• พบที่เนื้อเยื่อเจริญปลายยอด, ปลายราก, แคมเบียม ของพืชหรือเนื้อเยื่อบุผิว,
• ไขกระดูกในสัตว์, การสร้างสเปิร์ม และไข่ของพืช
• มี 5 ระยะ คือ อินเตอร์เฟส (interphase), โพรเฟส (prophase), เมทาเฟส (metaphase), แอนาเฟส (anaphase) และเทโลเฟส (telophase)

วัฏจักรของเซลล์ (cell cycle) วัฏจักรของเซลล์ หมายถึง ช่วงระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัว ซึ่งประกอบด้วย 2 ระยะได้แก่ การเตรียมตัวให้พร้อม ที่จะแบ่งตัว และกระบวนการแบ่งเซลล์ 
1. ระยะอินเตอร์เฟส (Interphase) ระยะนี้เป็นระยะเตรียมตัว ที่จะแบ่งเซลล์ในวัฏจักรของเซลล์ แบ่งออกเป็น 3 ระยะย่อย คือ

ระยะ G1 เป็นระยะก่อนการสร้าง DNA ซึ่งเซลล์มีการเจริญเติบโตเต็มที่ ระยะนี้ จะมีการสร้างสารบางอย่าง เพื่อใช้สร้าง DNA ในระยะต่อไป

ระยะ S เป็นระยะสร้าง DNA (DNA replication) โดยเซลล์มีการเจริญเติบโต และมีการสังเคราะห์ DNA อีก 1 ตัว หรือมีการจำลองโครโมโซม อีก 1 เท่าตัว แต่โครโมโซมที่จำลองขึ้น ยังติดกับท่อนเก่า ที่ปมเซนโทรเมียร์ (centromere) หรือไคเนโตคอร์ (kinetochore) ระยะนี้ใช้เวลานานที่สุด

ระยะ G2 เป็นระยะหลังสร้าง DNA ซึ่งเซลล์มีการเจริญเติบโต และเตรียมพร้อมที่จะแบ่งโครโมโซม และไซโทพลาสซึมต่อไป

2. ระยะ M (M-phase) ระยะ M (M-phase) เป็นระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียส และแบ่งไซโทพลาสซึมซึ่งโครโมโซม จะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอน ก่อนที่จะถูกแบ่งแยกออกจากกัน ประกอบด้วย 4 ระยะย่อยคือ โพรเฟส เมทาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส

ในเซลล์บางชนิด เช่น เซลล์เนื้อเยื่อเจริญของพืช เซลล์ไขกระดูกเพื่อสร้างเม็ดเลือดแดง เซลล์บุผิว พบว่า เซลล์จะมีการแบ่งตัวอยู่เกือบตลอดเวลา จึงกล่าวได้ว่า เซลล์เหล่านี้ อยู่ในวัฏจักรของเซลล์ตลอด แต่เซลล์บางชนิด เมื่อแบ่งเซลล์แล้ว จะไม่แบ่งตัวอีกต่อไปนั่นคือ เซลล์จะไม่เข้าสู่วัฏจักรของเซลล์อีก เข้าสู่ G0 จนกระทั่งเซลล์ชราภาพ (cell aging) และตายไป (cell death) ในที่สุด แต่เซลล์บางชนิด จะพักตัวหรืออยู่ใน G0 ชั่วระยะเวลาหนึ่งถ้าจะกลับมาแบ่งตัวอีก ก็จะเข้าวัฏจักรของเซลล์ต่อไปซึ่งขั้นตอนต่างๆในการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (meiosis)   การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของสัตว์ ซึ่งเกิดในวัยเจริญพันธุ์ ของสิ่งมีชีวิต โดยพบในอัณฑะ (testes), รังไข่ (ovary), และเป็นการแบ่ง เพื่อสร้างสปอร์ (spore) ในพืช ซึ่งพบในอับละอองเรณู (pollen sac) และอับสปอร์ (sporangium) หรือโคน (cone) หรือในออวุล (ovule) มีการลดจำนวนชุดโครโมโซมจาก 2n เป็น n ซึ่งเป็นกลไกหนึ่ง ที่ช่วยให้จำนวนชุดโครโมโซมคงที่ ในแต่ละสปีชีส์ ไม่ว่าจะเป็นโครโมโซม ในรุ่นพ่อ - แม่ หรือรุ่นลูก - หลานก็ตาม

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสมี 2 ขั้นตอน คือ 

1. ไมโอซิส I (Meiosis - I)
ไมโอซิส I (Meiosis - I) หรือReductional divisionขั้นตอนนี้จะมีการแยก homologous chromosome

ออกจากกันมี 5 ระยะย่อย คือ  

A. Interphase- I
B. Prophase - I
C. Metaphase - I
D. Anaphase - I
E. Telophase - I

2. ไมโอซิส II (Meiosis - II)
ไมโอซิส II (Meiosis - II) หรือEquational division ขั้นตอนนี้จะมีการแยกโครมาทิด ออกจากกันมี 4 - 5 ระยะย่อย คือ 
A. Interphase - II
B. Prophase - II
C. Metaphase - II
D. Anaphase - II
E. Telophase - II

เมื่อสิ้นสุดการแบ่งจะได้ 4 เซลล์ที่มีโครโมโซมเซลล์ละ n (Haploid) ซึ่งเป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์ตั้งต้น และเซลล์ที่ได้เป็นผลลัพธ์ ไม่จำเป็นต้องมีขนาดเท่ากัน ซึ่งขั้นตอนการแบ่งเซลล์ในระยะต่างๆของการแบ่งเซลล์แบบ Meiosis

 

 แบบทดสอบ

 

คณะผู้จัดทำ

 

 นางสาวรุจิรา  แสนศรี                   เลขที่ 17

นางสาวธัญญารัตน์ บุญไชยโย      เลขที่20

 นางสาวสุจิตรา ทองโคตร             เลขที่ 28

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4/1

 

คุณครูผู้สอน

นายเวียงชัย อติรัตนวงษ์

 

โรงเรียนขามแก่นนคร ต.ศิลา อ.ในเมือง จ.ขอนแก่น

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา 25