เอกสารประกอบการสอนportal5.udru.ac.th/ebook/pdf/upload/17x8212e529r1xrh1w1i.pdf(1)...

เอกสารประกอบการสอน

รายวชาจลชววทยาเบองตน

สขสนต ประกอบวงษ

คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยราชภฏอดรธาน

2557

(1)

ค ำน ำ

เอกสารประกอบการสอนวชาจลชววทยาเบองตนฉบบน เรยบเรยงเพอใชในการเรยนการสอนในหลกสตรวทยาศาสตรบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยชวภาพ คณะเทคโนโลย ซงเปนรายวชาเอกบงคบของหลกสตร มการเรยนในภาคบรรยาย 2 ชวโมง/สปดาห และภาคปฏบตการ 3 ชวโมง/สปดาห เอกสารประกอบการสอนนมเนอหาทงหมด 14 บท ประกอบดวยแผนการสอนประจ าบทของแตละบท เนอหา แบบทดสอบ และเรยนภาคบรรยายควบคกบภาคปฏบตการทางจลชววทยา ซงนกศกษาจะไดเรยนทงภาคทฤษฎเพอใหเขาใจหลกการ และไดลงมอปฏบต ผเรยบเรยงหวงเปนอยางยงวาเนอหาในเอกสารประกอบการสอนน จะเปนประโยชนตอผเรยนและผสนใจ ทงนเอกสารประกอบการสอนไดมการปรบปรงใหทนสมยและเรยบเรยงภาษาใหผเรยนเขาใจงายมากขน หากบทเรยนในเอกสารนมขอบกพรอง หรอยากตอการท าความเขาใจในระดบชนเรยนในชนปท 1-2 ผเรยบเรยงยนดรบฟงความคดเหนและขอเสนอแนะ เพอน าไปปรบปรงแกไขในโอกาสตอไป ขอขอบคณคณาจารยในสาขาวชาชววทยาทกทานทใหค าชแนะ และเปนก าลงใจตลอดการจดท าเอกสารน และขอขอบคณนกศกษาสาขาวชาเทคโนโลยชวภาพ คณะเทคโนโลย ทชวยตรวจสอบแกไขการสะกดค าตางๆ และเปนประโยชนตอการเรยบเรยงเอกสารน

สขสนต ประกอบวงษ

16 ตลาคม 2557

(1)

สารบญ

หนา

ค าน า…………………………………………………………………………………………. (1)

สารบญ…………………………………………………………………………………..…… (2)

สารบญรป………………………………………………………………………………….... (7)

สารบญตาราง……………………………………………………………………………….. (10)

แผนบรหารการสอนประจ ารายวชา……………………………………………………….... (11)

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 1 ……………………………………………………………. 1

บทท 1 บทน า……………………………………………………………………………………3

1.1 ความหมายของจลชววทยา………………………………………………………... 3 1.2 ประเภทของจลนทรย…………………………………………………………….. 3

1.3 บคคลส าคญทางจลชววทยาและผลงาน…………………………………………... 5

1.4 ความส าคญของจลนทรย………………………………………………………… 10

บทสรป………………………………………………………………………………. 12

แบบฝกหดทบทวน…………………………………………………………………... 13

เอกสารอางอง……………………………………………………………................... 14

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 2 …………………………………………………………… 15

บทท 2 เครองมอและวธการทางจลชววทยา………………………………………….……….. 17

2.1 กลองจลทรรศน………………………………………………………………….. 17

2.2 สวนประกอบของกลองจลทรรศน………………………………………………. 21

2.3 เทคนคการยอมสจลนทรย………………………………………………………... 26

2.4 การแยกเชอบรสทธ………………………………………………………………. 29

2.5 เทคนคปลอดเชอ…………………………………………………………………. 31

2.6 การเกบรกษาเชอบรสทธ…………………………………………………………. 31

บทสรป………………………………………………………………………………. 33

แบบฝกหดทบทวน…………………………………………………………………... 34

เอกสารอางอง………………………………………………………………………… 35

แผนบรหารการสอนประจ าบทท3 …………………………………………………………… 36

บทท 3 อาหารเลยงเชอ……………………………………………………………………….. 38

(2)

สารบญ (ตอ) หนา

3.1 สารอาหารและพลงงานของจลนทรย……………………………………………... 38

3.2 ชนดของจลนทรยแบงตามแหลงพลงงาน…………………………………………. 40

3.3 ชนดของอาหารเลยงเชอ…………………………………………….……..……… 41

3.4 การก าจดเชอใหปราศจากเชอ……………………………………………..………. 45

3.5 วธเตรยมอาหารเลยงเชอ……………………………………………….…. ………. 45

บทสรป………………………………………………………………….…….………. 47

แบบฝกหดทบทวน…………………………………………………………………… 48

เอกสารอางอง………………………………………………………………… ……… 49

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 4 ………………………………………………….…………. 50

บทท 4 การเจรญของจลนทรย ……………………………………..…………………. …….... 51

4.1 การเจรญของจลนทรย………………………..…………………………………… 52

4.2 ปจจยทเกยวของกบการเจรญของจลนทรย………………………………………... 57

4.3 การวดการเจรญของจลนทรย…………………………………………………….. 60

บทสรป………………………………………………………………………………... 64

แบบฝกหดทบทวน……………………………………………………………………. 65

เอกสารอางอง…………………………………………………………………............. 66

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 5 ………………………………………….………………… 67

บทท 5 แบคทเรย ………………………………………………………………………………. 69

5.1 ลกษณะและรปรางของแบคทเรย…………………………………………………. 70

5.2 โครงสรางของแบคทเรย…………………………………………………..………. 72

5.3 การจดจ าแนกหมวดหมของแบคทเรย……………………………….…………… 79

บทสรป………………………………………………………………………………... 82

แบบฝกหดทบทวน……………………………………………………………………. 83

เอกสารอางอง…………………………………………………………………………. 84

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 6…………………………………………………………….. 85

บทท 6 ฟงไจ…………………………………………………………………………………... 87

6.1 ลกษณะและรปรางของฟงไจ……………………………………………………… 87

6.2 การสบพนธของฟงไจ …………………………………………………….………. 88

(3)

สารบญ (ตอ)

หนา

6.3 การเจรญของฟงไจ………………………………………………………………… 90

6.4 การจดจ าแนกหมวดหมของฟงไจ…………………………………………………. 92

บทสรป………………………………………………………………………………... 95

แบบฝกหดทบทวน……………………………………………………………………. 96

เอกสารอางอง………………………………………………………………………… 97

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 7…………………………………….……………………… 98

บทท 7 ไวรส………………………………………………………………………………….. 100

7.1 ลกษณะและรปรางของไวรส…………………………………………..………… 100

7.2 โครงสรางของไวรส……………………………………………………………... 101

7.3 การสบพนธของไวรส……………………………………………………………. 104

7.4 การจดจ าแนกหมวดหมของไวรส………………………………….……………. 106

7.5 ไวรอยดและพรออน……………………………………………………………… 109

บทสรป………………………………………………………………………………. 110

แบบฝกหดทบทวน…………………………………………………………………... 111

เอกสารอางอง………………………………………………………………………… 112

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 8…………………………………………………………… 113

บทท 8 โปรโตซวและสาหราย………………………………………………………………… 115

8.1 โปรโตซว………………………………………………………………………… 115

8.2 สาหราย………………………………………………………………………….. 118

บทสรป………………………………………………………………………………. 122

แบบฝกหดทบทวน………………………………..…………………………………. 123

เอกสารอางอง………………………………………..………………………………. 124

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 9…………………………………………………………… 125

บทท 9 การควบคมจลนทรย……………………………..……………………………………. 127

9.1 ความหมายของการควบคมจลนทรย…………………………………..…………. 127

9.2 ค าศพททควรรเกยวกบการควบคมจลนทรย……………………….…………….. 127

9.3 ปจจยทมผลตอการควบคมจลนทรย……………………………………………… 128

(4)

สารบญ (ตอ)

หนา

9.4 การควบคมโดยใชวธทางกายภาพ………………………………………………… 129

9.5 การควบคมโดยใชวธการทางเคม………………………………………………….. 134

บทสรป………………………………………………………………………………... 139

แบบฝกหดทบทวน……………………………….…………………………………… 140

เอกสารอางอง……………………………………………..……………..……………. 141

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 10……………………………………..…………………….. 142

บทท 10 เมแทบอลซมของจลนทรย………………………….………………………………… 144

10.1 ประเภทของเมแทบอลซม…………….………………………………………….. 144

10.2 เอนไซม…………….……………………………………………………………. 144

10.3 การหายใจระดบเซลล…………….……………………………………………… 148

10.4 กระบวนการหมก…………….………………………………………………….. 153

10.5 การสลายไขมน…………….……………………………………………………. 154

10.6 การสลายโปรตน…………….…………………………………………………… 155

บทสรป……………………………………………………………………………….. 156

แบบฝกหดทบทวน……………………………………………..…………………….. 157

เอกสารอางอง…………………………………………………………………..……... 158

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 11…………………………………………..………………. 159

บทท 11 พนธกรรมของจลนทรย………………………………..…………………………….. 161

11.1 พนธกรรมของจลนทรย…………………………..………………………....…… 161

11.2 โครงสรางของสารพนธกรรม…………………………..………………………... 162

11.3 การถอดลกษณะทางพนธกรรมในแบคทเรย…………………………..………….. 165

11.4 การจ าลอง DNA และการถอดรหส………………………………………………. 168

11.5 การกลายพนธ…………………………..………………………………………... 170

บทสรป………………………………………………………………………............... 173

แบบฝกหดทบทวน……………………………………………………………............. 174

เอกสารอางอง…………………………………………………..……………………... 175

(5)

สารบญ (ตอ) หนา

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 12……………………………..……………………..……..... 176

บทท 12 จลชววทยาสงแวดลอม………………………………………………………………... 177

12.1 ความสมพนธของจลนทรยตอสงแวดลอม………………………………………. 178

12.2 ความสมพนธของจลนทรยตอวฎจกรของสาร…………………………………… 180

12.3 การใชจลนทรยชวดคณภาพน าทางชววทยา…………………………………….. 185

12.4 ระบบบ าบดน าเสยดวยวธชวภาพ……………………………………………….. 185

บทสรป……………………………………………………….………………………. 188

แบบฝกหดทบทวน……………………………………………..……………………... 189

เอกสารอางอง…………………………………………………….…………………… 190

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 13…………………………………………..……………….. 191

บทท 13 จลชววทยาอตสาหกรรม……………………………………………………..……….. 193

13.1 ความส าคญของจลนทรยตออตสาหกรรม………………………………. ………. 193

13.2 ผลผลตทางอตสาหกรรมจากจลนทรย………………………………….. ………. 194

13.3 กระบวนการผลตผลตภณฑจากจลนทรย……………………………………….. 195

บทสรป…………………………………………….…………………………………. 201

แบบฝกหดทบทวน………………………………………………..………………….. 202

เอกสารอางอง………………………………………………………………… ………. 203

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 14………………………………..………………………….. 204

บทท 14 จลชววทยาทางการแพทย…………………………………………………………….. 206

14.1 โรคและระบาดวทยาของโรค…………………………………………………… 206

14.2 ปจจยทท าใหเกดโรค …………………………………………………………… 209

14.3 เชอจลนทรยกอโรค……………………………………………………………… 211

14.4 การตอบสนองของภมคมกน……………………………………………………. 214

14.5 การกระตนภมคมกน……………………………………………………………. 219

บทสรป……………………………………………………………….……..……….. 221

แบบฝกหดทบทวน…………………………………………………….……………… 222

เอกสารอางอง…………………………………………………………..……………... 223

บรรณานกรม…………………………………………………………………………………… 224

(1)

สารบญรป

รปท หนา

1.1 ลกษณะการเจรญของจลนทรยกลมอารเคยชนด Thermophiles จากบรเวณน าพรอน ........... 4

1.2 Antony van Leeuwenhoek ผประดษฐกลองจลทรรศนคนแรกและผลงานทศกษา………… 5

1.3 Edward Jenner ผคนพบวคซนฝดาษ และลกษณะอาการแสดงโรคฝดาษในคน…………… 6

1.4 Alexander Flemingผคนพบสารปฏชวนะเพนนซลน…………………………………….... 8

1.5 James Watson & Francis Crickนกวทยาศาสตรผคนพบแบบจ าลองโครงสรางดเอนเอ

และไดรางวลโนเบลสาขาวทยาศาสตรการแพทยและสรรวทยา ในป ค.ศ.1962……………. 9

2.1 หลกการของกลองจลทรรศนแบบใชแสง(Light microscope)……………………………. 17

2.2 ลกษณะภาพจากกลองจลทรรศนแบบใชแสงชนดตางๆ…………………………………… 19

2.3 ลกษณะกลองจลทรรศนอเลกตรอน……………………………………………………..… 20

2.4 กลองจลทรรศนใชแสงชนดไบรทฟลด (Bright-field microscope)………………………... 21

2.5 การเคลอนทและการหกเหของแสงเมอใช Immersion oil เพอใหแสงเขาสเลนสมากขน…... 25

2.6 การยอมสแบคทเรยแบบตางๆ ขนอยกบวตถประสงคของการศกษา…………………….... 28

2.7 ลกษณะการขดเชอแบบ Cross steak และลกษณะโคโลนเดยวทแยกได…………………… 29

2.8 ขนตอนวธการเทเพลตและการกระจายเชอ………………………………………………… 30

3.1 วตามนทชวยในการเจรญของแบคทเรย……………………………………………………. 40

3.2 อาหารเลยงเชอทนยมใชในการเพาะเลยงจลนทรยในหองปฏบตการทางจลชววทยา……… 44

4.1 กราฟการเจรญของแบคทเรยในสภาวะอาหารทจ ากด……………………………..………. 53

4.2 การแบงเซลลของแบคทเรยดวยวธ Binary fission…………………………………………. 55

4.3 การแตกหนอของยสต Saccharomyces cerevicease…………………………...………...……… 56

4.4 การเจรญของเสนใยราจากปลายสาย ……………………………….……………………… 56

4.5 ลกษณะการเจรญของจลนทรยตามความตองการออกซเจน…………………………...…… 58

4.6 ลกษณะการเจรญของจลนทรยในชวงอณหภมตางๆ……………………………………….. 59

4.7 การนบจลนทรยภายใตกลองจลทรรศนโดยใช Petroff Haussercounting chamber…..…… 61

4.8 การเจอจางแบบล าดบสวน (Serial dilution) เพอเจอจางตวอยาง…………………………... 62

4.9 การนบจ านวนแบคทเรยบนเยอกรอง (Membrane filtration) ……………………………… 63

5.1 รปรางและการจดเรยงตวของเซลลแบคทเรย………………………………...…………... 71

(2)

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา

5.2 รปรางแบคทเรยทรงกลมแบบตางๆ……………………………………………………….. 71

5.3 โครงสรางและสวนประกอบของเซลลแบคทเรย……………………………………...…… 72

5.4 ลกษณะแคปซลและ Slime layer ของเซลลแบคทเรย……………………………………… 73

5.5 โครงสรางผนงเซลลแบคทเรยแกรมบวกแลละแบคทเรยแกรมลบ…………………..…….. 75

5.6 การแลกเปลยนพนธกรรมแบบคอนจเกชน(Conjugation) ของแบคทเรยทมเซลลผให และแบคทเรยผรบโดยอาศย Sex-pilli หรอ F-pilli………………………………………… 77

5.7 ลกษณะเอนโดสปอรของแบคทเรย Clostridium sp. และ Bacillus sp. ภาพถาย

จากใตกลองเฟส-คอนทรส………………………………………………………………… 79

6.1 ชนดของเสนใยรา……………………………………………………………………….…. 88

6.2 ลกษณะของเซลลและการสบพนธดวยวธแตกหนอของยสต………………………………. 89

6.3 วงจรชวตของราทมการสบพนธแบบอาศยเพศและไมอาศยเพศ………………………..…. 90

6.4 การด ารงชวตของราทพงพาอาศยอยกบสงมชวตอน…………………………………..…… 92

6.5 วงจรชวตของราใน Phylum Basidiomycetes………………………………………………. 94

7.1 รปรางของไวรสแบบตางๆ …………………………………………………………….…. 101

7.2 โครงสรางพนฐานของไวรส……………………………………………………………….. 102

7.3 ตวอยางรปรางและโครงสรางของไวรส……………………………………………………. 104

7.4 ขนตอนการเพมจ านวนของไวรสในเซลลโฮสต…………………..………………………. 105

8.1 ลกษณะรปรางของโปรโตซวและสาหรายบางชนด…………………………......………… 119

9.1 หลกการท างานและทศทางของแรงดนไอของเครอง Autoclave…………………….……... 130

9.2 การกรองจลนทรยในตวอยางเหลวดวย Vacuum pump…………………...……………….. 132

9.3 ชวงความยาวคลนของรงสทมผลตอเซลลจลนทรย…………………………………..…….. 133

9.4 การทดสอบประสทธภาพของยาปฏชวนะในการท าลายเชอ………………………………. 137

10.1 การลดพลงงานกระตนในการเกดปฏกรยาทถกกระตนดวยเอนไซม……………………... 145

10.2 ปฏกรยา Feedback inhibition ในระหวางการควบคมการท างานของเอนไซม……………. 147

10.3 โครงสรางของไมโทคอนเดรยออรแกเนลทมการถายทอดอเลกตรอน……………………. 149

10.4 ปฏกรยาในวฎจกรเครปส (Kreb ’s cycle) ของการหายใจระดบเซลล……………………. 150

(3)

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา

10.5 ปฏกรยาการถายทอดอเลกตรอนในมโทคอนเดรยของการหายใจระดบเซลล……………..152

11.1 ลกษณะโครโมโซมโปรคารโอตและโครโมโซมยคารโอต……………………………….. 162

11.2 สวนประกอบพนฐานของนวคลโอไทดของ DNA และ RNA……………………………..163

11.3 ลกษณะการจบกนของเบส DNA ทเปนเบสคสม Complementary base pairing………….. 164

11.4 ลกษณะโครโมโซมของแบคทเรยและการจ าลองตนเองของโครโมโซมแบคทเรย.............. 165

11.5 การถายทอดพนธกรรมในแบคทเรยดวยวธ Transduction โดยอาศยไวรส………………... 166

11.6 การถายทอดยนของแบคทเรยดวยวธ Conjugation ……………………………………….. 167

11.7 โครงสรางของ mRNA ทมลกษณะเปนสายเดยว………………………………………….. 169

11.8 กลไกการเกดการกลายพนธ (Mutation) ของล าดบเบส DNA แบบตางๆ ………………... 172

12.1 การอยรวมกนแบบพงพาของจลนทรยกบพช…………………………………………….. 179

12.2 วฎจกรของไนโตรเจน……………………………………………………………………. 182

12.3 วฎจกรของซลเฟอร (Sulfer)……………………………………………………………… 183

12.4 วฎจกรของคารบอน………………………………………………………………………. 184

12.5 ระบบบ าบดน าเสยแบบ Oxidation pond………………………………………………….. 187

12.6 ระบบบ าบดน าเสยแบบ Activated sludge………………………………………………… 187

13.1 ประเภทของผลผลตจากจลนทรยทผลตในอตสาหกรรม………………………………… 194

13.2 กระบวนการผลตเบยรในระบบโรงงานอตสาหกรรมโดยใชยสต………………………… 199

14.1 ภาพถายการจามเปนการแพรกระจายของเชอท าใหตดตอสคนใกลชดได………………… 208

14.2 ภาพตวอยางอาการแสดงของโรคบางชนดทเกดจากการตดเชอจลนทรย…………………. 211

14.3 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะและไมจ าเพาะ………………………… ………. 215

14.4 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะและและการสรางเซลลจดจ า…………………… 217

14.5 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะกรณทมการตดเชอซ า …………………………. 218

(1)

สารบญตาราง

ตารางท หนา 1.1 รางวลโนเบลสาขาวทยาศาสตรการแพทยและสรรวทยา ทเกยวของกบการคนพบ

ทาง จลชววทยา……………………………………………………………………………. 10

2.1 แสดงรายละเอยดของกลองจลทรรศนทมความยาวของล ากลอง 160 มลลเมตร…………… 24

3.1 วตามนทชวยในการเจรญของแบคทเรย……………………………………………………. 40

3.2 ชนดวตถดบและคณคาทางโภชนาการส าหรบอาหารเพราะเลยงจลนทรย……….……........ 42

5.1 แสดงความแตกตางระหวางProcaryotic cell และEucaryotic cell……………………. ...... 69

5.2 การยอมสแกรมและการเปลยนแปลงของผนงเซลล………………………………….…….. 74

7.1 การจดหมวดหมของไวรสกอโรคในสตว…………………………………………..……….107

9.1 อณหภมของไอน าภายใตความดนจากหมอนงความดนไอ………………………..……….. 131

9.2 ประสทธภาพของเอทานอลในการท าลายเชอจลนทรย……………………………………. 135

9.3 ประสทธภาพของสารเคมบางชนดในการท าลายแบคทเรย………………………………… 136

9.4 ยาปฏชวนะและกลไกการออกฤทธ………………………………………………………... 137

12.1 ชนดของแบคทเรยโคลฟอรมทเปนดชนในการตรวจวเคราะหคณภาพน า……………….. 188

13.1 ผลผลตจากยสตในโรงงานอตสาหกรรม…………………………………………………. 198

13.2 ผลตภณฑทางอตสาหกรรมทไดจากเชอรา……………………………………………….. 200

14.1 เปรยบเทยบขอแตกตางของ Exotoxin และ Endotoxin………………………………... 210

14.2 จลนทรยกอโรคทพบในชวตประจ าวน…………………………………………….…. 212

14.3 เชอจลนทรยและเชอกอใหเกดโรคบางชนดซงพบปนเปอนในน าทไมผานการบ าบด… 213

(1)

แผนบรหารการสอนประจ ารายวชา

รหสวชา BI05102

รายวชา จลชววทยาเบองตน 3(2-3-4)

(Fundamental Microbiology)

ค าอธบายรายวชา

ศกษาความรพนฐานทางจลชววทยา การจ าแนกประเภท สณฐานวทยา สรรวทยา การเจรญเตบโต การสบพนธ การควบคมจลนทรย ความส าคญของจลนทรยตออาหาร น า ดน อากาศ บทบาทของจลนทรยตอการอตสาหกรรม การสขาภบาล การเกษตร และการแพทย

วตถประสงคทวไป

1. เพอใหผเรยนมความรพนฐานทางจลชววทยา 2. สามารถจ าแนกประเภท รจกและเขาใจลกษณะทางสณฐานวทยา สรรวทยา การเจรญเตบโต รวมถงการสบพนธของจลนทรย

3. มความรในดานการควบคมจลนทรย

4. ทราบถงความส าคญของจลนทรยตออาหาร น า ดน อากาศ 5. ทราบถงบทบาทของจลนทรยตอการอตสาหกรรม การสขาภบาล การเกษตร และการแพทย

(2)

แผนการสอน

สปดาหท หวขอ/รายละเอยด จ านวน

ชวโมง

1 แนะน ารายวชาตามแผนการเรยน และท าความตกลงเบองตนเกยวกบการเรยนการสอน

บทท 1 บทน าเกยวกบจลนทรย

1.1 ความหมายของจลชววทยา

1.2 ประเภทของจลนทรย

1.3 บคคลส าคญทางจลชววทยาและผลงาน

1.4 ความส าคญของจลนทรย

ขอตกลงเบองตนเกยวกบการเรยนการสอนและการใชหองปฏบตการทางจลชววทยา

บทปฏบตการท 1 ขอปฏบตและการใชเครองมอทางจลชววทยา

5

2 บทท 2 เครองมอและวธการศกษาจลนทรย

2.1 กลองจลทรรศน 2.2 สวนประกอบของกลองจลทรรศน

2.3 เทคนควธการยอมสจลนทรย

2.4 การแยกเชอบรสทธ

2.5 เทคนคปลอดเชอ

2.6 การเกบรกษาเชอบรสทธ

บทปฏบตการท 2 การใชกลองจลทรรศน

5

3 บทท 3 อาหารเลยงเชอ

3.1 สารอาหารและพลงงานของจลนทรย

3.2 ชนดของจลนทรยแบงตามแหลงพลงงาน

3.3 ชนดของอาหารเลยงเชอ

3.4 การก าจดเชอใหปราศจากเชอ

3.5 วธเตรยมอาหารเลยงเชอ

บทปฏบตการท 3 อาหารเลยงเชอ

5

(3)


ชวโมง

4 บทท 4 การเจรญของจลนทรย

4.1 การเจรญของจลนทรย

4.2 ปจจยทเกยวของกบการเจรญของจลนทรย

4.3 การวดการเจรญของจลนทรย

บทปฏบตการท 4 การถายเชอแบบเทคนคปลอดเชอ

บทปฏบตการท 5 การแยกเชอบรสทธ

5

5 บทท 5 แบคทเรย

5.1 ลกษณะและรปรางของเซลลแบคทเรย

5.2 โครงสรางของแบคทเรย

5.3 การจดจ าแนกหมวดหมของแบคทเรย

บทปฏบตการท 6 การนบจ านวนแบคทเรย

5

6 ทบทวนเตรยมสอบครงท 1

บทปฏบตการท 7 การเพาะเลยงจลนทรย

5

7 บทท 6 ฟงไจ

6.1 ลกษณะและรปรางของฟงไจ

6.2 การสบพนธของฟงไจ

6.3 การเจรญของฟงไจ

6.4 การจดจ าแนกหมวดหมของฟงไจ

บทปฏบตการท 8 สณฐานวทยาของแบคทเรย

5

8 บทท 7 ไวรส

7.1 ลกษณะและรปรางไวรส

7.2 โครงสรางของไวรส

7.3 การสบพนธของไวรส

7.4 การจดจ าแนกหมวดหมของไวรส

7.5 ไวรอยดและพรออน

บทปฏบตการท 9 สณฐานวทยาของยสต

บทปฏบตการท 10สณฐานวทยาของเชอรา

5

(4)


ชวโมง

9 บทท 8 โปรโตซวและสาหราย

8.1 โปรโตซว

8.2 สาหราย

บทปฏบตการท 11 สณฐานวทยาของโปรตสตา

5

10 บทท 9 การควบคมจลนทรย

9.1 ความหมายของการควบคมจลนทรย

9.2 ค าศพททควรรเกยวกบการควบคมจลนทรย

9.3 ปจจยทมผลตอการควบคมจลนทรย

9.4 การควบคมโดยใชวธทางกายภาพ

9.5 การควบคมโดยใชวธการทางเคม

บทปฏบตการท 12 การควบคมจลนทรย

5

11 บทท 10 เมแทบอลซมของจลนทรย

10.1 ประเภทของเมแทบอลซม

10.2 เอนไซม

10.3 การหายใจระดบเซลล

10.4 กระบวนการหมก

10.5 การสลายไขมน

10.6 การสลายโปรตน

ทบทวนเตรยมทดสอบครงท 2

5

12 บทท 11 พนธกรรมของจลนทรย

11.1 พนธกรรมของจลนทรย

11.2 โครงสรางของสารพนธกรรม

11.3 การถอดลกษณะทางพนธกรรมในแบคทเรย

11.4 การจ าลอง DNA และการถอดรหส

11.5 การกลายพนธ

บทปฏบตการท 13 เมแทบอลซมของจลนทรย

5

(5)


ชวโมง

13 บทท 12 จลนทรยสงแวดลอม

12.1 ความสมพนธของจลนทรยตอสงแวดลอม

12.2 ความสมพนธของจลนทรยตอวฎจกรของสาร

12.3 การใชจลนทรยชวดคณภาพน าทางชววทยา

12.4 ระบบบ าบดน าเสยดวยวธชวภาพ

บทปฏบตการท 14 จลนทรยสงแวดลอม

5

14 บทท 13 จลชววทยาอตสาหกรรม

13.1 ความส าคญของจลนทรยตออตสาหกรรม

13.2 ผลผลตทางอตสาหกรรมจากจลนทรย

13.3 กระบวนการผลตผลตภณฑจากจลนทรย

บทปฏบตการท 15 จลชววทยาอตสาหกรรม

5

15 บทท 14 จลชววทยาทางการแพทยและภมคมกน

14.1 โรคและระบาดวทยาของโรค

14.2 ปจจยทท าใหเกดโรค

14.3 เชอจลนทรยกอโรค

14.4 การตอบสนองของภมคมกน

14.5 การกระตนภมคมกน

บทปฏบตการท 16 การศกษาปฏกรยาทางเซรมวทยา

5

16 ทบทวนเตรยมสอบปลายภาค 5

วธการสอนและกจกรรม

1. สอนภาคบรรยาย 2 ชวโมง/สปดาห สอนภาคปฏบตการ 3 ชวโมง/สปดาห

2. ศกษาเอกสารประกอบการสอนจลชววทยาเบองตน

3. ศกษาภาพเลอน (Slide) ประกอบกบเอกสารประกอบการสอน

4. การสบคน และการน าเสนอผลงานเชงอภปราย

5. แบงกลมผเรยน ศกษาภาคปฏบตการ รายงานผลปฏบตการ อภปรายและตอบค าถาม

6. มอบหมายแบบฝกหดทายบท วเคราะหอภปรายในชนเรยน

7. ผสอนสรปเนอหาเพมเตม

(6)

สอการเรยนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวชาจลชววทยาเบองตน

2. บทปฏบตการวชาจลชววทยาเบองตน

3. รปเลอน (Slide)

4. ตวอยางจลนทรย เครองมออปกรณทางจลชววทยาในหองปฏบตการ

การวดผลการเรยน

1. คะแนนระหวางภาค 70 คะแนน

1.1 การสอบประเมนความรภาคบรรยาย 2 ครง 30 คะแนน

1.2 การสอบประเมนความรภาคปฏบตการ 2 ครง 10 คะแนน

1.3 รายงานผลการปฏบตการ 10 คะแนน

1.4 รายงานการศกษาคนควางานทมอบหมาย 10 คะแนน

1.5 การแตงกาย การเขาเรยนและการมสวนรวมในชนเรยน 10 คะแนน

2. คะแนนปลายภาค 30 คะแนน

การประเมนผล

ระดบ A คะแนนระหวาง 80 -100 คะแนน

ระดบ B+ คะแนนระหวาง 75 - 79 คะแนน

ระดบ B คะแนนระหวาง 70 - 74 คะแนน

ระดบ C+ คะแนนระหวาง 65 - 69 คะแนน

ระดบ C คะแนนระหวาง 60 - 64 คะแนน

ระดบ D+ คะแนนระหวาง 55 - 59 คะแนน

ระดบ D คะแนนระหวาง 50 - 55 คะแนน

ระดบ F คะแนนต ากวา 50 คะแนน

~ 1 ~

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 1

บทท 1 บทน า

หวขอเนอหา

1.1 ความหมายของจลชววทยา


1.3 บคคลส าคญทางจลชววทยาและผลงาน


วตถประสงคเชงพฤตกรรม

หลงจากศกษาบทเรยนนแลว นกศกษาควรมความรความสามารถ ดงน

1. อธบายความหมายของจลชววทยาได

2. จ าแนกประเภทของจลนทรยและอธบายลกษณะของจลนทรยกลมนนๆ ได

3. บอกชอนกวทยาศาสตรและผลงานทางจลชววทยาได 4. อธบายความส าคญของจลนทรยได

วธสอนและกจกรรมการเรยนการสอนประจ าบท

1. บรรยายเนอหาแตละหวขอ พรอมยกตวอยางประกอบ

2. ศกษาจากเอกสารประกอบการสอน

3. ผสอนสรปเนอหา

4. ฝกปฏบตการ

5. ท าแบบฝกหดเพอทบทวนบทเรยน

6. นกศกษาซกถามขอสงสย

7. ตรวจค าตอบค าถามทายบทในชนเรยน

8. ผสอนซกถามประเดนปญหาและอภปรายในชนเรยนรวมกน

~ 2 ~

สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอนวชาจลชววทยาเบองตน

2. บทปฏบตการทางจลชววทยาเบองตน

3. คอมพวเตอร พรอมเครองฉาย LCD Projector

การวดผลและการประเมนผล

1. การซกถามในชนเรยน

2. การมสวนรวมในชนเรยนและความรบผดชอบตองานทไดรบมอบหมาย

3. แบบฝกหดทบทวนทายบทเรยน

4. การปฏบตการ การรายงานผล การตอบค าถามทายบท

~ 3 ~

บทท 1 บทน า

การเรยนในวชาจลชววทยา นกศกษาจะตองใชความรพนฐานทางชววทยาทไดเรยนมาแลวในกอนหนาน ในบทแรกจะกลาวถงความหมายของวชาจลชววทยา ประเภทของจลนทรย บคคลส าคญทางจลชววทยา และความส าคญของจลนทรย ทงนความรทางจลชววทยาทนกศกษาไดเรยนมากอนหนาน ยงไมมวชาใดลงรายละเอยดมากนก นกศกษาควรศกษาเอกสารประกอบการสอนมาลวงหนา เพอทจะสามารถเขาใจและสามารถประมวลเนอหาใหเขาใจได

1.1 ความหมายของจลชววทยา วชาจลชววทยา (Microbiology) เ ปนวชา ท ศกษา เ กยวกบ สงม ชวตขนาดเลก (Microorganism) และกจกรรมทเกยวของกบจลนทรย ศกษารปราง โครงสรางสณฐานวทยา สรระวทยา การสบพนธ เมตาบอลซม พนธศาสตร นเวศวทยาของจลนทรย จลชววทยาทางอตสาหกรรม จลชววทยาทางการแพทยและภมคมกนวทยา จลชววทยาเปนวชาทศกษาเกยวกบจลนทรยซงเปนสงมชวตขนาดเลก ซงเปนกลมทไมสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา ตองอาศยเครองมอชวยในการศกษา เชน กลองจลทรรศนแบบใชแสง หรอกลองจลทรรศนอเลกตรอน มทงชนดทมขนาดเลกมากกวา 1.0 ไมโครเมตร หรอบางชนดอยในสภาพทอนภาคกงสงมชวต จลนทรยทรจกกนทวไป เชน แบคทเรย ฟงไจ สาหราย โปรโตซว และไวรส เพอเปนความรพนฐานในการน าไปใชประโยชนในชวตประจ าวนและการประยกตใชในดานอนๆ ตอไป


ปจจบนมการจดจ าแนกสงมชวตออกเปน 3 โดเมน โดยอาศยหลกการเปรยบความแตกตางของล าดบเบสบนสายอารอารเอนเอ (rRNA) ไดแก โดเมนยแบคทเรย (Eubacteria) โดเมนอารเคย (Archaea) และโดเมนยคารเรย (Eucarya) ดงนนการกระจายตวของจลนทรยจงถกจดอยในกลมตางๆ ดงน (จ านง วสทธแพทย, 2542: 3)

1.2.1 กลมยแบคทเรย (Eubacteria)กลมน เปนแบคทเรยทแทจรง โครงสรางของเซลลเปนเซลลชนดโปรคารโอต มผนงเซลลทมสวนประกอบของชนโปรตนทเรยกวา เปปตโดไกลแคน (Peptidoglycan) แบคทเรยกลมน ไดแก แบคทเรยแกรมบวก แบคทเรยแกรมลบ ไมโคพลาสมา ไซยาโนแบคทเรย แบคทเรยสเขยว และยงรวมถงแบคทเรยชนดคลาไมเดย (Chalamydia) และรกเกต

~ 4 ~

เชย (Rickettsia) ซงเปนชนดทด ารงชวตอยในเซลลสงมชวตชนดอนเนองจากไมมเอนไซมในกระบวนการเมตาบอลซมเพอสรางพลงงานไดดวยตนเองทสมบรณ ซงถอเปนปรสตในเซลลทแทจรง (Obligate intra cellular parasite)

1.2.2 กลมอารเคย (Archaea) เปนแบคทเรยกลมทมโครงสรางของเซลลเปนโปรคารโอต แตไมมเปปตโดไกลแคนเปนสวนประกอบของผนงเซลล และลกษณะการเจรญของแบคทเรยกลมน จะสามารถเจรญไดในสภาวะทแตกตางไปจากสงมชวตทวไป เชน สามารถเจรญไดในสงแวดลอมทมอณหภมสง (Extreme thermophile) สามารถเจรญไดในสภาวะทมความเขมขนของเกลอสง (Extreme halophile) บางชนดสามารถเจรญและสามารถสรางมเทนได (Methanogen)

1.2.3 กลมยคาเรย (Eucarya) เปนสงมชวตชนสงทวไป มเซลลเปนแบบยคารโอต (Eukaryotic cell) มเยอหมนวเคลยสแยกโครงสรางของสารพนธกรรมออกจากไซโทพลาสซมและออรแกเนลอนๆ สงมชวตกลมนกลมน ไดแก พชสตวชนสง โปรโตซว สวนจลนทรยทอยในกลมยคาเรย ไดแก โปรโตซว สาหราย ราเมอก ฟงไจ เปนตน

รปท 1.1 ลกษณะการเจรญของจลนทรยกลมอารเคยชนด Thermophiles จากบรเวณน าพรอน ในภาพแบคทเรย Sulfolobus sp. สามารถเจรญและสรางสารสสมได

ทมา : Cowan et al., 1997 : 46

~ 5 ~

1.3 ประวตการศกษาทางจลนทรยและบคคลส าคญ

การศกษาจลชววทยาในอดตนน มพนฐานมาจากการเจบไขไดปวยของคนในอดต ซงนกวทยาศาสตรพยายามทจะไขปรศนาการเจบปวยของโรคตางๆ วาเกดมาจากสาเหตใด ซงนาจะเกดจากสงทไมสามารถมองเหนไดดวยตาเปลา ในป ค.ศ. 1267 โจเจอร เบคอน (Roger Bacon)

เปนคนแรกทเรมใชเลนส แตเนองจากยงมก าลงขยายต าอยมากจงไมสามารถมองเหนสงมชวตขนาดเลกได จงสนบสนนแนวคดของโรคภยไขเจบเกดจากสงมชวตทมองไมเหนในขณะนน ซงแนวคดนไดกระตนใหนกวทยาศาสตรคดประดษฐกลองจลทรรศนทมก าลงขยายสง ในป ค.ศ. 1590 แซคคาเรยส แจนสเสน (Zacharias Janssen) ชางแวนตาชาวฮอลแลนดไดใชเลนส 2 อน มาประกอบในลกษณะคลายกลองโทรทศนทมความยาวถง 6 ฟต และมก าลงขยายเพยง 10 เทา นกวทยาศาสตรคนแรกทไดรบการยอมรบวาเปนผประดษฐกลองจลทรรศนขนท าใหมองเหนจลชพตางๆ คอ แอนโทน วาน ลแวนฮอค (Antony van Leeuwenhoek) ท าใหเหนภาพแบคทเรย และเปนผไดรบการยกยองวาเปนคนแรกทไดใชเลนสซงเกดจากการฝนแกวและท ากลองจลทรรศนแบบงายๆ กลองประกอบขนดวยเลนสนน ซงมก าลงขยายถง 270 เทา และไดบนทกจลนทรย สงมชวตทมองเหน และสงตางๆ เชน หยดน าฝน เหลาองน เปนตน ดงรปท 1

(ก) Antony van Leeuwenhoek

(ข) กลองจลทรรศนเครองแรก (ค) ภาพวาดทศกษา

รปท 1.2 Antony van Leeuwenhoek ผประดษฐกลองจลทรรศนคนแรก และผลงานทศกษา

ทมา : Talaro et al., 2015 : 14

~ 6 ~

หลยส ปาสเตอร (Louis Pasteur 1822 - 1895) เปนนกวทยาศาสตรชาวฝรงเศส ทมบทบาทส าคญอยางมากเกยวกบการคนพบทางจลชววทยา ซงแมจะอยในชวงทความรทางวทยาศาสตรยงไมกาวหนานก แตหลยส ปาสเตอร เปนผทมสวนส าคญในการคนพบสงตางๆ และเปนผสรางจดเชอมระหวางวทยาศาสตรสมยเกาและวทยาศาสตรสมยใหม ผลงานการคนพบทส าคญ เชน การคนพบกระบวนการหมก (Fermentation) ซงพบวาพบวาการหมกของแบคทเรยท าใหเกดกรด เชน กรดแลคตค และกรดบวทรค สวนยสตเมอหมกแลวกจะไดแอลกอฮอล เปนตน การคนพบจลนทรยกลมทไมตองการออกซเจนในการเจรญ (Anaerobe) และจลนทรยทสามารถเจรญไดทงในทมและไมมออกซเจน (Facultative anaerobe) นอกจากนหลยส ปาสเตอร ยงคนพบการและพฒนาการท าใหปราศจากเชอดวยวธสเตอรไรส (Sterilization) และกระบวนการพาสเจอรไรส (Pasteurization) การคนพบวคซน เชน วคซนโรคพษสนขบา (Rabies vaccine) วคซนโรคแอนแธรค วคซนโรคอหวาห เปนตน ซงเปนประโยชนตอวงการแพทยในปจจบนเปนอยางมาก

เอดเวรด เจนเนอร (Edward Jenner) นายแพทยชาวองกฤษ เปนผคนพบวคซนโรคฝดาษหรอไขทรพษ ซงถอเปนวคซนชนดแรกของโลก ซงไดสงเกตเหนคนงานในฟารมโคไมมผใดปวยเปนโรคฝดาษเลย ในขณะทเกดโรคระบาดและมผปวยจ านวนมากในเมอง ดวยความทเปนผชางสงเกต Edward Jenner ไดสงเกตเหนคนเหลานนมตมฝดาษของวว สกดหนองเพอทดลองฉดใหกบคนปกต และบคคลทไดรบเชอหนองฝดาษจากววน นไมมผ ใดทปวยดวยโรคฝดาษเลย จากการศกษาครงน ถอเปนกาวหนงของการสรางความตานทาน (Immunizing) ซงในองคความรขณะนนยงไมสามารถอธบายดวยกลไกทางภมคมกนวทยา

(ก) Edward Jenner (ข) ภาพอาการคนทปวยโรคฝดาษ

รปท 1.3 Edward Jenner ผคนพบวคซนฝดาษ และลกษณะอาการแสดงโรคฝดาษในคน

ทมา : Nester et al., 1995 : 143

http://www.digitalcentury.com/ebcyclo/update/comp.html

http://www.digitalcentury.com/ebcyclo/update/comp.html

~ 7 ~

เซอร โจเซฟ ลสเตอร (Sir Joseph Lister) เปนศลยแพทยชาวสกอตแลนด ในชวงป ค.ศ.1867 มนกวทยาศาสตรในสมยนนเชอวาเนอเยอสตวและเนอเยอพชเปนสงทไมมจลนทรยปนเปอนอย แตเขาเชอวาแผลผาตดเกดการอกเสบจากการตดเชอจลนทรย จงไดพสจนโดยการใชสารฆาเชอ ซงในขณะนนใชสารฟนอล เขาไดแสดงใหเหนวาการท าความสะอาดทกสงทเกยวของกบการผาตดดวยการใชสารฆาเชอโรคเสยกอนชวยลดการอกเสบแบบนไดเกอบทงหมด และเรยกการผาตดทมการท าลายเชอเครองมอตางๆ นวา Antiseptic surgery (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 17)

นกวทยาศาสตรหลายทานทศกษาเกยวกบทฤษฎการเกดโรคในชวงครสตวรรษท 18 การคนพบทส าคญโดย Robert Koch (ค.ศ.1843 – 1910) ซงเปนผท าความกาวหนาและขยายเทคนคตางๆ ออกไปมาก เขาไดรวบรวมและพสจนใหเหนวาจลนทรยเปนสาเหตใหเกดโรคในคนและสตว ในป ค.ศ.1882 ไดพสจนวา Mycobacterium tuberculosis เปนสาเหตของวณโรค (Tuberculosis) ในป ค.ศ.1883 คนพบเชอโรคอหวาต และตอมาสามารถแยกสาร Tuberculin เปนครงแรก และพสจนอยางแนชดเปนคนแรกวาเชอบรสทธของแบคทเรยบางชนดท าใหเกดโรค และไดตงเปนสมมตฐานเกยวกบการเกดโรคทเรยกวา สมมตฐานของคอค (Koch’s postulates) โดยมหลกการทใชในการพสจนโรค มดงน 1. จะตองพบเชอโรคในบรเวณทแสดงอาการเปนโรค

2. สามารถแยกเชอเปนเชอบรสทธได

3. เมอน าเชอทแยกไดเพาะลงในพชหรอสตวปกตกจะท าใหเกดโรคชนดเดมนนได

4. สามารถแยกเชอบรสทธของโรคนนจากสตวหรอพชทดลองกลบมาไดอก

~ 8 ~

อเลกซานเดอร เฟลมมง (Alexander Fleming) เปนนกวทยาศาสตรทคนพบยาปฏชวนะชนดแรกของโลก ในป ค.ศ. 1928 เขาไดท าการศกษาแบคทเรยในงานวจย และไดสงเกตเหนกลมไมซเลยมของราทเจรญปนเปอนในเพลตอาหารเพาะเลยงแบคทเรย และเกดโซนใสรอบๆ เสนใยเชอรา จงท าการสกดสารทราสรางขนและตอมาเรยกชอวา เพนนซลน (Penicillin) การคนพนพบสารปฏชวนะโดยบงเอญของ Alexander Fleming ถอเปนประตสยคการคนควาตวยาทส าคญในล าดบถดมาและมความส าคญของวงการแพทยเปนอยางยง

(ก) ภาพถาย Alexander Fleming (ข) การเกดโซนยบย งระหวางราและแบคทเรย

รปท 1.4 Alexander Fleming ผคนพบสารปฏชวนะเพนนซลน

ทมา : Quinn et al., 1994 : 47; Talaro et al., 2007 : 12

เจมส วตสน (James Watson) นกชววทยาอเมรกน และ ฟรานซส ครก (Franscis Crick) นกฟสกสองกฤษ ไดท าการวเคราะหแบบจ าลองโครงสรางของดเอนเอ โดยอาศยผลการศกษาของนกวทยาศาสตรทผานมา ทมหาวทยาลยเคมบรดจ ประเทศองกฤษ ตพมพผลงานในวารสาร Nature

ในป ค.ศ. 1953 โดยเสนอโครงสรางของดเอนเอจนเปนทยอมรบ จนไดรบรางวลโนเบล (Nobel

Prize) ในป ค.ศ. 1962 โครง สรางของ DNA ประกอบดวยโพลนวคลโอไทด 2 สาย ทเรยงตวในทศทางตรงกนขาม(Antiparallel) โพลนวคลโอไทดแตละสายประกอบดวยหนวยยอยทเรยกวา นวคลโอไทด มาเชอมตอกนเปนสายยาว สายโพลนวคลโอไทด จะยดตดกนดวยพนธะไฮโดรเจนระหวางเบส การจบคกนของเบสระหวาง A – T (2 H-bonds), C – G (3 H-bonds) =

complementary basepairs ทง 2 สายจะเวยนขวา (right handed double strand helix) นวคลโอไทดแตละหนวยเชอมตอกน โดยพนธะฟอสโฟไดเอสเทอร ซงเกดการเชอมตอกนของหมฟอสเฟตของ

~ 9 ~

นวคลโอไทดหนงกบคารบอนต าแหนง ท 3 ของน าตาลไรโบสของอกนวคลโอไทดหนง การเรยงตวของล าดบเบสจะเรยงไปในทศทาง 5′ไปยงปลาย 3′

(ก) ภาพถาย James Watson & Francis Crick (ข) แบบจ าลองโครงสรางของดเอนเอ

รปท 1.5 James Watson & Francis Crick นกวทยาศาสตรผคนพบแบบจ าลองโครงสรางดเอนเอ

และไดรางวลโนเบลสาขาวทยาศาสตรการแพทยและสรรวทยา ในป ค.ศ.1962

ทมา : Talaro et al., 2015 : 261

~ 10 ~

การคนพบความรทางวทยาศาสตรสขภาพทเกยวกบจลชววทยา น าไปสความกาวหนาทางวทยาการอยางมาก และเปนการเปดประตสโลกแหงวทยาการสมยใหมอยางแทจรง โดยมนกวทยาศาสตรทมชอเสยงและไดรบการยอมรบจนไดรบรางวลโนเบลสาขาวทยาศาสตรการแพทยและสรรวทยา ตามทไดรวบรวมไวในตารางท 1.1

ตารางท 1.1 รางวลโนเบล สาขาวทยาศาสตรการแพทยและสรรวทยา ทเกยวของกบการคนพบทาง จลชววทยา

ป (ค.ศ.) ชอนกวทยาศาสตร การคนพบ

1901 Emil von Behring Diphtheria antitoxin

1902 Ronald oss Malaria transmission

1905 Robert Koch TB bacterium

1908 Élie Metchnikoff Phagocytes

1945 Fleming, Ernst Chain, Holwart Florey Penicillin

1952 Selman Waksman Streptomycin

1962 James Watson, Francis Crick DNA structure

1969 Max Delbrück, Alfred Hershey, Salvador Luria Viral replication

1987 Susumu Tonegawa Antibody genetics

1997 Stanley Prusiner Prions

2005 Barry Marshall, Robin Warren Helicobacter and ulcers

2008 Harald Hausen Papilloma and viruses

ทมา: Tortara et al., 2014 : 31


จลนทรยเปนสงมชวตทมอยในสงแวดลอมทวไป ซงเกยวของโดยตรงกบการด ารงชวตของพชและสตว นอกจากนจลนทรยยงมบทบาทในระบบนเวศในหลายบทบาท บางชนดเปนผผลต บางชนดเปนปรสต กอโรคใหกบสงมชวตอน รวมถงการเปนผยอยสลายในระบบของ

~ 11 ~

วฎจกรของสาร บางชนดใหประโยชนตอสงมชวตชนดอน บางชนดกอใหเกดโทษกบสงมชวตทจลนทรยไปอาศยอย ดงนนการศกษาวชาจลชววทยาจงมความส าคญ ซงผเรยนสามารถน าไปประยกตใชในชวตประจ าวน การปรบตวเพอใหมสขภาพทสมบรณ หรอเพอการประยกตใชในการประกอบอาชพได (นงลกษณ สวรรณพนจ, 2539 : 54)

1.4.1 จลนทรยเปนสวนหนงของสงแวดลอม จลนทรยสวนใหญมบทบาทเปนผยอยสลาย จลนทรยเกยวของกบการรกษาสมดลของธรรมชาต การหมนเวยนธาตตางๆ จากซากสงมชวตเพอกลบเขาสระบบของสสาร เชน แบคทเรยกลม Nitrifying bacteria สามารถตรง ไนโตรเจนใหแกพช บรเวณราก หรอแบคทเรย Salmonella sp. เปนชนดทใชซลเฟอรเปนตวรบอเลคตรอนเพอการสรางพลงงานในเซลล เปนตน จลนทรยเกยวของกบหวงโซอาหารในระบบนเวศ หลายชนดเกยวของกบวฎจกรของสสาร บางชนดสามารถสงเคราะหแสงได ทงการเปลยนปฏกรยาทางเคมมาเปนพลงงาน และการน าพลงงานแสงอาทตยจากธรรมชาตเปลยนเปนสารอนทรยใหพลงงานของสงมชวต

1.4.2 จลนทรยมประโยชนตอสงมชวตอนๆ การสรางประโยชนตอมนษยบางชนดอาจใชเปนอาหารไดโดยตรง เชน เซลลยสตใชเปนอาหารแกมนษยและอาหารสตว เหดเพอการบรโภค การใชจลนทรยในการผลตทางอตสาหกรรม เชน เบยร ไวน ขนมปง วสก นมเปรยว เปนตน หรอการใชจลนทรยในการปรงอาหารหรอหมกอาหารพนบาน เชน การผลตขนมจน ผกดอง หนอไมดอง สาโท ถวเนา เปนตน การคนพบยาเพนนซลนของ Alexander Flemming ถอเปนจดเรมตนของการคนควาตวยาจากจลนทรยมากมายหลายชนด ซงเปน ประโยชนทส าคญของจลนทรยทความสามารถในการสรางสารปฏชวนะเพอท าลายจลนทรย ซงมนษยสกดมาประยกตใชในการใชเปนยารกษาโรค ในปจจบนไดมการพฒนาทงในระดบหองปฏบตการและระดบอตสาหกรรมเพอการพฒนาเทคโนโลยพนธวศวะกรรมใหไดจลนทรยทสามารถสรางวคซนหรอยาปฏชวนะปรมาณมากและมประสทธภาพมากขน ซงเปนประโยชนทางการแพทยอยางมาก

1.4.3 ผลเสยของจลนทรยตอสงมชวต มกกลาวถงชนดของจลนทรยกอโรคและทงในพช สตว และมนษย การกอใหเกดโรคของจลนทรยอาจเกดจากแอนตเจนทพบในตวเซลลบกรกเนอเยอเพอสรางพยาธสภาพโดยตรง การสรางสารพษของจลนทรยเพอท าลายเนอเยอ หรอการตอบสนองของภมคมกนของมนษยทรนแรงน าไปสอาการเจบไขไดปวยได โรคทวไปทมกพบบอย เชน โรคไขเลอดออก เกดจากการตดเชอ Dengue virus มยงลายเปนพาหะน าเชอ โรคบาดทะยก เกดจากการตดเชอ Clostodium tetani โรคพษสนขบา เกดจากการตดเชอ Rabies virus เปนตน และจลนทรยยงเปนสาเหตของการเนาเสยของผลผลตทางการเกษตร การเกดโรคในพชเศรษฐกจ การถกท าลายโดยจลนทรยของขาวของเครองใชในครวเรอน เปนตน

~ 12 ~

บทสรป

วชาจลชววทยาเปนวชาทศกษาเกยวกบสงมชวตขนาดเลกทไมสามารถมองเหนดวยตาเปลา โดยมกหมายถงจลนทรยทมขนาดเลกกวา 1.0 มลเมตร ค าวาจลนทรยอาจไมไดหมายถงเชอโรคเสมอไป เพราะจลนทรยทกชนดไมใชเชอทกอโรคในคนและสตว หลายชนดมประโยชนตอสงแวดลอมและสงมชวตชนดอน จลนทรยมหลายประเภทจดจ าแนกตามโครงสรางของเซลลและล าดบเบสในสารพนธกรรม การศกษาคนพบทางจลชววทยาในอดตมความส าคญตอการศกษาวจยในปจจบน รวมทงมประโยชนทางดานการแพทย และการใชชวตประจ าวน เชน การประดษฐกลองจลทรรศนเครองแรกของโลก โดย Antony van Leeuwenhoek การคนพบวคซนโดย Edward

Jenner การคนพบยาปฏชวนะโดย Alexander Flamming รวมไปถงการคนพบโครงสรางของ DNA

โดย James Watson และ Francis Crick เปนตน จลนทรยมบทบาทในการเปนผยอยสลายในระบบนเวศ การหมนเวยนวฎจกรของสาร การสรางประโยชนทางอตสาหกรรม และเกดผลเสยในการกอโรคภยไขเจบ ดงน นวชาจลชววทยาจงมประโยชนในหลายๆดาน รวมถงการประยกตใชในชวตประจ าวนของผเรยนอกดวย

~ 13 ~

แบบฝกหดทบทวน

1. วชาจลชววทยาศกษาเกยวกบสงใด 2. จลนทรยมกประเภท อะไรบาง จลนทรยสวนใหญอยในกลมใด

3. จงบอกชอนกวทยาศาสตรทคนพบทางจลชววทยาตอไปน

3.1 ประดษฐกลองจลทรรศนเปนคนแรก

3.2 คนพบแบบจ าลองของโครงสราง DNA

3.3 คนพบวคซนปองกนโรคฝดาษ

3.4 คนพบวธการท าลายจลนทรยดวยวธพาสเจอรไรส (Pasturization)

3.5 คนพบยาเพนนซลน

4. ความรจากการเรยนวชาจลชววทยาสามารถน าไปใชประโยชนในชวตประจ าวนไดอยางไร

~ 14 ~

เอกสารอางอง

จ านง วสทธแพทย. (2542). จลชววทยา. มหาสารคาม : ส านกพมพ หจก.คลม ออฟฟซโปรดกซ. p. 3.

นงลกษณ สวรรณพนจ และปรชา สวรรณพนจ. (2539). จลชววทยาทวไป. กรงเทพฯ :

ส านกพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลย. p. 54.

Cowan, S.T., HoH, J.G., Liston, J., Murray, R.G.E., Niven, C.E., Ravin, A.W., and Stanier, R.Y.

(1974). Bergey’s Manual of Systemic Bacteriology. (8th ed). Baltimore : The Williams &

Wilkins Company. p. 46.

Nester, E.W., Robert, C.E. and Nester, M.T. 1995. Functional Anatomy of Prokaryotes and

Eukaryotes. In: Microbiology. (1st

ed). Wm. C. Brown Communications, Inc. p. 143.

Quinn, P.J. Carter, M.E., Markey, B.K. and Carter, G.R. (1994). Clinical Veterinary

Microbiology. (1sted). London : Wolfe Publishing, Mosby-Year Europe Limited. p. 47.

Tataro, K.P. and Chess, B. (2007). Microbiology. (9th ed). New York : McGraw-Hill Education.

p. 12.

Tataro, K.P. and Chess, B. 2015. Microbiology. (11th ed). New York : McGraw-Hill Education.

p. 31.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2014). Microbiology. 12th ed. San Francisco : Pearson

Education Inc. p. 261.

~ 15 ~


บทท 2 เครองมอและวธการทางจลชววทยา


2.1 กลองจลทรรศน 2.2 สวนประกอบของกลองจลทรรศน

2.3 เทคนคการยอมสจลนทรย


2.5 เทคนคปลอดเชอ




1. สามารถจ าแนกประเภทของกลองจลทรรศนและอธบายหลกการท างานของกลองแตละชนดได

2. สามารถระบสวนประกอบและหนาทตางๆ ของกลองจลทรรศนได

3. สามารถอธบายวธการแยกเชอบรสทธได 4. สามารถอธบายเทคนคและวธการเกยวกบเทคนคปลอดเชอได

5. สามารถอธบายวธการเกบรกษาเชอจลนทรยได





4. ศกษาภาคปฏบตการ




~ 16 ~






1. ประเมนจากการซกถามในชนเรยน

2. ประเมนจากการมสวนรวมในชนเรยนและความรบผดชอบตองานทไดรบมอบหมาย

3. ประเมนจากแบบฝกหดทบทวนทายบทเรยน

4. ประเมนจากภาคปฏบตการ การรายงานผล การตอบค าถามทายบท

~ 17 ~

บทท 2

เครองมอและวธการทางจลชววทยา

2.1 กลองจลทรรศน

กลองจลทรรศนเปนอปกรณทางวทยาศาสตรทมความส าคญในการศกษาจลชววทยาเปนอยางมาก เนองจากจลนทรยมขนาดเลก จ าเปนตองใชกลองจลทรรศนในการขยายภาพใหมขนาดใหญขน เพอใชในการศกษาสณฐานวทยา สรรวทยา ของจลนทรย โดยทวไปกลองจลทรรศนแบบใชแสงทใชในหองปฏบตการ มกมก าลงขยายประมาณ 100 – 1000 เทา เพอทจะสามารถมองเหนจลนทรยทมขนาดเลกประมาณ 1 ไมโครเมตรได นอกจากนจะตองมเทคนคและวธการทจะศกษาจลนทรยแตละชนดดวย เชน การยอมสอยางงาย การยอมสแกรม การยอมสเอนโดสปอรเปนตน กลองจลทรรศนมหลายชนด แตละชนดมจดมงหมายในการใชแตกตางกนไป

2.1.1 กลองจลทรรศนชนดใชแสง (Light microscope) เปนกลองจลทรรศนทใชแสงรวมกบเลนสเพอท าใหเกดภาพ แบงตามลกษณะการใชงาน ดงน

2.1.1.1 กลองจลทรรศนชนดไบรทฟลด (Bright-field microscope) หลกการของกลองจลทรรศนชนดน เมอวางวตถไวบรเวณต าแหนงหนาเลนสใกลวตถ อยระหวางจด F และ 2F

ของเลนสใกลวตถ (รปท 2.1) ท าใหเกดภาพแรกเปนภาพจรงหวกลบขนาดขยาย ภาพแรกทเกดจากเลนสใกลวตถ จะท าหนาทเปนวตถของเลนสใกลตา โดยมระยะวตถนอยกวาความยาวโฟกสของเลนสใกลตา ท าใหเกดภาพสดทายเปนภาพเสมอนขนาดขยายหวกลบเมอเทยบกบวตถจรง

ก าลงขยายขยายกลองจลทรรศนเทากบก าลงขยายเลนสใกลวตถ X ก าลงขยายเลนสใกลตา

รปท 2.1 หลกการของกลองจลทรรศนแบบใชแสง (Light microscope)

ทมา : Tortora et al., 2007 : 52

~ 18 ~

2.1.1.2 กลองจลทรรศนชนดดารคฟลด (Dark-field microscope) หลกการท างานของกลองจะเหมอนกบชนดไบรทฟลด ภายในล ากลองทแสงเคลอนทผานเลนสรวมแสง (Condenser) จะมแผนปดกนการเดนทางของแสง (Dark field plate) แผนโลหะนจะสกดล าแสงไมใหเขาเลนสวตถโดยตรง ท าใหมองเหนฉากหลง เมอแสงผานวตถทตองการศกษา แสงบางสวนจะตกกระทบวตถแลวสะทอนออกและหกเหเขาสเลนสใกลตาเพยงบางสวน สวนวตถจะเกดการสะทอนและหกเหแสงเขาสเลนส จงเกดภาพสวางในทมด กลองจลทรรศนชนดนสามารถใชศกษาเซลลจลนทรยทมชวตหรอไมมชวตโดยไมตองยอมส หรอตดฉลากดวยสารเรองแสงใดๆ มกใชในการศกษาจลนทรยแบบไมยอมส และการศกษาแบบ Hanging drop รวมถงใชในการวนจฉยโรค

2.1.1.3 กลองจลทรรศนชนดเฟส-คอนทรสต (Phase-contrast microscope) เปนกลองทใชศกษาเซลลสงมชวต อาศยหลกการ Phase contrast objective และ คอนเดนเซอรพเศษ (Annular stop) ตดเขาไปในกลองจลทรรศนแบบใชแสงธรรมดา หรอโดยการการบรรจแผนเฟส (Phase plate) ซงเปนแผนแกวโปรงใส ตดตงอยตรงระนาบโฟกสดานหลงของเลนสวตถ โดยการทแสงผานวตถหรอเซลลทมความหนาแนนตางกน หรอมดชนหกเหเพยงเลกนอย แสงจะหกเหไปมากนอยแตกตางกน จงท าใหกลองชนดนแยกรายละเอยดของลกษณะภายในของจลนทรยได ซงโครงสรางตางๆ ภายในเซลลแตกตางกนทงขนาด รปราง การเคลอนไหวของสารภายในเซลล

2.1.1.4 กลองจลทรรศนฟลออเรสเซนต (Fluorescence microscope) หลกการของกลองชนดน ตวอยางจลนทรยจะถกยอมดวยสารทมคณสมบตในการเรองแสง (Fluorochromes)

ยกตวอยางเชน Fluorescein isothiocyanate มสเขยว เมอถกกระตนดวยรงสอลตราไวโอเลท (Ultraviolet; UV) โดยอเลคตรอนของสารสจะเคลอนทภายหลงการถกกระตน ท าใหมพลงงานสงขนและปลอยพลงงานออกมาในรปของสารสตางๆ ซงสทปรากฏเหนจะขนอยกบชวงความยาวคลนแสงทถกกระตน เชน สารสเขยว มความยาวคลนประมาณ 480 นาโนเมตร เปนตน ทงนเนองจากรงส UV มผลกระทบตอดวงตาของมนษย กลองชนดนมกตดตงระบบระบบแผนกรองแสงทสกดคลนแสงในชวง UV ออก ปลอยเฉพาะคลนแสงในชวง Visible range ใหผานเลนสใกลตาเขาสนยนตาโดยไมมอนตราย กลองจลทรรศนนนยมน ามาใชในการตรวจวนจฉยโรคในหองปฏบตการในโรงพยาบาล ซงจะใชวธการตดฉลากสารสลงบนแอนตบอดทจ าเพาะตอเชอ เรยกเทคนคนวา Fluorescent antibody technique เทคนคนมความไวและความจ าเพราะตอการวนจฉยเชอสงและใชเวลาในการตรวจวนจฉยเรวขน

~ 19 ~

ภาพทเกดจากกลองจลทรรศนชนดไบรท ฟลด (Bright-field microscope) ลกษณะภาพ สามารถมองเหนโครงสรางของเซลลเปน 2

มต พนภาพสวาง และภาพเปนสปกตหรอส ธรรมชาตของตวอยาง

ภาพทเกดจากกกลองจลทรรศนชนดดารค ฟลด (Dark-field microscope) ลกษณะภาพ จะเหนพนหลงเปนสด า ตวอยางสงมชวตจะม ใส

ภาพทเกดจากลองจลทรรศนชนดเฟส-คอน ทรสต (Phase-contrast microscope) ลกษณะ ภาพ จะสามารถมองเหนโครงสรางภายใน ขนอยกบการสะทอนและการหกเหของแสงท ตกกระทบโครงสรางทมความหนาแนนตางกน แสงจะหกเหออกไปมากนอยตางกน

รปท 2.2 ลกษณะภาพจากกลองจลทรรศนแบบใชแสงชนดตางๆ

ทมา : Pommerville, 2004 : 90

~ 20 ~

2.1.2 กลองจลทรรศนอเลกตรอน (Electron microscope) กลองจลทรรศนอเลกตรอนจะใชพลงงานไฟฟาไปแตกตวใหคลนอเลกตรอน (Electron beam) เคลอนทผานสนามแมเหลก และผานตวอยางทตดฉลากดวยโลหะ การเคลอนทของอเลกตรอนท าใหเกดภาพแทนการใชแสงสวาง และใชสนามแมเหลกแทนเลนส การเคลอนทของอเลกตรอนมความยาวคลนสนกวาความยาวคลนแสงมาก ท าใหคาก าลงจ าแนก (Resolving power) มคานอยกวา ท าใหเพมก าลงขยายไดเปนหมนหรอแสนเทา การปรากฏของภาพจะถกประมวลผลโดยโปรแกรมคอมพวเตอร ลกษณะภาพจะแสดงเปนภาพขาวด าเทานน โดยทวไปกลองจลทรรศนอเลกตรอนมทงหมด 2 ชนด ไดแก กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสงผาน และกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสงกราด

2.1.2.1 กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองผาน (Transmission electron

microscope: TEM) เปนกลองจลทรรศนอเลกตรอนชนดทสองผานวตถ สามารถมองเหนโครงสรางภายในของวตถได กลองจลทรรศน TEM มเลนสเปนสนามแมเหลกไฟฟา (electromagnetic

lens) โดยแหลงผลต อเลกตอนมาจากไสทงสะเตน ทถกใหความรอนดวยกระแสไฟฟาแรงสง ล าแสงอเลกตรอนจะวงผานการปรบโฟกสจาก Electromagnetic lens กลองจลทรรศนเปนกลองทใชระบบสญญากาศ ตวอยางทศกษาจะถกเคลอบดวยโลหะหนก ซงนยมใชทองค า (Gold) ภาพทเกดขนจะอาศยการประมวลผลดวยโปรแกรมคอมพวเตอร เปนภาพชนดขาว-ด า และเปนภาพ 2 มต เทานน โดยทวไปก าลงขยายของกลองจลทรรศนแบบสองผาน จะมก าลงขยายสงถง 400,000 เทา

2.1.2.2 กลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด (Scanning electron

microscope: SEM) เปนกลองจลทรรศนอเลกตรอนชนดสองกราดหรอสองกวาดภาพภายนอกของวตถ ซงใชศกษาลกษณะภาพนอกเซลลโดยจะไมสามารถมองเหนลกษณะภายในเซลลได ภาพทปรากฎสามารถประมวลผลโดยโปรแกรมคอมพวเตอรเปนภาพ 3 มต

รปท 2.3 ลกษณะกลองจลทรรศนอเลกตรอน

ทมา : Bauman, 2007 : 144

~ 21 ~

2.2 สวนประกอบของกลองจลทรรศน

ส าหรบการปฏบตการในหองปฏบตการทวๆไป นยมใชกลองจลทรศนแบบใชแสงชนดไบรทฟลด (Bright-field microscope) มากทสด ซงในรายวชาจลชววทยาเบองตนจะขอกลาวถงสวนประกอบของกลองจลทรรศนแบบใชแสงชนดไบรทฟลด โดยแสงทใชมกมความยาวคลนประมาณ 400 – 900 นาโนเมตร (nm) เปนกลองทเหนพนสวางตดกบวตถทบแสง กลองจลทรรศนชนดน มสวนประกอบดงน (รปท 2.4)

ภาพท 2.4 กลองจลทรรศนใชแสงชนดไบรทฟลด (Bright-field microscope)

ทมา : Benson, 2002 : 4

~ 22 ~

2.2.1 เลนสตา (Occular lens หรอ Eyepieces) เปนเลนสทถกบบรรจอยภายในกระบอกดานบนของกลอง ท าหนาทขยายภาพจรงทเกดจากเลนสวตถ มก าลงขยายเปน 10X, 15X หรอ 20X

อยางใดอยางหนง โดยชนด 10X เปนชนดทนยมใชมากทสด

2.2.2 เลนสวตถ (Objective lens) เปนเลนสทท าหนาทขยายภาพจากวตถ ซงแสงจะผานวตถเขาสเลนสวตถโดยตรง ภาพทเกดขนจะเปนภาพจรงหวกลบขนาดใหญกวาเดม ปกตกลอง 1

ตว จะมจ านวน 3-5 อน ไดแก

2.2.2.1 เลนสกวาดภาพ (Scanning lens) มพนทเลนสกวางมากทสด สามารถมองเหนภาพในมมกวาง แตมก าลงขยายต าทสดเพยง 4X หรอ 5X

2.2.2.2 เลนสวตถก าลงขยายต า (Low power objective) มก าลงขยาย 10X

2.2.2.3 เลนสวตถก าลงขยายสง (High power objective) มก าลงขยาย 40X

2.2.2.4 เลนสวตถใชน ามน (Oil immersion objective) มก าลงขยาย 100X และตองใชน ามน Immersion oil หยดบนวตถบนสไลดเมอตองการใชเลนสชนดน

2.2.3 รวอลวงโนสพส (Revolving nosepiece) เปนแทนโลหะทเชอมตดกบเลนสวตถดวยเกลยวนอตอยภายใน หานกศกษาจะตองใชแทนนในการหมนเปลยนเลนสวตถ เพอเปลยนก าลงขยายของเลนส ทงนหากนกศกษาหมนทตวเลนสโดยตรง เกลยวอาจหลดและท าใหเกดความเสยหายกบเลนสได

2.2.4 แทนวางสไลด (Stage) เปนแทนสเหลยมส าหรบวางสไลด สามารกปรบใหเคลอนทไปในแนวซาย-ขวา หนา-หลง หรอขนลงได บนแทนวางสไลดจะมอปกรณพเศษทเรยกวา Mechanical stage ใชส าหรบยดสไลดตวอยางใหตดกบแทนวางสไลด และชวยเคลอนสไลดไปในแนวระนาบได

2.2.5 มานปรบแสง (Iris diaphragm) มลกษณะเปนแผนโลหะ ตดตงอยใตแทนวางสไลด ท าหนาทปรบระดบปรมาณแสงทจะเคลอนทผานวตถ ท าใหควบคมปรมาณแสงทจะตกกระทบกบวตถไดมากนอยตามทตองการ

2.2.6 เลนสรวมแสง (Condenser) มลกษณะเปนเลนสนนตดตงอยบรเวณตรงกลางใกลกบมานปรบแสง ซงท าหนาทรวมแสงใหมลกษณะเปนกรวยยอดแหลมเพอใหล าแสงจากวตถผานเขากลองไดดยงขน กลองทผลตขนมาในปจจบนสามารถปรบใหเลนสรวมแสงสามารถเคลอนขนลงได เพอปรบความเขมแสงทจะตกกระทบกบวตถ

2.2.7 ฐานกลอง (Base) ท าหนาทฐานรบน าหนกทงหมดของตวกลองจลทรรศน 2.2.8 แหลงก าเนดแสง (Illuminator) เปนแหลงก าเนดแสงสวางเพอสองวตถ ในปจจบนม

การใชหลอดไฟหลายชนดเพอการประหยดพลงงานและยดอายการใชงานของกลอง รวมถงเรอง

~ 23 ~

สขภาพของผใชกลองเปนประจ าดวย ซงอาจเปนหลอดไฟ หลอด LED หรอในอดตอาจใชกระจกอยภายใตฐานกลอง เพอชวยสะทอนแสงสวางเขาสล ากลอง ซงสามารถใชไดเฉพาะตอนกลางวน

2.2.9 แขนกลอง เปนทยดระหวางเลนสและฐานเขาดวยกน ใชส าหรบจบเพอเคลอนยายกลองจลทรรศน

2.2.10 ปมปรบภาพหยาบ (Coarse adjustment knob) เปนปมขนาดใหญทอยดานขางกลองทงสองขางใชส าหรบเลอนแทนวางสไลดเพอปรบหาระยะโฟกสของวตถ นยมใหส าหรบหาภาพโดยใชเลนสใกลวตถก าลงขยายต า

2.2.11 ปมปรบภาพละเอยด (Fine adjustment knob) เปนปมปรบภาพระยะโฟกสเพอใหไดภาพชดเจนยงขนหลงจากปรบดวยปมปรบภาพหยาบ และสามารถบงคบใหแทนวางสไลดเคลอนทขนลงอยางชาๆ สวนประกอบของกลองทนบวาส าคญของกลองจลทรรศนชนดไบรท-ฟลด ไดแก เลนสใกลตาและเลนสวตถ ก าลงขยายของเลนสจะระบไวดานขางของตวเลนสทงสองชด และก าลงขยายของภาพทมองเหน เทากบผลคณของก าลงขยายของเลนสทงสองชด ซงโดยปกตมกใชเลนสใกลวตถชดทมก าลงขยายเทากบ 10X ก าลงขยายสงสดของกลองชนดนอยระหวาง 1000X ถง 2000X

กลองจลทรรศนทดนอกจากจะมก าลงขยายทเพยงพอแลว ยงตองค านงถงคาก าลงจ าแนก (Resolving power หรอ Resolution) ซงหมายถงความสามารถของเลนสทแยกจดสองทอยในระยะใกลทสดออกจากกนได ถาสองจดทอยใกลกนกวาคา Resolution จะไมสามารถมองเหนรายละเอยดของภาพได และจะมองเหนเปนจดเดยว ดงนนคาก าลงจ าแนกยงมคานอยแสดงวายงท าใหมประสทธภาพการแยกรายละเอยดไดดมากเทานน ซงคาก าลงจ าแนกนขนอยกบความยาวคลนแสงทใช และคา Numerical aperture หรอคา NA ของเลนสซงจะเขยนระบอยขางตวเลนส คาก าลงจ าแนกสามารถค านวณไดจากสตรดงน (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 14)

d =

เมอ d คอ คาก าลงจ าแนกของกลองจลทรรศน

คอ ความยาวคลนแสงทใช

NA คอ Numerical aperture

สวน NA สามารถหาไดจากสตร NA = n sin

เมอ n คอ ดรรชนการหกเหของตวกลางระหวางเลนสวตถกบวตถ

sin คอ คา sin ของมมครงมมของแสงจากวตถไปยงเลนสวตถ

2NA

~ 24 ~

ตวอยางเชน กลองจลทรรศนใชแสงทวไปทมความยาวคลน 0.50 ไมโครเมตร (m) และ NA ของเลนสวตถมคาเทากบ 1.25 ดงนน

คาก าลงจ าแนกของกลองจลทรรศน = 0.50

= 0.2 ไมโครเมตร คาก าลงจ าแนกทค านวณไดเทากบ 0.2 ไมโครเมตร หมายความวากลองจลทรรศนทใชเลนสนสามารถแยกจดสองจดทอยใกลชดกนอยางนอยทสด 0.2 ไมโครเมตร ออกจากกนได หากวตถใดอยชดกนนอยกวานจะไมสามารถแยกรายละเอยดออกจากกนได ดงนนหากคาก าลงจ าแนกมคานอยประสทธภาพของกลองจลทรรศนจะดมากขนเทานน ซงขนอยกบคา NA ทเพมขนและใชความยาวคลนแสงลดนอยลง คา NA ทจะแสดงไวทเลนสทกอน ดงรายละเอยดในตารางท 2.1

ตารางท 2.1 แสดงรายละเอยดของกลองจลทรรศนทมความยาวของล ากลอง 160 มลลเมตร

เลนสวตถ ก าลงขยายรวมเมอเลนสใกลตาเปน 10X ก าลงขยาย ระยะโฟกส ระยะท างาน NA

10X 16.0 มม. 5.00 มม. 0.25 100 เทา

40X 4.0 มม. 0.45 มม. 0.65 400 เทา

100X 1.8 มม. 0.13 มม. 1.25 หรอ 1.30

1000 เทา

ทมา : นงลกษณ สวรรณพนจ, 2541 : 52

ในการศกษาจลนทรยทมขนาดเลกมาก เชนแบคทเรยหรอเซลลเมดเลอดจ าเปนตองใชเลนสวตถทใชน ามน (Oil immersion objective) โดยหยดน ามนลงบนวตถ เวลาใชตองใหเลนสสมผสกบน ามนบนวตถทสองดเสมอจงเหนภาพไดอยางชดเจน น ามนดงกลาวมดรรชนการหกเหแสงเทากบ 1.52 ซงเทากบแกวทท าสไลดและเลนส เหตทตองใชน ามนชนดนกบเลนสวตถใชน ามนชนดนกบเลนสวตถใชน ามนเนองจากเลนสวตถทมก าลงขยายสงๆ น น จะมเสนผานศนยกลางนอย และมความโคงมากจงมพนทรบแสงนอย ถาไมใชน ามนแสงทผานเลนสรวมแสงใตแทน เมอแสงผานสไลดและอากาศเพอเขาสเลนสวตถกหกเหออกไป แสงจงเขาสเลนสนอย ภาพทเหนจงดมดแลพรามวไมชดเจน ดงนนการแกไขปญหานจงไดมการเตมน ามนเพอลดชองวางไมใหมชองอากาศ ท าใหแสงผานวตถบนสไลดไปยงน ามนและเขาสเลนสวตถมากขน เปนผลใหภาพสวางมากขนและชด เมอเลกใชแลวตองใชกระดาษเชดเลนสเชดใหสะอาดทกครง

2x1.25

~ 25 ~

ในหองปฏบตการทวไป นยมใชกลองจลทรรศนใชแสงแบบไบรท-ฟลดมากทสด เมอไดฝกปฏบตการในเรองนแลวจะท าใหเขาใจถงทฤษฎ กลไก วธใช และขอจ ากดของกลองจลทรรศนชนดน อยางไรกตามกลองจลทรรศนเปนอปกรณทมราคาแพงมาก จงควรปฏบตตามค าแนะน าตอไปนอยางเครงครด เพอใหมอายการใชงานยนยาว หากมขอผดพลาดอาจจะท าใหเกดความเสยหายจนใชการไมได

ภาพท 2.5 การเคลอนทและการหกเหของแสงเมอใช Immersion oil เพอใหแสงเขาสเลนสมากขน

ทมา : Bauman et al., 2007 : 132

การใชกลองจลทรรศนจ าเปนตองมการฝกปฏบต เพอใหสามารถใชกลองไดอยางถกตองและมประสทธภาพ ดงนนนกศกษาควรศกษาขอมลการใชมาโดยละเอยด ทงนขอแนะน าการใชและการรกษากลองจลทรรศนเบองตน มดงน

1. กอนใชกลองจลทรรศน เชดเลนสทกอนใหสะอาดดวยกระดาษเชดเลนสเทานน

2. หามใชนวมอหรอสงอนใดแตะเลนส 3. หามถอดชนสวนออกจากกลองจลทรรศน

4. หามใช Immersion oil กบเลนสอนๆ ยกเวนเลนสใกลวตถก าลงขยาย 10X

5. หามดงสไลดออกจากแทนขณะก าลงใชเลนสวตถก าลงขยาย 10X ตองปรบก าลงขยายใหต าลงเทานน 6. ขณะทโฟกสภาพใหเลอนสไลดออกหางจากเลนสวตถเสมอเพอปองกนมใหเลนสชนกบสไลด 7. เมอใชงานใหเรมใชเลนสวตถทก าลงขยายต าเสมอ

~ 26 ~

8. ขณะใชกลองจลทรรศน ใหลมตาทงสองขางมองลงไปยงเลนสใกลตา ไมใชตาขางใดขางหนง

9. เมอใชเลนสก าลงขยายต าใหเปดมานปรบแสงเพยงเลกนอยจะชวยใหเหนภาพชดเจนมากขน แตถาใชเลนสก าลงขยายสงควรเปดมานปรบแสงใหสวางมากขน

เมอนกศกษาใชกลองจลทรรศนเสรจแลว ควรมการเกบ ดแลรกษาอยางถกวธตามขอเสนอแนะททกคนตองยดปฏบต ดงน 1. ปดสวชและถอดปลกกลองจลทรรศน แลวมวนสายไฟเขากบตวกลองใหเรยบรอย

2. ลดแทนวางสไลดลงเพอน าสไลดออก และปรบใหเลนสใกลวตถใหก าลงขยายทต าทสดอยตรงกบชองทางเดนของแสง

3. เชดน ามนออกจากเลนสดวยกระดาษเชดเลนส หามใชประดาษชนดอนๆ และหามน ากระดาษทเชดน ามนแลวไปเชดเลนสอนๆ หามใชสารไซลนเชด ยกเวนกรณทมคราบน ามนตดแหงบนเลนส แลวเชดดวยกระดาษเชดเลนสแหงและสะอาดอกครง

4. ปรบแทนวางสไลดใหหางจากเลนสวตถก าลงขยายต าพอประมาณแลวเลอน mechanical

stage เกบเขาท

5. เมอเคลอนยายกลองจลทรรศนใหใชมอขางหนงจบทแขนกลองและใชมอขางหนงชอนรองรบฐานกลอง หามถอมอเดยว หามแกวงหรอเอยง หรอหยอกลอกนระหวางเคลอนยายกลองโดยเดดขาด

6. ใชผาคลมใหเรยบรอย พรอมทงปดประตตเกบใหเรยบรอย

2.3 เทคนคการยอมสเซลลแบคทเรย เซลลจลนทรยมน า เปนองคประกอบเสยสวนใหญ เ มอถกแขวนลอยในตวกลาง (Medium) ทเปนน าเสมอนกบน าวตถสขาววางบนพนสขาว จงไมสามารถจะแยกแยะเซลลจากตวกลางได จ าเปนตองใชสยอมเซลลเพอใหเดนชดขน กอนทจะท าการยอมเซลลแบคทเรย จ าเปนตองท าการแพรเซลลลงบนสไลดอยางบางๆ เพอแยกเซลลออกเปนเซลลเดยวๆ ใหมากทสด เรยกวา การท า Smear โดยใชลป (Loop) แตะเชอแบคทเรยจากโคโลนเดยวๆ เพยงเลกนอย แลวผสมเขากบหยดน าบนสไลด ปลอยทงไวใหแหงในอากาศ แลวน าไปลนเปลวไฟ เพอเปนการตรงเซลลแบคทเรย โดยการขบน าออกจากเซลลแลวฆาเชอแบคทเรยดวย วธนเรยกวา การท า Heat

fix เซลลแบคทเรยกพรอมทจะถกยอมส

~ 27 ~

การยอมสจลนทรยในเทคนคทางจลชววทยา มว ธการยอมหลายแบบ ขนอยกบวตถประสงคของการศกษา เชน การยอมสแกรม การยอมสเอนโดสปอร การยอมสแฟลกเจลลม การยอมสจลนทรยอาศยหลกการของประจเซลล โดยผนงเซลลชนนอกรวมไปถงไซโทพลาสซมของเซลลแบคทเรย จะมประจลบ (Negatively charged) เปนผลเนองจากอทธพลของประจลบจากกรดนวคลอก (DNA) และโปรตนโมเลกล เมอเทสยอมประเภท Basic dye (ตวส, Chromophore,

เปนประจบวก) เชนส Crystal violet, Methylene blue ตวสของสยอมจะถกดงเขาเกาะผนงเซลลและ Cytoplasm การยอมสประเภทนเรยกวา Positive staining technique ในทางตรงกนขามเมอยอมสทมประจเปนลบ คอสประเภท Acidic dye เชน Nigrosin, Congored ตวสยอมจะถกผลกใหอยรอบ ๆ เซลล เนองจากท งเซลลและตวสเปนประจเดยวกน การยอมสประเภทนเรยกวา Negative staining

นอกจากนการยอมสอาจมการยอมสมากกวาหนงส เพอวตประสงคบางประการ ในการยอมสจะตองมการลางสออก เมอตองการยอมสทสอง ซงนยมใชสารละลายอนทรยลางสยอมออกจากเซลล (สารละลายอาจเปน 95% alcohol หรอ Acid alcohol) การยอมสดวยวธนเปนเทคนคการยอมสแบบ Differential staining technique เชน การยอมสแกรม (Gram ’s staining) การยอมสน สามารรถแยกแบคทเรยออกเปน 2 กลม คอแบคทเรยแกรมบวก (Gram-positive bacteria) และแบคทเรยแกรมลบ (Gram-negative bacteria) การยอมส Acid Fast เทคนคการยอมสแบบนจะเปนสวนหนงของการใชในการวนจฉยหาเชอแบคทเรยทเปนตนเหตของวณโรค (Mycobacterium

tuberculosis) ในการยอมจะมการใชกรดในการชะลางไขมนทเปนสวนประกอบของเซลลและใชความรอนในการสงเสรมใหเซลลตดสไดดยงขน การยอมสโครงสรางของแบคทเรย เชน การยอมแฟลกเจลลม การยอมแคปซล เปนตน

~ 28 ~

รปท 2.6 การยอมสแบคทเรยแบบตางๆ ขนอยกบวตถประสงคของการศกษา

ทมา : Talaro, 2015 : 71

~ 29 ~


เชอบรสทธ (Pure culture) หมายถงเชอเพยงชนดเดยวทอยในอาหารเลยงเชอ ซงมคณสมบตเหมอนกนทกประการ หากมการปนเปอน (Contamination) หรอการมเชอผสมมากกวาหนงชนด จะท าใหคณสมบตของการทดลองทตองการศกษาไดผลการทดลองทคาดเคลอนและไมตรงกบความเปนจรง ดงนนการศกษาเทคนคทางจลชววทยาจะตองมความสามารถในการแยกเชอใหบรสทธดวยเทคนคปลอดเชอดงทไดกลาวมาแลวนน เทคนคและวธการแยกเชอใหบรสทธมหลายวธ ดงน (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 42)

2.4.1 เทคนคการขดเชอ (Steak plate) เปนการขดเชอโดยการใชหวงเขยเชอ (Loop) ลนไฟจนรอนแดงและทงใหเยน จากนนแตะทเชอจลนทรยทตองการแยกใหบรสทธ โดยน ามาขดบนอาหารวนแขง ลากเปนแนว เชอจลนทรยจะเจรญตามแนวรอยขด เทคนคการขดเชอสามารถท าไดหลายแบบ ตามวตถประสงคของการศกษา 2.4.1.1 Simple steak เปนการขดเชออยางงายโดยการขดเชอเพยงแนวเดยว มกใชในกรณทตวอยางมเชอจ านวนนอยๆ หรอใชส าหรบการถายเชอลงในอาหารแขงเพอเกบรกษาเชอหรอตองการเชอจ านวนมากขนเทานน

2.4.1.2 Cross steak การขดเชอแบบตดกน นยมใชมากในหองปฏบตการ การขดเชอวธนมวตถประสงคเพอแยกเชอใหไดโคโลนเดยวๆ โดยจะท าการขดเสนบนอาหารวนแขงตามแนวประมาณ 3-4 แนว ซงทกครงทท าการขดเชอในแตละแนวตองลนไฟท Loop และรอใหเยน โดยลากเชอใหตดกน (Cross) กบแนวเชอทลากผานมาแลวเลกนอย ซงจะลากเสนจากหางไปถจนไดโคโลนเดยวๆ แยกออกมา

รปท 2.7 ลกษณะการขดเชอแบบ Cross steak และลกษณะโคโลนเดยวทแยกได


~ 30 ~

2.4.2 เทคนคการเทเพลต (Pour plate) เปนเทคนคการเทอาหารทมวนผสมทยงอนๆ โดยเตรยมใหมอณหภมโดยประมาณ 50 องศาเซลเซยส และไมแขงตวผสมลงในตวอยางทตองการศกษา โดยทวไปการเตรยมตวอยางเชอจะใชเชอปรมาณ 1 มลลลตร ปเปตลงในจานเพาะเลยงเชอ กอนเทอาหารเลยงเชอผสม และท าการหมนเพลตเพอกระจายเชอใหผสมเขากบอาหารเลยงเชอ ขอดของเทคนคน คอ สามารถแยกเชอบางชนดทเจรญโดยไมตองการ/หรอตองการออกซเจนในปรมาณนอย เนองจากเชอสามารถเจรญไดในอาหาร หลงจากทงไวใหอาหารแขงตวทอณหภมหองประมาณ 20 – 30 นาท คว าจานเพาะเลยงแลวน าไปบมทตบมเชอ สามารถน ามาค านวณหาจ านวนโคโลนในหนวย CFU/mL ได

2.4.3 เทคนคการกระจายเชอ (Spread plate) เปนเทคนคทมการกระจายเชอหรอเกลยเชอลงบนอาหารแขงทเตรยมไวแลวในจานเพาะเลยงเชอ โดยปกตแลวใชตวอยางเชอปรมาตร 0.1

มลลลตร การกระจายเชอจะใชแทงแกวรปตว L ทมการท าใหปราศจากเชอดวยการจมในแอลกอฮอลความเขมขน 95 เปอรเซนต แลวเผาไฟเพอท าลายเชอ กระจายเชอจนกระทงตวอยางกระจายทวทงอาหารในจานเพาะเลยงเชอ คว าจานเพาะเลยงแลวน าไปบมทตบมเชอ

รปท 2.8 ขนตอนวธการเทเพลตและการกระจายเชอ


~ 31 ~

2.5 เทคนคปลอดเชอ ภาวะปลอดเชอ (Asepsis) หมายถง การปฏบตเพอลดความเสยงตอการปนเปอนตอเชอทกชนด ไมวาจะเปนเชอกอโรคหรอไมกอโรคกตาม โดยเทคนคปลอดเชอจะตองปฏบตทกขนตอนของการศกษาในหองปฏบตการทางจลชววทยา ไดแก เครองมอเครองใชและสงแวดลอม ซงตองมการวางกลยทธในการควบคมการตดเชอ ลดแหลงของเชอและการแพรกระจายเชอ ตงแตเรมปฏบตการและการก าจดเชอหลงสนสดปฏบตการ การท าใหปราศจากเชอ (Sterilization) มหลายวธ เชน การใชสารเคม การกรองกรณทเปนของเหลว การเผา การอบดวยเครองอบลมราน (Hot air

oven) หรอการนงดวยหมอนงความดนไอ (Autoclave) ทอณหภม 121 องศาเซลเซยส เวลา 15 นาท และความดน 15 ปอนด/ตารางนว เทคนคปลอดเชอขนพนฐานทควรปฏบต มดงน

2.5.1 โตะปฏบตการ จะตองไมมฝ น กอนลงมอปฏบตการจะตองฉดสารฆาเชอ เชน 70%

แอลกอฮอล ทงไว 1-2 นาท เชดดวยผาสะอาดทกครง

2.5.2 ลปและเขมเขยเชอ จะตองเผาใหรอนแดง ตลอดแนวโลหะ เพอท าลายเชอกอนใชและหลงการถายเชอทกครง

2.5.3 เครองมอและอปกรณทเกยวของจะตองอยในสภาพปลอดเชอ ควรมแผนและกลยทธในการท าความสะอาดใหปราศจากเชอ 2.5.4 กรณทเชอตวอยางหกเลอะโตะปฏบตการ หรอหลอดทดลองทมเชอแตก ควรเทราดดวยน ายาฆาเชอ ทงไว 5-10 นาท ไมควรเชดดวยผาหรอกระดาษช าระทนท


การศกษาทางจลชววทยาจ าเปนจะตองมการเกบรกษาเชอ เนองดวยเหตผลทเชอมอายขย หากมการใชเชอโดยไมมการเกบรกษา เนองดวยหลายปจจย เชน เชออาจมการปนเปอนไดหากไมมการเกบรกษา ตองใชแบคทเรยทใหปฏกรยาทจ าเพาะเปนพเศษ ในการศกษาจ าเปนตองใชเชอบรสทธ ในดานอตสาหกรรม ตองการสายพนธเดม หรอแบคทเรยจ านวนมาก ส าหรบใชในการคดเลอก และดานอนกรมวธาน (Taxonomy) ตองใชแบคทเรยจ านวนมากในการศกษาเปรยบเทยบ เปนตน วธการเกบรกษาเชอมหลายวธ ดงน (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 45)

2.6.1 การถายเชอลงในอาหารเพาะเชอใหมเปนระยะ (Periodic transfer to fresh media,

sub-culture) เปนการเกบตวอยางเชอโดยการถายเชอในอาหารใหมเปนระยะเวลาสนๆ วธนเปนวธทสะดวกในการเกบเชอ อาหารเพาะเชอทใช อณหภมในการเกบรกษาและเวลาในการถายเชอ จะแตกตางกนขนกบชนดของเชอ ขอดของวธน คอ ไดเชอทใหมอยตลอดเวลา พรอมใชงานเรยนการสอนและวจยไดทนท แตมขอเสย เชน เชออาจมการปนเปอนไดงาย เชออาจมพนธกรรมท

~ 32 ~

เปลยนแปลงไปจากปกต จงไมเหมาะกบงานวจยทเกยวของกบการเปรยบเทยบล าดบสารพนธกรรม หรอเพอใชเปนเชออางองกบงานวจยอน

2.6.2 การเกบภายใตน ามน (Preservation with mineral oil) การเกบเชอวธนสามารถเกบไดนานมากกวา 3 เดอน และสามารถเกบรกษาเชอแบคทเรยไดเปนจ านวนมาก ท าไดเมอจลนทรยเตบโตบนอาหารทเหมาะสมแลว เทน าปดทบผวหนา โดยน ามนจะตองทวมผวหนาอาหารประมาณ 1-2 เซนตเมตร สามารถเกบเชอไวทอณหภม -20 ถง -80 องศาเซลเซยสได การเกบดวยวธนมขอด คอ เมอเชอทอยใตน ามนไปใชโดยการใชเขมเขยแตะเชอดงกลาวไปใสในอาหารใหม เชอทเหลออยเดมสามารถไวไดตอไป แตการเกบดวยวธนอาจมการเปลยนแปลงของเชอเกดขนไดเชนกน

3.6.3 การแชแขง (freezing) การเกบดวยวธนท าไดโดยใชเชอปรมาณ 108

-109 เซลลตอมลลลตร โดยการท าเปนสารแขวนลอยในอาหารทมสารทชวยปองกนไมใหเซลลเสยหาย ในระหวางการสรางผนกน าแขง สารเหลาน ไดแก กลเซอรอล หลงจากนนใสเชอลงในหลอดเลกๆ ปดใหสนท น าไปท าใหแขงจนถงอณหภม -150 องศาเซลเซยส แลวน าไปเกบไวในไตรเจนเหลว วธนสามารถเกบเชอไวไดนานหลายปและไมมการเปลยนแปลงของเชอแตตองใชคาใชจายสง เนองจากเครองควบคมอณหภมต ามราคาคอนขางแพง

2.6.4 การเกบโดยไลโอฟไลเซชน (Lyophilization, Freeze-drying)

การเกบโดยวธนท าไดโดย ตรวจความบรสทธของเชอทจะเกบรกษาแลวน าเลยงในอาหารเพาะเชอทเหมาะสมกบการเตบโต เพอใหไดปรมาณมาก ท าเปนสารแขวนลอยโดยเตมสารทชวยปองกนเซลลไมใหถกท าลายระหวางกระบวนการเชน กลตาเมต กลโคส ซโรส จราตน นมขาดมนเนย เปนตน หรออาจใชสวนผสมของสารเหลาน เมอไดสารแขวนลอยของเชอแลว น าไปเตมในหลอดแกวเลก (Ampoule) โดยเตมเชอลงไปหลอดละประมาณ 0.1- 0.2 มลลลตร หลงจากนนน าไปตอจากเครองกลนซงตออยกบเครองดดสญญากาศ โดยแชหลอดเชอไวในน าแขงแหง เชอทแชแขงจะแหง โดยน าทระเหยไปจะถกจบทผวของเครองกลนเปนการปองกนไมใหไอน าผานเขาไปในเครองสญญากาศเมอเชอแหงแลว น าหลอดเชอปดปลายใหสนทภายใตสญญากาศและเกบไวในทเยน

จลนทรยทเกบดวยวธนสามารถเกบไดนานกวา 30 ป ไมมการเปลยนแปลงลกษณะของเชอ พนททใชในการเกบนอยขนสงไปทอนๆไดสะดวก เมอตองการใชท าไดโดยเปดหลอด แลวเตมอาหารเหลวลงไป แลวถายเชอไปใสในอาหารเพาะเชอทเหมาะสมตอไป

~ 33 ~

บทสรป

เนองจากจลนทรยเปนสงมชวตขนาดเลกจงจ าเปนตองใชเครองมอและวธการศกษาทตางตางจากสงมชวตกลมอนๆ กลองจลทรรศนเปนเครองมอทมความจ าเปนเพอการขยายเซลลจลนทรยใหสามารถมองเหนได โดยทวไปในหองปฏบตการนยมใชกลองจลทรรศนชนดใชแสง (Light microscope) ซงเตรยมตวอยางไดงาย ราคาถก และมก าลงขยายทอยในชวงทสามารถศกษาได สวนกลองจลทรรศนอเลกตรอนถกประดษฐขนเพอใชในงานวทยาศาสตรทตองการลงรายละเอยดในระดบโครงสรางและสวนประกอบของเซลล เทคนควธการทางจลชววทยามหลายอยาง เชน การยอมสจลนทรยเพอใหเหนโครงสรางทชดเจนมากยงขน การแยกเชอใหบรสทธและเทคนคปลอดเชอ เพอใหไดเชอเพยงชนดเดยวในระบบทตองการศกษา และเปนเทคนคขนพนฐานในหองปฏบตการทางจลชววทยา ซงผศกษาตองเขาใจหลกการและฝกปฏบตไดอยางช านาญ เพอการเรยน และการศกษาวจยจะบรรลตามวตถประสงคได

~ 34 ~


1. จงบอกสวนประกอบของกลองจลทรรศนและอธบายหนาทของสวนประกอบนน

2. จงอธบายหลกการท างานของกลองจลทรรศนแบบใชแสงชนดไบรทฟลดมาใหเขาใจ

3. หลกการเดนทางของแสงจากกลองจลทรรศนชนดดารคฟลด (Dark-field microscope) ตางจากกลองชนดเฟส-คอนทรสต (Phase-contrast microscope) อยางไร

4. จงยกตวอยางขอแตกตางระหวางกลองจลทรรศนแบบใชแสงกบกลองจลทรรศนแบบอเลคตรอน

5. การยอมสแกรม ยอมเพอวตถประสงคใด

6. เทคนคปลอดเชอ คออะไร

7. เชอบรสทธ คออะไร

~ 35 ~


จ านง วสทธแพทย. (2542). จลชววทยา. มหาสารคาม : ส านกพมพ หจก.คลม ออฟฟซโปรดกซ. p. 42-45.

จ านง วสทธแพทย. (2543). ปฏบตการจลชววทยา. มหาสารคาม : อภชาตการพมพ. p. 14.



Bauman, R.W., Machunis-Masuoka, E. and Tizard, I. (2007). Microbiology. (2nd

ed). San

Francisco : Pearson Education Inc. p. 132-144.

Benson, H.J. (2002). Microbiological Application Laboratory Manual in General Microbiology.

(8thed). New York : McGraw-Hill Education. p. 4.

Pommerville, J.C. (2004). Foundations of Microbiology. In: Alcamo’s Fundamentals of Microbiology. (7

th ed). Massachusetts : Jones and Bartlett Publishers. p. 90.


p. 71.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2007). Microbiology. (9thed). San Francisco: Pearson

Education Inc. p. 174-180.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2014). Microbiology. (12thed). San Francisco: Pearson


~ 36 ~


บทท 3 อาหารเลยงเชอ




3.3 ชนดของอาหารเลยงเชอ





1. สามารถอธบายแหลงสารอาหารและพลงงานทจลนทรยตองการได

2. สามารถระบประเภทของจลนทรยตามแหลงพลงงานได

3. สามารถเตรยมอาหารเลยงเชอได

4. สามารถใชเครอง Autoclave ในการท าใหปราศจากเชอได










~ 37 ~










~ 38 ~

บทท 3

อาหารเลยงเชอ

อาหารเลยงเชอเปนสงทจ าเปนและส าคญอยางยงในการศกษาทางดานจลชววทยา เนองจากอาหารเลยงเชอเปนแหลงอาหารทจลนทรยตองการในการเจรญและเพมจ านวนตามทผศกษาตองการ อาหารเลยงเชออาจมสวนประกอบและลกษณะทางกายภาพและเคมตางกน ขนอยกบวตถประสงคของการเพาะเลยงและการน าไปใชในการศกษานนๆ


จลนทรยสวนใหญเปนสงมชวตทไมสามารถสรางอาหารเองได ในธรรมชาตจะมการปลอยเอนไซมหลายชนดออกมายอยภายนอกเซลล แลวล าเลยงเขาสเซลลดวยวธการแพร (Diffusion) หรออาจล าเลยงดวยวธแอคทฟทรานสปอรต (Active transport) ซงตองใชพลงงาน กลไกการล าเลยงของแบคทเรยจะมเอนไซมเพอรมเอส (Permease) ทอยบรเวณเยอหมเซลลชวยในการล าเลยงเขาสเซลล ทงนจลนทรยแตละชนดจะไมสามารถยอยสลายสารอาหารทกชนด หรอน าไปใชประโยชนไดทงหมด ดงนนในหองปฏบตการทางจลชววทยาจะตองมการพฒนาอาหารเลยงเชอทจลนทรยแตละชนดสามารถใชงานได ความตองการทางโภชนาการของจลนทรยในการด ารงชวตมความจ าเปนในดานตางๆ เพอการเจรญ เมแทบอลซม และการเพมจ านวน เชน แหลงพลงงาน แหลงคารบอน แหลงไนโตรเจน อเลกตรอนทจ าเปน เปนตน (นงลกษณ สวรรณพนจ,

2539 : 83)

3.1.1 แหลงพลงงาน กจกรรมหรอปฏกรยาทางเคมภายในเซลลของจลนทรยมความจ าเปนตองใชพลงงาน เชน การเคลอนท การแบงเซลล กระบวนการเมแทบอลซม เปนตน โดยแหลงพลงงานของจลนทรยอาจเกดจากปฏกรยาทางเคมเรยกจลนทรยกลมนวา Chemotrophs หรอบางกลมไดพลงงานจากแสงสวาง เรยกจลนทรยกลมนวา Phototrophs เชน แบคทเรยทสามารถสงเคราะหแสงได และมซลเฟอรเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทายท าใหเกดเปนกรดก ามะถน เปนตน 3.1.2 แหลงคารบอน จลนทรยตองการคารบอนเปนธาตอาหารหลกเนองจากคารบอนเปนสวนประกอบของสารชวโมเลกลหลายชนดในเซลล โดยทวไปจลนทรยกลมทสามารถใชสาร อนนทรยเปนแหลงคารบอน ซงไดแก กาซคารบอนไดออกไซด จะเรยกกลมนวา Autotrophs สวนจลนทรยกลมทไดรบคารบอนจากสารอาหาร เชน กรดอะมโน ไขมน คารโบไฮเดรต หรอสารอนทรยอนๆ จะเรยกกลมนวา Heterotrophs

~ 39 ~

3.1.3 แหลงอเลกตรอน อเลกตรอนมความจ าเปนตอสงมชวตทกชนด เนองจากตองถกน าไปใชในปฏกรยาตางๆในกระบวนการเมแทบอลซม จลนทรยมทงชนดทไดอเลกตรอนจากสารอนทรย (Lithotrophs) และไดอเลกตรอนจากสารอนนทรย (Organotrophs) นอกจากนอาจเกดการแตกตวของอเลกตรอนจากปฏกรยาออกซเดชนทางเคม (Chemolithotrophs และ Chemoorganotrophs ตามล าดบ ) หรอการแตกตวของอเลกตรอนจงพลงงานแสงกได (Photolithotrophs และ Photoorganotrophs ตามล าดบ)

3.1.4 แหลงไนโตรเจน ไนโตรเจนเปนสวนประกอบของสารชวโมเลกลทส าคญ เชน ดเอนเอ กรดอะมโน จลนทรยสามารถน าไนโตรเจนมาใชประโยชนไดในหลายรปแบบขนอยกบชนดของจลนทรย เชน การไดรบไนโตรเจนจากสารอนทรย ไนเตรต ไนไตรท หรอการไดรบโดยการตรงไนโตรเจนจากอากาศ เปนตน 3.1.5 แหลงธาตอนๆ ซงไดแก ออกซเจน ซลเฟอร ฟอสฟอรส เปนตน ธาตตางๆ เหลานมความจ าเปนตอกจกรรมตางๆ ภายในเซลลซงขาดไมได ออกซเจนเกยวของกบการหายใจระดบเซลลเพอสรางพลงงานในจลนทรยทตองการออกซเจนในการเจรญ ซลเฟอรเปนสวนประกอบของกรดอะมโนบางชนด เชน ซสเทอน ซสตน แบคทเรยบางชนดสรางพลงงานจากการทซลเฟอรเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทายในปฏกรยาการหายใจระดบเซลล ในขณะทฟอสฟอรสเปนสวนประกอบของหมฟอสเฟตในดเอนเอและอารเอนเอ ซงเกยวของโดยตรงกบการแบงเซลล

3.1.6 ไอออนของโลหะหนก การท างานของเอนไซมในเซลลนอกจากจะเขาจบกบซบสเตรตไดโดยตรงแลว ยงมเอนไซมบางชนดทตองอาศยไอออนของโลหะ ในการชวยเรงปฏกรยา หรอทเรยกวา โคแฟคเตอร (Cofactor) ไอออนของโลหะเหลานไดแก Mg

2+, Fe

2+, Zn

2+, Ca

2+, K

+,

CU2+

, MO6+

เปนตน

3.1.7 วตามนหรออนพนธของวตามน การท างานของเอนไซมนอกจากจะมไอออนของโลหะแลว วตามนหลายชนดยงมบทบาทเปนตวเรงปฏกรยาทางเคมในเซลล ซงเรยกวา โคเอนไซม (Coenzymes) วตามนมสวนส าคญตอจลนทรยหลายชนด หากขาดวตามนในอาหารเลยงเชออาจท าใหจลนทรยไมเจรญ หรอเพมจ านวนชากวาปกต ชนดของวตามนทมสวนชวยกระตนการเจรญของจลนทรย ดงแสดงในตารางท 3.1

~ 40 ~

ตารางท 3.1 วตามนทชวยในการเจรญของแบคทเรย

วตามน ชนดแบคทเรย

Thiamine (B1) Bacillus anthracis

Riboflavin (B2) Clostridium tetani

Niacin (Nicotinic acid) Broccoli abortus

Pyridoxine (B6) Lactobacillus spp.

Biotin Leuconostoc mesenteroides

Pantothenic acid (B5) Morganella morganii

Folic acid Leuconostoc dextranicum

Cobalamine (B12) Lactobacillus spp.

Vitamin K Bacteroides melaninogenicus

ทมา : Pelczar et al., 1986 : 166


การเจรญของจลนทรยตองอาศยกจกรรมตางๆ รวมถงปฏกรยาเมแทบอลซมภายในเซลล ซงกลไกเหลานลวนแลวแตตองการพลงงาน ทงนจลนทรยมหลายชนด บางชนดสามารถสรางพลงงานไดเองโดยใชพลงงานแสง เรยกวา Phototrophs และบางชนดสามารถสรางอาหารจากปฏกรยาออกซเดชนทางเคม ซงไดจากอาหารและสารอนทรยทน าเขาสเซลล เชน คารโบไฮเดรต ไขมน โปรตน เปนตน กลมจลนทรยนเรยกวา Chemotrophs นอกจากนยงมการแบงกลมของจลนทรยออกเปนแหลงทมาของคารบอน ซงเปนธาตอาหารหลกได ดงน

3.2.1 Photoautotrophs จลนทรยกลมนไดพลงงานจากแสงสวาง และไดแหลงคารบอนจากสารประกอบอนนทรย ในรปของกาซคารบอนไดออกไซด แบคทเรยในกลมน เชน Chrmatium

okenii ซงพลงงานแสงทไดรบถกน าไปแตกตวโมเลกลของกาซไฮโดรเจนซลไฟด โดยทไฮโรเจนถกน าไปรวมกบกาซคารบอนไดออกไซด และเปลยนเปนคารโบไฮเดรตในวฏจกรคลวลของการสงเคราะหดวยแสง 3.2.2 Photoheterotrophs จลนทรยกลมนไดพลงงานจากแสงสวาง และไดแหลงคารบอนจากสารประกอบอนทรย เชน คารโบไฮเดรต ไขมน โปรตน ตวอยางแบคทเรยในกลมน เชน

~ 41 ~

Rhodospirillum spp. ซงพลงงานแสงทไดรบถกน าไปแตกตวโมเลกลของกาซไฮโดรเจนซลไฟด โดยทไฮโรเจนถกน าไปรวมกบกาซคารบอนไดออกไซด และเปลยนเปนคารโบไฮเดรตในวฏจกรคลวลของการสงเคราะหดวยแสง 3.2.3 Chemoautotrophs จลนทรยกลมนไดรบพลงงานจากปฏกรยาออกซเดชนภายในเซลล จากการสนดาปสารอนนทรย เชน แอมโมเนย และกรดไนไตรท พลงงานทไดท าใหอเลกตรอนแยกตวและถกรวมเขากบกาซคารบอนไดออกไซด และเปลยนเปนคารโบไฮเดรตในล าดบถดไป

3.2.4 Chemoheterotrophs จลนทรยกลมนไดรบพลงงานจากปฏกรยาออกซเดชนภายในเซลล จากการสนดาปสารอนทรย เชน คารโบไฮเดรต ไขมน โปรตน พลงงานทไดท าใหอเลกตรอนของไฮโดรเจนแยกตวและถกรวมเขากบกาซคารบอนไดออกไซด และเปลยนเปนคารโบไฮเดรตในวฏจกรคลวลของการสงเคราะหดวยแสง จลนทรยสวนใหญอยในกลมน เชน ยสต รา แบคทเรย โปรโตซว เปนตน

3.3 ชนดอาหารเลยงเชอ

อาหารเลยงเชอจะมลกษณะเฉพาะของอาหารแตละชนด ขนอยกบวตถประสงคของการใชงาน แตอาหารเลยงเชอโดยทวไปควร ปราศจากเชอปนเปอนหรอปราศจากเชอจลนทรยใด และมการเกบรกษาเพอไมใหมการปนเปอนอยตลอดเวลาเพอใหไดผลการศกษาทถกตอง อาหารเลยงเชอตองมคา pH เหมาะสมกบการเจรญของแบคทเรยทตองการศกษา อาหารสวนใหญมคา pH เปนกลาง อยในชวงประมาณ 6.5-7.5 แตอยางไรกตามอาหารบางชนดอาจมสภาพเปนกรดหรอดางขนอยกบคณสมบตของจลนทรยทตองการศกษา และอาหารเพาะเลยงเชอจะตองมธาตและสารอาหารเพยงพอทจลนทรยทตองการศกษาน าไปใชในการเจรญ สวนประกอบของอาหารโดยพนฐานแลวสามารถสงซอไดตามตวแทนจ าหนายทวไป โดยอาจเปนอาหารชนดส าเรจรป หรอเปนชนดทตองชงเตรยมในแตละสวนประกอบตามสดสวนของอาหารเลยงเชอแตละชนด สวนประกอบของอาหารเลยงเชอและคณคาทางโภชนาการ ไดถกเรยบเรยงไวในตารางท 3.2

~ 42 ~

ตารางท 3.2 ชนดวตถดบและคณคาทางโภชนาการส าหรบอาหารเพราะเลยงจลนทรย

ชนดวตถดบ ลกษณะ คณคาทางโภชนาการ

Beef extract สารสกดจากเนอ สารอนทรยทสามารถละลายน าได เชน คารโบไฮเดรต สารประกอบไนโตรเจน วตามน และแรธาต

Peptone สารสกดทแยกไดจากโปรตนหลายชนด เชน เคซน เจลาตน

ไนโตรเจน วตามน คารโบไฮเดรตบางชนด

Yeast extract ผงสกดจากยสตในสภาพทเปนของเหลว กอนท าใหแหง

วตามน B ไนโตรเจน คารบอน

Agar สารสกดจากสาหรายทะเล ใชผสมในอาหารแขง เพอใหอาหารคงรป ไมไดมสารอาหารทจ าเปนตอการเจรญของจลนทรย

ทมา : Burton, 1992 : 147

โดยทวไปอาหารเพาะเลยงจลนทรยมหลายประเภทขนอยกบเกณฑในการแบง ไดแก ประเภทของอาหารเลยงเชอแบงตามลกษณะทางกายภาพ ประเภทของอาหารเลยงเชอแบงตามลกษณะทางเคม ประเภทของอาหารเลยงเชอแบงตามวตถประสงคของการใชงาน ดงรายละเอยดดงน

3.3.1 ประเภทของอาหารเลยงเชอแบงตามลกษณะทางกายภาพ ซงสามารถแบงไดเปน 3

ประเภทดงน

3.3.1.1 Solid media (Agar) หรออาหารแขง คออาหารเลยงเชอทมลกษณะผวหนาแขง โดยมการเตมวนลงไป (15 กรมตอลตรอาหาร) ในการเลยงเชอจลนทรย Solid media อาจถกเตรยมในจานเพาะเลยงเชอ (Petri dish) หรอเตรยมในหลอดอาหารซงถาเอยงอาหาร (Slant) หรออาหารไมเอยงเรยก Deep tube เพอใชเลยงจลนทรยทตองการออกซเจนในการเจรญเลกนอย 3.3.1.2 Semi-solid media หรออาหารกงแขง คอ อาหารเลยงเชอทมการเตมวนลงไปในอาหารแตมปรมาณนอยกวาอาหารแขง คอประมาณ 0.5% หรอนอยกวา 3.3.1.3 Liquid media (Broth) หรออาหารเหลว คออาหารชนดทไมไดเตมวนลงไปท าใหอาหารมลกษณะเหลว เชน Nutrient broth เปนตน

~ 43 ~

3.3.2 ประเภทของอาหารเลยงเชอแบงตามลกษณะทางเคม ซงสามารถแบงไดเปน 2

ประเภทดงน

3.3.2.1 Non-synthetic media เปนอาหารชนดทไมทราบสวนประกอบทางเคมทแนนอน เชน อาหารเลยงเชอ Peptone drextrose agar (PDA) ทมสวนผสมของมนฝรง Peptone หรออาหารอนๆ ทมสวนผสมของ Yeast extract, Meat infusion, Serum, Beef extract

3.3.2.2 Synthetic media เปนอาหารททราบสวนประกอบทางเคมของอาหารทแนนอน ทราบสวนประกอบวาสารชนดใดบาง ปรมาณเทาใด การเตรยมจะตองมปรมาณสารเดมเทากนทกครงทงสารอนทรยหรอสารอนนทรย เชน อาหารเลยงเชอมกรดอะมโนชนด A มปรมาณ 0.05 กรมตอลตร หรอมโซเดยมคลอไรดปรมาณ 0.1 กรมตอลตร เปนตน

3.3.3 ประเภทของอาหารเลยงเชอแบงตามวตถประสงคของการใชงาน สามารถแบงไดดงน (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 143)

3.3.3.1 Enriched media เปนอาหารเลยงเชอทเตมสารบางอยางลงไปเพอชวยใหแบคทเรยทเจรญยากหรอเจรญชาสามารถเจรญไดเรวขน เชน เตมเลอด หรอวตามนลงไปในอาหารเลยงเชอชวยในการเจรญจลนทรย

3.3.3.2 Enrichment media เปนอาหารเลยงเชอทมการเตมสารบางอยางลงไปเพอกระตนใหแบคทเรยทตองการ เจรญไดรวดเรวกวาแบคทเรยทไมตองการ เชน การเตม Blood serum

วตามน หรอสารสกดทไดจากการเยอเยอสตวลงไปใน Nutrient broth และ Nutrient agar เพอใหจลนทรยพวกกอโรคเจรญไดดขน

3.3.3.3 Selective media เปนอาหารเลยงเชอทเตมสารบางอยางลงไปเพอไปยบย งไมใหจลนทรยทไมตองการเจรญ เชน สาร Crystal violet ทเตมลงไปในอาหาร Baird Parker มฤทธยบย งการเจรญของแบคทเรยแกรมบวก หรอ Bile salt ทเตมลงไปในอาหารอาหาร MacConkey

agar เพอยบย งแบคทเรยแกรมบวก โดยไมมผลตอแบคทเรยแกรมลบ

3.3.3.4 Differential media เปนอาหารเลยงเชอทเตมสารเคมเฉพาะทท าใหเกดเปนลกษณะโคโลนของแบคทเรยและการเปลยนแปลงของอาหารเลยงเชอลกษณะตางๆ กน ตามคณสมบตของแบคทเรยแตละชนด เชน เลอดทมการผสมลงไปใน Blood agar แบคทเรยบางชนดสามารถยอยสลายเมดเลอดแดงไดอยางสมบรณ แตแบคทเรยบางชนดอาจไมสามารถยอยสลายได ซงสงเกตไดจาก Clear zone รวมทงโคโลนจะแสดงถง Hemolysis แบบตางๆ ซงสามารถแยกชนดของแบคทเรยทตองการศกษาได อาหาร Differential media ชนดอนๆ เชน TCBS ใชส าหรบคดแยกแบคทเรย Vibrio sp. หรอ EMB ใชส าหรบการคดแยกแบคทเรยแกรมลบ

~ 44 ~

3.3.3.5 Maintenance media คออาหารเลยงเชอเพอใชในการเกบรกษาคณสมบตทางกายภาพของเชอนน จะตองเปนสารอาหารทแตกตางจากสตรทเหมาะสมตอการเจรญของเชอ เนองจากหากมการเจรญเตมทอาจท าใหมการตายของจลนทรยในภายหลง เชน การเตมน าตาลกลโคสท าใหมการเจรญเตมทแตอาจมการสรางกรด หรอสาร Metabolite อนๆ ท าใหแบคทเรยตายได

3.3.3.6 Biochemical test media คออาหารเลยงเชอทใชในการตรวจสอบคณสมบตของเชอแตละชนด หรอใชในการจ าแนกชนดของแบคทเรย เชน อาหาร Triple sugar iron media ใชในการทดสอบคณสมบตการใชน าตาลกลโคส ซโครส และแลคโตส ในการสรางกรด/ดาง และกาซ ในชดทดสอบเดยวกน เปนตน

TCBS Manital salt agar Brilliant green agar

EMB agar TSI media Blood agar

รปท 3.1 อาหารเลยงเชอทนยมใชในการเพาะเลยงจลนทรยในหองปฏบตการทางจลชววทยา (TSI :

Triple sugar iron media, EMB : Eosin methylene blue agar, TCBS : Thiosulfate Citrate

Bile Salts Sucrose Agar)

ทมา : Pommerville et al., 2004 : 149

~ 45 ~


วธการท าใหปราศจากเชอ (Sterilization) มหลายวธขนอยกบคณสมบตของสารทเปนอาหารเลยงเชอ เชน ถามสารทไมทนความรอนหรออาจเสยสภาพเมอผานความรอนอาจตองใชวธการกรองดวยเยอกรอง นอกจากนยงมวธการใชสารเคมเพอก าจดเชอ เชน การใชยาปฏชวนะ การใชรงส การใชคลนเสยง เปนตน สวนวธทนยมใชในหองปฏบตการ คอ การน าไปนงดวยเครองนงความดนไอ หรอ Autoclave ความดนไอทใชมความดนประมาณ 15 ปอนดตอตารางนว ทอณหภม 121 องศาเซลเซยส เปนเวลา 15-20 นาท ซง ณ สภาวะนสามารถท าลายเชอจลนทรยไดทกชนดรวมถงโครงสรางเอนโดสปอรทแบคทเรยสรางขน ไอน าจะแทรกเขาสเซลลและท าใหโปรตนและเอนไซมทอยภายในเซลลเสยสภาพ การใชเครอง Autoclave ตองศกษารายละเอยดเกยวกบหลกการและวธการใชใหเขาใจกอน มฉะนนอาจเกดอนตรายได เนองจากในระหวางการใชมอณหภมและความรอนสง


อาหารเลยงเชอสวนใหญทใชในหองปฏบตการอาจเตรยมจากอาหารส าเรจรปทผลตมาพรอมใชงาน นกศกษาเพยงอานวธการใชทระบไวขางขวด ท าการชงใหไดตามปรมาณทก าหนด ผสมน าหรอสารบางอยาง ท าใหปลอดเชอกสามารถน าไปใชได และอาหารอกประเภทหนงเปนชนดทไมส าเรจรปหรอไมมในหองปฏบตการ นกศกษาจะตองหาสารใหครบแลวชงสวนประกอบตางๆ ทละอยางแลวผสมลงในบกเกอรเดยวกน ละลายน าแลวท าใหปราศจากเชอกอนน าไปใชงาน การเตรยมอาหารเลยงเชอแตละชนดจะตองท าการปรบคาความเปนกรดเปนดาง ใหไดตามความเหมาะสมของแบคทเรยทตองการศกษา แลวคอยถายลงในหลอดอาหารเลยงเชอหรอขวด วธการท าใหปราศจากเชอของอาหารเลยงเชอในหองปฏบตการนยมใชการนงดวยเครองความดน (Autoclave) โดยใชอณหภม 121

OC ระยะเวลา 15 นาท

อาหารเลยงเชอทเตรยมลงในจานเพาะเลยงเชอ หรอ Petri dish จะตองเตรยมลงในขวดหรอฟลาสกกอน น าไปท าใหปราศจากเชอแลวคอยน าไปเทลงในจานอาหารเลยงเชอทปราศจากเชอ (ดวยวธการอบดวยลมรอนดวยเครอง Hot air oven ทอณหภม 180

OC เวลา 2 ชวโมง)

อาหารเลยงเชอทเตรยมเปนอาหารเอยง (Slant) เมอสวนผสมอาหารเรยบรอยใหบรรจอาหารลงในหลอดอาหารเลยงเชอประมาณ 5 มลลลตร จากนนน าไปท าใหปราศจากเชอ แลวน าไปวางเอยงบน Rack หรออาจใชวสดวางเพอใหอาหารเอยง โดยใหอาหารอยในระดบประมาณ 3-4

~ 46 ~

เซนตเมตร จากปากหลอดทดลอง ปลอยไวใหอาหารเยน หากเปนอาหารชนด Deep agar ใหน าอาหารเลยงเชอทอยในหลอดทดลองวางไวใน Rack ปลอยไวใหอาหารเยน

อาหารเลยงเชอทเปนอาหารเหลว หรอ Broth ใหบรรจลงในหลอดทดลองหรอในฟลาสกตามวตถประสงคของการศกษา แลวน าไปท าใหปราศจากเชอกอนน าไปใช

อาหารเลยงเชอบางชนดอาจมการเตมสารบางอยางลงไป ซงสารดงกลาวไมสามารถน าไปนงฆาเชอทอณหภมสงไดเนองจากอาจเกดการเสอมสภาพของคณสมบตทางเคม นกศกษาอาจตองใชวธการอนในการท าใหปราศจากเชอ เชน การน าไปกรองดวยแผนกรองขนาดรประมาณ 0.45

ไมโครเมตร หรออาจเตมสารบางอยางลงไปเพอท าลายจลนทรยปนเปอนโดยไมมผลตอแบคทเรยทตองการศกษา เมออาหารเลยงเชอทเตรยมไวผานการนงฆาเชอแลวจงน าสารทท าใหปราศจากเชอเตมลงไปทหลงการกอนน าไปใช

~ 47 ~

บทสรป

อาหารเลยงเชอเปนสงทจ าเปนส าหรบการศกษาทางจลชววทยา เนองจากตองเพาะเลยงจลนทรยใหเพมจ านวนในหองปฏบตการ อาหารเลยงเชอมหลายประเภทขนอยกบวตถประสงคของการใชงาน นอกจากนยงมอาหารชนดพเศษทสามารถคดแยกเชอไดตามกลมของจลนทรย สารอาหารและธาตอาหารเปนสงจ าเปนตอการเจรญ โดยธาตอาหารหลกประกอบดวย แหลงไนโตรเจน คารบอน อเลกตรอน และธาตอาหารรองรวมถงไอออนของสาร การก าจดเชอใหอาหารเลยงเชอปลอดการปนเปอนสามารถเลอกไดหลายวธ ทนยมเชน การนงในหมอนงความดนไอ การเตรยมอาหารเลยงเชอจะตองศกษาคมอของการเตรยมอาหารแตละชนดโดยละเอยดกอนปฏบตการ

~ 48 ~


1. อาหารเลยงเชอทมสวนประกอบของเปปโตน สารสกดจากเนอ สารสกดจากยสต และมนฝรงมสวนส าคญตอการเจรญของจลนทรยอยางไรบาง

2. อาหาร NA, NB และ PDA ใชส าหรบเพาะเลยงจลนทรยกลมใด

3. วนทผสมลงไปในอาหารเลยงเชอมความส าคญอยางไร

4. จงอธบายหลกการท างานของเครอง Autoclave

5. จงอธบายความหมายของชนดของอาหารตอไปน Enrichment media, Selective media,

Differential media

6. ผลการศกษาหลอดอาหารของนกศกษาในกลมมการเปลยนแปลงของอาหารกอนการบมในตบมเชอหรอไม เพราะเหตใด

~ 49 ~





Burton, G.R.W. (1992). Microbiology for the Health Sciences. (4th

ed). New York : J.B.

Lippincott Company. p. 71.

Pelczar, M. J., Chan, Jr. C.S. and Krieg, N.R. (1993). Microbiology, New York : MacGraw-Hill,

Inc. p. 166.



~ 50 ~


บทท 4 การเจรญของจลนทรย







1. สามารถอธบายแหลงสารอาหารและพลงงานทจลนทรยตองการได

2. สามารถระบประเภทของจลนทรยตามแหลงพลงงานได

3. สามารถเตรยมอาหารเลยงเชอได

4. สามารถใชเครอง Autoclave ในการท าใหปราศจากเชอได










~ 51 ~










~ 52 ~

บทท 4

การเจรญของจลนทรย

การเจรญของจลนทรย หมายถงการเพมจ านวนของจลนทรยซงท าใหไดเซลลจ านวนมากและเพยงพอตอการศกษาทางจลชววทยาในขนตอไป การเจรญของจลนทรยจะชาหรอเรวมกขนอยกบปจจยหลายอยางเขามาเกยวของ เชน ปรมาณอาหารและสารอนทรย กาซออกซเจน สภาวะความเปนกรดเปนดาง เปนตน ทงนการเพมจ านวนจะมแบบแผนการเจรญทแนนอน การวดการเจรญของจลนทรยสามารถท าไดหลายวธการซงจะไดกลาวในรายละเอยดในบทน


การเจรญ (Growth) เปนกระบวนการทจลนทรยสงเคราะหโครงสรางตางๆ ทเปนองคประกอบทจ าเปนตอการมชวต เชน ผนงเซลล ไรโบโซม เมมเบรน และสารพนธกรรม มผลท าใหมวลและขนาดเซลลเพมขน การเจรญของจลนทรย มกหมายถงการเพมจ านวนซงเปนปจจยทส าคญอยางยงในการด ารงชวต เซลลของจลนทรยมอายทจ าเพราะซงสามารถทจะตรวจสอบไดโดยการวดการเปลยนแปลงของจ านวนเซลลหรอมวลชวภาพ (Biomass) และชวงเวลาทใชในการเพมจ านวนจากหนงเปน 2 เทา เรยกวา Generation time ซงจะแตกตางกนไปในแตละชนดของจลนทรย แตบางครงการเจรญอาจไมไดอยในททมสภาวะเหมาะสม อาจท าใหระยะเวลาของการเพมจ านวนชากวาปกต ทงนขนอยกบปจจยทเกยวของกบการเจรญของจลนทรย นอกจากนการวดการเจรญของจลนทรยสามารถท าไดท งการนบจ านวนเซลลโดยตรง และการวดทางออมจากกจกรรมตางๆ ทเซลลสรางขนไดเชนเดยวกน (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 136)

แบบแผนการเจรญของจลนทรยเมอเจรญในอาหารเลยงเชอทมในปรมาณคงท จะมการใชระยะเวลาทแตกตางกนขนอยกบชนดของจลนทรย แตโดยทวไปจะมการเปลยนแปลงของจ านวนเซลลทแตกตางกน ซงสามารถเขยนเปนกราฟการเจรญ (Growth curve) ซงสามารถแบงไดทงหมด 4 ระยะ ดงน 1) ระยะพก (Lag phase; A) เปนระยทเซลลพงถกถายลงในอาหารใหม เซลลอยในชวงการปรบตวกอนแบงเซลลเพมจ านวนเปนระยะเรมตน แบคทเรยจะปรบตวใหเขา กบสงแวดลอมใหม จ านวนแบคทเรยจงยงไมเพมขน เปนชวงทแบคทเรยมกจกรรมทางสรรวทยาสง ระยะเวลาของ Lag phase ขนอยกบสภาพแวดลอมและการปรบตวของแบคทเรย

~ 53 ~

2) ระยะเพมจ านวน (Logarithmic phase หรอ Exponential phase (Log phase; B)) เปนระยะทมอตราการเจรญจะมากทสด จ านวนเซลลเพมขนแบบ Exponential และมกจกรรมตางๆ ในเซลลมากทสด แบคทเรยมการแบงตวอยางรวดเรวและคงท การแบงเซลลและการสงเคราะหสารจะเกดไดสงสด จ านวนแบคทเรยจะเพมขนเปนหลายเทา

3) ระยะคงท (Stationary phase; C) ระยะนแบคทเรยจะมจ านวนสงสด ไมมการเพมจ านวนอก อตราการ เพมจะเทากบอตราการตาย เนองจากสารอาหารถกใชไปเกอบหมดและม การขบของเสยทเปนพษ จากกระบวนการเมแทบอลซม

4) ระยะตาย (Death phase หรอ Decline phase; D) จ านวนของเซลลทมชวตลดลง อตราการเพมจ านวนนอยกวาอตราการตาย ระยะนแบคทเรยจะตายอยางรวดเรว และลดจ านวนลง เนองจากสารอาหารทใชเลยงเซลลหมดไป และเกดการสะสมของเสยและสารพษ

รปท 4.1 กราฟการเจรญของแบคทเรยในสภาวะอาหารทจ ากด

ทมา : Cowan et al., 1974 : 257

การเจรญเตบโตของจลนทรยนนขนอยกบปจจยหลายชนด เหตผลประการหนงคอ ความแตกตางในดานความตองการธาตอาหารของจลนทรยตางชนดกน จลนทรยบางชนดตองการเพยงแรธาตพนฐานทจ าเปนเทานนและไมตองการสารอนทรยเลยกสามารถเตบโตไดด เรยกจลนทรยกลมนวา Phototrophs ในขณะทจลนทรยบางชนดตองการสารอนทรยในการเจรญเตบโต และไม

~ 54 ~

สามารถใชพลงงานจากแสงอาทตยได เรยกวา Chemotrophs จลนทรยทตองการสารอาหารอยางอดมสมบรณในการเจรญเตบโตเรยกวา Fastidious microorganisms

4.1.1 การสบพนธและการเจรญของแบคทเรย การเจรญหรอการเพมจ านวนของจลนทรยมหลายแบบ ซงจลนทรยชนดหนงอาจม

วธการเพมจ านวนมากกวาหนงวธการ การสบพนธแบบไมอาศยเพศของแบคทเรยเรยกวา การแบงเปนสองสวนเทาๆ กน (Binary fission) เปนการแบงเซลจากหนงเปนสอง หรอเพมขนเปนเทาตวนท าใหเกดการเพมจ านวนอยางรวดเรว จนสามารถมองเหนดวยตาเปลาเปนกลมเซลล ซงกลมเซลลทเจรญมาจากเซลลเดยวกนนเรยกวา โคโลน (Colony) แบคทเรยโดยทวไปสามารถสรางโคโลนในระยะเวลา 18-24 ชวโมงหลงการบมเชอในสภาวะทเหมาะสมตอการเจรญ (Optimal

condition) เมอเขาสการเรมตนการแบงเซลลของแบคทเรย เซลลเจรญและยาวขน ผนงเซลลจะเจรญตามขวางแบงแบคทเรยออกเปน 2 เซลล เซลลทเกดขนใหมทง 2 กจะเจรญเตบโตขน ชวงเวลาทแบคทเรยใชในการแบงเซลลแตละครง (Generation time) บางครงอาจใชเวลาสนเพยง 10 – 60 นาท เชน แบคทเรย Bacillus thermophiles ทอณหภม 55

oC ใชเวลาแบงเซลล 18.3 นาท

หรอแบคทเรย Streptococcus lactis ทอณหภม 37 o

C ใชเวลาแบงเซลล 26 นาท เปนตน การแบงเซลลเรมจากการยดออกของเซลล การคอดกวของผนงเซลล สารพนธกรรมหรอดเอนเอจะจ าลองตวเองเพอสรางโครโมโซมชดท 2 จากนนจะมการ คอดเวาจนกระทงแบงเซลลออกเปนสองสวน และแยกออกจากกนเปนเซลลอสระ แตละเซลลทไดใหมนจะมการเจรญและแบงเซลลเพอเพมทวจ านวนแบบนตอไป จนกระทงเขาสภาวะอาหารมจ ากดตอไป

การค านวณหาค านวณเซลลทงหมดเมอสนสดการแบง ตามสตร จ านวนเซลลทงหมด = A2

n เมอ A คอ จ านวนเซลลเรมตนทงหมด n คอ จ านวนรอบของการแบงเซลล

~ 55 ~

รปท 4.2 การแบงเซลลของแบคทเรยดวยวธ Binary fission

ทมา : Pommerville, 2004: 175

4.1.2 การสบพนธและการเจรญของยสต การเจรญของยสตบนผวอาหารแขงมลกษณะผวหนาของโคโลนงไดหลายลกษณะ ขนกบสายพนธ เชน ขรขระ เรยบ หรอเยม ในขณะทบางสายพนธสามารถผลตสออกมาดวย เชน Rhodotorula sp. ทงนขนอยกบความช านาญของผศกษา ยสตบางชนดสามารถผลตสารส ยสตแตละสายพนธจะสามารถหมกแลวไดแอลกอฮอลในปรมาณทแตกตางกน การสบพนธของเซลล (Vegetative reproduction) โดยปกตยสต จะสบพนธแบบไมอาศยเพศโดยการแตกหนอ (Budding)

การแตกหนอนสามารถเกดขนไดหลายต าแหนงของเซลล ขนอยกบสายพนธ บางสายพนธ อาจแตกหนอบรเวณปลายขวขางใดขางหนง เกดการแตกหนอทขวหรอปลายเซลล (Bipolar budding) พบในยสตสายพนธ Kloeckera และ Nadsonia หรอกลมทเกดการแตกหนอในหลายๆ ทศทางโดยรอบตวเซลลยสต เชน ยสตสายพนธ Hansenula sp., Nematospora sp., Saccharomyces sp. และ Candida sp. เปนตน

นอกจากยสตจะสบพนธแบบไมอาศยเพศดวยวธการแตกหนอแลว ยสตยงสามารถสรางสปอร (Spore formation ) ซงเปนการสบพนธแบบอาศยเพศไดอกดวย ยสตทมการสรางสปอรไดหลายชนด ไดแก การสราง Ascospore ซงถกสรางขนใน Asci ของราในกลม Ascomycota การ

~ 56 ~

สรางสปอรชนด Ballistospore ทเปน Asexual spores พบในยสตจนส Sporobolomyces sp. สปอรนยงถกเรยกวา Blastospores ซงพบในยสตจนส Candida sp.

รปท 4.3 การแตกหนอของยสต Saccharomyces cerevicease


4.1.3 การเจรญของรา

การเจรญของเสนใยเชอราเปนการเพมความยาวและปรมาตรของเสนใย (Hyphae)

การแบงนวเคลยสจะเกดภายในเสนใยขณะทเชอราเจรญ ลกษณะการเจรญของเชอราวดจากขนาดเสนผานศนยกลางของโคโลนทเจรญบนอาหารเลยงเชอ จะมลกษณะเปนกราฟเสนตรงเมอเพาะเลยงเชอราในอาหารทมปรมาณและพนทเพยงพอ

รปท 4.4 การเจรญของเสนใยราจากปลายสาย ทมา : Nester, et al., 1995 : 295

~ 57 ~

4.1.2 การสบพนธของโปรโตซวและสาหราย

การสบพนธของโปรโตซวแบบไมอาศยเพศอาศยการแบงจากหนงเปนสองเซลล (Binary fission) เซลลลกอาจมขนาดเทากนหรอมขนาดตางกนกได นอกจากนโปรโตซวยงมวธการแบงจ านวนหลายเซลลแลวคอยแตกตวออกครงเดยว ถอเปนการแบงครงละหลายๆ เซลล วธการน เรยกวา Multiple fission และโปรโตซวยงอาจใชวธการแตกหนอดวยกได สวนการสบพนธแบบอาศยเพศจองโปรโตซว เปนวธการแลกเปลยนสารพนธกรรม หรอ ดเอนเอ เชน วธ Syngamy โดยการรวมกนของนวเคลยสโดยตรงแลวแบงเปนสองเซลล หรอการเกด Conjugation

ซงพบในพารามเซยม เกดจากการรวมตวกนของ Micronucleus แลวแบงเซลลไดทงหมด 8 เซลล

การสบพนธของสาหรายใชวธการหกเปนทอน แลวเจรญเปนเซลลใหม สาหรายมการสรางสปอร ซงอาจจะเคลอนทได (เรยกวา Zoospore) หรอไมสามารถเคลอนทได (เรยกวา Aplanospore) สวนการสบพนธแบบอาศยเพศของสาหรายจะมการสรางเซลลสบพนธ เรยกวา แกมท (Gametes) ซงมทงเซลลสบพนธเพศผและเพศเมย เมอผสมพนธกนแลวจะไดไซโกตและพฒนาการเปนโครงสรางสาหรายตอไป


การเจรญของจลนทรยเปนการเพมจ านวนใหมปรมาณมากขน จะตองอาศยปจจยตางๆ ทเกยวของกบการแบงเซลล ซงเกยวกบกระบวนการสรางพลงงานและการสรางโครงสรางภายในเซลล โดยกจกรรมของจลนทรยจงตองมสารอาหารทจ าเปนตอการเจรญ การเจรญของจลนทรยมปจจยพนฐาน เชน กาซออกซเจน ความเปนกรด-ดาง อณหภม ความชน รงส เปนตน (นงลกษณ

สวรรณพนจ, 2541 : 156)

4.2.1 ปจจยดานความตองการออกซเจนในการเจรญ กาซออกซเจนมความจ าเปนพนฐานตอเซลลทมชวตโดยทวไป เนองจากเปนกาชทใชในการยอยสลายสารชวโมเลกลเพอใหไดพลงงาน แตในขณะเดยวกนมจลนทรยบางกลมทไมสามารถเจรญไดในสภาวะทมออกซเจน แตกลบสามารถเจรญไดในสภาวะทไมมออกซเจน กลมแบคทเรยทแบงตามความตองการออกซเจนได ดงน

1) Aerobic bacteria เปนกลมแบคทเรยทเจรญไดเฉพาะบรเวณทมออกซเจนเทานน (รป A) แบคทเรยกลมนจะเจรญในททไมมออกซเจนไมได เชน แบคทเรย Mycobacterium

tuberculosis เชอสาเหตของโรควณโรค เปนตน

2) Facultative anaerobic type เปนกลมแบคทเรยทสามารถเจรญไดทงในสภาวะทม และไมมออกซเจน เนองจากสามารถเปลยนแปลงระบบเมตาบอลซมของตนเองได (รป B) เชน Escherichia coli เปนตน

~ 58 ~

3) Anaerobic bacteria เปนกลมแบคทเรยทเจรญไดดในสภวาะทไมมออกซเจน

(รป C) แบคทเรยกลมนจะไมสามารถเจรญในททมออกซเจนได เชน Clostridium tetani ทเปนสาเหตของเชอบาดทะยก (Tetanus) เปนตน

4) Microaerophile bacteria เปนกลมแบคทเรยทเจรญไดดในบรเวณทมออกซเจนเลกนอย ถามออกซเจนมากจะเจรญชา (รป E)

A B C D E

รปท 4.5 ลกษณะการเจรญของจลนทรยตามความตองการออกซเจน

ทมา : Tortara, 2007 : 166

4.2.2 ปจจยดานอณหภม การเจรญของสงมชวตทวไปจ าเปนตองอาศยอยในททมอณหภมทเหมาะสมตอการเจรญ ซงอณหภมจะเกยวของโดยตรงกบการท างานของเอนไซมในปฏกรยาตางๆ ภายในเซลล จลนทรยแตละชนดตองการชวงอณหภมในการเจรญแตกตางกน โดยระดบความสามารถในการเจรญมระดบตางๆ กนตามชวงอณหภม ดงน 1) Minimum temperature:

อณหภมต าสดทจลนทรยสามารถเจรญได ซงมการแบงตวนอยมาก เนองจากอณหภมต ากวาชวงทเอนไซมในเซลลสามารถท างานได 2) Optimum temperature: อณหภมเหมาะสมทสดส าหรบการเจรญของจลนทรย ซงเปนชวงอณหภมทจลนทรยสามารถแบงตวไดเรวทสด 3) Maximum

temperature: อณหภมสงสดทแบคทเรยเจรญได ทงนกจกรรมตางๆในเซลลอาจเกดขนไดชา เนองจากอณหภมสงกวาชวงทเอนไซมในเซลลสามารถท างานได

จลนทรยตางชนดกนจะมชวงอณหภมทเหมาะสม (Optimum temperature) ตอการเจรญ แตกตางกนของชวงอณหภมสง-ต า ซงสามารถแบงกลมของจลนทรยตามความตองการของอณหภมได ดงน

4.2.2.1 Psychrophilic microbe เปนกลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงอณหภมต า หรอชวงอณหภมประมาณ 0 - 15 องศาเซลเซยส บางชนดเจรญไดดทอณหภม 0-5 องศาเซลเซยส จลนทรยเหลานเปนสาเหตส าคญทท าใหอาหารทเกบในตเยนเนาเสย ตวอยางของ

~ 59 ~

จลนทรยกลมน ไดแก Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, Alkaligenes, Micrococcus,

Serratia เปนตน

4.2.2.2 Mesophilic microbe เปนกลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงอณหภมปานกลาง หรอชวงอณหภมประมาณ 25 - 40 องศาเซลเซยส โดยปกตจลนทรยกลมนจะม Optimum temperature ประมาณ 35-37 องศาเซลเซยส จลนทรยเหลาน ไดแก Salmonella spp.,

Shigella dysenteriae, Streptococcus pneumonia, Staphylococcus aureus, Esherichia coli เปนตน

4.2.2.3 Thermophlic microbe กลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงอณหภมสง หรอชวงอณหภมประมาณมากกวา 50 องศาเซลเซยส ขนไป ซงสวนใหญ Optimum temperature

จะอยชวงประมาณ 50-55 องศาเซลเซยส ตวอยางจลนทรยกลมน ไดแก Bacillus spp.,

Lactobacillus delbruckii, Thermoticus aquaricus เปนตน

รปท 4.6 ลกษณะการเจรญของจลนทรยในชวงอณหภมตางๆ


4.2.3 ปจจยดานความเปนกรด-ดาง คาความเปนกรด-ดางมผลตอการท างานของเอนไซม มผลตอการแลกเปลยนไอออน หรออเลกตรอนในปฏกรยา ซงจลนทรยแตละชนดตองการชวงความเปนกรด-ดางในการเจรญแตกตางกนไป โดยระดบความสามารถในการเจรญมระดบตางๆ กนตามชวงความเปนกรด-ดาง ดงน

4.2.3.1 Acidophiles เปนกลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงความเปนกรด-

ดาง ประมาณ 1 - 5.5 โดยกลมเชอรามกจะสามารถเจรญไดดในสภาวะทเปนกรดเพยงเลกนอย (pH

~ 60 ~

4 - 6) เชน แบคทเรย Helicobacter pylori อาศยอยในกระเพาะอาหารของมนษย ซงมความเปนกรดสงได และกอโรคแผลในกระเพาะอาหาร

4.2.3.2 Neutrophiles เปนกลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงความเปนกรด-

ดาง ประมาณ 5.5 – 8.0 โดยแบคทเรยสวนใหญสามารถเจรญไดดในสภาวะทเปนกลาง 4.2.3.3 Alkaliphiles เปนกลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงความเปนกรด-ดาง

ประมาณ 8.5 - 11.5

4.2.4.4 Extreme alkaliphiles เปนกลมจลนทรยทสามารถเจรญไดดในชวงความเปนกรด-ดาง มากกวา 10 ขนไป


เทคนคปฏบตการทางจลชววทยามความจ าเปนตองทราบจ านวนหรอปรมาณแบคทเรยในตวอยางทตองการศกษา ซงเทคนคการนบจ านวนแบคทเรยอาจน าไปใชประโยชน เชน การตรวจวนจฉยโรค การตรวจหาจลนทรยปนเปอนในอาหาร การวดการเจรญของแบคทเรย ใชบงบอกถงสขลกษณะ การตรวจหาปรมาณจลนทรยทเปนตวบงชคณภาพของอาหาร น าดม น าประปา รวมถงน าทงจากโรงงานอตสาหกรรม เปนตน การนบจ านวนแบคทเรยสามารถท าไดหลายวธ ดงน

4.3.1 การนบจ านวนโดยตรง (Direct count) เปนวธการนบจ านวนเซลลโดยตรง ดวยกลองจลทรรศน เชน วธการนบโดยใช Counting chamber method การนบวธนจะใช Petroff

Hausser ทเปนรอง ซงทราบความจ ทงความกวาง ความลก เทากบ 1/400 ตร.มล. และมความลก 1/50 มล. เมอวางกระจกปดสไลดชนดพเศษปดทบ ดงนนปรมาตรแตละชองภายใตกระจกปดสไลด เทากบ 1/50 x1/400 = 1/20,000 ลบ.มล. = 1/20,000 x 0.1x0.1x0.1 ลบ.ซม.

= 1/20,000,000 ลบ.ซม.

เมอหยด Suspension ของเชอเขาไปในแผนสไลด แลวนบดวยกลองจลทรรศน แลวค านวณตอปรมาตร ขอดของวธน คอ รวดเรว สามารถทราบผลไดทนท แตวธการนมขอเสย คอ ไมสามารถแยกเซลลทไมมชวตออกจากเซลลทมชวตอยได และไมเหมาะกบตวอยางทมจ านวนเชอนอยเกนไป

~ 61 ~

รปท 4.7 การนบจลนทรยภายใตกลองจลทรรศนโดยใช Petroff Hausser counting chamber


4.3.2 การนบจ านวนดวยวธ Plate count technique เปนวธการนบจลนทรยทางออม (Indirect count) แบบหนง ซงหมายถง การนบจ านวนจลนทรยจากกจกรรมหรอลกษณะอนๆ ทเกดจากจลนทรย เชน การวดความขน การนบจ านวนโคโลน การวดปรมาณผลผลตทเกดจากเมแทบอลซมทจลนทรยสรางขน เปนตน การนบจ านวนจลนทรยทนยมในปจจบน คอ การนบจ านวนโคโลนบนอาหารแขง ซงจ านวนโคโลนนนหมายถงกลมของเซลลทเจรญมาจากเซลลเดยวกน เรยกวา Colony forming unit (CFU) โดยโคโลนเปนตวแทนของหนงเซลลตงตน

เทคนคการนบจ านวนโคโลนในอาหารแขง นยมปฏบตกน 2 วธการ ไดแก การเทเพลต (Pour plate) และการกระจายเชอ (Spread plate) ทงสองวธนมความแตกตางกนทงขนตอนและลกษณะการเจรญของจลนทรย การเทเพลต (Pour plate) มการใชตวอยางปรมาตร 1.0 มลลลตร เทผสมกบอาหารเลยงเชอทยงอน หมนเพลตใหตวอยางและอาหารเลยงเชอกระจายเปนเนอเดยวกน จากนนทงไวใหอาหารแขงตว น าไปบมทตบมเชอ (Incubator) ลกษณะการเจรญของเชอจะกระจายอยท งบนผวหนา แทรกในอาหารเลยงเชอ และฝงอยชนลางสด ซงเกยวของกบความตองการออกซเจนในการเจรญของจลนทรยดวย สวนเทคนคการกระจายเชอ (Spread plate) นยมใชตวอยางปรมาตร 0.1 มลลลตร ปเปตบนผวอาหารแขงทเตรยมพรอมใชงาน แลวน าแทงแกวรปตว L เกลยใหกระจายทวผวอาหารเลยงเชอ น าไปบมในตบมเชอ วธการนจลนทรยจะเจรญอยบนผวหนาอาหารเลยงเชอเทานน ท าการนบโคโลน จ านวนกลมเซลลในแตละจานเพาะเชอ โดยทวไปจะนบ

(a)

(b) 1 มม.

~ 62 ~

เฉพาะเพลตทมจ านวน 30-300 โคโลนเทานน ในกรณทเชอมปรมาณมากจนไมสามารถเพาะเลยงแลวแยกโคโลนในเพลตได จะตองท าการเจอจางแบบล าดบสวน (Serial dilution) หากเชอมมากเกนไป กจะท าใหโคโลนชดกนมากจนไมสามารถนบได หากโคโลนนอยเกดไป คาทนบไดกจะไมมความนาเชอถอ และรายงานผลในหนวย CFU/mL

รปท 4.8 การเจอจางแบบล าดบสวน (Serial dilution) เพอเจอจางตวอยาง

ทมา : Quinn et al., 1994 : 341

4.3.2 การวดความหนาแนนของเซลลแบคทเรยใน Suspension ใชหลกการดดกลนคลนแสงทไมเทากนของจ านวนแบคทเรยทมากขน ปรมาณแสงทดดกลนไวและกระจายออกจะเปนสดสวนกบความหนาแนนของเซลล โดยเครองมอทใชคอ Spectrophotometer น า suspension ของแบคทเรยใสในหลอดวด (Cuvette) อานเปอรเซนตแสงทผานออกมา (%Transmittance) ถาsuspension มความขนมาก เปอรเซนตทแสงจะผานไดมนอยเนองจากถกซบดวยการตกกระทบทเซลลและหรอเจงออกไปในทศทางอน ขอดของวธนคอ ท าไดสะดวก รวดเรว สวนขอเสย คอ เปนการนบเซลลจลนทรยท งหมดซงไมสามารถแยกเซลทมและไมมชวตออกจากกนได และเครองมอ Spectrophotometer มราคาคอนขางแพง

~ 63 ~

4.3.3 การนบจ านวนแบคทเรยบนเยอกรอง (Membrane filtration) มกใชในการตรวจสอบจลนทรยจากแหลงน า หรอสารทเปนของเหลวและไมขนมาก โดยหลกการเจรญของแบคทเรยบนเยอกรองทมแผนอาหารเลยงเชอส าเรจรปรองรบ มการใชส (Dye) เพอชวยใหเหนความแตกตางระหวางโคโลนทเจรญ หลงจากบมเชอไว แบคทเรยจะเจรญเปนโคโลนบนเยอกรอง เลอกนบจ านวนโคโลนทเจรญตามตองการ

รปท 4.9 การนบจ านวนแบคทเรยบนเยอกรอง (Membrane filtration)


4.3.4 วดหาน าหนกแหงของเซลล วธนเปนการวดการเจรญของแบคทเรยจากน าหนกของเซลลทเพมขน โดยน า Suspension ของแบคทเรยไปท าใหแหงและตองไมใหมสารอนๆ เจอปนมาดวย Suspension ทจะน ามาหาน าหนกของเซลลนนจะตองมเซลลแบคทเรยอยเปนจ านวนมาก 4.3.5 การวดความเขมขนของเซลลโดยวดจากปรมาณไนโตรเจน ไนโตรเจนเปนองคประกอบทส าคญของโปรตน เนองจากโปรตนท าหนาทตางๆ ในเซลล ซงมไนโตรเจน (N)

เปนองคประกอบ สามารถวดปรมาณไนโตรเจน เพอเปนตวแทนของจลนทรยได ปกตจะมไนโตรเจน 14% ของน าหนกแหง วธนเปนวธการทงายมาก แตตองใชเซลลแบคทเรยจ านวนมาก เหมาะส าหรบงานวจยทางจลชววทยาเทานน

~ 64 ~

บทสรป

การเจรญของจลนทรยหมายถงการเพมจ านวน ซงมวธการเพมจ านวนหลายแบบขนอยกบชนดของจลนทรย การเพมจ านวนชาหรอเรวขนอยกบการอยในสภาวะแวดลอมทเหมาะสมจากปจจยดานตางๆ เชน ออกซเจน อณหภม ความเปนกรด-ดาง การสบพนธมทงการสบพนธแบบอาศยเพศและไมอาศยเพศ เชน ในแบคทเรยใชวธการแบงเปนสองสวน (Binary fission) สวนการสบพนธแบบอาศยเพศใชวธคอนจเกชน ยสตใชวธการแตกหนอ เปนตน เมอเพาะเลยงจลนทรยในอาหารทจ ากด การเจรญแบงเปน 4 ระยะ ไดแก ระยะพก ระยะเพมจ านวน ระยะคงท และระยะตาย การวดการเจรญของจลนทรยสามารถวดไดหลายวธ เชน การวดเซลลโดยตรง การวดจากการเจรญของจลนทรยในจานเพาะเลยงเชอ หรอ Total plate count ในหนวย CFU/mL วดโดยวธการกรอง รวมถงวดกจกรรมตางๆ ทจลนทรยสรางขนกได

~ 65 ~


1. จงบอกปจจยทเกยวของกบการเจรญของจลนทรยมาใหเขาใจ

2. เหตใดจงตองเลอกจานทมโคโลนทอยระหวาง 30-300 เทานน มาใชในการค านวณหาคา CFU

3. คา CFU หมายถงอะไร

4. จงยกตวอยางจลนทรยทมการสบพนธแบบไมอาศย และบอกวธการสบพนธนน 5. จงอธบายวธการวดจ านวนแบคทเรยดวยวธการ Pour plate และ Spread plate

6. นกศกษาเลอกวธการใดในการวดจ านวนแบคทเรยในน าดม พรอมอธบายเหตผลทเลอกวธนน

7. Facultative anaerobic คออะไร พรอมยกตวอยางชอจลนทรยทเกยวของ

~ 66 ~






ed). San

Francisco : Pearson Education Inc. p. 373.


(1974). Bergey’s Manual of Systemic Bacteriology. (8th

ed). Baltimore : The Williams &

Wilkins Company. p. 257.

Nester, E.W., Robert, C.E. and Nester, M.T. (1995). Functional Anatomy of Prokaryotes and


ed) . Wm.C.Brown Communications, Inc. p. 295.


th ed). Massachusetts : Jones and Bartlett publishers. p. 153-543.

Quinn, P.J. Carter, M.E., Markey, B.K. and Carter, G.R. (1994). Clinical Veterinary. (1sted).

London : Wolfe Publising. p. 341.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2007). Microbiology. (9thed). San Francisco : Pearson


~ 66 ~


บทท 5 แบคทเรย


5.1 ลกษณะและรปรางของแบคทเรย


5.3 การจดจ าแนกหมวดหมของแบคทเรย



1. สามารถอธบายองคประกอบของเซลลแบคทเรยได

2. สามารถอธบายความแตกตางของแบคทเรยแกรมบวกและแกรมลบได

3. สามารถอธบายโครงสรางตางๆ และหนาทของแบคทเรยได

4. สามารถอธบายวธการจดจ าแนกหมวดหมของแบคทเรยได










~ 67 ~










~ 68 ~

บทท 5

แบคทเรย

การจดจ าแนกสงมชวตในทางชววทยาเพอใหงายตอการศกษา สาขาวชาอนกรมวธานของสงมชวตถอเปนเปนขนงหนงของชววทยาทมความส าคญมาก การจดจ าแนกสงมชวตในอดต มการจดแบงกลมสงมชวตออกเปน 2 อาณาจกร (Kingdom) คอ อาณาจกรพช (Plant kingdom) และอาณาจกรสตว (Animal kingdom) ตอมานกสตววทยาหลายทานไดน าเสนอการจดจ าแนกใหสงมชวตกลมทมขนาดเลกไมมเยอหมนวเคลยสอยในอาณาจกรโปรตสตา (Kingdom of Protista) เปนอาณาจกรทรวมสงมชวตขนาดเลก หรอสงมชวตเซลลเดยวไวดวยกน

ลกษณะเซลลสงมชวตมความส าคญในการจดจ าแนกสงมชวต ซงสามารถแบงชนดของเซลลออกเปน 2 ชนด ไดแก โปรคารโอต (Procaryote) และยคารโอต (Eucaryote) โดยความแตกตางระหวางเซลลทงสองชนดแสดงในตารางท 5.1

1) โปรคารโอต (Procaryote) เปนจลนทรยทมเซลลแบบทมสารพนธกรรมลอยปะปนอยในไซโทพลาสซม โดยไมมเยอหมนวเคลยส (Nuclear membrane) หอหม ท าใหสวนของสารพนธกรรม (Genetic material) กระจดกระจายในไซโตพลาสซม จลนทรยพวกน ไดแก แบคทเรย รคเกตเซย และสาหรายสเขยวแกมน าเงน

2) ยคารโอต (Eucaryote) เปนจลนทรยทมเซลลแบบทนวเคลยสมเยอหมหอหม ท าใหสารพนธกรรมอยรวมกลมกนในนวเคลยสจลนทรยพวกน ไดแก ฟงไจ โปรโตซว และสาหราย ส าหรบไวรส ไวรอยด และพรออนไมจดเปนจลนทรยพวก Procaryotic cell หรอ Eucaryotic cell เนองจากเปนชนดทไมไดมลกษณะเปนเซลล เปนเพยงอนภาคของไวรสอยางงาย และไมมนวเคลยส ในปจจบนนกอนกรมวธานไดจดจ าแนกสงมชวตออกเปน 5 อาณาจกร คอ

1. อาณาจกรโมเนอรา (Kingdom of Monera) เปนพวกทเซลลเปนโปรคารโอต สงมชวตในอาณาจกรน ไดแก แบคทเรย และสาหรายสเขยวแกมน าเงน (Blue green algae) 2. อาณาจกรโปรตสตา (Kingdom of Protista) เปนพวกยคารโอต สงมชวตในอาณาจกรน ไดแก สาหราย และโปรโตชว

3. อาณาจกรฟงไจ (Kingdom of Fungi) เปนพวกยคารโอต สงมชวตในอาณาจกรน ไดแก เชอรา และยสต

3. อาณาจกรพช (Kingdom of Plantae) 4. อาณาจกรสตว (Kingdom of Animalia)

~ 69 ~

ตารางท 5.1 แสดงความแตกตางระหวาง Procaryotic cell และ Eucaryotic cell

ลกษณะส าคญ Procaryotic cell Eucaryotic cell

1. กลมสงมชวตทพบ แบคทเรย สาหรายสเขยวแกมน าเงน สาหราย รา และโปรโตซว

2. ขนาดของสงมชวต 1-2 x 1-4 ไมโครเมตรหรอต ากวา มความกวางมากกวา 5 ไมโครเมตร

3. โครงสรางของนวเคลยส

- เยอหมนวเคลยส

- ลกษณะโครโมโซม

- จ านวนโครโมโซม

- โปรตนทโครโมโซม

ไมม

วงกลม

1

ไมมฮสโทน

ม

เปนเสน

1 หรอมากกวา 1

มฮสโทน

4. โครงสรางของไซโทพลาสซม

- แวควโอล

- มโซโซม

- ไรโบโซม

- ไมโทคอนเดรย

- คลอโรพลาสต

- โกลจบอด

- รางแหเอนโดพลาซม

ม

ม

70S กระจายในไซโทพลาสซม

ไมม

ไมม

ไมม

ไมม

ไมม

ไมม

80S ในไซโทพลาสซม

70S ในไมโทคอนเดรย

และคลอโรพลาสต

ม

มในเซลลพช

ม

ม

5. โครงสรางของเยอหมเซลล

- ประกอบดวยสเตอรอล

สวนมากไมม

ม

6. โครงสรางของผนงเซลล เปปตโดไกลแคน พชและสาหรายเปนเซลลโลส

ราเปนไคตน

7. โครงสรางในการเคลอนท

- เทาเทยม

ไฟบรลอยางงาย

ประกอบดวยแฟลกเจลลน

ไมม

ประกอบดวยไมโครทวบลแบบ 9+2

มในบางพวก

ทมา : นงลกษณ สวรรณพนจ, 2539 : 147

~ 70 ~

5.1 ลกษณะและรปรางของแบคทเรย

แบคทเรยเปนสงมชวตทมโครงสรางแบบงายๆ เปนเซลลชนด Prokaryotic cell มขนาดเลกโดยปกตมขนาด 1-5 ไมโครเมตร (µm) ตองศกษาภายใตกลองจลทรรศน แบคทเรยทมขนาดเลกทสด คอ Mycoplasma มขนาด 200 นาโนเมตร (nm) ชนดทยาวทสด คอ Spirochete ประมาณ 7 µm แบคทเรยสามารถแพรกระจายไดทวไปในสงแวดลอม ลกษณะทวไปของแบคทเรย มดงน(จ านง วสทธแพทย, 2542 : 55)

1) แบคทเรยสวนใหญมผนงเซลล (Cell wall) ท าใหเซลลคงรปรางอยได ยกเวน Mycoplasma ไมมผนงเซลล 2) เปนสงมชวตเซลลเดยว Unicellular แตละเซลลท าหนาทไดครบทกอยาง

3) แบคทเรยบางชนดสามารถเคลอนได เนองจากม Flagella

4) สบพนธแบบไมอาศยเพศใชวธการแบงเซลลแบบ Binary fission แบงตามแนวขวาง (Transverse fission) สวนการสบพนธแบบอาศยเพศใชวธ คอนจเกชน (Conjugation) ทรานสฟอรมเมชน (Transformation) และทรานสดกชน (Tranduction)

แบคทเรยมรปรางไดหลายแบบ เชน รปกลม รปไข ทรงกระบอก หรอเปนเกลยว แตโดย ทวไปแลวจ าแนกแบคทเรยได 3 แบบ ดงรปท 5.1 แตมแบคทเรยบางชนดมรปรางไมแนนอนเปลยนแปลงไดหลายแบบทเรยกวา Pleomorphic เนองจากไมมผนงเซลลทจะท าใหเซลลคงรปรางอยได ไดแก Mycoplasma

5.1.1 ทรงกลม (Coccus) อาจมรปรางกลม รปไข หรออาจจะรได การเรยงตวตางๆ ดงน

อยเปนคๆ : Diplococci

เรยงกนเปนสเหลยม : Sarcina

เรยงตอกนเปนเสนสาย : Streptococci

จบกลมกลมคลายพวงองน : Staphylococci

5.1.2 ทรงกระบอก (Bacillus) มรปรางเปนทอน (Rod) อาจทอนเดยวหรอตอกนเปนสาย

เปนค : Diplobacilli

เรยงตอกนเปนเสนสาย : Streptbacilli

5.1.3 แบบเกลยว (Spirillum) แบคทเรยทอนยาวหรอสนแตจะโคงงอ

เหมอน comma : Vibrio sp.

ขดเปนเกลยว : Spirochete

~ 71 ~

รปท 5.1 รปรางและการจดเรยงตวของเซลลแบคทเรย

ทมา : Burton, 1992 : 254

(ก) Diplococci (ข) Staphylococci (ค) Streptococci

รปท 5.2 รปรางแบคทเรยทรงกลมแบบตางๆ

ทมา : Burton, 1992 : 261

~ 72 ~


โครงสรางของแบคทเรยมสวนประกอบทจ าเพาะในแตละชนดของแบคทเรย โดยแตละชนดอาจไมมครบทกสวนประกอบ เนองจากเปนเซลลชนดยคารโอต ท าใหไซโทพลาสซมมดเอนเอ หรอสารพนธกรรมกระจายอย เรยกวา นวคลออยด (Nucleoid) โครงสรางและสวนประกอบของเซลลดงแสดงในรปท 5.2

รปท 5.3 โครงสรางและสวนประกอบของเซลลแบคทเรย


5.2.1 แคปซล (Capsule) แคปซลเปนโครงสรางของ Glycocalyx ทประกอบดวยสาร Polysaccharide มลกษณะชนหนาหอหมผนงเซลล คลายเยอเมอก สามารถมองเหนดวยกลองจลทรรศนธรรมดา แบคทเรยแตละชนดจะมขนาดแคปซลแตกตางกนไป ซงแคปซลสวนใหญของแบคทเรยประกอบดวยสารชนดเดยวหรอหลายชนดกได เชน แคปซลทประกอบดวยน าตาลชนดเดยว ไดแก น าตาลกลโคสหรอน าตาลฟรกโตส ตวอยางแบคทเรยทมแคปซลเปนองคประกอบ เชน Klebsiella sp., Streptococcus pneumonia เปนตน แคปซลมบทบาทตอเซลลแบคทเรย ดงน 5.2.1.1 ท าใหเกดโรค นอกจากเปนคารโบไฮเดรตทสามารถกระตนภมคมกนและเกดโรคได แคปซลแบคทเรยบางชนดเกยวของกบความรนแรงในการเกดโรค ถาหากแคปซล

~ 73 ~

หายไปความสามารถในการเกดโรคกหายไปดวย เชน ทพบใน Streptococcus pneumonia,

Haemophilus influenza เปนตน

5.2.1.2 ท าหนาทชวยปองกนผนงเซลลไมใหถกท าลาย (Antibacterial agent) เชน

Lysozyme Lytic enzyme หรอ Bacterriophage ในแบคทเรยทท าใหเกดโรคบางชนด เชน Haemophilus influenza จะใชแคปซลปองกนการเกด Phagocytosis สวน E. coli ใชแคปซลปองกน Phage

5.2.1.3 แคปซลมคณสมบตเปน K - antigen โดยแบคทเรยแตละชนดจะมแอนตเจนแตกตางกนไปดงนนวธตรวจสอบชนดของแคปซลจงท าไดงายโดยน า Antiserum ทไดจากสายพนธตางๆ มาทดสอบปฏกรยาทางเซรมวทยากบสายพนธทตองทดสอบ ถาหากท าปฏกรยากบ Antiserum ใดกแสดงวาเปนสายพนธนน

5.2.2 Slime layer เปนโครงสรางทเปน Polysaccharide ท าหนาทหอหมเซลลชวยใหแบคทเรยทนตอความแหงแลงและสารเคมตางๆ Slime layer เปนโครงสรางของน าตาลทเกาะกนอยอยางหลวมๆ สามมารถหลดลอกไดงายจากการชะลางดวยกรดออนและเบสออน การเพาะเลยงแบคทเรยเพอศกษา Slime layer จะตองเพาะเลยงในอาหารทมน าตาลอยมาก Slime layer มกเปนผลเสยตอน านมหรอผลตภณฑทเกยวของทมน าตาลเปนองคประกอบ ซงจะท าใหเกดเมอกและกลนสผดปกตไป Slime layer แตกตางจาก Capsule เชน มความหนดและละลายน าไดดกวา ท าใหหลดจากเซลลไดงาย ไมเปน Antigen ไมเปนสาเหตของการเกดโรค มรปรางไมแนนอน และสามารถเพมความหนาไดถาอยในอาหารทเหมาะสม

Capsule Slime layer

รปท 5.4 ลกษณะแคปซลและ Slime layer ของเซลลแบคทเรย


~ 74 ~

5.2.3 ผนงเซลล (Cell wall) โครงสรางมไกลโคโปรตนชอ เปปตโดไกลแคน (Peptidoglycan; Peptide : Amino acid, Glycan : Sugar) เปนแกนหลก และเปนสวนส าคญทท าใหเซลลมความแขงแรงและคงรปได ท าหนาทรกษาความดนภายในเซลล เปนจดยดแฟลกเจลลม เปน Somatic antigen (Endotoxin) หรอ O-antigen กระตนการกอโรคในแบคทเรยหลายชนด เชน Escherichia coli O157H7 เปนตน ในสวนของ Polysaccharide ในชนเปปตโดไกลแคนม 2 ชนด คอ N-acetylglucosamine (NAG) และ N-acetylmuramic acid (NAM) ส าหรบ NAG และ NAM

จะเรยงตวสลบกนเปน NAG–NAM–NAG–NAM-NAG แบคทเรยถกแบงออกเปน 2 กลม แบคทเรยแกรมบวก (Gram positive bacteria) และแบคทเรยแกรมลบ (Gram negative bacteria)

ตามผลการยอมตดสแกรม และความแตกตางของโครงสรางของผนงเซลล ดงแสดงในตารางท 5.2

ตารางท 5.2 การยอมสแกรมและการเปลยนแปลงของผนงเซลล

สและสารละลายทใช ปฏกรยาทเกดขน

แบคทเรยแกรมบวก แบคทเรยแกรมลบ

1. Crystal violet เซลลตดสมวง เซลลตดสมวง

2. สารละลายไอโอดน สารละลายไอโอดนท าปฏกรยากบส Crystal violet เกดเปนสารโมเลกลใหญ เซลลตดสมวง

สารละลายไอโอดนท าปฏกรยากบส Crystal violet เกดเปนสารโมเลกลใหญ เซลลตดสมวง

3. 90% Ethyl alcohol ไซโทพลาสซมและผนงเซลลละลาย เซลลมสมวง

ล ป ด แ ล ะ ผ น ง เ ซ ล ล ล ะ ล า ย

สารประกอบและสละลายออกนอกเซลล เซลลไมมสตด

4. Safranin-O เซลลไมท าปฏกรยากบส ยงคงตดสมวง

เซลลตดสแดง

ทมา : จ านง วสทธแพทย, 2542 : 100

~ 75 ~

5.2.3.2 ผนงเซลลของแบคทเรยแกรมบวก มเยอหมชนใน (Inner membrane)

เพยงชนเดยว มช นของ Peptidoglycan ทหนามากกวาแบคทเรยแกรมลบ นอกจากนยงมสาร Trichoic acid ท าหนาทเปนสายเชอระหวางชนของ NAG และ NAM ดวย และเมอผนงเซลลของแบคทเรยแกรมบวกถกท าลายดวย Lysozyme จะถกท าลายอยางสมบรณเรยกแบคทเรยทไมมผนงเซลลวา Protoplast ผนงเซลลเปนเปาหมายยาดานจลชพ ดงนน L–form เปนแบคทเรยทไมมผนงเซลล เนองจากเกด (Mutation) จงทนตอยาปฏชวนะ บทบาทส าคญของผนงเซลล ไดแก เกยวของกบการยอยสารตางๆ เพราะผนงเซลลมเอนไซมทยอยสารประกอบ ปองกนการแตกของเซลลจากแรงดนออสโมซส (Osmotic pressure) และเปนต าแหนงทเกาะของไวรส Bacteriophage

5.2.3.1 ผนงเซลลของแบคทเรยแกรมลบ มเยอหม 2 ชน คอ มทงเยอหมชนนอก (Outer membrane) และเยอหมชนใน (Inner membrane) ผนงเซลลของแบคทเรยแกรมลบจะมชน Peptidoglycan บางกวา (แบคทเรยแกรมลบม Peptidoglycan 1-2% ของน าหนกแหง แบคทเรยแกรมบวกมประมาณ 20%) แบคทเรยแกรมลบจะมโมเลกลอนๆ ทอยภายนอกเซลลมากกวาแบคทเรยแกรมลบ เชน Lipoprotein, Lipopolysaccharide, Phospholipid ซงแบคทเรยแกรมลบถาผนงเซลลถกท าลายไมถกท าลายหมดจะเหลอชน outer membrane แบคทเรยนวา Spheroplast

รปท 5.5 โครงสรางผนงเซลลแบคทเรยแกรมบวกแลละแบคทเรยแกรมลบ


~ 76 ~

5.2.4 เยอหมเซลล (Cell membrane) เยอหมเซลลมลกษณะเปนฟอสโฟลปด ไบเลเยอร (Phospholipid bilayer) ประกอบดวยโปรตน 60% ไลปด 40% เยอหมเซลลท าหนาทหอหมไซโทพลาสซม เยอหมเซลลของแบคทเรยมหนาทหลายอยาง การท าหนาทคลายคลงกบไมโทคอนเดรยของยคารโอต ดงน 1) ท าหนาทล าเลยงสารผานเขาออกเซลล (Membrane transport) ซงมทงแบบทตองใชพลงงานและไมใชพลงงานในการล าเลยง ดวยวธการแพร (Diffusion) หรอการล าเลยงน าผานเขา-ออกเซลล เรยกวาออสโมซส (Osmosis) หรอการล าเลยงสารทล าเลยงจากททมความเขมขนมากไปยงบรเวณทมความเขมขนของสารนอย และตองใชพลงงาน เรยกวา Active transport

2) สรางสารทจเปนตอการเจรญ หรอสรางสารบางอยางแลวหลงออกนอกเซลล เชน การสรางเอนไซมทเกยวของกบการยอยสลายสารภายนอกเซลล เชน สารอาหาร แลวดดกลบเพอใชประโยชนภายในเซลล 3) ท าหนาทสรางพลงงานจากการถายทอดอเลกตรอนจากการหายใจระดบเซลล ผานปกตกรยา Oxidative phosphorylation ท าใหไดพลงงาน ATP

4) เกยวของกบการสงเคราะหแสง กลมโปรตนทมบทบาทในการสงเคราะหแสงจะมสวนทเวาเขาไปภายในเซลล เรยกวา Chromatophore ซงเปนทอยของรงควตถของเอนไซมทเกยวของกบการสงเคราะหแสง

5.2.5 แฟลกเจลลา (Flagella) เปนรยางคทมลกษณะเรยวยาวมขนาดเสนผานศนยกลาง 20

นาโนเมตร เปนโครงสรางทใชในการเคลอนท มโปรตนปนกบไฟเบอร กลไกการเคลอนทของแฟลกเจลลา เกดจากหดและคลายตวของโปรตนซงมโมเลกลขนาดใหญ ท าใหเกดการเคลอนทแบบลกคลน ซงจะดงหรอผลกแบคทเรยใหเคลอนทได เกยวของกบการตอบสนองตอสงเราตางๆ เชน เคลอนทเขาหาอาหาร การปรบตวใหอยรอด หรอเคลอนทออกจากสงแวดลอมทไมเหมาะสม สวนฐานยดตดกบผนงเซลล นอกจากนยงมคณสมบตเปน H –Antigen สามารถกระตนการเกดโรคไดหลายชนด แบคทเรยมบางชนดเทานนทมแฟลกเจลลา เชน Helicobacter pylori, Escherichia

coli, Salmonella typhimurium และ Vibrio alginolyticus เปนตน แฟลกเจลลามหลายแบบตามบรเวณทตางๆ ของเซลล ดงน 1) Monotrichous มแฟลกเจลลาอยปลายดานใดดานหนงของเซลล

2) Amphitrichous มแฟลกเจลลามากกวา 1 เสนทปลายทงสองขางของเซลล

3) Lophotrichous มแฟลกเจลลามากกวา 1 เสนทปลายดานใดดานหนง

4) Peritrchous มแฟลกเจลลายนออกมารอบเซลล

~ 77 ~

5.2.6 พไล (Pili) หรอมอกชอหนงวา ฟมเบรย (Fimbriae) เปนรยางคทมขนาดเลกและสนยนออกรอบๆ ตวเซลลของแบคทเรย จดก าเนดของพไลจะเชอตดกบออกจากเยอหมเซลล ประกอบดวยโปรตนทเรยกวา Pilin มกพบในแบคทเรยแกรมลบมากกวาแบคทเรยแกรมบวก พไลมหนาทหลายอยาง ดงน

1) ท าหนาทยดเกาะกบวตถ หรอยดเกาะกบโฮสตในกรณเชอกอโรค เปนโครงสรางทเกาะตดกบเนอเยอตางๆ ไดด มกพบในบรเวณชองทางเดนหายใจ ล าไสเลก ทางเดนปสสาวะ

2) มคณสมบตเปน Somatic antigen ดงนนสามารถแยก Serotype ตางๆ ในแบคทเรยบางชนดได เชน Neisseria gonorrhoeae ถาเซลลสญเสยพไล จะไมสามารถเกดโรคได

3) F-pilli (Sex pili) ใชในการสบพนธแบบอาศยเพศ มการแลกเปลยนสารพนธกรรม ระหวางผให (Donor) จากเซลลหนงไปสแบคทเรยอกเซลลหนง ซงเปนผรบ (Recipient)

วธการสบพนธแบบนเรยกวา คอนจเกชน (Conjugation)

รปท 5.7 การแลกเปลยนพนธกรรมแบบคอนจเกชน (Conjugation) ของแบคทเรยทมเซลลผใหและแบคทเรยผรบโดยอาศย Sex-pilli หรอ F-pili

ทมา : Black, 1993 : 90

~ 78 ~

5.2.7 ไรโบโซม (Ribosome) เปนออรแกเนลชนดทมเยอหมเพยงชนดเดยวทมในเซลลโปรคารโอต ไรโบโซมกระจายอยในไซโทพลาสซม น าหนกของไรโบโซมมขนาดตางกนระหวางเซลลโปรคารโอตและยคารโอต เมอน าไปปนดวยความเรว คาสมประสทธในการตกตะกอนในหนวย สเวดเบรก ยนต (Svedberg : S) น าหนกไรโบโซมรวมของแบคทเรยมขนาด 70S แบงเปนหนวยยอย คอ 50S กบ 30S (ยคารโอตมน าหนก 70S แบงเปนหนวยยอย คอ 60S กบ 40S) ไรโบโซมท าหนาทสงเคราะหสายโปรตน นอกจากนภายในไรโบโซมจะมสารพนธกรรมทจ าเพาะและสามารถใชในการจ าแนกชนดของแบคทเรย โดยเฉพาะล าดบเบสใน 16S rRNA

5.2.8 Nucleoid แบคทเรยเปนมเซลลเปนชนดโปรคารโอต สารพนธกรรมลอยปนอยกบไซโปพลาสซม ลกษณะของจโนม (Genome) มล าดบเบสทไมซบซอน ไมมโปรตนฮสโตน (Histone) เหมอนในยคารโอต ในแบคทเรย DNA เปนสารพนธกรรมมลกษณะเปนวงแหวน (Circular) และเปนสายค (Double strand)

5.2.9 พลาสมด (Plasmid) เปนดเอนเอทอยนอกวงแหวนของจโนม หรออาจเรยกวา Extrachromosomal DNA ซงมขนาดเลกกวา DNA พลาสมดมกพบในแบคทเรยแกรมลบ เชน E. coli ในแบคทเรยหนงเซลลสามารถพบพลาสมดไดจ านวนมาก เนองจากสามารถเพมจ านวนไดเองภายในเซลล นอกจากนพลาสมดยงมยนทเกยวของกบการดอยา ทอาจเกดจากการกลายพนธหรอการเปลยนแปลงการแสดงออกของยนภายในพลาสมดเอง 5.2.10 เอนโดสปอร (Endospore) เปนโครงสรางทสรางขนภายในเซลลของแบคทเรยบางสกล เชน Bacillus และ Clostridium เอนโดสปอรถกสรางขนในสภาวะทแบคทเรยอยในสงแวดลอมทไมเหมาะสม เชน อาหารเรมหมด เซลลมอายมาก หลบหลกสารพษ มกพบในชวง Stationary phase และ Death phase ของการเจรญ คณลกษณะของเอนโดสปอรทส าคญ เชน ทนตอสารเคมและ Ethyl alcohol เพราะไมยอมใหสารซมผานเขาไปได ทนตอความรอนแมอณหภม 100

องศาเซลเซยส นานกวา 30 นาท ทนตอความแหงแลงและรงสตางๆ เปนตน การสรางเอนโดสปอรไมถอวาเปนการสบพนธ เนองจากไมมการเพมจ านวนของเซลล ถอวาเปนระยะพกตวเมออยในสภาวะแวดลอมทเหมาะสม แบคทเรยจะสามารถกลบมาเจรญใหมไดตามปกต

~ 79 ~

รปท 5.8 ลกษณะเอนโดสปอรของแบคทเรย Clostridium sp. และ Bacillus sp. ภาพถายจากใตกลองเฟส-คอนทรส

ทมา : Quinn, et al., 1994 : 166

5.3 การจดหมวดหมของแบคทเรย

5.3.1 หลกทใชในการจดจ าแนก แบคทเรยมคณลกษณะจ าเพาะในแตละกลมและในแตละสปชส ซงการจดจ าแนกอาจตองใชหลายวธการและหลกการวมกน โดยในปจจบนไดน าแบคทเรยไปจดจ าแนกหมวดหมตาง ๆ โดยยดลกษณะทส าคญดงน

1. แหลงของพลงงาน ซงแบงออกเปน 2 ชนด คอ ใชพลงงานจากแสง (Phototrophic bacteria) และใชพลงงานทไดจากปฏกรยาเคมตาง ๆ (Chemotrophic bacteria)

2. การเคลอนท การเคลอนทของแบคทเรยเกดไดทงการใชวธมวนตวหรอกลงตวและการใชแฟลกเจลลา

3. รปรางและการเรยงตวของเซลล 3.1 รปราง รปรางทพบในแบคทเรยตาง ๆ ม 3 ชนด คอ ทรงกลม, ทอนและโคงงอหรอเปนเกลยว แตในแบคทเรยบางชนด เชน ใน Order Actinomycetales จะมรปรางของเซลลยาวเรยวเปนเสนใยคลายรา สวนในพวก Caulobacter spp. เซลลมรปรางคลายรปไตและม stalk ยนออกจากตวเซลลดวย

3.2 การเรยงตวของเซลล การเรยงตวของเซลลในแบคทเรยตาง ๆ เชนเซลลเดยว (Micrococcus spp.) เซลลตดเปนค (Diplococcus) เรยงตวเปนสาย (Streptococcus) อยเปนกลมพวก( Sarcina sp., Straphylococcus sp.)

4. การตดสแกรม ม 2 ชนดคอ แกรมบวกและแกรมลบ

~ 80 ~

5. การสรางเอนโดสปอร แบคทเรยทสรางสปอรไดมพบใน Family Bacillaceae

ไดแก Bacillus และ Clostridium นอกจากนยงพบใน Sporosarcina ureae ซงเปนแบคทเรยรปกลมชนดเดยวทสรางสปอรไดและรคเกตเซย Coxiella burnetii

6. สภาวะการเจรญ แบคทเรยบางพวกตองการออกซเจนในการเจรญ (Aerobic

bacteria) บางชนดไมตองการออกซเจนในการเจรญ (Anaerobic bacteria) บางชนดเจรญไดทงในทมและไมมออกซเจน (Facultative anaerobic bacteria) บางชนดตองการออกซเจนเพยงเลกนอยในการเจรญ (Microaerophilic bacteria)

5.3.2 การจ าแนกกลมแบคทเรย

1) แบคทเรยกลม Gram-negative aerobic rods and cocci ไดแก แบคทเรยในแฟมล Pseudomonadaceae ลกษณะแบคทเรยในแฟมลนไดแก มรปรางเปนทอนและเคลอนทไดโดยอาศย Flagella ซงอยทปลายเซลล มเมแทบอลซมในการหายใจแตไมมการหมก จ าเปนตองใชออกซเจนในการเจรญเตบโต ซงท าใหมปฏกรยา Catalase-positive และ Oxidase-positive ตวอยางแบคทเรยในแฟมลนไดแก Pseudomonas เปนตน

2) แบคทเรยกลม Gram-negative facultative anaerobic rods ไดแกแบคทเรยใน แฟมล Enterobacteriaceae ลกษณะแบคทเรยในแฟมลนไดแก เกดกระบวนการเมแทบลซมมทง ฯOxidative และการหมก แฟมลนอาจเคลอนทดวย Peritrichous flagella หรอไมเคลอนท สามารถสรางกรดขนจากการหมกน าตาลกลโคส ปฏกรยา Catalase-positive และสามารถเปลยนไนเตรด (Nitrate) ใหเปนไนไตรต (Nitrite) โดยอาศยปฏกรยารดกชน (Reduction reaction) ตวอยางจนสของแบคทเรยทส าคญในแฟมลน ไดแก Escherichia, Salmonella, Shigella, Serratia, Erwinia

และ Enterobacter เปนตน 3) แบคทเรยกลม Gram-positive cocci ไดแกแบคทเรยในแฟมล Micrococcacea

ลกษณะแบคทเรยในแฟมลน ไดแก เปนแบคทเรยทมรปรางกลม ยอมตดสแกรมบวก เมอมการแบงเซลลจะเกดการแบงมากกวาหนงแนวท าใหมการเกาะกลม แบคทเรยกลมนสามารถเปลยนน าตาลใหเปนกรด แตไมผลตกาซ มความทนตอเกลอแกง (Sodium chloride) โดยทเชอทกสายพนธสามารถเจรญไดในเกลอแกง 5 เปอรเซนตและบางสายพนธสามารถทนไดถง 10-15 เปอรเซนต นอกจากนแลว แบคทเรยกลมนมปฏกรยา Catalase-positive และมทงตองการอากาศจนถงตองการอากาศบาง ในการเจรญเตบโต ตวอยางแบคทเรยในกลมน ไดแก Micrococcus, Staphylococcus :

อกหนงแฟมลไดแก แฟมล Streptococcaceae แบคทเรยในแฟมลนมรปรางเปนทรงกลมหรอรปไข เปนพวก Facultative anaerobes ทตองการสารอาหารทมโครงสรางซบซอน ไมสรางสปอรและมกจะไมเคลอนท พบในล าไสของคนและสตว อาหารสตว พชบางชนด เครองมอท

~ 81 ~

ใชในโรงนม น าลายและอจจาระ เปนตน ตวอยางแบคทเรยในกลมน ไดแก Streptococcus,

Leuconostoc, Pediococcus เปนตน

4) แบคทเรยกลม Endospore – forming rods ไดแกแบคทเรยในแฟมล Bacillaceae

ลกษณะทส าคญส าหรบแบคทเรยในแฟมลนคอ การสรางสปอร นอกจากนแลว รปรางของ

เซลลเปนทอน เคลอนทไดโดย Peritrichous flagella แบคทเรยในแฟมลมทงพวก Aerobes,

Facultative anaerobes และ Anaerobes ทงนพอจะกลาวถงจนสทส าคญดงน Bacillus, Clostridium,

Desulfotomaculum เปนตน 5) แบคทเรยกลม Gram-positive asporogenous rod-shaped bacteria แบคทเรย

Lactobacilli จดอยในพวก Facultative anaerobes และ Anaerobes ตองการสารอาหารพวกสารอนทรยทมโครงสรางซบซอน สามารถ Fermentative โดยสรางกรดแลกตกออกมาเปนผลตผลพลอยได แบคทเรย Lactobacilli สามารถแยกออกเปน 2 กลม คอ กลม Homofermentative ซงสามารถผลตกรดแลกตกอยางเดยวจากการหมกน าตาลกลโคส ไดแก สายพนธ L. delbrueckii L.

lactis L. bulgaricus และ L. plantarum สวนอกกลม คอ Heterofermentative ไดแก L. hilgardii L.

fructivorans L. desidiosus และ L. ruminis โดยเปนกลมทหมกน าตาลกลโคสไดกรดแลกตก กรดแอซตก และกาซคารบอนไดออกไซด

~ 82 ~

บทสรป

แบคทเรยถกจดจ าแนกอยในอาณาจกรโมเนอรา (Kingdom of Monera) มลกษณะเซลลเปนแบบโปรคารโอต ไมมเยอหมนวเคลยส โดยสารพนธกรรมลอยปะปนอยกบไซโทพลาสซม เรยกวา Nucleoid มรปรางลกษณะเปนทรงกลม เปนทอน หรอเปนเกลยว อาจอยรวมเปนกลมหรอเปนเสนสาย โครงสรางของแบคทเรยมองคประกอบทแตกตางกนในแตละชนดของแบคทเรย โดยทวไปประกอบดวยสารพนธกรรม (DNA) ไซโทพลาสซม เยอหมเซลล ผนงเซลล ไรโบโซม เปนตน สวนองคประกอบอนอาจมเฉพาะในแตละชนดของแบคทเรย เชน แฟลกเจลลา พไล เอนโดสปอร แคปซล แบคทเรยแบงเปน 2 กลมตามโครงสรางของผนงเซลลและการยอมตดสแกรม ไดเปนแบคทเรยแกรมบวก และแบคทเรยแกรมลบ การจดจ าแนกกลมของแบคทเรยใชเกณฑหลายอยางทงรปราง การยอมตดสแกรม การสรางสปอร สภาวะทตองการในการเจรญ และการจดเรยงตว

~ 83 ~

แบบทบทวนทายบท

1. จงอธบายรปรางของแบคทเรยตอไปน Cocci, Streptococci , Staphylococci, Rod shape และ Spiral shape พรอมทงยกตวอยางสปชสทมลกษณะดงกลาว

2. จงอธบายหนาทของโครงสรางตอไปน Pili, Flagella, Capsule, Cell wall, Endospore

3. จงเปรยบเทยบความแตกตางของผนงเซลลระหวางแบคทเรยแกรมบวกและแบคทเรยแกรมลบ

4. จงบอกโครงสรางของแบคทเรยทงหมด พรอมทงอธบายหนาทของแตละโครงสราง 5. จงอธบายหลก หรอเกณฑทใชในการจ าแนกแบคทเรย

~ 84 ~


จ านง วสทธแพทย . (25420. จลชววทยา. มหาสารคาม : ส านกพมพ หจก.คลม ออฟฟซโปรดกซ. p. 55-100.



Bauman, R.W., Machunis-Masuoka E. and Tizard I. (2007). Microbiology. (2nd

ed). San

Francisco: Pearson Education Inc. p. 258.

Black, J.G. (1993). Microbiology : Principle and Application. (2nd

ed). New Jersey : Prence-Hall Inc.

p. 90.

Burton, G.R.W. (1992). Microbiology for the health sciences. (4th

ed). New York : J.B. Lippincott

Company. p. 254-261.


th ed). Massachusetts : Jones and Bartlett publishers. p. 107.

Quinn, P.J., Carter, M.E., Markey, B.K. and Carter, G.R. (1994). Clinical Veterinary. (1sted).



p. 71.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2014). Microbiology. (11th ed). San Francisco :

Pearson Education Inc. p. 279.

~ 85 ~


บทท 6 ฟงไจ


6.1 ลกษณะและรปรางของฟงไจ

6.2 การสบพนธของฟงไจ 6.3 การเจรญของฟงไจ




1. สามารถอธบายลกษณะทวไปของฟงไจได

2. สามารถอธบายลกษณะการด ารงชวตของเชอราได

3. สามารถบอกโทษและประโยชนทไดจากเชอราได

4. สามารถอธบายหลกการจดจ าแนกเชอราได










~ 86 ~









~ 87 ~

บทท 6

ฟงไจ (Fungi)

ฟงไจ หรอเหดราจดเปนจลนทรยทมเซลลเปนแบบยคารโอต นกอนกรมวธานจดแยกฟงไจอยใน Kingdom of Fungi วชาทศกษาเกยวกบเหดราคอวชา Mycology มาจากค าภาษากรก Mykes

แปลวา เหด รา (Mushroom) และ Logos แปลวาการศกษา เหดราเปนสงมชวตทมทงหลายเซลลและเซลลเดยว มกลมทมทงคณประโยชนและมโทษตอสงมชวตอน ในดานคณประโยชน เชน การเปนผยอยสลายสารอนทรยในระบบนเวศ ราบางชนดสามารถผลตสารท าลายเชอจลนทรยกอโรค หรอยาปฏชวนะ ใชในการหมกอาหารสตว การใชยสตในอตสาหกรรมนม และเหดสามารถน ามาปรงอาหาร เปนตน สวนดานโทษตอสงมชวตอนๆ เชน เชอราบางชนดกอโรคในคน สตว และในพช ท าใหเกดความเจบไขไดปวย หรอท าใหโรคไมเจรญเตบโตเตมท เปนตน

ฟงไจ เปนกลมของจลนทรยทไมมคลอโรฟลล มสปอรมการสบพนธทงแบบมเพศ และไมมเพศเซลลเปนแบบ Eukaryote มทงทอยเปนเซลลเดยว ไดแก ยสต และตดกนเปนสาย ไดแก ราเสนสายทวไปรวมถงเหด เสนใยการเจรญจะขยายตามแนวยาวไดอยางไมมขอบเขตจ ากด ผนงเซลล ประกอบดวยสารพวกเซลลโลสและไคตน หรอ อยางใดอยางหนง

6.1 ลกษณะและรปรางของฟงไจ ฟงไจหรอเชอรา มทงชนดทเปนราเซลลเดยว (Unicellular) ไดแก ยสต และเชอราหลายเซลล (Multicellular) สายราจะเรยงเปนสายยาว (Filamentous) เสนใยรา เรยก ไฮฟา (Hypha) กลมของเสนใยรา เรยกวา ไมซเลยม (Mycelium) ลกษณะของเสนใยราโดยทวไปม 2 แบบ ดงน

6.1.1 เสนใยราทมผนงกน (Septate hypha) ลกษณะของผนงกนจะกนตามขวางเปนระยะๆ แบงออกเปนหอง แตละหองอาจม 1-2 นวเคลยส 6.1.2 เสนใยราทไมมผนงกน (Nonseptate hypha หรอ Coenocyte) เปนเสนใยราทไมมผนงกน ตลอดเสนใยของเชอรา ใชไซโทพลาสซมรวมกนตลอดทงสายใยรา และมนวเคลยสปนอยกบไซโทพลาสซมอยเปนระยะ

นอกจากนยงมโครงสรางเสนใยราชนดพเศษ ซงอาจอาศยรวมกนกบสงมชวตชนดอน หรอเปลยนแปลงโครงสรางเพอท าหนาทพเศษได ดงน

~ 88 ~

6.1.3 ไรซอยด (Rhizoid) เปนเสนใยส นๆ ทงอกออกจากจดเดยวกน คลายรากพชชนสงออกจาก Aerial mycelium หรออาจออกจากฐานของกานชสปอร หรอจาก Unicellular thalli ท าหนาทยดเกาะเชอราใหอยกบผวอาหาร ชวยในการดซมอาหาร

6.1.4 ฮฮสทอเรย (Haustoria) เปนราทมการสรางเสนใยแทรกเขาไปในราก ล าตน หรอใบของพช รากลมนเปนปรสตจากพช เนองจากอาศยสารอาหารและน าเลยงจากพชในการเจรญ และการสรางเสนใยรา พวกนจะรวมถงชนดทเปนปรสตในสตว เชนราแมลง เปฯตน

รปท 6.1 ชนดของเสนใยรา ทมา : Nester et al., 1995 : 210

6.2 การสบพนธของฟงไจ

การสบพนธของรา ม 2 แบบ คอ การสบพนธแบบมเพศและการสบพนธแบบไมอาศยเพศ มรายละเอยด ดงน

6.2.1 การสบพนธแบบไมอาศยเพศ การสบพนธแบบไมอาศยเปนการสบพนธทไมตองใชเซลลสบพนธหรอไมขนตอนการรวมนวเคลยสระหวางเซลล การสบพนธแบบนท าใหราสามารถเพมจ านวนอยางรวดเรว และเพมครงละจ านวนมาก ดงรายละเอยด ดงน

1) การหกเปนทอน (Fragmentation) เปนการเจรญของเสนใยราจากชนสวนของเสนใยทหก หรอขาดเปนทอน

~ 89 ~

2) การแตกหนอ (Budding) ซงพบไดทวไปในยสต

3) Transverse fission เปนการแบงเซลลแบบไมโทซส โดยแบงทางขวางจากหนงเซลลเปนสองเซลล พบไดในยสตบางชนด เชน Schizosaccharomyces

4) การสรางสปอรแบบไมอาศยเพศ (Asexual sporulation) คอ การสรางสปอรทเกดขนโดยไมมการผสมกนทางเพศ มหลายแบบ เชน Conidiospores, Arthrospores, Blastospores,

Chlamydospores เปนตน การสรางสปอรแบบไมอาศยเพศของเชอรา มทงชนดทมหอหม เรยกวา (Sporangium) และสปอรทสรางบนกานชสปอรทเรยกวา Conidiosopore

(ก) เซลลยสต (ข) การแตกหนอของเซลลยสต

รปท 6.2 ลกษณะของเซลลและการสบพนธดวยวธแตกหนอของยสต


6.2.2 การสบพนธแบบอาศยเพศ เปนการสบพนธทตองใชเซลลสบพนธหรอนวเคลยสจากเซลลสองเซลลรวมกนเพอสรางเสนใยราสายใหม วงจงชวตสามารถแบงออกไดเปน 3 ระยะ ดงแสดงในรปท 6.1 ดงน

1) ขนตอนการรวมตวกนของไซโทพลาสซม (Plasmogamy) ท าใหไดเซลลทม 2

นวเคลยสรวมอยในไซโทพลาสซมเดยวกน ระยะนนวเคลยสยงคงมโครโมโซมเพยงชดเดยว (n

หรอ Haploid)

2) ขนตอนการรวมกนของนวเคลยส (Karyogamy) เปนระยะนวเคลยสทงสองมารวมกน ท าใหเซลลของเชอรามโครโมโซม 2 ชด (2n หรอ Diploid) ในราชนสงการรวมตวกนของ

~ 90 ~

นวเคลยสจะเกดขนชาๆ ท าใหบางระยะอาจพบเซลลทม 2 นวเคลยส ในขณะทราชนต าเกดการรวมตวกนของนวเคลยสเรวมาก จนแยกไมออกหลงการเกดระยะ Plasmogamy

3) ขนตอนการแบงเซลลแบบไมโทซส (Haplodization) เพอลดจ านวนโครโมโซมลงครงหนง จากโครโมโซมเปน 2n หรอ Diploid จะแบงตวแบบไมโอซสเพอลดจ านวนโครโมโซมลงเปน n หรอ Haploid

ชนดสปอรของราจะมความแตกตางกนตามการจดจ าแนก ซงสรางในโครงสรางทตางกน โดยสปอรแบบมเพศ (Sexual spore) หรอสปอรทเกดจากการผสมพนธระหวางเพศผกบเพศเมย สามารถแบงตามการสรางและรปรางได 4 แบบ ไดแก สปอรชนด Ascospore สรางในถง Ascus มจ านวน 6 สปอรในหนง Ascus พบในรา Class Ascomycetes สปอรชนด Basidiospore สรางในถงBasidium ภายในม 4 สปอร พบในรา Class Basidiomycetes สปอรชนด Zygospore คอสปอรทมขนาดใหญ สรางในอบสปอรทมผนงหนา พบในเขอรา ใน Class Zygomycetes สปอรชนด

Oospore สรางในถง Oogonium ภายในมสปอรจ านวนพบใน Class Oosomycetes

รปท 6.3 วงจรชวตของราทมการสบพนธแบบอาศยเพศและไมอาศยเพศ


~ 91 ~

6.3 การเจรญของฟงไจ

การสบพนธของรามกเกดจากการแพรกระจายของสปอรทงชนดทอาศยเพศและไมอาศยเพศ เมออยในสภาพแวดลอมทเหมาะสมตอการเจรญ น าหรอความชนจะแพรผานผนงเซลล เขาสไซโทพลาสซม เกดเมแทบอลซมในเซลลนวเคลยสมการแบงเซลล จากนนสราง Germ tube หรอราสายใหม เกดเปนไฮฟา และพฒนาไปเปนสายราตอไป การเจรญของสายรามกเจรญทปลายสาย และเพมขนาดของสายราดานขางเพยงเลกนอย มการแตกแขนงไปแบบไมมทสนสดจนกระทงอาหารหมดหรออยในสภาวะทไมเหมาะสม เสนใยราโดยทวไปประกอบดวย 2 แบบ คอ เสนใยราทท าหนาทดดซมอาหารและการเจรญเตบโต (Vegetative mycelium) และเสนใยราทมกชขนไปบนอากาศเพอสรางสปอร เรยกวา Aerial mycelium

การเจรญของเชอราจ าเปนตองไดสารอาหารจากแหลงอน เนองจากราไมสามารถสรางอาหารเองได สารอนทรยและสารอนนทรยถกน าไปใชในการสรางโปรตน ซงเปนแหลงไนโตรเจน สวนน าตาลกลโคส จะเปนแหลงคารบอน เชอราสวนใหญสามารถด ารงชวตในชวงอณหภม 0-40

องศาเซลเซยส ซงชวงทเหมาะสมจะแตกตางกนในแตละชนด ความเปนกรดดางสวนใหญราจะเจรญไดดในสภาวะทเปนกรดออนๆ หรอชวง pH ประมาณ 5.5-6.5 ก า ร ด า ร ง ช ว ต ข อ ง ร า มดวยกน 3 แบบ ใหญๆ คอ อยอยางอสระ เปนปรสตของสงมชวตอนๆ และอยรวมกบสงมชวตอนแบบพงพาอาศยกน

6.3.1 ด ารงชวตแบบอสระ (Free living) ราสวนใหญด ารงชวตแบบอสระ โดยอาศยอาหารจากการยอยสลายซากสงมชวต (Saprophyte) ซงมทงกลมท เจรญไดเฉพาะบนซากพชซากสตวเทานน (Obligate saprophytes) และ กลมทเจรญบนซากสตว และในบางสภาวะสามารถเจรญในสงมชวตได (Facultative parasites)

6.3.2 ด ารงชวตแบบปรสต (Parasite) เปนเชอราทตองอาศยอาหารจากสงมชวตในการด ารงชวต เนองจากสรางอาหารเองไมได หรอไมมเอนไซมยอยสลายสารอนทรยหรอสารอนนทรยในบางรปได 6.3.3 ด ารงชวตอยรวมกบสงมชวตอน (Mutualism) เปนการเจรญแบบพงพาอาศยกบสงมชวตอน มการสรางสารอาหารทจ าเปนตอการด ารงชวตของพช ไดแก การด ารงชวตแบบ Mycorrhiza คอการอยรวมกนของเชอรากบรากพชชนสง และการด ารงชวตแบบ Lichen คอการอยรวมกน เชอรากบสาหราย และการเจรญของเหดโคนกบปลวก เปนตน

~ 92 ~

ก ข

ค ง

รปท 6.4 การด ารงชวตของราทพงพาอาศยอยกบสงมชวตอน ก-ค : ไลเคน ง : ไมคอไรซาร



การจดหมวดหมของรามการจดโดยยดหลกแตกตางกนไป ซงในปจจบนยดหลกตามการจดจ าแนกของ Alexopoulos, C.J. ซงเขยนไวในหนงสอ Introductory Mycology ป ค.ศ.1996 ดงน

6.4.1 Phylum Deuteromycetes

เชอราในไฟลมนเปนราชนต า มแฟลกเจลา 1 เสน อยดานทายของเซลล หรออาจเรยกวาราน า มกพบในทชนหรอในน า วงจรชวตมชวงทสามารถเคลอนทได ในระยะ Zoospore

และระยะ Gamete โดยใชแฟลกเจลลม เสนใยรา (Hyphae) มผนงกน พบเฉพาะการสบพนธแบบไมมเพศเทานน และสรางสปอรแบบ Conidia

ฟงใจในกลมนยงไมพบระยะทมการสบพนธแบบมเพศ มชอสามญวา Imperfungi

ถาหากมการศกษาจนสามารถพบระยะทมการสบพนธแบบไมมเพศ จะถกจดไวในกลม

ประกอบดวยสมาชกเกอบ 15,000-20,000 สปชส

~ 93 ~

Deuteromycetes ท าใหเกดโรคกบมนษย สตวและพชตางๆ มากมาย เชน โรคใบเหยวของยาสบและมะเขอ โรคใบไหมของมะพราว โรคจดสน าตาลของขาว เปนตน สวนโรคทเกดกบมนษย ไดแก กลาก เกลอน Hong kong foot เปนตน เกดจากฟงไจแตกตางกนไป เชน Epidermophyton floccosum ท าใหเกดกลากทผวหนง สวน Microsporum sp. ท าใหเกดกลากทผวหนง ผมและเลบ เปนตน

6.4.2 Phylum Zygomycetes

ลกษณะทส าคญของราในไฟลมน ไดแก เปนราทมเสนใยราทไมมผนงก น สามารถสรางสปอรภายใน Sporangium อยางไมจ ากดจ านวน สามารถสรางสปอรไดทงแบบทอาศยเพศและไมอาศยเพศ การสบพนธแบบมเพศจะสราง Zygospore ทมผนงหนาท าใหทนตอสภาวะแวดลอมไมเหมาะสมไดด และสปอรแบบไมอาศยเพศเรยก Sporangiospore รากลมนสามารถด ารงชวตไดทงแบบปรสต หรอ Saprophyte ฟงใจในกลมนมหลายชนด ทส าคญไดแก Rhyzopus, Mucor, Saprolegnia, Pythium, Synchytrium, Pythophtpora ฟงไจในกลมนมหลายชนดน าไปใชในอตสาหกรรมตางๆ เชน Rhizopus nigricans ใชผลต Fumaric acid และ R. nodosus ใชท าขาวหมาก แอลกอฮอลและสราจากขาว เพราะเอนไซม Amylase เปลยนแปงเปนน าตาลไดด สวนฟงใจหลายชนดทท าใหเกดโรคกบพชและสตว เชน Plasmopra viticola ท าใหเกดโรคราน าคางขององน Pythium aphanidermatum ท าใหเกดการเนาของรากและล าตนของมะละกอ และ

Saprolegnia spp. กอโรคในปลาท าใหผวหนงเปนจดสขาว เปนตน

6.3.3 Phylum Ascomycetes

เหดราในกลมนมลกษณะทวไปคอ มผนงกนแตชองปดไมสนท ท าใหไซโทพลาสซม ไหลผานเขาออกไดระหวางเซลล สามารถสรางสปอรทงแบบมเพศและไมมเพศ ไมตองการความชนมากในการเจรญการสรางสปอรแบบมเพศเกดใน Ascus มจ านวน 8 Ascospores ตวอยางราในกลมนไดแก เหดถวย (Cup fungi) เหดถาน (Truffle) และรวมถงยสต Saccharomyces sp.,

Candida sp., Penicillium และ Aspergillus sp. เปนตน ฟงไจในกลมนมความส าคญทางอตสาหกรรม เชน ยสต S. cerevisia ใชผลตแอลกอฮอลหรอเครองดมทมแอลกอฮอล ใชท าใหขนมปงฟ และตวเซลลจากการแยกออกในระบบการผลต สามารถน ามาใชเปนอาหารสตวในฟารมปศสตวซงใหคณคาทางอาหารสง และGibberella fujikuroi ผลตฮอรโมน Gibberellins เรงการเจรญเตบโตของพช เปนตน

6.3.4 Phylum Basidiomycetes

เปนกลมเชอราทมววฒนาการสงทสด ไดแก เหด (Mushroom) ราเขมา (Must) เหดรางแห (Stink horn mushroom) เปนตน เหดในกลมนมทงชนดทกนไดและเปนพษตอมนษย สปอร

~ 94 ~

แบบอาศยเพศเรยกวา Basidiospore ซงเจรญในถง Basidium วงจรชวตของเหนกลมน เรมจากเบสดโอสปอรงอกไดไฮฟาแบบแฮฟพลอยด (n) จากนนมการสบพนธแบบอาศยเพศ โดยเกด Plasmogamy ซงใชเวลานาน เมอสรางผนงกน จงเกด Karyogamy (2n) ในระยะนอาจพบนวเคลยสจ านวน 2 นวเคลยส จากนนเซลลจะมการแบงตวแบบไมโอซส ไดสปอรทมโครโมโซมเปนแฮฟพลอยด (n) ลกษณะทวไปของเชอราในกลมน มดงน

1.เสนใยมผนงกน (Septum)

2. เสนใยเปนชนด Binucleate mycelium ในแตละเซลลม 2 นวเคลยส

3. การสบพนธแบบมเพศจะสราง Basidiospore บน Basidium

เนองจากเหดราในกลมน สามารถน ามาบรโภคไดโดยตรง จงอาจกอใหเกดประโยชนและโทษ เหดชนดทน ามาปรงอาหารได เชน เหดฟาง เหดหอม เหดหหน เหดนางฟา เหดเปาฮอ เปนตน การกระจายพนธของเหดในปจจบนลดลงไปอยางมาก เนองจากพนทปาถกบกรก เชอเหดราขาดซากพชสารอนทรยเพอการเจรญ รวมถงสภาพความแหงแลงเปนปจจยควบคมการเจรญไดอกทางหนง เหดหลายชนดมพษ เชน เหดในสกล Amanitia (A. phalloider) มสารพษ Amanitin ท าลายเซลลของตบ หวใจและไต ท าใหเกดอาเจยนอยางรนแรงและอจจาระรวง ตอมาเกดเปนตะครว ความดนโลหตต าและเสยชวตในทสด นอกจากนเหดราในไฟลมนยงสามารถกอโรคในพชหลายชนด เชน Tilletia horrid ท าใหเกดโรคใบดางในขาวจาว เปนตน

รปท 6.5 วงจรชวตของราใน Phylum Basidiomycetes


~ 95 ~

บทสรป

ฟงไจหรอเหดรา เปนจลนทรยทมเซลลเปนแบบยคารโอต มทงชนดหลายเซลล ไดแก เชอราเสนสายรวมถงเหด และเซลลเดยว ไดแก ยสต เปนกลมทมท งคณประโยชนและมโทษตอสงมชวตอน ในดานคณประโยชน เชน การเปนผยอยสลายสารอนทรยในระบบนเวศ ราบางชนดสามารถผลตสารท าลายเชอจลนทรยกอโรค หรอยาปฏชวนะ ใชในการหมกอาหารสตว การใชยสตในอตสาหกรรมนม และเหดสามารถน ามาปรงอาหาร สวนดานโทษตอสงมชวตอนๆ เชน เชอราบางชนดกอโรคในคน สตว การเจรญของรามกเจรญไปทางปลายสาย สวนยสตมกเพมจ านวนดวยการแตกหนอ การด ารงชวตมทงการด ารงชวตแบบอสระ แบบปรสต และการพงพาอาศยสงมชวตอน การจดจ าแนกหมวดหมของราอาศยลกษณะของเสนใยรา รปแบบการสรางสปอร

~ 96 ~


1. จงอธบายลกษณะโครงสรางของเสนใยรา มกปะเภท อะไรบาง

2. จงบอกชอของสปอรแบบไมอาศยเพศของฟงไจมชนดใดบาง

3. จงบอกชอของสปอรแบบอาศยเพศของฟงไจมชนดใดบาง

4. จงอธบายรปแบบการด ารงชวตอยกบสงมชวตอนของรา มอะไรบาง 5. จงอธบายวธการสบพนธแบบไมอาศยเพศของฟงไจ

6. ในการจดจ าแนกของฟงไจ สามารถแบงไดกแบบ อะไรบาง จงยกตวอบางชนดราในแตละกลม

7. เหดระโงกอยในไฟลมใด

~ 97 ~







~ 98 ~


บทท 7 ไวรส


7.1 ลกษณะและรปรางของไวรส

7.2 โครงสรางของไวรส 7.3 การสบพนธของไวรส

7.4 การจดจ าแนกหมวดหมของไวรส 7.5 ไวรอยดและพรออน



1. สามารถอธบายลกษณะทวไปของไวรสได

2. สามารถอธบายโครงสรางของไวรส ได

3. สามารถอธบายวธการเพมจ านวนของไวรสได

4. สามารถอธบายหลกการจดจ าแนกไวรสได









~ 99 ~








~ 100 ~

บทท 7

ไวรส

ไวรสเปนปรสตภายในเซลลแทจรง (Obligate intracellular parasite) เนองจากตองอาศยอยภายในสงมชวตอนเทานน ไวรสเปนสงมชวตทไมไดถกจดจ าแนกในอาณาจกรของสงมชวตทวไป เนองจากไมมองคประกอบพนฐานทจ าเปนส าหรบการเจรญเตบโต ไมมระบบเอนไซมทเกยวของกบปฏกรยาใดๆ เปนของตวเอง การเพมจ านวนของไวรสตองอาศยเอนไซม การสรางพลงงาน การสรางสารชวโมเลกลจากสงมชวตอน โครงสรางของไวรสไมมองคประกอบเปนเซลล การเพมจ านวนในเซลลสงมชวตอนท าใหเกดความผดปกตของเซลลโฮสตนนๆ หรอท าใหเซลลโฮสตแตก จงท าใหไวรสมความสามารถกอโรคตางๆ ใหกบสงมชวตอนๆ ได

7.1 ลกษณะและรปรางของไวรส

ลกษณะพนฐานของไวรสโดยทวไปม 3 ลกษณะ ดงน (จ านง วสทธแพทย. 2542 : 220)

7.1.1 Helical มลกษณะเปนทอนตรง หรอโคงงอ หรอสเหลยมผนผา เชน Tobacco mosaic virus (กอโรคใบดางในยาสบ) Mump virus (เปนสาเหตของโรคคางทม) Rabies

(พษสนขบา) เปนตน

7.1.2 Icosahedral มรปรางแบบลกบาศก อาจมลกบาศกหลายๆ ทรง หรอหลายเหลยม บางครงการศกษาในภาพถายอาจดคลายกบลกษณะทรงกลม เชน Poliovirus (เปนสาเหตของโรคโปลโอ) Herpes (กอโรคเรม) เปนตน

7.1.3 Complex เปนรปรางไวรสทมลกษณะการรวมกนของ Helical กบ Icosahedral ท าใหดคลายมสวนหวและสวนล าตว เปนไวรสทมรปรางซบซอน เชน Bacteriophage

Smallpox (ฝดาษ) เปนตน นอกจากนยงมรปรางแบบทเรยกวา Binal ซงมรปรางคลายลกออดแบงเปนสองสวน คอ สวนหว สวนล าตว และสวนหางซงชวยในการเกาะจบกบโฮสตไดดขน แตกสามารถจดไวในกลม Complex ไดเชนเดยวกน

~ 101 ~

(ก) รปรางแบบ Icosahedral (ข) รปรางแบบ Helical (ค) รปรางแบบ Complex

รปท 7.1 รปรางของไวรสแบบตางๆ ทมา : Pommerville, 2004 : 445

7.2 โครงสรางของไวรส

โครงสรางของไวรสมสวนประกอบอยางงาย ไมมนวเคลยส ไมมไซโทพลาสซม หรอเยอหมเซลล องคประกอบของไวรสรวมกนเรยกวา อนภาค (Particle) โครงสรางพนฐานทไวรสทกชนดจะตองม คอ กรดนวคลอก ทหอหมดวยปลอกโปรตน หรอ Capsid นอกจากนไวรสบางชนดอาจมโครงสรางอนๆ เชน Envelop และ Spike เปนตน โครงสรางตางๆ เหลาน มสวนชวยใหการเกาะตดกบโฮสตดขน 7.2.1 กรดนวคลอก (Nucleic acid) หรอสารพนธกรรม ซงไวรสจะสามารถมสารพนธกรรมเปน DNA หรอ RNA อยางใดอยางหนง (ในสงมชวตทวไปสารพนธกรรมจะเปน DNA

สายคเทานน) ไวรสทมกรดนวคลอกเปน DNA เรยกวา DNA virus และในไวรสทมกรดนวคลอกเปน RNA เรยกวา RNA virus กรดนวคลอกนจะอยภายในสดของอนภาคไวรส และถกหอหมดวยโปรตน Capsid สารพนธกรรมในไวรสม 4 แบบ ไดแก RNA สาย เดยว DNA สายเดยว RNA

สายค และ DNA สายค ซงในปกตสงมชวตทวไปจะเปนชนด DNA สายคเทานน

7.2.2 Capsid เปนโปรตนชนนอกท าหนาทหอหมกรดนวคลอก ประกอบดวยโปรตนหนวยยอย เรยกวา Capsomere การเรยงตวของโปรตน Capsid มบทบาทส าคญในการชวย

~ 102 ~

ปองกนกรดนวคลอคจากการถกท าลายดวย รงส อณหภม สารเคม และเอนไซม จากเซลลโฮสต การเรยงตวของโปรตนท าใหรปรางของไวรสมรปรางตางๆกน เรยกโครงสรางทมCapsid และกรดนวคลอกนวา Nucleocapsid

7.2.3 Envelope เปนโครงสรางทมเฉพาะในไวรสบางชนดเทานน มละกษณะเปนเยอบางๆ หอหมโปรตน Capsid ประกอบดวยสารประเภทไขมน โปรตน และโพลแซคคาไรด Envelope มกถกสรางมาจากเยอหมนวเคลยส หรอเอนโดพลาสมคเรตคลมของเซลลโฮสต นอกจากนอาจมไกโคลปด และไกโคปรตนชนดตางๆ ทยนอยบนผวของ Envelop เรยกวา Spike องคประกอบเหลานมสวนเกยวของกบการเกดโรค ความทนทานของไวรส และการดอตอยา

รปท 7.2 โครงสรางพนฐานของไวรส

ทมา : Torato et al., 1998 : 335

~ 103 ~

รปท 7.3 ตวอยางรปรางและโครงสรางของไวรส ทมา : Bauman et al., 2007 : 433

~ 104 ~

7.3 การสบพนธของไวรส

ไวรสเปนสงมชวตทอาศยอยในเซลลโฮสตชนดอนๆ โดยไมสามารถด ารงชวตเปนอสระไดดวยตนเอง การเพมจ านวนอาศยเอนไซม และปฏกรยาตางๆ ภายในเซลลโฮสตทงสน การเพมจ านวนหรอการสบพนธของไวรสทกอโรคในพช สตว และไวรสทเพมจ านวนในแบคทเรย จะแตกตางกนในรายละเอยด แตอยางไรกตามขนตอนและกลไกจะคลายคลงกน 7.3.1 การเพมจ านวนในแบคทเรย (Bacteriophage) มขนตอนแบงเปนระยะตางๆ ดงน การเกาะจบ (Attachment) การเขาสเซลล (Penetration) การสงเคราะหสวนประกอบ (Synthesis)

การสรางอนภาค (Maturation) และการปลดปลอยออกจากเซลล (Release)

1) การเกาะจบ (Attachment) ไวรส Bacteriophage จะเขายดเกาะตรงต าแหนงทมโมเลกลทจ าเพาะ (Specific) ตอโมเลกลทอยบนผนงเซลลของแบคทเรย เรยกต าแหนงนวา

Receptor site การจบกนนอาศยความเขาคกนของโมเลกล อาศยหลกการคลายกบเอนตเจนจบกบแอนตบอด 2) การเขาสเซลล (Penetration) หลงจากไวรสจบกบแบคทเรยแลวจะปลอยเอนไซมไลโซไซม (Lysozyme) ยอยผนงเซลลแบคทเรย ท าใหบรเวณทเกาะเปนร จากนน

Bacteriophage จะปลดปลอย DNA เขาสภายในเซลลแบคทเรย และสวน Capsid จะทงไวภายนอกเซลลแบคทเรย

3) การสงเคราะหสวนประกอบ (Synthesis) เมอไวรสเขาสเซลลแบคทเรยไดแลว จะมการสงเคราะหสารไปท าหนาทยบย งปฏกรยาตางๆ ของเซลลแบคทเรย แตยงคงสามารถสรางพลงงานในเซลลไดปกต นอกจากนไวรสยงควบคมเซลลใหสงเคราะหสวนประกอบของอนภาคใหมในเซลลแบคทเรย เรมจากมการจ าลอง DNA ของ Bacteriophage จนมจ านวนมากมาย สรางโปรตน Capsid เพอประกอบเปนอนภาคของไวรส 4) การสรางอนภาค (Maturation) DNA ของไวรสจะถกหอหมดวย Capsid จนกลายเปนอนภาคใหมทสมบรณดวยกลไกของไวรสเอง (Self-assembly)

5) การปลดปลอย (Release) เมออนภาคของไวรสถกสรางขน ไวรสจะปลอยเอนไซมไลโซไซม มายอยผนงเซลลของแบคทเรย ท าใหเซลลแบคทเรยแตก จงหลดเปนอสระและสามารถเขาสเซลลแบคทเรยใหมไดอกใชเวลาประมาณ 25-30 นาท ในแบคทเรยแตละเซลลจะสราง Bacteriophage ใหมไดประมาณ 150-300 อนภาค วฏจกรของแบคทเรยอาจมทงทท าใหเซลลแตก และเซลลไมแตกกได

~ 105 ~

รปท 7.4 ขนตอนการเพมจ านวนของไวรสในเซลลโฮสต ทมา : Nester, et al., 1995 : 211

7.3.2 การเพมจ านวนของไวรสสตว หลกการเพมจ านวนของไวรสในสตว มกลไกคลายคลงกนกบในพช ซงอาจแตกตางกนทเอนไซมบางชนดทไมปรากฏในไวรสของสตว การเขาจบกบสตวจะมความจ าเพาะตอโฮสต (Host specificity) ซงเราจะเหนไดจากการตดเชอโรคไวรสหนงจะเกดเฉพาะในสตวบางชนดเทานน เชน โรคไขหวดนก สามารถตดตอในคน สตวปก แตไมกอโรคในโคกระบอได เปนตน ต าแหนงทเฉพาะบนอนภาคไวรส เรยกวา Receptor site ในไวรสแตละชนดจะมต าแหนงเฉพาะของอนภาคทจะเกาะกบเซลลแตกตางกนไป วธการเขาสเซลล (Penetration) ของแตละไวรสอาจแตกตางกน เชน ไวรสทไมม Envelope จะเขาสภายในโดยขบวนการ Phagocytosis และมสวนของเซลลเมมเบรนหอหมอยดวย จากนนไวรสจะถกปลดปลอยออกส ไซโทพลาสซมดวยการยอยสลายปลอกหมของเอนไซม สวนไวรสทม Envelope จะเขาสเซลลโดยขบวนการ Membrane fusion ดวยการใช Envelope เชอมตอกบเซลลเมมเบรน หรอไวรสบางชนดจะปลดปลอยเฉพาะกรดนวคลอกเขาสเซลลโฮสตเทานน สวนไวรสอน ๆ จะยงคงม

Capsid หอหมกรดนวคลอกอยตามเดมและกรดนวคลอกจะแยกออกจาก Capsid ในภายหลง

กอนทจะมการทวจ านวนเปนไวรสอนภาคใหม 7.3.3 การเพมจ านวนของไวรสพช การทวจ านวนนจะเกดภายในนวเคลยส โดยไวรสจะเขาสภายในเซลลทงอนภาคและมการแยก Capsid และกรดนวคลอกออกจากกนใน

http://com.net.okstate.edu/schmidt/VirologyLectures/Vi2Rep/replicn.htm

~ 106 ~

ภายหลง กรดนวคลอกของไวรสทถกปลดปลอยจากอนภาคแลวจะเคลอนยายเขาสนวเคลยสเพอการจ าลองตวเอง แลวจงออกมาสไซโตพลาสซมในภายหลงเพอสงเคราะหโปรตนทเปน Capsid

และเอนไซมมาประกอบกบกรดนวคลอกเปนอนภาคใหม จากนนจะท าใหเซลลแตกจงหลดเปนอสระ ไวรสเหลานจะสามารถเขาสเซลลอน ๆ ไดใหมอก

7.4 การจดจ าแนกหมวดหมของไวรส

การจดจ าแนกไวรสอาจจดไดตามชนดของโฮสตทไวรสเขาตดตอ เชน ไวรสพช ไวรสสตว ไวรสสตว หรออาจจ าแนกไดตามอวยวะทไวรสเขาบกรก เชน ไวรสทระบบประสาท ไวรสในระบบทางเดนอาหาร ไวรสในระบบหายใจ เปนตน ซงการจดจ าแนกดงกลาวอาจไมครอบคลมไวรสทกชนด ซงหลกในการการจ าแนกหมวดหมของไวรสในปจจบนใชหลกเกณฑทส าคญดงตอไปน เชน ล าดบเบสของกรดนวคลอก โครงสรางของอนภาค การมหรอไมม Envelope หอหม จ านวนของ Capsomere ขนาดของอนภาค ต าแหนงทมการทวจ านวนในเซลล การทนหรอถกท าลายไดงายดวยสารเคมและสภาวะทางกายภาพ เปนตน จากหลกเกณฑสามารถจ าแนกหมวดหมของไวรสทท าใหเกดโรคกบมนษยและสตวไดเปน 16 กลม โดยเปนไวรสทมกรดนวคลอกชนด

DNA จ านวน 5 กลม และชนด RNA จ านวน 11 กลม ส าหรบหมตาง ๆ ของไวรสมดงน

7.4.1 Poxviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด DNA แบบสายค (Double strand)

รปรางแบบ Complex ม Envelope หอหม มขนาดอนภาคประมาณ 230 x 300 นาโนเมตร เจรญภายในไซโตพลาสซมของเซลลผใหอาศย เชน Small pox virus ท าใหเกดโรคฝดาษ Vaccinia

virus กอโรคฝดาษในวว

7.4.2 Herpesviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด DNA แบบสายค (Double

strand) ขนาดอนภาคประมาณ 150 นาโนเมตร รปรางแบบ Icosahedral ม Envelope เจรญภายในไซโตพลาสซมของเซลลผใหอาศย ไวรสชนดนมกกอโรคหรอแฝงในเซลลประสาท เชน Herpes

simplex virus กอโรคเรม สายพนธไทป 1 กอโรคทรมฝปาก สวนสายพนธไทป 2 กอโรคทระบบสบพนธ และ Varicella-zoster virus กอโรคอสกอใสและงสวด

7.4.3 Adenoviruses เปนไวรสทมกรดนวคลอกเปนสารพนธกรรมชนด DNA แบบสายค (Double strand) อนภาคมขนาดประมาณ 70-90 นาโนเมตร รปรางแบบ Icosahedral ไมม

Envelope เจรญภายในนวเคลยสของเซลลผใหอาศย เชน Adenovirus มกตดเชอในตอมน าเหลอง หรอเยอเมอก ท าใหกอโรคในระบบหายใจ คออกเสบ และเยอบตาอกเสบ

~ 107 ~

ตารางท 7.1 การจดหมวดหมของไวรสกอโรคในสตว

Family name Morphology Enveloped (E) Approximate Nucleic

Or Naked (N) size (nm) acid

Poxviridae E 350 x 250 Linear ds DNA

(Poxvirus)

Herpesviridae E 200 Linear ds DNA

(Herpesvirus)

Adenoviridae N 75 Linear ds DNA

(Adenovirus)

Parvoviridae N 20 Linear ds DNA

(Papovirus)

Papovaviridae N 50 Circular ds DNA

(Papovavirus)

Baculoviridae E 300 x 40 Circular ds DNA

(Baculovirus

Picornaviridae N 27 Plus-strand RNA

(Picornavirus)

Togaviridae E 50 Plus-strand RNA

(Togavirus)

Retroviridae E 50 Plus-strand RNA

(Retrovirus)

Orthmyxoviridae E 110 8 Segments minus-

(Orthmyxoviridae) strand RNA

Paramyxoviridae E 200 Minus-strand RNA

(Paramyxovirus)

Rhabdoviridae E 170 x 70 Minus-strand RNA

(Rhabdovirus)


~ 108 ~

7.4.4 Papovaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด DNA แบบสายค (Double

strand) อนภาคมเสนผาศนยกลางประมาณ 45-55 นาโนเมตร มรปรางแบบ Icosahedral ไมม

Envelope capsid ม 42-92 Capsomeres จรญภายในนวเคลยสของเซลลโฮสต เชน Papilloma virus

ท าใหตดเชอระบบสบพนธโดยเฉพาะในเพศหญง เปนปจจยเสยงของการเกดมะเรงปากมดลก 7.4.5 Parvoviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมชนด DNA แบบสายเดยวค (Double

strand) ไวรสกลมนมขนาดเลกมาก อนภาคมเสนผาศนยกลาง 18-26 นาโนเมตร รปรางแบบ

Icosahedral เจรญภายในนวเคลยสของเซลลผใหอาศย เชน Adenoassociated viruses

7.4.6 Bunyaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมชนด RNA แบบสายเดยว รปรางแบบทอน และม Envelope หอหม อนภาคมขนาดเสนผาศนยกลาง 90-100 นาโนเมตร เจรญภายในไซโตพลาสซมของเซลลผใหอาศยและเมอเจรญเตมทจะอยใน Golgi vesicle เชน Bunyamwera,

California arbovirus

7.4.7 Myxoviruses เปนไวรสทมกรดนวคลอกชนด RNA แบบสายเดยว และเปนแบบ

Segment genome อนภาคมการเปลยนแปลงรปรางได ท Envelope จะม Spike อนภาคมเสนผาศนยกลาง 80-120 นาโนเมตร รปรางแบบทอน ม Envelope สวนมากจะท าใหเกดการตกตะกอนของเซลลเมดเลอดแดงของนกและสตวเลยงลกดวยนมหลายชนดและนก เชน Influenza

virus A, B และ C กอโรคไขหวดใหญ

7.4.8 Paramyxoviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด RNA แบบสายเดยว (Linear single strand) อนภาคมขนาดประมาณ 100-200 นาโนเมตร รปรางแบบทอนและ

Envelope ทหอหมจะม Spike ทท าใหเซลลเมดเลอดแดงตกตะกอน เจรญภายในไซโตพลาสซมของโฮสต บางชนดท าใหเซลลผอาศย มหลายนวเคลยสและมขนาดใหญ เชน Mump virus กอโรคคางทม และ Measles virus กอโรคหดในคน

7.4.9 Coronaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมชนด RNA แบบสายเดยว (Single srand

RNA) รปรางแบบทอน และม Envelop หอหม อนภาคมขนาดประมาณ 100 นาโนเมตร เจรญภายในไซโตพลาสซมของโฮสต เชน Coronacirus กอโรคไขหวด และโรคตดเชอของระบบหายใจตอนบน

7.4.10 Togaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปน RNA สายค (Double strand RNA)

อนภาคมขนาดประมาณ 40-70 นาโนเมตร มรปรางแบบ Icosahedral และม Envelope หอหม เชน

Rubella virus group A และ group B กอโรคหดเยอรมน

7.4.11 Rhabdoviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด RNA แบบสายเดยว (Linear

single strand) มรปรางแบบทอน และม Envelope หอหม อนภาคมขนาดประมาณ 70 X 170 นาโน

~ 109 ~

เมตร เจรญภายในไซโตพลาสซมของเซลลโฮสต บางชนดจะสราง Negribodies ในไซโตพลาสซมดวย เชน Rabies virus กอโรคพษสนขบานในสตวเลยงลกดวยน านม 7.4.12 Arenaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด RNA แบบสายเดยว (Single strand RNA) รปรางแบบ Helical และม Envelope หอหม อนภาคมขนาดประมาณ 50-300

นาโนเมตร และมอนภาคเลกคลายไรโบโซมอยดวย เชน Lymphocytic choriomeningitis virus,

Tacaribe complex arbovirus

7.4.13 Reoviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมเปนชนด RNA แบบสายค (Double strand RNA) อนภาคมเสนผาศนยกลาง 60-80 นาโนเมตร รปรางแบบ Icosahedral แตไมม

Envelope หอหม Capsid ม 92 Capsomeres เจรญในไซโตพลาสซมของเซลลโฮสต และกระตนใหเซลลสราง Interferon ในระบบภมคมกนไดด เชน Reovirus, Colorado tick fever virus

7.4.14 Picoranaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมชนด RNA แบบสายเดยว

(Single strand RNA) รปรางแบบ Icosahedral แตไมม Envelope หอหม อนภาคมขนาดประมาณ

20-30 นาโนเมตร capsid ม 32 Capsomeres ไวรสชนดนคงทนตอการถกท าลายดวยความรอทมสารแมกนเซยมคลอไรด เชน Rhinovirus กอโรคไขหวด Poliovirus ท าใหเกดโรคโปลโอหรอโรคไขสนหลงอกเสบ 7.4.15 Oncoroaviruses เปนไวรสทมสารพนธกรรมชนด RNA แบบสายเดยว

(Single strand RNA) อนภาคมขนาดประมาณ 100-120 นาโนเมตร รปรางทอนและม Envelope

หอหม เจรญภายในนวเคลยสของเซลลผใหอาศย เชน Animal tumor virus

7.5 ไวรอยดและพรออน

ไวรอยด (Viroids )มอนภาคหรอไวรออนเชนเดยวกบไวรส อนภาคประกอบดวยสาย RNA

เทานน โดยไมมโครงสรางอนใดๆ อก มลกษณะเปน RNA สายเดยว (Single strand RNA) ขนาดสนๆ โครงสราง RNA ของไวรอยดมแบบเปนทงสายเดยวหรอสายคน และมทงแบบเสนและแบบวงแหวน มกกอโรคในพช

พรออน (Prion) เปนเสนสายโปรตนทมความทนรอนสง ซงสามารถแทรกตวในโครงสรางของสายโปรตนอนๆ ในเซลลและกอใหเกดโรคได หากท าใหยนทถกแทรกนนผดปกต โรคทเปนสาเหตมาจากพรออน ไดแก โรคทางระบบประสาทในวว Bovine spongiform encepahltits (BSE) โรค Scrapie ในแกะ และโรค Kuru & Creutzfeld-Jakob Disease (CJD) ในคน เปนตน

~ 110 ~

บทสรป

ไวรสเปนปรสตภายในเซลลแทจรง (Obligate intracellular parasite) โครงสรางเปนอนภาค (Particle) ไมไดมลกษณะเปนเซลล อาศยอยภายในสงมชวตอนเทานน ไมมองคประกอบพนฐานทจ าเปนส าหรบการเจรญเตบโต มระบบเอนไซมทไมสามารถท างานไดเองและไมเพยงพอตอการเจรญไดดวยตนเอง เกยวของกบปฏกรยาใดๆ เปนของตวเอง การเพมจ านวนของไวรสตองอาศยเอนไซม การสรางพลงงาน การสรางสารชวโมเลกลจากสงมชวตอน โครงสรางของไวรสไมมองคประกอบเปนเซลล มเพยงกรดนวคลอกหอหมดวยโปรตน Capsid และอาจม Envelope หอหมดวยหรอไมขนอยกบชนดของไวรส การจดจ าแนกหมวดหมของไวรสใชชนดของจโนม ทมสารพนธกรรมทงชนด DNA และ RNA ทงสายเดยวและสายค การเพมจ านวนของไวรสมกลไกการเขาจบกนกบโฮสตทจ าเพาะ การสรางกรดนวคลอก การสงเคราะหโปรตน การสรางอนภาคไวรส และการปลดปลอยออกนอกเซลล

~ 111 ~


1. ไวรสเปนสงมชวตหรอไม จงอธบายเหตผล

2. เหตใดไวรสถงไมสามารถอยล าพงในสงแวดลอมได

3. โครงสรางพนฐานของไวรสมอะไรบาง

4. จงอธบายขนตอนการสบพนธของไวรสมาใหเขาใจ

5. การจดจ าแนกหมวดหมของไวรสใชหลกเกณฑใดบาง

6. จงยกตวอยางไวรสทกอโรคในคนมา 5 ชนด พรอมบอกชอโรค และการปองกน

~ 112 ~


จ านง วสทธแพทย. (2542). จลชววทยา. มหาสารคาม : ส านกพมพ หจก.คลม ออฟฟซโปรดกซ. p.

220.


ed). San Francisco :

Pearson Education Inc. p. 443.






Tataro, K.P. and Chess, B. (2015). Microbiology. (9thed). New York : McGraw-Hill Education. p.

71.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (1998). Microbiology. (6th ed). San Francisco : Pearson


~ 113 ~


บทท 8 โปรโตซวและสาหราย


8.1 โปรโตซว

8.2 สาหราย



1. สามารถอธบายลกษณะทวไปของโปรโตซวและสาหรายได

2. สามารถอธบายโครงสรางของโปรโตซวและสาหรายได

3. สามารถอธบายวธการสบพนธโปรโตซวและสาหรายได

4. สามารถอธบายหลกการจดจ าแนกโปรโตซวและสาหรายได








7. ค าตอบค าถามทายบทในชนเรยน


~ 114 ~










~ 115 ~

บทท 8

โปรโตซวและสาหราย

อาณาจกรโปรตสตา (Kingdom of Protista) เปนสงมชวตเซลลเดยว (Single cell

microorganism) มลกษณะเซลลเปนแบบยคารโอต (Eukaryotic cell) สามารถท ากจกรรมของชวต (Basic function of life) ไดอยางสมบรณในเซลลเดยวทงการกนอาหาร การขบถาย การสบพนธ โดยทวไปทขนาดยาวกวาเซลลโปรคารโอต ประมาณ 10 เทา การพฒนาการยงไมมการเปลยนแปลงไปเปนเนอเยอ (Tissue) หรออวยวะ (Organ) ทท าหนาทจ าเพาะ เรยกสมาชกในอาณาจกรนทวๆไป วา โปรตสต (Protists) สามารถแบงออกเปน 3 กลม ไดแก กลมโปรตสตคลายสตว (Animal-like protists) ไดแก โปรโตซว (Protozoa) กลมโปรตสตคลายพช (Plant-like

protists) ไดแก สาหราย (Algae) และกลมโปรตสตคลายเชอรา (Fungus-like protists) ไดแก ราเมอก (Slime mold)

8.1 โปรโตซว (Protozoa)

โปรโตซวหรอสตวเซลลเดยว ถกจดอยในอาณาจกรโปรตสตา ด ารงชวตดวยเพยงเซลลเดยว มลกษณะเซลลเปนแบบยคารโอต ไมมระบบเนอเยอทซบซอนเหมอนสตวชนสง สรรวทยาภายในเซลลไมมระบบทซบซอน รปรางของเซลลมหลายแบบ เชน ร กลม รปไข ด ารงชวตทงในน าจด น าเคม ในดน บางชนดด ารงชวตแบบอสระ บางชนดอยแบบพงพาอาศยสงมชวตอนๆ เชน โปรโตซวในล าไสปลวก บางชนดเปนปรสต เชน เชอมาลาเรย (Plasmodium sp.) เชอบดมตว

(Entamoeba histolytica) เปนตน โปรโตซวมบทบาทส าคญตอระบบนเวศในแงของการเปนหวงโซอาหาร สตวน าหลายชนดกนโปรโตซวเปนอาหาร นอกจากนโปรโตซวบางชนดยงมสวนเกยวของกบการบ าบดน าเสยในระบบนเวศอกดวย 8.1.1 โครงสรางของโปรโทซว

โปรโตซวมลกษณะเซลลเปนแบบยคารโอต มรปรางหลายแบบ และมขนาดตงแต 2 – 250 ไมโครเมตร เชน โปรโตซว Entamoeba histolytica ระยะ Cyst มขนาด 3-4 ไมโครเมตร โปรโตซว Cryptosporidium sp. ระยะ Oocyst มขนาด 4 ไมโครเมตร สวน Balantidium coli ระยะโทรโฟซอยดมขนาดถง 70 ไมโครเมตร โครงสรางเซลลของโปรโตซวมลกษณะคลายยคารโอตทวๆ ไป มนวเคลยสทมเยอหม เยอหมเซลลเรยกวา Plasmalemma หรอ Pellicle ไซโทพลาสซมแบงเปน 2 สวน คอ Ectoplasm มลกษณะคลายวนใสๆ และ Endoplasm อยภายในมลกษณะเปน

~ 116 ~

ของไหล (Fluid) บรเวณ Endoplasm มออรแกเนลหลายอยาง เชน ไมโทคอนเดรย ฟดแวควโอ กอลจคอมเพลกซ เปนตน โปรโตซวอาจมรปรางไดหลายแบบ ระยะตางๆ เชน Entomoeba coli มระยะ Trophozoite ระยะ Cyst (ระยะพก) ซงทงสองระยะสามารถเปลยนกลบไปเปนอกระยะหนงได ทงนขนอยกบสภาพอาหาร 8.1.1 นวเคลยส โปรโตซวทกชนดตองมนวเคลยสอยางนอย 1 อน บางชนดมนวเคลยสแบบเดยวกนจ านวนมาก ทงนเพอประโยชนในการแบงเซลลเพอเพมจ านวน บางชนดเชน Paramecium มนวเคลยสขนาดตางกน คอ Macronucleus ท าหนาทควบคมกระบวนการทางเมแทบอลซมของเซลลและกระบวนการรเจนเนอเรชน สวน Micronucleus ท าหนาทเกยวกบกระบวนการสบพนธแบบอาศยเพศ

8.1.1 ไซโทพลาซม ประกอบดวยโปรตนชนดกลม (Globular) โปรตนยดกนหลวม ๆ เปนโครงรางของเซลล นอกจากนยงประกอบดวยโปรตนทเรยงตวแบบขนานกน โปรโตซวบางชนดมรงควตถกระจายอยท วไซโทพลาสซม ท าใหโปรโตซวมสตาง ๆ เชน เขยว น าตาล

และ มวง เปนตน

8.1.3 เยอหมนวเคลยส มหนาทปองกนเซลลไมใหมอนตรายจากสงภายนอก

ควบคมการแลกเปลยนสาร รบการกระตนทางเคมและทางกายภาพ และเปนสวนทสมผสกบเซลลอน ๆ ผวชนนอกสดของเยอหมเซลล เรยกวา เพลลเคล (Pellicle) ซงมความหนาและมความยดหยน สามารถปองกนความแหงแลงและสารเคมได

8.1.2 อวยวะในการเคลอนท โปรโตซวตองเคลอนทเพอหาอาหารหรอหลบหลกอนตราย บางชนดไมมอวยวะในการเคลอนท องอาศยวธการอนๆ สวนชนดทเคลอนทไดมโครงสรางทใชในการเคลอนท เชน ขาเทยม (Pseudopodia) แฟลกเจลลาและซเลย (Flagella and cilia)

8.1.2.1 ขาเทยม (Pseudopodia) การเคลอนทแบบนอาศยการไหลของไซโทพลาสซมในเซลล เพอยนเซลลไปยงเปาหมาย กลายเปนเทาเทยมทยนออกไปจากเซลลบรเวณทไมมเพลลเคลทแขงหอหม เปนอวยวะทใชในการเคลอนทของพวกอมบา เชน Entamoeba sp. เปนตน

8.1.2.2 แฟลกเจลลาและซเลย (Flagella and cilia) มลกษณะเปนขนเสนยาวยนออกจากเซลล มจ านวนมากนอยแตกตางกนในแตละชนดของโปรโตซว (1 ถง 8 เสน) แตสวนใหญม 1 ถง 2 เสน ประกอบดวยสองสวน คอ สวน Elastic filament หรอ Axoneme และสวนหอหมทลอมรอบ Axoneme สวนซเลยมลกษณะเปนขนละเอยดและสน ยนออกจากเซลล อาจมความยาวสม าเสมอหรอ ความยาวตางกนแลวแตต าแหนงของซเลย ซเลยนอกจากชวยในการเคลอนทแลว ยงชวยในการกนอาหาร และชวยเปนอวยวะรบสมผส จากการศกษาพบวา

~ 117 ~

โครงสรางของแฟลกเจลลาและซเลยของพวกยคารโอต มรปแบบเดยวกน คอ 9+2 หมายถง ม ไมโครทวบล 9 คเรยงอยลอมรอบ กบอก 2 แทงอยตรงกลาง

8.1.3 การสบพนธของโพรโทซว การสบพนธของโปรโตซวมทงแบบอาศยเพศ และไมอาศยเพศ ซงโปรโตซวชนดหนงๆ สามารถสบพนธไดท งสองแบบสลบกนไป ตามสภาพของสงแวดลอมและอาหาร (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 283)

8.1.3.1 การสบพนธแบบไมอาศยเพศ โปรโตซวมกใชวธการแบงออกเปนสองสวน (Binary fission) ซงเกดขนโดยงาย ๆ โดยเซลลทมขนาดเทากน ซงอาจแบงทงตามยาว (Longitudinal fission) และการแบงตามขวาง (Transverse fission) หรอถาแบงแลวไดหลาย ๆ

เซลล เรยกวา Multiple fission พบในการแบงเซลลของเชอมาลาเรย Plasmodium sp. ระยะ Schizont ทพบในเซลลตบและเซลลเมดเลอดแดง ท าใหไดเซลล Merozoite ตงแต 10-32 เซลล ขนอยกบชนดของเชอมาลาเรย นอกจากนโปรโตซวยงสามารถแตกหนอไดเชนดวยกนกบเซลลยสต พบในโปรโตซว Suctoria ซงเปนพวกซลเอต

8.1.3.2 การสบพนธแบบอาศยเพศ มการผสมกนของเซลลสบพนธสองชนด

เรยกวา Syngamy หรอ Gametogamy พบในโพรโทซวหลายชนด กระบวนการคอนจเกชน

(Conjugation) เปนการรวมกนชวคราวของเซลลสองเซลลเพอแลกเปลยนนวเคลยสกน พบในพารามเซยม และการสบพนธแบบ Autogamy เปนการสบพนธทไมปกต เนองจากมการรวมกนของนวเคลยสจากเซลลเดยวกนแลวแบงเซลลไดเซลลใหม พบไดในพารามเซยมเชนเดยวกน 8.1.4 การจดจ าแนกโปรโตซว สามารถจดจ าแนก ดงน (Pelczar, et al., 1986 : 403)

8.1.4.1 Phylum Sarcomastigophora กลมนเคลอนทโดยใชแฟลกเจลลาหรอขาเทยม มนวเคลยสชนดเดยวอาจมมากกวา 1 นวเคลยสในบางระยะ สบพนธแบบอาศยเพศ โดยวธการผสมของแกมตทเรยกวา Syngamy ไมสรางสปอร ยกตวอยางโปรโตซวในกลมนไดแก Euglena, Giardia (Mastogophora) และ Amoeba (Sarcodina)

8.1.4.2 Phylum Apicomplexa โปรโตซวกลมนไมมโครงสรางทใชในการเคลอนท ในวงจรชวตจะมการสรางสปอร สบพนธแบบอาศยเพศ โดยวธ Syngamy ไมมซเลย

เปนปรสตทกสปชส ม Apical complex ซงเปนออรแกแนลลทอยดานหนาของเซลล ประกอบไปดวย มการสบพนธแบบอาศยเพศสลบกบการสบพนธแบบไมอาศยในวงจรชวต เชน Plasmodium

sp. มการเปลยนแปลงหลายระยะของการสบพนธทงในยงกนปลองซงมการสบพนธแบบอาศยเพศ และในคนจะมการสบพนธแบบไมอาศยเพศ

3. Phylum Ciliophora เปนโปรโตซวทใชซเลย (Cilia) ในการเคลอนท ในระยะหนงของวงจรชวตจะมซเลย มนวเคลยส 2 แบบ คอ แมโครนวเคลยส (Micronucleus) และไมโคร

~ 118 ~

นวเคลยส (Micronucleus) สบพนธแบบไมอาศยเพศโดยแบงจากหนงเปนสองตามขวาง สบพนธแบบอาศยเพศโดยวธคอนจเกชน (Conjugation) สวนใหญด ารงชวตอสระ และสวนนอยทเปนปรสต

8.2 สาหราย (Algae)

สาหรายเปนสงมชวตทอยในอาณาจกรโปรตสตา (Kingdom of Potista) มเซลลทมเยอหมนวเคลยส หรอ ยคารโอต (Eucaryote) เปนกลมทมคลอโรฟลลสามารถสงเคราะหแสง สรางน าตาลและกาซออกซเจนได มทงชนดทเปนเซลลเดยวและชนดทอยรวมเปนกลม มการจดเรยงตวกนแบบงายๆ ยงไมพฒนาการของราก ล าตนและใบ สาหรายไมมทอล าเลยง และแตกตางจากพชสเขยว คอมโครงสรางในการสบพนธแบบอาศยเพศเปนแบบงาย ๆ การสบพนธแบบไมอาศยเพศดวยการสรางสปอรทมแฟลกเจลา สามารถเคลอนทได สวนสปอรทไมเคลอนทจะอยใน Sporangium สาหรายพบไดทวไปทงน าจด น าเคม น าทะเล บางครงอาจพบในดนทชนๆ กอนหน เศษไม หรอในทอณหภมต าเปนน าแขง ท าใหน าแขงเปนสตางๆ การด ารงชวตมทงชนดทพงพาอาศยกบสงมชวตชนดอน (Mutualism) หรอเปนปรสตกบสงมชวตชนดอน 8.2.1 โครงสรางของสาหราย สาหรายมขนาดและรปรางแตกตางกน อาจมรปรางกลมทอน หรอเรยวแหลม บางชนดอยกนหลายเซลล ท าใหเกดรปรางทตางออกไป อยรวมกลมเปนโคโลน เปนเสนสายเดยว ๆ หรอเสนสายเปนกลม หรอแตกแขนงกไดสาหรายมผนงเซลลบาง กลมทเคลอนทไดจะมเยอหมเซลลทเรยกวา Periplast ซงมความยดหยนสง ผนงเซลลของสาหรายหลายชนดลอมรอบดวยเมทรกซ (Matrix) ทผนงเซลลขบออกมา ภายในเซลลสาหรายมนวเคลยสทเหนชดเจน มเมดแปง หยดน ามน แวควโอล คลอโรฟลล และรงควตถอนๆ อยในคลอโรพลาสต

(Chloroplast) ซงอาจมรปรางตาง ๆ กน คลอโรฟลลมหลายชนด คอ เอ บ ซ ด และอ สวน รงควตถอน ๆ คอ คาโรทนอยด (Carotenoid) ซงประกอบดวยคาโรทน (Carotene) และแซนโทฟล (Xanthophyll) กบไฟโคบลน หรอบลโปรตน(Phycobilin หรอ Biliprotein) และโครงสรางของสาหรายมลกษณะเปน Thallus การเจรญหลงการปฏสนธ รปรางของสาหรายมหลายแบบ เชน สาหรายเซลลเดยวทเคลอนทไมได เชน Protococcus,

Chlorella สาหรายทเคลอนทไดโดยใชแฟลกเจลม เชน Euglena, Chlamydomonas สาหรายทมรปรางเปนเสนสายซงมท งชนดทไมแตกแขนงและแตกแขนง เชน เทาน า (Spirogyra) และPithophora เปนตน สาหรายทมรปรางเปนแผน เชน Ulva, Laminaria เปนตน สาหรายทมรปรางเปนทอ กลมนอาจมนวเคลยสไดหลายอนในสภาวะปกต เมอไดรบสารพษจะสรางปลองกนท าใหมหลายเซลล เชน Vaucheria, Caulerpa, Acetabularia เปนตน

~ 119 ~

รปท 8.1 ลกษณะรปรางของโปรโตซวและสาหรายบางชนด ทมา : Jessop, 1988 : 69

8.2.2 การสบพนธของสาหราย

สาหรายมทงการสบพนธแบบอาศยเพศและไมอาศยเพศ โดยทวไปสาหรายจะสบพนธแบบไมอาศยเพศ โดยการแตกหกของสาหรายออกเปนทอนๆ หรออาจมการสรางสปอรทเคลอนทได เรยกวา ซโอสปอร (Zoospore) ส าหรบสาหรายในน า สวนพวกทอยบนบกจะสรางสปอรทเคลอนทไมได เรยกวา Aplanospore สปอรทเคลอนทไมไดนในบางชนดสามารถพฒนาไปเปนซโอสปอรได สวนการสบพนธแบบไมอาศยเพศ จะมการผสมกนของเซลลสบพนธทเรยกวา Gametes แลวไดไซโกต (Zygote) ลกษณะรปรางของเซลลสบพนธนน ถาเซลลสบพนธเพศผและเพศเมยมรปรางและลกษณะคลายกน จะเรยกวา ไอโซแกมส (Isogamous) เชน Chamydomonas, Gonium เปนตน ถาเซลลสบพนธทงสองชนดมลกษณะไมเหมอนกน มขนาดตางกน การผสมนนเรยกวา เฮเทอโรแกมส (Heterogamous) เชน Pandorina, Eudorina เปนตน ถาเซลลสบพนธมลกษณะตางกน และเซลลสบพนธเพศผขนาดเลกกวา สามารถเคลอนทได แตเซลลสบพนธมขนาดใหญและไมเคลอนท เรยกการผสมนนวา โอโอแกม (Oogamy) เชน Volvox,

Oedogonium เปนตน 8.2.3 วงจรชวตของสาหราย การผสมของเซลลสบพนธเพศผและเพศเมยของสาหราย จะมโครโซม 2n แตในระยะปกตเซลลสาหราย (Vegetative form) จะมโครโมโซม 2n หรอ n กได

~ 120 ~

ขนอยกบลกษณะวงจรชวต ถาเปนวงจรชวตแบบ Haplontic life cycle จะมโครโมโซมเทากบ n

เนองจากมการแบงเซลลแบบไมโอซส เรยกระยะการเจรญในชวงหลงการปฏสนธวา Zygotic

meiosis พบในสาหรายชนด Chlamydomonas, Volvox, Gonium เปนตน ถาเปนวงจรชวตแบบ Dipolntic life cycle เซลลในระยะ Vegetative form จะมโครโมโซม 2n จะมชวงทเปน n เฉพาะทมการสรางเซลลสบพนธเทานน พบในสาหรายชนด Cladophora, Fucus, และ Diatom ถามวงจรชวตแบบ Diplohaplontic life cycle วงจงชวตแบบนจะมระยะทโครโมโซมม 2 ชด (2n) เรยกวา สปอรโรไฟท (Sporophyte) สลบกบระยะทมโครโซมชดเดยว เรยกวา Gametophyte เปนวงจรชวตแบบสลบ พบในสาหราย Ulva, Gracilaria, Polysiphonia เปนตน

8.2.3 การจดจ าแนกสาหราย การจดจ าแนกอาศยหลกเกณฑทส าคญหลายอยางรวมกน คอ ชนดและสมบตของรงควตถ องคประกอบทางเคมของอาหารสะสม หรอผลผลตทไดจากการสงเคราะหแสง ชนดและรปราง จ านวนของแฟลกเจลลา องคประกอบของผนงเซลลทงทางดานเคมและกายภาพ ลกษณะรปรางและการจดระเบยบของเซลลและทลลส วงชวต โครงสรางในการสบพนธ และวธการสบพนธ เปนตน ซงสามารถจดจ าแนกสาหรายออกเปนดวชนตางๆ ดงน

(Pelczar, et al., 1986 : 267)

8.2.3.1 Division Rhodophycophyta สาหรายกลมนเปนสาหรายสแดง อยในทะเลเปนสวนใหญ ใชสปอรสบพนธแบบไมอาศยเพศทเคลอนทไมได สวนการสบพนธแบบอาศยเพศใชเซลลสบพนธทงสองเพศ มรงควตถชนด คลอโรฟลลเอ คาโรทน ไฟโคอรทรน สาหรายกลมนไมมแฟลกเจลลา เชน Gelidium, Corallina, และ Porphyra เปนตน

8.2.3.2 Division Xanthophycophyta สาหรายกลมนเปนสาหรายสเขยวแกมเหลอง

พบมากในเขตอบอน ในน าจดและน าเคม รวมทงในดน มกสบพนธแบบไมอาศยเพศดวยการหกเปนทอนแลวงอกใหม หรอสรางซโอสปอรทไมสามารถเคลอนทได สาหรายกลมนมรงควตถ เชน คลอโรฟลลเอและซ คาโรทน ผนงเซลลประกอบดวยเซลลโลสและเพกทน เชน Vaucheria เปนตน

8.2.3.3 Division Chrysophycophyta สาหรายกลมน เปนสาหรายสทอง บางชนดเปนอะมบาทมขาเทยมใชในการเคลอนท บางชนดมแฟลกเจลลา บางชนดมรปรางทรงกลมและเปนเสนสายทไมเคลอนท สบพนธโดยการแบงเซลลจากหนงเปนสอง การสบพนธแบบไมอาศยเพศใชวธผสมกนของแกมตทเปนชนด Isogamete สาหรายกลมนมคลอโรฟลลเอและซ คาโรทน ฟวโคแซนทน เชน Ochromonas, Chrysamoeba เปนตน

8.2.3.4 Division Phaephycophyta สาหรายกลมนเปนสาหรายสน าตาลมแฟลกเจลลา 2 เสน ขนาดไมเทากนอยทางดานขางของเซลล ผนงเซลลประกอบดวยเซลลโลส สบพนธแบบ

~ 121 ~

ไมอาศยเพศโดยสรางซโอสปอร มรงควตถชนดคลอโรฟลลเอและซ แคโรทน ฟวโคแซนทน สวนการสบพนธแบบอาศยเพศเปนแบบ Isogamete และ Heterogamete

8.2.3.5 Division Bacillariophycophyta สาหรายกลมนไดแก ไดอะตอม การเจรญอาจเปนเซลลเดยว โคโลน หรออาจเปนเสนสายทตางกนมาก ผนงเซลลประกอบดวยซลกา มลวดลายสวยงาม มคลอโรฟลลเอและซ แคโรทน ฟวโคแซนทน เซลลสบพนธเพศผมแฟลกเจลลาหนงเสนอยดานหนาเซลล สามารถเคลอนทได 8.2.3.6 Division Euglemophycophyta สาหรายกลมนทส าคญ เชน Euglena และ Phacus มคลอโรฟลลเอและบ มแฟลกเจลลาหนงหรอสองหรอสามเสนอยทางดานบนสดของเซลลและมชองคอ สบพนธโดยแบงเซลลตามยาว ผนงเซลลไมมเซลลโลส มจดรบแสง (Eyespot)

8.2.3.7 Division Chorophycophyta สาหรายกลมน ไดแก สาหรายสเขยว สวนใหญอยในน าจดมทงเปนเซลลเดยวและเปนโคโลน เปนเซลลเดยวเคลอนทไดโดยใชแฟลกเจลลา พวกทเปนโคโลนพบเปนรปทรงกลม เสนสาย หรอเปนแผน บางชนดมโครงสรางพเศษเรยก Holdfast

ไวเกาะยด มคลอโรฟลลเอและบ คาโรทน อาหารสะสมเปนแปงและน ามน มแฟลกเจลลาตงแตหนงเสนขนไป สรางสปอรแบบไมอาศยเพศแบบ ซโอสปอร หรอสบพนธแบบอาศยเพศโดยวธ Isogamete และ Heterogamete สาหรายกลมน เชน Chlamydomonas, Chlorella, Volvox,

Acetabularia, Desmids และ Spirogyra เปนตน

8.2.3.8 Division Crytophycophyta เปนสาหรายทมแฟลกเจลลา 2 เสน ขนาดไมเทากน เปนเซลลเดยวๆ ลกษณะแบน ทางดานบนดานลาง (Dorsal-Ventral) มคลอโรฟลลเอ และซ แคโรทน ไฟโคอรทรน ไฟโคไซแอนน อาหารสะสมเปนแปงและ การสบพนธโดยการแบงตวตามยาว หรอสรางซโอสปอรทไมสามารถเคลอนทได

8.2.3.9 Division Pryrophycophyta เปนสาหรายกลม Dinoflagellates มลกษณะเซลลเปนเซลลเดยวๆ พบในน าเคม ลกษณะแบน มรองยาวตามขวาง มแฟลกเจลลา 2 เสน มคลอโรฟลลเอและซ แคโรทน สวนใหญเซลลถกปกคลมดวยเยอหมเซลลเทานน แตบางชนดมผนงเซลลเปนเซลลโลส เชน Gymnodinium neglectum, Ceratium และ Noctiluca เปนตน

~ 122 ~

บทสรป

อาณาจกรโปรตสตา (Kingdom of Protista) เปนสงมชวตเซลลเดยว (Single cell

microorganism) มลกษณะเซลลเปนแบบยคารโอต (Eukaryotic cell) บางชนดอาจมนวเคลยสมากกวา 1 อน สามารถท ากจกรรมของชวต (Basic function of life) ไดอยางสมบรณในเซลลเดยว

โปรโตซวด ารงเปนอสระในสงแวดลอม พงพาอาศยสงมชวตอน หรอเปนปรสต การจกจ าแนกใชโครงสรางทใชเคลอนท การสบพนธแบบไมอาศยเพศมกแบงเปนสองสวนเทากน สวนการสบพนธแบบอาศยเพศในบางชนดมวธ Conjugation พบในพารามเซยม และ Balantidium coli สาหรายเปนโปรตสตทสรางอาหารเองได เนองจากมคลอโรพลาสต โครงสรางเซลลอาจอยเดยวๆหรออยรวมเปนกลม การสบพนธอาจหกเปนทอนแลวงอกใหม หรอสรางสปอรชนดทอาศยเพศเคลอนทไมได หรอสปอรแบบอาศยเพศกได การจดจ าแนกใชผลผลตทไดจากการสงเคราะหแสง ชนดและรปราง

จ านวนของแฟลกเจลลา องคประกอบของผนงเซลลทงทางดานเคมและกายภาพ ลกษณะรปรางและการจดระเบยบของเซลลและทลลส วงชวต โครงสรางในการสบพนธ และวธการสบพนธ

~ 123 ~

แบบฝกหดทายทบทวน

1. อาณาจกรโปรตสตาตางจากอาณาจกรทมเซลลเปนแบบยคารโอตกลมอนอยางไร

2. โปรโตซวมการสบพนธแบบอาศยเพศดวยวธใด และพบในโปรโตซวชนดใด

3. จงบอกชนดของโปรโตซวทอาศยแบบพงพากบสงมชวตอนมา 3 ชนด

4. การเคลอนทของโปรโตซวใชวธการใดบาง

5. จงบอกชนดของสปอรทสาหรายสรางเพอการสบพนธ ทงแบบอาศยและไมอาศยเพศ

6. จงบอกความแตกตางของโครงสรางเซลลระหวางโปรโตซวกบสาหราย

7. สาหรายมความส าคญตอระบบนเวศอยางไร

~ 124 ~


จ านง วสทธแพทย. (2542). จลชววทยา. มหาสารคาม : ส านกพมพ หจก.คลม ออฟฟโปรดกซ. p. 283.

Jessop, N.M. (1988). Theory and Problems of Zoology. New York : McGraw-Hill Education.

p. 69.

Pelczar, M.J., Chan, E.C. and Krieg, N.R. (1986). Microbiology: Concepts and Applications.

New York : McGraw-Hill. p. 71. 267-403.

~ 125 ~


บทท 9 การควบคมจลนทรย




9.3 ปจจยทมผลตอการควบคมจลนทรย





1. สามารถอธบายความหมายของการควบคมจลนทรยได

2. สามารถอธบายของค าศพททควรรเกยวกบการควบคมจลนทรย

3. สามารถอธบายปจจยทมผลตอการควบคมจลนทรยได

4. สามารถอธบายวธการควบคมโดยใชวธทางกายภาพได

5. สามารถอธบายวธการควบคมโดยใชวธทางเคมได










~ 126 ~










~ 127 ~

บทท 9

การควบคมจลนทรย

การควบคมจลนทรยเปนการลดจ านวน หรอท าลายเชอใหหมดไป เพอลดการปนเปอนหรอปองกนการเจรญของจลนทรยทไมตองการ หรอเพอการปองกนการแพรระบาดของเชอกอโรค และปองกนการเสอมสภาพหรอเนาเสยของกนของใชในชวตประจ าวนของมนษย ในบทนนกศกษาจะไดทราบเกยวกบการเลอกใชวธการควบคมจลนทรยทเหมาะสมเพอการประยกตใชในชวตประจ าวนไดอยางถกตอง


การควบคมจลนทรย หมายถงการลดจ านวน ควบคมจลนทรยไมใหเพมจ านวน หรอการก าจดจลนทรยโดยใชวธการตางๆ เชน การใชวธการทางกายภาพ ทางเคม หรอการใชสารปฏชวนะ

ในการปองกนและควบคมโรคมความจ าเปนเพอลดความเสยงหรอปองกนการปนเปอนของเชอ การควบคมจลนทรยสามารถท าไดหลายวธ ซงตองค านงถงความเหมาะสม เชน การควบคมจลนทรยดวยความรอนในอาหารทมโปรตนหลายชนดอาจไมเหมาะสม ซงอาจท าใหโปรตนเสยภาพได กลไกทเซลลถกท าลายมกเกยวของกบกระบวนการท างานตางๆ เชน การท าลายโครงสรางของเซลลโดยเฉพาะผนงเซลล การท าลายเยอหมเซลลไมใหมการล าเลยงสารไดตามปกต การท าลายสารพนธกรรมหรอท าใหเกดการกลายพนธจนเพมจ านวนไมได การยบย งการท างานของเอนไซม ยบย งการสงเคราะหการสรางโปรตนและกรดนวคลอก เปนตน


9.2.1 การท าปราศจากเชอ (Sterilization) หมายถง การท าลายหรอก าจดจลนทรยทกรปแบบทมใหหมดไปอยางสมบรณ ไมใหมจลนทรยสามารถเจรญกลบมาไดอก เชน การนงฆาเชอโดยใชหมอนงความดนไอ (Autoclave; 121

OC, 15 นาท) การอบดวยลมรอนโดยใชตอบลมรอน

(180 OC, 2 ชวโมง) หรอการใชรงส การใชสารเคมและยาปฏชวนะ

9.2.2 สารท าลายเชอ (Disinfectant) หมายถง สารเคมทใชในการท าลายเชอ สวนใหญจะท าลายเฉพาะเซลล (Vegetative cell) สวนเอนโดสปอรมกจะไมท าลาย สารเคมเหลานนยมน ามาใชในการฆาเชอในหองปฏบตการ หองวจย หรออาคารทวไป เชน แอลกอฮอล ไอโอดน และฟนอล เปนตน

~ 128 ~

9.2.3 สารระงบเชอ (Antiseptic) หมายถง สารทใชในการฆาเชอหรอยบย งการเตบโตของจลนทรยทอยตามรางกายของคน โดยไมท าอนตรายตอเนอเยอของคน

9.2.4 สขาภบาล (Sanitization) หมายถง การลดปรมาณจลนทรยใหเหลอในปรมาณ ทปลอดภยทางสาธารณะสข การปฏบตตนใหถกสขลกษณะ

9.2.5 สารฆาแบคทเรย (Bactericide) หมายถง สารทใชในการท าลายแบคทเรย

9.2.6 สารยบยงแบคทเรย (Antibacterial agent) หมายถง สารทไปรบกวนการเตบโต หรอกจกรรมของแบคทเรย หรอหมายถงการยบย งการเตบโตของแบคทเรย

9.2.7 การเกบรกษา (Preservation) การตรงสภาพของสงของ อาหาร หรอเครองใชสวนบคคล เพอปองกนไมใหจลนทรยเพมจ านวน และของใชเหลานนคงสภาพอยไดโดยไมสญเสยลกษณะหรอเนาเปอย

9.3 ปจจยทมผลตอการควบคม

9.3.1 สงแวดลอม คณสมบตทางกายภาพหรอทางเคม มผลโดยตรงตอประสทธภาพของการท าลายเชอ เชน เมอมสภาพความเปนกรด-ดาง ตางไปจากเดม คณสมบตของสารเปลยนแปลงไป ท าใหเชอคงสภาพอยได สารเคมอาจมประสทธภาพลดลง เมอตองเทสมผสกบเมอก ฟลมทจลนทรยสรางเพอเปนเกราะปองกนตนเอง ความหนดมผลตอการแทรกซมของสารหรอวธการทใชปรมาณของคารโบไฮเดรตทมความเขมขนสงมกท าใหแบคทเรยสามารถทนความรอนไดดขนการเพมอณหภมสงขน รวมกบการใชสารเคมอน ท าใหสารท าลายจลนทรยไดเรวขน เปนตน

9.3.2 ชนดจลนทรย จลนทรยตางชนดกนมคณสมบตตางกน และมความไวตอสารทใชตางกน แบคทเรยบางชนดสรางเอนโดสปอรท าใหทนทานตอสงแวดลอม สารเคม หรอรงสทเขาท าลาย ซงตรงขามกบจลนทรยทพงมการเจรญเมอไดอาหารใหมซงจะถกท าลายไดงายขน

9.3.3 ปรมาณจลนทรย ความหนาแนนของจลนทรยมผลโดยตรงตอการแทรกซมของสาร ถามเชอนอยอาจท าลายเชอดวยความเขมขนปกตได แตหากมเชอปรมาณมาก จ าเปนตองเพมความเขมขน หรอเพมเวลาในการสมผสตอเชอใหมากขน 9.3.4 ชนดและความเขมขนของสงทจะท าลายจลนทรย ความเขมขนของสารมผลตอการท าลายเชอ หากเชอมปรมาณมากจ าเปนตองเพมความเขมขน หรอเปลยนชนดของสารใหสามารถท าลายเชอไดอยางมประสทธภาพ แตอยางไรกตามตองค านงถงผลเสยหรอผลกระทบตอการเลอกใชสารเคมตางๆ ดวย

~ 129 ~


การควบคมโดยใชวธการทางกายภาพมหลายวธ วธทนยมใชทวไป ไดแก การใชอณหภมสงและอณหภมต า ความรอนแหง (Desiccation) ความดนออสโมซส การใชรงส (Radiation) และการกรอง (Filtration) (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 296)

9.4.1 อณหภมสง การเจรญของจลนทรยตองอาศยชวงอณหภมทเหมาะสม รวมถงชวงอณหภมสงสดทจลนทรยสามารถเจรญได ซงอณหภมทสงกวาชวงทจลนทรยเจรญไดสามารถท าลายเชอได หรอยบย งการเจรญของเชอได ทงนอาจมจลนทรยชนด Thermophiles ทเจรญในชวงอณหภมสงอาจตองใชวธการอนรวมกน หรอใหวธการเผาใหรอนแดงจงจะสามารถฆาเชอได การใชอณหภมสงในการควบคมนแบงไดเปน 2 พวก คอความรอนชน และความรอนแหง ความรอนชนสามารถท าลายจลนทรยไดโดยการตกตะกอนโปรตน ความรอนขนมประสทธภาพและสามารถท าลายจลนทรยไดเรวกวาความรอนแหง ความรอนชนใชระบบไอน าเดอดรวมกบแรงดนภายใน ชวยท าใหไอน าสามารถแทรกตวเขาสเซลลและแตโมเลกลของโปรตน และสารชวโมเลกลภายในเซลลได เชน ความรอนชนสามารถท าลายเอนโอสปอรของเชอ Clostridim botulinum ใชเวลาเพยง 20 นาท ทอณหภม 121 องศาเซลเซยส ซงความรอนแหงตองใชเวลา 2 ชวโมง วธการท าลายเชอดวยความรอนชนมหลายวธ ดงตอไปน 9.4.1.1 การฆาเชอแบบพลาสเจอรไรส (Pasteurization) เปนวธการใชความรอนดวยอณหภมสง เวลาส น ในการท าลายเชอเพยงบางสวนในผลตภณฑน านม อาหาร เครองดม เนองจากใช เพราะหากใชอณหภมสงและใชเวลานานจะท าใหโปรตนในอาหารเสยสภาพ และอาจท าใหจลนทรยทมประโยชนในสารอาหารถกท าลายไปดวย ว ธการทใชในการฆาเชอแบบพลาสเจอรในนมม 2 วธ คอ วธใชอณหภมต าเวลานาน (Low-temperature holding method) ใชอณหภม 145 องศาฟาเรนไฮต (62.8 องศาเซลเซยส นาน 30 นาท และวธใชอณหภมสงเวลาส น (High

temperature short-time method) ใชอณหภม 72 องศาเซลเซยส เวลา 15 วนาท

9.4.1.2 การตม (Boiling water) เปนวธการทใชในชวตประจ าวน เพอเปนการลดปรมาณจลนทรย รวมถงเปนวธการถนอมอาหารอยางหนง แตอยางไรกตามวธการตมในน าไมใชในหองปฏบตการทางจลชววทยา 9.4.1.3 การใชไอน าภายใตความดน (Steam under pressure) เปนวธทนยมมากทสดในหองปฏบตการ ซงใชไอน าภายใตความดน ทอณหภมสงกวาการตม เครองทใชในการควบคมดวยวธน คอ หมอนงความดนไอ (Autoclave) เครองมอนจ าเปนมากในหองปฏบตการทางดานจลชววทยาเพราะสามารถท าลายเชอไดทกชนด รวมถงท าลายเอนโดสปอรของแบคทเรยไดอยางมประสทธภาพ การก าหนดอณหภมและความดนของเครองสามารถท าไดหลายชวง แตท

~ 130 ~

นยม คอ จะใชความดน 15 ปอนดตอตารางนว อณหภม 121 องศาเซลเซยส และเวลา 15 นาท สภาวะนเหมาะกบตวอยางทตองการท าลายเชอไมเกนความจปรมาตร 10 ลตร สวนการใชสภาวะทมากกวานอาจขนอยกบวตถประสงค เชน มปรมาตรความจมากขน การท าลายสารบางอยางทตองใชเวลานานขนในงานวจยทางดาน RNA หรอสารชวโมเลกลทตองการความสะอาดทงเชอและสารเจอปนบางประเภท หลกการท างานของหมอนงความดนไอ จะอาศยความรอน แตกโมเลกลของน าใหกลายเปนไอทอณหภมสง รวมกบแรงดนภายใน ชวยท าใหไอน าสามารถแทรกตวเขาสเซลลและแตละโมเลกลของโปรตน และสารชวโมเลกลภายในเซลลได ดงแสดงในรปท 9.1

รปท 9.1 หลกการท างานและทศทางของแรงดนไอของเครอง Autoclave

ทมา : Nester, 1995 : 201

~ 131 ~

ตารางท 9.1 อณหภมของไอน าภายใตความดนจากหมอนงความดนไอ

ความดนไอน า (ปอนด/ตารางนว) อณหภม (องศาเซลเซยส)

0 100.0

5 109.0

10 115.0

15 121.5

20 126.5

ทมา : Pelczar, et al., 1986 : 205

9.4.1.4 การเผาไหม (Incineration) เปนวธการเผาอปกรณในหองปฏบตการ นยมใชฆาเชออปกรณทเปนแกวหรอโลหะ เชน แทงแกวรปตวแอล (L) ลป (Loop) เขมเขยเชอ (Needle)

ในหองปฏบตการอาจใชตะเกยงแอลกอฮอล หรอตะเกยงบนเสน (กาซมเทน) วธการอบดวยความรอนแหง (Hot-air sterilization) นท าใหไรเชอโดยใชตอบแหง (Hot-air oven) นยมใชกบพวกเครองแกวตางๆ เชน จานเพาะเชอ ปเปต ไมใชกบสงของทท าดวย ยาง ส าล หรอ พลาสตก สวนใหญใชอณหภม 160-180 องศาเซลเซยส เปนเวลา 2 ชวโมง

9.4.2 การใชอณหภมต า เปนวธการควบคมไมใหจลนทรยเพมจ านวนมากกวาการท าลายเชอ เนองจากจลนทรยสวนใหญมกไมถกท าลายทอณหภมต า เพยงแคการยบย งการเจรญเทานน จงนยมน าวธนมาใชในการเกบรกษาเชอ และใชในการถนอมอาหาร ชวงอณหภมทนยมใชกบตเยน (Refrigerator) คอประมาณ 0-10 องศาเซลเซยส นอกจากนยงนยมใชอณหภมชวง -20 ถง -40 องศาเซลเซยส (Freezing) ใชในการเกบรกษาเนอสตว และเกบรกษาเชอ ระดบอณหภมสงกวา -70 องศาเซลเซยส (Freeze dry หรอ Lyophilization) เปนการท าใหแหงในความเยน วธนนยมใชในการเกบรกษาเชอ สามารถเกบรกษาไวไดเปนเวลานาน แตเครองมอมกมราคาแพง และมการดแลรกษาทดพอสมควร 9.4.3 การท าแหง วธนอาจใชการปนเหวยงทความเรวรอบสง ภายใตความดน อาจท าใหกจกรรมของเซลลหยดลง และอาจมจ านวนเซลลทมชวตลดลง ซงขนอยกบคณสมบตของเชอแตละชนด ระยะเวลาการอยรอดขนอยกบปจจยตางๆ ดงน ชนดของจลนทรย สารทจลนทรยเหลานน

~ 132 ~

อาศยอยขณะท าใหแหง ความสมบรณของกระบวนการทท าใหแหง สภาวะแวดลอมทจลนทรยทถกท าใหแหงเหลานนสมผสอย เชน แสง อณหภม หรอความชน 9.4.4 การใชความดนออสโมซส โดยปกตแรงดนออสโมซสในเซลลทวไปจะมคาประมาณ 0.85 เปอรเซนต ถาเซลลสงมชวตอยสภาวะทแรงดนออสโมซสไมสมดลจะท าใหเซลลเกดความผดปกตได เชน ถาเซลลอยในสารละลายทมความเขมขนของสารมากกวาในเซลล น าจะไหลออกจากตวเซลล จะท าใหเซลลเหยว หรอเรยกวา Plasmolysis เมอปรมาณน าและสารเปลยนแปลงกจกรรมตางๆในเซลลจลนทรยกจะหยด และตายในทสด วธการเปลยนแปลงแรงดนออสโมซสน ถกน ามาประยกตใชในชวตประจ าวนหลายอยาง เชน การเตมเกลอเพอดองอาหารตางๆ 9.4.5 การกรอง การกรองเปนวธการแยกเชอออกจากตวอยางหรออาหารเลยงเชอทเปนของเหลว นยมใชกบตวอยางทมสวนผสมของสารทไมทนตอความรอน เชน มสวนผสมของน าตาลกลโคสปรมาณมากหากน าไปใหความรอนน าตาลอาจไหมและเสยสภาพของอาหารได หรอเปนสารทไมเหมาะตอการท าใหปราศจากเชอดวยวธการอนๆ การกรองนยมใชในตวอยางทมของเหลวและเจอจางมากๆ เชน กรองตวอยางน า ตวอยางอาหารเลยงเชอเหลว เปนตน ในปฏบตการทางจลชววทยานยมใชกระดาษไนโตรเซลลโลส (Nitrocellulose) ทมขนาดรประมาณ 0.45 ไมโครเมตร ซงจลนทรยทกชนดไมสามารถผานชองไปได สวนในอตสาหกรรมน าดมนยมใชระบบการกรอง เชน Reverse osmosis ซงแผนตวกรองอาจใชวสดตางๆกนได

รปท 9.2 การกรองจลนทรยในตวอยางเหลวดวย Vacuum pump


~ 133 ~

9.4.6 การใชรงส ในชวตประจ าวนจะมการใชรงสในการควบคมจลนทรยในอตสาหกรรมตางๆ ทงนรงสทมความยาวคลนส น จะท าลายจลนทรยไดดกวารงสทมความยาวคลนทยาวกวา รงสทนยมใชมากทสด คอ รงสอลตราไวโอเลต (Ultraviolet) ซงมความยาวคลน ระหวาง 1500-

3900 องสตรอม ความยาวคลนทมผลตอจลนทรยมากทสด คอ 2650 องสตรอม รงสนมประสทธภาพสงในการท าลายเชอ แตความสามารถในการทะลผานต า สามารถถกปดกนไดดวยกระจก วตถทบแสง เปนตน การท างายเชอจะมประสทธภาพทบรเวณผวหนาสมผสรงสเทานน เชน พนผวหองเขยเชอ หองผาตด การท าลายเซลลแบคทเรยของรงสอลตราไวโอเลต เมอรงสตกกระทบ DNA ในเซลล จะท าใหเบส Thymine จบเขาคกนในสายเดยวกน ท าใหเกดลปทเรยกวา Thymine dimer ท าใหจลนทรยเกดการกลายพนธถารนแรงท าใหยนทเกยวของกบการเจรญของจลนทรยไมท างาน จะท าใหเซลลจลนทรยตาย นอกจากนรงสชนดอนๆ กมประสทธภาพในการท าลายเชอไดเชนกน แตเปนรงสทมความยาวคลนส น สามารถการท าลายเยอผวหรอวสด จงยากตอการควบคม และมราคาแพง เชน รงส เอกซ อาจใชในการท าใหเกดการกลายของจลนทรยโดยเฉพาะแบคทเรย สวนรงสแกรมมา (Gramma rays) ไดจากธาตกมมนตรงส เชน โคบอลท 60 มกลไกในการท าใหโมเลกลของน าในเซลลแตกตวเปนอนมลอสระ และจลนทรยไมสามารถน าไปใชประโยชนได รงสแกรมมาเปนรงสทมความสามารถในการทะลทะลวงสงจงใชในการท าลายเชอในวตถทหนา นยมน ามาใชในการก าจดจลนทรยในผลตภณฑอาหารกระปอง ซงรงสเหลานเปนอนตรายตอมนษย ตองมการควบคมการใชงานดวยกฎหมายทเครงครด

รปท 9.3 ชวงความยาวคลนของรงสทมผลตอเซลลจลนทรย


~ 134 ~


การควบคมจลนทรยดวยวธการทางสารเคมเปนวธทนยมมาก ดงจะเหนไดจากมการผลตสนคาตางๆ มาใชในทองตลาด เชน สบ ผงซกฟอก ผงคลอรน น ายาบวนปาก เปนตน จ านวนมากทสามารถยบย งการเตบโตของจลนทรย หรอท าลายจลนทรยได เนองจากคณสมบตของสารเคมตางกนและคณสมบตของจลนทรยมความหลากหลาย ท าใหสารชนดหนงไมสามารถท าลายจลนทรยทกชนดได ขนอยสภาวะของสารและความแตกตางของเชอ สารเคมทน ามาใชควบคมจลนทรยควรมคณสมบตหลายอยางรวมกน เชน ไมมพษตอคนและสตวแตสามารถท าลายจลนทรยได มความเสถยรภาพ ละลายไดดในสารละลายทหาไดงาย มผลในการท าลายทอณหภมหอง หรออณหภมรางกาย มความสามารถในการแทรกซมสง กลนสไมกอความร าคาญแกมนษย ไมมฤทธท าลายสงของ หรอเสอผา

9.5.1 การใชสารประกอบฟนอล (Phenolic compounds) สารประกอบฟนอลและอนพนธของฟนอลมฤทธในการท าลายจลนทรยไดหลายอยาง เชน ท าลายเซลลและตกตะกอนโปรตนในเซลล ยบย งการท างานของเอนไซม ท าใหเกดการสญเสยกรดอะมโนและทส าคญ คอ ท าลายเยอหมเซลล ทความเขมขน 5 เปอรเซนต สามารถท าลายแบคทเรยทไมสรางสปอรได และจะมประสทธภาพลดลงทสภาวะเปนดาง เนองจากประกอบฟนอลมฤธกดกรอน ในปจจบนจงนยมใชอนพนธของฟนอลแทน คอ ครโซล (Cresol) ซงถกผสมในผลตภณฑหลายชนด เชน สบ ผงซกฟอก เพอก าจดจลนทรยตามรางกายและเครองนงหม หรอผลตภณฑอนๆ เพอการท าลายเชอในเครองมอเครองใชตางๆ อจจาระ ปสสาวะ และเสมหะ ใชท าความสะอาดสงไมมชวต เชน พน โตะ พนหอง หองน า

9.5.2 การใชแอลกอฮอล (Alcohol) แอลกอฮอลชนดเอทลแอลกอฮอล (CH3CH2OH) หรอเอทานอล เปนสารเคมทนยมมากทสด เนองจากมราคาถก มปรสทธภาพสงในการฆาเชอ กลนและสไมกอความระคายเคองตอผใช เอทานอลทมความเขมขน 50-90 เปอรเซนต มผลตอพวกเซลลธรรมดา หรอเซลลทไมสรางสปอร โดยทวไปนยมใชความเขมขน 70 เปอรเซนต เนองจากสามารถระเหยได หากใชความเขมขนต าอาจมฤทธท าลายเชอนอยลงเนองจากการระเหยออกไปของสาร เอทานอลมผลตอเซลลแบคทเรย โดยมผลในการท าลายเยอหมเซลล กลไกการออกฤทธของแอลกอฮอลโดยการตกตะกอนโปรตน ท าลายไขมน จงมผลท าใหเยอหมเซลลถกท าลาย แตไมมฤทธท าลายเอนโดสปอรของแบคทเรย และสปอรของเชอรา จงไมสามารถท าลายเชอไดทงหมด

สวนแอลกอฮอลชนดอนๆ เชน เมทลแอลกอฮอล (CH3OH) มประสทธภาพในการท าลายเชอไดนอยกวา และยงมผลตอสขภาพหลายดาน โดยเฉพาะการเปนพษตอเซลล การท าลายเยอบของเซลลกระจกตา ท าใหเกดผลเสยตอผใชงาน จงไมไดความนยม สวนแอลกอฮอลทมคารบอน

~ 135 ~

มากขน เชน โพพานอล บวทานอล สารเหลานมประสทธภาพมากกวาเอทานอล แตเนองจากไมละลายในน า หรอละลายไดนอยจงไมนยมน ามาใชทวไป นยมใชในการท าลายเชอจากอปกรณการแพทยทตองใชประสทธภาพมากกวาแอลกอฮอล ความเขมขนและประสทธภาพของแอลกอฮอลจะแตกตางกนตามความเขมขนและเวลาในการสมผสเชอ ดงแสดงในตารางท 9.2

ตารางท 9.2 ประสทธภาพของเอทานอลในการท าลายเชอจลนทรย

ความเขมขนของ ระยะเวลาทสมผสเชอจลนทรย (วนาท) เอทานอล (%) 10 20 30 40 50

100 + + + + +

95 + + + + +

80 + + + + +

70 + + + + +

60 + + + + +

50 - - + + +

40 - - - - -

หมายเหต + หมายถง สามารถท าลายเชอจลนทรยได

- หมายถง ไมสามารถท าลายเชอจลนทรยได


9.5.4 ไอโอดน เปนสารทมประสทธภาพในการท าลายเชอไดด ไอโอดเปนสารฮาโลเจนทละลายน าไดไมดนก ประสทธภาพสงสดของการท าลายเชอขนอยกบตวท าละลายทใช ไอโอดนละลายไดดในแอลกอฮอล สารละลายโพแทสเซยมไอโอไดดหรอโซเดยมไอโอไดด หรอการใชไอโอดนละลายในสาร Polyvinylpyrrolidone จะเรยกสารนวา Iodophore จะมคณสมบตในการปลอยไอโอดนออกมาชาๆ และคอยๆท าลายเซลลและไมมฤทธระคายเคองตอผวหนง 9.5.5 คลอรน เปนสารฮาโลเจนอกชนดหนงทนยมน ามาใชท าลายเชออยางกวางขวาง ทงในรปของสารละลายและกาซ ทนยมใชจะอยในรปของโซเดยมไฮโปคลอไรด หรอ แคลเซยมไฮโปคลอไรด คลอรนถกน ามาใชในการผลตน าประปา การท าความสะอาดตามโรงงานทวไป การท า

~ 136 ~

ความสะอาดสขอนามยสวนบคคล กลไกการออกฤทธของคลอรนเมอสารไฮโปคอรสผสมกบน าจะปลอยออกซเจนอสระออกมา ดงสมการ Cl2 + H2O HCl + HClO (Hypochloric acid)

HClO HCl + O (Nascent oxygen)

โดยออกซเจนทเกดขนนจะเปนตวออกซไดสทรนแรง สามารถเขารวมกบสารชวโมเลกลหลายชนด เชน โปรตน เยอหมเซลลและเอนไซม จนเสยสภาพสงผลใหเซลลตายในทสด

ตารางท 9.3 ประสทธภาพของสารเคมบางชนดในการท าลายแบคทเรย

สารเคม ผลตอเอนโดสปอร ผลตอเซลลแบคทเรย

Phenolics ไมด ด

Chlorines พอใช ด

Alcohols ไมด ด

Glutaraldehyde พอใช ด


9.5.6 การใชยาปฏชวนะ ยาปฏชวนะเปนสารทแยกไดจากจลนทรย ซงจลนทรยจะสรางขนเ มออยในสภาวะทอาหารใกลหมด เพอใชปองกนตนเองและท าลายเซลลขาง เ คยง นกวทยาศาสตรไดสกดแยกยาปฏชวนะไดหลายชนด และเปนประโยชนทางการแพทยอยางมาก ยาปฏชวนะทดควรมคณสมบตหลายอยาง เชน สามารถยบย งเชอไดในวงกวางโดยทงแบคทเรยแกรมบวกและแกรมลบ ไมมผลขางเคยงตอผใช ไมท าลายเชอประจ าถน (Normal flora) ทอยตามรางกาย ไมท าใหเชอดอยา สามารถละลายไดดในเลอดและของเหลวในรางกาย และไมถกท าลายดวยกรดในกระเพาะอาหาร เปนตน การทดสอบประสทธภาพของยาหรอสารสมนไพรทสกดได จะใชวธการกระจายเชอ (Spread plate) แลวใชดสกยา หรอกระดาษกรองปราศจากเชอจมในสารละลายสมนไพร วางบนผวอาหารเลยงเชอ น าไปบมแลวสงเกตโซนยบย งเชอตามรปท 9.4

ตวอยางยาปฏชวนะและกลไกการท าลายเชอดงแสดงในตารางท 9.3

~ 137 ~

รปท 9.4 การทดสอบประสทธภาพของยาปฏชวนะในการท าลายเชอ ทมา : Tortora et al., 2007 : 199

ตารางท 9.4 ยาปฏชวนะและกลไกการออกฤทธ

ชนดยาปฏชวนะ เชอทผลต กลไกออกฤทธ ปทคนพบ

ชนดตานแบคทเรย

Bacitracin Bacillus licheniformus Cell wall synthesis 1945

Cephalosporin Cephalosporium spp. Cell wall synthesis 1948

Erythromycin Streptomyces erythraeus Protein synthesis 1952

Gentamycin Micromonospora purpurea Protein synthesis 1963

Imipenem Streptomyces cattleya Cell wall synthesis 1970

Kanamycin Streptomyces kanamyceticus Protein synthesis 1957

Lincomycin Streptomyces lincolnensis Protein synthesis 1962

Penicillin Penicillium spp. Cell wall synthesis 1929

Polymycin Bacillus polymyxa Cell membrane function 1929

Rifampin Streptomyces mediterranei Transcription 1959

Streptomycin Streptomyces griseus Protein synthesis 1944

Tetracycline Streptomyces aurofaciens Protein synthesis 1948

Vacomycin Streptomyces orientalis Cell wall synthesis 1956

~ 138 ~

ตารางท 9.4 ยาปฏชวนะและกลไกการออกฤทธ (ตอ)

ชนดยาปฏชวนะ เชอทผลต กลไกออกฤทธ ปทคนพบ

ชนดตานเชอรา

Amphotericin B Streptomyces nodosus Cell membrane function 1955

Griseofulvin Penicillium griseofulvum Microtubule 1939

Nystatin Streptomyces noursei Cell membrane function 1950

ชนดตานโปรโตซว

Fumagillin Aspergillus fumigatus Protein synthesis 1951

Ouinine Cinchona bark ไมทราบกลไก 1927

Cyclosporin A Fungus ไมทราบกลไก 1970

ทมา : Ketchum, 1988 : 499

~ 139 ~

บทสรป

การควบคมจลนทรยเปนการท าลาย การยบย งไมใหเชอเจรญ ซงสามารถท าไดหลายวธ ไดแก การควบคมโดยใชวธการทางกายภาพ ใชรงส ใชอณหภมสงดวยหมอนงความดนไอ ทอณหภม 121 องศาเซลเซยส เวลา 15 นาท การใชตอบลมรอน การกรอง หรอการควบคมโดยใชวธการทางเคม ซงเปนทนยมในหองปฏบตการ การใชแอลกอฮอล การใชฟนอล รวมถงการใชยาปฏชวนะ ทงนวธการควบคมจลนทรยมหลกการเลอกใชแตกตางกน ขนอยกบคณสมบตของเชอ ปรมาณของเชอ และความเหมาะสมในหองปฏบตการหรอสถานท วธการควบคมจลนทรยอาจไมไดมประสทธภาพในการท าลายไดทกระยะของเชอ เชน แอลกอฮอลความเขมขน 50-70

เปอรเซนต สามารถท าลายเชอไดเฉพาะเซลลเทานนไมสามารถท าลายระยะเอนโดสปอรของแบคทเรยได ซงผปฏบตงานตองศกษารายละเอยดของแตละวธการใหเขาใจ

~ 140 ~

แบบทบทวนทายบท

1. การควบคมจลนทรย คออะไร

2. ประสทธภาพการท าลายจลนทรยขนอยกบปจจยใดบาง 3. Pasteurization ตางจาก Sterilization อยางไร

4. ถานกศกษาจะเลอกวธการควบคมจลนทรยในหองปฏบตการ จะมหลกการเลอกอยางไร จงอธบายพรอมใหเหตผลประกอบ

5. เอทานอลสามารถท าลายเชอไดทความเขมขน 50-95 เปอรเซนต เหตใดในหองปฏบตการทวไปจงนยมใชทความเขมขน 70 เปอรเซนต

6. จงอธบายวธการควบคมจลนทรยในชวตประจ าวน มอะไรบาง

7. นกศกษาเคยใชยาปฏชวนะชนดใดบาง และมกลไกในการท าลายเชออยางไร

~ 141 ~



Ketchum, P.A. (1988). Microbiology : Concepts and Applications. New York : McGraw-Hill

Book Company. p. 499.




Pelczar, M.J., Chan, E.C. and Krieg, N.R. (1986). Microbiology: Concepts and Applications.

New York : McGraw-Hill. p. 71.


Education Inc. p. 194-206.

~ 142 ~


บทท 10 เมแทบอลซมของจลนทรย










1. สามารถอธบายความหมายของการท างานของเอนไซมได 2. สามารถอธบายปจจยทเกยวของกบการท างานของเอนไซม และการควบคมการท างานของ

เอนไซมได 3. สามารถอธบายขนตอนการหายใจระดบเซลลได

4. สามารถสรปผลผลตทเกดจากการหายใจระดบเซลลในทกขนตอนได 5. สามารถอธบายหลกการหายใจแบบไมใชออกซเจนและบอกผลผลตจากการหมกของจลนทรย

แตละชนดได








~ 143 ~












~ 144 ~

บทท 10

เมแทบอลซมของจลนทรย

เมแทบอลซมของจลนทรยเปนปฏกรยาตางๆ ภายในเซลล ซงรวมทงการสรางพลงงาน และการเผาพลาญพลงงาน กลไกโดยทวไปจะเหมอนกบสงมชวตอนๆ แตจะตางกนในรายละเอยดของกระบวนการ โดยเฉพาะการใชเยอหมเซลลภายใน ท าปฏกรยาการสรางพลงงาน แทนการใชไมโทคอนเดรยในสงมชวตอน เมแทบอลซมของจลนทรยเกยวของกบทกปฏกรยาในเซลล ในทนจะกลาวเฉพาะกลไกสรางพลงงาน และการท างานของเอนไซม


เมแทบอลซมเปนปฏกรยาเคมทเกดขนภายในเซลลทมชวต ซงประกอบดวยแอนาบอลซม (Anabolism) เปนการสรางสารโมเลกลใหญจากสารทไดจากการยอยสลาย เปนกระบวนการทตองใชพลงงานเขาชวย มผลท าใหเกดการสรางสวนตางๆ ของเซลล ท าใหเซลลเจรญเตบโต อกกระบวนการหนงคอ แคทาบอลซม (Catabolism) เปนการยอยสลายสารอาหารโมเลกลใหญใหเลกลง เพอเปนวตถดบในการสรางสวนตางๆ กระบวนการนจะไดพลงงานเกดขนโดยผานการหายใจระดบเซลล (Cellular respiration) ปฏกรยาการหายใจระดบเซลลเปนการเปลยนแปลงสารชวโมเลกลอยางสมบรณ ดวยปฏรยาออกซเดชน-รดกชนภายในเซลลเพอใหสารโมเลกลใหญเปลยนเปนสารโมเลกลเลกและไดพลงงานออกมา การหายใจแบงเปน 3 แบบ คอ การหายใจแบบใชออกซเจน (Aerobic respiration) โดยใชออกซเจนเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทาย ในกระบวนการขนสงอเลกตรอนไดน าเกดขน การหายใจแบบไมใชออกซเจน (Anaerobic respiration)

เปนการหายใจทใชสารอนนทรยอนๆ เชน ซลเฟต ไนเตรต คารบอเนต เปนตวรบอเลกตรอน ซงผลผลตสดทายจะเปลยนเปนสารอน และกระบวนการหมก (Fermentation) เปนการสรางพลงงานโดยใชสารอนทรยเปนทงตวรบและใหอเลกตรอน การหมกจะไดพลงงานโดยตรงนอยกวาการหายใจแบบอน แตจะไดผลผลตหลายชนดซงยงมพลงงานมากอยในโมเลกลของผลผลตนนๆ


10.2.1 โครงสรางและการท างานของเอนไซม เอนไซม (Enzyme) สวนใหญเปนโปรตน (ไลโซไซมไมมคณสมบตเปนโปรตน) ท าหนาทเรงปฏกรยาเคมในสงมชวต เอนไซมมความส าคญและจ าเปนส าหรบสงมชวต เนองจากการด าเนนของปฏกรยาจะเกดขนชาหากไมมเอนไซมเขา

~ 145 ~

ท างาน เอนไซมเปนตวควบคมการเจรญของสงมชวตเนองจากเปนผลผลตของการแสดงออกของยนและ DNA หากท างานมากหรอนอยเกนไป อาจท าใหเซลลผดปกตได เชน การผาเหลา (Mutation) และการขาดหายไป (Deletion) เปนตน เอนไซมเกอบทกชนดเปนโปรตน โครงสรางของโปรตนจะมการมวนตวกน และจบกนเปนโซของโพลเปปไทด เอนไซมชนดหนงอาจมโปรตนเพยงชนดเดยว หรอเอนไซมอาจมโปรตนมากกวา 1 ชนด ซงประกอบดวยโซพอลเปปไทดหลายเสน มทงทเหมอนและแตกตางมารวมเชอมตอเปนหนวยเดยวกนในโปรตนแตละหนวย จะมลกษณะเปนโซยาวของกรดอะมโน ซงจะพบและทบกนไปมาเปนโครงสราง 3 มต

การท างานของเอนไซมท างานโดยไปลดพลงงานกระตน (Activation energy) ของปฏกรยา

การเกดปฏรยาทไมเอนไซมเขารวมจะเกดไดชา เนองจากตองใชพลงงานกระตนสงกวามาก เมอเปรยบเทยบกบการกระตนการท างานดวยเอนไซม พลงงานกระตนจะใชนอยกวา และมผลผลตเกดขนเทากน บรเวณทเอนไซมใชจบกบซบสเตรต เรยกวา Active site เมอรวมตวกบซบสเตรตจะเรยกวา Enzyme and substate complex ซงการท างานและการจบกนนจะเกดแบบจ าเพาะ เอนไซมทถกสรางขนจะไมท าปฏกรยาเรงปฏกรยาของซบสเตรตอนๆ เปรยบไดกบแมกญแจกบลกกญแจ (Lock and key model) ทเขาคกนไดอยางจ าเพาะเทานน

รปท 10.1 การลดพลงงานกระตนในการเกดปฏกรยาทถกกระตนดวยเอนไซม


~ 146 ~

10.2.2 ปจจยทเกยวของกบการท างานของเอนไซม การท างานของเอนไซมจะตองมสภาวะทเหมาะสมจะท าใหปฏกรยาเกดขนอยางมประสทธ ปจจยทเกยวของกบการท างานของเอนไซมมดงน 10.2.2.1 อณหภม การท างานของเอนไซมตองอยในชวงอณหภมทเหมาะสม หรอชวงอณหภมทเอนไซมสามารถท างานไดแตอาจเรงปฏกรยาไมสมบรณหรอเกดขนอยางชาๆ เอนไซมแตละชนดมชวงอณหภมทเหมาะสมตางกน อณหภมทเอนไซมท างานไดดทสด (Optimum

temperature) โดยทวไปอยประมาณ 25-40 องศาเซลเซยส ถาอณหภมต าหรอสงกวาอณหภมน จะท าใหปฏกรยาเกดชาทนท เนองจากอณหภมมผลตอการคงรปของโปรตนทเปนสวนประกอบของเอนไซม หรออาจท าใหโปรตนเสยสภาพจนซบสเตรตเขาจบไมได จงไมเกดปฏกรยา 10.2.2.2 ความเปนกรดเปนดาง คา pH มผลตอการแตกตวของประจ และไออน เอนไซมหรอซบสเตรตอาจเปลยนรป เชน ถาอยในสภาวะเปนกรด อาจมประจบวกมากขน ถาอยในสภาวะทเปนดางมากๆ เอนไซมอาจมประจลบเพมขน ซบสเตรตจงไมสามารถจบได หรอท าใหโครงราง 3 มต ของเอนไซมเปลยนไปจนเสยสภาพได เอนไซมสวนใหญท างานไดด (Optimum

pH) ในสภาวะทเปนกลาง เอนไซมบางชนดท างานไดดเมอสภาวะเปนกรด เชน เปปซน (pH 1.5-

2.5) เอนไซมบางชนดท างานไดดทสด ในสภาวะทมความเปนดาง เชน ทรปซน (pH 8-11)

10.2.2.3 ความเขมขนของเอนไซม ถามเอนไซมปรมาณมากและเพยงพอ จะท าใหปฏกรยาเกดเรวขน ถามนอยเกนไปปฏกรยาจะคอยๆ เกดขน จนถงสภาวะสมดลแตจะเกดชาๆ แตถาเอนไซมมมากเกนความจ าเปนกจะไมท าใหปฏกรยาเรวขนมากนก เพราะจ านวนซบสเตรตคงท ปรมาณซบสเตรตกมผลเชนกน แตในทางตรงกนขาม ถาซบสเตรตมากกวาเอนไซมมาก ปฏกรยาจะคอยเปนคอยไป เพราะมเอนไซมจ ากด การท างานของเอนไซมอาจมปฏกรยายอนกลบ ขนอยกบสภาวะของการท าปฏกรยานนๆ

CO2 + H2O H2CO3 (ในเนอเยอ CO2 ความเขมขนสง)

H2CO3 CO2 + H2O (ในปอด CO2 ความเขมขนต า)

จากสมการจะเหนไดวาความเขมขนของกรดคารบอนกมผลตอการท างานของเอนไซม Carbonic

anhydrase เมอคารบอนไดออกไซด CO2 มความเขมขนสงมาก เอนไซมจะเปลยนกาซดงกลาวไปเปนกรดคารบอนก ในทางตรงกนขามหากในปอดมปรมาณคารบอนไดออกไซดนอย จะเกดปฏกรยายอนกลบไดเชนกน

Carbonic anhydrase

Carbonic anhydrase

~ 147 ~

10.2.3 การควบคมการท างานของเอนไซม การท างานของเอนไซมมกลไกการควบคมเชนเดยวกน เพอใหปฏกรยาเปนไดปกต ไมมกจกรรมมากหรอนอยจนเกดไป การท างานของเอนไซมจะมตวยบย งการเกดปฏกรยา สารทท าใหการท างานของเอนไซมลดลง เรยกวา ตวยบย ง (Inhibitor) ในทางตรงกนขามสวนสารทท างานรวมกบเอนไซมหรอกระตนการท างานของเอนไซม ไดดขน เรยกวา ตวเรง (Activator) ตวยบย งมหลายชนด บางชนดเขาแยงจบแบบขดขวางบรเวณ Active site ท าใหเอนไซมไมสามารถจบกบซบสเตรตได ตวยบย งนเรยกวา Competitive inhibitor

ซงรปรางโมเลกลจะคลายกบซบสเตรต นอกจากนเมอสนสดปฏกรยาและไดผลผลตจ านวนมากแลว ผลผลตทเกดขนอาจยอนกลบไปเปนตวยบย งปฏกรยาในขนตน เรยกการยอนกลบไปยบย งแบบนวา Feedback inhibition การควบคมการท างานของเอนไซม อาจเกยวของกบการควบคมปจจยทเกยวของกบการท างานของเอนไซมดวย ถกควบคมตรงปฏกรยาทชาทสด

รปท 10.2 ปฏกรยา Inhibition ในระหวางการควบคมการท างานของเอนไซม


~ 148 ~


การหายใจระดบเซลลเปนกระบวนการเผาพลาญพลงงานจากสารอนทรยทอยในเซลลใหไดพลงงาน เพอน าไปใชประโยชนในกจกรรมตางๆของเซลล โดยทวไปมกจะหมายถงการสลายน าตาลกลโคสแบบสมบรณ เพอใหไดพลงงาน ATP สวนกรดไขมน กลเซอรอล และกรดอะมโน สามารถเขาสปฏกรยาการหายใจได ในสารตวกลาง (Intermediate) การหายใจเปนการเผาพลาญและสรางพลงงานทควบคมไดโดยเอนไซม พลงงานทไดจากการหายใจนนเซลลจะเกบไวในรปของสารเคมทมพลงงานสง คอ ATP (Adenosine triphosphate) โดยไมท าใหเกดการเปลยนแปลงทางสรรวทยาของเซลลใดๆ การหายใจม 2 แบบ ไดแก การหายใจแบบใชออกซเจน การหายใจแบบไมใชออกซเจน ซงในบางสภาวะเรยกวาการหมก (Fermentation)

10.3.1 การหายใจแบบใชออกซเจน

เปนการเปลยนแปลงสารอาหารโดยปฏกรยาทเปนขนตอนอยางคอยเปนคอยไปหลายปฏกรยา ไดผลผลตสดทายเปนกาซคารบอนไดออกไซด น า และพลงงาน ATP ซงจะพลงงานเกดขนมาก (38 ATP) กระบวนการหายใจนจะเกดขน 4 ขนตอน คอ (จ านง วสทธแพทย, 2542 :

175)

10.3.1.1 ไกลโคไลซส (Glycolysis หรอ Embden-Meyerhof (EM) pathway) เปนกระบวนการทเกดขนในเซลลทกเซลลไมวาจะหายใจแบบใด เกดในไซโทพลาสซมของเซลล ไกโคไลซส ประกอบดวย 10 ปฏกรยา ในขนตนเรมจากการเปลยนน าตาลกลโคส (คารบอน 6

อะตอม) ไปเปนฟรคโตส และการเปลยนฟรคโตสเปนสารประกอบคารบอน 3 อะตอม (C3) และผลผลตสดทายไดเปนกรดไพรวก และไดพลงงานสทธ ATP 2 โมเลกล กบ NADH2 2 โมเลกล ในขนตอนไกโคไลซสมทงหมด 10 ปฏกรยา ปฏกรยารวมเปนดงน

C6H12O6 + 2NAD + 2ADP + 2Pi 2CH3COCOOH + 2 NADH2 + 2ATP

กลโคส กรดไพรวก

ในปฏกรยาไกโคไลซส มการสรางพลงงาน ATP ดวยการเตมอเลกตรอนใหกบซบสเตรต จนมการเปลยนแปลงทางเคม วธการสรางพลงงานแบบน เรยกวา Substrate level

phosphorylation ในปฏกรยามสารรดวซงชนด NAD มารบอเลกตรอน ซงเปรยบเสมอนตวน าพาหรอขนสงอเลกตอนไปยงขนตอนท 4 หรอการถายทอดอเลกตรอนเพอการสรางพลงงานทสมบรณนอกจากนยงมการสราง ATP ทงสน 4 โมเลกล แตเนองจากในขนตอนไดใช ATP ไป 2 โมเลกล จงได ATP สทธทงสน 2 ATP ในขนตอนนหากไมมออกซเจนมารบอเลกตรอนทจะขนสงไป

~ 149 ~

กรดไพรวกทสรางขนจะเปลยนเปนแอลกอฮอลในยสต หรอจะเปนเปนกรดแลคตกในแบคทเรยกลม Lactic acid bacteria

10.3.1.2 ขนตอนการสราง Acetyl co-A เมอมออกซเจนเพยงพอทจะรบอเลกตรอนทสรางขน จะเกดปฏกรยาตอเนองกนคารโบไฮเดรตจะถกสลายตอไปจากไกลโคไลซสจนได Acetyl Co-A และกาซคารบอนไดออกไซด (CO2) นอกจากนขนตอนการสราง Acetyl co-A ยงเปนสารตวกลาง (Intermediate) ทจะใชเปนสารตงตน (Precursor) ในการสงเคราะหกรดอะมโน และไขมน หรอยอนกลบเขาสการหายใจระดบเซลลไดเชนกน การสราง Acetyl co-A มขนตอนการเกดปฏกรยาดงน CH3- CO- COOH CH3- CO - H CH3- CO – S – CoA

กรดไพรวก อะซตลดไฮด อะซตลโค-เอ

กอนเขาสวฏจกรเครบสจะเกดกระบวนการดคารบอกซเลชน (Decarboxylation) โดยกรดไพรวก 1 โมเลกล จะรวมตวกบโคเอนไซมเอ (CoASH) ไดอะซตลโคเอนไซมเอ (Acetyl coenzyme A หรอ acetyl CoA) และ CO2 โดยม NAD มารบอเลกตรอนกลายเปน NADH2

10.3.1.3 วฏจกรเครบส (Kreb ’s cycle) กลไกนสามารถเรยกใชชออน คอ TCA cycle (Tricarboxylic acid cycle) หรอ Citric acid cycle เกดขนบรเวณเยอหมชนในของไมโทรคอนเดรย (Mitochondria) เปนการหมนเวยนของสารตงตน Acetyl Co-A เพอใหไดพลงงาน ATP, NADH2 และ FADH2 อยางเปนวฎจกร เมอมออกซเจนอยเพยงพอ ดงรปท

รปท 10.3 โครงสรางของไมโทคอนเดรย ออรแกเนลทมการถายทอดอเลกตรอน

ทมา : Burton, 1992 : 65

~ 150 ~

วฏจกรเครบส (Kreb ’s cycle) เปนปฏกรยาทเกดตอเนองกนเพอใหไดพลงงาน ATP และไดสารรดวซงส ไดแก NADH2 และ FADH2 จ านวนมาก และไดสารตวกลาง (Intermediate) หลายชนด เพอใชเปนสารตงตน (Precursor) เพอใชในการสงเคราะหสารชวโมเลกลอนๆ สารตวแรกทรบกรดไพรวก คอ Oxaloacetate (C 4 อะตอม) เปนไปเปนกรดซตรก (C 6 อะตอม) แลวเรมตนเขาสวฎจกร มการปลอยอเลกตอรนใหกบตวรบ ไดเปน NADH

+ และ FADH +

น าตาลกลโคส 1 โมเลกลจะเขาสวฏจกรเครปสได 2 รอบ นอกจากนยงไดผลผลตเปนพลงงาน GTP

ซงจะเปลยนเปน ATP ไดในภายหลง สรปผลผลตทไดตอน าตาลกลโคส 1 โมเลกลจะได 6NADH,

2FADH, 2ATP และ 4CO2 ปฏกรยาของวฏจกรเครปสแสดงในรปท

รปท 10.4 ปฏกรยาในวฎจกรเครบส (Kreb ’s cycle) ของการหายใจระดบเซลล ทมา : Pommerville, 2011 : 170

~ 151 ~

10.3.1.4 กระบวนการขนสงอเลกตรอน (Electron transport system, ETS) เปนปฏกรยาทน าอเลกตรอนจากกระบวนการไกโคไลซส การสราง Acetyl co-A และในวฎจกเครปส มาใชในปฏกรยาออกซเดชน-รดกชน ซงมการถายทอดอเลกตรอนเปนทเกดขนเปนลกโซอยางตอเนอง สารตวกลางทท าหนาทล าเลยงอเลกตรอนมา คอ NADH2 และ FADH2 การล าเลยงอเลกตรอนจะผาน โปรตนโดเมนทอยเยอหมชนในของเยอหมเซลล ของแบคทเรย สวนรา ยสต และโปรโตซวจะเกดขนทไมโทคอนเดรย การล าเลยงเพอใหตวรบ รบอเลกตรอนตวสดทาย ซงกคอ ออกซเจน ในขณะทมการล าเลยงอเลกตรอนจะเกดความตางศกยของประจ ท าใหมพลงงานเพยงพอทจะกระตนการท างานของเอนไซม ATP synthase ได การสราง ATP ในขนน จะสรางจาก ADP และ Pi เรยกการสรางพลงงานแบบนวา Oxidative phosphorylation ในการขนสงอเลกตรอน ประกอบดวยเอนไซมและโคเอนไซมหลายชนด ไดแก (นงลกษณ สวรรณพนจ, 2541 : 154)

1) NAD (Nicotinamide adenine dinucleotide) และ NADP

(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) เปนโคเอนไซมของเอนไซมดไฮโดรจเนส ซงท าหนาทดงอเลกตรอนและไฮโดรเจนไอออนออกจากสารประกอบรดวซ วตามนไนอาซน (Niacin)

เปนองคประกอบของโคเอนไซมเหลาน

2) FAD (Flavin adenine dinecleotide) และ FMN (Flavin

mononucleotide) เปนโคเอนไซมของเอนไซมดไฮโดรจเนสทเรยกวา เฟลโวโปรตน (Flavoprotein)

โคเอนไซมเหลานประกอบดวยวตามนไรโบเฟลวน (riboflavin)

3) โคเอนไซม Q (Coenzyme Q, CoQ) หรอยบควนโนน (Ubiquinone)

4) ไซโตโครม (Cytochrome) เปนระบบเอนไซมซงมอะตอมของธาตเหลกเปนองคประกอบ ไซโตโครมยงแบงออกเปน 3 ชนด คอ Cytochrome A, B, C และยงแบงยอยไดอกเปน Cytochrome C, C1, A, A3 ไซโตโครมท าหนาทขนสงเฉพาะอเลกตรอน ไปยง O2

Cytochrome A, A3 รวมเรยกวา Cytochrome oxidase แตเฉพาะ Cytochrome A3 เทานนทท าปฏกรยากบ O2

การล าเลยงอเลกตรอนจะถกขนสงโดย NADH และ FADH เมอโปรตอนและอเลกตรอน เคลอนทผานโปรตนคอมเพลกซโดเมนตางๆ ทเยอหมเซลลของแบคทเรย หรอเยอหมชนในของไมโทคอนเดรยของจลนทรยชนดทเปนยคารโอต จะท าใหเกดความตางศกยของประจ ระหวางภายในไซโทพลาสซมและชองวางระหวางเยอหมของไมโทคอนเดรย สงผลใหอเลกตรอนเคลอนทเขาหาสมดลตามคาความตางศกยและเพยงพอทจะมพลงงานกระตนให ATP synthase

ท างานและสราง พลงงาน ATP และถกน าเขาระบบขนสงอเลกตรอน และม O2 ซงเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทาย ไดน าเกดขน การล าเลยงอเลกตรอนของ NADH จะไดพลงงานในรป ATP

~ 152 ~

เกดขน 3 โมเลกล ในขณะทถาล าเลยงผาน FADH จะไดพลงงาน 2 โมเลกล สรปการสรางพลงงานทงหมดจากกระบวนการหายใจแบบใชออกซเจนทมกลโคส 1 โมเลกลเปนซบสเตรท ดงน

Substrate level phophorylation ของไกลโคลซส ไดสทธ 2 ATP

Substrate level phosphorylation ของวฏจกรเครปส 2 ATP

2 NADH2 จากไกลโคลซส เมอผานการถายทอดอเลกตรอน 2 x 3 = 6 ATP

2 NADH2 การสราง Acetyl co-A เมอผานการถายทอดอเลกตรอน 2 x 3 = 6 ATP

6 NADH2 จากวฏจกรเครปส เมอผานการถายทอดอเลกตรอน 6 x 3 = 18 ATP

2 FADH2 จากวฏจกรเครปส เมอผานการถายทอดอเลกตรอน 2 x 2 = 4 ATP

รวมพลงงานทไดจากการหายใจแบบใชออกซเจน 38 ATP

รปท 10.5 ปฏกรยาการถายทอดอเลกตรอนในมโทคอนเดรยของการหายใจระดบเซลล

ทมา : Tortora et al, 2007, 133

10.3.2 การหายใจแบบไมใชออกซเจน

การหายใจแบบไมใชออกซเจนเปนการเผาผลาญสารอนทรยทไมสมบรณ เนองจากไดพลงงาน ATP นอยกวามาก และสารทเปนผลผลตยงสามารถสลายพลงงานไดอก การหายใจแบบนจะมสารอนนทรยทไมใชออกซเจน เปนตวรบอเลกตรอนตวสดทาย สารอนนทรยเหลาน ไดแก NO3

-, NO2

-, SO4

2-, Fumarate เปนตน จลนทรยบางชนดใชสารออกซไดซชนดอนๆ

~ 153 ~

เชน Potassium nitrate เปนตวล าเลยงอเลกตรอนท าใหการสลายพลงงานจากน าตาลกลโคสไดสมบรณเชนเดยวกน โดยไมตองอาศยออกซเจน

10.3.2.1 การรดวซไนเตรต (Nitrate reduction) หรอดไนตรฟเคชน (Denitrification) การรดวสไนเตรตเปนการใช NO3

- (ไนเตรต) เปนตวรบอเลกตรอนตวสดทายและเปลยนใหเปน

NO2

- (ไนไตรต), N2O (ไนตรสออกไซด) และ N2 (กาซไนโตรเจน) การรดวสไนเตรตใหเปนไน

ไตรต เกดโดยเอนไซมไนเตรตรดกเตส (Nitrate reductase) ซงจะถกรดวสตอไปโดยไซโตโครมบ ท าใหระบบขนสงอเลกตรอนสนกวาแบบใชออกซเจน และจะไดพลงงาน ATP เพยง 2 โมเลกลเทานน แบคทเรยทรดวซไนเตรตน จดเปนพวก Facultative anaerobe เพราะถาอยในสภาพทมออกซเจนกจะใชออกซเจนเปนตวรบอเลกตรอนไดดวย เนองจาก NO2

- เปนพษตอแบคทเรยจ านวน

มาก NO2

- จงมกถกรดวซตอไปเหน N2O หรอ N2

10.3.2 การรดวซซลเฟต (Sulfate reduction) การรดวสซลเฟตเปนการใชซลเฟตเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทาย และเปลยนใหเปนซลไฟดในทสด แบคทเรยพวกนจดเปนพวกไมใชออกซเจนอยางแทจรง (Strictly anaerobe) เพราะจะถกฆาตายถามกาซออกซเจน การรดวซซลเฟตใหเปนไฮโดรเจนซลไฟด เกดดงน

SO4

2- + 8e

- + 8H

+ H2S + 2H2O + 2OH

-

10.3.3 การรดวซคารบอนไดออกไซด (CO2 reduction) คารบอนไดออกไซดอาจใชเปนตวรบอเลกตรอนได เพอใหกลายเปนมเทน และอาศยกาซไฮโดรเจน (H2) เปนตวรบอเลกตรอนตวสดทาย แบคทเรยพวกนไมมระบบไซโตโครมหรอควนโนน แตมตวรบอเลกตรอน (Electron

carrier) ใหม คอ F420 ทใชในกระบวนการสรางพลงงานแบบ Electron transport phosphorylation


เปนการเปลยนแปลงสารอนทรยใหเกดพลงงานโดยไมใชตวรบอเลกตรอน และเกดในสภาพทไมมออกซเจน ในสภาพเชนนจะเกดการออกซเดชนเพยงบางสวนของคารบอนอะตอมของสารอนทรย และเกดพลงงานขนเพยงเลกนอย พลงงานสวนใหญอยในรปของสารอนทรยทเปนผลผลตของปฏกรยา เนองจากไมใชตวรบอเลกตรอนพเศษ ดงนนจงใชสารอนทรยตาง ๆ เชน กรดไพรวก เปนตวรบอเลกตรอนแทน ผลผลตจากกระบวนการหมกมหลายชนดขนอยกบชนดของแบคทเรย แบคทเรยบางชนดจะใหผลผลตชนดเดยวลวน ๆ บางชนดใหผลผลตหลายชนดปะปนกน กระบวนการหมกแบงออกเปน 2 แบบ ตามชนดของผลผลตทเกดขน คอ

~ 154 ~

10.4.1 โฮโมเฟอรเมนเตชน (Homofermentation) เปนการหมกทไดผลผลตเพยงชนดเดยวเปนสวนใหญ เ รยกแบคทเ รย ทใหผลผลตน นวา โมเฟอรเมนเตตฟแบคทเ รย (Homofermentative bacteria)

10.4.2 เฮเทอโรเฟอรเมนเตชน (Heterofermentation) หรอมกซแอซดเฟอรเมนเตชน (Mixed acid fermentation) เปนการหมกทไดผลผลตหลายชนดเชน เอทลแอลกอฮอล กรดฟอรมก กรดอะซตก กรดแลกตก เปนตน และเรยกแบคทเรยทใหผลผลตหลายชนดนวา เฮเทอโรเฟอรเมนเตตฟแบคทเรย (Heterofermentative bacteria)


การสลายไขมนซงเปนสารทมโมเลกลใหญชนดหนงเพอใหไดพลงงานไปใชนน ในขนตนไขมนจะถกไฮโดรไลสดวยเอนไซมลเพส ไดเปนสารโมเลกลเลกลง คอ กลเซอรอลและกรดไขมน ส าหรบกลเซอรอลทไดจากปฏกรยานจะถกเปลยนใหเปนสารฟอสโฟกลเซอแรลดไฮด (Phophoglyceraldehyde) หรอ PGAL และ PGAL จะถกออกซไดสตอไปอกโดยผานกระบวนการไกลโคลซส และวฏจกรเครบส จนกระทงเกดปฏกรยาโดยสมบรณได CO2 และ H2O

สวนกรดไขมนจะถกสลายตอไปโดยผานกระบวนการทเรยกวา บตาออกซเดชน (-oxidation) ซงหมายถงการแยกสลายทเกดขนทตรงคารบอนต าแหนงท 2 หรอต าแหนงบตา () ซงจะถกออกซไดสท าใหโมเลกลของกรดไขมนเลกลง โดยมจ านวนคารบอนอะตอมลดนอยลงครงละ 2 อะตอม กระบวนการนม 5 ขนตอนดงน (Tortora et al., 2007 : 138)

1. ท าปฏกรยาไทโอไคเนส (Thiokinase type reaction) ในขนนโมเลกลของกรดไขมนถกกระตนท าใหสวนปลายของกรดไขมนจบกบ CoA-SH

2. ในปฏกรยานตองใชพลงงาน ATP 1 โมเลกล และ ATP จะถกเปลยนไปเปน ADP และฟอสเฟตอนทรย

3. ปฏกรยาอโนอลไฮเดรส (Enoylhydrase type reaction) เปนปฏกรยาไฮเดรชน คอ หม OH จะเขาเกาะทคารบอนต าแหนงบตา

4. ปฏกรยาบตาไฮดรอกซาซล ดไฮโดรจเนส (-hydroxacyl dehydrogenase type

reaction) ในปฏกรยานสารประกอบทไดจากปฏกรยาท 3 จะถกออกซไดสใหเปนคโทน ปฏกรยานให NAD

+ เปนตวรบและถายทอดไฮโดรเจนและจะได ATP อก 3 โมเลกล

5. ปฏกรยาบตาคโทแอซลไทโอเลส (-ketoacyl thiolase type reaction) เกดการแยกหลดจากนตรงคารบอนต าแหนงบตา ดงนนจะไดสารแอเซทลโคเอทประกอบดวยคารบอน 2 อะตอม หลดออกจากกรดไขมนเดม แอเซทลโคเอนจะเขาสวฏจกรเครบสเพอสลายตวตอไป ดงนน

~ 155 ~

ถาเปนการสลายกรดไขมนชนดทมจ านวนคารบอนมากๆ จะเกดบตาออกซเดชนหลายครง จ านวน ATP ทไดจะมากขนตามไปดวย ซงเมอน าไปเปรยบเทยบกบการสลายสารอาหารอนๆ ทจ านวนคารบอนอะตอมเทากนแลว กรดไขมนจะให ATP มากกวา


การยอยสลายโปรตนตางกนในแตละสงมชวต ในจลนทรยการสลายโปรตนนน ในขนตนจะตองมการยอยสลายโปรตนออกเปนกรดอะมโน แลวจงจะสลายโดยผานกระบวนการหายใจตอไป แตเนองจากกรดอะมโนเปนสารประกอบทมกลมอะมโน (NH2) อย ดงนนจงตองมการน าเอา NH2 ออกเสยกอน ซงอาจท าไดโดยวธออกซเดทฟดแอมเนชน (Oxidative deamination) หรอวธ แทรนสอะมเนชน (Transamination) วธออกซเดทฟดแอมเนชนนน NH2 จะถกน าออกมาในรปแอมโมเนย โดยทวไปแอมโมเนยเปนพษตอรางกายของสตว ดงนนจงตองก าจดออกนอกรางกาย ซงอาจออกมาในรปแอมโมเนย หรอยเรย หรอกรดยรก ทงนแลวแตวาเปนสตวชนดใด ถาเปนพวกทอาศยอยในน าสวนใหญจะก าจดออกมาในรปแอมโมเนย ในสตวเลยงลกดวยนมและพวกสตวเลอยคลานจะก าจดออกมาในรปของยเรย ส าหรบพวกนกและแมลงก าจดออกมาในรปของยรก

สวนกรดแอลฟาคโท (α-keto acid) ทไดนนจะมการสลายตอไปเหมอนกบการสลายคารโบไฮเดรตหรอการสลายไขมนกได ท ง น ขนอยกบชนดของกรด เชน กรดกลโคจนก (Glucogenic acid) หรอกรดคโทจนก (Ketogenic)

ส าหรบวธแทรนสแอมเนชน คอการเปลยนทของ NH2 จากกรดแอมโนตวหนงไปยงกรดคโทอกตวหนง โดยทวไปเซลลจะใชวธนในการสรางกรดแอมโนตาง ๆ โดยวธน กรดคโทจะมการสลายตอไปเหมอนพวกคารโบไฮเดรตหรอไขมนกได ท งนแลวแตวาจะเปนกรดชนดกลโคจนกหรอคจนก พลงงานทไดจากสลายโปรตนนนขนอยกบชนดของกรดแอมโนทประกอบกนเปนโปรตนนนๆ การสลายคารโบไฮเดรต ไขมน และโปรตนทเกดขนภายในเซลล ปกตเซลลจะใชคารโบไฮเดรตกอน แลวจงใชไขมน หรอโปรตน ถาเซลลมคารโบไฮเดรตมากเซลลจะเปลยนเปนไขมนสะสมไวใชในรางกายของสตว สวนในพชจะสะสมไวในรปของแปงหรอไขมน ขนอยกบชนดของสวนทพชสะสม ถาเปนราก เชน มนเทศ จะสะสมไวในรปแปง ถาเปนเมลดจะสะสมไวในรปของน ามนหรอไขมน ซงทงพชและสตวจะน าอาหารมาใชในการหายใจเมอขาดแคลนอาหารเพอใหไดพลงงานมาใชตอไป

~ 156 ~

บทสรป

กระบวนการเมตาบอลซมเปนปฏกรยาตางๆ ในเซลลเพอการสรางพลงงานและการสลายพลงงาน เพอการเจรญและกจกรรมตางๆ ภายในเซลลของจลนทรย เมตาบอลซมแบงเปนการสรางสารโมเลกลใหญจากโมเลกลเลกมการใชพลงงาน เรยกวา Anabolism และการสลายโมเลกลใหญใหเปนโมเลกลทเลกลง เรยกวา Catabolism การหายใจระดบเซลลเปนกระบวนการเมตาบอลซมทส าคญในเซลล เปนการสลายน าตาลกลโคสแบบสมบรณ เพอใหไดพลงงานทงสน 38 ATP โดยมออกซเจนเปนตวรบอเลกตรอนตวสดทาย นอกจากนจลนทรยยงสามารถหายใจโดยไมใชออกซเจน หรอเรยกวา การหมก (Fermentation) ซงไดผลผลตเปนสารอน เชน ยสตผลตแอลกอฮอล แบคทเรยผลตกรดฟอรมก กรดอะซตก กรดแลคตก เปนตน

~ 157 ~

แบบฝกหดทายบท

1. เมตาบอลซมคออะไร มความส าคญกบการเจรญของจลนทรยอยางไร

2. จงอธบายหลกการท างานของเอนไซมมาโดยสงเขป

3. จงอธบายการควบคมการท างานของเอนไซมมาใหเขาใจ

4. การหายใจแบบใชออกซเจนมขนตอนใดบาง จงสรปผลผลตทไดในแตละปฏกรยา

5. ขนตอนตางๆ ของการหายใจระดบเซลลเกดขนทสวนใดของเซลลแบคทเรย

6. จงเปรยบเทยบขอแตกตางระหวางการหายใจแบบใชออกซเจนและไมใชออกซเจน

7. กระบวนการหมกของจลนทรยมความส าคญตออตสาหกรรมอยางไร

8. การสลายไขมนและโปรตนมความส าคญทางสรรวทยาของจลนทรยอยางไร

~ 158 ~



นงลกษณ สวรรณพนจ และปรชาสวรรณพนจ. (2541). จลชววทยาทวไป. กรงเทพฯ :




Lippincott Company. p. 65.



Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2007). Microbiology. ( 9th ed). San Francisco : Pearson


~ 159 ~


บทท 11 พนธกรรมของจลนทรย









1. นกศกษาสามารถอธบายสวนประกอบและโครงสรางของสารพนธกรรมได

2. นกศกษาสามารถอธบายการจ าลองดเอนเอ การถอดรหส และการแปลรหสของสารพนธกรรมได 3. สามารถบอกความแตกตางระหวางดเอนเอและอารเอนเอได

4. นกศกษาสามารถอธบายชนดและรปแบบการผาเหลาได

5. นกศกษาสามารถอธบายการถอดลกษณะทางพนธกรรมในแบคทเรยได










~ 160 ~










~ 161 ~

บทท 11

พนธศาสตรจลนทรย

สารพนธกรรม (Genetic material) ในสงมชวตเปนสารชวโมเลกลทส าคญทสดทควบคมกจกรรมตางๆ ภายในเซลล จลนทรยมหลายกลมทงชนดทเปนยคารโอต (ฟงไจและโปรตสตา) และโปรคารโอต (แบคทเรย) สารพนธกรรมเกยวของกบการถายทอดพนธกรรมไปสเซลลใหม การแสดงออกของยน การท างานของโปรตนและเอนไซม รวมถงการดอตอยาในกรณชนดกอโรค นอกจากนการศกษาพนธกรรมของจลนทรยยงมสวนส าคญในการประยกตใชเพอพฒนาสายพนธจลนทรยเพอประโยชนของมนษย ทงทางการแพทยและสาธารณสข เกษตรกรรม และอตสาหกรรม เปนตน


สารพนธกรรมเปนสารอนทรยทท าหนาทเปนตวควบคมการท างานของเซลล แบงออกเปน 2 ชนดไดแก DNA (Deoxyribonucleic acid ) พบมากใน Nucleus ของเซลล และพบในนวคลออยดของแบคทเรย และสารพนธกรรมชนด RNA (Ribonucleic acid) พบมากใน Cytoplasm ของเซลล จลนทรยมทงชนดทมสารพนธกรรมเปนโปรคารโอต และชนดทมสารพนธกรรมเปนยคารโอต โครโมโซมของโปรคารโอต (Prokaryotic chromosome) เชน แบคทเรย พบวาโครโมโซมประกอบดวย DNA รปวงแหวน (Circular DNA) เพยงชดเดยว ซงเปน DNA อยางเดยวไมมโปรตนฮสโตน (Histone protein) โครโมโซมจะอยในลกษณะทพนกนแนนไมมเยอหมสารพนธกรรม ซงจะเรยกบรเวณนวา นวคลออยด (Nucleoid) โดยทวไปการเรยงตวของสาย DNA ในขณะทเซลลอยในภาวะปกต อาจมวนขดตวหรอกระจายตวอยภายในนวเคลยส รปรางของโครโมโซมและ DNA

จะเหนไดชดขนเมอเซลลมการแบงตว โดยเฉพาะในระยะอนเตอรเฟส (Interphase) และโปรเฟส (Prophase) ในเซลลยคารโอต จะอยรวมกบโปรตนทมองคประกอบซบซอน หรอทเรยกวา โครมาตน (Chromatin) เมอเกดการพนเกลยวซอนเกลยวของสารโครมาตนจะกลายเปนแทง โปรตนทอยในสายของโครมาตน โปรตนฮสโตน (Histone) ลกษณะของโครโมโซมดงแสดงในรปท 11.1

~ 162 ~

(ก) ภาพวาดโครโมโซมแบคทเรย (ข) โครโมโซมมนษย

รปท 11.1 ลกษณะโครโมโซมโปรคารโอตและโครโมโซมยคารโอต

ทมา : Quinn et al., 1994 : 231


โครงสรางของสารพนธกรรมจะประกอบดวยกรดนวคลอก (Nucleic acid) ทเรยงตอกนเปนสายยาวเรยกวา Polynucleic acid มการเชอมตอของนวคลโอไทดดวยพนธะ 3 กบ 5phosphodiester bond จ านวนนวคลโอไทด เชอมกนประมาณ 12-20 ตว จะเรยกวา Oligonucleotide แตละนวคลโอไทดประกอบดวย 3 สวน ดงน 11.2.1 ไนโตรจนส เบส (Nitrogenous Bases) ประกอบดวยเบส 2 กลม ไดแก 11.2.1.1 Purine ไดแก Adenine (A) และ Guanine (G)

11.2.1.2 Pyrimidine ไดแก Cytosine (C), Thymine (T) และ Uracil (U)

โดยเบสทงสองกลมจะจบขามกลมกน (Complementary base pairing) โดยเบส A สรางพนธะกบเบส G และเบส C สรางพนธะจบกบเบส T สวนเบส U จะพบใน RNA และจะอยแทนทเบสชนด T

11.2.2 น าตาลเพนโตส (Pentose Sugar) เปนน าตาลไรโบสทมคารบอนจ านวน 5 อะตอม ในโครงสรางของ DNA จะเปนน าตาลชนด Deoxyribose เนองจากอะตอมของออกซเจนหลดออจากน าตาลไรโบสตรงคารบอนต าแหนงท 2 (Deoxy หมายถง ออกซเจนหลดออก) สวนโครงสรางของ RNA จะเปนน าตาลไรโบส 11.2.3 หมฟอสเฟต (Phosphate group) หมฟอสเฟตจะอยต าแหนงพนธะเชอมระหวาง น าตาลของนวคลโอไทด ท าหนาทเปนแกนใหกบสาย DNA เรยกวา Sugar phosphate backbone

~ 163 ~

เนองจากออกซเจนเปนอะตอมเชอม (หมฟงชนเอสเทอร) จงเรยกพนธะนวา Phosphodiesther bond

กนของออกซเจนในโครงสรางของ DNA และ RNA จะมหมฟอสเฟตจ านวน 1 หม โดยเปนหมฟอสเฟตจงท าหนาทเปนพนธะระหวางนวคลโอไทด

รปท 11.2 สวนประกอบพนฐานของนวคลโอไทดของ DNA และ RNA

ทมา : Nester et al., 1995 : 276

โครงสรางของ DNA เปนโครงสรางทแขงแรง เนองจากมพนธะเชอมในหลายจด เชน การเชอมกนระหวางนวคลโอไทดเปนสายยาว เรยกวา Polynucleotide (พนธะ Phosphodiester) โดยจะเชอมหมฟอสเฟตกบคารบอนอะตอมต าแหนงท 3 ของน าตาล Deoxyrobose ของนวคลโอไทดหนง และเชอมกบคารบอนต าแหนงท 5 ของน าตาล Deoxyrobose ของนวคลโอไทดถดไป การเชอมพนธะระหวาง Nitrogenous bases กบ Pentose suger (Deoxyribose) หรอ (Ribose) ดวยพนธะแบบ Glycosidic bond จะไดสารประกอบทเรยกวา Nucleosides รวมถงการเชอมพนธะระหวางไนโตรจนสเบสเปนเหมอนขนบนได โดย G จบกบ C ดวยพนธะไฮโดรเจน 3 ต าแหนง และ A จบกบ T

ดวยพนธะไฮโดรเจน 2 ต าแหนง

การคนพบโครงสรางของ DNA ในป ค.ศ. 1953 โดย James Watson และ Franscis Crick

ซงไดเสนอโครงสรางของ DNA จากการวเคราะหผลการศกษาของนกวทยาศาสตร ชอ Chargaff

~ 164 ~

โดยทงคไดเสนอวา DNA มโครงสรางกรดนวคลอก 2 เสน พนกนเปนสายเกลยวคคลายบนไดเวยน (Double helix) ใน DNA ม 4 ชนด คอ Adenine, Cytosine, Geunine, Thymine เนองจากเบส A จบกบ T และเบส G จบกบ C ท าใหจ านวนเบสของ A จะเทากบ T และ G จะเทากบจ านวน C เสมอ การเสนอแบบจ าลอง DNA ของ Watson และ Crick ไดมาจากการวเคราะหผลการศกษาภาพการหกเหของรงสเอกซ (X-ray Diffiraction) ทพบวา DNA มลกษณะเปนเกลยวทม Base ชนดตางๆ ตงฉากกบแนวแกนของเกลยว โดยม A จบกบ T และ C จบกบ G ดวยพนธะ Hydrogen bond

โดยสรปโครงสราง DNA เปนแบบเกลยวค พนรอบกนคลายบนไดเวยนขวา (Right

handed helix) ในแตละนวคลโอไทดประกอบดวย น าตาล Deoxyribose, Nitrogenous base และ Phosphate เปนแกนของเบสชนดตางๆ และจบคกบอกเสนหนงดวย Hydrogen bond นอกจากนยงมแรงยดจาก Hydrophopic และ Van der walr force ท าให DNA ทง 2 เสนยดกนแนน สาย Polynucleotide สองสายจบกนในทศทางตรงกนขาม หรอ Anti-parallel มการเรยงตวของเบสในทศทาง 5 ถง 3 การบดเปนเกลยวสรางมมจากดานขางขนาดใหญเรยกวา Major groove มความหางประมาณ 22 องสตรอม

รปท 11.3 ลกษณะการจบกนของเบส DNA ทเปนเบสคสม Complementary base pairing

ทมา : Dahm, 2008 : 574

~ 165 ~

ความเสถยรของสาย DNA ขนอยกบปจจยตางๆ เชน อณหภม pH สารเคมบางชนด และเอนไซม ปจจยเหลานอาจท าใหสาย DNA เสยสภาพเนองจากท าลายพนธะ เชน Hydrogen bond

และ Hydrophopic bond อณหภมส าหรบการสลาย DNA (DNA melting temperature, Tm ) จะขนอยกบปรมาณของ Cytosine และ Guanine บนเสน DNA ถามมาก จะท าใหคา Tm สง เนองจากการจบกนตองใชพนธะไฮโดรเจนมากถง 3 ต าแหนง การใชความรอนจะสงมากเพยงใดขนอยกบเปอรเซน G และ C ของสาย Polynucleotide นน คา Tm เปนประโยชนตอการวจยเพอใชในการค านวณหาชวงอณหภมทเหมาะสมในการใช DNA สายส นๆ ใหเขาจบกบ DNA เปาหมายในการเพมจ านวน DNA ในปฏกรยาตางๆ ในหองวจยและวนจฉยทางนตเวชศาสตร

การเรยงตวของ DNA ในเซลลอาจไมไดเรยงตวเปนเสนตรง หรอเปนปด (Closed, Circular

duplex DNA) และมการขดตวเปน Supercoiled DNA การขดตวของ DNA ท าใหเกดโครงสรางแบบตตยภม ถาการขดตวเปนเกลยวเวยนรอบแกน คลายการพนของเสน DNA (Double helix

DNA ) จะไดเปน Positively supercoiled แตถาขดเปนเกลยววนซายรอบแกนจะได Negatively

supercoiled DNA ทขดเปนเกลยวเสนตรง (Linear DNA) พบในพชและสตว DNA ทขดเปนเกลยววงกลม (Circular DNA ) พบในแบคทเรย (นงลกษณ สวรรณพนจ, 2541)

(ก) ลกษณะโครโมโซมของแบคทเรย (ข) การจ าลองตวเองของโครโมโซม

รปท 11.4 ลกษณะโครโมโซมของแบคทเรยและการจ าลองตนเองของโครโมโซมแบคทเรย

ทมา : Burton, 1992 : 133

~ 166 ~


แบคทเรยจะมการสบพนธแบบอาศยเพศดวยวธการตางๆ กน ซงมการแลกเปลยนสารพนธกรรมระหวางเซลล แลวแตชนดของแบคทเรย ในธรรมชาตพบวามการถายทอดสารพนธกรรมจากเซลลหนงไปยงอกเซลลหนงได 3 รปแบบ ดงน

11.3.1Transformations เปนการถายทอดสารพนธกรรม หรอ DNA ดวยวธการแทรกซมของ DNA ทอยขางเคยงกน โดยอาจถกกระตนดวยสารเคม หรอปจจยบางอยางในสงแวดลอม เปนการถายทอดระหวางเซลลทอยอยางอสระในสารละลาย สารพนธกรรมจาก DNA หรออาจเปน Plasmid อสระ แทรกซมผานเยอหมเซลลของแบคทเรยผให ผานไปยงเยอหมเซลลเจาบาน โดยเซลลเจาบานจะมคณสมบตเปน Competent cell เมอเขาไปสเซลลแลว สารพนธกรรมอาจกลายเปน Plasmid หรอ หลอมรวมกบ Genomic DNA กได ท าใหเซลลแบคทเรยมคณสมบตของสารพนธกรรมเปลยนไปจากเดม เนองจากไดรบชนสวนของ DNA จากเซลลอน

11.3.2 Transductions เปนการถายทอดสารพนธกรรมระหวางแบคทเรย หรออาจมชนสวน DNA จากไวรสเขาแทรกใน DNA ของแบคทเรย การเกด Transduction จะตองอาศยไวรส ชนด Bacteriophage เปนพาหะน าสง DNA ในธรรมชาต Bacteriophage จะสามารถเพมจ านวนไดในเซลลของแบคทเรย เมอสารพนธกรรมของไวรสแทรกตวเขาไปในแบคทเรย จะควบคมการท างานตางๆ ภายในเซลล โดยเฉพาะกระบวนการสรางอนภาคของไวรสใหม เพอเพมจ านวน เชน การสราง Viral DNA และ Protein coat หลงจากนนจะสรางไวรสอนภาคใหม แลวท าใหเซลลแบคทเรยแตก และปลดปลอย Pacteriophages อนภาคใหม (Prophages) ออกมาภายนอกเซลล แลวเขาเกาะตดเซลลแบคทเรยใหมเพอเพมจ านวนอกครง การจ าลองสารพนธกรรมของเซลลแบคทเรยทถกตดเชอ Bacteriophage รวมถงการตดสาย DNA เพอประกอบเปนอนภาคไวรสใหม อาจมล าดบเบสของแบคทเรยปะปนเขาไปในไวรส เมอมการตดเขาสเซลลแบคทเรยเซลลใหม จะท าใหม DNA ของแบคทเรยและไวรสตดเขาไปดวย สงผลใหแบคทเรยเซลลใหมในล าดบตอๆ ไปอาจมทงล าดบเบสของแบคทเรยเซลลอน และล าดบเบสของไวรส Bacteriophage ปะปนเขาไป เกดเปน Genotype ใหมของแบคทเรยนนๆ

~ 167 ~

รปท 11.5 การถายทอดพนธกรรมในแบคทเรยดวยวธ Transduction โดยอาศยไวรส ทมา : Pommerville, 2004 : 451

11.3.3 Conjugation เปนวธการสบพนธแบบอาศยเพศของแบคทเรย มการถายทอดสาร

พนธกรรมระหวางเซลลแบคทเรยทอยใกลเคยงกน โดยใชโครงสรางของเซลลทเรยกวา Sex pilli

การถายทอดพนธกรรมมกเกดกบ DNA ของ Plasmid ระหวางเซลลผให เรยกวา F+ (donor cell)

และเซลลผรบเรยกวา F- (recipient cell) โดยเซลลผใหจะสามารถสราง Sex pilus เพอเชอมตอเซลล F+ เขากบเซลล F- การรวมตวกนของโครโมโซมในพลาสมดนจะเรยกวา Hfr (High

frequency of recomdination) ซงล าดบเบสบนโครโมโซมใหมนจะสามารถถายทอดไปสแบคทเรยเซลลอนๆ ได การสบพนธแบบอาศยเพศวธน ไมไดกดขนกบแบคทเรยทกชนด

รปท 11.6 การถายทอดยนของแบคทเรยดวยวธ Conjugation

ทมา : Sherris, 1991: 58

~ 168 ~


การแสดงออกของลกษณะทางพนธกรรมของสงมชวตมดวยกน 2 ขนตอน ไดแก Transcription ซงเปนกระบวนการสงเคราะห RNA โดยม DNA เปนแมแบบ และ Translation เปนกระบวนการสงเคราะหโปรตน โดยม m-RNA เปนแมแบบ รวมกบ rRNA และ tRNA ขนตอนการ Transcription เปนกระบวนการสงเคราะห RNA โดยการม DNA เปนแมแบบ (Template) ในการถายทอดรหสทางพนธกรรม ใหมาอยในรปของ RNA รวมทงสน 3 ชนด คอ Ribosomal RNA

(rRNA), Transfer RNA (tRNA) และ Messenger RNA (mRNA ) RNA ทง 3 ชนด เปนปจจยหลกในการแสดงออกถงลกษณะทางพนธกรรมทสามารถเหนไดอยางสมบรณ กระบวนการ Transcription มหลกการคลายการจ าลองแบบเพอเพมจ านวนของ DNA (DNA replication) โดยมโมเลกลของ RNA ทสงเคราะหขน มล าดบเบสตรงกนขาม หรอเรยกอกนยหนงวาเปนการสวนทางกน (Anti-parallel) กบสาย DNA ทเปนแมแบบ (นงลกษณ สวรรณพนจ, 2541 : 214)

กระบวนการ Transcription เรมตนจากสายเกลยวคของ DNA คลายเกลยวออกเปนชวงล าดบเบสสนๆ จากชวงวางทเกดขน จะมเบสของ Ribonucleotides มาจดตวเรยงเปน RNA สายใหมตามกฎของ Complementary base pairing โดยท RNA สายใหมมล าดบเบสตรงกนขามกบสาย DNA ทก าลงลอกแบบ Ribonucleotides เหลา นจะเ ชอมโยงตอกนดวยพนธะประเภท Phosphodiesterbonds จากกจกรรมของเอมไซนทมชอวา DNA - dependent RNA polymerase เอาไซน RNA polymerase ชนดนมคณสมบตคลายกบ DNA polymerase คอสามารถเชอมโยง Nucleotides เขาดวยกนโดยการใชหม 3-OH ทวางอยตอนปลายของสาย Oligonucleotide

polymer ดงนนการสงเคราะหสาย RNA จงด าเนนจากปลาย 5’----> 3-OH คลายกบกระบวนการลอกแบบของสาย DNA

แมวากระบวนการสงเคราะหสาย RNA จะมหลกการหลายประการคลายคลงกบกระบวนการ DNA replication แตกยงมขอแตกตางระหวาง 2 กระบวนการอยางชดเจน ในประการแรก RNA เมอสงเคราะหแลว จะอยในรปของRNA สายเดยว (Single stranded RNA ) นนหมายความวา ชวงของ DNA ทเปนแมแบบจะใชเพยงสายเดยวจากจ านวน 2 สาย เรยกชอสายนนวา Sense strand ความแตกตางประการทสอง คอ เอมไซม RNA polymerase สามารถเชอโยง Ribonucleotides ทเปน complementary base pairing กบ Nucleotides ของแมแบบ DNA ไดทนทโดยไมตองมตว Primer (ตวเรมตนแบบ) ในกรณของแบคทเรย พบวามเอมไซม RNA polymerase เพยงชนดเดยว ถงกระนนกยงมความสามารถ ในการสงเคราะห RNA ไดทง 3 ชนด ในแบคทเรย E. coli พบวาม RNA polymerase

เพยง 1 ชนด สวนในแบคทเรยสายพนธอน พบวามเอมไซม ชนดนมากกวา 1 รปแบบ (Variants)

~ 169 ~

สวนจลนทรยในกลม Eukaryote พบวามเอมไซม RNA polymerase อย 3 ชนด (RNA polymerase I,

II และ III) แตละชนดจะมหนาทในการสงเคราะหหนงชนดของ RNA โมเลกล

จดเรมตนและจดยตของกระยวนการ Transcription ในการถายเทขอมลทางพนธกรรมจาก DNA ไปส RNA ตองมจดหรอต าแหนงเรมตนทแนชด จดเหลานจะปรากฏอยท วไปตามสาย DNA

ส าหรบการเรมการสงเคราะห RNA ชนดตางๆ รวมไปถง RNA ทใชสงเคราะหสาย Polypeptide

ชนดตางๆ ดวย ล าดบเบสบนสาย DNA ทเปนสญญาณของการมจดเรมตนส าหรบให RNA

polymerase มาเกาะเพอเรมกระบวนการ Transcription พรอมกบเปนจดบงบอกถงต าแหนงของ

DNA สายใดจะท าหนาทเปน Sense strand ของ DNA แมแบบ ต าแหนงทกลาวมานเรยกวา Promoter region ชนดของ RNA มทงหมด 3 ชนด ไดแก 11.4.1 Messenger RNA (mRNA) สรางขนจากการถอดรหส (Transcription) ของ DNA

ท าหนาทน าขอมลทางพนธกรรมไปสรางโปรตนทเกยวของกบเมตาบอลซมของเซลล หรอเปนโปรตนโครงสราง ท าใหไดลกษณะตางๆ กนของสงมชวตตางชนดกน เมอมการสราง mRNA จะเคลอนทออกจากนวเคลยสไปยงไรโบโซม แลวสงเคราะหโปรตนโดยจะท างานรวมกบ rRNA และ tRNA ใหไดสาย Polypeptide

11.4.2 Ribosomal RNA (rRNA) เปนองคประกอบของไรโบไซมท mRNA มาเกาะ เพอท าการแปลรหส (Translation) จาก mRNA ออกมาในรปโปรตน

11.4.3 Transfer RNA (tRNA) ท าหนาทอานรหส และล าเลยงกรดอะมโนทตรงกบรหส (Codon) บนล าดบเบสของ mRNA เพอสรางสาย Polypeptide

รปท 11.7 โครงสรางของ mRNA ทมลกษณะเปนสายเดยว ทมา : Bauman et al., 2007 : 193

~ 170 ~


ค าจ ากดความของศพทเทคนคทส าคญทเกยวของกบพนธกรรมและการกลายพนธ

Wild Type ลกษณะทวไปของสงมชวตทเปนปกต ไมเกดการเปลยนแปลงของสารพนธกรรม เปนลกษณะเดมของสงมชวต และไมมการตกแตงสารพนธกรรม

Genotype ลกษณะพนธกรรมทอยภายในเซลล ล าดบเบสของสารพนธกรรม เปนตวก าหนดลกษณะทางพนธกรรมของสงมชวต ทถกถายทอดดวยการท างานของยนและเอนไซม มการถอดรหสและแปลรหส Genotype จะรวมถงสารพนธกรรมทไดรบการตกแตงดวย หรอลกษณะของสารพนธกรรมทเปลยนแปลงภายหลงการกลายพนธ จากปจจยดานตางๆ ทางธรรมชาต รวมถงการกระท าทางหองปฏบตการของมนษย

Phenotype ลกษณะของสงมชวตทปรากฏออกมา ซงถกควบคมโดย Genotype จากการแสดงออกของยนทท าหนาทควบคมลกษณะนนๆ

Prototroph เปนสายพนธของจลนทรย ทมลกษณะทางพนธกรรมไมแตกตางจากกลม Wild

type เชน ความสามารถในการใชสารอาหาร หรอ ความตองการของ Growth

factors

Auxotroph เปนสายพนธของจลนทรยทมความตองการสารอาหาร หรอ Growth factors

นอกเหนอไปจากทใชกบสายพนธของกลม Prototroph

Mutant ลกษณะทางพนธกรรมทเปลยนไปจาก Wild type ลกษณะทางพนธกรรมทเปลยนแปลงไปจากเดม หรอถกการตกแตงพนธกรรม ท าใหเกดการผาเหลา (Mutation) ซงอาจเกดขนเองตามธรรมชาต ดวยการเปลยนแปลงปจจยทางกายภาพ เคม

~ 171 ~

การกลายพนธ หรอการผาเหลา (Mutation) หมายถงการเปลยนแปลงล าดบเบสของ DNA

หรอ RNA จากโครงสรางเดมไปเปนโครงสรางใหม การกลายพนธนอาจมการเปลยนแปลงลกษณะของสงมชวต หรอไมมการเปลยนแปลง การกลายพนธสารมารถถายทอดไปยงเซลลลก การกลายพนธมทงผลดและผลเสยตอสงมชวต ผลด เชน ไดลกษณะทดขนจากเดม สามารถทนทานตอการเปลยนแปลงของสงแวดลอม สวนขอเสย เชน อาจกลายพนธจนเกดความผดปกตของเซลล เกดโรคภยไขเจบ หรอเสยชวตได ลกษณะเซลลทมการกลายพนธจะเรยกวา Mutant การกลายพนธสามารถแบง เปน 2 ประเภท ดงน

11.5.1 Point Mutations เปนการเปลยนล าดบเบสทอยบนนวคลโอไทดระหวางกลมของล าดบเบส เชน การเปลยนเบสในกลม Purine หรอการเปลยนแปลงเบสในกลม Pyrimidine ดวยกนเอง การผาเหลาแบบนจะเรยกวา Point mutation ในทางตรงกนขามหากมการเปลยนแปลงเบสของ DNA ขามหมเบส เชน Purine ถกแทนทดวย Pyrimidine หรอ Pyrimidine ถกแทนทดวย Purine การผาเหลาประเภทนเรยกวา Transversion การผาเหลาแบบ Point mutation มกสงผลใหการถอดรหสผดปกตไปดวย การถอดรหสผดเกดได 3 รปแบบ

1.1 Missense mutation การกลายพนธแลวสงผลใหเกดการเปลยนแปลงกรดอะมโน เปนผลมาจากการเปลยนแปลงล าดบเบส แลวเปลยนรหส Codon สงผลใหสาร Polypeptide ไดกรดอะมโนชนดใหม โปรตนทสรางขนอาจท างานไดหรอไมได

1.2 Nonesense mutation การกลายพนธแลวท าใหไดรหสหยด (Stop codon เชนรหส UAA) การสงเคราะหสายโปรตนจากกระบวนการแปลรหส (Translation) ท าใหไดสาย Polypeptide ทส นลงกวาปกต เกดผลกระทบตอการท างานของเอนไซมนนๆ ซงไมสามารถสรางปฏกรยาใดๆ ได

1.3 Silent mutation การกลายพนธแลวไมสงผลใดๆ กบการสงเคราะหสายโปรตน กลาวคอ แมจะมการกลายพนธแตล าดบเบสทเปลยนไปนนยงคงไดรหส (Codon) ทแปลไปเปนกรดอะมโนเดม ไมมการเปลยนแปลงดานโครงสรางของเอนไซม

11.5.2 Frameshift mutation การกลานพนธทมการหลดออก หรอเพมเขามาของชนสวน DNA จากสารพนธกรรมเดม สงผลใหมการเพมหรอลดจ านวนของ Nucleotides ซงสงผลตอการแปลรหสแทบทงสน เกดการเปลยนแปลงของกรดอะมโน การสรางสาย Polypeptide ทตางจากเดม หรอเปนรหสหยด ไดสายโปรตนทส นลง การท างานของโปรตนอาจมากกวาปกต นอยกวาปกต หรอไมท างานเลย ซงสงผลตอการด ารงชวตของเซลลสงมชวต การกลายพนธประเภทนม 2 แบบ ไดแก การเพมล าดบเบสเขาไปจะเรยกวา Insertion mutation สวนการลดชนสวนของ DNA จากสายเดม เรยกวา Deletion mutation

~ 172 ~

รปท 11.8 กลไกการเกดการกลายพนธ (Mutation) ของล าดบเบส DNA แบบตางๆ ทมา : Tortora et al., 2007 : 234

~ 173 ~

บทสรป

สารพนธกรรม (Genetic material) ในสงมชวตเปนสารชวโมเลกลทส าคญทสดทควบคมกจกรรมตางๆ ภายในเซลล จลนทรยมหลายกลมท งชนดทเปนยคารโอต และโปรคารโอต (แบคทเรย) สารพนธกรรมเกยวของกบการถายทอดพนธกรรมไปสเซลลใหม การแสดงออกของยน การท างานของโปรตนและเอนไซม โครงสรางของนวคลไทดประกอบดวย น าตาลไรโบส หมฟอตเฟต และ Nitrogenous base มการจบกนเปนเบสคสม แบคทเรยมการถายทอดยนระหวางแบคทเรย ดวยวธ Transformation, Transduction และ Conjugation การแสดงออกของยนในแบคทเรยไมซบซอนเมอเทยบกบยคารโอต การกลายพนธเปนปจจยหนงของการเปลยนแปลงสารพนธกรรมในธรรมชาตของจลนทรย

~ 174 ~


1. จงบอกโครงสรางของนวคลโอไทดพรอมทงวาดภาพประกอบ

2. จงบอกความแตกตางระหวางโครงสรางดเอนเอและอารเอนเอ

3. จงอธบายการจ าลองตวเองของดเอนเอ การถอดรหส และการแปลรหส โดยละเอยด

4. จงอธบายรปแบบการเกดการกลายพนธมาโดยละเอยด

5. จงอธบายลกษณะการถายทอดสารพนธกรรมในแบคทเรยมาใหเขาใจ

~ 175 ~



ส านกพมพจฬาลงกรณวทยาลย. p. 214.


ed). San

Francisco : Pearson Education Inc. p. 193.

Burton, G.R.W. (1992). Microbiology for the health sciences, (4thed). New York : J.B. Lippincott

Company. p. 133.

Dahm, R. (2008). Discovering DNA : Friedrich Miescher and the Early Years of Nucleic Acid

Research. Human Genetics 122: 565–581.


Eukaryotes. In : Microbiology. (1st

ed). Wm. C. Brown Communications, Inc. p. 276.

Quinn, P.J., Carter, M.E., Markey, B.K. and Carter, G.R. (1994). Clinical Veterinary. (1sted).


Sherris, J.C. (1991). Medical Microbiology. (2nd

ed). New York: Elsevier Science Publishing Co.,

Inc. p. 58.



~ 176 ~


บทท 12 จลชววทยาสงแวดลอม



12.2 ความสมพนธของจลนทรยตอวฎจกรของสาร

12.3 การใชจลนทรยชวดคณภาพน าทางชววทยา

12.4 ระบบบ าบดน าเสยดวยวธชวภาพ



1. สามารถอธบายบทบาทของจลนทรยตอสงแวดลอมได

2. สามารถอธบายการอยรวมกนแบบพงพาของจลนทรยกบสงมชวตอนได 3. สามารถอธบายวฎจกรของสารโดยบทบาทของจลนทรยได

4. สามารถอธบายลกษณะของน าเสยทางชววทยาได

5. สามารถอธบายบอกหลกการบ าบดน าเสยดวยวธทางชวภาพได










~ 177 ~










~ 178 ~

บทปฏบตการท 12

จลชววทยาสงแวดลอม

จลนทรยมบทบาทส าคญอยางยงในระบบนเวศ เนองจากบางชนดเปนผผลต และสวนใหญเปนผยอยสลายสสารในระบบ ดงจะเหนไดวาจลนทรยมอยท วไปในสงแวดลอม เมอสงแวดลอมอยในสภาวะทสมดลการหมนเวยนของสาร กจกรรมตางๆ ในระบบนเวศกจะไมถกกระทบ หากสภาพแวดลอมเสอมโทรมขาดสมดลกอาจมผลโดยตรงและทางออมตอจลนทรย เชน เมอเกดน าเนาเสย มสารอนทรยละลายในน ามาก จลนทรยจะเพมจ านวนอยางรวดเรว และตองการปรมาณออกซเจนทละลายในน าในการเปลยนสารอนทรยไปเปนสารอนนทรย ท าใหออกซเจนลดลงอยางรวดเรวท าใหเกดน าเนาเสย เปนตน นอกจากบทบาทของผยอยสลายของจลนทรย และการเปนผผลตแลว ยงมบทบาทในวฎจกรของสารตางๆ อกดวย


12.1 เปนผผลต จลนทรยหลายชนดมบทบาทเปนผผลต สามารถสงเคราะหแสงได ไดแก สาหราย กลมไซยาโนแบคทเรย เปนจลนทรยทสรางสารชวโมเลกล คอ น าตาลกลโคส มสวนส าคญในการหมนเวยนพลงงานในระบบนเวศน ซงจลนทรยอาจใชแหลงพลงงานตางกน หรอใชสารทรบอเลกตรอนตวสดทายตางกน ท าใหไดผลผลตสดทายตางกน เชน 12.2 เปนผยอยสลาย การหมนเวยนของสสารตางๆ ในวฎจกร หรอการยอยสลายซากเนาเปอย จ าเปนตองใชจลนทรย บทบาทของการเปนผยอยสลายมความส าคญ จลนทรยหลายกลมตางมบทบาทน เพอการหมนเวยนของระบบนเวศน 12.3 บทบาทในวฎจกรของสาร การเคลอนยายของสารจ ามการเปลยนรปอยตลอดเวลาตามการใชงานของสงมชวตตางๆ ทงนสงมชวตไมสามารถใชสารทอยในรปเดยวกนไดทงหมด จงมการเปลยนไปเปนขนตอน เชน วฎจกรไนโตรเจน วฎจกรซลเฟอร วฎจกรฟอสฟอรส เปนตน การหมนเวยนของสารในสงมชวตสามารถพบในแบคทเรยหลายกลม โดยเฉพาะกลมทอาศยแบบพงพากบพช ซงมหลายแบบ ดงน

12.3.1 ไรโซเบยม (Rhizobium) เปนแบคทเรยทอาศยอยทรากของพชตระกลถว

ท าหนาทตรงไนโตรเจนจากอากาศเขามาสรากพช และเปนไนโตรเจนใหเปนไนเตรต ไนไตรตทพชสามารถน าไปใชประโยชนได

~ 179 ~

12.3.2 ไมคอรไรซา (Mycorrhiza) เปนการอยรวมกนแบบพ งพาอาศย (Mutualism) ของรากบรากพช พบในพชหลายชนด เชน ขาว สนสกล สกทอง ประด ไมคอรไรซาชวยตรงไนโตรเจนเชนเดยวกนกบไรโซเบยม

รปท 12.1 การอยรวมกนแบบพงพาของจลนทรยกบพช ทมา : Bauman et al., 2007 : 176

~ 180 ~

12.2 ความสมพนธของจลนทรยตอวฏจกรของสาร

12.2.1 วฎจกรไนโตรเจน (Nitrogen cycle) ไนโตรเจนเปนธาตทส าคญส าหรบชวตโดยเปนสวนประกอบทส าคญของโปรตน พวรน (Purine) พรมดน (Pyrimidine) อากาศประกอบดวยแกส N2

ประมาณ 78% โดยปรมาตรผผลตน าธาต N2 ไปใชในกระบวนการสงเคราะหโปรตน ผบรโภคไดรบธาตไนโตรเจน โดยการบรโภคผผลตและผบรโภคดวยกนตามระดบตางๆ เมอผบรโภคขบถายออกมาหรอตายลง ธาต N2 ในรปรางตางๆ ในซากศพและสงขบถายกจะถกตวสลายสารอนทรยสลายออกมา กลบคนออกมาสดน น า และบรรยากาศ ตามขนตอนตางๆ ของการยอยสลายวฏจกรไนโตรเจนเปนวฏจกรทซบซอนประกอบขนจากหลายขนตอนทมการเปลยนแปลงสารรปแบบตางๆ โดยทวไปในหนงวฏจกรจะประกอบดวย 4 ขนตอนยอยคอ การตรงไนโตรเจน (Nitrogen Fixation) การสรางแอมโมเนย (Ammonification) การสรางไนเตรต (Nitrosification and Nitrification) การผนกลบของไนตรต (Denitrification) (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 381)

12.1.1 การตรงไนโตรเจนในอากาศ (Nitrogen fixation) เปนกระบวนการตรงไนโตรเจนในอากาศเพอชดเชยการสญเสยไนเตรตในดนเนองจากพชดดไปใช การพงทลายของดนหรอถกน าชะลาง และจากกระบวนการผนกลบ (Denitrification) มความส าคญตอพชและสงมชวตอนๆ เพราะเปนกระบวนการเดยวทดงไนโตรเจนจากอากาศมาเปลยนใหเปนไนเตรตซงเปนรปทพชสามารถน าไปใชได การตรงไนโตรเจนเกดขนไดโดยกระบวนกาการตรงจากจลนทรย ไดแก Clostridium sp., Clostridium sp., สาหรายสน าเงนแกมเขยว (Blue green algae) เชน นอสตอก (Nostoc) อะนาบนา (Anabaena) กลโอไตรเชย (Gloeotrichia) และออสซลลาทอเรย (Oscillatoria)

เปนตวตรงไนโตรเจนในแหลงน า กระบวนการตรงไนโตรเจนของสงมชวตทตรงไนโตรเจนไดตองใชเอนไซมชอ ไนโตรจเนส (Nitrogenase) และพลงงานจ านวนหนงไปท าลายพนธะสาม (Triple bond) ของโมเลกลไนโตรเจน (NN) สารประกอบทไดในกระบวนการนคอ แอมโมเนย โดยมเฟอรดอกซนเปนตวรดวซ และใช ATP เปนพลงงานในการขบเคลอนปฏกรยาในการขบเคลอนปฏกรยา ส าหรบปฏกรยารดกชนของไนโตรเจนใหเปนแอมโมเนยโดยวธทางอนนทรยเคม เชน Haber process จะใชไฮโดรเจนเปนตวรดวซ ใชความกดดนสงเปนพลงงานขบเคลอน และมตวเรงทเหมาะสม ซงใชในอตสาหกรรมท าปย NH4NO3, (NH4)2SO4 และ (NH4)3PO4

12.1.2 การสรางแอมโมเนย (Ammonification) เปนกระบวบการสรางแอมโมเนยจากการสลายสงขบถายและซากอนทรยตางๆ โดยพวกแอมโมนไฟอง แบคทเรย (Ammonifying

bacteria) เชน Bacillus sp., Proteus sp., Pseudomonas sp. เปนตน กระบวนการนเกดไดทงในทม

~ 181 ~

หรอไมมออกซเจน นอกจากนแอมโมเนยยงไดมาจากแหลงอนๆ อก เชน การระเบดภเขาไฟ และกระบวนการไนเตรตรดกชน (Nitrate reduction)

12.1.3 การสรางไนเตรต (Nitrification) เปนกระบวนการสรางไนเตรต จากการเปลยนแปลงแอมโมเนย โดยกระบวนการออกซเดชนของพวกไนตรไฟองแบคทเรย (Nitrifying

bacteria) ตามขนตอนคอ

Nitrosomonas Nitrobacter

Ammonium Nitrite Nitrate

การสรางไนเตรตเปนกระบวนการทใหพลงงาน น าไปสรางอาหารได เรยกวา การสงเคราะหเคม (Chemosynthesis) ดงนน ไนไตรโซโมแนสจงเปนพวกไนไตรแบคทเรย และไนโตรแบคเตอรเปนพวกไนเตรตแบคทเรย สามารถสรางอาหารโดยใชพลงงานทไดจากปฏกรยาเคม

ไนเตรตไอออน (NO3 -) มประจลบ จงสามารถเคลอนยายไปมาอยางอสระในดนจนถง

ระบบรากของพชไดสะดวก รวมทงการถกชะลางลงไปยงดนชนลางไดงายและรวดเรวจงท าใหเกดการสญเสยธาตอาหารของพช และกอใหเกดปญหาไนเตรตในน า

4. การผนกลบของไนเตรต (Denitrification) เปนกระบวนการผนกลบใหเกดไนโตรเจนดวยกระบวนการรดกชน โดยพวกดไนตรไฟองแบคทเรย (Denitrifying bacteria) เชน Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus เปนตน แบคทเรยพวกนอาศยอยในดนสวนลก ๆ และในตะกอนททบทมกนใตแหลงน า ซงเปนทมออกซเจนนอย จงใชเกลอไนเตรตแทนออกซเจนในกระบวนการหายใจ โดยรดวซเกลอไนเตรตใหเปนไนโตรเจน กลบเขาสวฏจกรใหม กระบวนการเหลนนยงมมากความอดมสมบรณของดนกจะลดลง แตกระบวนการนเกดไดในสภาพทไมมออกซเจน การพรวนดนใหรวนซยท าใหมออกซเจนเพยงพอ กระบวนการนกจะไมเกด

~ 182 ~

รปท 12.2 วฎจกรของไนโตรเจน ทมา : Bauman et al., 2007 : 212

12.2.2 วฎจกรซลเฟอร (Sulfer cycle) ซลเฟอร เปนธาตทจ าเปนธาตหนงอยภายในรางกายของสงมชวต เปนองคประกอบอยางหนงของโพรโทพลาซม โปรตนทส าคญหลายชนดมก ามะถนเปนองคประกอบ โดยเปนตวเชอมในสายพอลเพปไทด ซงเราพบในกรดอะมโนซสตน (Cydtine), ซสเตอน

(Cysteine) และ เมธโอนน (Methionine) จดไดวาเปนธาตทจ าเปนตอการเจรญเตบโตและกระบวนการเมแทบอลซมของโปรตนและคารโบไฮเดรตในสงมชวตทงหลาย อาจกลาวไดวา ถาปราศจากก ามะถนแลวไมสามารถมชวตอยได

แหลงก ามะถนทส าคญคอ สารประกอบอนนทรยซลเฟตซงไดมาจากกระบวนการเปลยนแปลงยอยสลายอนทรยสารหรอสงขบถาย โดยการกระท าของรา Aspergillus sp. และ

Neurospors sp.

ก ามะถนทพบโดยทวไป มกจะอยในรปสารประกอบตางๆ เชน ซลเฟอรไดออกไซด (SO2)

ไดจากการเผาไหมของโรงงานอตสาหกรรมปลดปลอยสบรรยากาศ มผลเสยตอสขภาพของมนษย (ถามในอากาศ 5 มก/ลตร ท าใหหลอดลมตบ หอบหด) แตปรมาณ SO2 จะลดลง เนองจากการชะลางของฝนลงในดนและน า สตวน ากจะไดรบสารประกอบก ามะถน เมอตายลงกถกยอยสลาย

~ 183 ~

ปลดปลอยก ามะถนออกมา ซลเฟอรไดออกไซดในธรรมชาตสวนใหญเกดจากปฏกรยาออกซเดชนระหวางไฮโดรเจนซลไฟดกบโอโซน

- ไฮโดรเจนซลไฟด (H2S) เกดจากการลดออกซเจนของสารอนนทรยซลเฟต โดยแบคทเรยพวกไมใชออกซเจน เชน Desulfovibrio desulfuricans และพวกสาหรายสเขยว

- ซลเฟต (SO4) เปนรปทพชสามารถน าไปใชประโยชนได สะสมอยในดน ปยทมนษยใหแกพชและจากการกระท าของพวกแบคทเรยไมมส และแบคทเรยทสงเคราะหดวยแสงได

รปท 12.3 วฎจกรของซลเฟอร (Sulfer)


12.2 วฏจกรคารบอน (Carbon Cycle)

คารบอนเปนธาตทเปนองคประกอบส าคญของสงมชวต เปนองคประกอบของสารพนธกรรม เปนองคประกอบของโปรตน ไขมน คารโบไฮเดรต สงมชวตไดรบคารบอนจากสงแวดลอมภายนอกพชไดรบคารบอนจากอากาศในรปคารบอนไดออกไซด นอกจากนนคารบอนบางสวนอยในรปสารละลายกรดคารบอนกแทรกซมอยในดน ในน ามคารบอน 3 รปคอ CO2 อสระ Bicarbonater และ Carbonate (พชน าบางชนดสามารถใชไบคารบอเนตจากแหลงน าไดโดยตรงเชน บว สาหรายหางกระรอก สนตะวา) ผ ผลตจงเปนสงมชวตหลกทชวยควบคมปรมาณ CO2

โดยเฉพาะผผลตในทองทะเล CO2 และน าถกใชในกระบวนการสงเคราะหดวยแสงของผผลต

~ 184 ~

นอกจากจะไดอาหารแลวยงได O2 ออกมาดวยดงนนอาจกลาวไดวาวฏจกรคารบอนและวฏจกรออกซเจนนนมความสมพนธกนอยางใกลชด เปนวฏจกรทมการเปลยนแปลงแบบรกษาสมดล (Dynamic equilibrium) การหมนเวยนคารบอนผานสงมชวตและสงไมมชวตทเกดขนอยางตอเนองแบบจดเปนวฏจกรสนของคารบอน (Short term cycle)

ปรมาณคารบอนไดออกไซดในน าทวไปมประมาณ 0.5 มลลกรมในน า 1 ลตร ท pH ต าหรอในสภาพความเปนกรด ในน าคารบอนสวนมากอยในรปกาซ CO2 อสระ ซงจะมการหมนเวยนกลบรปทเปนสารละลายไบคารบอเนต (HCO3

- ) ท pH สง แตถา pH ต ามนจะละลายอยในรปของ

คารบอเนต (CO3

2- ) โดยทวไปน าทะเล 1 ลตรทความเคม 35 ppt จะมคารบอนไดออกไซดประมาณ

46.8 มลลกรม

นอกจากคารบอนทหมนเวยนอยางตอเนองในวฏจกรแบบสนแลว คารบอนบางสวนเกดการทบถมในรปการทบถมของเศษซากอนทรย จลนทรยบางอยางท าใหเกดการยอยสลายเกดเปน CO2 คนสบรรยากาศบางสวน แตบางสวนซงจะถกทบถมเปนเวลานานหลายลานป และถกความรอน และแรงกดดนสง ๆ จะแปรสภาพไปเปนเชอเพลง (Fossil fluel) เชน ซากพชททบถมในแองน าเปนเวลานาน ๆ จะท าใหเกดแองพท ล าตนของตนไมอาจแปรสภาพเปนถานหน การทบถมของใบไมอาจท าใหเกดแกสธรรมชาตหรอน ามน การตกตะกอนทบถมเศษซากแพลงตอนในทองทะเลเปนทมาของแหลงน ามนและแกสธรรมชาต เมอมการเปลยนแปลงดน ฟา อากาศ หรอมนษยน าขนมาใชจะเกดการหมนเวยนเขาสสภาพ CO2 ไดอก ลกษณะเชนนเรยกวาเปนวฏจกรยาวของคารบอน

รปท 12.4 วฎจกรของคารบอน ทมา : ทมา : Bauman et al., 2007 : 214

~ 185 ~

12.3 บทบาทของจลนทรยตอคณภาพน า

จลนทรยทอาศยอยในแหลงน าจะมผลโดยตรงตอปรมาณออกซเจนทละลายในน า (DO,

Dissolved Oxygen) ซงปรมาณออกซเจนจะเปนปจจยส าคญอยางหนงเกยวกบคณภาพน าทางชววทยา แหลงนแตละแหลงจะมปรมาณออกซเจนตางกน เชน แหลงน าผวดน แหลงน าใตดน ทงนขนอยกบหลายปจจย เชน ปรมาณความเขมแสง ชวงเวลา โดยทวไปปรมาณออกซเจนในน าจะมคาประมาณ 4 มลลกรม/ลตร ซงอาจมคาระหวาง 8-10 มลลกรม/ลตร ในกรณทเปนแหลงน าสะอาด และไมมกจกรรมใดๆ ของมนษยเขามาปนเปอนแหลงน านน นอกจากนนตวแปรทเกยวของกบจลนทรย คอ คาความตองการออกซเจนทางชวภาพ หรอคา BOD (Biological Oxygen Demand)

เปนคาออกซเจนทจลนทรยตองการใชในการยอยสลายสารอนทรยในน า ซงปกตไมควรเกน 1.5

มลลกรม/ลตร หากสงกวา 10 มลลกรม/ลตร จะจดเปนน าเสย และคาความตองการออกซเจนทางเคม COD (Chemical Oxygen Demand) ซงเปนปรมาณออกซเจนทใชในการยอยสลายสารทกชนดโดยใชวธทางเคม โดยทวไปคา COD จะสงกวาคา BOD ปรมาณออกซเจนในน าเกยวของโดยตรงกบการน าไปใชในการยอยสลายสารอนทรยในน า เมอมสารอนทรยมากขนจลนทรยจะใชออกซเจนมากขน จนท าใหปรมาณออกซเจนในน าลดลงจนเกดการเนาเสยของแหลงน า

12.4 บทบาทของจลนทรยในระบบบ าบดน าเสยดวยวธชวภาพ

น าเสย หมายถง น าทปรมาณสารอนทรยจ านวนมาก สงผลใหจลนทรยในน ามการเพมจ านวนอยางรวดเรวเพอยอยสลายสารอนทรยนน เมอมการเพมจ านวนมากขนจะตองใชออกซเจนมากขน จนปรมาณออกซเจนในน าลดลงอยางรวดเรว สงผลใหเกดน าเสย นอกจากมสารอนทรยและสารอนนทรยเปนองคประกอบแลวยงมจลนทรยชนดตางๆ เชน แบคทเรย รา สาหราย ไวรส โปรโตซว จลนทรยเหลานมสวนส าคญในการบ าบดน าเสยเพอยอยสลายสารอนทรย บางชนดเปลยนรปของสาร บางชนดยดเกาะกบสารอนทรยแลวตกตะกอนลงสพนน า ใหน าใส และมปรมาณออกซเจนสมผสกบผวน ามากขน การวเคราะหคณภาพน าจงตองมการวเคราะหประมาณจลนทรยควบคไปกบการวดปจจยดานเคม และปรมาณออกซเจนรวมดวย จลนทรยดชนชวดคณภาพน าทางชววทยา มกใชแบคทเรยกลม Fecal coliform ซงเปนแบคทเรยทอาศยอยในล าไสใหญมหลายชนด เชน Escherichia coli ใชเปนตวแทนของการปนเปอนเชอจากอจจาระของสตวเลอดอน แตสามารถทจะอาศยอยในสงแวดลอมภายนอกรางกายไดนานกวา และสามารถวเคราะหหาปรมาณไดงายกวาเชอจลนทรยทกอใหเกดโรคชนดตางๆ ดงนนในการวเคราะหคณภาพน าทางชววทยาจงใชแบคทเรยกลมโคลฟอรมเปนดชนบงชถงความสกปรกของแหลงน า มรายงานวาเชอโคลฟอรมจะปนเปอนอยในแหลงน าเสยชมชนมากกวาน าเสย

~ 186 ~

จากโรงงานอตสาหกรรม ชนดของเชอจลนทรยและพยาธทกอใหเกดโรคตางๆ บางชนด ซงพบปนเปอนอยในน าเสยชมชนทยงไมผานการบ าบด ดงตารางท 12.1

การตรวจวเคราะหคณภาพน าทางจลชววทยาในน า มสวนส าคญกบระบบน าทงในโรงงานอตสาหกรรม รวมถงแหลงน าธรรมชาตโดยเฉพาะน าดบทจะน ามาผลตน าประปา เพอการสาธารณปโภคในชมชน ปรมาณแบคทเรยโคลฟอรมในน าประเภทนจะตองมคาไมเกน 1-10

โคโลน/100 มล. เพอปองกนการแพรระบาดของโรค ในตารางท 12.1 แสดงชนดของแบคทเรยทใชเปนดชนในการตรวจวเคราะหคณภาพน าจากแหลงตางๆ ซงวธการตรวจหาปรมาณโคลฟอรม วธการทางจลชววทยาทนยมใชในการตรวจม 3 วธ คอ Most probable number (MPN) การกรอง (Membrane filter) และวธนบจากจานเพาะเชอมาตรฐาน (Standard plate count)

ตารางท 12.1 ชนดของแบคทเรยโคลฟอรมทเปนดชนในการตรวจวเคราะหคณภาพน า

แหลง / ชนดของน า แบคทเรยทเปนดชนตรวจวเคราะห

น าดม Fecal colifrom, E. coli , Enterococci

แหลงน าจด Fecal colifrom , Total colifrom , Enterococci

แหลงน าเพอการเกษตรกรรม Total colifrom , Fecal colifrom

น าทงจากกระบวนการบ าบด หรอผานการฆาเชอแลว Total colifrom , Fecal colifrom

ทมา : Weeks, 2012 : 337

การบ าบดน าเสยอาจจะตองใชหลายวธรวมกนทง วธการทางกายภาพ ทางเคม และชววทยา วธการบ าบดน าเสยทางชววทยาเปนวธการทน าเอาจลนทรยทมในน าเสยมาชวยท าลายสารอนทรย และอนนทรยในน า ทงแบบทใชและไมใชออกซเจน ซงสวนใหญเปน แบคทเรย รา สาหราย และโปรโตซว การยอยสลายสารอนทรยจะท าใหคา BOD ลดลง ความสามารถของจลนทรยในการบ าบดน าเสยจะขนอยกบปรมาณ และชนดของสารอนทรย รวมถงชนดของจลนทรยในน านนดวย น าทผานการบ าบดทางชวภาพแลวอาจจะตองมการบ าบดดวยสารเคมเพอฆาเชอกอนน ากลบไปใชใหม หรอปลอยลงสแหลงน าอนๆ ระบบทใชในการบ าบดน าเสยมหลายระบบทนยมใชในโรงงานอตสาหกรรม เชน Oxidation pond เปนระบบการบ าบดตวเองใน

~ 187 ~

ธรรมชาต ระบบนตองใชพนทจ านวนมาก และระบบบ าบดน าเสยแบบเตมออกซเจนในถงแบบ Activated sludge เปนการเตมออกซเจนใหกบจลนทรยเพอน าไปใชในการสลายสารอนทรยในน าเสย ชวยในการเพมจ านวนจลนทรย ใหจบกบสารอนทรยและตกตะกอนลงพนน ากอนจะมการบ าบดในขนตอนตอไป (พสฐ ศรสรยจนทร, 2546).

รปท 12.5 ระบบบ าบดน าเสยแบบ Oxidation pond


รปท 12.6 ระบบบ าบดน าเสยแบบ Activated sludge


~ 188 ~

บทสรป

จลนทรยมบทบาทส าคญอยางยงในระบบนเวศ เนองจากบางชนดเปนผผลต และสวนใหญเปนผยอยสลายสสารในระบบ ดงจะเหนไดวาจลนทรยมอยท วไปในสงแวดลอม เมอสงแวดลอมอยในสภาวะทสมดลการหมนเวยนของสาร กจกรรมตางๆ ในระบบนเวศกจะไมถกกระทบ หากสภาพแวดลอมเสอมโทรมขาดสมดลกอาจมผลโดยตรงและทางออมตอจลนทรย เชน เมอเกดน าเนาเสย มสารอนทรยละลายในน ามาก จลนทรยจะเพมจ านวนอยางรวดเรว และตองการปรมาณออกซเจนทละลายในน าในการเปลยนสารอนทรยไปเปนสารอนนทรย ท าใหออกซเจนลดลงอยางรวดเรวท าใหเกดน าเนาเสย เปนตน นอกจากบทบาทของผยอยสลายของจลนทรย และการเปนผผลตแลว ยงมบทบาทในวฎจกรของสารตางๆ อกดวย

~ 189 ~


1. จงอธบายบทบาทของจลนทรยทสมพนธตอสงแวดลอม

2. จงยกตวอยางการอยรวมกนแบบพงพาของจลนทรยกบสงมชวตอนพรอมทงอธบาย

3. จงยกตวอยางวฎจกรของสารโดยบทบาทของจลนทรย และระบชอจลนทรยทเกยวของ

4. จงอธบายลกษณะของน าเสยทางชววทยา

5. จงอธบายบอกหลกการบ าบดน าเสยดวยวธทางชวภาพ มาอยางนอย 2 วธ

~ 190 ~




ed). San Francisco :

Pearson Education Inc. p. 176-214.


thed). Massachusetts : Jones and Bartlett publishers. p. 357.





Weeks, B. S. (2012). Microbes and Society. (2nd

ed). Miami : Jones and Bartlett Learning Books.

p. 337.

~ 191 ~


บทท 13 จลชววทยาอตสาหกรรม







1. สามารถอธบายความส าคญของจลนทรยตอระบบการผลตในอตสาหกรรมได

2. สามารถบอกชนดของผลตภณฑทผลตจากจลนทรยได

3. สามารถประยกตใชความรทางจลชววทยาอตสาหกรรมในการผลตผลตภณฑได










~ 192 ~










~ 193 ~

บทท 13

จลชววทยาอตสาหกรรม

ในชวงการเจรญของจลนทรยจะมการสรางสารบางอยางเพอจ าเปนตอการเจรญหรอเพอปองกนตนเองจากการบกรกเซลลขางเคยง การคนพบสารทเปนประโยชนตอมนษยเปนทมาของการพฒนาระบบอตสาหกรรมการผลต ซงในปจจบนกระบวนการผลตตางๆ ในโรงงานอตสาหกรรมลวนแลวแตมจลนทรยเขามาเกยวของโดยทงสน ในบทนจะกลาวถงผลตภณฑตางๆ ทเกดจากการผลตของจลนทรย สารทจลนทรยในชวงทมการเจรญจะเรยกวา Primary metabolite เชน กรดอะมโน วตามน สวนสาร Secondary metabolite คอสารทจลนทรยสรางขนในชวงทอาหารใกลหมด และสรางขนเพอปองกนตว เชน ยาปฏชวนะ สารพษ ฮอรโมนพช เปนตน


ผลตภณฑหลายชนด ผลตขนมาจากกระบวนการเมตาบอลซมของจลนทรย ในการผลตเรยกสบสเตรททถกจลนทรยน าไปใชวา Raw material และเรยกตวจลนทรยวาเปน Chemical

factory ซงท าหนาทเปลยนวตถดบใหเปนผลตภณฑชนดใหมเกดขน โดยทผลตภณฑชนดนนอาจเปนผลตภณฑทจลนทรยสงเคราะหขนใหมหรอเปนผลตภณฑทเกดขนจากการแยกสบสเตรทออกมา และมปฏกรยาทเกดขนดงแสดงในสมการ

สบสเตรท + จลนทรย ผลตภณฑ

ปจจยทตองค านงถงเมอน าจลนทรยไปใชในระดบอตสาหกรรม มดงน

13.1 จลนทรยทน ามาใชควรผลตสารไดปรมาณมาก เจรญเตบโตไดอยางรวดเรว มลกษณะคงตว และไมใหเกดโรค

13.2 อาหารเลยงเชอควรหาไดงาย ราคาถก และมปรมาณมาก ในบางกรณอาจใชของเสยมาเปนสวนผสมของอาหารเลยงเชอ เชน ของเสยจากโรงงานกระดาษ (Sulfite waste liquor) ของเสยจากโรงงานนม (Whey) กากน าตาลออย เปนตน

13.3 ผลตภณฑทไดควรมปรมาณมาก และมวธเกบเกยวและท าใหบรสทธไดงาย

~ 194 ~


13.2.1 ประเภทของผลตภณฑ

13.2.1.1 เครองดมแอลกอฮอล (Alcohol beverage) ไดแก เบยร ไวน และเครองดมแอลกอฮอลชนดอนๆ

13.2.2 สารเคมประเภทยา (Pharmaceutical chamicals) ไดแก สารปฏชวนะและ สเตยรอยด เปนตน

13.2.3 อาหารเสรม (Food supplements) เปนการผลตเซลลจลนทรยโดยตรง ไดแก การผลตยสตและสาหรายจากอาหารเลยงเชอซงมเกลออนนทรยไนโตรเจน (Inorganic

nitrogen salts) และสารอาหารชนดอนทมราคาถกเพอใชเปนแหลงโปรตนและสารอาหารอนทรย

13.2.4. สารเคมชนดอนๆ (Miscellaneous chemicals) ไดแก เอนไซม อะซโตน และบลทลแอลกอฮอล

13.2.5 วคซน (Vaccines) โดยการเลยงจลนทรยและไวรสเพอใชผลตวคซน

รปท 13.1 ประเภทของผลผลตจากจลนทรยทผลตในอตสาหกรรม

ทมา : Bauman, et al., 2007 : 381

~ 195 ~


จลนทรยทใชในอตสาหกรรม ไดแก เชอรา ยสต และแบคทเรย สวนจลนทรยพวกไวรสและรกเกตเซยนน สามารถใชในการผลตวคซนในทางการคาได ผลตภณฑทางอตสาหกรรมทเกดจากการกระท าของแบคทเรย ไดแก (พสฐ ศรสรยจนทร, 2546) 13.3.1 การผลตกรดแลคตค (Lactic acid production) การผลตกรดแลคตคใชวตถดบพวกแปงขาวโพด มนฝรง กากน าตาล หางนมทไดจากอตสาหกรรมนม แปงจะถกยอยสลายเปนกลโคสดวยกรดหรอเอนไซม การเลอกใชวตถดบนนจะตองค านงถงวาวตถดบนนมปรมาณมากและหาไดงาย รวมถงกระบวนการทจ าเปนตองใชกอนการหมก เพอปรบสภาพวตถดบ และคาใชจาย (นงลกษณ สวรรณพนจ, 2539)

ส าหรบการผลตกรดแลคตคจากน าทงจากผลตภณฑนม เชน เนย สามารถท าไดทงน เพราะภายในน าหางนมประกอบดวยคารโบไฮเดรต (แลคตค) สารประกอบไนโตรเจน วตามน และเกลอ อยางไรกตามการผลตกรดแลคตคจากน าหางนมนจะเปนผลส าเรจได ตองค านงถงจลนทรย โดยจลนทรยดงกลาวจะตองเจรญอยางรวดเรวในน าหางนมและสามารถหมกแลคโตสไดมากทสด จลนทรยทเหมาะสมไดแกพวก Lactobalilusโดยเฉพาะ L. bulgaricus ซงสามารถเจรญไดอยางรวดเรว และมการหมกแบบ Homofermentative (ไดกรดแลคตคเปนผลตภณฑอยางเดยว) ในการผลตกรดแลคตคมขนตอนดงน ขนแรกเลยงเชอในSkim-milk medium (Stock culture) ตอมาเปนการเตรยมหวเชอ (Inoculums) พอเตมลงไปในถงหมกขนาดใหญในสดสวน 5-10 % ของปรมาตรทจะท าการหมก บมทอณหภม 43 องศาเซลเซยส ในระหวางการหมกจะเตมแคลเซยมไฮดรอกไซด (Ca(OH)2) เปนระยะๆ เพอนวทรลไลซกรด ใหเปนแคลเซยมแลคเตต ซงจะถกท าใหเขมขนโดยดงน าออกดวยวธสญญากาศ แลวจงน าไปท าใหบรสทธ 13.3.2 การผลตน าสมสายช (Vinegar production) การผลตน าสมสายชเปนการเปลยนแปลง 2 ขนตอน ดงน

1) ขนแรกเปนการหมกน าตาลใหเปนแอลกอฮอลโดยยสต

2) ขนทสองเปนการออกซไดซแอลกอฮอลใหเปนน าสมโดยแบคทเรย ดงแสดงในสมการ

C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2

เอทานอล

2CH3CH2OH + 2O2 2CH3OOH + 2H2O

กรดน าสม

~ 196 ~

ความเขมขนของแอลกอฮอลทใชในการท าน าสมสายชคอ ความเขมขนท 10-13

เปอรเซนต โดยในระหวางการหมกจะตองมการอดอากาศเขาไปในถงหมกเพอใหปฏกรยาเกดอยางรวดเรว และบมทอณหภม 15-34 องศาเซลเซยส เพอใหเหมาะสมกบการเจรญของ Acetobacter sp. ความแตกตางของน าสมสายชชนดตางๆ อยทวตถดบทใชในการหมกแอลกอฮอลเชน น าผลไม น าเชอม และแปงทถกยอยแลว

13.3.3 การผลตกรดอะมโน (Amino acid production) 13.3.3.1 การผลตไลซน (L-lysin production ) ไลซนเปนกรดอะมโนจ าเปนในสารอาหารของคน และเนองจากโปรตนของธญพชมกจะขาดกรดอะมโนตวนการผลตไลซนจงใชเปนอาหารเสรมในขนมปง และอาหารชนดอนๆ การผลตแอล-ไลซนประกอบดวย 2 ขนตอน คอการผลตกรดไดอะมโนพมลก (Diaminopimilicacid,DAP) โดย E. coli และกระบวนการดคารบอกซเลชนของ DAP ใหเปนแอล-ไลซนโดยอาศยเอนไซม DAP decarboxylase ของเชอ Enterobacteraerogenes

วธการผลตท าไดโดยการเลยงเชอ E. coli ในอาหารเลยงเชอทประกอบดวย

กลเซอรอลน าแชขาวโพด และ (NH42HPO4) ควบคบการใหอากาศ อณหภม และพเอชใหเหมาะสมตอการผลต DAP หลงจากบมเชอประมาณ 3 วนจงเตม DAP decarboxylase เพอเปลยน DAP เปน ไลซน

13.3.3.2 การผลตกรดกลตามค ( L-Glutamic acid production ) จลนทรยหลายชนดโดยเฉพาะแบคทเรยและเชอรา สามารถสงเคราะหกรดกลตามคได เชน Micrococcus,

Arthrobacter, Brevibacterium อาหารทใชเลยงเชอประกอบดวยคารโบไฮเดรต เปปโตน เกลอ อนนทรยไบโอตน โดยความเขมขนของไบโอตนมผลตอจ านวนกรดกลตามคทไดจากการหมก เชอเหลานจะเปลยนกรดแอลฟา-คโตกลตารก (α–Ketoglutaric acid ) ทเปนตวกลางในวฎเครบส ใหเปนกรดกลตามกโดยเอนไซมกลตามค-ดไฮโดรจเนส (Glutamic dehydrogenase ) กรดกลตามคนยมใชเปนเครองปรงรสอาหาร ในรปของโมโนโซเดยมกลตาเมท (พสฐ ศรสรยจนทร, 2546)

13.3.3.3 การผลตอนซลน (Insulin production) อนซลนเปนผลตภณฑทางยาทผลตไดเปนการคาโดยวธพนธวศวกรรม ในสมยกอนการผลตนนสกดจากตบออนของสตวเพอรกษาโรคเบาหวาน จากการวจยในสมยแรกๆพบวาอนซลนทแยกจากตบออนของสตวนนมล าดบของกรดอะมโนเปนอยางไร จงท าใหเราสามารถก าหนดรหสของ DNA ทจะใชสรางอนซลนได โดยการแยกยนจากเนอเยอคนทควบคมการสรางอนซลนและใชเทคนครคอมบแนนทดเอนเอ แทรกยนอนซลนของคนเขาไปใน E. coli และเลยงใหเพมจ านวนในเชงอตสาหกรรมเพอผลตอนซลนของคนเมอผลตอนซลนไดมากๆ จงสกดไปท าใหบรสทธและทดสอบ

~ 197 ~

13.3.4 การผลตเพนนซลลน (Penicillin production) เพนนซลลนเปนสารปฏชวนะชนดแรกทผลตในระดบอตสาหกรรมนบตงแตการคนพบ Penicillium notatumโดย Fleming แตการผลตยงมปรมาณต า ดงนนจงไดมการพฒนาการผลตเพนนซลนใหมปรมาณเพมขน เตรยมเชอตนตอ (Inoculum) เตรยมอาหารและท าใหปราศจากเชอ การถายเชอลงไปในอาหารเลยงเชอในถงหมก อดอากาศทปราศจากเชอลงไปในระหวางการบมในถงหมก การแยกเอาเสนใยเชอราออกจากน าหมกเมอสนสดการหมก การสกดและการท าใหเพนนซลนบรสทธ โดยวธการเพมผลผลตดงน (พสฐ ศรสรยจนทร, 2546)

13.3.4.1 ปรบปรงองคประกอบของอาหารเลยงเชอ

13.3.4.2 แยกเชอรา Penicillin chrysogenum ซงเปนสายพนธทสามารถผลตเพนนซลนไดสง

13.3.4.3 พฒนาเทคนคการเพาะเลยงเชอในอาหารเหลวทมปรมาณมาก โดยอาศยทปราศจากเชอลงไป

13.3.4.4 ท าการผาเหลา (Mutation) เชอ P. chrysogenum เพอหาสายพนธทสามารถผลตเพนนซลนไดปรมาณสงขนโดยการฉายรงสเอกซ รงสอลตราไวโอเลต

13.3.4.4 การเตมสารเคมในอาหารเลยงเชอ เพอใชเปนตวตงตน (Precursor) ของการสงเคราะหเพนนซลลน

13.3.4.5 ปรบปรงวธการเกบเกยวเพนนซลนจากของผสมทไดจากกระบวนการหมก

13.2.5 การผลตเอนไซม (Enzyme production) Aspergillus, Penicillin, Mucor และ Rhizopus เปนเชอราทสามารถสงเคราะห

และปลอยเอนไซมออกจากเซลลมาอยในอาหารเลยงเชอ เอนไซมทผลตจากเชอราไดแก Amylase,

Invertase, Protease, pectinase ซงใชในการยอยสลายสารตางๆ ดงน

13.3.5.1 Amylasesใชยอยแปงใหเปนเดกซตรนและน าตาล ท าใหผลไมสกใส ผลตภณฑยา เปนตน

13.3.5.2 Invertase ใชยอยซโครสใหเปนน าตาลกลโคสและฟรกโตส ใชในการท าลกอมและการผลตน าเชอมซงไมมตะกอนจากน าตาลซโครส

13.3.5.3 Proteases ใชยอยสลายโปรตนท าใหเนอนม

13.3.5.4 Pectinase ใชยอยเพกทน เปนน าตาลและกรดกาแลคทโรนกใชในการเตรยมน าผลไมเขมขน

~ 198 ~

13.3.6 ผลผลตจากยสต ยสตเปนราเซลลเดยวทมความส าคญทางอตสาหกรรมมาก เนองจากสามารถน าไปใชในกระบวนการผลตในอตสาหกรรมหลายประเภท ดงทไดรวบรวมไวใน ตารางท 13.1

ตารางท 13.1 ผลผลตจากยสตในโรงงานอตสาหกรรม

ผลผลต จลนทรย ประโยชน

ยสตผงฟ เบยร ไวน ขนมปง Saccharomyces cerevisiae อตสาหกรรมขนมปง อตสาหกรรมเบยร

ซอว S. rouxii เครองปรงรส

ขนมปง (Sour French bread) Candida mukkeri ขนมปง

เอทลแอลกอฮอล S. cerevisiae

Kluyveromyces fragilis

เชอเพลง ตวท าละลาย

ไรโบเฟลวน Eremothecium ashbyi วตามนเสรม

โปรตนจากจลนทรย Candida utilis

Saccharomycopsis lipolytica

อาหารเสรมของสตว จากน าเสยโรงงานกระดาษ

โปรตนทไดจากผลผลตของ

ปโตเลยม

ทมา : พสฐ ศรสรยจนทร, 2546

13.3.6.1 การหมกแอลกอฮอล (Alcohol fermentation) กระบวนการผลตแอลกอฮอลตองอาศยองคประกอบทลงตว และมการศกษาในระดบหองปฏบตการมาอยางสมบรณแลว วตถดบ (Substrate) เปนวตถดบทใชเปนคารโบไฮเดรตทสามารถหมกไดในกรณทใชวตถดบเปนพวกแปง เชน ขาวโพด ซงมโครงสรางซบซอน จ าเปนตองยอยกอนเพอใหไดน าตาลในรปรางทงายและสามารถหมกได โดยอาศยเอนไซม เชน วตถดบทใชกนโดยทวไปไดแก ขาวโพด กากน าตาล บท มนฝรง และองน จลนทรย (Orgamism) ทนยมใชกนไดแกเชอ Saccharomyces cerevisiae ซงจะเลอกสายพนธทเจรญรวดเรวมความทนทานตอแอลกอฮอลไดสง ใหแอลกอฮอลในปรมาณสง

จลนทรยทใชหมกเบยร คอยสตทส าคญมสองสายพนธคอ Saccharormyces cereviiae หรอมกเรยกวา Top yeast เพราะเมอกระบวนการหมกสนสดลง ยสต สายพนธนจะ

~ 199 ~

ลอยขนผวบน อกสายพนธคอ Saccharormyces carlsbergensis หรอเรยกวา Bottom yeast เพราะยสตชนดนจะจมลงกนถงเมอการหมกสนสดลง โดยขนตอนเรมตนทท าการผสมขาวมอลตและแปง ดวยน าองน เพอใหเกดปฏกรยาการเปลยนแปลงแปงใหเปนน าตาล โดยเอนไซมในขาวมอลต จากนนจงกรองเอาน าหวานทเรยกวา วอรท (Wort) ออกมาแลวน าไปตมกบดอกฮอปเพอใหน าวอรทเขมขนและท าละลายจลนทรยแลวน ามาหมกดวยยสต

รปท 13.1 กระบวนการผลตเบยรในระบบโรงงานอตสาหกรรมโดยใชยสต ทมา : Tortora et al., 2007 : 851

~ 200 ~

13.3.6.2 ยสตขนมปง (Baker yeast) ปจจบนมการคดเลอกสายพนธยสต (Saccharomyces cerivisiae) ทเจรญไดรวดเรวและท าใหขนมปงมกลน รสตามตองการ และสามารถหมกน าตาลไดมากและรวดเรว และไดกาซคารบอนไดออกไซดทเกดจากกระบวนการหมก ซงจะท าใหขนมปงฟ ในการผลตยสตเพอใชท าขนมปงฟมขนตอนดงนคอ ถายเชอยสตลงในอาหารเลยงเชอซงประกอบดวยกากน าตาลและแชน าขาวโพด ปรบ pH 4-5 ในระหวางการบมจะตองใหอากาศตลอดเวลา หลงจากสนสดการบม จงท าการเกบเกยวเซลยสต โดยอาศยการปนแลวลางดวยน ากลน จากนนจงน ากลบมาปนอกครงหนง ขนสดทายจงน ามากรองดวยเครองอดตะกอน (Filter press) และอดเปนกอน

13.3.6.3 การใชเชอราในอตสาหกรรม (Industrial uses of molds) การใชยสตในการผลตผลตภณฑหลายชนดทใชราในการผลตทส าคญคอ สารปฏชวนะ (Antibiotics) และเอนไซม เปนตน ผลตภณฑทางการคาทผลตไดจากเชอราแสดงในตารางท 13.2

ตารางท 13.2 ผลตภณฑทางอตสาหกรรมทไดจากเชอรา

ผลผลต จลนทรย ประโยชน

กรดซตรก Aspergillus niger หรอ Aspergillus wentii

ผลตภณฑอาหาร ซเตรตใชประโยชนทางการคาเกยวกบการถายเลอด

กรดฟมารก Rhizopus nigricans ผลตอลคดเรซน วตถท าใหเปยก

กรดกลโคนก A. niger ผลตภณฑทางเภสชวทยา การทอผา เครองหนง

กรดอตาโคนก Aspergillu sterreus ผลตอลคดเรซน วตถท าใหเปยก

เพกทเนส A. wentii หรอ Aspergillus

aureus

วตถท าใหใสในอตสาหกรรมท าน าผลไม

โปรเจสเตอโรน

กรดจเบอเรลลน

Rhizopus arrhizus

R. nigricans

Fusarium moniliforme

เปนตวกลางใน 17 แกมมาไฮดรอกซ-

คอรตโคสเตอโรน

กระตนการเจรญและการเกดผลในพช

กรดแลกตก Rhizopus oryzbe อาหารและเภสชผลตภณฑ

ทมา : พสฐ ศรสรยจนทร, 2546

~ 201 ~

บทสรป

จลชววทยาทางอตสาหกรรม ศกษาเกยวของกบการประยกตใชจลนทรยในการผลตผลตภณฑทมความจ าเปนตอการด ารงชวต สารตางๆ เหลานอาจถกสรางขนระหวางการเจรญหรอสรางขนในระยะทอาหารเรมหมด ในปจจบนมการพฒนาสายพนธของจลนทรยเพอใหไดผลผลตทตองการจ านวนมาก และใชวตถดบทนอยลง ผลตภณฑทจลนทรยสรางมหลายชนด เชน การผลตยาปฏชวนะ การผลตอาหารเสรม กรดอะมโน การผลตเอนไซม แอลกอฮอล ฮอรโมนพช หรอวคซน รวมทงการใชจลนทรยในการท าใหผลตภณฑคงรปสวยงาม หรอเพมรสชาตของอาหาร เปนตน

~ 202 ~


1. จลนทรยสรางสารพษหรอยาปฏชวนะมาเพออะไร จงอธบาย

2. สาร Primary metabolite คออะไร

3. จงอธบายกระบวนการผลตไวนมาใหถกตอง

4. จงยกตวอยางผลตภณฑในทองถนทอาศยหลกการทางจลชววทยาในการถนอมอาหาร

5. นกศกษาสามารถน าความรทางจลชววทยาอตสาหกรรมไปใชประโยชนในชวตประจ าวนไดอยางไร

~ 203 ~


พสฐ ศรสรยจนทร. (2546). เอกสารประกอบการสอนวชาการบ าบดน าเสยแบบเตมอากาศ. ภาควชาเทคโนโลยชวภาพ คณะอตสาหกรรมเกษตร. มหาวทยาลยเชยงใหม.145 หนา.


ed). San

Francisco: Pearson Education Inc. p. 381.



~ 204 ~


บทท 14 จลชววทยาทางการแพทย


14.1 โรคและระบาดวทยาของการตดเชอ

14.2 ปจจยทท าใหเกดโรค 14.3 เชอจลนทรยกอโรค

14.4 การตอบสนองของภมคมกน

14.5 การกระตนภมคมกน



1. สามารถอธบายความหมายของโรคและโรคตดเชอ รวมถงระบาดวทยาของการตดตอโรคดวย

2. สามารถอธบายปจจยและสงสงเสรมการตดตอของโรคได

3. สามารถอธบายบอกชอโรค และชอเชอกอใหเกดโรคได

4. สามารถอธบายความแตกตางระหวางภมคมกนแบบจ าเพาะและภมคมกนทมมาแตก าเนดได 5. สามารถอธบายหลกการการฉดวคซนและการกระตนภมคมกนได










~ 205 ~




3. รคอมพวเตอร พรอมเครองฉาย LCD Projector






~ 206 ~

บทท 14

จลชววทยาทางการแพทย

โรคทเกดขนกบมนษยในปจจบนมทงทเปนโรคจากการตดเชอ และไมตดเชอ ในชวงปลายศตวรรษท 19 การศกษาของ Louis Pasteur, Robert Koch และนกวทยาศาสตรทานอนๆ ท าใหทราบเรองราวเกยวกบจลนทรยและโรคตดเชอมากมาย แตอยางไรกตามจะเหนไดวามโรคตดเชอใหมๆ เกดขนอยเรอยๆ ตามยคสมยและการเปลยนแปลงของสภาพสงคม วถชวตและสงแวดลอม เชอจลนทรยทกอใหเกดโรคเรยกวา Pathogen ถาเชอท าใหเกดโรคเปนแบคทเรย จะเรยกวา Pathogenic bacteria เชอจลนทรยแตละชนดหรอแตละสายพนธจะมความรนแรงของเชอแตกตางกนในการท าใหเกดโรค ซงความรนแรงของเชอจลนทรยในการท าใหเกดโรคโดยตรงกบค าวา Virulence เชอทมความรนแรงมากเมอรางกายไดรบเชอเพยงเลกนอยเทานนกเกดโรคได เรยกวาเชอนนเปน Virulence strain แตเชอทเปน Virulence strain นนรางกายจะตองไดรบเชอในปรมาณทมากจงจะเกดโรคได และถาน าเชอทเปน Virulence strain ไปเลยงบนอาหารเลยงเชอซงไมใชโฮสตปกตของเชอแลว ความรนแรงของเชอจะลดลงกลายเปน Attenuated strain ซงใชในการสรางเสรมภมคมกนตอรางกาย เพอกระตนการสรางเซลลชนดทจดจ าในระบบภมคมกน

14.1 โรคและระบาดวทยาของการตดเชอ

การตดเชอ คอ การทจลนทรยเขาสรางกาย (Infection) แลวเจรญเพมจ านวน (Colonization) โดยรางกายเปนโฮสตใหเชอเจรญ ซงเชอทเขาไปอาจท าใหเกดโรคหรอไมกได ถาเชอจลนทรยเขาไปในรางกายแลวท าใหเกดโรค เรยกวาเปนการตดเชอ แตถาเชอโรคโดยการกนอาหารทเปนพษเขาไปไมเรยกวาเปนการตดเชอเพราะไมไดกนตวเชอเขาไปและเชอไมไดเพมจ านวน

14.1 โรค (Disease) หมายถง การเปลยนแปลงของรางกายจากสภาวะทปกตไปสสภาวะทผดปกตท าใหรางกายไมสามารถท าหนาทไดตามปกต การทเชอจลนทรยจะท าใหเกดโรคไดหรอไมนนจะตองประกอบดวย

14.1.1 เชอจลนทรยจะตองเขาไปในรางกายหรอโฮสต และเกดผลเสยตอโฮสต

14.1.2 เชอจะตองเจรญเพมจ านวนหรอมกจกรรมในโฮสตนนเกดขน

14.1.3 เชอนนจะตองดานตอการตอสของรางกาย (Host defense) ของระบบภมคมกน

~ 207 ~

14.2 เชอประจ าถน (Normal Flora) เชอประจ าถน คอ เชอจลนทรยทพบทวไปในคนปกต โดยเชออาจอยในรางกายหรอทผวหนงและไมท าใหเกดโรค แตมเชอประจ าถนบางชนดทพบอยชวคราวในรางกาย อาจเปนวน สปดาหหรอเปนเดอนแลวกหายไป เรยกวา Transient flora

โดยปกตแลวจะไมพบเชอทวรางกาย จะมบางแหงทไมมเชอจลนทรยเลย เชน ในเลอด ชองสมอง น าไขสนหลง พวกเชอประจ าถนเมออยนอกรางกายจะไมเจรญเนองจากอณหภม ความเปน กรด – ดาง และอาหารนอกรางกายไมเหมาะสมตอมน ปกตเปนเชอประจ าถนอยในรางกาย โดยไมท าอนตรายตอรางกายโดยอยแบบ Commensalism หรออาจจะมประโยชนตอรางกายเปน Mutualism คอจะชวยปองกนการเจรญเพมจ านวนของจลนทรยทเปนเชอโรค แตถาสมดลของรางกายเสยไป เชน ทชองคลอดจะมเชอ Lactobacilli อย ท าใหบรเวณนนมคาความเปนกรด – ดาง ประมาณ 4.0 – 4.5 และสามารถยบย งการเจรญของเชอ Candida albicans ได แตถา Lactobacilli

ถก ก าจดดวยยาปฏชวนะ เชอ Candida จะเจรญขนเปนจ านวนมาก ท าใหเกดโรคทบรเวณเยอบผวบรเวณนนและทผวหนงได นอกจากนเชอประจ าถนยงอาจเปนเชอฉกฉวยโอกาส (Opportunistic microorganism) ไดดวย เชน การทคนไขซงออนแอจากการเปนโรค หรอจากการผาตด หรอไดรบยากดภมคมกนท าใหมโอกาสทจะเชอไดงาย ดงนนเมอคนไขเขาไปอยในโรงพยาบาลแลวสมผสกบเตยง เครองมอ เครองใชหรอคนซงปนเปอนดวยเ ชอโรคจงมกตดเชอ Pseudomonas

aeruginosa

14.3 แหลงของโรค โรคแตละชนดจะมแหลงกกเกบเชอของโรคแตกตางกนไป แหลงของโรคมหลายแหลง ไดแก

14.3.1 Human Reservoirs ไดแก คนทเปนโรคและคนทไมเปนโรคแตเปนพาหะของโรค (carrier) คนเปนแหลงของโรคทส าคญมาก โดยเชอสามารถแพรกระจายไดในชวงตางๆ เชน ในระยะฟกตว (Incubation period) โดยเรมตงแตเมอรางกายไดรบเชอจนกระทงถงระยะทเรมปรากฏอาการของโรค สวนชวงทมอาการแสดงของโรคเรยกวา Active period ชวงนยงคงแพรกระจายไดอย และชวงทผปวยหายจากการเปนโรคเรยกวา ระยะพกฟน (Convalescent period) ชวงนผปวยจะมรางกายออนแอมาก

14.3.2 Animal Reservoirs ไดแก สตวปาและสตวเลยง ซงการตดเชอจากสตวมาสคนนน เรยกวา Zoonosis การตดตอโดยการสมผสโดยตรงกบสตวทตดเชอ โดยกนอาหารทปนเปอนเชอเขาไป หรออาจจะมแมลงเปนพาหะ

14.3.2 Nonliving Reservoirs เชน ดนทมเชอโรค หรอน าทปนเปอนอจาระกเปนแหลงทดของเชอโรค โดยเฉพาะเชอในระบบทางเดนอาหาร

~ 208 ~

14.4 การแพรกระจายของโรค (Transmission of Disease) การแพรกระจายของโรคแตละชนดจะมวธการทแตกตางกนไปขนกบเชอนนๆ ไดแก (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 325)

14.4.1 การสมผสโดยตรง (Direct Contact) เชน การรวมเพศ การจบมอ การจบ การอยใกลผปวย หรอการเกด Propler infection จากการไอ จาม หวเราะหรอพด เชนการเกดโรค วณโรค (Tuberculosis) หด (Measle) และโรคพษสนขบา (Rabies)

14.4.1.1 สมผสโดยออม (Indirect Contact) เชน การสมผสกบอาหาร น า ภาชนะ อปกรณ เครองใชจากผปวย การสมผสกบอากาศทมเชอโรคอย มกเปนพวก Droplet

particle โรคเกยวกบทางเดนอาหาร มกเกดจากการกนอาหารทมเชอจากการท าอาหารไมสข นมไมไดพาสเจอไรซซงมกจะมเชอวณโรค

14.4.1.2 มแมลงเปนพาหะ (Arthropod Vector) แบงไดเปน Mechanical

transmission คอการทเชอตดทเทาหรอตวแมลงแลวมากดคนหรอมาสมผสอาหาร แลวคนกนเขาไป

Biological transmission คอการทแมลงกดคนแลวดดเลอดผปวย จากนนเชอจะเจรญทชองทองของแมลง แลวมาอยทตอมน าลายแลวมากดคน ท าใหเชอเขาสกระแสโลหตของคน เชน โรคมาลาเรย หรอเมอเชอเจรญทชองทองแลวแมลงถายอจจาระออกมาทบาดแผลของคนเวลาทมาตอมบาดแผล

รปท 14.1 ภาพถายการจามเปนการแพรกระจายของเชอท าใหตดตอสคนใกลชดได


~ 209 ~

14.2 ปจจยทท าใหเกดโรค 14.2.1 ทางทเชอเขา (Portal of Entry) เชอจะตองเขาสรางกายไดและจะตองเขาใหถกทาง

ดวยจงจะท าใหเกดโรคได แตเชอบางชนดกอยากเขาสรางกายไดหลายทาง ทางทเชอจะเขาสรางกายนนมไดหลายทาง คอ

14.2.1.1 ทางการหายใจ (Respiratory Tract) เชน ไขหวด โรคหดเยอรมน

14.2.1.2 ทางระบบทางเดนอาหาร (Gastrointestinal Tract) โรคบด โรคไทฟอยด 14.2.1.3 ทางผวหนง (Skin and Mucous Membrane) เชน โรคพยาธปากขอ โรค

พษสนขบา โรคหนองใน โรคเอดส

14.2.1.4 ทางทารก (Congenital Tract) ตดเชอระหวางตงครรภจากแมไปสลก เชน โรคเอดส โรคหดเยอรมน

14.2.1.5 ทางเลอด (Parenteral Route) โดยการ รบ-ถาย เลอดหรอใชเขมฉดยารวมกน เชน โรคเอดส

14.2.2 ความสามารถของเชอจลนทรยในการท าใหเกดโรค (Pathogenic Properties of

Microorganisms) อาจกลาววาเปน Virulence factor ของเชอกได ไดแก (จ านง วสทธแพทย, 2542 : 330)

14.2.2.1 การทเชอเขาไปในรางกายได (Invasiveness) เนองจากเชอจลนทรยสรางสารบางอยาง ท าใหมนรอดพนจากการถกจบกนโดยเมดเลอดขาว เชน การทเชอ Streptococcus

pneumonia สรางสารแคปซล การทสวนประกอบของผนงเซลลของเชอพวก Streptococcus pyogenes มโปรตน M หรอเชอ Streptococcus aureus มโปรตน A

14.2.2.2 สารพษ (Toxin) ทเชอจลนทรยสรางขนมา ถาสารพษนนเขาไปอยในเลอด เรยกวา เกดภาวะ toxemia สารพษทเชอสรางขนแบงไดเปน 2 พวกใหญๆ คอ

1) Exotoxin เปนสารพษทจลนทรยสรางขน แลวปลอยออกสภายนอกเซลลขณะทยงมชวตอย มคณสมบตเปน Immunogen ทด จงสามารถน าไปเตรยม toxoid เพอฉดเขาไปในสงมชวตใหสราง Intitoxin แบงไดเปนหลายกลม ไดแก

2) Neurotoxin เปนสารพษทท าลายเซลลประสาท เชน Iotulinum toxin

ซงสรางจาก Clostridium botulinum, Tetanus toxin ซงสรางจาก C. tetani ท าใหเกดโรคบาดทะยก

3) Enterotoxin เปนสารพษทมผลตอระบบทางเดนอาหาร ท าใหเกดอาการ ปวดทอง ทองรวง อาเจยน ท าใหอาหารเปนพษ สรางจากเชอแบคทเรยทงแกรมบวกและแกรมลบ เชน เชอ S. aureus และ Vibrio cholera เปนตน

~ 210 ~

4) Cytotoxin เปนสารพษททผลท าลายเซลล เชน Diphtheria toxin จากเชอ Corynebacterium diphtheria ท าใหเกดโรคคอตบ Cytotoxin ทท าลายเซลลเมดเลอดขาว เรยกวา Leukocidins cytotoxin ทท าลายเซลลเมดเลอดแดง เรยกวา Hemolysin

5) Endotoxin เปนสารพษทสรางแลวอยในสวนของผนงเซลลของจลนทรยจะถกขบออกเมอเซลลแตก ท าใหเกดการบวมของเนอเยอ เนองจากไปกระตนหรอท าใหความสามารในการซมผานสารตางๆ ของเสนเลอดฝอยเพมมากขน นอกจากนยงท าใหเซลลไดรบบาดเจบและท าใหเกดอาการไขไดดวย แบคทเรยทสราง Endotoxin มหลายชนด เชน E. coli,

Salmonella typhi เปนตน ความแตกตางของ Exotoxin และ Endotoxin ดงแสดงในตารางท 14.1

ตารางท 14.1 เปรยบเทยบขอแตกตางของ Exotoxin และ Endotoxin

คณสมบต Exotoxin Endotoxin

1. ชนดของแบคทเรย แกรมบวก แกรมลบ

2. ต าแหนงทพบ สรางในไซโตพลาซมแลวปลอยออกมานอกเซลล

อยทผนงเซลล จะปลอยออกเมอเซลลแตก

3.องคประกอบทางเคม เปนโปรตนหรอเปปไทดสนๆ

เปน Lipopolysaccharied – protein

complex

4. ความเปนพษ สง ต า

5. การเปลยนแปลง Toxoid ท าได ท าไมได

6.การออกฤทธ ใหผลแตกตางกนออกไป ขนกบชนดของสารพษ

มผลทวไป ท าใหเกดไข ออนเพลย ปวดศรษะ และชอค

7.ความทนตอความรอน ไมทนความรอน ยกเวน enterotoxin ของ S. aureus

ทนความรอนสง ไมถกท าลาย โดย autoclave

ทมา : Brock et al., 1994 : 478

~ 211 ~

(ก) หดเยอรมน (ข) หด (ค) อสกอใส (ง) งสวด

(จ) ซฟลสทลน (ฉ) หนองใน (ช) เรมทปาก

รปท 14.2 ภาพตวอยางอาการแสดงของโรคบางชนดทเกดจากการตดเชอจลนทรย

ทมา : Tortora et al., 2014 : 629-632

14.3 เชอจลนทรยกอโรค

เชอกอโรค หรอเชอทตดตอสคน สตวหรอพชแลวท าใหเกดความผดปกตตอสงมชวตนนๆ สงผลใหเกดผลเสยตอระบบการท างานของรางกายทผดปกตไปจากเดม โรคตดเชออาจแบงไดหลายแบบตามชนดของเชอ ตามอวยวะหรอระบบเปาหมายของรางกาย หรอแบงตามสตวพาหะน าโรคอนๆ เปนตน จลนทรยทสามารถกอโรคมกเปนโรคตดตอ อาจทงทางตรงและทางออม ท าใหเกดพยาธสภาพและอาการตางๆ จลนทรยกอโรคทส าคญพบบอยมกเปนชนดทปนเปอนในอาหาร ซงเปนสาเหตของโรคอาหารเปนพษ (Food poisoning) ทเปนอนตรายในอาหาร (Food hazard)

ไดแก แบคทเรย รา ไวรส และ ปรสต แตจลนทรยกอโรคทเปนสาเหตส าคญของโรคทตดตอจากอาหารมกมแบคทเรยเปนเชอสาเหตของโรค

~ 212 ~

ตารางท 14.2 จลนทรยกอโรคทพบในชวตประจ าวน

โรค (Diseases) เชอกอโรค (Pathogen) อวยวะเปาหมาย การตดตอ

Botulism Clostridium botulinum ระบบประสาท อาหาร

Cholera Vibrio cholera ล าไสเลก น าดม

Dental caries Streptococcus mutans ฟน อาหาร

Gonorrhea Neisseria gonorrhoeae ระบบสบพนธ เพศสมพนธ

Lyme disease Berrelia burgdorferi ผวหนง ขอตอ เหบกด

Rocky mountain SF Rickettsia recketsii ระบบเลอด ผวหนง เหบกด

Salmonella infection Salmonella ล าไสเลก อาหาร

Strep throat Streptococcus pyogenes คอหอย ระบบเลอด การจาม

Tetanus Costridium tetani ระบบประสาท บาดแผล

Tuberculosis Mycobacterium tuberculosis ปอด กระดก ผวหนง การไอ

ทมา : Stanier, 1986 : 37

~ 213 ~

ตารางท 14.3 เชอจลนทรยและเชอกอใหเกดโรคบางชนดซงพบปนเปอนในน าทไมผานการบ าบด

จลนทรย โรค อาการ / ขอสงเกต

Bacteria

Escherichia coli

Legionella pneumophila

Leptospira ( 150spp )

Salmonella ( ~ 1,700 spp )

Shigella ( 4 spp )

Vibrio cholerae

Yersinia cholerae

Yersinia enterolitica

Viruses

Adenovirus (31 types )

Enteroviruses

and coxsackie viruses

Hepatitis A

Norwalk agent

Reovirus

Protozoa

Balantidium coli

Cryptosporidium

Entamoeba histolytic

Giardia lamblia

Helminths

Ascaris lumbricoides

Enterobius vericularis

Gastroenteritis

Legionellosis

Leptospirosis

Typhoid

Shigellosis

Cholera

Yersinosis

Yersinosis

Respiratory disease

Gastroenteritis,

Meningitis

Infectious hepatitis

Gastroenteritis

Gastroenteritis

Balantidiasis

Cryptosporidiosis

Amebiasis

Giardiasis

Ascariasis

Enterobiasis

ทองรวง

หายใจตดขด มอาการไข

เปนดซาน และมไขสง

มไขสง ทองรวง เแผลเปอยทล าไสเลก

อาการอกเสบของล าไสตอนลาง

ทองรวงอยางรนแรง มอาการสญเสยน า

ทองรวง

ทองรวง

อาการเกยวกบระบบทางเดนหายใจ

ทองรวง เยอหมสมอง และไขสนหลงอกเสบ

เปนดซาน และมไขสง

อาเจยน และทองรวง

ทองรวงและอาการอกเสบของล าไส

ทองรวง

ทองรวง

ทองรวงเรอรง เปนฝทตบและล าไสเลก

ทองรวง คลนไส และอาหารไมยอย

การรบกวนของพยาธไสเดอน

การรบกวนของพยาธเขมหมด

ทมา : Brock, 1994 : 411

~ 214 ~

14.4 การตอบสนองของภมคมกน การตอบสนองของภมคมกนของรางกายตอเชอกอโรคเปนกลไกทรางกายสรางขนเพอปองกนการตดตอของโรค และรกษาซงสมดลของรางกายอยางหนง หากเชอสามารถบกรกและเอาชนะระบบนได จะท าใหเกดอาการเจบไขไดปวย ทงนในรางกายกยงมจลชพบางชนดสามารถเจรญอยโดยไมท าอนตรายตอเรา เนองจากเรามกลไกภมตานทานทไมจ าเพาะทมมาแตก าเนด (Innate or non-specific immunity) กบภมตานทานทจะเพาะ (Specific immuity) ทเกดขนภายหลงการเปนโรคตดเชอหรอภายหลงการไดรบวคซน (Acquired immunity) หรอทไดรบการถายทอดจากมารดาผานรกหรอน านม หรอรบแอนตบอดทจะเพาะจากผอน (Passive acquired immunity)

ความเชอมโยงระหวางภมตานทานโดยก าเนดและภมตานทานแบบจ าเพาะทไดมาภายหลง

14.4.1 ภมคมกนแบบไมจ าเพาะ (Innate or Non-Specific Immunity) เกดโดยธรรมชาตไมตองอาศยการกระตนของจลชพ รางกายไมตองพบกบแอนตเจนของจลชพนนๆมากอน ภมตานทานชนดนเปลยนแปลงตามพนธกรรม ระดบของฮอรโมน อาย เปนตน เนองจากมฤทธออนจงตอตานจลชพทไมรายแรงหรอไมกอโรค องคประกอบของภมคมกนแบบไมจ าเพาะ มดงน 14.4.1.1 การปองกนทางกายภาพของรางกาย ไดแก ผวหนงมเหงอ กรดไขมน และกรดแลคตก ทมฤทธท าลายแบคทเรยและราได (ยกเวน Staphylococcus aureus) รวมทงการหลดลอกของผวหนงชนบนๆ ตลอดเวลา เยอเมอกทผวบรเวณล าคอ การไอ การจาม การขบถายอจจาระ ปสสาวะ การหลงน าตา น าลาย จะชวยพาจลชพออกนอกรางกาย

1) การผลตสารเคมทมฤทธตานจลชพ เชน Lysozyme ในน าตา น าลาย สารคดหลงในเนอเยอตางๆ ยกเวนปสสาวะ น าไขสนหลงและเหงอ มฤทธท าลายแบคทเรยกรมบวกได กรดเกลอและน ายอยในกระเพาะและล าไสชวยท าลายเชอทเปนสาเหตของโรคอจจาระรวง

2) การรบกวนจากแบคทเรยประจ าถน เชน Propionibacterium acnes

ปองกนการเจรญของ Staphylococcus aureus และ Streptococcus pyogenes

14.4.1.2 เซลลทมหนาทจบกน และยอยท าลายจลชพ (Phagocytes) ไดแก เซลลเมดเลอดขาวตางๆ ซงจะจบกนโดยขบวนการ phagocytosis และเซลลบางชนดทมทรบส าหรบ Fc

ของ IgG จะท าลายเซลลโดยขบวนการ ADCC

14.4.1.3 คอมพลเมนท เปนอกวธทจะท าใหเกดphagocytosis โดยการทจลชพสามารถกระตนคอมพลเมนททาง Alternate pathway ดวย Endotoxin จากแบคทเรย

14.4.1.3 อนเตอรเฟอรอน (Interferon) เปนสารตานไวรสทมฤทธกวางมากจะเกดขนเมอมการตดเชอไวรส ผลของสารจะปองกนไมใหเซลลขางเคยงตดเชอไวรส แตสารอยไดไมนาน นอกจากนยงท าหนาทเปนตวควบคมการท างานของเซลลอน ๆ เชน NK cell

~ 215 ~

รปท 14.3 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะและไมจ าเพาะ ทมา : Talaro, 2015 : 473

14.4.2 ภมตานทานทจ าเพาะ (Specific Immunity)

14.4.2.1 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะ การตอบสนองภมคมกนแบบจ าเพาะ เปนกลไกของรางกายทควบคมจลชพทบกรกไมท าใหกอโรค จะเกดขนเมอระบบภมคมกนถกกระตนดวยจลชพนน ๆ ภมคมกนแบบนประกอบดวยภมคมกนแบบทใชแอนตบอดในการก าจด (Humoral immunity) และภมคมกนแบบทใชเซลล (Cellular immunity) ถาจลชพสามารถเอาชนะสงกดขวางตางๆ ในภมคมกบแบบไมจ าเพาะของรางกายได จลชพอาจจะคงอยทนน และท าใหการอกเสบด าเนนตอไป ซงการตอบสนองแบบจ าเพาะนจะเรมเกดขนโดยลมโฟซยททออกมาสเนอเยอบรเวณทมการตดเชอ จนพบกบแอนตเจนและตอบสนองตอแอนตเจน ถาจลชพมความสามารถท าใหเกดโรคสง หรอถาความตานทานของรางกายต ากวาปกต จลชพอาจจะกระจายเขาไปสทอน าเหลองเพอไปอยทตอมน าเหลอง ท าใหเกดการอกเสบททอน าเหลอง ปกตทตอมน าเหลองจะม Fixed macrophage และลมโฟไซท การตอบสนองของลมโฟไซทตอแอนตเจนจะท าใหตอมน าเหลองมขนาดโตขน และถาแมคโครฟาจในตอมน าเหลองไมสามารถก าจดจลชพได จะท าใหเกดการอกเสบขนในตอมน าเหลอง (Lymphadenitis)

~ 216 ~

จลชพอาจกระจายเขาสกระแสเลอด เชน ทมาม ซงม Fixed macrophage และลมโฟไซทการตอบสนองทางภมคมกนทเกดขนภายในมามกจะท าใหมามมขนาดใหญขน (Splenomegaly) ตอมน าเหลองและมามเปนเครองกดขวางทส าคญของรางกาย โดยตอมน าเหลองจะท าหนาทกดขวางสงแปลกปลอมในระบบทางเดนน าเหลอง และมามท าหนาททางดานกระแสเลอด ถาการท างานของอวยวะทงสองบกพรองดวยสาเหตใดๆ กตาม จลชพจะเพมจ านวนขนมากมายในกระแสเลอดอนจะน าไปสการตดเชออยางรนแรงของอวยวะตางๆ และถงแกชวตไดในทสด

ภมตานการตดเชอแบคทเรย การตอบสนองตอแอนตเจนโดยทวๆ ไป แอนตบดจ าเพาะทก Class จะถกสรางขน แต Class ทมความส าคญ คอ IgM และ IgG โดยท IgM เปน Primary immune

response คอถกสรางขนและออกมาอยในกระแสเลอดมากทสด IgM และ IgG จะชวยใหเกด

Phagocytosis ท าใหแบคทเรยจบกลม (Bacterial agglutination) แลวถกฟาโกไซทกน ท าใหเซลลแบคทเรยแตกสลาย (Bacteriolysis) โดยท างานรวมกบคอมพลเมนทลบลางพษของทอกซน (Toxin

neutalization) การท างานของการตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะจะมการสรางเซลลจดจ า (Memory Cells) เพอใชในการจดจ าเซลลหากมการตดตอซ าจะสามารถกระตนการท างานของระบบภมคมกนไดทนท ส าหรบแบคทเรยทไมสามารถถกก าจดโดยกระบวนการดงกลาวนน ภมคมกนดานเซลลจะท าหนาทในการก าจดแบคทเรยกลมน โดย T lymphocyte จะหลงสารทไปกระตนแมคโครฟาจ ท าใหมความสามารถในดาน Phagocytosis มากขน แตถาแมคโครฟาจทถกกระตนนไมสามารถก าจดแบคทเรยไดหมดจะเกดการอกเสบแบบเรอรงได

ภมตานการตดเชอไวรส เมอมการตดเชอไวรส อทธพลของไวรสทเขาไปอยในเซลลไวรสบางชนดสามารถเปลยนแปลงแอนตเจนของตวเองได เชน ไวรสทท าใหเกดไขหวดใหญ (Influenza) ภมคมกนแบบจ าเพาะทรางกายใชตอตานไวรส คอ แอนตบอดและภมคมกนแบบทใชเซลล แอนตบอดทมบทบาท คอ IgM IgG IgA จะไปขดขวางมใหไวรสจบกบเซลล โดยท าใหไวรสจบกนเปนกลมเพอใหถกก าจดโดย Phagocytosis หรอใชแอนตบอดไปเคลอบคลมสวนของไวรสทใชจบกบเซลลท าใหไวรสแตกสลาย ชวยใหเกด Phagocytosis ไดดขน กระตนใหคอมพลเมนทท าลายเซลลทมการตดเชอไวรส สวนภมคมกนดานเซลลจะไปกระตนแมคโครฟาจใหก าจดไวรสโดยวธ Phagocytosis ยงย งการเพมจ านวนของไวรส ท าใหเซลลทตดเชอไวรสแตกสลาย

~ 217 ~

รปท 14.4 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะและและการสรางเซลลจดจ า ทมา : Tortora, 2014 : 512

~ 218 ~

14.4.2.2 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะเมอมการตดเชอซ า ในกรณทรางกายไดรบเชอทกอโรคครงแรกในปรมาณมากพอ มกจะเกดเปนโรคเสมอแตถารางกายไดรบจลชพนนอก (Secondary infection) โดยจลชพเขาสรางกายทางธรรมชาตหรอในรปวคซน รางกายจะมภมคมกนทจ าเพาะตอจลชพนนอย ภมคมกนจ าเพาะจะเขามาชวยภมคมกนทมจ าเพาะใหท างานไดทนท โรคจงมกไมเกดขนหรอเกดขนโดยไมรนแรงเทาทควร

รปท 14.5 การตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะกรณทมการตดเชอซ า ทมา : Pommerville, 2004 : 680

~ 219 ~

14.5 การกระตนภมคมกน (Immunization)

การสรางเสรมภมคมกน เปนการท าใหรางกายมภมคมกนโรคดวยความจงใจ หรอดวยวธไมใชธรรมชาต เนองจากการตดเชอโดยธรรมชาต แมวาสวนใหญจะท าใหเกดภมค มกนทมประสทธภาพสงขนและอยไปไดตลอดชวต แตการตดเชอโดยธรรมชาตอาจท าใหเกดการเจบปวย ทรมาน และการตายขนในบางราย หรอเกดความพการ จงไดมการคดคนการเสรมสรางภมคมกนขน เพอปองกนไมใหมการตดเชอโดยธรรมชาต หรอลดความรนแรงของการตดเชอตามธรรมชาต โดยทวธเสรมสรางภมคมกนจะตองมความปลอดภยตอผรบ

14.5.1 ประเภทของการกระตนภมคมกน การเสรมสรางภมคมกน ท าได 3 วธใหญๆ คอ

14.5.1.1 Active immunization หรอ Vaccination คอ การท าใหรางกายสรางภมคมกนโรคดวยตวเอง โดยการใหแอนตเจนหรอวคซน (Vaccine) เพอใหรางกายคอยๆ สรางภมคมกนโรคขนเอง

14.5.1.2 Passive Immunization คอ การท าใหรางกายมภมคมกนโรคทนท โดยการใหสารทมคณสมบตปองกนโรคอยแลว เชน แอนตบอด หรอ Sensitized T cell ทมประโยชนในการปองกนโรค

14.4.1.3 Immunopotentiators เปนการเสรมหรอกระตนภมคมกนทไมจ าเพาะโดยการใชยาหรอสารเคมบางอยาง ซงกระตนใหภมคมกนทอาจจะออนแอใหมความแขงแรงมากขน นอกจากจะท าใหภมคมกนทวๆ ไปดขนแลว ภมคมกนจ าเพาะ เชน ภมคมกนตอจลชพทก าลงเปนปญหาในคนไขรายนนๆ กพลอยดขนดวย ตวอยางของสารในกลมน เชน Interleukin-2,

Interferon

14.5.1 ชนดของวคซน

วคซน (Vaccine) หมายถงจลชพหรอสวนประกอบของมนทไดรบการดดแปลงเพอใชส าหรบชกน าใหรางกายสรางภมคมกนโรคทจ าเพาะตอจลชพนน ชนดของวคซน (Types of

vaccine) แบงไดเปน 2 ชนดใหญ คอ

14.5.1.1 วคซนชนดชวภาพ (Biological Types of vaccine)

1) Live vaccine หรอ Attenuated vaccine เปนวคซนทมชวตแตถกท าใหออนฤทธ เชน วคซนปองกนวณโรค ไขทยฟอยดชนดรบประทาน โรคไขเหลอง โรคหด โปลโอ หดเยอรมน คางทม

2) Killed vaccine หรอ Inactivated vaccine เปนวคซนทท าดวยจลชพทตายแลว หรอท าจากสวนประกอบของมน เชน วคซนปองกนโรคไอกรน ทยฟอยด โปลโอ

3) Toxoid เปนวคซนทประกอบดวยทอกซนของจลชพทท าใหหมดฤทธ

~ 220 ~

เหมาะส าหรบโรคทเกดจากฤทธของ Toxin เปนส าคญ เชน วคซนปองกนโรคคอตบ บาดทะยก

14.5.1.2 วคซนชนดชวเคม (Biochemical Types of vaccine)

1) Intact (Whole) microorganisms vaccines เปนวคซนทประกอบดวยจลชพทงตว ไดแก วคซนทมใชอยในปจจบนเปนสวนใหญ

2) Component vaccines ประกอบดวยสวนทส าคญๆ ของจลชพทเกยวของกบภมตานทานตอจลชพนนๆ เชน Surface antigen ของไวรสตบอกเสบ บ ท าใหไดภมตานทานทมความจ าเพาะมากขน เพราะการทมแอนตเจนหลายๆ อยาง (ทงทจ าเปนและไมจ าเปน) อยในวคซนอาจไปกดการสรางแอนตบอดตอแอนตเจนอกชนดหนง ท าใหภมตานทานชนดทเราตองการอาจไดไมเตมท

3) Subunit vaccines เปนสาย Polypeptide หลายเสนหรอ Polysaccharide

หลายชนดทมคณสมบตของ Immunogen ทด และกระตนใหเกดภมคมกนทด จงน ามาท าวคซน

4) Synthetic vaccines เปนการสงเคราะหสาย Polypeptide ททราบแนชดวาเปนตวการส าคญในการเกดภมตานทานตอจลชพนนขนมา ตวอยางทมผศกษาคนควา เชน วคซนปองกนโรคไวรสตบอกเสบบ วคซนปองกนโรคเอดส

5) Recombinant vaccines ท าโดยตดเอาเฉพาะยนหรอ DNA ของจลชพทสรางแอนตเจนซงท าใหมความส าคญในการท าใหเกดภมตานทานตอจลชพนนมาสอดแทรกเขาไปใน DNA ของเซลลอนๆ เชน Escherichia coli vaccinia virus ยสต ซงเซลลเหลานจะแบงตวไดเรวท าใหไดชดของ Vaccine antigens มากขนดวย เชน วคซนปองกนโรคไวรสตบอกเสบบ ทเลยงในยสต Saccharomyces cerivisiae

6) Anti-idiotype vaccines โดยการสรางภาพเหมอนของ Antigenic

epitope ขนมาเรยกวา Anti-idiotypeแลวท า Monoclonal anti-idiotype antibody มาท าเปนวคซน

7) Live Recombinant vaccines โดยการตดตอเอายนของจลชพทตองการผลตวคซนมาตอเขากบจลชพอนทฉดเขาสรางกายได เพราะปกตเปนวคซนทฉดกนอยแลว (เชน วคซน BCG) หรอเมอฉดเขาไปแลวแบงตวไดบาง แตไมท าใหเกดโรคหรอพยาธสภาพขนในคน เชน adenovirus เมอ Live vector เหลานแบงตวในรางกาย กจะเพมจ านวนชดของยนทสรางวคซนทตองการดวย ท าใหไมตองฉดกระตนบอยครง

~ 221 ~

บทสรป

โรคตดตอเกดจากการตดเชอจลนทรยเขาไปตอตอแลวท าใหเกดความผดปกตของรางกายของคนและสตว เชอแตละชนดอาจกอโรครนแรงตางกน ขนอยกบชนดและความรนแรงของเชอ โรคตดเชอมหลายชด อาจแบงตามระบบทเชอเขาตดตอ แบงตามอวยวะเปาหมายของการเกดโรค ปจจยทเกยวของกบการเกดโรค กลาวถงชนดของเชอ ปจจยดานโฮสต และปจจยดายสงแวดลอม การตอบสนองของภมคมกนเกยวของกบการปองกนและตอตานการบกรกของจลนทรย ภมคมกนสามารถแบงได 2 แบบ คอ ภมคมกนแบบไมจ าเพาะหรอภมค มกนทไดมาตงแตก าเนด และภมคมกนแบบจ าเพาะ การตอบสนองแบบจ าเพาะมความซบซอนอาศยการกระตนของระบบสารน า และระบบเซลล การกระตนภมคมกนในเซลลสามารถใหวคซนไดหลายแบบเพอกระตนเซลลจดจ าใหสามารถตอบสนองตอการตดเชอซ าไดอยางมประสทธภาพ

~ 222 ~


1. โรคตดเชอคออะไร โรคไมตดเชอคออะไร 2. จงยกตวอยางโรคทตดตอในระบบสบพนธมา 5 โรค

3. จงบอกชอเชอทท าใหอจจาระรวงและอาหารเปนพษมา 5 ชนด

4. จงบอกขอแตกตางระหวางการตอบสนองของภมคมกนแบบจ าเพาะและไมจ าเพาะ

5. จงอธบายองคประกอบของภมคมกนแบบไมจ าเพาะ มอะไรบาง แตละชนดมบทบาทอยางไร

6. จงอธบายขอแตกตางของภมคมกนระหวางการตดเชอครงแรก กบการตดเชอซ า

7. เซลลจดจ า (Memory cell) คออะไร

8. Passive immunization คออะไร

~ 223 ~



Brock, T.D., Madigan, M.T., Martinko, J.M. and Parker J. (1994). Biology of Microorganisms. (7th

ed). New Jersey : Prentice Hall. p. 411-478.



Stanier, R.Y. (1986). The Microbial World. (5th

ed). New Jersey : Prentice Hall. p. 37.

Talaro, K.P. and Chess, B. (2015). Microbiology. (9thed). New York : McGraw-Hill Education.

p. 473.



Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2014). Microbiology. (11th ed). San Francisco :

Pearson Education Inc. p. 629-632.

~ 1 ~

บรรณานกรม

จ านง วสทธแพทย. (2542). จลชววทยา. มหาสารคาม : ส านกพมพ หจก.คลม ออฟฟซโปรดกซ. จ านง วสทธแพทย. (2543). ปฏบตการจลชววทยา. มหาสารคาม : อภชาตการพมพ. นงลกษณ สวรรณพนจ และปรชา สวรรณพนจ. (2539). จลชววทยาทวไป. กรงเทพฯ :

ส านกพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลย.

พสฐ ศรสรยจนทร. (2546). เอกสารประกอบการสอนวชาการบ าบดน าเสยแบบเตมอากาศ. ภาควชาเทคโนโลยชวภาพ คณะอตสาหกรรมเกษตร. มหาวทยาลยเชยงใหม.145 หนา.


ed). San

Francisco : Pearson Education Inc.

Benson, H.J. (2002). Microbiological Application Laboratory Manual in General Microbiology.

(8th

ed). New York : McGraw-Hill Education.

Black, J.G. (1993). Microbiology : Principle and Application. (2nd

ed). New Jersey : Prence-Hall Inc.

Brock, T.D., Madigan, M.T., Martinko, J.M. and Parker J. (1994). Biology of Microorganisms.

(7thed). New Jersey : Prentice Hall.



Lippincott Company.


(1974). Bergey’s Manual of Systemic Bacteriology. (8th ed). Baltimore : The Williams &

Wilkins Company.

Dahm, R. (2008). Discovering DNA: Friedrich Miescher and the Early Years of Nucleic Acid

Research. Human Genetics 122 : 565–581.

Jessop, N.M. (1988). Theory and Problems of Zoology. New York : McGraw-Hill Education.

Ketchum, P.A. (1988). Microbiology : Concepts and Applications. New York : McGraw-Hill

Book Company.

Nester, E.W., Robert, C.E. and Nester, M.T. 1995. Functional Anatomy of Prokaryotes and


ed). Wm. C. Brown Communications, Inc.

Pelczar, M. J., Chan, Jr. C.S. and Krieg, N.R. (1993). Microbiology, New York : MacGraw-Hill,

Inc.

~ 2 ~

บรรณานกรม (ตอ)


th ed). Massachusetts : Jones and Bartlett Publishers.

Quinn, P.J. Carter, M.E., Markey, B.K. and Carter, G.R. (1994). Clinical Veterinary

Microbiology. (1sted). London: Wolfe Publishing, Mosby-Year Europe Limited.

Sherris, J.C. (1991). Medical Microbiology. (2nd

ed). New York : Elsevier Science Publishing Co.,

Inc.

Stanier, R.Y. (1986). The Microbial World. (5th

ed). New Jersey : Prentice Hall.


Tataro, K.P. and Chess, B. 2015. Microbiology. (11th ed). New York : McGraw-Hill Education.

Tortora, G.J., Funke, B.R. and Case, C.L. (2014). Microbiology. 12th ed. San Francisco: Pearson

Education Inc.

Weeks, B. S. (2012). Microbes and Society. (2nd

ed). Miami : Jones and Bartlett Learning Books.

เอกสารประกอบการสอนportal5.udru.ac.th/ebook/pdf/upload/17x8212e529r1xrh1w1i.pdf(1)...

Documents