เรื่องที่ 1 การย่อยอาหารของจุลินทรีย์บางชนิด จุดประสงค์การเรียนรู้ 1.
สืบค้นข้อมูล ทดลอง
อภิปรายและสรุปกระบวนการย่อยอาหารของจุลินทรีย์บางชนิด สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีโครงสร้างและกระบวนการในการย่อยอาหารเหมือนหรือต่างกันอย่างไร การย่อยอาหารของจุลินทรีย์บางชนิด อาหาร (Food) คือ
สิ่งที่นำเข้าสู่ร่างกายแล้วก่อให้เกิดประโยชน์ต่อร่างกายดังนี้ ให้พลังงาน
อาจอยู่ในรูปของพลังงานความร้อน หรือพลังงานในรูปของสารเคมีต่างๆ ช่วยในการเจริญเติบโตตลอดจนเสริมสร้างและซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอของร่างกาย
พร้อมทั้งการควบคุมระบบความสมดุลและการเปลี่ยนแปลงต่างๆในร่างกาย
โดยช่วยปรับให้ร่างกายเข้าสู่สภาวะปกติที่เหมาะสม จุลินทรีย์
หมายถึงสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ ที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า
1. การย่อยอาหารของราและแบคทีเรีย 1.1
รา
เนื่องจากรามีผนังเซลล์
จึงไม่สามารถนำสารโมเลกุลใหญ่เข้าสู่เซลล์ได้ การย่อยอาหารจึงเป็นการย่อยภายนอกเซลล์
(Extracellular digestion)
โดยส่งน้ำย่อยหรือเอนไซม์ออกมาย่อยสารโมเลกุลใหญ่ให้เป็นสารโมเลกุลเล็กก่อน
แล้วจึงดูดซึมสาร โมเลกุลเล็กเข้าสู่เซลล์
การย่อยสารโมเลกุลใหญ่โดยราและแบคทีเรีย จะขึ้นอยู่กับเอนไซม์อย่างเฉพาะเจาะจง
เช่น
ยีสต์เจริญได้ดีในอาหารพวกน้ำตาลเพราะยีสต์มีเอนไซม์อินเวอร์เทส ในการย่อยสลายน้ำตาล
ภาพที่ 1.1 ภาพเชื้อราบนขนมปังแสดงโครงสร้างของรา
ที่มา :
http://www.rogers.k12.ar.us/users/ehutches/tigerbreadmold1.jpg ภาพที่ 1.2 ภาพแสดงเชื้อราที่เพิ่มจำนวนมากขึ้นบนขนมปัง
ที่มา :
www.dkimages.com/discover/previews/758/330848.JPG 1.2
แบคทีเรีย
แบคทีเรียมีการย่อยอาหารโดยส่งน้ำย่อยออกมาย่อยสารโมเลกุลใหญ่ให้เป็นสารโมเลกุลเล็กก่อนแล้วจึงดูดซึมสารโมเลกุลเล็กเข้าสู่เซลล์
จัดว่าเป็นการย่อยภายนอกเซลล์ (Extracellular digestion)
แบคทีเรียบางชนิดสามารถย่อยสารอินทรีย์ที่มีโครงสร้างสลับซับซ้อนได้
แต่บางชนิดอาจจะย่อยได้เฉพาะสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก
ภาพที่ 1.3 ภาพแสดงรูปร่างของแบคทีเรียชนิดต่างๆ
ภาพที่ 1.4 แสดงโครงสร้างของแบคทีเรีย
ที่มา :
www.norcalblogs.com 2. การย่อยอาหารของโพรโทซัว โพรโทซัวเป็นโพรตีสต์เซลล์เดียวสร้างอาหารเองไม่ได้ ไม่มีผนังเซลล์ แต่สามารถเคลื่อนที่ได้ ไม่มีระบบทางเดินอาหาร และระบบย่อยอาหารโดยเฉพาะ อาศัยส่วนต่างๆ
ของเซลล์ช่วยในการนำอาหารเข้าสู่เซลล์ อาหารที่เข้าไปภายในเซลล์จะอยู่ใน ฟูดแวคิวโอล (Food vacuole) ภายในไซโทพลาสซึมจากนั้น ไลโซโซมภายในเซลล์จะย่อยอาหารซึ่งเป็นการย่อยภายในเซลล์ (Intracellular
digestion) กากอาหารจะถูกกำจัดออกโดยการแพร่ เช่น อะมีบา พารามีเซียม
และยูกลีนา
2.1 อะมีบา อะมีบาเป็นโพรโทซัวที่เคลื่อนที่ด้วยเท้าเทียม อาหารของอะมีบาประกอบ
ด้วยเศษสารอินทรีย์ เซลล์แบคทีเรีย
สาหร่ายและ สิ่งมีชีวิตเล็กๆ อะมีบานำอาหารจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์โดยวิธี ฟาโกไซโทซีส โดยยื่น ซูโดโพเดียม (Pseudopodium)
ออกไปโอบล้อมอาหารทำให้อาหารตกเข้าไปอยู่ภายในเซลล์แล้วทำให้มีลักษณะเป็นถุง เรียกว่าฟูดแวคิวโอลต่อจากนั้นไซโทพลาสซึมของอะมีบาจะสร้างน้ำย่อย ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรดเกลือ (HCl) ออกมาย่อยอาหารภายในฟูดแวคิวโอล การเคลื่อนไหวของไซโทพลาสซึมจะทำให้สารอาหารต่างๆ
ถูกลำเลียงไปทั่ว ๆ เซลล์
ส่วนกากอาหารที่เหลือขนาดเล็กจะถูกขับออกทางเยื่อหุ้มเซลล์โดยการแพร่ ภาพที่ 1.5 แสดงอาหารเข้าสู่เซลล์ของอะมีบาโดยEndocytosis การย่อยอาหาร(Digestion)
และอาหารออกจากเซลล์ของอะมีบาโดยExocytosis
ภาพที่ 1.6 ภาพแสดงอะมีบายื่นซูโดโพเดียม (Pseudopodium) ออกไปโอบล้อมอาหาร
ทำให้อาหารตกเข้าไปอยู่ภายในเซลล์แล้วทำให้มีลักษณะเป็นถุงเรียกว่าฟูดแวคิวโอล
ภาพเคลื่อนที่ 1.1 ภาพอะมีบายื่นไซโทพลาสซึมออกไปส่วนที่ยื่นเรียกว่าซูโดโพเดียม
ภาพเคลื่อนที่
1.2
อาหารขนาดใหญ่เข้าสู่เซลล์โดยฟาโกไซโทซีสออร์แกเนลล์ไลโซโซม
ปล่อยน้ำย่อยออกมาย่อยอาหาร
ที่มา : http://student.ccbcmd.edu/-gkiser/biotutorials/eustruct/phagocyt.html 2.2
พารามีเซียม
พารามีเซียมเป็นโพรโทซัวที่เคลื่อนที่ด้วยขนเซลล์(Cilia) อาหารของพารามีเซียมก็คล้ายกับของอะมีบา พารามีเซียมจะรับอาหารจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์ทางร่องปาก
(Oral groove)
โดยซีเลียที่อยู่บริเวณ ร่องปากช่วยโบกพัดอาหารเข้าไปจนถึงปาก (Mouth)
ที่อยู่ปลายสุดของช่องนี้
อาหารนั้นจะถูกนำเข้าเซลล์อยู่ในฟูดแวคิวโอล ขณะที่ฟูดแวคิวโอลเคลื่อนที่ไปจะมีการย่อยอาหารเกิดขึ้นโดยเอนไซม์จากไลโซโซม ทำให้ฟูดแวคิวโอลมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ
สารอาหารที่ได้จากการย่อยก็จะกระจาย และแพร่ไปได้ทั่วทุกส่วนของเซลล์
ส่วนที่เหลือจากการย่อยก็จะถูกขับออกจากเซลล์ในรูปของกากอาหารต่อไป
ภาพที่ 1.7 ภาพซ้ายแสดงการเคลื่อนที่ของฟูดแวคิวโอลในพารามีเซียม
ภาพขวาแสดงร่องปาก ซิเลีย
ฟูดแวคิวโอล
ที่มา :
รูปซ้าย www.biologycorner.com รูปขวา
www.cartage.org.lb
ภาพเคลื่อนที่
1.3 การเคลื่อนไหวของซิเลีย
ที่มา :
www.people.eku.edu./ritehisong/301notcsi
อะมีบาและพารามีเซียมมีวิธีการกินอาหารที่แตกต่างกันคืออะมีบาจะนำอาหารเข้าสู่เซลล์โดยวิธีการฟาโกไซโทซีส และพิโนไซโทซีส
เพราะไม่มีอวัยวะที่ทำหน้าที่เป็นทางนำอาหารเข้าสู่เซลล์โดยเฉพาะ แต่ของพารามีเซียมมีขนเซลล์ที่บริเวณร่องปากและร่องปากทำหน้าที่เป็นทางเข้า
ออกของอาหารที่มีลักษณะเฉพาะเจาะจงกว่า 2.3 ยูกลีนา ยูกลีนาได้อาหารโดยวิธีการสังเคราะห์ด้วยแสง
เนื่องจากมีโครมาโทฟอร์(Chromatophore)ซึ่งเป็นรงควัตถุ จึงสังเคราะห์แสงได้
นอกจากนี้ยังดำรงชีพด้วยการย่อยสารอาหารที่อยู่รอบๆตัวแล้วส่งเข้าร่องปาก
ตัวยูกลีนาจะรับอาหารจากสิ่งแวดล้อมที่มีอินทรีย์สารละลายอยู่ในปริมาณสูง ได้ 2 วิธี คือ
2.3.1
การดูดเอาอินทรีย์สารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่ภายในเซลล์โดยตรง
2.3 2 ใช้ช่องบริเวณรอบ ๆ โคนแฟลกเจลลัม (Gullet
) ซึ่งที่ปลายบนสุด
ของช่องนี้จะมีปาก (Mouth)
เปิดอยู่ อาหารที่ลอยอยู่ในน้ำจะผ่านเข้าสู่ช่องนี้ แล้วเข้าสู่ภายในเซลล์
ภาพที่ 1.8 ภาพบนซ้ายแสดงภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์
ภาพขวาแสดงโครงสร้างของยูกลีนา
ที่มา :
www.cartage.org.lb
|
|
............................................................................ |