Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Homeostasis · ⁨โฮมโอสตาซิส (Homeostasis)⁩

A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩ · Topic 14 · ⁨หัวข้อ 14⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
9:42

โฮมโอสตาซิส (Homeostasis)

ดูระดับน้ำตาลในเลือดตลอดวัน. รับประทานอาหารหลักใหญ่สามมื้อเข้าไป — และระดับแทบไม่เปลี่ยนแปลง. มันแกว่งเล็กน้อย แล้วกลับมาเท่าเดิมทันที.那不是运气,和…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

14.1

What homeostasis is · ⁨Homeostasis คืออะไร⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. explain what is meant by homeostasis and the importance of homeostasis in mammals
  2. explain the principles of homeostasis in terms of internal and external stimuli, receptors, coordination systems (nervous system and endocrine system), effectors (muscles and glands) and negative feedback
  3. state that urea is produced in the liver from the deamination of excess amino acids
  4. describe the structure of the human kidney, limited to: • fibrous capsule • cortex • medulla • renal pelvis • ureter • branches of the renal artery and renal vein
  5. Identify, in diagrams, photomicrographs and electron micrographs, the parts of a nephron and its associated blood vessels and structures, limited to: • glomerulus • Bowman’s capsule • proximal convoluted tubule • loop of Henle • distal convoluted tubule • collecting duct
  6. describe and explain the formation of urine in the nephron, limited to: • the formation of glomerular filtrate by ultrafiltration in the Bowman’s capsule • selective reabsorption in the proximal convoluted tubule
  7. relate the detailed structure of the Bowman’s capsule and proximal convoluted tubule to their functions in the formation of urine
  8. describe the roles of the hypothalamus, posterior pituitary gland, antidiuretic hormone (ADH), aquaporins and collecting ducts in osmoregulation
  9. describe the principles of cell signalling using the example of the control of blood glucose concentration by glucagon, limited to: • binding of hormone to cell surface receptor causing conformational change • activation of G-protein leading to stimulation of adenylyl cyclase • formation of the second messenger, cyclic AMP (cAMP) • activation of protein kinase A by cAMP leading to initiation of an enzyme cascade • amplification of the signal through the enzyme cascade as a result of activation of more and more enzymes by phosphorylation • cellular response in which the final enzyme in the pathway is activated, catalysing the breakdown of glycogen
  10. explain how negative feedback control mechanisms regulate blood glucose concentration, with reference to the effects of insulin on muscle cells and liver cells and the effect of glucagon on liver cells
  11. explain the principles of operation of test strips and biosensors for measuring the concentration of glucose in blood and urine, with reference to glucose oxidase and peroxidase enzymes
ไทย
  1. อธิบายความหมายของ โฮมئอสตาซิส และความสำคัญของホ姆ئอสตาซิสในสัตว์มีกระดูกสันหลัง
  2. อธิบายหลักการของホ姆ئอสตาซิสใน terms of internal and external stimuli, receptors, coordination systems (nervous system and endocrine system), effectors (muscles and glands) and negative feedback
  3. ระบุว่า ยูเรีย ถูกผลิตในตับจาก deamination ของกรดอะมิโนส่วนเกิน
  4. อธิบายโครงสร้างของ ไตมนุษย์ โดยจำกัดอยู่ที่: • Fibrous capsule • cortex • medulla • renal pelvis • ureter • Branches of the renal artery and renal vein
  5. ระบุส่วนต่างๆ ของ หน่วยไต (nephron) และหลอดเลือดและโครงสร้างที่เกี่ยวข้อง จากแผนภาพ Photographs และ Micrographs อิเล็กตรอน โดยจำกัดเฉพาะ: • กลูเมอรูลัส (glomerulus) • แคปซูลของโบว์แมน (Bowman’s capsule) • ทubuLus ที่คดตัวด้านต้น (proximal convoluted tubule) • Loop of Henle • tubuLus ที่คดตัวด้านปลาย (distal convoluted tubule) • ท่อเก็บรวม (collecting duct)
  6. อธิบายลักษณะและกลไกการเกิดปัสสาวะในหน่วยไต โดยจำกัดเฉพาะ: • การเกิด filtrate ของกลูเมอรูลัส (glomerular filtrate) ผ่านกระบวนการ ultrafiltration ในแคปซูลของโบว์แมน • การ reabsorption แบบเลือกสรร (selective reabsorption) ใน tubuLus ที่คดตัวด้านต้น
  7. เชื่อมโยงโครงสร้างโดยละเอียดของแคปซูลของโบว์แมนและ tubuLus ที่คดตัวด้านต้นเข้ากับหน้าที่ในการเกิดปัสสาวะ
  8. อธิบายบทบาทของ hypothalamus, ต่อมใต้สมองส่วนหลัง (posterior pituitary gland), hormone ADH, aquaporins และ ท่อเก็บรวม (collecting ducts) ในกระบวนการ osmoregulation
  9. อธิบายหลักการของ cell signalling โดยใช้ตัวอย่างการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดด้วย glucagon โดยจำกัดเฉพาะ: • การจับกันระหว่าง hormone กับ receptor บนผิวเซลล์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง • การกระตุ้น G-protein นำไปสู่การกระตุ้น adenylyl cyclase • การสร้าง second messenger คือ cyclic AMP (cAMP) • การกระตุ้น protein kinase A โดย cAMP ซึ่งนำไปสู่การเริ่มต้น enzyme cascade • การขยายสัญญาณผ่าน enzyme cascade เนื่องจากการกระตุ้นเอนไซม์มากขึ้นเรื่อยๆ ผ่าน phosphorylation • การตอบสนองของเซลล์ที่เอนไซม์สุดท้ายใน pathway ถูกกระตุ้น ทำหน้าที่เร่งการสลาย glycogen
  10. อธิบายว่ากลไกการควบคุมแบบ negative feedback ทำงานอย่างไรเพื่อรักษาสมดุลระดับน้ำตาลในเลือด โดยอ้างอิงถึงผลของ insulin ต่อเซลล์กล้ามเนื้อและเซลล์ตับ และผลของ glucagon ต่อเซลล์ตับ
  11. อธิบายหลักการทำงานของ test strips และ biosensors สำหรับวัดความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือดและปัสสาวะ โดยอ้างอิงถึงเอนไซม์ glucose oxidase และ peroxidase

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English
Negative feedback: blood glucose

Homeostasis 稳态 means keeping the conditions inside the body steady, even when the outside changes. Keeping things like temperature, water and blood glucose steady lets enzymes and cells work properly all the time.

The principles of homeostasis

Most homeostasis follows the same plan:

  • a change (an internal or external stimulus 刺激) is detected by a receptor 受体.
  • a coordination system carries the message — either the nervous system 神经系统 (using nerve signals) or the endocrine system 内分泌系统 (using hormones 激素).
  • an effector 效应器 (a muscle or a gland 腺体) makes a response that corrects the change.

This works by negative feedback 负反馈: a change away from the normal level triggers a response that pushes it back towards normal.

ไทย
ปฏิกิริยาย้อนกลับเชิงลบ: กลูโคสในเลือด

Homeostasis หมายถึงการรักษาสภาวะภายในร่างกายให้คงที่ แม้ภายนอกจะเปลี่ยนแปลง การรักษาสิ่งต่างๆ เช่น อุณหภูมิ น้ำ และกลูโคสในเลือดให้คงที่ช่วยให้เอนไซม์และเซลล์ทำงานได้อย่างถูกต้องตลอดเวลา

เครื่องตรวจวัดกลูโคสในมือแสดงค่าอ่านได้
เครื่องตรวจวัดกลูโคสในเลือด: homeostasis รักษากลูโคสในเลือดให้อยู่ในช่วงแคบๆ

หลักการของ homeostasis

homeostasis ส่วนใหญ่遵循แผนการเดียวกัน:

  • การเปลี่ยนแปลง (สิ่งเร้าภายในหรือภายนอก stimulus) ถูกตรวจจับโดย รีเซปเตอร์
  • ระบบประสานงานส่งต่อข้อความ —either ระบบประสาท (using nerve signals) or ระบบต่อมไร้ท่อ (using hormones).
  • เอฟเฟกเตอร์ (กล้ามเนื้อหรือ ต่อม) ทำการตอบสนองเพื่อแก้ไขการเปลี่ยนแปลงนั้น
บุคคลกำลังเหงื่อออกขณะออกกำลังกาย
การเหงื่อออกช่วยทำให้ร่างกายเย็นลง — merupakan bagian dari homeostasis อุณหภูมิ โดยมีผิวหนังเป็นเอฟเฟกเตอร์

กระบวนการนี้ทำงานโดย ปฏิกิริยาลบ: เมื่อระดับใด ๆ เปลี่ยนแปลงไปจากค่าปกติ จะเกิดปฏิกิริยาที่ผลักให้กลับเข้าสู่ค่าปกติ

วงจรรวม: เมื่อระดับเปลี่ยนจากค่าปกติจะถูกตรวจจับโดยตัวรับสัญญาณ ส่งต่อผ่านเส้นประสาทหรือฮอร์โมนไปยังอวัยวะทำปฏิกิริยา ซึ่งการตอบสนองของอวัยวะนี้จะผลักระดับกลับสู่ค่าปกติ
ปฏิกิริยาลบ: ตัวรับสัญญาณตรวจจับการเปลี่ยนแปลง และอวัยวะทำปฏิกิริยาจะแก้ไขให้กลับสู่ค่าปกติ
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Homeostasis · ⁨โฮมโอสตาซิส (Homeostasis)⁩

negative feedback to a set point · ⁨ feedback ลบ (negative feedback) ไปยังค่าที่กำหนด (set point)⁩

Drag the disturbance. A change is corrected back to the set point — the basis of all homeostasis. · ⁨ลากการรบกวน. การเปลี่ยนแปลงจะถูก แก้ไขกลับ ไปสู่ค่าที่กำหนด — ซึ่งเป็นพื้นฐานของทุก homeostasis⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
homeostasis/ˌhəʊmiːəˈstɑːsiz/ homeostasis
stimulus/ˈstɪmjʊləs/ สิ่งเร้า
receptor/rɪˈseptə/ ตัวรับ (receptor)
nervous system/ˈnɜːvəs ˈsɪstəm/ ระบบประสาท
endocrine system/ˈendəʊkraɪn ˈsɪstəm/ ระบบต่อมไร้ท่อ
hormone/ˈhɔːməʊn/ ฮอร์โมน
effector/ɪˈfektə/ อวัยวะตอบสนอง
gland/ɡlænd/ ต่อม
negative feedback/ˈneɡətɪv ˈfiːdbæk/ ฟีดแบ็กลบ
liver/ˈlɪvə/ ตับ
deamination/ˌdiːmɪˈneɪʃn/ ดีเมทิลเลชัน (Deamination)
amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ กรดอะมิโน
urea/juːˈrɪə/ ยูเรีย
glucose/ˈɡluːkəʊs/ กลูโคส
14.1

The liver and urea · ⁨ตับและยูเรีย⁩

English

The body cannot store extra amino acids. In the liver 肝脏, the process of deamination 脱氨基作用 removes the amino group from excess amino acids 氨基酸, and this is turned into urea 尿素. The urea is carried in the blood to the kidneys to be removed.

ไทย

ร่างกายไม่สามารถเก็บกรดอะมิโนส่วนเกินไว้ได้ ใน ตับ กระบวนการ ดีแอมิเนชัน จะกำจัดหมู่เอมีนออกจาก กรดอะมิโนส่วนเกิน และเปลี่ยนเป็น ยูเรีย ยูเรียจะถูกพาไปตามกระแสเลือดไปยังไตเพื่อขับออก体外

14.1

The kidney · ⁨ไต⁩

English

The kidney 肾脏 cleans the blood and controls its water content. Its parts are:

  • an outer fibrous capsule,
  • an outer region, the cortex 皮质,
  • an inner region, the medulla 髓质,
  • a central space, the renal pelvis 肾盂, which collects urine,
  • the ureter 输尿管, which carries urine to the bladder,
  • branches of the renal artery (bringing blood in) and renal vein (taking blood out).

The nephron

Each kidney holds about a million tiny tubes called nephrons 肾单位. Along a nephron are: the glomerulus 肾小球 (a knot of capillaries), the Bowman's capsule 鲍曼囊 around it, the proximal convoluted tubule 近曲小管, the loop of Henle 亨利环, the distal convoluted tubule 远曲小管, and the collecting duct 集合管.

Making urine

  1. Ultrafiltration 超滤 happens in the Bowman's capsule. The blood in the glomerulus is under high pressure, so water and small molecules (glucose 葡萄糖, ions 离子, urea) are pushed out into the capsule, forming the filtrate 滤液. Blood cells and large proteins are too big to pass, so they stay in the blood.
  2. Selective reabsorption 选择性重吸收 happens in the proximal convoluted tubule. Useful substances are taken back into the blood. All the glucose and much of the water and ions are reabsorbed here. The tubule wall is well suited to this: its cells have microvilli 微绒毛 to give a large surface area, and many mitochondria 线粒体 to power active transport 主动运输.
ไทย

ไต ทำหน้าที่ฟอกเลือดและควบคุมปริมาณน้ำในเลือด ส่วนประกอบของไตประกอบด้วย:

  • แคปซูลไฟเบอร์ ชั้นนอก,
  • บริเวณชั้นนอก คือ คอร์เทกซ์,
  • บริเวณชั้นใน คือ เมดูลลา,
  • ช่องกลาง คือ renal pelvis (กระเพาะปัสสาวะใน) ซึ่งเก็บปัสสาวะ,
  • ท่อน้ำตา (ureter) ซึ่งนำปัสสาวะไปยังกระเพาะปัสสาวะ,
  • สาขาของหลอดเลือดแดงไต (นำเลือดเข้า) และหลอดเลือดดำไต (นำเลือดออก).
ภาพตัดขวางของไตแสดงคอร์เทกซ์ชั้นนอก เมดูลลาล่าง renal pelvis ท่อน้ำตาที่ออกจาก renal pelvis และหลอดเลือดแดงไตและหลอดเลือดดำไตที่บริเวณ hilum
ภาพตัดขวางของไต: เลือดถูกฟอกในคอร์เทกซ์และเมดูลลา และปัสสาวะจะสะสมใน renal pelvis ก่อนที่จะไหลลงตามท่อน้ำตา

ไทรองก์ (Nephron)

ไตแต่ละข้างมีท่อขนาดเล็กประมาณหนึ่งล้านเส้นที่เรียกว่า ไทรองก์ ตามแนวไทรองก์ประกอบด้วย: กลูเมอรูลัส (กลุ่มหลอดเลือดฝอย), แคปซูลโบว์แมน ล้อมรอบอยู่, ท่อเกลียวใกล้ (proximal convoluted tubule), ห่วงแห่งเฮนเล่, ท่อเกลียวนอก (distal convoluted tubule), และ ท่อนำรวม (collecting duct).

ภาพไทรองก์แสดงกลูเมอรูลัสในแคปซูลโบว์แมน ท่อเกลียวใกล้ ห่วงแห่งเฮนเล่ ท่อเกลียวนอก และท่อนำรวม พร้อมระบุตำแหน่งการกรองด้วยแรงดันสูงและการดูดซึมเลือกสรร
การกรองด้วยแรงดันสูงเกิดขึ้นในแคปซูลโบว์แมน; การดูดซึมเลือกสรรเกิดขึ้นในท่อเกลียวใกล้

การสร้างปัสสาวะ

  1. การกรองด้วยแรงดันสูง เกิดขึ้นในแคปซูลโบว์แมน เลือดในกลูเมอรูลัสมีความดันสูง ทำให้水和โมเลกุลขนาดเล็ก (กลูโคส, ไอออน, ยูเรีย) ถูกดันออกไปในแคปซูล สร้างเป็น filtrate เซลล์เม็ดเลือดและโปรตีนขนาดใหญ่มีขนาดใหญ่เกินไปที่จะผ่านไปได้ จึงคงอยู่ในเลือด
  2. การดูดซึมเลือกสรร เกิดขึ้นในท่อเกลียวใกล้ สารที่มีประโยชน์จะถูกดูดกลับเข้าสู่เลือด กลูโคสทั้งหมด น้ำและไอออนส่วนใหญ่จะถูกดูดซึมที่นี่ผนังท่อเหมาะสำหรับการดูดซึมนี้: เซลล์它有 ไมโครวิลไล เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว และมี ไมโทคอนเดรีย จำนวนมากเพื่อขับเคลื่อน การขนส่งแบบใช้พลังงาน
การกรองด้วยแรงดันสูง: โมเลกุลขนาดเล็กผ่านเข้าไปใน filtrate ในขณะที่เซลล์และโปรตีนยังคงอยู่ในเลือด
การกรองด้วยแรงดันสูงช่วยรักษาสelis blood cells and proteins in the blood
Explore · ⁨สำรวจ⁩

Explore the nephron · ⁨สำรวจหน่วยกรองเลือด⁩

Tap each part. Filtration happens at the top; the long tubule then reabsorbs what the body needs, leaving urine. · ⁨แตะแต่ละส่วน การกรองเกิดขึ้นที่ด้านบน ท่อยาวจากนั้นจะดูดซึมกลับสิ่งที่ร่างกายต้องการ ทิ้งไว้เป็นปัสสาวะ⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
kidney/ˈkɪdni/ ไต
cortex/ˈkɔːteks/ คอร์เท็กซ์
medulla/ˈmedʌlə/ เมดูลลา
renal pelvis/ˈriːnl ˈpelvɪs/ กระเพาะไต (renal pelvis)
ureter/ˈjʊəretə/ ท่อนำปัสสาวะ
nephron/ˈnefrɒn/ หน่วยไต
glomerulus/ˈɡlɒmərjʊləs/ โกลเมอรุลัส
Bowman's capsule/ˈbəʊmənz ˈkæpsjuːl/ แคปซูลโบว์แมน
proximal convoluted tubule/ˈprɒksɪml ˌkɒnvəˈluːtɪd ˈtjuːbjuːl/ ท่อพันเกลียวต้น (proximal convoluted tubule)
loop of Henle/luːp ɒv ˈhenl/ Loop of Henle
distal convoluted tubule/dɪˈstæl ˌkɒnvəˈluːtɪd ˈtjuːbjuːl/ ท่อพันเกลียวปลาย (distal convoluted tubule)
collecting duct/kəˈlektɪŋ dʌkt/ ท่อรวม
ultrafiltration/ˌʊltrəfɪlˈtreɪʃn/ การกรองด้วยแรงดันสูง
ion/ˈaɪɒn/ ไอออน
filtrate/ˈfɪltreɪt/ filtrate
selective reabsorption/sɪˈlektɪv riːbˈsɔːpʃn/ การดูดซึมกลับอย่างเลือก
microvilli/ˈmaɪkrəʊvɪlaɪ/ ไมโครวิลไล
mitochondria/ˌmaɪtəˈkɒndrɪə/ ไมโทคอนเดรีย
active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ การขนส่งแบบแอคทีฟ
14.1

Osmoregulation · ⁨การควบคุมสมดุลน้ำ (Osmoregulation)⁩

English

Osmoregulation 渗透调节 controls the water content of the blood. It is run by the brain:

  • the hypothalamus 下丘脑 detects the water potential 水势 of the blood.
  • when the blood is too concentrated, the pituitary gland 垂体 releases antidiuretic hormone 抗利尿激素 (ADH).
  • ADH makes the collecting ducts more permeable to water by adding water channels called aquaporins 水通道蛋白.
  • more water is then reabsorbed back into the blood, so less, more concentrated urine is made. This is negative feedback.
ไทย

Osmoregulation ควบคุมปริมาณน้ำในเลือด ควบคุมโดยสมอง:

  • ไฮโปทาลามัส ตรวจจับ ศักย์น้ำ ของเลือด.
  • เมื่อเลือดเข้มข้นเกินไป ต่อมหมวกไตส่วนกลาง จะหลั่ง ฮอร์โมนต้านปัสสาวะ (ADH).
  • ADH ทำให้ท่อนำรวมโปร่งใสต่อน้ำมากขึ้นโดยการเพิ่มช่องน้ำที่เรียกว่า aquaporins.
  • จากนั้นน้ำจะถูกดูดซึมกลับเข้าสู่เลือดมากขึ้น ทำให้ผลิตปัสสาวะได้น้อยลงแต่เข้มข้นขึ้น นี่คือปฏิกิริยาลบ
วงจรรวมปฏิกิริยาลบ: เมื่อเลือดเข้มข้นเกินไป ไฮโปทาลามัสจะกระตุ้นต่อมหมวกไตส่วนกลางให้หลั่ง ADH ท่อนำรวมจะโปร่งใสต่อน้ำมากขึ้น น้ำจะถูกดูดซึมกลับ และระดับน้ำในเลือดจะคืนสู่ปกติ
ADH ทำให้ท่อนำรวมดูดซึมน้ำมากขึ้น ฟื้นฟูระดับน้ำในเลือดผ่านปฏิกิริยาลบ
Explore · ⁨สำรวจ⁩

The ADH pathway · ⁨เส้นทาง ADH⁩

Step through it. When the blood gets too concentrated, ADH makes the kidney save water — classic negative feedback. · ⁨ขั้นตอนตามลำดับ เมื่อเลือดมีความเข้มข้นมากเกินไป ADH ทำให้ไตกักเก็บน้ำ — เป็นฟีดแบ็กลบคลาสสิก⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
osmoregulation/ˌɒzmɔːɡjʊˈleɪʃn/ การปรับสมดุลน้ำ
hypothalamus/ˌhaɪpəʊˈθælæməs/ ไฮโปทาลามัส (hypothalamus)
water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/ water potential
pituitary gland/pɪˈtjuːɪtəri ɡlænd/ ต่อมหมวกไตส่วนกลาง
antidiuretic hormone/ˌæntɪˌdɪjuːˈretɪk ˈhɔːməʊn/ ฮอร์โมนต้านปัสสาวะ
aquaporin/ˈækwəpɔːrɪn/ แควาโพริน
cell signalling/sel ˈsɪɡnəlɪŋ/ การส่งสัญญาณเซลล์
14.1

Controlling blood glucose by cell signalling · ⁨การควบคุมระดับกลูโคสในเลือดด้วยการส่งสัญญาณระดับเซลล์⁩

English

When blood glucose falls, the hormone glucagon 胰高血糖素 is released. It shows how a hormone passes its message into a cell — cell signalling 细胞信号传递:

  1. glucagon binds to a receptor on the liver cell surface, causing a conformational change 构象变化 (a change in the receptor's shape).
  2. this activates a G-protein G蛋白, which switches on the enzyme adenylyl cyclase 腺苷酸环化酶.
  3. adenylyl cyclase makes a second messenger 第二信使 inside the cell, called cyclic AMP 环腺苷酸 (cAMP).
  4. cAMP activates protein kinase A 蛋白激酶A, which starts an enzyme cascade 酶级联反应 — one enzyme 酶 switches on the next, by phosphorylation 磷酸化.
  5. because each enzyme switches on many of the next, the signal is greatly amplified 放大.
  6. the final enzyme breaks down glycogen 糖原 into glucose, which raises the blood glucose level.

Negative feedback and blood glucose

Blood glucose is held steady by two hormones working against each other:

  • when glucose is high, insulin 胰岛素 makes muscle and liver cells take in glucose and store it as glycogen, lowering the level.
  • when glucose is low, glucagon makes liver cells break glycogen back into glucose, raising the level.

Measuring glucose

Test strips 试纸 and biosensors 生物传感器 measure glucose in blood or urine. They use the enzymes glucose oxidase 葡萄糖氧化酶 and peroxidase 过氧化物酶, which react with glucose to give a colour change (or an electric signal in a biosensor) that shows how much glucose is present.

Worked example. A person drinks a large volume of water. Trace the homeostatic response. The blood's water potential rises (becomes less negative). Osmoreceptors in the hypothalamus detect this, so the posterior pituitary releases less ADH. With less ADH, fewer aquaporins are inserted into the collecting duct's membranes, so the duct becomes less permeable to water. Less water is reabsorbed, so a large volume of dilute urine is produced and the blood's water potential falls back towards normal. That return to the set point is what makes it negative feedback - the response reverses the original change. Name the receptor, the hormone, the effector and the correction: an answer that jumps from "drinks water" straight to "more urine" skips every marking point in between.

ไทย

เมื่อระดับกลูโคสในเลือดลดลง hormon กลูคาگون จะถูกหลั่งออกมา แสดงให้เห็นว่าฮอร์โมนส่งข้อความเข้าสู่เซลล์ได้อย่างไร — การส่งสัญญาณระดับเซลล์:

  1. กลูคาگونจับกับรีเซปเตอร์บนพื้นผิวเซลล์ตับ ทำให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงรูปร่าง (การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของรีเซปเตอร์).
  2. สิ่งนี้กระตุ้น G-protein G ซึ่งจะเปิดใช้งานเอนไซม์ adenylyl cyclase.
  3. adenylyl cyclase สร้าง second messenger ภายในเซลล์ ซึ่งเรียกว่า cyclic AMP (cAMP).
  4. cAMP กระตุ้น protein kinase A A ซึ่งจะเริ่ม enzyme cascade — เอนไซม์หนึ่งตัวจะเปิดใช้งานอีกตัวหนึ่งถัดไป ผ่าน phosphorylation.
  5. เนื่องจากเอนไซม์แต่ละตัวจะเปิดใช้งานเอนไซม์ถัดไปจำนวนมาก สัญญาณจึงถูก ขยาย อย่างมาก
  6. เอนไซม์สุดท้ายจะย่อยสลาย ไกลโคเจน เป็นกลูโคส ซึ่งจะทำให้ระดับกลูโคสในเลือดสูงขึ้น
ภาพแสดงกลูคาگونจับกับรีเซปเตอร์และกระตุ้น G-protein แล้ว adenylyl cyclase แล้ว cAMP แล้ว protein kinase A แล้ว enzyme cascade ที่ย่อยสลายไกลโคเจนเป็นกลูโคส; แต่ละขั้นตอนจะกระตุ้นหลายอย่าง ขยายสัญญาณ
สัญญาณส่งผ่าน second messenger (cAMP) และ enzyme cascade — แต่ละขั้นตอนจะกระตุ้นหลายอย่าง ดังนั้นสัญญาณจึงถูกขยาย

ปฏิกิริยาลบและระดับกลูโคสในเลือด

ระดับกลูโคสในเลือดถูกรักษาให้คงที่โดยฮอร์โมนสองชนิดที่ทำหน้าที่ตรงกันข้ามกัน:

  • เมื่อกลูโคส สูง อินซูลิน จะทำให้เซลล์กล้ามเนื้อและตับดูดกลูโคสและเก็บเป็นไกลโคเจน ลดระดับลง
  • เมื่อกลูโคส ต่ำ กลูคาгонจะทำให้เซลล์ตับย่อยสลายไกลโคเจนกลับเป็นกลูโคส เพิ่มระดับขึ้น

วงจรรวมสองวงเกี่ยวกับระดับกลูโคสในเลือด: เมื่อสูง อินซูลินทำให้เซลล์เก็บกลูโคสเป็นไกลโคเจน sehingga ระดับลดลง; เมื่อต่ำ กลูคาγονทำให้ตับย่อยสลายไกลโคเจน sehingga ระดับเพิ่มขึ้น *อินซูลินและกลูคา곤ทำงานตรงกันข้ามกันเพื่อรักษาระดับกลูโคสในเลือดให้คงที่

การวัดระดับกลูโคส

แถบทดสอบ และ ไบโอเซนเซอร์ วัดระดับกลูโคสในเลือดหรือปัสสาวะ ใช้เอนไซม์ กลูโคสออกซิเดส และ เพอร์ออกซิเดส ซึ่งทำปฏิกิริยากับกลูโคสให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสี (หรือสัญญาณไฟฟ้าในไบโอเซนเซอร์) เพื่อบ่งบอกปริมาณกลูโคสที่มีอยู่

ตัวอย่างวิธีทำ ผู้หนึ่งดื่มน้ำในปริมาณมาก ตามหาการตอบสนองแบบโฮโมสเตอัส ความศักย์น้ำของเลือด เพิ่มขึ้น (เป็นลบน้อยลง) ออสโมเรเซพเตอร์ ในไฮโพทาลามัสตรวจจับสิ่งนี้ได้ ทำให้ต่อมใต้สมองส่วนหลังหลั่ง ADH น้อยลง เมื่อมี ADH น้อยลง จะมีการแทรก แควอพอริน เข้าไปในเยื่อหุ้มท่อเก็บน้ำได้น้อยลง ท่อจึง ซึมน้ำได้ยากขึ้น น้ำถูกดูดกลับน้อยลง จึงเกิด ปัสสาวะปริมาณมากและเจือจาง และความศักย์น้ำของเลือดลดลงกลับเข้าสู่ค่าปกติ การคืนสู่จุดตั้งต้นนี้คือสิ่งที่ทำให้เป็น ฟีดแบ็กเชิงลบ - การตอบสนองจะย้อนกลับการเปลี่ยนแปลงเดิม ให้ระบุ รีเซพเตอร์, ฮอร์โมน, เอฟเฟกเตอร์ และ การแก้ไข: คำตอบที่กระโดดจาก "ดื่มน้ำ" ไปตรงๆ ว่า "ปัสสาวะมากขึ้น" จะข้ามทุกจุดให้คะแนนระหว่างทาง

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Controlling blood glucose · ⁨การควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด⁩

Push blood glucose away from its set point, then watch negative feedback bring it back: insulin lowers a high level, glucagon raises a low one. · ⁨ดันค่ากลูโคสในเลือดออกจากจุดตั้งต้น แล้วดูว่า การตอบสนองแบบลบลoop จะนำมันกลับมา: อินซูลินลดระดับที่สูง, กลูคาگونเพิ่มระดับที่ต่ำ⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
glucagon/ˈɡluːkæɡən/ กลูคาอน
conformational change/kɒnfɔːˈmeɪʃənl tʃeɪndʒ/ การเปลี่ยนแปลงรูปร่าง (conformational change)
G-protein/dʒiː ˈprəʊtiːn/ โปรตีนจี
adenylyl cyclase/ˈædənɪlɪl ˈsaɪkleɪz/ เอนไซม์ adenylyl cyclase
second messenger/ˈsekənd ˈmesɪndʒə/ สารส่งสัญญาณรอง
cyclic AMP/ˈsaɪklɪk ˌeɪ em ˈpiː/ cyclic AMP
protein kinase A/ˈprəʊtiːn ˈkɪneɪs eɪ/ โปรตีนไคนาส A (protein kinase A)
enzyme cascade/ˈenzaɪm kəˈskeɪd/ สายโซ่เอนไซม์
enzyme/ˈenzaɪm/ เอนไซม์
phosphorylation/ˌfɒsfɔːrɪˈleɪʃn/ การเพิ่มหมู่ฟอสเฟต
amplification/ˌæmplɪfɪˈkeɪʃn/ การขยายสัญญาณ (amplification)
glycogen/ˈɡlaɪkədʒn/ ไกลโคเจน
insulin/ˈɪnsjuːlɪn/ อินซูลิน
test strip/test strɪp/ แถบทดสอบ
biosensor/ˌbaɪəʊˈsensə/ ไบโอเซ็นเซอร์
glucose oxidase/ˈɡluːkəʊs ˈɒksɪdeɪs/ กลูโคสออกซิเดส
peroxidase/ˈperəksɪdeɪs/ เพอร์ออกซิเดส
stomata/ˈstəʊmətə/ ปอดใบ
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ คาร์บอนไดออกไซด์
photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ การสังเคราะห์ด้วยแสง
transpiration/trænspəˈreɪʃn/ การคายน้ำ
14.2

Homeostasis in plants: the stomata · ⁨โฮโมสเตอัสในพืช: สโตมา⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. explain that stomata respond to changes in environmental conditions by opening and closing and that regulation of stomatal aperture balances the need for carbon dioxide uptake by diffusion with the need to minimise water loss by transpiration
  2. explain that stomata have daily rhythms of opening and closing
  3. describe the structure and function of guard cells and explain the mechanism by which they open and close stomata
  4. describe the role of abscisic acid in the closure of stomata during times of water stress, including the role of calcium ions as a second messenger
ไทย
  1. อธิบายว่า stomata ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมด้วยการเปิดและปิด และการปรับขนาด ช่องเปิดของ stomata (stomatal aperture) เพื่อปรับสมดุลระหว่างความต้องการดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านการแพร่กับความต้องการลดการสูญเสียน้ำผ่าน transpiration
  2. อธิบายว่า stomata มีจังหวะการเปิด-ปิดตามรอบวัน
  3. อธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของ guard cells และอธิบายกลไกที่ช่วยให้ stomata เปิดและปิด
  4. อธิบายบทบาทของ abscisic acid ในการปิด stomata ในช่วงที่มีความเครียดจากขาดน้ำ รวมถึงบทบาทของ calcium ions ในฐานะ second messenger

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Stomata 气孔 are pores in a leaf. The plant opens and closes them to balance two needs: letting in carbon dioxide 二氧化碳 for photosynthesis 光合作用, and limiting water loss by transpiration 蒸腾作用. Stomata usually open by day and close at night, following a daily rhythm.

Each stoma is opened and closed by two guard cells 保卫细胞 around it:

  • to open: the guard cells pump in ions, so their water potential falls and water enters by osmosis 渗透. They swell and bend apart, opening the pore.
  • to close: ions leave, water follows out, the guard cells go floppy, and the pore closes.

When the plant is short of water (water stress 水分胁迫), the hormone abscisic acid 脱落酸 is released. It makes the guard cells lose ions and water so the stomata close, saving water. In this signalling, calcium ions 钙离子 act as a second messenger inside the guard cells.

ไทย

สโตมา เป็นรูพรุนบนใบ พืชจะเปิดและปิดเพื่อสมดุลความต้องการสองอย่าง: ปล่อย คาร์บอนไดออกไซด์ เข้ามาเพื่อ การสังเคราะห์ด้วยแสง และจำกัดการสูญเสีย آب melalui การคายน้ำ สโตมาโดยทั่วไปจะเปิดกลางวันและปิดกลางคืน ตามจังหวะรายวัน

สโตมาแต่ละตัวเปิดและปิดโดย เซลล์พิทักษ์ สองเซลล์ล้อมรอบ:

  • เพื่อเปิด: เซลล์พิทักษ์ปั๊มไอออนเข้าไป ทำให้ความศักย์น้ำลดลง และน้ำเข้าโดย ออสโมซิส เซลล์บวมและโค้งแยกกัน เปิดรูพรุน
  • เพื่อปิด: ไอออนออกจากเซลล์ น้ำตามออกไป เซลล์พิทักษ์เหี่ยวย่น และรูพรุนปิดลง
สโตมาสองตัว: ตัวเปิด whose guard cells have swollen with water to leave a pore, and a closed one whose floppy guard cells have shut the pore
เซลล์พิทักษ์เปิดสโตมาโดยการรับน้ำและตึงตัว; ปิดด้วยการเสีย水和เหี่ยวย่น

เมื่อพืชขาดน้ำ (ความเครียดจากน้ำ), ฮอร์โมน เอบไซซิกแอซิด ถูกหลั่งออกมา มันทำให้เซลล์พิทักษ์เสียไอออนและน้ำ sehingga สโตมาปิด ประหยัดน้ำ ในการส่งสัญญาณนี้ ไอออนแคลเซียม ทำหน้าที่เป็น messenger ที่สองภายในเซลล์พิทักษ์

Explore · ⁨สำรวจ⁩

How a stoma opens · ⁨วิธีที่ stomata เปิด⁩

Step through it. Guard cells pump in ions, draw in water by osmosis, swell turgid and bend apart — opening the pore. · ⁨ขั้นตอนผ่าน: เซลล์พิทักษ์ปั๊มไอออนเข้าไป ดึงน้ำเข้าด้วย osmosis พองตัว turgid และงอแยกออกจากกัน — เปิดรูพรุน⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
guard cell/ɡɑːd sel/ เซลล์ปากใบ
osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ ออสโมซิส
abscisic acid/əbˈsɪzɪk ˈæsɪd/ กรดอับซิลิสิก
water stress/ˈwɔːtə stres/ ภาวะเครียดจากน้ำ
calcium ion/ˈkælsɪəm ˈaɪɒn/ ไอออนแคลเซียม
14.2

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Frame every answer as negative feedback: receptor → coordinator → effector → correction; name each part.
  • Blood glucose: insulin lowers it (uptake, glycogenesis), glucagon raises it (glycogenolysis) — explain through cell signalling.
  • Kidney: know ultrafiltration (Bowman's capsule), selective reabsorption (proximal tubule) and the role of ADH in osmoregulation.
  • Stomata open when guard cells become turgid (K+ enters, water follows).
ไทย
  • จัดรูปแบบคำตอบทุกข้อให้เป็น ฟีดแบ็กเชิงลบ: รีเซพเตอร์ → คออדיเนเตอร์ → เอฟเฟกเตอร์ → การแก้ไข; ระบุชื่อแต่ละส่วน
  • กลูโคสในเลือด: อินซูลินลดระดับ (การดูดซึม, การสร้างไกลโคเจน), กลูคาگونเพิ่มระดับ (การสลายไทรโคเจน) — อธิบายผ่านการส่งสัญญาณระดับเซลล์
  • ไต: รู้เรื่องการกรองแรงดันสูง (แคปซูลโบว์แมน), การดูดกลับแบบเลือก (ท่อใกล้) และบทบาทของ ADH ในการควบคุมความศักย์น้ำ
  • สโตมา เปิดเมื่อเซลล์พิทักษ์เกิดภาวะตึงตัว (K+ เข้า, น้ำตาม)

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP