Fermentation Exercise(2)

วัตถุประสงค์   บูรณาการฐานงานเต้าเจี้ยว-ซีอิ้ว กับวิชาชีววิทยา

                       ระดับการศึกษา มัธยมศึกษาปีที่ 6 

ข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย  วิชาชีววิทยา หัวข้อเรื่อง ชีวโมเลกุล

81.  ข้อใดเป็นจริงเกี่ยวกับการหายใจของยีสต์ที่ใช้น้ำตาลกลูโคสจำนวน  1 โมเลกุล

ก.      ในสภาพขาด  O₂ สามารถผลิต ATP ได้ 2 โมเลกุล

ข.      ในสภาพมี  O₂ สามารถผลิต ATP ได้ 36 โมเลกุล

ค.      ในสภาพขาด  O₂  มี NAD⁺ รับอิเล็กตรอนจากสารอินทรีย์ที่มีคาร์บอน 2 อะตอม

ง.      ในสภาพขาด  O₂ สามารถผลิต CO₂ ได้ 2 โมเลกุล

1.       ก. และ ค.            2. ก. และ ง.

3.       ก., ข. และ ค.       4. ก., ข., ค. และ ง.

ตอบ  ข้อ 2 ก. และ ง.   

อธิบาย   

- ATP( Adenosine Triphosphate)

เป็นสารที่มีพลังงานสูงทำหน้าที่เก็บพลังงานที่ได้จากกระบวนการสลายสารอาหารของเซลล์

- NAD⁺ (NICOTINAMIDE ADENINE DINUCLEOTIDE)
A number of molecules can act as electron carriers in biological systems. In cellular respiration, there are two important electron carriers, nicotinamide adenine dinucleotide (abbreviated as NAD⁺ in its oxidized form) and flavin adenine dinucleotide (abbreviated as FAD in its oxidized form). The NAD⁺ molecule is used to accept electrons (becomes reduced) in several chemical reactions in glycolysis and the Krebs cycle. NAD⁺ accepts a hydrogen ion (H⁺) and two electrons (2e⁻), as it becomes reduced to NADH + H⁺. The NADH moves to the electron transport chain and donates a pair of electrons (becomes oxidized) to the first compound in the chain. The oxidation of NADH to NAD+ results in the liberation of 53 kcal/mole (under standard conditions).


ค.      ในสภาพขาด  O₂  มี NAD⁺ รับอิเล็กตรอนจากสารอินทรีย์ที่มีคาร์บอน 2 อะตอม

NAD⁺ + 2H -> NADH + H⁺  

NAD (nicltinamide adenine  dinucleotide)  เป็นตัวนำอิเล็กตรอน  พร้อมด้วยโปรตรอนและ
เนื่องจากอะตอมของไนโตรเจนที่เป็นองค์ประกอบของ  NAD  มีประจุบวกจึงเขียนว่า  NAD⁺  มีวิตามิน  B5    คือไนอะซีน  (niacin)  เป็นองค์ประกอบ   เมื่อ   1 โมเลกุลได้รับ 2 อิเล็กตรอน
และโปรตรอน   NAD⁺ ก็จะเปลี่ยนเป็น  NADH  ดังสมการ   NAD⁺ + H⁺ + 2e- --->  NADH     
NADH  เป็นสารเคมีพลังงานสูง  มีสมบัติเป็นตัวให้อิเล็กตรอน  (reducing  agent) 
เข้าสู่กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอน  เพื่อนำพลังงานที่อยู่ใน  NADH  มาใช้ในการสร้าง  ATP  ต่อไป
 
NAD⁺ ไม่ได้มีการระบุว่ามีการใช้งาน NAD⁺  เมื่อมีการขาด O₂  
และจากสมการเป็นระบบการหายใจของการใช้ O₂   เป็นการหายใจแบบปกติ
สามารถตัดข้อ ค. ได้ครับ

 
การหายใจของยีสต์แบบไม่ใช้  O₂

C6H12O6   --> 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP การหายใจของยีสต์แบบใช้  O2

C6H12O6 + 6O2 --> 6H2O + 6CO2   + 38ATP ข้อ ข.  ผลิต ATP ได้ 36 โมเลกุล  ข้อนี้ตัดทิ้งได้เลยครับ เพราะฉนั้นเหลือพิจารณาคือ ข้อ 1 และ 2 ข้อ ง. ในสภาพขาดออกซิเจน ผลิต CO2 ได้ 2 โมเลกุล เป็นข้อที่ถูกต้อง  สำคัญครับ นักเรียนต้องจำสมการ  การหายใจของยีสต์แบบใช้ออกซิเจนและแบบไม่ใช่้ออกซิเจนครับ  เห็นไหมครับว่าเราไม่จำเป็นต้องรู้เรื่อง NAD+ เลย เราก็สามารถหาคำตอบได้แล้ว แต่นะครับ เราต้องมีความรู้เรื่อง NAD+ ว่ามันคืออะไรใช่ไหมครับ นักเรียน เพื่อความชัวร์

สำหรับโจทย์ข้อนี้ ตอบ  ข้อ 2 ก. และ ง. ครับ

Credited : https://www.youtube.com/watch?v=1dpwr1of6VI
http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/cellresp/closer2.html
https://web.ku.ac.th/schoolnet/snet5/topic8/top811_5.html
https://www.youtube.com/watch?v=Kb-4uuCYLvE
https://sites.google.com/site/bamzorigi/bth-thi-5-kar-yxy-xahar-laea-kar-slay-sar-xahar-pheux-hi-di-phlangngan/5-2-kar-slay-sar-xahar-radab-sell

Main menu

Fermentation Exercise

วัตถุประสงค์ บูรณาการฐานงานเต้าเจี้ยว-ซีอิ้ว กับวิชาชีววิทยา
วิชาชีววิทยาระดับการศึกษา  มัธยมศึกษาปีที่ 6


ข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย 

1.  ในการทำให้เกิดปฏิกิริยาการหมัก สิ่งจำเป็นที่จะต้องมีคืออะไร

1. ยีสต์และน้ำตาล	2. ยีสต์และแอลกอฮอล์
3. น้ำตาลและออกซิเจน	4. แป้งและออกซิเจน

ตอบข้อ 1.  ยีสต์และน้ำตาล

การหมัก (fermentation) เป็นการถนอมอาหาร (food preservation) ที่ใช้จุลินทรีย์ต่างๆ เช่น
แบคทีเรีย (bacteria) ยีสต์ (yeast) หรือ รา (mold) ซึ่งเป็นเชื้อเริ่มต้น (starter) ซึ่งอาจเป็น
เชื้อบริสุทธิ์ เชื้อผสม เช่น ลูกแป้งโคจิ หรือเชื้อที่ปนเปื้อนจากธรรมชาติเปลี่ยนแปลงสารอินทรีย์
ในอาหารเกิดเป็นสาร ต่างๆ เช่น กลิ่น เอทิลแอลกอฮอล์ (ethyl alocohol) กรดอินทรีย์ (organic acid)
คาร์บอนไดออกไซด์ การหมักสามารถเกิดได้ทั้งสภาวะที่มีอากาศ (areobic fermentation)
หรือไม่มีอากาศ (anaerobic fermentation)


Fermentation in food processing is the conversion of carbohydrates to alcohols and carbon dioxide or organic acids using yeasts, bacteria, or a combination thereof, under anaerobic conditions. Fermentation usually implies that the action of microorganisms is desirable. The science of fermentation is also known as zymology
or zymurgy.

ขบวนการหมักต้องใช้ยีสต์แน่นอน จากสมการ หลังจากการหมักแล้วจะได้แอลกอฮอล์
ยีสต์หมักน้ำตาล แล้วเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแอลกอฮอล์  อันนี้ถือว่าเป็นพื้นฐานที่นักเรียนต้องรู้
จากคำตอบยังไงเสียก็ต้องมียีสต์ สามารถตัดข้อ 3 และ 4 ทิ้งไป
แอลกอออล์เป็นผลผลิตที่ได้ออกมา  จากโจทย์ ตัวที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาการหมักคือ น้ำตาลกลูโคส
สังเกต ได้จากซีอิ้วหรือเต้าเจี้ยวที่หมักทิ้งไว้ในถังนาน ๆ จะมีกลิ่นแอลกอฮอล์ครับ(ผลการหมัก)
ทั้ง ๆ ที่เป็นภาชนะปิด แสดงว่าการหายใจของยีสต์ไม่ใช้ ออกซิเจน  และแน่นอนตัวยีสต์เองก็มีระบบการหายใจแบบใช้ออกซิเจน

C₆H₁₂O₆ + ยีสต์ = 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP
6O₂ + C₆H₁₂O₆ = เซลล์ + 6H₂O + 6CO₂ + 38ATP

http://www.bbc.co.uk/education/guides/zm6rd2p/revision/2
http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/0316/fermentation-การหมัก
http://www.siamchemi.com/เอธานอล

Main menu 

biomolegule

"สอนคนให้เป็นคนดี  ไม่ใช่สอนเขาให้มีแต่ความรู้"

วัตถุประสงค์  บูรณาการฐานงานเต้าเจี้ยว-ซีอิ้ว ด้วยวิชาชีววิทยา  บทเรียนสารชีวโมเลกุล
                      ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ม.6
                      ข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย   วิชาชีววิทยา  หัวข้อวิชาฃีวโมเลกุล
      

1.     สาร A เป็นสารจำพวกเพปไทด์ชนิดหนึง มีสูตรโครงสร้างดังแสดง
จำนวนหน่วยชองกรดอะมิโนในสาร A  มีทั้งหมดกี่หน่วย 1.  8
2.  9
3.  10
4.  11
ตอบ  ข้อ 2
อธิบาย Amino acid

Structure of an Amino Acid

Amino acids are the monomers that make up proteins. Each amino acid has the same fundamental structure , which consists of a central carbon atom, also known as the alpha (α) carbon, bonded to an amino group (NH₂), a carboxyl group (COOH), and to a hydrogen atom. In the aqueous environment of the cell, the both the amino group and the carboxyl group are ionized under physiological conditions, and so have the structures -NH₃⁺ and -COO^-, respectively. Every amino acid also has another atom or group of atoms bonded to the central atom known as the R group. This R group, or side chain, gives each amino acid proteins specific characteristics, including size, polarity, and pH.

กรดอะมิโนเป็นหน่วยโครงสร้าง (Building block) ที่เล็กที่สุดของโปรตีนโครงสร้างทางเคมีของ กรดอะมิโน ประกอบด้วย 4 ส่วนคือ หมู่คาร์บอกซิล (-COOH) หมู่อะมิโน (-NH₂) หมู่ R หรือหมู่โซ่ข้างและไฮโดรเจนอะตอม (H) โดยที่หมู่คาร์บอกซิลจะแสดงความเป็นกรด หมู่อะมิโนจะแสดง
ความเป็นด่างและ หมู่ R จะแสดงถึงความแตกต่างกันของกรดอะมิโนแต่ ละชนิด หมู่ต่าง ๆ เหล่านี้จะเกาะอยู่ที่แขนของคาร์บอน (C)อะตอมเดียวกัน เรียกคาร์บอนศูนย์กลางนั้น  ว่า แอลฟาคาร์บอนอะตอม (a - carbon atom)  

1.  หมู่คาร์บอกซิล (-COOH) และ หมู่อะมิโน (-NH₂) จะเป็นส่วนพื้นฐานของกรดอะมิโนทั้ง 20 ชนิด

2. หมู่ R จะแสดงความแตกต่างของกรดอะมิโนแต่ละชนิด

พันธะเพปไทด์ คือ พันธะโคเวเลนต์ที่เกิดขึ้นระหว่าง C อะตอมในหมู่คาร์บอกซิล   
                                                                           

ของกรดอะมิโนโมเลกุลหนึ่งยึดกับ N อะตอม ในหมู่อะมิโน (-NH₂) ของกรดอะมิโนอีกโมเลกุลหนึ่ง  หมู่คาร์บอกซิลและหมู่อะมิโนจะเป็นหมู่พื้นฐานของกรดอะมิโนทุกฃนิดแต่ส่วนที่แตกต่างกันก็คือโซ่ข้าง / แขนงข้าง / หรือหมู่ R นั่นเอง  โดยหมู่ R จะมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน 20 ชนิด

1. หมู่คาร์บอกซิลจะให้โปรตอนเป็นคาร์บอกซิเลตไอออน

2. และกรดอะมิโนจะรับไปรตอนกลายเป็น แอมโมเนียมไอออน

3.  การให้และรับโปรตอนนี้จะเกิดขึ้นภายในโมเลกุลเดียวกัน

ดังนั้นการเขียนโครงสร้างของกรดอะมิโนจะสามารถเขียนในรูป  Switterion  หรือ Dipolar ion

การเกิดเป็น Switterion  หรือ Dipolar ion จะส่งผลต่อคุณสมบัติของกรดอะมิโนคือ มีจุดหลอมเหลวสูงมากและละลายน้ำได้และมีจุดหลอมเหลวสูงมากประมาณ 200-300 ^o C  กรดอะมิโนมักละลายน้ำได้ซึ่งมีสมบัติคล้ายสารประกอบไอออนนิก

Peptide Bonds

The sequence and the number of amino acids ultimately determine the protein's shape, size, and function. Each

amino acid is attached to another amino acid by a covalent bond, known as a peptide bond. When two amino acids are covalently attached by a peptide bond, the carboxyl group of one amino acid and the amino group of the incoming amino acid combine and release a molecule of water. Any reaction that combines two monomers in a reaction that generates H₂O as one of the products is known as a dehydration reaction, so Peptide bond formation is an example of a dehydration reaction .

 

A peptide bond is a chemical bond formed between two molecules when the carboxyl group of one molecule reacts with the amino group of the other molecule, releasing a molecule of water (H₂O).

This is a dehydration synthesis reaction (also known as a condensation reaction), and usually occurs

between amino acids.

The resulting CO-NH bond is called a peptide bond, and the resulting molecule is an amide.

เอไมด์ (amide) คือ สารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุ C, H, O และ N เกิดจากหมู่แอมิโน (-NH₂) เข้าไปแทนที่หมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ในกรดคาร์บอกซิลิก

ในการสร้างพันธะเพปไทด์นั้นโดยปกติระหว่างการทำปฏิกิริยากันต้องมีกรดหรือเอนไซม์มาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ด้วย

ในทางตรงกันข้ามเมื่อนำเพปไทด์มาทำปฏิกิริยากับน้ำโดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา  พันธะเพปไทด์ก็จะสลายได้ผลิตภัณฑ์เป็นกรดอะมิโนซึ่งเป็นองค์ประกอบของเพปไทด์นั้น เราเรียกปฏิกิริยานี้ว่า ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของเพปไทด์

   

และถ้าเรานำเพปไทด์หรือโปรตีนขนาดใหญ่มาทำการไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์ก็จะได้กรดอะมิโนที่เป็นองค์ประกอบทั้งหมดนั่นเอง

ดูรูปภาพของคำตอบครับ

เห็นไหมครับว่ามีทั้งหมด 9 หน่วยและมี 8 พันธะเพปไทด์  แต่เราไม่นับพันธะของตัว S นะครับ

ยืนยันตอบข้อ 2 ครับ

Credited :

Source: Boundless. “Amino Acids.” Boundless Biology. Boundless, 08 Jan. 2016. Retrieved 06 Feb. 2016 from https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/biological-macromolecules-3/proteins-56/amino-acids-303-11436/

http://www.sciencedaily.com/terms/peptide_bond.htm

https://www.youtube.com/watch?v=QhROGVeGD68

http://writer.dek-d.com/dek-d/writer/viewlongc.php?id=757987&chapter=4

https://www.boundless.com/biology/textbooks/boundless-biology-textbook/biological-macromolecules-3/proteins-56/amino-acids-303-11436/

http://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewbulletin/

ฟังเพลงนะครับ
                                               "ผู้แพ้รัก"  ขับร้องโดย คุณมัฑนาโมรากุล

  

                                                                           

Main Menu