Unit 3 Maintenance of Life

1. GENERAL BIOLOGY: 2303105 Unit 3 Maintenance of Life โดย ร.ศ. ดร.สุจินดา มาลัยวิจิตรนนท์ ทั้งหมด 11 ชั่วโมง

2. TOPICS 1. Animal nutrition (2 ชม.) (Digestive system) 2. Circulation and gas exchange (2.5 ชม.) (Circulatory and Respiratory system) 3. Controlling the internal environment (1.5 ชม.) (Homeostasis and Excretory system) 4. Chemical signal in animals (1 ชม.) (Endocrine system) 5. Nervous system (2 ชม.) 6. Sensory and motor mechanism (2 ชม.)

3. Nervous system Endocrine system immune sys tem

4. -ในการรักษาสภาวะธำรงดุล สัตว์จำเป็นที่จะต้องได้รับพลังงานและสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมภายนอก และในขณะเดียวกันก็มีการขับของเสียออกสู่ภายนอก -สัตว์ได้รับพลังงานและสารอาหารจากสิ่งแวดล้อมโดยการทำงานของระบบย่อยอาหาร (digestive system)และระบบหายใจ (respiratory system)และขับของเสียออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยระบบขับถ่าย (excretory system) -ระบบไหลเวียนเลือด (circulatory system)เป็นตัวประสานระบบต่าง ๆ เข้าด้วยกัน -ลักษณะพื้นฐานของระบบย่อยอาหาร หายใจ ขับถ่าย และไหลเวียนเลือด คือ :มีลักษณะเป็นท่อ :มีการแพร่ของสาร -การทำงานของทุกระบบถูกควบคุมโดยระบบประสาท (nervous system)และระบบต่อมไร้ท่อ (endocrine system)

5. เอกสารอ้างอิง 1. Campbell NA, Reece JB. 2002. Biology 6th ed. Benjamin Cummings, San Francisco. 2. Hopson JL, Wessells NK. 1990. Essentials of Biology. McGraw-Hill Publishing Company, New York. 3. Postlethwait JH, Hopson JL. 1995. The Nature of Life 3rd ed. McGraw-Hill Publishing Company, New York. 4. John GB. 2003. The Living World 3rd ed. McGraw-Hill Publishing Company, New York. 5. Solomon EP, Berg LR, Martin DW. Biology 6th ed. Thomson Learning, USA.

6. TOPICS 1. Animal nutrition (2 ชม.) (Digestive system) 2. Circulation and gas exchange (2.5 ชม.) (Circulatory and Respiratory system) 3. Controlling the internal environment (1.5 ชม.) (Homeostasis and Excretory system) 4. Chemical signal in animals (1 ชม.) (Endocrine system) 5. Nervous system (2 ชม.) 6. Sensory and motor mechanism (2 ชม.)

7. 1. ANIMAL NUTRIRION (DIGESTIVE SYSTEM) undernourishment: การขาดอาหาร(deficient in calories) เป็นเวลานาน overnourishment: การได้รับอาหารปริมาณมากเกินไป malnourished:การขาดสารอาหารที่จำเป็น (essential nutrients)

8. ทำไมสิ่งมีชีวิตต้องกินอาหาร?ทำไมสิ่งมีชีวิตต้องกินอาหาร? 1.เพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงาน 2.เพื่อให้ได้อินทรีย์สารสำหรับ นำมาใช้สังเคราะห์ส่วนประกอบ ต่างๆ ของร่างกาย 3.เพื่อให้ได้สารอาหารที่จำเป็น ต่างๆ ที่ร่างกายสังเคราะห์เอง ไม่ได้

9. สารอาหารที่จำเป็น(essential nutrient) สารอาหารที่จำเป็น: สารอาหารที่ร่างกายสัตว์สร้างเองไม่ได้ ต้องได้รับจากอาหาร มี 4 ชนิด คือ 1. Essential amino acidร่างกายคนเราต้องการกรดอะมิโนเพื่อใช้ในการสร้าง โปรตีนจำนวน 20 ชนิด แต่มีกรดอะมิโนจำเป็น(essential amino acid) จำนวน 8 ชนิดที่ร่างกายสร้างเองไม่ได้ คือ Tryptophan, Methionine, Valine, Threonine, Phenylalanine, Leucine, Isoleucine, Lysine (ในทารกมีตัวที่ 9 คือ Histidine)

10. 2.Essential fatty acidที่จำเป็นในสัตว์คือ กรดไขมันไม่อิ่มตัว(unsaturated fatty acid) ที่พบในคนเช่น linoleic acid 3.วิตามินร่างกายต้องการในแต่ละวันปริมาณน้อย ที่จำเป็นมีทั้งหมด 13 ตัว แบ่งเป็น 3.1 water-soluble vitaminsได้แก่ B complex, C 3.2 fat-soluble vitaminsได้แก่ A, D, E, K 4.เกลือแร่ (minerals)

11. Water-soluble vitamins

12. Fat-soluble vitamins

14. แบ่งสิ่งมีชีวิตตามการจัดหาสารอาหาร เป็น 2 พวก คือ 1. Autotroph (auto = self, trophe = nutrition) พวกที่สร้างอาหารได้เองจากสารอนินทรีย์ ได้แก่ พืชสีเขียวต่าง ๆ 2. Heterotroph (hetero = other) พวกที่สร้างอาหารเองไม่ได้ ได้แก่ สัตว์ต่าง ๆ

15. แบ่ง Heterotroph ตามลักษณะของอาหารที่กิน เป็น 3 ชนิด คือ 1. Herbivore พวกที่กินพืชเป็นอาหาร เช่น วัว, ม้า, กระต่าย 2. Carnivore พวกที่กินเนื้อเป็นอาหาร เช่น เสือ, แมว 3. Omnivore พวกที่กินทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหาร เช่น แมลงสาบ, อีกา และคน

16. ลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินพืช(herbivore)เป็นอาหารลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินพืช(herbivore)เป็นอาหาร -ฟันจะมีลักษณะกว้างและนูนเป็นสันสำหรับบดอาหาร -ลำไส้เล็กจะยาว สำหรับย่อย อาหาร (พืช)ได้ นานๆ

17. ลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินเนื้อ(carnivore)เป็นอาหารลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินเนื้อ(carnivore)เป็นอาหาร -มีฟันหน้า(incisor) และเขี้ยว(canine)ที่แหลม -ฟันจะเหมาะสำหรับแทง ฉีก และเคี้ยว อาหาร -ลำไส้เล็กจะสั้น

18. ลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินพืชและเนื้อ(omnivore)เป็นอาหารลักษณะทางเดินอาหารของพวกที่กินพืชและเนื้อ(omnivore)เป็นอาหาร -ฟันหน้าสำหรับกัด -เขี้ยวไว้สำหรับฉีก -ฟันกรามหน้า(premolar) สำหรับบด -ฟันกรามหลัง(molar) สำหรับเคี้ยว -ลำไส้เล็กจะยาวปากลาง

19. แบ่ง Heterotroph ตามวิธีการกินอาหาร เป็น 4 ชนิด คือ 1. Suspension feeder ให้อาหารชิ้นเล็กลอดเข้าสู่ทางเดินอาหาร 2. Substrate or Deposit feeder พวกที่กินที่อยู่อาศัยของตัวเองเป็นอาหาร 3. Fluid feeder ดูดกินของเหลวจากสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นอาหาร 4. Bulb feeder พวกที่กินอาหารชิ้นใหญ่

20. กระบวนการกินอาหาร (food processing) ประกอบด้วย 1. Ingestion (การกิน) การนำอาหารเข้าสู่ร่างกาย 2. Digestion (การย่อย) การทำให้อาหารที่กินเข้า ไปมีขนาดเล็กลง 2.1 Mechanical digestion -การเคี้ยว 2.2 Chemical digestion -การย่อยโดยเอนไซม์ 3. Absorption(การดูดซึม) 4. Elimination(การขับออก)

21. การย่อย(digestion)แบ่งตามวิธีการและชนิดของสัตว์ได้ดังนี้การย่อย(digestion)แบ่งตามวิธีการและชนิดของสัตว์ได้ดังนี้ 1. Intracellular digestion in simple organisms พบในปรสิต (protists) และฟองน้ำ -มีการนำอาหารเข้าสู่เซลล์ร่างกายโดยตรง -ย่อยอาหารภายในเซลล์ (intracellular digestion) -เคลื่อนย้ายสารอาหารที่ย่อยได้จาก food vacuole สู่ไซโตพลาสม -ขับกากอาหารออกทาง anal pore

22. 2. Intracellular and extracellular digestion in simple animals พบในหนอนตัวแบน(พลานาเรีย) และ cnidarians(เช่น แมงกะพรุน, ไฮดรา) -มี gastrovascular cavity ที่เป็นช่องสำหรับน้ำ, อาหาร และอากาศเข้าสู่ร่างกาย -ทางเข้าและออกของอาหารเป็นทางเดียวกัน (incomplete digestive tract) -หลังจากอาหารเข้าสู่ gastrovascular cavity จะมีการปล่อยเอนไซม์จากเซลล์ออกมาย่อย เรียกการย่อยนี้ว่าextracellular digestion -อาหารที่ย่อยแล้วยังมีขนาดใหญ่อยู่ จะถูก นำเข้าสู่เซลล์โดยวิธีphagocytosis และย่อยต่อไป

23. ขั้นตอนการย่อยแบบextracellular digestionในไฮดรา

24. 3. Extracellular digestion in complex animals พบในสัตว์ส่วนใหญ่ ตั้งแต่หนอนตัวกลมจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลัง -มีทางเปิดของปาก(mouth)และทวารหนัก(anus) แยกกันเรียก complete digestive tractหรือ alimentary canal ดูดซึมสารอาหาร -crop และกระเพาะอาหารทำหน้าที่เก็บอาหาร (บางครั้งอาจมีการย่อย) -gizzard ทำหน้าที่บดอาหาร

25. ระบบทางเดินอาหารของคนระบบทางเดินอาหารของคน ประกอบด้วย 1. ช่องปาก (oral cavity) 2. คอหอย (pharynx) 3. หลอดอาหาร (esophagus) 4. กระเพาะอาหาร (stomach) 5. ลำไส้เล็ก (small intestine) 6. ลำไส้ใหญ่ (large intestine or colon) 7. ลำไส้ตรง (rectum) 8. ทวารหนัก (anus)

26. ช่องปาก (oral cavity) -ในช่องปากมีต่อมน้ำลาย 3 คู่ -น้ำลายประกอบด้วยสารไกลโคโปรตีน ที่มีลักษณะลื่น เรียก mucin มีบทบาท ในการทำให้อาหารลื่น กลืนง่าย ป้องกันเยื่อบุช่องปากและฟันไม่ให้ผุ -ในน้ำลายมีน้ำย่อย amylase สำหรับย่อยแป้งและไกลโคเจน -ลิ้นในช่องปากทำหน้าที่คลุกเคล้าอาหารให้เป็นก้อนเรียก bolus

27. คอหอยและหลอดอาหาร(pharynx and esophagus) 3.esophageal sphincterคลายตัวอาหารเคลื่อนสู่หลอดอาหาร 1.เมื่อไม่มีอาหาร esophageal sphincterหดตัว epiglottisยกขึ้น glottisเปิด -ทางเดินหายใจเปิด -ทางเดินอาหารปิด 2.เมื่ออาหารมาถึงคอหอยจะกระตุ้นการกลืน กล่องเสียง(larynx)และ glottisยกตัวขึ้น epiglottisเคลื่อนตัวลงมาปิด -ทางเดินหายใจปิด -ทางเดินอาหารเปิด 4.กล้ามเนื้อหด-คลายตัวเป็นจังหวะ(peristalsis)ดันอาหารจากหลอดอาหาร สู่กระเพาะอาหาร

28. การย่อยอาหารในช่องปากของคนการย่อยอาหารในช่องปากของคน

29. กระเพาะอาหาร(stomach) ต่อมแกสตริก (gastric gland)ประกอบด้วยเซลล์ 3 ชนิด 1.mucous cellหลั่งเมือกป้องกันไม่ให้ เซลล์กระเพาะถูกย่อย 2.parietal cellหลั่งกรดเกลือ (HCl) 3.chief cellหลั่ง pepsinogen กรดเกลือเปลี่ยน pepsinogen เป็น pepsin acid chymeส่วนผสมของอาหารที่ กลืนลงไปกับน้ำย่อย

30. การย่อยอาหารในกระเพาะอาหารของคนการย่อยอาหารในกระเพาะอาหารของคน

31. การย่อยอาหารในกระเพาะอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้องการย่อยอาหารในกระเพาะอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้อง 4)วัวจะกลืนcudจาก(3)กลับเข้าสู่กระเพาะส่วนomasum ที่มีการดูดน้ำกลับ 1)เริ่มแรกวัวจะเคี้ยวและกลืนหญ้า ในรูปของbolus เข้าสู่rumen 2)bolusบางส่วนอาจเคลื่อนเข้าสู่reticulumทั้งrumenและreticulum มีsymbiotic prokaryotesและprotistsทำหน้าที่ย่อยเซลลูโลส และหลั่งกรดอะมิโนออกมา 3)อาหาร(cud)บางส่วนจาก(2)จะถูกนำกลับออกมาเคี้ยวใหม่ 5)cudที่มีปริมาณจุลินทรีย์มากๆ จะเคลื่อนสู่กระเพาะส่วน abomasumกระเพาะส่วนนี้มีการ หลั่งเอนไซม์ออกมาย่อยอาหาร ดังนั้นอาจถือได้ว่าส่วนนี้เป็นกระเพาะอาหารที่แท้จริง และ 3 ส่วนแรกถือเป็นส่วนขยายของหลอดอาหาร

32. ลำไส้เล็ก(small intestine) -เป็นส่วนที่มีการย่อยและดูดซึมอาหาร มากที่สุด -เป็นส่วนที่ยาวที่สุดของทางเดินอาหาร ในคน ยาว 6 ม. -ส่วนต้นของลำไส้เล็กเรียก duodenum ยาว 25ซม. ทำหน้าที่รับอาหาร(acid chyme)จากกระเพาะอาหาร และย่อยต่อโดยอาศัยน้ำย่อยจากตับอ่อน น้ำดีจากตับและถุงน้ำดี และน้ำย่อยจากลำไส้เล็กเอง

33. การย่อยโปรตีนในลำไส้เล็กของคนการย่อยโปรตีนในลำไส้เล็กของคน ในลำไส้เล็กมี peptidase enzyme 2 ชนิด 1.Endopeptidase สลายพันธะเปปไทด์ในสายโปรตีน เช่น trypsin, chymotrypsin 2.Exopeptidaseสลายพันธะเปปไทด์จากปลายด้าน นอกของสายโปรตีน เช่น carboxypeptidase, aminopeptidase (สร้างจากเซลล์ลำไส้เล็ก) -dipeptidase ย่อย dipeptide -เปปไทด์เล็กๆจะถูกย่อยต่อโดยdipeptidaseได้เป็นกรดอะมิโน

34. การย่อยไขมันในลำไส้เล็กของคนการย่อยไขมันในลำไส้เล็กของคน

35. การย่อยอาหารในลำไส้เล็กของคนการย่อยอาหารในลำไส้เล็กของคน sucrase, maltase, lactase

36. การดูดซึมอาหารในลำไส้เล็กของคนการดูดซึมอาหารในลำไส้เล็กของคน -การดูดซึมสารอาหารส่วนใหญ่เกิดที่ลำไส้เล็ก(jejunumและileum) -เกิดเล็กน้อยที่ลำไส้ใหญ่

37. ระบบน้ำเหลือง(Lymphatic system) -lymphatic systemนำของเหลวและโปรตีนกลับสู่กระแสเลือดโดยนำเข้าทางvenae cava -lymph: ของเหลวในlymphatic vessel (ภายในมี valve) -lymph node: เป็นอวัยวะทำหน้าที่กรอง lymphและทำลายเชื้อโรค ภายในประกอบด้วย connective tissue และเม็ดเลือดขาว

38. ลำไส้ใหญ่(large intestine) ลำไส้ตรง(rectum) และทวารหนัก(anus) -ลำไส้ใหญ่ทำหน้าที่ดูดน้ำและเกลือแร่ -กากอาหารในลำไส้ใหญ่เคลื่อนแบบ peristalsisและอยู่ในลำไส้ใหญ่นาน 12-24 ชม. -ลำไส้ตรงเป็นที่เก็บกากอาหาร ซึ่งอุดมด้วยจุลลินทรีย์และเซลลูโลส -ระหว่างลำไส้ตรงและทวารหนักมีหูรูด (sphincter) 2 อัน อันแรกอยู่ใต้อำนาจจิตใจ ส่วนอีกอันอยู่นอกอำนาจจิตใจ

40. แสดงความสัมพันธ์ระหว่างระบบไหลเวียนเลือดและระบบย่อยอาหารแสดงความสัมพันธ์ระหว่างระบบไหลเวียนเลือดและระบบย่อยอาหาร

41. Peptidoglycan Glycoprotein

42. Lipopolysaccharide Glycolipid