สารเคมีที่เป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต2.1 สารอนินทรีย์ น้ำและแร่ธาตุ เป็นสารโมเลกุลขนาดเล็กและไม่ให้พลังงานและเป็นส่วนประกอบของสารอินทรีย์ 2.1.1 น้ำ H2O
เซลล์ประกอบไปด้วยน้ำ 70% ในอะตอมของน้ำ H และ O จับกันด้วย Show คุณสมบัติ
สารที่ไม่ละลายในน้ำ/สารไม่มีขั้ว เรียกว่า hydrophobic (hydro = น้ำ; phobia = ความกลัว, สารที่ไม่ชอบน้ำ) สารเหล่านี้ไม่สามารถแตกตัวเป็นอะตอมที่มีขั้วได้ จึงไม่สามารถสร้างไฮโดรเจนบอนด์กับน้ำ 2.1.2 แร่ธาตุคือธาตุอื่นๆ ที่ไม่ให้พลังงาน แต่ร่างกายขาดไม่ได้เพราะมีส่วนช่วยในกระบวนการปฏิกิริยาเคมีในร่างกาย เป็นส่วนประกอบของเอนไซม์
2.2 สารอินทรีย์( ภาพประกอบ) น้ำตาล พบหมู่ฟังก์ชันได้แก่ hydroxyl, ketone, aldehyde กรดอะมิโน โปรตีน พบหมู่ฟังก์ชันได้แก่ amino, sulfihydryl, carboxyl กรดไขมัน ไขมัน พบหมู่ฟังก์ชันได้แก่ hydroxyl, carboxyl กรดนิวคลีอิก นิวคลีโอไทด์ ฟอสโฟลิพิด พบหมู่ฟังก์ชันได้แก่ phosphate 2.2.1 คาร์โบไฮเดรตC x(H2O)x โดย x มากกว่า 3 เช่น กลูโคส คือ C6H12O6 แบ่งเป็น Monosaccharide, Oligosaccharide, and Polysaccharide (Mono = เดี่ยว; Oligo = กลุ่มไม่ใหญ่; Poly = กลุ่มใหญ่; saccharide = น้ำตาล) Monosaccharide เป็นน้ำตาลขนาดเล็กโมเลกุลเดี่ยว มีรสหวาน มีจำนวนคาร์บอน 3-7 โมเลกุล เช่นน้ำตาลกลูโคส กาแลคโตส ฟรักโทส ไรโบส ดีออกซี่ไรโบส Oligosaccharide เป็นการเชื่อมกันของ monosaccharide ด้วยพันธะ glycosidic bond ตั้งแต่ 2-10 โมเลกุล ยกตัวอย่างเช่นซูโครส เป็นการรวมกันของกลูโคสและฟรุกโตส ซึ่งเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ 2 ประเภท มาสร้างพันธะเชื่อมกัน ทำให้ได้น้ำ 1 โมเลกุลแยกออกมา Polysaccharide เป็นคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลใหญ่เกิดจากการจับกันของโมโนแซ็กคาไรด์มากกว่า 11 ถึง 1,000 โมเลกุลต่อกันเป็นสายยาว มี 2 ประเภท a) homopolysaccharide ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์ประเภทเดียว มาพันรวมกัน เช่น แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส (ภาพประกอบ) โพลีแซคคาไรด์ในเซลล์พืชเซลลูโลส ประกอบไปด้วยกลูโคสต่อกันเป็นโซ่ตรงไม่แตกกิ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างของผนังเซลล์พืชและผนังเซลล์เห็ดรา พันธะต่อกันที่ตำแหน่ง Beta1-4 แป้ง ประกอบไปด้วยกลูโคสต่อกันเป็นสายยาว 2
ชนิด คือ โพลีแซคคาไรด์ในเซลล์สัตว์
2.2.2 โปรตีนสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ โดยธาตุ C H O N เป็นส่วนประกอบหลัก ทั้งนี้โปรตีนบางชนิดอาจจะประกอบด้วยธาตุอื่นๆเช่น กำมะถัน ฟอสฟอรัส กรดอะมิโน ประกอบไปด้วยหมู่อะมิโน และหมู่คาร์บอกซิลซึ่งเหมือนกันใน ทุกกรดอะมิโน สามารถสร้างพันธะเพปไทด์ เกิดเป็นไดเพปไทด์ ไตรเปปไทด์ อะมิโนที่พบในร่างกายมีประมาณ 20 ชนิดประกอบด้วย โปรตีนแต่ละชนิดมีโครงสร้างและสมบัติที่แตกต่างกัน เกิดจากกรดอะมิโนที่แตกต่างกันมาเรียงตัวกันด้วยจำนวนที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดความหลากหลายของโครงสร้างโปรตีน โปรตีนทำหน้าที่แตกต่างไปเช่น เป็นโครงสร้างสำคัญของสิ่งมีชีวิตเช่น เยื่อหุ้มเซลล์ เล็บ ผม อีกทั้งยังเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ เป็นหน่วยความจำของระบบภูมิคุ้มกัน เป็นฮอร์โมน 2.2.3 ไขมัน (lipid) ไม่ละลายน้ำลิพิดมีโครงสร้างพื้นฐานหลายแบบ เช่น fat, phospholipid, steroidไขมันเชิงเดี่ยว (simple lipid) ประกอบไปด้วย glycerol และ fatty acids; glycerol รวมกับ fatty acids หรือ กรดไขมัน เรียกว่า Triglycerides ไตรกลีเซอไรด์ เป็นลิพิดที่พบมากในพืชและสัตว์ กรดไขมันแบ่งตามโครงสร้าง เป็น 2 ชนิด คือ กรดไขมันไม่อิ่มตัวซึ่งประกอบไปด้วย double bond carbons เช่น น้ำมันข้าวโพด น้ำมันถั่วเหลือง น้ำมันมะกอก กรดไขมันอิ่มตัว ซึ่งประกอบไปด้วย single bond carbons เช่น น้ำมันปาล์ม เนย น้ำมันสัตว์ ไขมันที่มีสารอื่นมาประกอบ ได้แก่ ไลโปโปรตีน ทำหน้าที่ขนส่งคอเลสเตอรอล, glycolipid กรดไขมันเกาะกับหมู่น้ำตาล ทำหน้าที่เป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ประสาท, ฟอสโฟลิพิด ไขมันที่มีโครงสร้างลักษณะเป็นวง ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์หรือลิพิด ตัวอย่างเช่น คลอเรสเตอรอล และ สเตียรอยด์ เช่น 2.2.4 วิตามิน2.2.5 กรดนิวคลีอิก (nucleic acid)3 หน่วย ได้แก่ หมู่ฟอสเฟต หมู่น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 อะตอม ไนโตรจีนัสเบส แบ่งออกเป็น 2 ชนิดใหญ่ๆตามโครงสร้างของหมู่น้ำตาล คือ DNA (deoxyribonucleic acid) และ RNA (ribonucleic acid) DNA ทําหน้าที่เป็นสารพันธุกรรมหลัก โมเลกุลมีความเสถียรมาก เนื่องจาก 2 สายพอลินิวคลีโอไทด์ จับกันในทิศทางตรงข้ามและเชื่อมด้วยพันธะไฮโดรเจน แล้วบิดเป็นเกลียว ส่วน RNA โมเลกุลมีความเสถียรน้อย เนื่องจากเป็นการเรียงตัวของสายพอลินิวคลีโอไทด์เพียงสายเดียว และที่คาร์บอนของน้ำตาลตำแหน่งที่สองมีหมู่ -OH ที่ไวต่อการทำปฏิกิริยากับสารอื่น Nitrogenous base มีไนโตรเจนประกอบในโมเลกุล การจับตัวของเบสใน DNA: A จับ T ด้วยพันธะไฮโดรเจน 2 พันธะ C จับกับ G ด้วยพันธะไฮโดรเจน 3 พันธะ มี H และ ribose มี OH |