เดือน: พฤศจิกายน 2015

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและกระบวนการเปลี่ยนแปลงแทนที่

n05

ประชากร (population) หมายถึง กลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่เป็นชนิดเดียวกัน อาศัยอยู่ในบริเวณ เดียวกัน ในช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งในแต่ละบริเวณจะมีจำนวนประชากรที่แตกต่างกัน

ขนาดของประชากร

ในแหล่งที่อยู่แต่ละแห่งจะมีจำนวนกลุ่มสิ่งมีชีวิต หรือจำนวนประชากรแตกต่างกันไป การศึกษาขนาด หรือลักษณะ ความหนาแน่นของประชากรในแหล่งที่อยู่หนึ่งๆ มีปัจจัยดังภาพ

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ มี 2 แบบ คือ

1. ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน ซึ่งก่อให้เกิดทั้งผลดีและผลเสีย

  • ผลดี คือ สร้างความเข้มแข็งและความปลอดภัยในกลุ่ม
  • ผลเสีย คือ แก่งแย่งอาหาร แย่งชิงการเป็นจ่าฝูง

2. ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน การอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ในแหล่งที่อยู่เดียวกัน มีความสัมพันธ์หลายรูปแบบ ได้แก่

ภาวะได้ประโยชน์ร่วมกัน ( protocoopera ) สิ่งมีชีวิตทั้ง 2 ฝ่ายต่างได้ประโยชน์ด้วยกันทั้งคู่ เช่น ผึ้งกับดอกไม้ เพลี้ยกับมดดำ นกเอี้ยงกับควาย

ภาวะพึ่งพากัน ( mutualism )  สิ่งมีชีวิตทั้ง 2 ฝ่ายได้ประโยชน์ร่วมกัน แต่ต้องอยู่ร่วมกัน
ตลอดเวลา หากแยกกันอยู่จะทำให้อีกฝ่าย ไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ เช่น  ไลเคน
โพรโทซัวลำไส้ปลวก  แบคทีเรียในปมรากพืชตระกูลถั่ว

ภาวะอิงอาศัย ( commensalism ) สิ่งมีชีวิตฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์อีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้
และไม่เสียประโยชน์ แยกกันอยู่ได้ เช่น เถาวัลย์เกาะบนต้นไม้ใหญ่   กล้วยไม้กับต้นสัก
นกทำรังบนต้นไม้  เหาฉลามกับปลาฉลาม เพรียงที่เกาะบนตัวของสัตว์

กระบวนการเปลี่ยนแปลงแทนที่

ระบบนิเวศเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา  จากกิจกรรมของมนุษย์ กระบวนการตามธรรมชาติ
การเปลี่ยนแปลงบางอย่างในธรรมชาติเกิดอย่างช้า ๆ เช่น แม่น้ำลำคลองตื้นเขิน เพราะ
ตะกอนดินถูกพัดพามาจากที่อื่น

การเปลี่ยนแปลงบางอย่างรวดเร็ว เช่น ไฟป่า  พายุ น้ำท่วม ดินถล่ม การเปลี่ยนแปลงอาจส่งผล
ต่อขนาดของประชากร องค์ประกอบทางชีวภาพเปลี่ยนไป สิ่งมีชีวิตบางชนิดเจริญรวดเร็ว
ขณะที่บางชนิดดำรงชีวิตอยู่ไม่ได้

การเปลี่ยนแปลงแทนที่ในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ มี 2 ลักษณะ

1. การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบปฐมภูมิ ( primary succession )

hyhyhyhyhy

เริ่มจากบริเวณที่ปราศจากสิ่งมีชีวิตมาก่อน เช่น การเปลี่ยนแปลงแทนที่ที่เกิดบนก้อนหินหรือ
หน้าดินที่เปิดขึ้นใหม่ สิ่งมีชีวิตพวก ไลเคน  มอส  ลิเวอร์เวิร์ต เจริญขึ้นเป็นกลุ่มแรก  สิ่งมีชีวิตพวกแรกตายทับถมเป็นชั้นดินบาง ๆ   สิ่งมีชีวิตกลุ่มที่ 2 พวก หญ้า วัชพืชเกิดขึ้นมาและตายทับถมเป็นชั้นดินที่ หนาขึ้นความอุดมสมบูรณ์ ของดินทำให้เกิดไม้ลมลุก ไม้พุ่ม และป่าไม้ในที่สุด กลายเป็นสังคมสมบูรณ์ และมีความสมดุล

การเปลี่ยนแปลงแบบนี้ใช้เวลานานมาก อย่างน้อยหลายสิบปี การเปลี่ยนแปลงแทนที่
แบบปฐมภูมิอาจเกิดจากการ เปลี่ยนสภาพแวดล้อมหนึ่งไปเป็นอีกสภาพแวดล้อมหนึ่ง เช่น
การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบปฐมภูมิในสระน้ำจน กลายเป็น พื้นดิน

2. การเปลี่ยนแปลงแทนที่แบบทุติยภูมิ  ( seccondary succession )

16

เกิดจากกลุ่มสิ่งมีชีวิตเดิมถูกทำลาย แต่ยังมีสิ่งมีชีวิตบางชนิดและสารอินทรีย์ที่สิ่งมีชีวิตต้องการ เหลืออยู่ เช่น การเปลี่ยนแปลงแทนที่ในบริเวณที่ถูก ไฟไหม้  บริเวณที่ถูกหักล้างถางพง ทำไร่เลื่อนลอย แล้วปล่อยให้รกร้าง ป่าที่ถูกตัดโค่น

สังคมสิ่งมีชีวิตนี้จะ รักษาสภาพเช่นนี้ ต่อไป ถ้าไม่มีสิ่งรบกวน กระบวนการแทนที่จะเกิดขึ้นต่อเนื่อง จนถึงขั้นสุดท้ายของกลุ่มสิ่งมีชีวิต การเปลี่ยนแปลงแบบนี้ใช้เวลาน้อยกว่าแบบปฐมภูมิ

สิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

กกกกก

              สิ่งแวดล้อม คือ ทุกสิ่งทุกอย่างที่อยู่รอบตัวมนุษย์ทั้งที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต รวมทั้งที่เป็นรูปธรรม (สามารถจับต้องและมองเห็นได้) และนามธรรม (ตัวอย่างเช่นวัฒนธรรมแบบแผน ประเพณี ความเชื่อ) มีอิทธิพลเกี่ยวโยงถึงกัน เป็นปัจจัยในการเกื้อหนุนซึ่งกันและกัน ผลกระทบจากปัจจัยหนึ่งจะมีส่วนเสริมสร้างหรือทำลายอีกส่วนหนึ่ง อย่างหลีกเลี่ยงมิได้ สิ่งแวดล้อมเป็นวงจรและวัฏจักรที่เกี่ยวข้องกันไปทั้งระบบ

สิ่งแวดล้อมแบ่งออกเป็นลักษณะกว้าง ๆ ได้ 2 ส่วนคือ

สิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ เช่น ป่าไม้ ภูเขา ดิน น้ำ อากาศ ทรัพยากร

ขขขขข

สิ่งแวดล้อมที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น ชุมชนเมือง สิ่งก่อสร้างโบราณสถาน ศิลปกรรม ขนบธรรมเนียม ประเพณี และวัฒนธรรม

คคคค

ระบบนิเวศ (Ecosystem)

สภาพแวดล้อมตามธรรมชาติในแต่ละท้องถิ่น มีความแตกต่างหลากหลาย เช่น บางบริเวณมีแม่น้ำ ลำธาร คลอง ชายทะเล ป่าชายเลน และที่ราบ เป็นต้น มักพบสิ่งมีชีวิตมากมายหลายชนิดอาศัย อยู่ร่วมกัน ต้องพึ่งพาอาศัยซึ่งกันและกัน เรียกว่า กลุ่มสิ่งมีชีวิต (Community)

ระบบนิเวศ (Ecosystem) หมายถึง กลุ่มสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ใน บริเวณเดียวกัน มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันอย่างเป็นระบบรวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต กับสิ่งมีชีวิต ระบบนิเวศมีความแตกต่างกันขึ้นอยู่กับลักษณะของสิ่งมีชีวิต และแหล่งที่อยู่อาศัย ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งจัดเป็นระบบนิเวศขนาดใหญ่ เรียกว่า โลกของสิ่งมีชีวิต

                  ความสัมพันธ์ทั้งสองลักษณะจะเกิดขึ้นพร้อมกัน ใน ทุก ๆ ระบบนิเวศ นั่นคือความสัมพันธ์ ที่เกี่ยวข้องกัน ทำให้ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดดำรง ชีวิตอยู่รอดได้

สิ่งมีชีวิต และ สิ่งไม่มีชีวิตในโลก เริ่มต้นมาจากสารที่เล็กที่สุด คือ อะตอม(atom) หลาย ๆ อะตอม ทำปฏิกิริยาเคมีกัน หรือมีแรง ยึด ระหว่างอะตอม กลายเป็น โมเลกุล(molecule) โมเลกุลของสาร ต่างๆ รวมกันเป็นสารชีวโมเลกุลเซลล์ หรือ ออร์แกเนลล์(organelle) ออร์แกเนลล์ต่าง ๆ ร่วมกันทำงาน และประกอบกันเป็น เซลล์(cell)

ในสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กอาจ มีเพียงเซลล์เดียว ส่วนสิ่งมีชีวิตที่มี มากกว่า เซลล์เดียวนั้น เซลล์ชนิดเดียวกันหลาย ๆ เซลล์ ทำหน้าที่ ร่วมกันเรียกว่า เนื้อเยื่อ(tissue) เช่น เนื้อเยื่อกระดูก เนื้อเยื่อหลายชนิดร่วมกันทำหน้าที่ กลายเป็น อวัยวะ(organ) เช่น กระดูก อวัยวะชนิดเดียวกัน หลายๆ อัน ร่วมกันทำหน้าที่ เรี่ยกว่า ระบบอวัยวะ เช่น ระบบโครงกระดูก หลายๆ ระบบร่วมกันทำงาน กลายเป็นสิ่งมีชีวิต(organism) เช่น แมว สุนัข วัว ควาย ไก่ เก้ง ปู

สิ่งมีชีวิต ชนิดเดียวกันอยู่ร่วมกันกลายเป็น ครอบครัว (family) หลาย ๆ ครอบครัวอยู่รวมกันในบริเวณ หนึ่ง กลายเป็น ประชากร(population) การดำรงชีวิของสิ่งมีชีวิต การดำรงชีวิตชนิดเดียวกัน จะต้อง มีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น เช่น ต้องมีอาหาร มีที่อยู่อาศัย เป็นต้น

จึงต้องเกิด กลุ่มสิ่งมีชีวิต(community) ขึ้นเมื่อรวมกลุ่มสิ่งมีชีวิต กับสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตในบริเวณนั้น เข้าด้วยกันหลายเป็น ระบบนิเวศ (ecosystem)

วัฏจักรของสาร

      วัฏจักรของสาร (Biogeochemical cycle) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของสารหนึงไปอีกสารหนึ่ง โดยการ เปลี่ยนแปลง ของสารจากสารหนึ่ง ไปยังอีกสารหนึ่ง โดยการเปลี่ยนตำแหน่งจากแหล่งหนึ่งไปยัง อีกแหล่ง หนึ่งหรือจากสิ่งมีชีวิตชนิดชนิดหนึ่งไปยังอีกชนิดหนึ่ง แต่ในที่สุดจะหมุนเวียนกลับไปยัง สภาพเดิมอีก เช่น ออกซิเจนมีอยู่ตามแหล่งต่างๆ ทั่วไป

ออกซิเจนมีการหมุนเวียนเป็นวัฏจักรโดยเริ่มจากพืชสร้างออกซิเจน โดยใช้พลังงานแสงและ คลอโรฟิลล์เช่นเดียวกับสาหร่ายและแพลงก์ตอนพืช จะได้สารอินทรีย์ซึ่งเป็นสารอาหารอาหาร จากการสังเคราะห์ด้วยแสง จากนั้นสาหร่ายและสัตว์ต่างมีการถ่ายทอดอาหารและ พลังงานในรูปของห่วงโซ่อาหาร สัตว์ และพืช เมื่อหายใจออกจะปล่อยคาร์บอนออกมาในรูปของสาร ประกอบคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสาหร่ายและแพลงก์ตอนพืช นำไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงอีกครั้ง

วัฏจักรของสารหรือการหมุนเวียนของสาร เป็นการหมุนเวียนจากสิ่งไม่มีชีวิตผ่านสิ่งมีชีวิต แล้วหมุนเวียนกลับคืนสู่ธรรมชาติดังเดิม องค์ประกอบตามธรรมชาติว่าด้วย สิ่งมีชีวิต ดำรงชีวิตโดยใช้แร่ธาตุและสารจากสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะพบแร่ธาตุต่างๆ อยู่ตามธรรมชาติ ในรูปของสารอินทรีย์ และสารอนินทรีย์ โดยมีการเปลี่ยนแปลงไปตามวัฏจักรของสารได้ดังนี้

1.  Hydrologic cycle  หมายถึง วัฏจักรของน้ำ

zxzxzxasasasa

วัฏจักรของน้ำ (water cycle) หรือชื่อในทางวิทยาศาสตร์ว่า วัฏจักรของอุทกวิทยา (hydrologic cycle) หมายถึงการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำระหว่าง ของเหลว ของแข็ง และ ก๊าซ. ในวัฏจักรของน้ำนี้ น้ำจะมีการเปลี่ยนแปลงสถานะไปกลับ จากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง อย่างต่อเนื่อง ไม่มีสิ้นสุด ภายในอาณาจักรของน้ำ (hydrosphere) เช่น การเปลี่ยนแปลงระหว่าง ชั้นบรรยากาศ น้ำพื้นผิวดิน ผิวน้ำ น้ำใต้ดิน และ พืช. กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้ สามารถแยกได้เป็น 4 ประเภทคือ การระเหยเป็นไอ (evaporation) , หยาดน้ำฟ้า (precipitation) , การซึม (infiltration) , และ การเกิดน้ำท่า (runoff).

  • การระเหยเป็นไอ (evaporation) เป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ำบนพื้นผิวไปสู่บรรยากาศ ทั้งการระเหยเป็นไอ (evaporation) โดยตรง และจากการคายน้ำของพืช (transpiration) ซึ่งเรียกว่า evapotranspiration
  • หยาดน้ำฟ้า (precipitation) เป็นการตกลงมาของน้ำในบรรยากาศสู่พื้นผิวโลก โดยละอองน้ำในบรรยากาศจะรวมตัวกันเป็นก้อนเมฆ และในที่สุดกลั่นตัวเป็นฝนตกลงสู่ผิวโลก รวมถึง หิมะ และ ลูกเห็บ
  • การซึม (infiltration) จากน้ำบนพื้นผิวลงสู่ดินเป็นน้ำใต้ดิน อัตราการซึมจะขึ้นอยู่กับประเภทของดิน หิน และ ปัจจัยประกอบอื่นๆ น้ำใต้ดินนั้นจะเคลื่อนตัวช้า และอาจไหลกลับขึ้นบนผิวดิน หรือ อาจถูกกักอยู่ภายใต้ชั้นหินเป็นเวลาหลายพันปี โดยปกติแล้วน้ำใต้ดินจะกลับเป็นน้ำที่ผิวดินบนพื้นที่ที่อยู่ระดับต่ำกว่า ยกเว้นในกรณีของบ่อน้ำบาดาล
  • น้ำท่า (runoff) หรือ น้ำไหลผ่านเป็นการไหลของน้ำบนผิวดินไปสู่มหาสมุทร น้ำไหลลงสู่แม่น้ำและไหลไปสู่มหาสมุทรซึ่งอาจจะถูกกักชั่วคราวตาม บึง หรือ ทะเลสาบ ก่อนไหลลงสู่มหาสมุทร น้ำบางส่วนกลับกลายเป็นไอก่อนจะไหลกลับลงสู่มหาสมุทร

2.  Gaseouscycle หมายถึง วัฏจักรการเคลื่อนย้ายวัตถุที่แหล่งสำรองในบรรยากาศและทะเล

เช่น วัฏจักรคาร์บอน วัฏจักรออกซิเจน และวัฏจักไนโตรเจน

วัฏจักรคาร์บอน

1224228465mnkk

     คาร์บอน (Carbon) เป็นธาตุที่มีอยู่ในสารประกอบอินทรีย์เคมีทุกชนิด ดังนั้นวัฏจักรคาร์บอนมัก ไปสัมพันธ์กับวัฏจักรอื่น ๆในระบบนิเวศ   คาร์บอน เป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของ สารอินทรีย์สารในสิ่งมีชีวิต เช่น คาร์โบไฮเดรด โปรตีน ไขมัน วิตามิน

    วัฏจักรคาร์บอน  หมายถึง การที่แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากกอากาศถูกนำเข้าสู่สิ่งมีชีวิต  หรือออกจากสิ่งมีชีวิตคืนสู่บรรยากาศ  และน้ำอีกหมุนเวียนกันไปเช่นนี้ไม่มีที่สิ้นสุดโดย     แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในบรรยากาศและน้ำถูกนำเข้าสู่สิ่งมีชีวิต ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (CO2) จะถูกเปลี่ยนเป็นอินทรียสารที่มีพลังงานสะสมอยู่

ต่อมาสารอินทรียสารที่พืชสะสมไว้บางส่วนถูกถ่ายทอดไปยังผู้บริโภคในระบบต่าง ๆ โดยการกิน CO2 ออกจากสิ่งมีชีวิตคืนสู่บรรยากาศและน้ำได้หลายทาง ได้แก่

1.การหายใจของพืชและสัตว์ เพื่อให้ได้พลังงานออกมาใช้  ทำให้คาร์บอนที่อยู่ในรูปของอินทรีย สารถูกปลดปล่อยออกมาเป็นอิสระในรูปของ CO2

2.การย่อยสลายสิ่งขับถ่ายของสัตว์ และ ซากพืชซากสัตว์ ทำให้คาร์บอนที่อยู่ในรูปของ อาหารถูกปลดปล่อยออกมาเป็นอิสระในรูปของ CO2

3.การเผ่าไหม้ของถ่านหิน น้ำมัน และคาร์บอเนต เกิดจากการทับถมของ ซากพืชซากสัตว์เป็นเวลานาน

วัฏจักรของคาร์บอนสัมพันธ์กับวัฏจักรน้ำเสมอ ความสมดุลของ CO2 ในอากาศ เกิดจากการแลกเปลี่ยนของ CO2 ในอากาศกับน้ำ ถ้าในอากาศ CO2มากเกินไป ก็จะมีการละลายอยู่ในรูปของH2CO3 (กรดคาร์บอนิก)

  วัฏจักรออกซิเจน

oooooooo

วัฏจักรน้ำและวัฏจักรออกซิเจน  มีความสัมพันธ์เกี่ยวโยงกัน เพราะต่างประกอบด้วยโมเลกุลออกซิเจนโดยทั่วไป O2ได้มาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง  แล้วจึงเปลี่ยนเป็นน้ำในขั้นตอนการหายใจที่มีการใช้ O2
วัฏจักรออกซิเจนแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอน

1. การสังเคราะห์ด้วยแสง

เป็นกระบวนการเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมี โดยใช้  H2O และ CO2 ซึ่งจะได้น้ำตาล ( CH2O)n และ O2เป็นผลิตภัณฑ์

2. การหายใจแบบใช้ออกซิเจน

เป็นกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนพลังงานที่สะสมภายใน cell เป็นพลังงานความร้อน ซึ่งใช้ O2 ในปฏิกิริยาและให้CO2 ดังนั้น ปฏิกิริยาการหายใจจึงเป็นปฏิกิริยาผันกลับของปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

วัฏจักไนโตรเจน
earth-system2009-35-728

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญของกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของโปรตีนทุกชนิดในสิ่งมีชีวิต  พืชใช้ไนโตรเจนได้ใน 2 รูป คือแอมโมเนียม (ammonium  หรือ  NH+) และไนเตรต (nitrate หรือ NO3 ) และแม้ว่าในบรรยากาศจะประกอบด้วยไนโตรเจนถึง 80% แต่อยู่ในรูปก๊าซไนโตรเจน (N2) ซึ่งพืชไม่สามารถนำมาใช้ได้ ไนโตรเจนสามารถเข้าสู่วัฏจักรไนโตรเจนของระบบนิเวศได้ 2 ทางคือ

1. ฝนชะล้างไนโตรเจนกลายเป็นแอมโมเนียมและไนเตรต ไหลลงสู่ดิน และพืชใช้เป็นธาตุอาหารเพื่อการเจริญเติบโตโดยปฏิกิริยาแอสซิมิเลชั่น (assimilation)
2. การตรึงไนโตรเจน (nitrogen fixation) ซึ่งมีเพียงแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้นที่สามารถใช้ก๊าซไนโตรเจนในบรรยากาศเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนในรูปที่พืชสามารถนำมาใช้ได้แบคทีเรียพวกนี้มีทั้งที่อยู่ในดินและที่อยู่ในสิ่งมีชีวิต เช่น ไรโซเบียมในปมรากถั่ว  และแบคทีเรียในเฟินน้ำพวกแหนแดง (Azolla) นอกจากนั้นยังมีแบคทีเรียสีเขียวแกมน้ำเงินในน้ำบางชนิด ในปัจจุบันการผลิตปุ๋ยไนโตรเจนใช้ในเกษตรกรรมก็เป็นแหล่งไนโตรเจนสำคัญที่เติมไนโตรเจนสู่ระบบนิเวศ

ไนโตรเจนเป็นธาตุอาหารสำคัญที่พืชใช้ในโครงสร้างและแมทาบอลิซึม  สัตว์กินพืชและผู้บริโภคลำดับถัดมาได้ใช้ไนโตรเจนจากพืชนี่เองเป็นแหล่งสร้างโปรตีนและสารพันธุกรรม เมื่อพืชและสัตว์ตายลง ผู้ย่อยสลายพวกราและแบคทีเรียสามารถย่อยสลายไนโตรเจนในสิ่งมีชีวิตให้กลับเป็นแอมโมเนียมซึ่งพืชสามารถนำมาใช้ได้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า แอมโมนิฟิเคชัน (ammonification)

ไนโตรเจนในสารอินทรีย์สามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นก๊าซไนโตรเจนโดยผ่าน 2 กระบวนการ คือ

1. ไนตริฟิเคชัน  (nitrification) แบคทีเรียบางชนิดใช้แอมโมเนียมในดินเป็นแหล่งพลังงานและทำให้เกิด
ไนไตรต์ (NO) ซึ่งเปลี่ยนเป็นไนเตรตซึ่งพืชใช้ได้ด้วย

         2. ดีไนตริฟิเคชัน (denitrification) ในสภาพไร้ออกซิเจน  แบคทีเรียบางชนิดสามารถสร้างออกซิเจนได้เองจากไนเตรต และได้ผลผลิตเป็นก๊าซไนโตรเจนกลับคืนสู่บรรยากาศ

             อย่างไรก็ตาม  แม้ว่าปริมาณไนโตรเจนที่หมุนเวียนในระบบนิเวศที่กล่าวถึงทั้งหมดนี้จะมีปริมาณน้อยมาก แต่วัฏจักรไนโตรเจนในธรรมชาติก็สมดุลด้วยปฏิกิริยาซึ่งเกิดโดยพืชและการย่อยสลายของแบคทีเรีย

3.  Sedimentary cycle  หมายถึง    วัฏจักรการเคลื่อนย้ายธาตุที่มีแหล่งสำรองในพื้นดินใน
รูปของแข็งสู่วัฏจักรเมื่อมีการผุกร่อน เช่น วัฏจักรฟอสฟอรัส วัฏจักรแคลเซียม วัฏจักรซัลเฟอร์

                            วัฏจักรฟอสฟอรัส

phosphorus_cycle

กระบวนการที่ฟอสฟอรัสถูกหมุนเวียนจากดินสู่ทะเลและจากทะเลสู่ดิน ซึ่งเรียกกระบวนการนี้ว่ากระบวนการการตกตะกอน ฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่มีอยู่ในธรรมชาติเพียงน้อยมาและเกิดขึ้นจากการ เปลี่ยนแปลง ของธรณีวิทยา ฟอสฟอรัสนำมาใช้หมุนเวียนระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต ในปริมาณจำกัด ฟอสฟอรัสจะหายไปในห่วงโซ่อาหาร ในลักษณะตกตะกอนของสารอินทรีย์ ไปสู่พื้นน้ำ เช่น ทะเล แหล่งน้ำต่าง

อีกส่วนหนึ่งของฟอสฟอรัสจะอยู่ในรูปของสารประกอบ ซึ่งทับถมกันเป็นกองฟอสเฟต รวมทั้งโครงกระดูก เปลือกหอย และซากปะการังใต้ทะเล และมหาสมุทร โพรติสต์ในทะเล ที่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ สามารถนำเอาสารประกอบฟอสเฟตเหล่านี้ไปใช้ได้ ทำให้มีปริมาณแพลงก์ตอนพืชเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แพลงก์ตอนนพืชเหล่านี้ถูกกิน โดยแพลงก์ตอนสัตว์ และสัตว์อื่นๆ ต่างกินกันต่อๆ ไปตามห่วงโซ่อาหาร ๆ

ฟอสฟอรัสจะถูกถ่ายทอดไป ตามลำดับขั้นเช่นเดีายวกัน จนกระทั่งในที่สุดสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เหล่านั้นตาย หรือขับถ่ายลงน้ำ จะมีจุลินทรีย์บางพวกเปลี่ยนฟอสฟอรัส ให้เป็นสารประกอบ ฟอสเฟตอยู่ในน้ำอีกครั้ง

นอกจากนั้นนกทะเลถ่ายออกมามีมูลที่เป็นสารประกอบฟอสฟอรัสปริมาณสูง มูลเหล่านั้นเมื่อลงทะเล จะเป็นอาหารของปลา และสัตว์อื่นๆ ได้เช่นกัน

                       วัฏจักรแคลเซียม

Calcium_regulation

วัฏจักรแคลเซียมเป็นการหมุนเวียนของแคลเซียมในสิ่งแวดล้อม แคลเซียมเป็นธาตุที่มีความสำคัญต่อการทำงานของเอนไซม์หลายชนิดและเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของผนังเซลล์ของแบคทีเรีย การตกตะกอนและการละลายในรูป CaCO3 และ Ca[HCO3]2 มีความสำคัญอย่างมากในสิ่งแวดล้อม การตกตะกอนของ CO32- เกี่ยวข้องกับการสร้างโครงสร้างภายนอกของจุลินทรีย์และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ส่วนสัตว์มีกระดูกสันหลังจะสะสม CO32- ในกระดูกและฟัน

                             วัฏจักรซัลเฟอร์

fffff

วัฏจักรซัลเฟอร์ หรือ วัฏจักรกำมะถัน (Sulphur Cycle) หมายถึง การเคลื่อนย้าย และการเปลี่ยนรูปของสารประกอบซัลเฟอร์จากระบบหนึ่งไปสู่ระบบหนึ่ง ทั้งจากในหิน ดิน น้ำ พืช สัตว์ และอากาศ หมุนเวียนเป็นวัฏจักร

1. ซัลเฟอร์ในหิน และดิน                                                                                                                                                             ซัลเฟอร์ในหิน และดิน ถือเป็นแหล่งซัลเฟอร์ที่มีขนาดใหญ่ และเป็นแหล่งกำเนิดของวัฏจักรซัลเฟอร์ที่เปลี่ยนรูปไปสู่อีกระบบหนึ่ง

2. ซัลเฟอร์ในน้ำ และน้ำทะเล
ซัลเฟอร์ในน้ำ สามารถพบทั้งในแหล่งน้ำจืืด น้ำเสีย และน้ำทะเล

3. ซัลเฟอร์ในพืช และสัตว์
ซัลเฟอร์ จัดเป็นธาตุอาหารหลัก 1 ใน 9 ธาตุ โดยพบเป็นองค์ประกอบในเซลล์พืช และร่างกายสัตว์ และมนุษย์จะอยู่ในรูปของสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญ ได้แก่ โปรตีนหรือกรดอะมิโนชนิดต่างๆ และเคราติน

4. ซัลเฟอร์ในอากาศ
ซัลเฟอร์ในรูปของก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) จะเกิดจากกระบวนการย่อยสลายอินทรีย์วัตถุในสภาวะไร้อากาศ นอกจากนั้น ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ยังสามารถถูกปลดปล่อยสู่บรรยากาศได้จากแหล่งอื่น เช่น การระเบิดของภูเขาไฟ การทำเหมือง การขุดเจาะน้ำมัน

องค์ประกอบที่่มีความสัมพันธ์ในระบบนิเวศ

องค์ประกอบของระบบนิเวศ

Simple_ecosystem_diagram_gallery_supersize_landscape

รูปที่ 1.1 ความสัมพันธ์ในระบบนิวศ

     ระบบนิเวศบนโลกถึงแม้จะมีความหลากหลาย แต่ก็มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน คือ ประกอบไปด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน คือ

1. ส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต (abiotic component ) ประกอบด้วย
อนินทรียสาร ได้แก่ ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน น้ำ และคาร์บอน
 อินทรียสาร ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน ฯลฯ
 สภาพแวดล้อมทางกายภาพ ได้แก่ อุณหภูมิ แสง ความเป็นกรด เป็นด่าง  ความเค็มและความชื้น

2. ส่วนประกอบที่มีชีวิต  (biotic component) ได้แก่
ผู้ผลิต (producer)
ผู้บริโภค (consumer)
ผู้ย่อยสลาย (decomposer)

ผู้ผลิต (producer) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มาสังเคราะห์อาหารขึ้นได้เองด้วยแร่ธาตุและสสารที่มีอยู่ตามธรรมชาติ ได้แก่ พืชสีเขียว แพลงค์ตอนพืช และแบคทีเรียบางชนิด
 ผู้บริโภค (consumer) คือ สิ่งมีชีวิตที่กินสิ่งมีชีวิตอื่นๆเป็นอาหาร   แบ่งได้เป็น
– สิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (herbivore) เช่น วัว ควาย กระต่าย
และปลาที่กินพืชเล็กๆ ฯลฯ
– สิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์อื่นเป็นอาหาร  (carnivore) เช่น เสือ สุนัข กบ สุนัขจิ้งจอก ฯลฯ
– สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืช และสัตว์ ซึ่งเป็นลำดับการกินสูงสุด  (omnivore) เช่น มนุษย์
ผู้ย่อยสลาย  (decomposer) เป็นพวกย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตให้เป็นสารอินทรีย์ได้

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้ง 3 กลุ่มในระบบนิเวศ  จะมีการถ่ายเทพลังงานเป็นทอดจากผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค การไหลเวียน  การถ่ายทอดพลังงานเป็นทอดๆ นี้ เรียกว่า ห่วงโซ่อาหาร (food chain)

            ห่วงโซ่อาหาร (food chain)

aaaaaa

              พลังงานทั้งหลายในระบบนิเวศนี้เกิดจากแสงอาทิตย์ พลังงานแสงถูกถ่ายทอดโดยเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานศักย์  สะสมไว้ในสารอาหาร ซึ่งเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วถูกถ่ายทอดไปสู่ผู้บริโภคลำดับต่างๆ ในระบบนิเวศ ซึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนในรูปแบบที่เรียกว่า สายใยอาหาร  (food web)

                    สายใยอาหาร  (food web)

hi

              หมายถึง ห่วงโซ่อาหารหลาย ๆ ห่วงโซ่ ที่มีความคาบเกี่ยวหรือสัมพันธ์กัน   นั่นคือ ในธรรมชาติการกินต่อกันเป็นทอด ๆ ในโซ่อาหาร จะมีความซับซ้อนกันมากขึ้น คือ มีการกินกันอย่างไม่เป็นระเบียบ

 การถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหาร

               การถ่ายทอดพลังงาน  ในห่วงโซ่อาหารอาจแสดงในในลักษณะของสามเหลี่ยมปิรามิดของสิ่งมีชีวิต (ecological pyramid) แบ่งได้  3 ประเภทตามหน่วยที่ใช้วัดปริมาณของลำดับขั้นในการกิน

1. ปิรามิดจำนวนของสิ่งมีชีวิต (pyramid of number)

aaaaaaaaaaaaaa

แสดงจำนวนสิ่งมีชีวิตเป็นหน่วยตัวต่อพื้นที่  โดยทั่วไปพีระมิดจะมีฐานกว้างซึ่งหมายถึง  มีจำนวนผู้ผลิตมากที่สุด และจำนวนผู้บริโภคลำดับต่างๆ ลดลงมา

2.ปิรามิดมวลของสิ่งมีชีวิต (pyramid of mass)

yag
โดยปิรามิดนี้แสดงปริมาณของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการกินโดยใช้มวลรวมของน้ำหนักแห้ง (dry weight) ของสิ่งมีชีวิตต่อพื้นที่แทนการนับจำนวน ปิรามิดแบบนี้มีความแม่นยำมากกว่าแบบที่ 1 แต่ในความเป็นจริงจำนวนหรือมวลของสิ่งมีชีวิตมีการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา เช่น ตามฤดูกาลหรือ  ตามอัตราการเจริญเติบโต  ปัจจัยเหล่านี้ จึงเป็นตัวแปรที่สำคัญ

     3. ปิรามิดพลังงาน ( pyramid of energy)

bcvxczxz

เป็นปิรามิดแสดงปริมาณพลังงานของแต่ละลำดับชั้นของการกินซึ่งจะมีค่าลดลงตามลำดับขั้นของการโภค จากลำดับที่ 1 ไป 2 ไป 3 และ 4 ดังแสดงในรูป

 ในระบบนิเวศ  ทั้งสสารและแร่ธาตุต่างๆ จะถูกหมุนเวียนกันไปภายใต้เวลาที่เหมาะสม  และมีความสมดุล ซึ่งกันและกันวนเวียนกันเป็นวัฏจักรที่เรียกว่า  วัฏจักรของสสาร (matter cycling) ซึ่งเปรียบเสมือนกลไกสำคัญ ที่เชื่อมโยงระหว่างสสารและพลังงานจากธรรมชาติสู่สิ่งมีชีวิตแล้วถ่ายทอดพลังงานในรูปแบบของการกินต่อกันเป็นทอดๆ  ผลสุดท้ายวัฎจักรจะสลายในขั้นตอนท้ายสุดโดยผู้ย่อยสลายกลับคืนสู่ธรรมชาติ  วัฏจักรของสสารที่มีความสำคัญต่อสมดุลของระบบนิเวศ  ได้แก่ วัฎจักรของน้ำ  วัฎจักรของไนโตรเจน วัฎจักรของคาร์บอนและ วัฎจักรของฟอสฟอรัส

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ

-1-638

            สิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์ในระบบนิเวศมีบทบาทหน้าที่แตกต่างกัน และมีความสัมพันธ์กันในลักษณะต่างๆ เช่นมดกินซากแมลงที่ตาย จิ้งจกกินแมลงเป็นอาหาร วัวกินหญ้า และต้นหญ้าเจริญเติบโตได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตเมื่อพิจารณาจากลักษณะการอยู่ร่วมกันในระบบนิเวศจะพบว่ามีทั้งความสัมพันธ์แบบพึ่งพากัน การเป็นศัตรู ไม่พึ่งพา ไม่เป็นศัตรู สิ่งมีชีวิตหนึ่งได้ประโยชน์ แต่สิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งเสียประโยชน์ หรือพบว่าสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งได้ประโยชน์แต่สิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งไม่ได้และไม่เสียประโยชน์1.ผู้ผลิต(producer)

producer

หมายถึงสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารได้เองตามธรรมชาติ ได้แก่พืชสีเขียว ส่วนต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง ต้นกาบหอยแครง ต้นสาหร่ายข้าวเหนียวสามารถดักจับแมลงและย่อยแมลงได้ แต่จัดเป็นผู้ผลิตเนื่องจากสามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้

2.ผู้บริโภค (consumer)

a1a2

เป็นสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองไม่ได้ ต้องกินสิ่งมีชีวิตอื่นๆเป็นอาหารได้แก่ สัตว์ต่างๆ ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ประเภท ดังนี้

 2.1. ผู้บริโภคพืช (herbivore) เช่น ช้าง ม้า วัว ควาย

2.2. ผู้บริโภคสัตว์ (carnivore) เช่น เสือ สิงโต งู เหยี่ยว

2.3.ผู้บริโภคทั้งพืชและสัตว์(Omnivore) เช่น คน สุนัข ไก่

2.4 ผู้บริโภคซากพืชซากสัตว์ (scavenger) เช่น ใส้เดือนดิน กิ้งกือ ปลวก นกแร้ง

3.ผู้สลายสารอินทรีย์ (decomposer)

cc33

เป็นสิ่งมีชีวิตที่ทำหน้าที่ย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ให้เป็นสารอนินทรีย์ ได้แก่ เห็ด รา และ แบคทีเรียชนิดต่างๆ ซึ่งมีอยู่ทั่วไปทั้งในน้ำ อากาศและ ดิน

 รูปแสดงผู้สลายสารอินทรีย์ใรนระบบนิเวศ

กลุ่มสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและันอซึ้งจำแนกความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตได้ดังนี้
1. ภาวะการล่าเหยื่อ (predation)

rOVcrSBFri123810

เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด ฝ่ายหนึ่งเป็นผู้ล่า (predator) มีความแข็งแรง ส่วนอีกฝ่ายหนึ่งถูกผู้ล่ากินเป็นอาหารเรียกว่า “เหยื่อ(prey)” มีความสัมพันธ์แบบ +,- เช่นแมวจับหนู นกกินหนอน เหยี่ยวล่าไก่หรือกระต่ายเป็นอาหาร สิงโตล่าละมั่งเป็นอาหาร

2..ภาวะปรสิต (parasitism)

486px-MistletoeInSilverBirch

เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด โดยสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งไปอาศัยอยู่กับสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง โดยผู้อาศัย(parasite) ได้ประโยชน์ และผู้ถูกอาศัย (host) เสียประโยชน์ มีความสัมพันธ์แบบ +, – เช่น เห็บกับสุนัข ต้นกาฝากบนต้นมะม่วงหรือต้นไม้อื่นๆ

3.ภาวะพึ่งพากัน (mutualism)

5_1393413228

เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด โดยได้ประโยชน์ทั้งสองฝ่ายและเมื่อแยกออกจากกันจะไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ มีความสัมพันธ์แบบ +, + เช่น แบคทีเรียไรโซเบียมที่อาศัยอยู่ในปมรากพืชตระกูลถั่ว แบคทีเรียได้รับพลังงานจากการสลายของสารอาหารที่อยู่ในรากพืช ส่วนแบคทีเรียไรโซเบียมสามารถตรึงแก๊สไนโตรเจนในอากาศแล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนเตรต ซึ่งเป็นปุ๋ยของพืชตระกูลถั่วได้ รากับสาหร่ายสีเขียวอยู่รวมกันเรียกว่า “ไลเคน” โดยสาหร่ายสีเขียวสร้างอาหารได้เอง แต่ต้องอาศัยความชื้นจากรา ส่วนราได้รับอาหารจากสาหร่ายสีเขียว

4.ภาวะอิงอาศัย (commenselism)

waxwing2

เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด ในลักษณะที่ฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์ ส่วนอีกฝ่ายไม่ได้ประโยชน์และไม่เสียประโยชน์ มีความสัมพันธ์แบบ + , 0 เช่นเฟินเกาะบนต้นไม้ใหญ่ กล้วยไม้เกาะบนต้นไม้ใหญ่

5.ภาวะได้ประโยชน์ซึ่งกันและกัน (protocooperation)

ผีเสื้อ1409891732-8004404690-o

เป็นการอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด ซึ่งต่างได้ประโยชน์ทั้งสองฝ่าย แต่สามารถแยกออกจากกันได้โดยดำเนินชีวิตตามปกติ มีความสัมพันธ์แบบ +, + เช่นดอกไม้กับแมลง ควายกับนกเอี้ยง มดดำกับเพลี้ย

6.ภาวะแข่งขัน(competition)

001_1393137341

เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่ทั้งสองฝ่ายต้องการปัจจัยในการดำรงชีวิตอย่างใดอย่างหนึ่งร่วมกัน แต่ปัจจัยนั้นมีน้อยจึงต้องแข่งขันกัน

7.ภาวะเป็นกลาง(neutralism)

Cute rhodesian ridgeback puppy in a park
Cute rhodesian ridgeback puppy in a park

เป็นการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่ทั้งสองฝ่ายไม่มีผลประโยชน์ซึ่งกันและกัน เช่นนกกับสุนัขในทุ่งหญ้า

8.ภาวะต่อต้าน (antibiosis)

ดาวน์โหลด (1)

เป็นการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่ฝ่ายหนึ่งมีอิทธิพลต่ออีกฝ่ายหนึ่งเช่น ราเพนิซิลเลียมจะหลั่งสารยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตดังที่ได้กล่าวมาแล้ว สามารถพบได้ในระบบนิเวศตั้งแต่ระบบนิเวศขนาดเล็กไปจนถึงระบบนิเวศขนาดใหญ่ และมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงขนาดของประชากรในระบบนิเวศ

คลังความรู้ตอน…ระบบนิเวศ >o<!!

b1

lesson2_1ดnnn

ระบบนิเวศ (Ecosystem) หมายถึง หน่วยพื้นที่หนึ่งประกอบด้วยสังคมของสิ่งมีชีวิตกับ สิ่งแวดล้อมทำหน้าที่ร่วมกัน
ระบบนิเวศเป็นระบบที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดของสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม โดยการลำดับขั้นของการกินแบบต่าง ๆ ตลอดจนการหมุนเวียนของสารแร่ธาตุและการถ่ายทอดพลังงาน จนทำให้เกิดองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตเป็นระบบที่มีลักษณะต่าง ๆ กัน ระบบนิเวศเป็นกลไกควบคุมสังคมของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่เกิดมาจากความสัมพันธ์ต่อกันทั้งส่วนที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต ดังนั้นระบบนิเวศประกอบไปด้วย
1. หน่วยพื้นที่
2. องค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic component)
3. องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (Abiotic component)
4. ความสัมพันธ์ต่อกันระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม (ทั้งมีชีวิตและไม่มีชีวิต)

ประเภทของระบบนิเวศ
การจำแนกระบบนิเวศสามารถจำแนกได้เป็นหลายแบบ ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่ใช้แบ่ง ได้แก่
1. การจำแนกโดยลักษณะทางภูมิศาสตร์เป็นเกณฑ์ สามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ
1) ระบบนิเวศพื้นดิน (Terrestrial Ecosystem) เช่น ระบบนิเวศป่าดิบเขา, ระบบนิเวศป่าชายเลน, ระบบนิเวศป่าเต็งรัง, ระบบนิเวศทุ่ง     หญ้า, ระบบนิเวศทะเลทราย, ระบบนิเวศป่าดิบชื้นเขตศูนย์สูตร
2) ระบบนิเวศน้ำ (Aquatic Ecosystem) เช่น ระบบนิเวศน้ำจืด, ระบบนิเวศน้ำเค็ม, ระบบนิเวศน้ำกร่อย
2. การจำแนกโดยใช้แบบแผนของการถ่ายทอดพลังงานและสารอาหาร แบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ
1) ระบบนิเวศอิสระ (Lsolated Ecosystem) คือ ระบบนิเวศที่ไม่มีการถ่ายเทสารอาหารและพลังงานระหว่างภายในระบบนิเวศกับสิ่งแวดล้อมภายนอกเป็นระบบนิเวศ ที่ไม่มีในธรรมชาติ แต่นักนิเวศวิทยาพยายามคิดค้นขึ้น
2) ระบบนิเวศแบบปิด (Closed Ecosystem) คือระบบนิเวศที่มีเฉพาะการถ่ายเทพลังงาน (แสงสว่าง) แต่ไม่มีการถ่ายเทสารอาหารระหว่างภายในระบบกับภายนอกระบบนิเวศ เป็นระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น ไม่มีในธรรมชาติ เช่น ตู้ปลา
3) ระบบนิเวศแบบเปิด (Open Ecosystem) เป็นระบบนิเวศที่มีทั้งการถ่ายเทสารอาหารและพลังงานระหว่างระบบภายนอกกับระบบนิเวศภายใน เช่น สระน้ำ ทุ่งหญ้า ป่าไม้
3. จำแนกโดยใช้ขนาดพื้นที่ของระบบนิเวศนั้นสามารถแบ่งได้เป็น 2 ขนาด คือ
1) ระบบนิเวศขนาดใหญ่ เช่น ป่าเบญจพรรณ ทะเลสาบ มหาสมุทร ทุ่งหญ้า เป็นต้น
2) ระบบนิเวศขนาดเล็ก เช่น แอ่งน้ำในล้อยางรถยนต์เก่า กิ่งไม้ผุในป่า เป็นต้น
4. จำแนกโดยใช้ลักษณะการนำมาประยุกต์ใช้ประโยชน์ต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและการดำรงชีพ สามารถแบ่งได้ดังนี้
1) ระบบนิเวศสมบูรณ์ หมายถึง ระบบนิเวศที่มีองค์ประกอบครบทั้งส่วนที่เป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิต ซึ่งได้แก่ ผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย และกลุ่มที่เป็นปัจจัยทางกายภาพ เช่น แสง ความชื้น อากาศ เป็นต้น ระบบนิเวศส่วนใหญ่ใน
ธรรมชาติจะเป็นแบบนี้ เช่น สระน้ำ ป่าผลัดใบ
2) ระบบนิเวศไม่สมบูรณ์ หมายถึง ระบบนิเวศที่มีองค์ประกอบไม่ครบอาจขาดปัจจัย บางส่วนในระบบนิเวศนั้น เช่น บริเวณเขตทะเลลึกที่แสงส่องไม่ถึงในที่แสงส่องไม่ถึง พบหลายแห่งในประเทศไทย เช่น เทือกเขาบูโด จังหวัดนราธิวาส เทือกเขาในเขตอุทยานแห่งชาติทุ่งแสลงหลวง จังหวัดพิษณุโลก ถ้ำค้างคาวร้อยล้าน จังหวัดราชบุรี ถ้ำผาปู่ จังหวัดเลย เป็นต้น ในบริเวณที่เป็นระบบนิเวศ ไม่สมบูรณ์นี้ส่วนใหญ่จะไม่มีผู้ผลิต โดยเฉพาะพืช ดังนั้นการมีชีวิตอยู่ของผู้บริโภคในเขตระบบนิเวศแบบนี้ต้องกินซากอินทรีย์จากการตกตะกอนหรือออกไปกินในบริเวณอื่น เช่น พวกค้างคาวที่อาศัยในถ้ำ แต่ไปหากินที่อื่น เป็นต้น

บทบาทของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ

ดnnn
ในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตจะมีบทบาทแตกต่างกัน ซึ่งสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งได้
เป็น 3 กลุ่ม คือ
1.ผู้ผลิต (Producer)

 download-5-22-638producer

เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้ เช่น พืชที่มีสารสีในการสังเคราะห์แสง (คลอโรฟิลล์ แคโรทีน แซนโทฟิลล์) เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มที่สามารถสร้างอาหารได้เองนี้ว่า ออโตโทรฟ (Autotroph) เช่น แพลงตอนพืช แบคทีเรียบางชนิดที่สังเคราะห์แสงได้ พืชทุกชนิด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้โดยเฉพาะพืชใบเขียว สร้างอาหารขึ้นมาจากสารประกอบอนินทรีย์โมเลกลุเล็ก ให้เป็นสารประกอบที่มีพลังงานสูง พวกคาร์โบไฮเดรตและสารอื่น ๆ โดยกลไกจากการสังเคราะห์แสง ผลผลิตที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสงนี้ คือ คาร์โบไฮเดรท จะเป็นสารอาหารที่ให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตอื่นที่ได้รับเข้าไปในรูปของอาหาร และก๊าซออกซิเจนจากปฏิกิริยานี้จะเป็นก๊าซที่คายออกทางใปากใบของพืชแล้วแพร่ไปในบรรยากาศ ซึ่งมีประโยชน์ทั้งต่อมนุษย์และระบบนิเวศในหลายกรณี
2. ผู้บริโภค (Consumer)

 a1a2

เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง ต้องได้รับอาหารโดยกินผู้ผลิต เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ว่า เฮเทโรโทรฟ (Heterotroph) เช่นแพลงตอนสัตว์ สัตว์ต่าง ๆ ทั้งช้าง ม้า วัว ควาย หมี นก ผีเสื้อ ฯลฯ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคนี้มีจำนวนมากและแต่ละชนิดก็มีลักษณะการบริโภคที่แตกต่างกัน ดังนั้นเราจึงสามารถแบ่งผู้บริโภคออกเป็นกลุ่ม ๆ โดยยึดชนิดของ
อาหารที่กินเป็นเกณฑ์ ซึ่งจำแนกผู้บริโภคได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
พวกกินพืช (Herbivore) เช่น กระต่าย วัว ม้า ช้าง ผีเสื้อ เลียงผา
พวกกินสัตว์ (Carnivore) เช่น เสือ เหยี่ยว กบ ลิ่น นกแต้วแล้ว
พวกกินทั้งพืชและสัตว์ (Omnivore) เช่น นกบางชนิดที่กินทั้งแมลงและเมล็ดพืชได้แก่ นกหัวขวาน นกกระทาทุ่ง
3. ผู้ย่อยสลาย(Decomposer)

cc331-2-9-638

เป็นสิ่งมีชีวิตที่ดำรงชีวิตและได้พลังงานมาใช้ด้วย
การย่อยสลายอินทรีย์สารแล้วดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย เช่น พวกสิ่งมีชีวิตในกลุ่มเห็ดรา
(Fungi) และแบคทีเรียที่สร้างอาหารเองไม่ได้   ในระบบนิเวศธรรมชาติสิ่งมีชีวิตทั้งกลุ่มผู้ผลิต กลุ่มผู้บริโภคและผู้ย่อยสลายทำให้เกิดกลไกความสัมพันธ์ต่อกันในเชิงระบบ ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อมซึ่งสามารถอธิบายความสัมพันธ์ที่มีต่อกันนั้นได้โดยผ่านทางกลไก 3 ประการ ได้แก่
1. ห่วงโซ่อาหาร

hi

คือ การกินกันอย่างเป็นลำดับขั้น เรียกแต่ละลำดับขั้นนั้นว่า ระดับอาหาร และจะมีลำดับการกินต่อกันเป็นทอด ๆ สามารถแสดงความสัมพันธ์ของแต่ละระดับอาหารที่กินกันเป็นทอด ๆ นี้ได้โดยห่วงโซ่อาหาร (Food chain) และสายใยอาหาร (Food web)
2. การถ่ายทอดพลังงาน

meeyag

คือ การถ่ายทอดพลังงานจากอาหารการกินกันอย่างเป็นลำดับขั้นพลังงานที่ถ่ายทอดไปตามระดับอาหาร  การถ่ายทอดพลังงานจากระดับอาหารต้นไปสู่ระดับอาหารท้ายนั้นระดับพลังงานจะลดน้อยลงไปเรื่อย ๆ ตามลำดับการกิน
3. วัฏจักรสารอาหารในระบบนิเวศ

popSimple_ecosystem_diagram_gallery_supersize_landscape

คือ ผลพวงที่เกิดมาจากการย่อยสลายของกลุ่มผู้ย่อยสลายในระบบนิเวศ ทำให้เกิดการหมุนเวียนถ่ายเทสารอาหารที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ซึ่งจะปรากฏในรูปแบบของการหมุนเวียนของธาตุต่าง ๆ โดยแต่ละธาตุมีการหมุนเวียนแตกต่างกัน โดยวัฏจักรสารอาหารสามารถแบ่งเป็น 3 กลุ่มคือ

3.1 การหมุนเวียนของสารประกอบ ได้แก่ วงจรของน้ำ
3.2 การหมุนเวียนของธาตุที่เป็นก๊าซ ได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโดรเจน
3.3 การหมุนเวียนของธาตุที่สะสมอยู่บนผิวโลกพบในลักษณะการตก
ตะกอนการละลาย การสะสมในรูปแบบต่าง ๆ และถูกปล่อยออกมาด้วย
กระบวนการกัดกร่อน ได้แก่ ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ โพแทสเซียม ฯลฯ

(เพิ่มเติม…)

มารู้จัก–>กล้องจุลทรรศน์ >_^ กันเถอะ !!!

         zzz

             กล้องจุลทรรศน์หมายถึง เครื่องมือที่สำคัญในการศึกษาชีววิทยาและช่วยให้เรามองเห็นในสิ่งที่เล็กมากๆ อีกด้วยกล้องจุลทรรศน์ ( Microscope ) คือ เครื่องมือขยายขอบเขตของประสาทสัมผัสทางตา ให้เห็นสิ่งที่ไม่สามารถเห็นด้วยตาเปล่า เช่น จุลินทรีย์ เซลล์เม็ดเลือด เป็นต้น

ประโยชน์ของกล้องจุลทรรศน์

jjjj

1. ช่วยในการมองเห็นสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดเล็กกว่าตาเราจะมองเห็น

2. ช่วยในการศึกษาหาข้อมูลหลักฐานทางชีววิทยา

หลักการการทำงานของกล้องจุลทรรศน์

กล้องจุลทรรศน์เป็นเครื่องมือที่ช่วยในการมองวัตถุที่มีขนาดเล็ก ซึ่งเป็นเครื่องช่วยตาในการศึกษาลักษณะโครงสร้างของเซลล์ให้ละเอียดยิ่งขึ้น ซึ่งกล้องจุลทรรศน์มีความสามารถขยาย (magnification) ได้มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความสามารถในการแจกแจงรายละเอียด (Resolution / Resolving power) หมายถึงความสามารถของกล้องจุลทรรศน์ในการแยกจุดสองจุด ซึ่งอยู่ใกล้กันที่สุดให้มองเห็น แยกเป็นสองจุดได้ (Two points of discrimination) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ- ความยาวคลื่นแสงที่ส่องผ่านเลนส์ ซึ่งถ้าแสงมีความยาวคลื่นที่สั้น จะช่วยเพิ่ม resolving power – ความสามารถในการรวมแสงของเลนส์วัตถุ (numerical aperture of objective lens / NA) โดยที่ค่า NA ยิ่งมากภาพที่ได้ก็จะยิ่งคมชัดมากขึ้นตาม

ประเภทของกล้องจุลทรรศน์ ในปัจจุบันกล้องจุลทรรศน์แบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือ กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบธรรมดาและแบบสเตอริโอ

mmm

2. กล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน ซึ่งมีอยู่ 2 แบบ คือ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านและแบบส่องกราด

hhhh

1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

เป็นกล้องที่ได้รับการพัฒนาจากในอดีตอย่างมาก และใช้แสงที่ดีที่สุดในปัจจุบัน ที่มีกำลังขยายถึง 2,000 เท่าเลยที่เดียวเชียวและเป็นกล้องที่ราคาถูกสามารถใช้ในงานที่ละเอียดพอประมาณ แบ่งได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

(1) กล้องจุลทรรศน์ที่ใช้แสงแบบธรรมดา

ประกอบด้วยเลนส์ 2 ชนิดคือ เลนส์ใกล้วัตถุและเลนส์ใกล้ตา โดยใช้แสงผ่านวัตถุแล้วขึ้นมาที่เลนส์จนเห็นภาพที่บนวัตถุอย่างชัดเจน

ส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์

 

image 

  1.   ลำกล้อง (Body tube) เป็นส่วนที่เชื่อมโยงแยู่ระหว่างเลนส์ใกล้ตากับเลนส์ใกล้วัตถุ มีหน้าป้องกันไม่ให้แสงจากภายนอกรบกวน
  2.  แขน (Arm) คือส่วนที่ทำหน้าที่ยึดระหว่างส่วนลำกล้องกับฐาน เป็ยตำหน่งที่จับเวลายกกล้อง
  3.  แท่นวางวัตถุ (Speciment stsge) เป็นแท่นใช้วางแผ่นสไลด์ที่ต้องการศึกษา
  4. ที่หนีบสไลด์ (Stage clip) ใช้หนีบสไลด์ให้ติดอยู่กับแท่นวางวัตถุ ในกล้องรุ่นหใม่จะมี Mechanical stage แทนเพื่อควบคุมการเลื่อนสไลด์ให้สะดวกขึ้น
  5.  กระจกเงา (Mirror) ทำหน้าที่สะท้อนแสงจากธรรมชาติหรือแสงจากหลอดไฟภายในห้องให้ส่องผ่านวัตถุโดยทั่วไปกระจกเงามี 2 ด้าน ด้านหนึ่งเป็น6.
  6.  กระจกเงาเว้า อีกด้านเป็นกระจกเงาระนาบ สำหรับกล้องรุ่นใหม่จะใช้หลอดไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสง ซึ่งสะดวกและชัดเจนกว่า
  7.   เลนส์รวมแสง (condenser) ทำหน้าที่รวมแสงให้เข้มขึ้นเพื่อส่งไปยังวัตถุที่ต้องการศึกษา
  8.  ไดอะแฟรม (diaphragm) อยู่ใต้เลนส์รวมแสงทำหน้าที่ปรับปริมาณแสงให้เข้าสู่เลนส์ในปริมาณที่ต้องการ
  9. ปุ่มปรับภาพหยาบ (Coarse adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพโดยเปลี่ยนระยะโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุ (เลื่อนลำกล้องหรือแท่นวางวัตถุขึ้นลง) เพื่อทำให้เห็นภาพชัดเจน
  10. ปุ่มปรับภาพละเอียด (Fine adjustment) ทำหน้าที่ปรับภาพ ทำให้ได้ภาพที่ชัดเจนมากขึ้น
  11.  เลนส์ใกล้วัตถุ (Objective lens) จะติดอยู่กับจานหมุน (Revolving nose piece) ซึ่งจานหมุนนี้ทำหน้าที่ในการเปลี่ยนกำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ ตามปกติเลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยาย 3-4 ระดับ คือ 4x 10x 40x 100x ภาพที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุเป็นภาพจริงหัวกลับ

วิธีการใช้กล้องจุลทรรศน์ที่ถูกวิธี

  1.  การจับกล้อง ใช้มือหนึ่งจับที่แขนของกล้อง และใช้อีกมือหนึ่งรองรับที่ฐาน
  2.  ตั้งลำกล้องให้ตรงเสมอเพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนประกอบต่างๆเลื่อนหลุดจากตำแหน่ง
  3.  หมุนเลนส์ใกล้วัตถุให้เป็นเลนส์ที่มีกำลังขยายต่ำสุดให้อยู่ในตำแหน่งแนวของลำกล้อง
  4.  ปรับกระจกเงา หรือเปิดไฟเพื่อให้แสงเข้าลำกล้องได้เต็มที่
  5. นำแผ่นสไลด์ที่จะศึกษาวางบนแท่นวางวัตถุ ให้วัตถุอยู่บริเวณกึ่งกลางบริเวณที่แสงผ่าน
  6.  มองด้านข้างตามแนวระดับแท่นวางวัตถุ ค่อยๆหมุนปุ่มประบภาพหยาบให้เลนส์ใกล้วัตถุเลื่อนลงมาอยู่ใกล้ๆกระจกปิดสไลด์ (แต่ต้องระวังไม่ให้เลนส์กับสไลด์สัมผัสกัน เพราะจะทำให้ทั้งคู่แตกหักหรือเสียหายได้)
  7.  มองที่เลนส์ใกล้ตาค่อยๆปรับปุ่มปรับภาพหยาบให้กล้องเลื่อนขึ้นช้าๆ เพื่อหาระยะภาพ เมื่อได้ภาพแล้วให้หยุดหมุน ตรวจดูแสงว่ามากหรือน้อยเกินไปหรือไม่ ให้ปรับไดอะแฟรมเพื่อให้ได้แสงที่พอเหมาะ
  8.  มองที่เลนส์ใกล้ตาหมุนปุ่มปรับภาพละเอียดเพื่อให้ได้ภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้น ถ้าวัตถุที่ศึกษาไม่อยู่ตรงกลางให้เลื่อนแผ่นสไลด์เล็กน้อยจนเห็นวัตถุอยู่ตรงกลางพอดี
  9. ถ้าต้องการให้ภาพขยายใหญ่ขึ้นก็หมุนเลนส์อันที่กำลังขยายสูงขึ้นเข้าสู่แนวลำกล้อง แล้วปรับความคมชัดด้วยปุ่มปรับภาพละเอียดเท่านั้น 10. บันทึกกำลังขยายโดยหาได้จากผลคูณดังที่กล่าวไว้แล้ว 11. หลังจากใช้กล้องจุลทรรศน์แล้ว ให้ปรับกระจกเงาให้อยู่ในแนวดิ่ง ตั้งฉากกับตัวกล้อง เลื่อนที่หนีบสไลด์ให้ตั้งฉากกับที่วางวัตถุ หมุนเลนส์ใกล้วัตถุให้เป็นอันที่มีกำลังขยายต่ำสุดอยู่ในตำแหน่งของลำกล้อง และเลื่อนลำกล้องให้อยู่ในตำแหน่งต่ำสุด เช็ดทำความสะอาดส่วนที่เป็นโลหะด้วยผ้านุ่มๆและสะอาด แล้วจึงนำกล้องเข้าเก็บในตำแหน่งที่เก็บกล้อง กำลังขยายเราสามารถคำนวณกำลังขยายของกล้องได้โดย กำลังขยายของเลนส์ใกล้ตา x กำลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ

(2)กล้องที่ใช้แสงแบบสเตอริโอ

main_01

เป็นกล้องที่ประกอบด้วยเลนส์ที่ทำให้เกิดภาพแบบ 3 มิติใช้ศึกษาวัตถุที่มีขนาดใหญ่แต่ตาเปล่าไม่สามารถแยกรายละเอียดได้จึงต้องใช้กล้องชนิดนี้ช่วยขยาย กล้องชนิดนี้มีข้อแตกต่างจากกล้องทั่วๆไป คือ 1. ภาพที่เห็นเป็นภาพเสมือนมีความชัดลึกและเป็นภาพสามมิติ 2. เลนส์ใกล้วัตถุมีกำลังขยายต่ำ คือ น้อยกว่า 1 เท่า 3. ใช้ศึกษาได้ทั้งวัตถุโปร่งแสงและวัตถุทึบแสง 4. ระยะห่างจากเลนส์ใกล้วัตถุกับวัตถุที่ศึกษาอยู่ในช่วง 63-225 มิลลิเมตร

วิธีใช้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตอริโอ 1. ตั้งระยะห่างของเลนส์ใกล้ตาให้พอเหมาะกับนัยน์ตาของผู้ใช้กล้องทั้งสองข้าง จะทำให้จอภาพที่เห็นอยู่ในวงเดียวกัน 2. ปรับโฟกัสเลนส์ใกล้ตาทีละข้างจนชัดเจน ถ้าหากต้องการศึกษาจุดใดจุดหนึ่งของตัวอย่างให้ปรับโฟกัสของเลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูงก่อน เพราะจะทำให้เห็นภาพวัตถุได้ชัดเจนทั้งกำลังขยายสูงและกำลังขยายต่ำ

การบำรุงรักษากล้อง 1. ควรดูแลรักษากล้องให้สะอาดอยู่เสมอ และเมื่อไม่ได้ใช้กล้องควรใช้ถุงคลุมกล้องไว้เสมอ เพื่อป้องกันฝุ่นละอองและสิ่งสกปรกเข้าไปสัมผัสกับเลนส์ของกล้อง 2. ในการทำความสะอาดหรือการประกอบกล้อง ควรทำด้วยความระมัดระวัง อย่าให้ชิ้นส่วนถูกกระแทกหรือหลุดตกหล่น กรณีที่กล้องหรือส่วนประกอบใดๆของกล้องตกหรือกระแทก จะมีผลให้เมื่อประกอบกล้องแล้วภาพที่เห็นไม่คมชัด เป็นเพราะระบบภายใน (ปริซึม) อาจเกิดการคลาดเคลื่อนได้ ซึ่งกรณีนี้ ควรส่งให้กับบริษัทซ่อม เพราะการตั้งศูนย์ของปริซึมและระบบเลนส์ภายในนั้นต้องใช้เครื่องมือที่ซับซ้อนและความชำนาญของช่าง 3. ห้ามใช้มือหรือส่วนใดๆของร่างกาย สัมผัสถูกส่วนที่เป็นเลนส์ และหลีกเลี่ยงการนำเลนส์ออกจากตัวกล้อง 4. ในกรณีที่ถอดเลนส์ออกจากตัวกล้อง ควรใช้ฝาครอบด้วยทุกครั้งเพื่อป้องกันไม่ให้ฝุ่นละอองเข้าไปข้างใน ซึ่งอาจทำให้เกิดความไม่ชัดของการมองภาพ 5 สำหรับเลนส์ใกล้วัตถุ 100x ที่ใช้กับ Oil immersion หลังจากใช้แล้ว ควรทำความสะอาดทุกครั้ง โดยการเช็ดด้วยกระดาษเช็ดเลนส์ cotton bud หรือผ้าขาวบางที่สะอาด และนุ่ม ชุบด้วยน้ำยาไซลีน หรือส่วนผสมของแอลกอฮอล์และอีเทอร์ ในอัตราส่วน 40:60 ตามลำดับ 6 ควรหมุนปรับปุ่มปรับความฝืดเบาให้พอดี ไม่หลวมเกินไป ซึ่งจะทำให้แท่นวางสไลด์เลื่อนหมุดลงมาได้ง่าย หรือฝืดจนเกินไปทำให้การทำงานช้าลง 7 ปุ่มปรับภาพหยาบนั้น ควรหมุนในลักษณะทวนเข็มนาฬิกาอย่างช้าๆ จนกว่าจะได้ภาพ ห้ามปรับปุ่มปรับภาพทั้งซ้ายและขวาของตัวกล้องในลักษณะสวนทางกัน เพราะนอกจากจะไม่ได้ภาพตามต้องการแล้ว ยังจะทำให้เกิดการขัดข้องของฟันเฟือง 8 ในกรณีต้องการใช้แสงมากๆควรใช้การปรับไดอะแฟรม แทนการปรับเร่งไฟไปตำแหน่งที่กำลังแสงสว่างสุด (กรณีหลอดไฟ) จะทำให้หลอดไฟมีอายุยาวขึ้น 9 ก่อนปิดสวิตช์ไฟทุกครั้งควรหรี่ไฟก่อนเพื่อยืดอายุการใช้งาน และเมื่อเลิกใช้ก็ควรปิดสวิตช์ทุกครั้ง 10 การเสียบปลั๊กไฟของตัวกล้องไม่ควรใช้รวมกันกับเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น เพราะจะทำให้หลอดไฟขาดง่าย 11 หลังจากเช็ดส่วนใดๆของกล้องก็ตาม ถ้าไม่แน่ใจว่าแห้งหรือปราศจากความชื้นแล้ว ควรเป่าลมให้แห้ง โดยใช้พัดลม หรือ ลูกยางเป่าลม (ห้ามเป่าด้วยปากเพราะจะมีความชื้น) 12 เมื่อแน่ใจว่าแห้งและสะอาดแล้ว จึงคลุมด้วยถุงพลาสติก 13 เก็บกล้องไว้ในที่ที่ค่อนข้างแห้งและไม่มีความชื้น

การทำความสะอาดเลนส์ 1. เป่าหรือปัดเศษผงหรือวัสดุอื่นๆที่อาจจะก่อให้เกิดรอยขูดขีดบนพื้นผิวเลนส์ โดยใช้ลูกยางบีบ หรือปัดด้วยแปรงขนอ่อนๆ แต่ถ้ายังไม่สามารถเอาออกได้ให้ใช้ผ้าขาวบางที่สะอาดและนุ่มชุบด้วยน้ำเช็ดเบาๆ 2. เตรียมน้ำยาเช็ดเลนส์ (อีเทอร์:แอลกอฮอล์ = 60:40) 3. ทำความสะอาดทั้งเลนส์ใกล้ตา และเลนส์ใกล้วัตถุ ใช้ cotton bud หรือ กระดาษเช็ดเลนส์พันรอบปลายคีบ แล้วชุบด้วยน้ำยาเช็ดเลนส์เพียงเล็กน้อย แล้วจึงเริ่มเช็ดเลนส์จากจุดศูนย์กลางของเลนส์แล้วหมุนทำรัศมีกว้างขึ้นเรื่อยๆไปสู่ขอบเลนส์อย่างช้าๆ 4. ในการใช้น้ำยาเช็ดเลนส์ต้องระวังด้วยว่าน้ำยานั้นสามารถละลายสีของกล้องและละลายกาวของเลนส์ได้ 5. ในการผสมน้ำยาเช็ดเลนส์อาจเปลี่ยนแปลงได้ตามอุณหภูมิและความชื้น หากอีเทอร์มากเกินไปอาจทำให้มีรอยการเช็ดอยู่บนเลนส์ได้ แต่ถ้าแอลกอฮอล์มากเกินไปจะมีรอยเป็นคราบอยู่บนเลนส์เช่นกัน

2. กล้องจุลทรรศน์แบบอิเล็กตรอน

100778149เป็นกล้องที่ใช้อิเล็กตรอนความถี่สูงให้การทำงานแทนแสง สามารถขยายได้ถึง 500,000 เท่า จนเห็นโมเลกุลที่อยู่ในโครงสร้างต่างๆได้เลย แต่ด้วยความสามารถขยายที่สูงราคาจึงสูงตาม

(1) กล้องอิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (Transmission electron microscope)

005

เรียกย่อว่า TEM เอิร์น รุสกา สร้างได้เป็นคนแรก เมื่อปี พ.ศ. 2475 ใช้ในการศึกษาโครงสร้างภายในเซลล์โดยลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องผ่านเซลล์หรือตัวอย่างที่ศึกษา ซึ่งต้องมีการเตรียมแบบพิเศษและบางเป็นพิเศษด้วย

(2) กล้องอิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning electron microscope)

image-BE83_539C3FFA

 

เรียกย่อว่า SEM เอ็ม วอน เอนเดนนี สร้างสำเร็จเมื่อปี พ.ศ. 2481 โดยใช้ศึกษาผิวของเซลล์หรือผิวของวัตถุที่นำมาศึกษา โดนลำแสงอิเล็กตรอนจะส่องกราดไปบนผิววัตถุ ทำให้ได้ภาพซึ่งมีลักษณะเป็นภาพ 3 มิติ

^o^ สารอนินทรีย์คือ …???

a2

สารประกอบอนินทรีย์ (อังกฤษ: inorganic compound) คือสารประกอบเคมีที่นิยามตรงข้ามกับสารประกอบอินทรีย์ เป็นการจัดแบ่งสารเคมีตามความเชื่อแต่ดั้งเดิม ที่ให้สารเคมีที่ไม่ได้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเป็นสารประกอบอนินทรีย์ สารประกอบอนินทรีย์มักไม่มีพันธะเชื่อมระหว่างอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน ถึงแม้สารประกอบอนินทรีย์จะมีอยู่มากมายแต่เทียบไม่ได้กับจำนวนของสารประกอบ อินทรีย์ที่มีอยู่ในโลก สารประกอบคาร์บอนเกือบทั้งหมดถูกจัดให้เป็นสารประกอบอินทรีย์แต่ก็มีบางตัว ถูกกำหนดชัดเจนว่าเป็นสารประกอบอนินทรีย์ เช่น

จะเห็นว่าสารประกอบทั้งหมดข้างบนไม่มีอะตอมของไฮโดรเจนเชื่อมต่อกับ คาร์บอนเลย ในอดีตเชื่อกันว่าสารประกอบอินทรีย์มีอยู่ในสิ่งมีชีวิติเท่านั้น แต่ปัจจุบันเราสามารถสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ได้มากมายโดยสารประกอบ เหล่านี้ไม่เคยอยู่ในสิ่งมีชีวิตเลย เช่น ยา (drug) และ พลาสติก (plastic) ในขณะที่สารประกอบอนินทรีย์มากมายที่มีความจำเป็นและอยู่ในสิ่งมีชีวิต (life) เช่น โซเดียมคลอไรด์ (sodium chloride-common salt) , กรดคาร์บอนิก(carbonic acid) , สารประกอบฟอสเฟต (phosphate) , สารประกอบเหล็ก (iron) การศึกษาสารประกอบโลหะในสิ่งมีชีวิตเรียกว่าไบโออนินทรีย์เคมี(bioinorganic chemistry) ที่มา : วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี 10 ตุลาคม 2554

สารประกอบอนินทรีย์ คือ สารที่ไม่ใช่สารที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและไฮโดรเจน โดยส่วนใหญ่  แต่จะมีธาตุที่เป็นโลหะ คือฝั่งซ้ายของตารางธาตุนั่นเอง  ซึ่งธาตุโลหะนี้ จะมีลิแกนด์ เอาไว้แลกเปลี่ยนไอออน ซึ่งลิแกนด์จะมีทั้งไม่มีประจุและมีประจุ เช่น NH4+ ,NH3 ,H2O ,CO ,CO2 ,SO4, S2O3 และอื่นๆอีกมากมาย  ซึ่งโดยส่วนมากจะอยู่ในรูปสารประกอบเชิงซ้อน ที่มีเป็นสีๆ เช่นในดอกไม้

สารอนินทรีย์ คือ สารที่ได้จากสิ่งไม่มีชีวิตเช่น หิน แร่ธาตุ เป็นต้น

น้ำ ( H 2 O)

nnnn

เซลล์มีน้ำเป็นส่วนประกอบอยู่ภายใน 70 – 90%

ความสำคัญของน้ำ

1. เป็น polar molecule  จึงเป็นตัวทำละลายที่ดี เช่นเกลือ NaCl ละลายในน้ำได้ เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมี O ประจุลบและ H  ประจุบวกดังนั้น O- จึงจับกับ Na+ขณะที่ H+ จับกับ Cl -โมเลกุลน้ำที่ล้อมรอบ Na+ หรือ Cl- เรียก hydration shell

สารที่ชอบน้ำ เรียกว่า  hydrophilic
ส่วนสารที่ไม่ชอบน้ำ เรียกว่า   hydrophobic

2. เกิด  hydrogen bond  ระหว่างโมเลกุลของน้ำ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ เรียกว่า  cohesion  ซึ่งจะทำให้น้ำเคลื่อนที่จากรากไปยังส่วนต่างๆ ของพืชได้ขณะที่มีการคายน้ำ ( Transpiration)  ถ้าน้ำเกิด  hydrogen bond  กับสารอื่น เช่น ผนังเซลล์พืช เรียกว่า  adhesion

3. มีความร้อนจำเพาะสูง จึงทำให้อุณหภูมิภายในเซลล์สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก มีผลทำให้  metabolism  ภายในเซลล์ยังคงปกติ
4. ความร้อนแฝงกลายเป็นไอสูง เมื่อร่างกายสูญเสียเหงื่อ หรือการที่พืชคายน้ำ จึงช่วยลดความร้อนภายในสิ่งมีชีวิตได้

แร่ธาตุ ( mineral )

news_1354842335

แร่ธาตุเป็นกลุ่มของสารอนินทรีย์ที่ร่างกายขาดไม่ได้ มีการแบ่งแร่ธาตุที่คนต้องการออกเป็น 2 ประเภท คือ

1. แร่ธาตุที่คนต้องการในขนาดมากกว่าวันละ 100 มิลลิกรัม ได้แก่ แคลเซียม ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน แมกนีเซียม และกำมะถัน

2. แร่ธาตุที่คนต้องการในขนาดวันละ 2-3 มิลลิกรัม ได้แก่ เหล็ก ทองแดง โคบอลต์ สังกะสี แมงกานีส ไอโอดีน โมลิบดีนัม เซลีเนียม ฟลูออรีนและโครเมียม

หน้าที่ของแร่ธาตุ

1. เป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อ   เช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส และแมกนีเซียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูกและฟัน ทำให้กระดูกและฟันมีลักษณะแข็ง

2. เป็นส่วนประกอบของโปรตีน ฮอร์โมนและเอนไซม์   เช่น เหล็กเป็นส่วนประกอบของโปรตีนชนิดหนึ่ง เรียกว่า เฮโมโกลบิน ( hemoglobin ) ซึ่งจำเป็นต่อการขนถ่ายออกซิเจนแก่เนื้อเยื่อต่าง ๆ ทองแดงเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ซึ่งจำเป็นต่อการหายใจของเซลล์ไอโอดีนเป็นส่วนประกอบของฮอร์โมนไธรอกซีน ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานของร่างกาย ถ้าหากร่างกายขาดเกลือแร่เหล่านี้ จะมีผลกระทบต่อการทำงานของโปรตีนฮอร์โมนและเอนไซม์ที่มีเกลือแร่เป็นองค์ประกอบ

3. ควบคุมความเป็นกรด – ด่างของร่างกาย   โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน และฟอสฟอรัส ทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมความเป็นกรด-ด่างของร่างกาย เพื่อให้มีชีวิตอยู่ได้

4. ควบคุมดุลน้ำ   โซเดียม และโพแทสเซียมมีส่วนช่วยในการควบคุมความสมดุลของน้ำภายในและภายนอกเซลล์

5. เร่งปฏิกิริยา   ปฏิกิริยาหลายชนิดในร่างกายจะดำเนินไปได้ ต้องมีเกลือแร่เป็นตัวเร่ง เช่น แมกนีเซียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับการเผาผลาญกลูโคสให้เกิดกำลังงาน

อินทรีย์สาร หรือ สารอินทรีย์????

a3

      สารอินทรีย์ หมายถึง สารที่มีธาตุคาร์บอน เป็นองค์ประกอบหลัก และมีธาตุอื่นๆเป็นองค์ประกอบร่วม เช่น ธาตุO, N, P, S, Cl,และ Br  เป็นต้น ดังนั้นสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ทุกชนิดจะต้องมีธาตุ C อยู่ด้วยเสมอ   จึงกล่าวได้ว่าสารอินทรีย์ก็คือสารประกอบของคาร์บอน(ยกเว้นสารประกอบของคาร์บอนบางชนิด) 

เดิมนักเคมีเชื่อกันว่าสารอินทรีย์จะต้องเกิดจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น อาจจะเกิดอยู่ในธรรมชาติหรือสังเคราะห์ขึ้นจากสารอินทรีย์ด้วยกัน   แต่จะสังเคราะห์จากสารอนินทรีย์ไม่ได้ จนกระทั่งประมาณปี ค.ศ. 1776 Carl Wilhelm Scheele  นักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดนจึงสามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ได้   โดยการเตรียมกรดออกซาลิกจากปฏิกิริยาระหว่างกรดไนตริกเข้มข้นกับน้ำตาลอ้อย แต่ก็ยังไม่เป็นที่ยอมรับกันนัก

น้ำตาลอ้อย+กรดไนตริก(เข้มข้น)(กรดออกซาลิก)(สารอนินทรีย์)(สารอินทรีย์)

      ต่อมาในปี ค.ศ. 1828 ฟรีดริช เวอเลอร์ ( Friedrich WÖhler ) นักเคมีชาวเยอรมันจึงสามารถเตรียมยูเรียซึ่งเป็นสารอินทรีย์   จากการเผาแอมโมเนียมไซยาเนต ซึ่งเป็นสารอนินทรีย์ได้ดังนี้

NH 4 CNO   NH 2  – CO – NH 2  
(แอมโมเนียมไซยาเนต) (ยูเรีย)

      ยูเรียเป็นสารอินทรีย์ซึ่งส่วนใหญ่พบในปัสสาวะของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม   ส่วนแอมโมเนียมไซยาเนตเป็นสารอนินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ   จากการที่เวอเลอร์   สามารถเตรียมยูเรียจากสารอนินทรีย์ได้ทำให้เริ่มยอมรับกันว่าสารอินทรีย์สามารถยังเคราะห์จากสารอนินทรีย์ได้   ซึ่งหลังจากนั้นได้มีการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในห้องปฏิบัติการได้เป็นจำนวนมาก   นักเคมีจึงเชื่อว่าสารอินทรีย์นอกจากจะมีอยู่ในธรรมชาติแล้วยังสามารถสังเคราะห์จากสารอนินทรีย์ซึ่งได้จากสิ่งที่ไม่มีชีวิตด้วย   สารอินทรีย์ทุกชนิดจะต้องมีธาตุคาร์บอนเป็นองค์ประกอบและถึงแม้ว่าสารอินทรีย์ไม่จำเป็นที่จะต้องได้จากสิ่งมีชีวิต  แต่ส่วนใหญ่ก็ยังคงได้จากสิ่งมีชีวิต   ปัจจุบันได้ค้นพบสารอินทรีย์แล้วมากกว่า  2  ล้านชนิด   และในแต่ละวันก็ยังมีการค้นพบสารใหม่อีกอย่างสม่ำเสมอ

สารอินทรีย์

1.สารอินทรีย์เป็นสารที่มีธาตุ C,H,O,N,P,S เป็นองค์ประกอบ

2.สารอินทรีย์ที่พบในสิ่งมีชีวิต เรียกว่า สารชีวโมเลกุล(biological  molecule)

3.C+H = hydrocarbon

4.หมู่ฟังก์ชัน (functional  group) คือหมู่อะตอมหรือกลุ่มอะตอมของธาตุที่แสดงสมบัติเฉพาะของสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เช่นCH3OH ( เมทานอล) CH3CH2OH( เอทานอล) ซึ่งต้องเป็นสารอินทรีย์พวกแอลกอฮอล์ เพราะสารแต่ละชนิดต่างก็มีหม -OH เป็นองค์ประกอบ แสดงหมู่ -OH เป็นหมู่ฟังก์ชันของแอลกอฮอล์

คาร์โบไฮเดรต  (Carbohydrate)

1.คาร์โบไฮเดรต หมายถึง”คาร์บอนที่อิ่มตัวด้วยน้ำ”

2.เป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วย C,H,O 

3.โดยอัตราส่วนของ C:H:O = 1:2:1 (โดยปริมาตร)

4.เป็นสารอินทรีย์ที่หมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์ (-CHO) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) หรือหมู่คาร์บอนิล (-CO ) และหมู่ไฮดรอกซิล (-OH) เป็นหมู่ฟังก์ชัน

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต

1.คาร์โบไฮเดรตจำแนกตาม สมบัติทางกายภาพและทางเคมี ได้ 2 พวก คือ
-พวกที่เป็นน้ำตาล

-พวกที่ไม่ใช่น้ำตาล

2.คาร์โบไฮเดรตจำแนกตาม ขนาดของโมเลกุล สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท คือ

                1.มอนอแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide)

                2.โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide)

                3.พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

ตาราง   ชนิดของน้ำตาลตามจำนวนคาร์บอนของ  monosaccharide

จำนวนคาร์บอน  (C)

ชนิด

ตัวอย่าง

3

Triose

Glyceraldehyde

4

Tetrose

Erythrose

5 *

Pentose

Ribose , deoxyribose

6 *

Hexose

Glucose , fructose , galactose

7

Heptose

Sedoheptulose

Monosaccharide

– น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ได้แก่ กลูโคส ฟรุคโตส และกาแลคโตส

– มีสูตรโครงสร้างอย่างง่าย คือ (CH2O)n เมื่อ n คือ จำนวนอะตอมของ C ซึ่งอาจเป็น 3-7 (สูตรโครงสร้างเหมือนกัน   แต่สูตรโมเลกุลต่างกัน)

-ตัวอย่างเช่น กลูโคส มีโครงสร้างเป็นทั้งสายยาว หรือวงแหวน และมี 2configuration คือ configuration 

-พันธะที่เชื่อมระหว่างน้ำตาล 2 โมเลกุลเรียก glycosidic เช่น ถ้าเชื่อมระหว่าง -glucose 2 โมเลกุล จะเรียกว่า 1-4 linkage

-เชื่อมระหว่าง -glucose จะเรียกว่า -linkage 

-นอกจากนี้น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่มีหมู่อยู่ปลายสาย จะเรียกว่า Aldose และไม่อยู่ปลายสายเรียกว่า ketose และการเป็น isomer  กันก็ทำให้เกิดน้ำตาลคนละชนิด เช่น กลูโคส กับ แกแลคโตส ดังนั้นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวจึงมีความหลากหลายชนิด

Disaccharide

1.ประกอบด้วย 2 monosaccharide  เชื่อมด้วย glycosidic bond แล้วเสียน้ำ (dehydration) ไป 1 โมเลกุล

2.มีสูตรโครงสร้างคือ C12H22O11 เช่น ซูโครส (กลูโคส+ฟรุกโทส) , มอลโทส (กลูโคส + กลูโคส) , แลคโทส (กลูโคส + แกแลคโทส)

3.ถ้ามีน้ำตาล monomer ตั้งแต่ 3-15 โมเลกุล เรียกว่า oligosaccharide

Polysaccharide

1.ประกอบด้วย monosaccharide จำนวนมากเป็นหลายพันโมเลกุล ได้แก่ พวกแป้ง (อาหารสะสมในพืช) glycogen (ในสัตว์) และ  cellulose (ส่วนประกอบของผนังเซลล์)

2.แป้ง: ประกอบด้วย glucose ต่อกันเป็นจำนวนมากด้วยพันธะ1,4ถ้าต่อกันแบบเป็นสายยาวไม่มีกิ่งก้านเรียก amylose มีประมาณ 20% และถ้าต่อกันเป็นกิ่งก้านเรียก amylopectin มีประมาณ 80%

3.เซลลูโล: ประกอบด้วย glucose ที่ต่อกันเป็นสายยาวด้วยพันธะ1,4 หลังจากนั้นแต่ละเส้นใยเซลลูโลสมาเรียงขนานกันจับกันด้วย H – bond อยู่รวมกันเป็น microfibril ซึ่งหลาย microfibril จะรวมกันเป็น fibril ร่างกายมนุษย์ไม่

     สามารถย่อยเซลลูโลสได้ เพราไม่มี  enzyme  ที่ทำลายพันธะที่เชื่อมระหว่างโมเลกุลน้ำตาลทั้งสอง( – linkage ) ในวัวสามารถย่อยเซลลูโลสได้เนื่องจากมีแบคทีเรียบางชนิดย่อยสลายเซลลูโลสได้

4.ไคทิน: พบในแมลงกุ้ง ปู และราคล้ายกับเซลลูโลสแต่มีหมู่ N จับอยู่ที่น้ำตาล นั่นคือเป็น polymer ของ amino sugar

หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต

1.ให้พลังงานความร้อน คาร์โบไฮเดรต 1 กรัม ให้พลังงาน 4 กิโลแคลอรี
2.ช่วยให้ไขมันเผาไหม้สมบูรณ์
3.ช่วยสงวนหรือประหยัดการใช้โปรตีนในร่างกาย
4.สามารถเก็บสะสมไว้และเปลี่ยนเป็นสารอาหารชนิดอื่น เช่น ไขมันและกรดอะมิโนได้

โทษของคาร์โบไฮเดรต
ทำให้เกิดโรคเกี่ยวกับไต ทำให้โลหิตเป็นพิษ

โปรตีน (Protein)

โปรตีน มีหน้าที่หลายอย่าง ดังนี้

1.เป็น enzyme เร่งปฏิกิริยาเคมี

2.เป็นโปรตีนโครงสร้าง เช่น พวก collagen,elastin,keratin

3.เป็นตัวขนส่ง ทำหน้าที่ขนส่งสาร เช่น hemoglobin หรือ เป็นตัวขนส่ง (transporter) ที่ cellmembrane

4.เป็นฮอร์โมน เช่น insulin

5.เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน เช่น เป็น antibody

     หน่วยย่อย หรือ monomer ของโปรตีน คือ กรดอะมิโน ซึ่งประกอบด้วยหมู่ carboxyl หมู่NH 2 และหมู่R แบ่งกรดอะมิโนเป็น 5 กลุ่มตามโครงสร้างทางเคมีของหมู่ R 

– แต่ละกรดอะมิโนจะมาเชื่อมต่อกันเป็นสายยาวด้วย peptide bond ซึ่งเรียกว่า polypeptide โดยสาย polypeptide  จะมีปลายด้านหนึ่งเป็นหมู่ NH2 และปลายอีกด้านหนึ่งเป็นหมู่ COOH
– กรดอะมิโนมีประมาณ 20 ชนิด ดังนั้นการจัดเรียงตัวของกรดอะมิโนที่แตกต่างกันมาก จึงก่อให้เกิดความหลากหลายของชนิดโปรตีน และทำหน้าที่ที่แตกต่างกัน
– กรดอะมิโนที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ได้เอง จะได้จากอาหารเท่านั้น เรียกว่า กรดอะมิโนที่จำเป็น (essential amino acid)  และ
– กรดอะมิโนที่ร่างกายสังเคราะห์เองได้ เรียกว่า กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น (non essential amino acid)

โครงสร้างของโปรตีน มี 4 ระดับ คือ

1.primary structure การเรียงลำดับของกรดอะมิโนในสาย polypeptide

2.secondary structure มีการสร้าง H-bond ระหว่างกรดอะมิโนทำให้มีการขดเป็น helix หรือพับทบไปทบมาเป็นsheet

3.tertiary structure หมายถึงโครงรูปของสาย polypeptide ทั้งสายซึ่งประกอบด้วย secondarystructure หลายสายรวมกัน โดยเกิดพันธะต่างๆ ภายในสาย secondary structure ได้แก่ พันธะ ionic,hydrogen และ hydrophobic เป็นต้น

4.quaternary structure แต่ละ polypeptide มาอยู่รวมกันเพื่อทำหน้าที่ เช่น hemoglobin ประกอบด้วยสาย polypeptide ชนิด a และ  b อย่างละ 2 สายมาอยู่รวมกัน

ลิพิด (Lipid)

1.เป็นสารชีวโมเลกุลกลุ่มเดียวที่ไม่เป็น polymer

2.มีคุณลักษณะเฉพาะตัวคือไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ไม่เป็นขั้ว (น้ำเป็นโมเลกุลที่มีขั้ว) ดังนั้น lipids  จึงไม่สามารถละลายในน้ำได้

3.แม้ว่า lipids จะไม่เป็น polymer แต่ไขมันเองก็เป็นสารที่มีขนาดใหญ่

4.Lipids ได้แก่ ไขมัน ( fat,oil,wax) ,phospholipids และ steroids

การแบ่งประเภทลิพิด ( lipid ) ทางเคมี

1.ลิพิดเชิงเดี่ยว (simple lipid)

2.ลิพิดเชิงซ้อน (compound lipid)

3.อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid)

ลิพิดเชิงเดี่ยว ( simple lipid )

1.ลิพิดธรรมดา (simple lipid) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับแอลกอฮอล์ชนิดต่างๆ

2.ถ้าแอลกอฮอล์นั้นคือ กลีเซอรีน จะได้สารประกอบพวกไขมันหรือน้ำมัน (fat หรือ oil) บางทีก็เรียก นิวทรัลลิพิด (neutral lipid) หรือไตรกลีเซอไรด์

3.ถ้าเป็นแอลกอฮอล์ชนิดอื่นที่ไม่ใช่กลีเซอรีน จะเป็นสารประกอบพวกขี้ผึ้ง wax

4.แต่ละครั้งที่กรดไขมันรวมตัวกับกลีเซอรอล จะมีการเสียน้ำออกมา 1 โมเลกุล เรียก ปฏิกิริยานี้ว่า ดีไฮเดรชั่น (dehydration)

5.เรียกนิวทรัลลิพิดว่า มอโนกลีเซอไรด์ (monoglyceride)

6.ไดกลีเซอไรด์ (diglyceride) และไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) แล้วแต่ว่ามีกรดไขมันเกาะอยู่กับกลีเซอรอล 1,2 หรือ 3 โมเลกุล ตามลำดับ

ลิพิดเชิงเดี่ยว ( simple lipid )

ไขมัน ( Fat )
– ไขมันประกอบขึ้นด้วยสองส่วนคือ
– ไขมัน=กลีเซอรอล(glycerol)+กรดไขมัน(fatty acids) 3 หมู่

แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

       กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว Monounsaturated fatty acid

       กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงซ้อน Polyunsaturated fatty acid

กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว  Monounsaturated

-เป็นกรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย Double bond เพียงหนึ่งตำแหน่ง

-นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการรับประทานอาหารไขมันประเภทนี้ทดแทนไขมันอิ่มตัวจะช่วยลดระดับ LDL Cholesterol  ซึ่งเป็นไขมันที่ไม่ดีก่อให้เกิดโรคหลอดเลือดตีบ

-อาหารที่มีไขมัน  Monounsaturated  ได้แก่  avocados, nuts, and olive, peanut and canola oils

กรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน  Polyunsaturated

หมายถึงกรดไขมันที่มีธาตุ C ต่อกันด้วย Double bond อยู่หลายตำแหน่ง

หากรับประทานแทนไขมันไม่อิ่มตัวจะไม่เพิ่มระดับไขมันในร่างกาย

สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

       กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่ไม่จำเป็น unessential fatty acids  เช่น oleic acid

       กรดไขมันไม่อิ่มตัวที่จำเป็น essential fatty acids  เช่น linolenic acid , linoleic acid

ลิพิดเชิงซ้อน ( compound lipid )

เป็นลิพิดที่มีสารอื่นเป็น องค์ประกอบด้วย ได้แก่ ฟอสโฟลิพิด,ไกลโคลิพิด และ ลิโพโปรตีน

การแบ่งประเภทของกรดไขมัน

การแบ่งประเภทของกรดไขมันตามความอิ่มตัวเป็น 2 ประเภท
ก.กรดไขมันอิ่มตัว ( saturated fatty acid )
ข.กรดไขมันไม่อิ่มตัว ( unsaturaturated fatty acid )   แบ่งได้อีก 2 ประเภท

  กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงเดี่ยว  Monounsaturated fatty acid

  กรดไขมันไม่อิ่มตัว เชิงซ้อน  Polyunsaturated fatty acid

                – essential fatty acids

                – unessential fatty acids

Phospholipids

-โครงสร้างคล้ายไขมัน (fat) แต่มีกรดไขมันเพียง 2 ตัวที่ต่อกับ glycerol

-หมู่ hydroxyl อีกหนึ่งหมู่ของ glycerol ต่อกับหมู่ฟอสเฟต ซึ่งอาจมีหมู่เล็ก ๆ ต่อกับหมู่ฟอสเฟต

-มีคุณสมบัติ หาง (tail) ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เนื่องมาจากคุณสมบัติของกรดไขมัน และ

-หัว (head) ชอบน้ำ (hydrophllic) เนื่องมาจากคุณสมบัติของหมู่ฟอสเฟตและหมู่ที่มาเกาะกับฟอสเฟต

Phospholipids เป็นส่วนประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์

อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid)

-อนุพันธ์ลิพิด (derived lipid) เป็นลิพิดที่ได้มาจากลิพิด 2 ชนิดแรกที่กล่าวมาแล้ว เช่น กรดไขมัน ซึ่งได้จากปฏิกิริยาไฮโดรลิซิส นอกจากนี้ยังรวมถึงสเตียรอยด์ ซึ่งเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ใช่ลิพิด แต่เนื่องจากมีสมบัติคล้ายลิพิด จึงถูกจัดไว้ในกลุ่มลิพิด

-สารประกอบสเตียรอยด์เป็นอนุพันธ์ของไซโคลเพนทาโนเพอร์ไฮโดรฟีแนนทรีน นิวเคลียส (cyclopentanoperhydro phenanthrene nucleus) ซึ่งมีสูตรโครงสร้างแตกต่างไปจากพวกลิพิด คือคาร์บอนของ สเตียรอยด์ เรียงกันเป็นวง 4 วงและอาจมีคาร์บอนต่อเป็นแขนงออกไปอีก แล้วแต่จะเป็นสเตียรอยด์ชนิดใด

-สเตียรอยด์มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต เช่น ฮอร์โมนที่สร้างจากรังไข่ อัณฑะ และต่อมต่างๆ เช่น ต่อมหมวกไต คอเลสเทอรอล (cholesterol) ซึ่งมีในสัตว์แต่ไม่มีในพืชเป็นสเตียรอยด์ที่เชื่อกันว่าทำให้เส้นเลือดอุดตัน สเตียรอยด์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่ง คือเออร์โกสเตียรอล (ergosterol) ซึ่งร่างกายใช้สังเคราะห์วิตามินดี

Steroids

– จัดเป็น lipids  เนื่องจากมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ
– เป็นสาย hydrocarbon  ที่มีหมู่วงแหวน 4 วงมาเกาะ
– ความแตกต่างของหมู่วงแหวนนี้ทำให้เกิด steroids ชนิดต่าง ๆ เช่น คลอเรสเตอรอล , ฮอร์โมนชนิดต่าง ๆ

สรุป   ลิพิด แบ่งออกเป็นประเภทใหญ่ได้ 3 ประเภท คือ

– ลิพิดเชิงเดี่ยว คือลิพิดที่เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอลหรือแอลกอฮอล์ตัวอื่น แบ่งย่อยได้เป็น
1. ไขมันแท้ (true fat) เป็นเอสเทอร์ของกรดไขมันกับกลีเซอรอล เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า กลีเซอไรด์ ไตรกลีเซอไรด์ คือ กรดไขมัน 3 โมเลกุล ไตรกลีเซอไรด์ในพืชส่วนใหญ่จะเป็นของเหลวและมีจุดหลอมเหลมต่ำ มักเรียกว่า น้ำมัน ส่วนไตรกลีเซอไรด์ในสัตว์ จะเรียกว่า ไขมัน
2. ขี้ผึ้งหรือไข จะพบได้ที่ผิวนอกของเปลือกผลไม้ ผิวใบไม้ สารเคลือบปีกแมลงและขนของสัตว์ปีก ปลาวาฬจะสะสมไขไว้ใช้เป็นพลังงานแทนไตรกลีเซอไรด์
– ลิพิดเชิงซ้อน หมายถึง ลิพิดที่มีสารอื่นประกอบอยู่ด้วย
– อนุพันธ์ลิพิด เป็นสารที่ได้จากการย่อยสลายลิพิดทั้ง 2 ประเภท ที่สำคัญ ได้แก่ กรดไขมัน กลีเซอรอล
1. กรดไขมัน สูตรทั่วไป R-COOH แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ

-กรดไขมันอิ่มตัว
-กรดไขมันไม่อิ่มตัว

2. สเตตอรอยด์เป็นอนุพันธ์ของลิพิดที่สำคัญคือ ฮอร์โมนเพศ
สเตรอยด์ที่พบทั่วไป คือ คอเลสเทอรอล

กรดนิวคลีอิก (Nucleic  acid)

    กรดนิวคลีอิก (nucleic acid) เป็น โพลิเมอร์ ของ นิวคลีโอไทด์  ที่ต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ (phosphodiester bond)  โดยที่หมู่ของฟอสเฟตที่เป็นส่วนประกอบของพันธะจะเชื่อมโยงระหว่างหมู่ ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง  5′  ของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลหนึ่งกับหมู่ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่ง 3′ ในโมเลกุลถัดไป จึงทำให้นิวคลีโอไทด์มีโครงสร้างของสันหลัง (backbone) เป็นฟอสเฟตกับน้ำตาลและมีแขนงข้างเป็นเบส อาจจำแนกได้เป็น DNA และ RNA

DNA

    DNA (deoxyribonucleic acid) พบ ในนิวเคลียส ของ เซลล์ เป็นสารพันธุกรรม ในธรรมชาติส่วนใหญ่มักอยู่ในรูปเกลียวคู่ (Double standed DNA) DNA  ที่อยู่ในเซลล์มีจำนวนมากมักมีโครโมโซมเรียงตัวกันเป็นคู่หรือดิพลอยด์

ขนาดและรูปร่าง

    รูปร่างของ DNA ในสิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทแตกต่างกัน เช่น เซลล์โพรคาริโอต ไวรัส แบคทีเรีย รวมทั้งคลอโรพลาสต์และไมโตคอนเดรีย ที่มี DNA เป็นวงแหวนเกลียวคู่ ส่วนในยูคาริโอต มี  2  ชนิด คือ ชนิดที่อยู่ในนิวเคลียส เรียก  nuclear DNA อยู่ในรูปเกลียวคู่ปลายเปิด และชนิดที่อยู่ในไมโตคอนเดรียเรียก Mitochondrial DNA มีลักษณะเป็นวงแหวนเกลียวคู่ และขดตัวเป็นเกลียวคู่ยิ่งยวด ในพืชพบ DNA ทั้งในนิวเคลียสและคลอโรพลาสต์

ลักษณะที่สำคัญของ  DNA

    Watsan และ Crick พบว่าโครงสร้างตามธรรมชาติของ DNA ในเซลล์ทุกชนิดเป็นเกลียวคู่ซึ่งมีโครงสร้างที่เสถียรที่สุด โดยมีเบสอยู่ด้านในระหว่างสายของ  DNA ทั้ง 2 ในลักษณะที่ตั้งฉากกับแกนหลักและวางอยู่ในระนาบเดียวกัน การที่เบสวางอยู่ในสภาพเช่นนี้ทำให้เบสระหว่างอะดีนีนและไทมีนสามารถเกิด พันธะได้  2  พันธะ และเบสระหว่างกวานีนกับไซโทซีนเกิดได้ 3 พันธะ ซึ่งการเข้าคู่กันนี้ถ้าสลับคู่กันจะทำให้พลังงานที่ยึดเหนี่ยวไม่เหมาะสม กับการเข้าคู่ เพื่อเกิดเกลียวคู่ของ  DNA

สมบัติของ  DNA  ในสารละลาย

    ฉะนั้นถ้าการเรียงตัวของเบสใน DNA สายหนึ่งเป็น  T-C-C-A-A-G  ลำดับการเรียงตัวของเบสในอีกสายหนึ่งจึงต้องเป็น  A-G-G-T-T-C เราเรียกลักษณะนี้ว่าการจับกันของเบสคู่สม (base complementary)

    สมบัติเกี่ยวกับกรดและเบส DNA แสดงสมบัติเป็นกรดเนื่องจากหมู่ฟอสเฟตที่อยู่ในพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์มีค่า pKa ประมาณ 2.1  ฉะนั้นที่ pH ปกติในเซลล์ของร่างกายประมาณ 6.7 หมู่ฟอสเฟตดังกล่าวจะมีประจุรวมทั้งกรดนิวคลีอิกในเซลล์มีประจุลบด้วยทำให้ สามารถจับกับแอนไอออนหรือแคตไอออน หรือสายอื่นๆที่มีประจุบวก เช่น ฮีสโทน (histone) โพรทามีน (protamine)

RNA

    RNA (ribonucleic acid)  พบในนิวเคลียสและ ไซโตพลาสซึม ของสิ่งมีชีวิต มีหน้าที่คือ รับข้อมูลทางพันธุกรรมจาก DNA   เพื่อนำไปในสังเคราะห์ โปรตีน รวมทั้ง เอนไซม์ และ ฮอร์โมน ต่างๆ ภายในเซลล์ เป็นโพลีนิวคลีโทไทด์ที่ประกอบด้วย ไรโบนิวคลีโอไทด์หลายๆ หน่วยมาต่อกันด้วยพันธะ 3′,5′- ฟอสโฟไดเอสเทอร์ ขนาดของ RNA สั้นกว่าโมเลกุลของ DNA มาก RNA ที่พบส่วนมากในเซลล์ส่วนใหญ่เป็นชนิดสายเดี่ยว(singele standed RNA) เฉพาะในไวรัสบางชนิดเท่านั้นที่อาจพบ RNA สายคู่ สายกรดนิวคลีอิกสามารถพันกันเป็นเกลียวโดยเฉพาะสำหรับดีเอ็นเอ สายทั้งสองเกาะกันอยู่ด้วยคู่เบสที่เฉพาะเจาะจง คือ ยูราซีน

ชนิดของ  RNA

RNA  ที่สำคัญมี 3 ชนิด คือ

RNA  นำรหัส (messeger RNA,mRNA) mRNA  ถูกสังเคราะห์ขึ้นในนิวเคลียสโดยกระบวนการถอดรหัส mRNA  มีปริมาณน้อยกว่า  RNA  ชนิดอื่นๆ คือมีประมาณ  5-10 %  ของ RNA ทั้งหมด  mRNA  ที่สังเคราะห์ได้ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงจะมีการเติม อะดีโนซีนฟอสเฟต ที่ปลาย 3′ ทำให้ปลายเป็นโพลีอะดีโนซีนฟอสเฟต ซึ่งนิวคลีโอไทด์จะช่วยในการเคลื่อนย้าย mRNA จากนิวเคลียสไปสู่ไรโบโซม ส่วนที่ปลาย 5′-P04 ของ mRNA  มี 7-methyl-5-guanosine triphosphate (capping) มาจับ

RNA  ขนย้าย  (tRNA) tRNA ทำหน้าที่ พากรดอะมิโนมายังไรโบโซม ในระหว่างที่มีการสังเคราะห์โปรตีน tRNA เป็น RNA  ที่มีขนาดเล็กเป็นสายเดี่ยวประกอบด้วย นิวคลีโอไทด์ 73-93 หน่วย

RNA  ของไรโบโซม (rRNA)  RNA ชนิดนี้มีอยู่ประมาณ 65%  มีลักษณะเป็นเส้นยาวเดี่ยว ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน ไรโบโซมของพืชและสัตว์ชั้นสูง มีขนาด 80 s

ใหญ่กว่าไรโบโซมของแบคทีเรียซึ่งมีขนาด 70 s

การเสียสภาพธรรมชาติของกรดนิวคลีอิก (  Denaturation of nucleic acid )

     โครงสร้างแบบเกลียวคู่ของ DNA อาจเสียสภาพตามธรรมชาติได้เมื่ออยู่ในสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม ทำให้เปลี่ยนเป็นโครงสร้างที่ปราศจากระเบียบ (disordered structure)  สภาพแวดล้อมที่ทำให้ DNA  เสียสภาพตามธรรมชาติ คือ สภาวะกรด เบส ความร้อน หรือการลดค่า  dielectric constant การใช้สารบางอย่างที่ทำลายพันธะไฮโดรเจน เช่น ยูเรีย การเสียสภาพธรรมชาติของ DNA  มีผลทำให้สมบัติบางอย่างเปลี่ยนไป เช่น ความหนืดสูงขึ้น ค่าความหนาแน่นสำหรับการลอยตัวเพิ่มขึ้น และการดูดกลืนแสงที 260 นาโนเมตร มากขึ้น DNA ที่เสียสภาพจะคืนกลับสู่สภาพเดิม (renatured) ได้หรือไม่ขึ้นอยู่กับการเสียสภาพธรรมชาตินั้น เกิดมากขึ้นเท่าใด ซึ่ง DNA  สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้อย่างรวดเร็วเมื่อเอาสารทำลายสภาพธรรมชาติออก แต่ถ้าเส้นโพลีนิวคลีโอไทด์ใน DNA  เส้นคู่แยกออกจากกันเป็นเส้นเดี่ยวอย่างเด็ดขาด การกลับคืนสู่เดิมของ DNA  เกิดได้ช้ามาก

วิตามิน   (vitamin )

วัตถุประสงค์ของการใช้วิตามิน

-ให้เพื่อเสริม เป็นการให้วิตามินบางชนิดเสริมบางสภาวะที่ร่างกายมีความต้องการวิตามินและเกลือแร่มากกว่าปกติ เช่น หญิงตั้งครรภ์ และ ระหว่างให้นมบุตรจะมีความต้องการสารอาหารเพิ่มขึ้น

-ให้เพื่อป้องกันการขาด เป็นอาหารเสริมในคนที่มีความเสี่ยงต่อภาวะขาด เช่น เด็กแรกเกิด หรือผู้ป่วยโรคเรื้อรัง

-ให้เพื่อการรักษา ให้กับผู้ป่วยที่แสดงอาการขาด

-ให้เพื่อหวังผลทางเภสัชวิทยา วิตามินขนาดสูงๆจะถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคต่างๆได้

หน้าที่ของวิตามิน

หน้าที่ของวิตามินโดยทั่วไป มีดั้งนี้

ช่วยให้อวัยวะต่างๆ ทำงานตามปกติ

ช่วยป้องกันและต้านทานโรค

ช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโต

ทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ หรือร่วมกับเอนไซม์ในการช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีในร่างกาย

ชนิดของวิตามิน

แบ่งตามคุณสมบัติในการละลายน้ำ แบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม คือ

วิตามินที่ละลายในน้ำ (Water soluble vitamins)

วิตามินที่ละลายในไขมัน (Fat soluble vitamins)

Water soluble vitamins

วิตามินบี 1 (Thiamine )

วิตามินบี 2 (Riboflavin )

วิตามินบี 3 (Niacin )

วิตามินบี 5 (Pantothenic acid )

วิตามินบี 6 (Pyridoxine )

วิตามินบี 9 ,เอ็ม (Folic acid )

วิตามินบี 12 (Cobalamin )

วิตามินบี 15 (Pangamic acid )

วิตามินบี 17 (Amygdalin  หรือ  Laetrille )

วิตามินซี (Ascorbic acid )

วิตามินพี (Bioflavonoids )

วิตามินเอช (Biotin )

Fat soluble vitamins

วิตามินเอ (Retinol )

วิตามินดี (Cholecalciferol)

วิตามินอี (Tocopherol) 

วิตามินเอฟ            

วิตามินเค               

แคโรทีน                

เทารีน

512px-Methane-2D-stereo.svg   

ความหมายของการคายน้ำ

 14/11/58

กด

การคายน้ำ ( transpiration ) เป็นการแพร่ของน้ำออกไปทางปากใบ ซึ่งจะเกิดมากในตอนกลางวันที่อุณหภูมิ อากาศมีความชื้นน้อย การคายน้ำจะส่งผลให้เกิดแรงดึงน้ำจากส่วนล่างของลำต้นขึ้นไปสู่ส่วนที่อยู่สูงกว่า ช่วยลดอุณหภูมิที่ใบ พืชถ้าคายน้ำมากเกินไปจะทำให้ใบเหี่ยว ทำให้พืชเจริญช้าลง

ลักษณะการลำเลียงน้ำของต้นพืช

  • ปากใบเปิดเวลากลางวัน
  • น้ำระเหยออกไปทางปากใบ
  • น้ำในเซลล์ใบน้อยลง
  • ความเข้มข้นของสารละลายในเซลล์ใบมาก
  • น้ำแพร่เข้าสู่เซลล์ของใบ
  • น้ำแพร่เข้าสู่รากและถูกส่งต่อผ่านลำต้นไปยังใบตลอดเวลา

การคายน้ำ  แบ่งได้ 3 ประเภท คือ การคายน้ำทางปากใบ การคายน้ำทางผิวใบ และการคายน้ำทางเลนทิเซล (Lenticel)

– การคายน้ำทางปากใบ

gf

ปากใบพืชจำแนกตามชนิดของพืชที่เจริญอยู่ในสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ได้เป็น 3 แบบ คือ

(1) ปากใบแบบธรรมดา (Typical stomata) เป็นปากใบของพืชทั่วไปโดยมีเซลล์คุมอยู่ในระดับเดียวกับเซลล์เอพิเดอร์มิสพืชที่ปากใบเป็นแบบนี้เป็นพวกเจริญอยู่บริเวณที่มีน้ำอุดมสมบูรณ์พอสมควร

(2) ปากใบแบบจม (sunken stomata) เป็นปากใบที่อยู่ลึกเข้าไปในเนื้อใบเซลล์คุมอยู่ลึกกว่าหรือต่ำกว่าชั้นเซลล์เอพิเดอร์มิสพบในพืชที่อยู่ในที่แห้งแล้ง เช่น พืชทะเลทราย พวกกระบองเพชร พืชป่าชายเลน

(3) ปากใบแบบยกสูง (Raised stomata) เป็นปากใบที่มีเซลล์คุมอยู่สูงกว่าระดับเอพิเดอร์มิสทั่วไป เพื่อช่วยให้น้ำระเหยออกจากปากใบได้เร็วขึ้นพบได้ในพืชที่เจริญอยู่ในน้ำที่ที่มีน้ำมากหรือชื้นแฉะ

– การคายน้ำทางผิวใบ

Agri_01

– การคายน้ำทางเลนทิเซล (Lenticel)

ดาวน์

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการคายน้ำ

ปัจจัยภายนอก หมายถึง ปัจจัยทางสิ่งแวดล้อมภายนอก ได้แก่

– แสงสว่าง แสงมีผลต่ออัตราการคายน้ำ โดยแสงสว่างมาก จะทำให้ปากใบเปิดกว้างมากขึ้น

– อุณหภูมิ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิมีผลทำให้แรงดันไอในช่วงว่างระหว่างเซลล์สูงกว่าอากาศรอบๆผิวใบ ทำให้พืชมีอัตราการคายน้ำเพิ่มมากขึ้น

-ความชื้นของอากาศ ปกติจะถือว่าบรรยากาศภายในใบพืชจะอิ่มตัวหรือเกือบจะอิ่มตัวด้วยไอน้ำ ดังนั้น อัตราการแพร่ของไอน้ำจากภายในใบออกสู่ภายนอกจึงขึ้นอยู่กับความชื้นของอากาศภายนอก ถ้าอากาศภายนอกมีความชื้นสูง อัตราการคายน้ำก็จะต่ำ ในทางตรงกันข้าม ถ้าอากาศภายนอกมีความชื้นต่ำ การคายน้ำก็จะเกิดมากขึ้น

– ลม ลมช่วยพัดพาไอน้ำที่ระเหยออกจากใบ และที่อยู่รอบๆใบ ให้พ้นจากผิวใบ เพื่อทำให้การแพร่ของไอน้ำออกจากใบมากขึ้น

-ความกดดันของบรรยากาศ ในที่ที่มีความกดดันของบรรยากาศต่ำอากาศจะเบาบางลง และมีความหนาแน่นน้อยทำให้ไอน้ำในใบแพร่ออกมาได้ง่ายกว่าขณะที่อากาศมีความกดดันของบรรยากาศสูง

ปัจจัยภายใน หมายถึง ปัจจัยอันเนื่องมาจากองค์ประกอบต่างๆของพืช ได้

– พื้นที่ใบ  พื้นที่ใบยิ่งมาก การสูญเสียน้ำก็ยิ่งมาก

– การจัดเรียงตัวของใบ ถ้าพืชหันทิศทางอยู่ในมุมที่ตรงกันข้ามกับแสง อาทิตย์ เป็นมุมแคบจะเกิดการคายน้ำน้อยกว่าใบที่อยู่ เป็นมุมกว้าง

– ขนาดและรูปร่างของใบ ใบพืชที่มีขนาดใหญ่และกว้างจะมีการคายน้ำ มากกว่าใบเล็กแคบ

– โครงสร้างภายในใบ พืชในที่แห้งแล้งจะมีการปรับตัวให้มีปากใบลึก มีชั้นผิวใบ (cuticle) หนา ทำให้การคายน้ำเกิดขึ้นน้อยกว่าพืชในที่ชุ่มชื้น หรือพืชน้ำ

– อัตราส่วนของรากต่อลำต้น ถ้าพืชมีอัตราส่วนของรากต่อลำต้นมาก การคายน้ำก็เกิดขึ้นได้มาก เพราะอัตราการดูดซึมของรากจะมีมาก

ความสำคัญของการคายน้ำ  กระบวนการคายน้ำเป็นกระบวนการสูญเสียน้ำที่พืชดูดขึ้นมาจากราก โดยน้ำ ที่พืชดูดขึ้นมานั้นจะถูกนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เพียง 1-2 % เท่านั้น นอกนั้นจะระเหยออกทางปากใบ ดังนั้นจึงมีการศึกษากันว่า กระบวนการคายน้ำที่เกิดขึ้นนี้มีประโยชน์อย่างไร ซึ่งผลจากการศึกษาในปัจจุบันนี้เชื่อกันว่า การคายน้ำมีประโยชน์ต่อพืช โดยตรง เช่น ช่วยลดอุณหภูมิใบ ช่วยควบคุมการดูดและลำเลียงเกลือแร่ เป็นต้น นอกจากนี้ยังอาจเป็นโทษกับพืชมากกว่าด้วย เพราะทำให้พืชสูญเสียน้ำโดยเปล่าประโยชน์ และถ้าพืชเสียน้ำไปมากๆ โดยเฉพาะพืชที่อยู่ในที่แห้งแล้ง พืชจะปิดปากใบเพื่อ ลดการสูญเสียน้ำซึ่งมีผลทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงหยุดชะงักลง การเจริญเติบโตของพืช ก็จะถูกกระทบกระเทือน และถ้าพืชเกิดการขาดน้ำอย่างรุนแรง พืชจะเหี่ยวเฉาและตายในที่สุด

ปัจจุบันนักพฤกษศาสตร์จึงพยายามหาวิธีการต่าง ๆ ที่จะช่วยลดอัตราการคายน้ำ

 การลดอัตราการคายน้ำ การลดอัตราการคายน้ำจะก่อให้เกิดผลดีต่อพืช เพราะจะช่วยทำให้พืชมีการใช้น้ำที่ดูดขึ้นไป อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ปัญหาการขาดน้ำจะน้อยลง แต่การลดอัตรา การคายน้ำนั้นต้องระวังไม่ให้กระทบกระเทือนต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง และอัตราการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งวิธีการนั้นอาจทำได้ โดยใช้สารเคมี หรือวัสดุบางชนิด สาร หรือวัสดุที่ใช้ลดอัตราการคายน้ำนี้ เรียก สารยับยั้งการคายน้ำ (Antitranspirant) ปัจจุบันแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ

– ชนิดที่ใช้เคลือบผิวใบ เช่น พลาสติกใส น้ำมันที่มีความหนืด เป็นต้น

-ใช้สารที่ทำให้ปากใบปิด เช่น พอลิไวนิล แวกซ์ (polyvinyl waxes) พอลิเอทิลีน (polyethylene) กรดแอบไซสิก และพินิลเมอร์คิวริก อะซิเทต (phenylmercuric acetate) เป็นต้น โดยการใช้สารเหล่านี้สเปรย์ไปที่ใบ แต่จากการศึกษาต่อมาภายหลังพบว่าสารบางตัวมีผลยับยั้งการแพร่เข้าของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์

ประโยชน์ของการคายน้ำมีดังนี้

– ช่วยลดความร้อนของใบ เพราะเมื่อใบคายน้ำ ต้องการความร้อน แฝงที่จะทำให้น้ำกลายเป็นไอน้ำ จึงดึงความร้อนจากใบไป ใบจึงมีอุณหภูมิต่ำลง

– ช่วยในการดูดน้ำและเกลือแร่ การคายน้ำเป็นต้นเหตุทำให้เกิด แรงดึงจากการคายน้ำ (Transpiration pull) แรงดึงนี้สามารถดึงน้ำและเกลือแร่จากดินเข้าสู่รากได้ดีมาก