รายงานพันธุศาสตร์

บทปฏิบตั ิการท่ี 4 พันธุศาสตร อาจารย ดร.วริ งั รอง กรินทธ ัญญกิจ สิ่งมชี วี ติ แตละชนิดบนโลกมลี ักษณะท่ีแตกตา งกนั และถงึ แมจ ะเปน สง่ิ มีชีวติ ชนดิ เดยี วกันก็ยงั มีลกั ษณะที่แตกตา งกันดว ย เชน ความสูง สีผิว สตี า ลักษณะและสผี ม เปน ตน ลกั ษณะที่แตกตา งกันนส้ี ามารถถา ยทอดจากส่งิ มชี วี ติ รุนหนึง่ ไปยังสิง่ มีชวี ติ อีกรนุ หนึ่งอยางตอเนือ่ ง โดยมหี นว ยทมี่ คี ณุ สมบัตคิ วบคมุ ลักษณะตาง ๆ ของส่งิ มีชีวิตที่เรียกวา “ยีน” (gene) ซึง่ เปน หนวยพันธุกรรมท่อี ยูบ นโครโมโซม (chromosome) ในคนจะมยี ีนประมาณ 30,000 ยีน แตล ะยนี จะควบคุมลักษณะตาง ๆ ทางพนั ธกุ รรม ลักษณะทางพนั ธกุ รรม (phenotype) คอื ลักษณะตา ง ๆ ของส่ิงมีชวี ติ ทปี่ รากฏออกมา โดยมหี นวยทางพันธกุ รรมหรือยีนทป่ี รากฏอยูในสภาพคู เรียกวา จโี นไทป (genotype) เปน ตวั ควบคมุ การถา ยทอดลกั ษณะทางพนั ธุกรรมในมนุษย เชน การหอลิ้น การม/ี ไมม ีตงิ่ หู การม/ี ไมม ีลักยม้ิ สีผิว ความสงู หมูเลือด ABO ลักษณะพันธุกรรมในสัตว เชน สีขน รปู รา ง ลักษณะโครงรา ง และการถา ยทอดลักษณะทางพนั ธกุ รรมในพืช เชน ลักษณะของใบ สีดอก จำนวนกลีบดอก สามารถถายทอดจากรนุ หน่ึงไปยังรุนตอ ๆ ไปได ดงั นนั้ ในสิ่งมชี ีวิตชนดิ เดียวกันจึงมีความคลายคลึงกนั โดยเฉพาะอยางย่งิ ถาเปน สิง่ มชี วี ิตในครอบครวั เดยี วกนั ความคลา ยคลึงกันกจ็ ะย่ิงมีมากข้นึ ทำใหเ กิดลักษณะเฉพาะของสงิ่ มชี วี ติ ชนดิ น้นั ๆ อยา งไรก็ตาม ลักษณะทางพันธุกรรมบางลกั ษณะอยางเชน สผี ิว ความสงู และสตปิ ญญา นอกจากจะมีพนั ธกุ รรมเปนตัวควบคุมแลว ลกั ษณะทีป่ รากฏอาจมีความแปรผนั ไปไดเ นอ่ื งจากอทิ ธิพลของส่ิงแวดลอม เชน อาหารและการเล้ียงดู ตอนท่ี 1 การสำรวจลกั ษณะทางพนั ธุกรรม การทดลองท่ี 1 พันธกุ รรมลายนิ้วมือ ลายน้วิ มอื ของแตล ะคน เริม่ ปรากฏขน้ึ ตัง้ แตเ ปน ตวั ออนอายุ 3-4 เดือน ในครรภม ารดา ซงึ่ เปนผิวหนังสวนท่มี ีรองและมีสัน เอาไวใ ชสำหรับอำนวยความสะดวกในการหยิบจับสง่ิ ของ สนั และรอ งที่ปรากฏน้ี มีคณุ ลักษณะทส่ี ำคัญ 2 ประการ คือ ไมม ีการเปลีย่ นแปลงรูปแบบตามกาลเวลา (แตอาจเปลีย่ นขนาดได) และการมรี ูปแบบเฉพาะในแตล ะคน วตั ถปุ ระสงค 1. เพอ่ื ใหน กั ศึกษาเขาใจถึงแบบแผนของการถา ยทอดลกั ษณะทางพันธุกรรมเบอ้ื งตน 2. เพ่อื ใหน ักศกึ ษาไดฝ ก หดั สำรวจและเก็บขอมูลลักษณะทางพันธุกรรม

4-2 วสั ดแุ ละอปุ กรณ 1. รปู ลายน้วิ มือแบบตางๆ 2. หมึกพมิ พ วธิ ปี ฏบิ ตั ิการ 1. ลา งมอื ใหส ะอาดและเชด็ มอื ใหแหง กอ นพมิ พลายนิว้ มือ 2. ใหน กั ศกึ ษาพมิ พล ายนิ้วมอื ในกระดาษจากน้วิ ทง้ั ซายและขวาทกุ นวิ้ โดยการกลิง้ นิ้วลงบนกระดาษในตารางท่ี 4.1 ใหเห็นลายน้ิวมอื ชดั เจน 3. สังเกตลายนว้ิ มือเปรยี บเทียบกับแบบตวั อยา ง (ภาพท่ี 4.1) 4. สรุปรูปแบบลายนิว้ มอื ของนกั ศกึ ษาแตล ะคน ผลปฏบิ ตั กิ าร ตารางท่ี 4.1 รปู แบบลายน้ิวมือของนักศกึ ษา ลายนิ้วมือขวา น้ิวหวั แมม ือ นวิ้ ช้ี นิว้ กลาง นว้ิ นาง นิว้ กอ ย ลายน้วิ มอื ซาย น้ิวหัวแมม ือ นิ้วชี้ นิ้วกลาง น้วิ นาง นิว้ กอย

4-3 สรุปผล .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... . .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... . .................................................................................................................................................................... .

4-4 ภาพท่ี 4.1 ลายน้ิวมือแบบตางๆ การทดลองท่ี 2 ลกั ษณะพนั ธกุ รรมของมนุษย วัตถุประสงค เพอ่ื ใหน กั ศึกษาเขาใจและสามารถอธบิ ายถึงแบบแผนของการถา ยทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมได

4-5 วิธีปฏบิ ัติการ 1. ใหน กั ศึกษาสงั เกตลักษณะตา ง ๆ ของตนเองและบคุ คลใกลช ิดในครอบครวั แลวบนั ทึกลงในตารางท่ี 4.2 โดยใสเ ครือ่ งหมาย √ ลงในชองท่มี ีลักษณะดงั กลา ว และใสเคร่อื งหมาย – กรณีทไี่ มทราบวาบุคคลท่ที ำการสำรวจมลี กั ษณะเปนเชน ใด 2. วิเคราะหลกั ษณะทส่ี งั เกตไดตามขอมลู ในตารางแลวสรปุ ผล ผลปฏิบตั กิ าร ตารางที่ 4.2 ลักษณะทางพนั ธกุ รรมของนักศกึ ษาและบคุ คลใกลชดิ ในครอบครวั ลักษณะทางพันธุกรรม บคุ คลในครอบครัวท่ีทำการสำรวจ นกั ศึกษา พอ แม ปู ยา ตา ยาย พ่ี นอง หอลิ้นได หอลนิ้ ไมไ ด ผมหยิก ผมเหยียดตรง มีติ่งหู ไมม ีติง่ หู มีลักยิ้ม ไมม ลี กั ยมิ้ มีรอยหยกั เชิงผมทห่ี น าผาก ไมมรี อยหยักเชงิ ผมทีห่ นาผาก สรปุ ผล .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................

4-6 .................................................................................................................................................................... . .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .

4-7 ตอนท่ี 2 พนั ธุกรรมกับหมูเลือด (blood group) การทดลองที่ 3 การตรวจสอบหมูเ ลือดในระบบ ABO            การจำแนกหมูเลอื ด เปนการจดั เลอื ดออกเปน หมูโดยอาศัยการตกตะกอนของเมด็ เลือดแดงกบั สารแอนตบิ อดที ่มี ีอยใู นพลาส มา จากการศกึ ษาและผลงานของนายแพทยช าวองั กฤษ ชอื่ คารล ลันดช ไตเนอร (Karl Landsteiner) เมอ่ื ครสิ ตศตวรรษที่ 20 โดยการศกึ ษาสมบตั ิและปฏิกริ ิยาของเลือดในแตล ะคน ลันดช ไตเนอรไดทดลองนำเลอื ดของแตล ะคนผสมกันบนสไลด พบวาบางกรณไี มมปี ฏิกิริยาใดเกิดขึน้ แตใ นบางกรณีจะเกดิ ปฎิกริ ิยาการจบั ตวั ของเลอื ดเปน ลกั ษณะคลายตกตะกอน (agglutination) ซง่ึ มสี าเหตุมาจากคนที่มีเลอื ดแตกตา งกนั โดยจะมีแอนติบอดีในเซรมุ และมีแอนตเิ จนทผ่ี ิวเซลลเ มด็ เลอื ดแดงแตกตางกนั ไปดวย ในกรณีผสมเลอื ดที่เหมือนกันจะไมเ กิดปฏกิ ริ ยิ าการตกตะกอน จากการศกึ ษาเกย่ี วกบั เลอื ดของคนอยา งกวา งขวาง ลนั ดซ ไตเนอรส ามารถจำแนกชนดิ เลอื ดของคนออกเปน 4 หมู ตามระบบการจำแนกแบบ ABO คอื หมู O หมู A หมู B และหมู AB ตามสมบตั ขิ องแอนตเิ จนและแอนตบิ อดใี นเลือดของแตละคน และปฏกิ ริ ยิ าเคมีทเ่ี กิดขึ้นดงั ตารางท่ี 4.3 หากเกิดปฏกิ ริ ยิ ากับแอนตบิ อดีชนิดใดจะใช + เม่อื ไมเกดิ ปฎกิ ิริยาใช - ตารางท่ี 4.3 การจำแนกหมเู ลอื ดในระบบ ABO หมูเ ลอื แอนติเจนในเมด็ เลือดแ แอนติบอดีในเซรุม การเกิดปฏกิ ิรยิ ากับแอนตบิ อดี ด ดง anti-A anti-B -- O ไมม ี A และ B +- -+ AA B ++ BB A AB A และ B ไมมี ท่มี า: วสิ ุทธ์ิ ใบไม, 2530            จากตารางที่ 4.3 แสดงวา หมเู ลอื ด O จะไมเกิดการตกตะกอนกับแอนติบอดี A และ B หมเู ลือด AB จะตกตะกอนกับแอนติบอดที ง้ั A และ B สว นหมูเ ลอื ด A ตกตะกอนกบั แอนติบอดี A และหมเู ลือด B ตกตะกอนกบั แอนตบิ อดี B ลกั ษณะหมูเ ลือดเปน ลักษณะท่ถี า ยทอดทางพันธุกรรม ทถี่ ูกควบคมุ ดวยยนี 1 คู โดยยนี ท่ีตำแหนง น้พี บวา มีหลายรูปแบบ หรอื ท่เี รยี กวามัลตเิ พิลอัลลีล

4-8 (multiple allele) ซึง่ ประกอบไปดว ยอลั ลีล IA, IB และ i ทำใหเ กิดรปู แบบจโี นไทป (genotype) ไดหลายแบบดังนี้ หมเู ลอื ด A มจี โี นไทปท ่เี ปนไปได คอื IAIA หรือ IAi หมูเลือด B มจี โี นไทปทเ่ี ปนไปได คอื IBIB หรือ IBi หมูเลือด AB มจี ีโนไทปทเ่ี ปนไปได คือ IAIB หมเู ลอื ด O มีจโี นไทปท ีเ่ ปนไปได คอื ii จากขา งตน แสดงใหเ หน็ วาอัลลลี IA และ IB สามารถขมอลั ลลี i ไดอ ยางสมบูรณ (complete dominance) แตอัลลลี IA และ IB เปนอลั ลลี ทแ่ี สดงลกั ษณะเดนเทา ๆ กนั (codominance) จึงแสดง ลักษณะรว มกันในหมเู ลอื ด AB ก. แอนติบอดี A และแอนตบิ อดี B ในขวดบรรจุ

4-9 ข. แสดงหมูเ ลอื ดหมตู า งๆ โดยสังเกตจากการม/ี ไมมตี ะกอนเกดิ ข้ึน ภาพที่ 4.2 การตรวจหมูเลือดในระบบ ABO ก. แอนติบอดี A และ B ทีใ่ ชในการตรวจสอบ ข. ปฏิกิริยา ระหวางแอนติบอดีกับเลอื ด ทมี่ า: http://mac122.icu.ac.jp/gen-ed/mendel.html   ในการตรวจหาหมเู ลือด นำ้ ยาท่ใี ชต รวจ คอื แอนติบอดที อ่ี ยใู นเซรมุ โดยอาศัยหลกั การเกิดตะกอนระหวา งแอนตเิ จน A กับ แอนติบอดี A และแอนตเิ จน B กับแอนตบิ อดี B (ภาพที่ 4.2) นั่นเอง            คนผวิ ขาว (Caucasian) ในสหรฐั อเมรกิ าจะมปี ระชากรทีม่ หี มเู ลือดระบบ ABO ในอัตรา ดังน้ี หมเู ลอื ด O รอ ยละ 50 หมูเลอื ด A รอ ยละ 41 หมูเลอื ด B รอยละ 7 หมเู ลอื ด AB รอ ยละ 2        คนไทยจะมีประชากรที่มีหมเู ลอื ดระบบ ABO ในอตั ราดังนี้ หมูเลอื ด O รอยละ 37 หมเู ลือด A รอยละ 22 หมูเลือด B รอยละ 33 หมเู ลอื ด AB รอยละ 8 ที่มา: เชาว ชโิ นรกั ษ และพรรณี ชิโนรักษ, 2529 การถายเลอื ด (blood transfusion)            หลังจากการเสียเลือดจำนวนมากออกไป การใหพ ลาสมาหรือสารอีเลก็ โทรไลต จะชว ยไดเ ล็กนอ ยในระยะแรก ๆ เทานน้ั เพราะจะชวยเพ่ิมความดันออสโมติกข้ึนเหมือนกบั การใหเลือด

4-10 เพราะวาจะไมผา นผนงั เสน เลอื ดฝอยออกมาภายนอกเหมอื นกบั การใหน ำ้ เกลือ 0.9% ซึง่ จะสามารถอยูในเสน เลอื ดไดชวั่ คราว และจะซมึ ผานออกจากเน้อื เยอื่ ได ทำใหความดันลดลงอยางรวดเร็วอีกครงั้ หน่งึ ดงั นน้ั การใหเลอื ดจึงเปน วธิ กี ารท่ีดที ่ีสดุ ในการเสยี เลือด การถา ยเลือดหรือการใหเ ลือดแกผ ูตอ งการเลอื ดจำเปนตอ งใหเลอื ดหมูเ ดียวกนั กบั เลอื ดของผรู ับ หากตองการใหเ ฉพาะเมด็ เลือดแดงหรอื พลาสมาอยางใดอยา งหนงึ่ อาจใหเลอื ดตา งหมไู ด ดงั นัน้ กอนการใหเลือดตองทดสอบหมเู ลอื ดของผใู หและผรู ับเสียกอน เพ่อื ปอ งกันไมใ หเ ลอื ดผดิ หมู ซึ่งจะกอ ใหเ กดิ การตกตะกอนของเมด็ เลอื ดแดง อันจะมผี ลไปอุดตนั เสน เลอื ด ขดั ขวางการทำหนาทข่ี องอวัยวะตาง ๆ ได ดงั น้นั หลักในการใหเ ลือดก็คือ เมด็ เลือดแดงของผูใหต องมแี อนตเิ จน ทจ่ี ะไมเกดิ การตกตะกอนกบั แอนติบอดีของผรู บั นั่นเอง เชน เมด็ เลือดแดงผใู หมีแอนติเจน A เลือดผรู ับจะตองไมมแี อนตบิ อดี A แตถ า จะตองการใหเฉพาะพลาสมา ผูใหพลาสมาจะตองไมม ีแอนติบอดี ที่จะไปทำใหแอนตเิ จนของเมด็ เลือดแดงเกิดการตกตะกอนขนึ้            ในการใหเ ฉพาะเม็ดเลือดแดงกับผูปว ยนน้ั จะพบวา หมู O นน้ั เม็ดเลอื ดแดงไมม แี อนตเิ จน จึงสามารถใหเมด็ เลือดแดงกบั หมเู ลอื ดทกุ หมไู ด และหมู AB เมด็ เลือดแดงมีแอนติเจนทัง้ A และ B จงึ สามารถรบั เมด็ เลอื ดแดงจากหมู A หมู B และหมู O ไดดว ยเหตุน้ี หมู O จงึ เปน ผใู หสากล (universal doner) และหมู AB เปน ผูรับสากล (universal recipient) ดังแผนผัง O O B ↓ A AB วตั ถปุ ระสงค 1. เพือ่ ใหนกั ศกึ ษาเขาใจหลกั การจำแนกหมูเลอื ดระบบ ABO 2. เพอื่ ศกึ ษาวิธกี ารหาหมูเลอื ดของตนเอง วสั ดุและอุปกรณ 1. เข็มเจาะเลือด

4-11 2. สำลแี ละแอลกอฮอล 70 % 3. กระจกสไลด 4. ไมจม้ิ ฟน 5. ปากกาเขยี นสไลด 6. Anti-A และ Anti-B วิธีปฏบิ ัตกิ าร   1. เตรียมกระจกสไลดท ่ีสะอาด 1 แผน 2. ใชสำลชี ุบแอลกอฮอล 70% เช็ดท่ปี ลายน้วิ มอื ทจ่ี ะทำการเจาะเลือด ทงิ้ ไวสกั ครแู ลว ใชน ้ิวหวั แมม ือกดตรงใกลปลายน้วิ เพ่อื เคน เลือดใหล งไปอยทู ่ปี ลายน้ิว แลวใชเข็มเจาะเลอื ดทป่ี ลายนว้ิ แลวหยดเลอื ดบนสไลด 2 หยดใหหา งกัน 3. หยดแอนติบอดี A ทเ่ี ลอื ดหยดหนง่ึ และแอนติบอดี B ทเ่ี ลือดอีกหยดหน่งึ 4. ใชไมจิ้มฟน 2 อัน อนั หนึง่ เขย่ี เลอื ดใหผ สมกบั แอนตบิ อดี A อกี อนั หนง่ึ เขีย่ เลอื ดใหผ สมกบั แอนติบอดี B 5. สงั เกต การเกิด/ไมเกดิ ตะกอน บันทกึ ผลลงในตารางท่ี 4.4 ผลปฏิบตั กิ าร ตารางท่ี 4.4 หมูเลอื ดและจีโนไทปข องนักศึกษาแตละคนเทียบกับผลของท้งั ชนั้ หมูเลือด ผลของนสิ ติ แ จโี นไทปท ่ีเปน ไปได ผลของทง้ั ชนั้ ตละคน จำนวน (คน) เปอรเซ็นต A B AB O สรุปผล .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... . .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................

4-12 คำถามทา ยบท 1. จโี นไทป (genotype) และฟโ นไทป (phenotype) มคี วามสมั พันธเกยี่ วของกนั อยางไร .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... 2. การทล่ี ายนว้ิ มือมีรปู แบบเฉพาะในแตล ะบคุ คลนน้ั จงึ ไดมีการนำไปใชประโยชนในหลาย ๆ ดาน ยกตัวอยา งเชน .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... 3. ถา นักศกึ ษามีเลอื ดหมู B จะมีจีโนไทปอยา งไร และถาแตงงานกบั คนที่มีเลือดหมู A จะมลี ูกซง่ึ มเี ลอื ด หมูใดไดบ าง .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................... 4. ถาแมม ีเลอื ดหมู AB และพอ มเี ลือดหมู A หมูเลอื ดใดทใ่ี นรุนลกู จะไมมแี นน อน .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ......................................................... ลายเซน็ อาจารยผูควบคุมปฏบิ ตั กิ าร วันท่ี ……………….…………………………. เอกสารอางอิง เชาว ชโิ นรักษ และพรรณี ชโิ นรักษ. (2529). ชีววิทยา. กรงุ เทพฯ: จุฬาลงกรณมหาวิทยาลยั . วิสทุ ธิ์ ใบไม. (2530). พันธศุ าสตร. กรงุ เทพฯ: มหาวิทยาลัยมหิดล. คณาจารยภ าควชิ าพนั ธุศาสตร. (2554). พันธศุ าสตรป ฏิบัตกิ าร (พมิ พค รัง้ ท่ี 3). กรุงเทพฯ: มหาวทิ ยาลัยเกษตรศาสตร;.