227 / 284
3.4.2 การหายใจระดับเซลล์ในภาวะที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอ
ครูนำ�เข้าสู่บทเรียนโดยให้นักเรียนยกตัวอย่างกรณีต่างๆ ที่เซลล์ได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ เช่น
- ขณะออกกำ�ลังกายเซลล์กล้ามเนื้อต้องมีการใช้พลังงานมากทำ�ให้เลือดลำ�เลียงออกซิเจน
ไปยังเซลล์กล้ามเนื้อไม่เพียงพอ
- น้ำ�ท่วมขังบริเวณที่ปลูกพืชเป็นเวลานาน เซลล์บริเวณรากอาจได้รับออกซิเจนไม่เพียงพอ
- เซลล์ของยีสต์ที่เติมลงในน้ำ�ผลไม้ในถังหมักซึ่งควบคุมภาวะให้มีออกซิเจนเพียงเล็กน้อย
- เซลล์แบคทีเรียที่อยู่ในเนื้อหมูที่นำ�มาใช้ผลิตแหนมซึ่งต้องมีการห่อด้วยพลาสติกหรือใบตอง
ให้แน่นเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเข้า
จากนั้นทบทวนเกี่ยวกับบทบาทของออกซิเจนในกระบวนการสลายกลูโคสเพื่อให้ได้ ATP ที่
เป็นพลังงานที่เซลล์สามารถนำ�ไปใช้ได้ ครูใช้คำ�ถามนำ�ไปสู่การอภิปรายดังนี้
ถ้าในภาวะที่มีออกซิเจนไม่เพียงพอ การหายใจระดับเซลล์ในสิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้นได้หรือไม่
ถ้าเกิดขึ้นได้จะมีกระบวนการที่เหมือนหรือแตกต่างจากการหายใจระดับเซลล์ในภาวะที่มี
ออกซิเจนเพียงพออย่างไร
ซึ่งจากการอภิปรายครูและนักเรียนร่วมกันสรุปเป็นประเด็นได้ว่า
- ในภาวะที่ออกซิเจนไม่เพียงพอ การหายใจระดับเซลล์ยังสามารถเกิดขึ้นได้แต่การสลายสาร
อาหารให้ได้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ�จะเกิดได้ไม่สมบูรณ์
- กระบวนการถ่ายทอดอิเล็กตรอนหยุดชะงัก เนื่องจากอิเล็กตรอนจาก NADH และ FADH
2
ที่ส่งผ่านไปยังตัวนำ�อิเล็กตรอนชนิดต่างๆ ขาดตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายซึ่งก็คือออกซิเจน
- เกิดการสะสมของ NADH และ FADH
2
มากขึ้น และทำ�ให้ขาดแคลน NAD
+
และ FAD ที่
ต้องนำ�กลับไปใช้ในไกลโคไลซิสและวัฏจักรเครบส์
- ไกลโคไลซิสยังคงดำ�เนินต่อโดยกรดไพรูวิกจะถูกนำ�เข้าสู่กระบวนการหมักกรดแลกติก หรือ
เกิดการหมักแอลกอฮอล์
จากประเด็นที่สรุปได้ร่วมกัน ครูใช้คำ�ถามในการอภิปรายเพิ่มเติมดังนี้
เซลล์จะมีวิธีการอย่างไรที่จะเปลี่ยน NADH ที่มีสะสมอยู่มากให้กลายเป็น NAD
+
ซึ่งจะ
ทำ�ให้ไกลโคไลซิสไม่หยุดชะงักและสร้างพลังงานบางส่วนให้กับเซลล์ได้
การอภิปรายในประเด็นนี้ครูอาจจะให้นักเรียนร่วมกันสืบค้นข้อมูลในเบื้องต้นเพื่อเชื่อมโยงเข้า
สู่เนื้อหาเรื่องกระบวนการหมัก (fermentation)
บทความสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
บทที่ 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์
ชีววิทยา เล่ม 1
215