คือ การลำเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างมาก เนื่องจากเซลล์ที่มีชีวิตต้องการสารอาหารเพื่อผลิตเป็นพลังงานสำหรับใช้ในเซลล์
เซลล์จำเป็นต้องเป็นต้องอาศัยสารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อมภายนอกสำหรับการดำรงชีวิต สารที่เซลล์ต้องการ อาทิ เช่น น้ำ ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ สารอาหารและแร่ธาตุต่างๆ เป็นต้น
การเคลื่อนที่ของสารผ่านเซลล์
1.การแพร่ เป็นการเคือนที่ของดมเลกุลจากจุดที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังจุดที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า การเคลื่อนที่ลักษณะไปทุกทิศทุกทาง โดยไม่มีทิศทางแน่นอน ตัวอย่างของการแพร่ที่พบได้เสมอคือ
การแพร่ของเกลือในน้ำ การแพร่น้ำหอมในอากาศ
ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่
1.อุณหภูมิ ในขณะที่อุณหภูมิสูง โมเลกุลของสารมีพลังงานจลน์มากขึ้น ทำให้โมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนที่ได้เร็วกว่า เมื่ออุณหภูมิต่ำ การแพร่จึงเกิดขึ้นเร็ว
2.ความแตกต่างของความเข้มข้น ถ้าหากมีความเข้มข้นของสาร 2 บริเวณ แตกต่างกันมากจะทำให้การแพร่เกิดขึ้นด้วย
3.ขนาดของโมเลกุล สารขนาดโมเลกุลเล็กจะเกิดการแพร่ได้เร็วกว่าสารโมเลกุลใหญ่
4.ความเข้มข้นและชนิดของสารตัวกลาง สารตัวกลางที่มีความเข้มข้นมากจะมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของตัวกลางมาก ทำให้โมเลกุลของสารเคลื่อนที่ไปได้ยาก แต่ถ้าหากสารตัวกลางมีความเข้มข้นน้อยโมเลกุลขอวสารก็จะเคลื่อนที่ได้ดีทำให้การแพร่เกิดขึ้นเร็ว
การแพร่ของสาร
2. การออสโมซิส
2. การออสโมซิส
เป็นการเคลื่อนที่ของของเหลวผ่านเหยื่อบางๆ ซึ่งตามปกติจะหมายถึงการแพร่ของน้ำผ่านเยื้อหุ้มเซลล์ เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีคุณสมบัติในการยอมให้สารบางชนิดเท่านั้นผ่านได้ การแพร่ของน้ำจะแพร่ออกจากบริเวณที่เจือจางกว่า (มีน้ำมาก) ผ่านเยื่อเซลล์เข้าสู้บริเวณที่มีความเข้มข้นกว่า (มีน้ำน้อย) ตามปกติการแพร่ของน้ำนี้จะเกิดทั้งสองทิศทาง คือ ทั้งบริเวณเจือจาง และบริเวณเข้มข้น แต่เนื่องจากน้ำบริเวณเจือจางแพร่เข้าสู่บริเวณเข้มข้นมากกว่า จึงมักกล่าวกันสั้น ๆ ว่า ออสโมซิสเป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมากเข้าไปสู่ในบริเวณที่มีน้ำน้อยกว่าโดยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์
3. การแพร่แบบฟาซิลิเทต
การเคลื่อนที่แบบฟาซิลิเทตเป็นการเคลื่อนที่ของสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์โดยอาศัยเกาะไปกับโปรตีนที่เป็นตัวพา ที่อยู่ที่เยื่อหุ้มเซลล์โดยไม่มีการใช้พลังงานจากเซลล์ เมื่อตัวพานี้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ จึงสามารถนำสารจากด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งได้ วิธีการนี้สามารถอธิบายได้ดังนี้ การซึมผ่านของกลูโคสเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดง กลูโคสซึมผ่านเหยื่อหุ้มเซลล์ได้ยาก เนื่องจากมีโมเลกุลใหญ่และไม่ละลายในไขมัน แต่กลูโคสสามารถซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ดี เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงมีตัวพาโดยกลูโคสเกาะกับตัวพาและถูกนำพาเข้าไปภายในเม็ดเลือดแดง ความเร็วของการเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับผลต่างของความเข้มข้นของสารที่อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งสองด้าน อัตราการซึมผ่านจะสูงเมื่อความเข็มข้นของสารแตกต่างกันมาก เมื่อเพิ่มความเข็มข้นให้แตกต่างกันมาก อัตราการซึมผ่านจะมากขึ้น จนถึงจุดอิ่มตัวแล้วไม่เพิ่มขึ้น ถึงแม้ว่าจะเพิ่มความแตกต่างของความเข้มข้นให้มากขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากโปรตีนที่เป็นตัวพามีอยู่จำนวนจำกัดและได้ทำหน้าที่ขนส่งสารจนหมดทุกตัวแล้วการแพร่แบบฟาซิลิเทต นอกจากจะลำเลียงกลูโคสแล้วยังลำเลียงกรดอะมิโนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่อยุ่ในรูปของไฮโดรเจนคาร์บอนเนตไอออน ได้ด้วย
4.การเคลื่อนที่ของสารโดยกระบวนการแอกทีฟทรานสปอร์ต
4.การเคลื่อนที่ของสารโดยกระบวนการแอกทีฟทรานสปอร์ต
คือการเคลื่อนที่ของสารโดยใช้พลังงานเข้าช่วยให้เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่เท่านั้น การที่สารใดก็ตามสามารถเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้นเซลล์จากบริเวณที่มีความเข้นข้นของสารต่ำไปยังตำแหน่งที่มีความเข้มข้นของสารนั้นสูงได้ จึงจะต้องมีการใช้พลังงานจากขบวนการเมแทบอลิซึมเข้าร่วมด้วยจึงเรียกได้อีกอย่างว่า metabolically linked transport ทำให้เกิดการสะสมของสารภายในเซลล์ให้มีความเข้มข้นสูงกว่าภายนอกเซลล์ได้ การลำเลียงสารวิธีนี้ขึ้นอยู่กับสารอาหาร เช่นกลูโคส และออกซิเจน ซึ่งเป็นแหล่งผลิตพลังงาน ดังนั้นเมื่อสารกลูโคสและออกซิเจน จะทำให้การขนส่งหยุดลง
กลไกในการขนส่งสารโดยวิธีนี้ เชื่อว่า เป็นแบบอาศัยตัวนำพาที่เยื่อหุ้มเซลล์ โดยการใช้พลังงานซึ่งต่างจากการแพร่แบบฟาซิลิเทต ซึ่งไม่ต้องใช้พลังงาน การลำเลียงสารวิธีนี้ทำให้เกิดสะสมของสารในเซลล์ได้ ถึงแม้ว่า ภายในเซลล์จะมีความเข้มข้นมากกว่านอกเซลล์ ในทางตรงกันข้ามเซลล์ยังสามารถกำจัดสารบางชนิดออกนอกเซลล์ได้ถึงแม้ว่านอกเซลล์จะมีความเข้มข้นมากกว่าในเซลล์ก็ตาม
ที่มา : ชีววิทยา โครงสร้าง2 ม.4 เล่ม1 สสวท.
กลไกในการขนส่งสารโดยวิธีนี้ เชื่อว่า เป็นแบบอาศัยตัวนำพาที่เยื่อหุ้มเซลล์ โดยการใช้พลังงานซึ่งต่างจากการแพร่แบบฟาซิลิเทต ซึ่งไม่ต้องใช้พลังงาน การลำเลียงสารวิธีนี้ทำให้เกิดสะสมของสารในเซลล์ได้ ถึงแม้ว่า ภายในเซลล์จะมีความเข้มข้นมากกว่านอกเซลล์ ในทางตรงกันข้ามเซลล์ยังสามารถกำจัดสารบางชนิดออกนอกเซลล์ได้ถึงแม้ว่านอกเซลล์จะมีความเข้มข้นมากกว่าในเซลล์ก็ตาม
ที่มา : ชีววิทยา โครงสร้าง2 ม.4 เล่ม1 สสวท.
1. การแพร่ (diffusion)
หมายถึงการกระจายของอนุภาคจากสารบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารสูง ไปสู่บริเวณที่มี ความเข้มข้นของสารต่ำกว่าจนกระทั่งอยู่ในสภาพสมดุล (dynamic equilibrium) คือ มีการกระจายของอนุภาค ของสารอย่างสม่ำเสมอ
การแพร่ของสารผ่านเข้าออกเซลล์จะมี 3 แบบ คือ
1. การแพร่แบบธรรมดา (diffusion simple)
หมายถึงกระบวนการเคลื่อนที่ของอนุภาคของสารที่มีพลังงานจลน์อยู่ในตัวเอง จากบริเวณที่มี ความเข้มข้นสูง ไปยังบริเวณสารที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าจนสองบริเวณมีความเข้มข้นเท่ากัน เรียกสภาวะนี้ว่า สมดุลการแพร่(dynamic equilibrium) กระบวนการแพร่ของสารทำให้เซลล์ ได้รับสารอาหาร ออกซิเจนทำให้รากพืชได้รับแร่ธาตุและทำให้เซลล์กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ออกจากเซลล์ได้
2. การออสโมซีส (osmosis)
หมายถึงกระบวนการแพร่ของของเหลว หรือตัวทำละลายจากสารละลายที่เจือจางกว่าเข้าสู่สาร ละลายที่เข้มข้นกว่า โดยผ่านเยื่อบางๆ ที่เป็นเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane) การแพร่แบบกระบวนการออสโมซีสจะทำให้เกิดพลาสโมไลซีส (plasmoysis) คือสภาพของ เซลล์ที่เหี่ยวลง (flaccid) เนื่องจากน้ำออสโมซีสออกจากเซลล์ และทำให้เกิดพลาสโมไทซีส (plasmoptysis ) คือ สภาพของเซลล์ที่เต่งขึ้น (turgid) เนื่องจากน้ำจากภายนอกออสโมซีส เข้าไปภายในเซลล์
3. การแพร่แบบฟาซิลิเทต (facilitated diffusion)
หมายถึง กระบวนการแพร่ของสารเข้าหรือออกจากเซลล์โดยอาศัยการทำงานของตัวพา (carrier) ซึ่งเป็นสารพวกโปรตีนที่แทรกอยู่บนเยื่อหุ้มเซลล์ เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่มี ความเข้มข้นสารสูง ไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นของสารต่ำกว่าเหมือนการแพร่ธรรมดาโดย ไม่ต้องใช้พลังงาน และอัตราการแพร่จะเร็วกว่ามาก ทำให้รับสารและขับสารอย่างรวดเร็ว การ แพร่แบบฟาซิลิเทต เป็นวิธีที่เกิดกับสิ่งมีชีวิตเท่านั้น เช่น กระบวนการดูดซึมกลูโคส และฟรุตโทสเข้าสู่เซลล์ผนังลำไส้ การลำเลียงกลูโคสเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์ตับ และเซลล์กล้ามเนื้อลาย
