สถาบันนวัตกรรมและพัฒนากระบวนการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้จัดทำสื่อมัลติมิเดีย
เรื่อง การหายใจ (respiration) เพื่อเป็นสื่อสอนเสริมสำหรับครู/อาจารย์ นักเรียน นักศึกษา ทั้งในระดับ
มัธยมศึกษาตอนปลาย และอุดมศึกษาตอนต้น

        ทั้งนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะให้ใช้เป็นสื่อเสริมความรู้ในแง่มุมมองใหม่ โดยอาศัยภาพจำลอง
และภาพเคลื่อนไหว มิใช่เป็นบทเรียนทั้งหมด ตามหลักสูตร และสื่อนี้ไม่ได้ทำตามลำดับขั้นตอน
เหมือนตำราเรียน แต่มีความตั้งใจที่ชี้ให้เห็นปัจจัยต่างๆ ทางเคมี ฟิสิกส์ และชีววิทยา เพื่อนำมาพิจารณาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางชีววิทยานี้ โดยวิธีนำเสนอเนื้อหา และคำถาม ได้ทำในรูปแบบที่ได้พิสูจน์มาแล้ว จากการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ โดยมีผู้เรียนเป็นศูนย์กลาง

        สื่อชิ้นนี้จัดทำขึ้นทั้งในรูปแบบ on-line และ CD เพื่อให้ผู้สนใจเลือกใช้ได้ตามอัธยาศัย โดยมี
จุดมุ่งหมายที่จะฝึก กระบวนการเรียนรู้ด้วยตนเองของผู้ใช้สื่อ แต่ทั้งนี้ผู้ใช้ควรศึกษาสื่อนี้ตาม
ลำดับขั้น ดังแสดงไว้ในคำแนะนำการใช้สื่อ

        ในการใช้สื่อนี้ ขอให้ผู้ใช้ได้ติดตามให้เข้าใจภาพกว้างๆ ไว้ก่อน แล้วจึงค่อยลงละเอียด
ซึ่งหมายความว่า อาจจะต้องศึกษามากกว่า 1 ครั้ง สื่อสอนเสริมชิ้นนี้ สร้างขึ้นมาโดยมีทั้ง
องค์ประกอบของการเรียนรู้ไปพร้อมๆ กับส่วนของเนื้อหาวิชา ดังจะเห็นจากการที่มีคำถาม
ก่อนเรียน แบบทดสอบด้วยตนเอง และคำถามที่สอดแทรกอยู่ระหว่างเนื้อหา และคำถามท้ายบท
รวมถึงกิจกรรมท้ายบท ในบทที่ 1 และบทที่ 5 ที่ได้ออกแบบมา เพื่อกระตุ้นความคิดของผู้ใช้สื่อ
ทั้งนี้เพื่อที่จะี่เป็นการฝึกกระบวนการเรียนรู้ด้วยตนเองของผู้ใช้สื่อ ไม่ว่าผู้ใช้จะเป็นนักเรียน/นักศึกษา
หรือครู/อาจารย์ ซึ่งจะสามารถเรียนรู้ได้ด้วยตนเองทั้งสิ้น


                                              


        ก่อนที่ท่านจะเข้าไปศึกษาเนื้อหาในแต่ละบท ขอให้ท่านลองตอบคำถามก่อนเรียน
ของแต่ละบทก่อนเท่าที่ทำได้ โดยอาศัยความรู้เดิมที่มีอยู่ แต่ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่า
ท่านจะต้องพยายามไปค้นหาคำตอบมาเพื่อให้ได้คำตอบที่ถูกต้องจริงๆ จุดประสงค์หลัก เป็นเพียงเพื่อ
ให้ท่านได้ฝึกคิด ได้ไตร่ตรองถึงเรื่องที่จะเข้าไปศึกษาไว้ก่อน เพื่อเป็นการเตรียมความพร้อมของตัวเอง

        ถ้าท่านตอบคำถามก่อนเรียนไม่ได้ก็ยังไม่เป็นไร หลังจากศึกษาเนื้อหาในบทนั้นๆ จบแล้ว
ขอให้ท่านกลับมาลองทำคำถามก่อนเรียนข้อเดิมดูอีกครั้ง เพื่อวัดความเข้าใจของตนเอง ในทุกๆ บท
จะมีคำถามท้ายบทเพื่อประเมินความเข้าใจ ในบทที่ 1 และบทที่ 5 จะมีกิจกรรมทดสอบตนเอง ที่มี
feed back เพื่อทดสอบความเข้าใจของผู้เรียน ขอให้ท่านทำเมื่อศึกษาจบ ในกรณีของคำถาม
แบบที่มีตัวเลือก หรือคำถามแบบให้เลือกถูกผิดของแต่ละข้อนั้น ถึงท่านจะเลือกตอบข้อที่ถูกแล้ว
ก็ยังอยากให้ดูเหตุผลของข้อที่ถูกด้วยว่า ตรงกับที่ท่านคิดหรือไม่ ทั้งนี้เพื่อเป็นการแน่ใจว่า เป็นผู้รู้จริง
อย่างเป็นเหตุและเป็นผล


                                         








        สิ่งมีชีวิตจะดำรงอยู่ได้ต้องอาศัยพลังงาน ซึ่งได้มาจากกระบวนการสลายสารอาหารที่บริโภค
สิ่งมีชีวิตชั้นสูง รวมถึงสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำ เช่น จุลินทรีย์หลายชนิด ต้องการออกซิเจน เพื่อช่วยในปฏิกิริยา
ขั้นตอนสุดท้าย ของกระบวนการสลายสารอินทรีย์ (สารอาหาร)ให้ได้พลังงาน กระบวนการหายใจ
จึงแบ่งเป็นการหายใจภายนอก เพื่อให้ได้ออกซิเจนไปในเซลล์ และการหายใจภายใน หรือที่เรียกว่า
การหายใจระดับเซลล์ ซึ่งต้องการใช้ออกซิเจน กระบวนการนี้ เป็นการเปลี่ยนพลังงานเคมี ที่อยู่
ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ให้เป็นพลังงาน เพื่อจะนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ ของเซลล์ การสลาย
โมเลกุลของสารอาหารในกระบวนการนี้ มีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาี้ พลังงานจะถูกปล่อยออกมา
เป็นขั้นตอน ในรูปของ สารพลังงานสูง และสารเคมีที่เก็บพลังงานไว้ในตัว จนถึงในขั้นตอนสุดท้าย
ที่มีการใช้ออกซิเจน จะได้พลังงานในสัดส่วนที่สูงกว่าขั้นตอนอื่นๆ มาก พลังงานที่ได้จากการหายใจนั้น
จะอยู่ในรูปของสารพลังงานสูง คือ ATP (adenosine triphosphate)


                                     


        ในเรื่องของการหายใจภายนอก สื่อนี้จะครอบคลุมถึง เรื่ื่องการแลกเปลี่ยนแก๊ส ที่ต้องทำ
ผ่านพื้นที่หายใจ ที่มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ เพื่อให้แก๊สซึมผ่านเข้า-ออกได้ ซึ่งบริเวณใช้
้แลกเปลี่ยนแก๊สนี้ จะมีลักษณะคล้ายคลึงกันทั้งนั้น ไม่ว่าจะอยู่ในสัตว์ชนิดใดก็ตาม ในสัตว์
์เลี้ยงลูกด้วยนม การแลกเปลี่ยนแก๊ส และการนำออกซิเจนไปสู่เซลล์ จะมีระบบที่เกี่ยวข้อง
กับการหายใจหลายระบบเข้ามาเกี่ยวข้อง ได้แก่ ระบบทางเดินหายใจ ระบบกล้ามเนื้อ
ระบบไหลเวียนเลือด และ ระบบประสาทอัตโนมัติ บทเรียนนี้จะอธิบายเพิ่มเติมในเรื่องของ
กลไกการแลกเปลี่ยนแก๊ส บทบาทของฮีโมโกลบินในการลำเลียงออกซิเจน และการขับ
คาร์บอนไดออกไซด์ออกมา


                             


         สำหรับเรื่องการหายใจระดับเซลล์ สื่อนี้จะแสดงให้เห็นถึงขั้นตอนต่างๆ ของการได้พลังงาน
จากสารอาหาร ซึ่งจะมีขั้นตอนหลัก 3 ขั้นตอนที่ต่อเนื่องกัน ได้แก่วิถีไกลโคลิซีส วัฏจักรเครบส์
และระบบถ่ายทอดอิเล็กตรอนและออกซิเดทีฟ ฟอสโฟริเลชัน ขั้นตอนแรก เกิดในไซโตซอล
สองขั้นตอนหลัง เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรีย ในแง่ของเมแทบอลิซึม สองกระบวนการแรกคือ
วิถีไกลโคลิซิส และ วัฏจักรเครบส์ เป็นการสลายกลูโคส และสารอาหารอื่นๆ ให้ได้สารพลังงานสูง
ในขั้นตอนสุดท้าย พลังงานเคมีที่สะสมไว้ใน NADH และ FADH₂ (ในรูปของอิเล็กตรอน) ที่ได้จาก
2 ขั้นตอนแรก จะถูกส่งต่อเข้าสู่ระบบถ่ายทอดอิเล็กตรอน ซึ่งมีการส่งอิเล็กตรอนเป็นทอดๆ ไปจนถึง
ปลายของระบบให้แก่ออกซิเจน ซึ่งเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย พลังงานอิสระที่ได้จากการถ่ายทอด
อิเล็กตรอนเป็นช่วงๆ นี้จะนำไปใช้ในการสร้าง ATP โดยวิธีการที่เรียกว่า ออกซิเดทีฟ ฟอสโฟริเลชัน


                   


         บทเรียนเสริมนี้ จะทำให้เห็นถึงกลไกการเกิดปฏิกิริยาในขั้นตอนต่างๆ ได้ชัดเจนขึ้น โดยใช้
ภาพจำลอง และภาพเคลื่อนไหว พร้อมคำอธิบายในแง่มุมใหม่เพิ่มเติมจากบทเรียน เพื่อให้เข้าใจ
เนื้อหาวิชาได้ลึกซึ้งขึ้น ในสื่อนี้จะมีคำถามก่อนเรียน เพื่อนำเข้าตัวเนื้อหาวิชา คำถามระหว่างบทเรียน
เป็นระยะๆ เพื่อให้ติดตามเนื้อหาวิชาได้อย่างต่อเนื่อง และคำถามท้ายบท และกิจกรรม เพื่อเป็นการ
ประเมินความรู้ และความเข้าใจของผู้เรียน