วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ม.3 เล่ม1 หน่วย2_พันธุศาสตร์

ส่ือการเรียนการสอน เรื่อง พนั ธกุ รรม ครยู ุพา แกว้ หนูนวล โรงเรียนวิเชียรมาตุ จงั หวดั ตรงั สานกั งานเขตพ้ืนที่การศึกษามธั ยมศึกษา เขต 13

พนั ธกุ รรม ตวั ช้ีวดั • อธิบายความสมั พนั ธ์ระหว่างยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซม โดยใชแ้ บบจาลอง • อธบิ ายการถ่ายทอดลกั ษณะทางพันธุกรรมจากการผสมโดยพิจารณาลกั ษณะเดยี วที่แอลลลี เดน่ ขม่ แอลลลี ด้อยอย่างสมบูรณ์ • อธบิ ายการเกดิ จโี นไทป์และฟโี นไทป์ของลูกและคานวณอัตราส่วนการเกดิ จโี นไทป์และฟีโนไทปข์ องรุ่นลกู • อธิบายความแตกตา่ งของการแบง่ เซลลแ์ บบไมโทซสิ และไมโอซสิ • บอกได้วา่ การเปลี่ยนแปลงของยนี หรอื โครโมโซม อาจทาใหเ้ กดิ โรคทางพนั ธกุ รรม พร้อมทัง้ ยกตวั อย่างโรคทางพันธุกรรม • ตระหนักถงึ ประโยชนข์ องความรเู้ รอื่ งโรคทางพันธุกรรม โดยรูว้ า่ กอ่ นแตง่ งานควรปรกึ ษาแพทย์เพ่อื ตรวจและวินิจฉัยภาวะเส่ียงของลกู ทอี่ าจเกิดโรคทางพันธกุ รรม • อธบิ ายการใชป้ ระโยชน์จากสงิ่ มีชีวิตดดั แปรพันธุกรรม และผลกระทบท่อี าจมีตอ่ มนุษย์และสงิ่ แวดลอ้ มโดยใช้ขอ้ มูลที่รวบรวมได้ • ตระหนกั ถงึ ประโยชน์และผลกระทบของส่ิงมีชวี ิตดัดแปรพนั ธุกรรมท่อี าจมตี อ่ มนุษย์และส่ิงแวดล้อม โดยการเผยแพร่ความรู้ท่ีได้จากการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งมีข้อมูล สนบั สนุน • เปรียบเทยี บความหลากหลายทางชวี ภาพในระดับชนิดสิง่ มชี วี ิตในระบบนเิ วศตา่ ง ๆ • อธบิ ายความสาคัญของความหลากหลายทางชีวภาพที่มตี ่อการรักษาสมดลุ ของระบบนเิ วศและตอ่ มนุษย์ • แสดงความตระหนักในคณุ ค่าและความสาคญั ของความหลากหลายทางชีวภาพ โดยมสี ว่ นรว่ มในการดูแลรกั ษาความหลากหลายทางชวี ภาพ

ทำไมดเี อ็นเอสำยยำวจงึ สำมำรถ อยู่ในเซลลท์ มี่ ีขนำดเลก็ ได้

โครโมโซม ดีเอน็ และยีน สิ่งมชี วี ิตตำ่ งชนดิ กัน จะมีจำนวนโครโมโซม โครโมโซม (Chromosome) ประกอบดว้ ยดเี อน็ เอและ เทำ่ กนั ได้หรอื ไม่ โปรตีน โดยบางช่วงของสายดีเอน็ เอทาหนา้ ท่คี วบคุมและกาหนด มา้ มีจานวนโครโมโซม 64 แท่ง ลักษณะทางพันธกุ รรมของส่ิงมชี วี ิต ในขณะท่ีสนุ ขั มจี านวนโครโมโซม 78 แท่ง โดยทวั่ ไปสิ่งมีชวี ติ จะมจี านวนโครโมโซมเป็นเลขคู่ มะเขอื เทศและข้าวมจี านวนโครโมโซมเท่ากนั คอื 24 แทง่ และจานวนโครโมโซมไม่สัมพันธก์ บั ขนาดของส่ิงมชี ีวิต โดยสง่ิ มีชวี ติ ต่างชนดิ กัน อาจมจี านวนโครโมโซมเทา่ กนั หรือไม่เท่ากันก็ได้ แตส่ ง่ิ มชี วี ิตชนิดเดียวกนั ย่อมมีจานวน โครโมโซมเทา่ กนั

ตำรำง แสดงจำนวนโครโมโซมของเซลลร์ ่ำงกำยของสิง่ มชี ีวิตชนิดตำ่ ง ๆ ส่งิ มีชวี ติ จำนวนโครโมโซม ส่งิ มชี ีวิต จำนวนโครโมโซม (แท่ง) (แท่ง) สนุ ัข มนั ฝร่งั ม้ำ 78 มะเขือเทศ 48 ชิมแปนซี มนุษย์ 64 ขำ้ ว 24 เมน่ 48 ถวั่ แดง 24 แมว 46 ขำ้ วโพด 22 แมลงวนั 46 มะละกอ 20 ยุง 38 หัวหอม 18 12 แตงกวำ 16 6 14

กำรศึกษำโครโมโซมของมนษุ ย์ กำรทำแครีโอไทป์ (karyotype) เปน็ การศึกษาจานวนและรปู ร่างของโครโมโซมเปน็ คู่ ภายใตก้ ล้องจลุ ทรรศน์ ตวั อย่างเชน่ การศกึ ษาจานวนและรปู ร่างของโครโมโซมของมนุษย์ ทาให้ทราบว่ามนษุ ยม์ ีโครโมโซมจานวน 46 แทง่ หรือ 23 คู่ โครโมโซมค่ทู ี่ 1-22 เซลล์อสจุ ิ เรียกวา่ มจี ำนวนโครโมโซม โครโมโซมรำ่ งกำย 23 แทง่ หรือ ออโตโซม โครโมโซมคทู่ ่ี 23 เซลลไ์ ข่ เรียกวา่ มจี ำนวนโครโมโซม โครโมโซมเพศ 23 แท่ง

ควำมสมั พันธ์ระหวำ่ งโครโมโซม ดีเอน็ เอ และยีน ยีนหรอื หน่วยพนั ธกุ รรม คอื ช่วงของสายดเี อ็นเอ ท่กี าหนดลักษณะทางพนั ธุกรรมของส่ิงมีชีวติ ดเี อน็ เอ ดเี อน็ เอ คอื โมเลกลุ ทม่ี ลี กั ษณะ เป็นเกลยี วคู่ ทาหน้าทีเ่ กบ็ ขอ้ มูล กอ้ นโปรตีน ทางพันธกุ รรมของสง่ิ มีชีวิต โครโมโซม สิ่งมีชีวิตทั่วไปมี โครโมโซม ดเี อ็นเอพนั รอบกอ้ นโปรตนี โครโมโซมอยู่กันเป็นคู่ เรียกว่า ฮอมอโลกัสโครโมโซม ซ่ึงยีนท่ี โครโมโซม ดีเอ็นเอ และยนี อยู่บนฮอมอโลกัสโครโมโซม มคี วำมสัมพนั ธ์กันอย่ำงไร อาจมีรูปแบบที่เหมือนหรือ แตกตา่ งกนั เรียกวา่ แอลลีล

กำรถำ่ ยทอดลกั ษณะทำงพันธกุ รรม “ลูกมักมีลักษณะคล้ำยคลึงกับพ่อและแม่ เนื่องจำกลูกได้รับ เดก็ คนใดเป็นลกู ข้อมูลทำงพันธุกรรมมำจำกพ่อและแม่ หรือในบำงกรณีอำจ ของสำมีภรรยำคู่นี้ ”คล้ำยคลึงกับรุ่นบรรพบุรุษก่อนหน้ำ แสดงให้เห็นว่ำ สิ่งมีชีวิต มกี ำรถ่ำยทอดลักษณะทำงพนั ธุกรรมตอ่ ไปยงั รนุ่ ลกู หลำน เด็กคนท่ี 1 เดก็ คนที่ 2 เดก็ คนที่ 3 ✓

กำรศึกษำพนั ธุศำสตรข์ องเมนเดล ลักษณะของตน้ ถั่วลนั เตำทีเ่ มนเดลเลอื กศกึ ษำ มคี วามแตกตา่ งกันอยา่ งชดั เจน 7 ลักษณะ ดงั น้ี เกรกอร์ โยฮนั น์ เมนเดล รูปร่ำงของเมลด็ สขี องเมลด็ เปน็ ผศู้ กึ ษาและค้นพบขอ้ เทจ็ จรงิ เก่ียวกับการถ่ายทอด ลักษณะทางพันธกุ รรม เขาจึงไดร้ ับการยกย่องให้เป็น บิดาแห่งวชิ าพันธุศาสตร์ กลบี ดอก กลีบเลี้ยง เกสรเพศเมยี รูปรำ่ งของฝัก สขี องฝัก เกสรเพศผู้ สีของดอก ในกำรทดลองเมนเดลเลอื กใช้ถ่วั ลันเตำ เน่อื งจำก ตำแหนง่ ของดอก ควำมสูงของลำต้น  ปลูกง่าย เจริญเตบิ โตเรว็ วงจรชวี ติ ส้นั  มีลักษณะทางพันธุกรรมท่ีแตกตา่ งกันอยา่ งชดั เจน  มีดอกสมบรู ณเ์ พศ

ตวั อย่ำงเชน่ ผสมต้นถว่ั ลันเตาดอกสีมว่ งพนั ธุ์แทก้ ับตน้ ถั่วลันเตาดอกสขี าวพันธแ์ุ ท้ ซง่ึ ไดผ้ ลการทดลอง ดงั นี้ รุ่นพ่อแม่ ถ้ำผสมต้นถว่ั ลนั เตำที่มดี อกสีมว่ งพันธุ์แท้ กบั ต้นถว่ั ลันเตำทม่ี ีดอกสีขำวพนั ธแุ์ ท้ ถั่วลันเตาดอกสีม่วงพันธุแ์ ท้ ถ่ัวลนั เตาดอกสขี าวพันธแ์ุ ท้ จะได้ลูกร่นุ ท่ี 1 และ 2 เปน็ อย่ำงไร ลกู ร่นุ ท่ี 1 ; F1 ลกั ษณะเด่น ลกู ร่นุ ท่ี 2 ; F2 ถว่ั ลันเตาดอกสีม่วงพันธุ์ทาง ลกั ษณะด้อย อตั รำส่วนของดอกสมี ว่ ง : สีขำว ประมำณ 3 : 1

กำรถ่ำยทอดยนี บนโครโมโซม ภายหลงั การทดลองของเมนเดล นกั วทิ ยาศาสตร์ไดศ้ กึ ษาเพ่ิมเตมิ ทาใหท้ ราบวา่ สิ่งท่ีควบคุมลักษณะทางพันธกุ รรม เรยี กว่า ยีน (gene) ซ่ึงรปู แบบของยนี บนโครโมโซมอาจมีรูปแบบท่ีเหมอื นหรอื แตกต่างกัน เรยี กวา่ แอลลีล (allele) ตอ่ มานกั วทิ ยาศาสตร์จึงไดก้ าหนดสัญลักษณ์ แทนแอลลีล โดยใช้ตวั อักษรตัวแรกเปน็ ภาษาอังกฤษ โดยตวั พมิ พ์ใหญ่แทนแอลลลี เดน่ และตัวพมิ พ์เลก็ แทนแอลลีลด้อย ดงั ภาพ โลคสั ของยีนท่คี วบคมุ โลคสั ของยนี ท่คี วบคมุ โลคัสของยนี ท่ีควบคมุ ลักษณะสขี องกลีบดอก ลักษณะของเมลด็ ลักษณะความสูงของลาต้น Pr t ฮอมอโลกสั Pr T โครโมโซม Tt จโี นไทป์ แอลลีลเดน่ แอลลลี ดอ้ ย ฟโี นไทป์ (เฮเทอโรไซกสั ) PP rr ตน้ สงู (ฮอมอไซกสั โดมแิ นนท์) (ฮอมอไซกสั รีเซสซฟี ) กลบี ดอกสมี ่วง เมล็ดขรขุ ระ

การแบ่งเซลลข์ องส่งิ มชี วี ติ

กำรแบ่งเซลล์ของสงิ่ มชี วี ติ จำนวนโครโมโซม กำรแบง่ เซลล์ 46 แท่ง แบบไมโทซสิ [mitosis] กำรแบง่ เซลล์ กำรแบ่งเซลล์ • เพือ่ เพม่ิ จานวนเซลลร์ ่างกาย แบบไมโอซิส แบบไมโทซสิ • จานวนโครโมโซมเทา่ กบั เซลลต์ ้งั ตน้ • ได้เซลลล์ กู จานวน 2 เซลล์ ปฏสิ นธิ แบบไมโอซสิ [meiosis] เซลล์อสจุ ิ เซลลไ์ ข่ จำนวน จำนวนโครโมโซม จำนวนโครโมโซม โครโมโซม • เพ่ือสรา้ งเซลล์สืบพันธ์ุ 46 แท่ง • เกดิ การแลกเปลยี่ นชิน้ ส่วนยีนทาให้เกิดความ 23 แทง่ 23 แทง่ หลากหลายของส่งิ มชี วี ติ • จานวนโครโมโซมลดลงเปน็ ครึ่งหน่งึ ของเซลลต์ ัง้ ตน้ • ไดเ้ ซลลล์ กู จานวน 4 เซลล์

กำรแบ่งเซลลข์ องส่งิ มีชวี ติ ทำไมส่ิงมชี ีวติ ต้องมี กำรแบง่ เซลล์ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดล้วนต้องมีกำร แบ่งเซลล์ เพ่ือเพิ่มจำนวนเซลล์ใน ร่ ำ ง ก ำ ย ท ำ ใ ห้ ส่ิ ง มี ชี วิ ต มี ก ำ ร เจริญเติบโต และสิ่งมีชีวิตมีกำรแบ่ง เ ซ ล ล์ เ พ่ื อ ส ร้ ำ ง เ ซ ล ล์ สื บ พั น ธุ์ ไ ว้ สำหรับสืบพันธุ์ เพ่ือดำรงเผ่ำพันธุ์ ต่อไป

กำรแบ่งเซลล์

กำรแบ่งเซลล์

ควำมผดิ ปกติทำงพนั ธุกรรม โรคทำงพันธุกรรม มีสำเหตุมำจำกอะไร โ ร ค ท ำ ง พั น ธุ ก ร ร ม เ กิ ด จ ำ ก ควำมผิดปกติท่ีเกิดข้ึนกับโครโมโซม หรือยีน เนื่องจำกกำรเปลี่ยนแปลง จำนวนหรือรูปร่ำงไปจำกปกติ ซึ่ง สำมำรถถ่ำยทอดจำกรุ่นพอ่ แมไ่ ปสู่ รนุ่ ลกู หลำนได้

สำเหตุของโรคทำงพนั ธกุ รรม ควำมผิดปกติของออโตโซม ควำมผดิ ปกตขิ องโครโมโซมเพศ ควำมผดิ ปกติของยีน • จำนวนโครโมโซมผิดปกติ • ควำมผิดปกติทเ่ี กิดขน้ึ กบั • ควำมผดิ ปกตขิ องยีนบน • รปู ร่ำงโครโมโซมผดิ ปกติ โครโมโซม X ออโตโซม • ควำมผดิ ปกติท่เี กดิ ขนึ้ กบั • ควำมผดิ ปกตขิ องยนี บน โครโมโซม Y โครโมโซมเพศ

โรคทำงพันธุกรรม ชือ่ โรค ควำมผดิ ปกตขิ องโครโมโซม จำนวน อำกำร โครโมโซม กลุ่มอำกำรพำทวั ออโตโซม โครโมโซมเพศ กลมุ่ อำกำรเอด็ เวริ ์ด 45+XY ปากแหว่ง เพดานโหว่ อวยั วะภายในกลบั ซา้ ยเปน็ ขวา กลมุ่ อำกำรดำวน์ คู่ท่ี 13 เกินมา 1 แทง่ 45+XY กลุ่มอำกำรครดิ ูชำ 45+XY ศรี ษะเล็ก คางเล็ก มอื กาแน่น ใบหผู ิดรปู และอย่ตู า่ กว่าระดับปกติ กลุ่มอำกำรเทิร์นเนอร์ คูท่ ี่ 18 เกนิ มา 1 แทง่ 44+XY คอสนั้ ทายทอยแบน ตาหา่ งและหางตาชข้ี นึ้ ปญั ญาออ่ น กลุม่ อำกำรทรปิ เปลิ เอกซ์ คู่ที่ 21 เกินมา 1 แทง่ 44+X0 ศรี ษะเล็ก ใบหน้ากลม ใบหูต่ากว่าปกติ มเี สยี งรอ้ งคลา้ ยแมว กลุ่มอำกำรไคลน์เฟลเตอร์ คู่ที่ 5 รูปรา่ งผดิ ปกติ 44+XXX เกดิ ขนึ้ เฉพาะกบั เพศหญิงทาใหม้ ีรปู ร่างเตีย้ คอส้ัน มีผืน่ ทแ่ี ผน่ หลังคลา้ ยปกี จาก ตน้ คอจรดหัวไหล่ เปน็ หมนั กลุ่มอำกำรดบั เบิลวำย โครโมโซม X ขาด เกิดขึ้นเฉพาะกับเพศหญงิ ทาให้มรี ูปรา่ งเหมอื นผ้หู ญงิ ทัว่ ไป กระดกู หน้าอกโค้ง หาย เลก็ น้อย เทา้ แบน ปญั ญาออ่ น ไม่เปน็ หมัน โครโมโซม X เกนิ มา 44+XXY เกดิ ข้นึ เฉพาะกับเพศชาย ทาใหม้ ีรปู ร่างและลักษณะคลา้ ยเพศหญงิ เป็นหมัน มากกว่า 1 แทง่ 44+XYY เกิดขึ้นเฉพาะกับเพศชาย ทาใหม้ รี ปู ร่างสงู กว่าปกติ อารมณ์ร้าย ไม่เปน็ หมัน โครโมโซม X เกนิ มา 1 แท่ง โครโมโซม Y เกนิ มา มากกวา่ 1 แทง่

กลุม่ อำกำรพำทวั กลุ่มอำกำรเอด็ เวิร์ด กลุ่มอำกำรดำวน์ กลุ่มอำกำรเทิร์นเนอร์ จำกภำพ ผปู้ ว่ ย เป็นโรคอะไรบำ้ ง กลุ่มอำกำรไคลนเ์ ฟลเตอร์ กลุ่มอำกำรดบั เบลิ วำย

โรคทำงพันธุกรรม ช่อื โรค ควำมผิดปกติของยีน ชนิดของยีนท่ีผดิ ปกติ อำกำร ออโตโซม โครโมโซมเพศ โรคผวิ เผอื ก ภำวะนิ้วเกนิ ✓ ยีนที่ควบคุมการสร้างเม็ดสีเมลานิน มสี ผี ิวและสีผมเปน็ สขี าว เมอ่ื มา่ นตาสะท้อนแสง จะมองเหน็ เป็นสีแดง โรคธำลัสซเี มีย ในเซลลใ์ ตผ้ วิ หนัง ภำวะตำบอดสี โรคฮีโมฟีเลีย ✓ ภาวะการแบ่งเซลล์แปรปรวน หรือ น้วิ มือและนว้ิ เท้าเกนิ มามากกวา่ ขา้ งละ 5 นวิ้ มักเปน็ ต่งิ เน้อื ไมม่ หี รอื มีกระดูก ภำวะพรอ่ งเอนไซม์ เกดิ จากยีนเด่นท่ีทาใหน้ ้วิ มอื ผิดปกติ เลก็ กวา่ ปกติ จี- 6- พดี ี (G-6-PD) ✓ ยีนทคี่ วบคมุ การสร้างเฮโมโกลบิน เม็ดเลือดแดงของผู้ป่วยมีลักษณะผิดปกติ มีอายุสั้น แตกง่าย และ ในเม็ดเลอื ดแดง ถูกทาลายได้งา่ ย ทาให้ผู้ป่วยมีอาการซดี ตาและตวั เหลอื ง ตบั และม้ามโต ✓ ยีนที่ควบคุมการสร้างตัวรับสีในเซลล์ ดวงตาของผู้ป่วยไม่สามารถแยกความแตกต่างของสีระหว่าง 2 สีได้ จึงทาให้ รปู กรวยที่เก่ียวขอ้ งกบั การมองเห็น ผปู้ ่วยมองเห็นสีผิดไปจากปกติ ✓ ยี น ที่ค ว บ คุ มก า รส ร้า ง โป รตี น ท่ี ผู้ป่วยจะมีเลือดออกจากบาดแผลเป็นเวลานานมากกว่าคนปกติ บางราย เกยี่ วขอ้ งกับการแขง็ ตัวของเลอื ด มเี ลือดออกตามขอ้ ทาใหม้ อี าการปวด บวม แดง และขอ้ อกั เสบ ยี น ท่ี ค ว บ คุ ม ก า ร ส ร้ า ง เ อ น ไ ซ ม์ เซลล์เม็ดเลือดแดงของผู้ป่วยถูกทาลายได้ง่าย เนื่องจากขาดเอนไซม์ ✓ glucose-6-phosphate (G-6-PD) G-6-PD ที่ช่วยป้องกันสารอนุมูลอิสระ ทาให้ผู้ป่วยซีด เหลือง เป็นดีซ่าน ในเซลล์เม็ดเลอื ดแดง มปี ัสสาวะสีคล้ายนา้ อดั ลมหรอื กาแฟ

จำกภำพ ผู้ปว่ ย เป็นโรคอะไรบำ้ ง ภำวะนว้ิ เกนิ โรคผวิ เผือก โรคธำลสั ซเี มยี โรคฮีโมฟีเลีย

ควำมผดิ ปกติทำง กลุม่ อำกำร ครดิ ชู ำ กล่มุ อำกำร 123456 กลุ่มอำกำร พำทัว 7 8 9 10 11 12 เอด็ เวิรด์ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 xx xy กลุ่มอำกำร ดับเบลิ วำย กลุ่มอำกำร กลมุ่ อำกำร กลุม่ อำกำร ดำวน์ ทรปิ เปลิ เอกซ์ เทิรน์ เนอร์ กลุ่มอำกำร ไคลน์เฟลเตอร์

แนวทำงกำรปอ้ งกนั ภำวะเส่ยี งของลกู ที่อำจเกิดเปน็ โรคทำงพันธกุ รรม หลกี เลย่ี งการแต่งงานระหว่างเครือญาติ เพราะการแตง่ งานระหวา่ งเครอื ญาติชว่ ยเพิ่มโอกาส ในการถา่ ยทอดยนี ทีผ่ ิดปกตไิ ปยงั รนุ่ ลูกไดม้ ากขน้ึ ก่อนแตง่ งานคสู่ มรสควรเขา้ รับการตรวจเลอื ด เพื่อให้แพทย์วนิ จิ ฉัยภาวะเสย่ี งของลูกทม่ี ีโอกาส เกดิ มาเป็นโรคทางพนั ธกุ รรม หลกี เล่ียงการอยู่ในสภาวะแวดล้อมท่ที าใหเ้ ส่ยี งตอ่ การได้รบั สารเคมี หรอื สารกอ่ กลายพนั ธ์ุ เชน่ บริเวณทีม่ กี ัมมันตภาพรังสี ควันบหุ ร่ี

กำรดัดแปรทำงพนั ธุกรรม สงิ่ มชี ีวิตดดั แปรพันธกุ รรม แตกต่ำงกบั สิง่ มีชีวติ ในธรรมชำตอิ ยำ่ งไร สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมเป็นสิ่งมีชีวิต ท่ี เ กิ ด จ ำ ก ก ำ ร ก ร ะ ท ำ ข อ ง ม นุ ษ ย์ ท่ี อ ำ ศั ย กระบวนกำรทำงพันธุวิศวกรรม โดยกำรนำ ยีนของส่ิงมีชีวิตอื่นมำใส่ลงในสิ่งมีชีวิตอีก ชนดิ หนึง่ เพอื่ ตอบสนองควำมตอ้ งกำร

กำรนำมำใชป้ ระโยชนใ์ นด้ำนตำ่ ง ๆ ด้ำนกำรแพทย์ การผลิตฮอร์โมนอนิ ซลู ินท่ีสกัดไดจ้ ากแบคทีเรีย แทนการ การผลติ วัคซีนป้องกันโรคตบั อักเสบบีจากกระบวนการ สกัดฮอร์โมนอินซลู นิ จากตบั อ่อนของสัตว์ ทาใหส้ ามารถ พันธวุ ิศวกรรมแทนการฉีดไวรสั สายพันธทุ์ ่ไี มก่ อ่ โรคให้ ผลติ วคั ซนี ไดเ้ ปน็ จานวนมาก และเพียงพอต่อการรกั ษา กับคน เพือ่ กระตนุ้ ให้ร่างกายสร้างภูมคิ ุ้มกนั ทาใหม้ ี ผปู้ ่วยโรคเบาหวาน และลดการฆ่าสัตวเ์ ป็นจานวนมาก ความปลอดภัยมากขน้ึ

กำรนำมำใชป้ ระโยชนใ์ นด้ำนต่ำง ๆ ตวั อย่ำงเชน่ วัวดดั แปรพันธกุ รรม ด้ำนกำรปศุสัตว์ มนุษย์ดัดแปรพันธุกรรมของวัวเพ่ือเพิ่มสารเคซีน (casein) ในนา้ นม ซ่งึ มคี วามสาคัญในการผลติ ชสี ทาใหช้ สี แข็งตัวเรว็ การปรบั ปรุงพนั ธส์ุ ัตว์ (transgenic animal) เป็นกระบวนการแยก และมคี ณุ ภาพดี หรอื ให้ววั ผลิตนา้ นมทไี่ มม่ แี ลกโทส หรอื เซลลไ์ ข่ออกจากเพศเมีย และฉีดยีนทีต่ ้องการเข้าไปในนวิ เคลยี สของ ให้วัวผลิตน้านมต้านเชือ้ แบคทเี รยี เซลล์ไข่ ทาให้ยีนดงั กลา่ วแทรกเขา้ ไปในนวิ เคลยี ส จากนนั้ นาเซลลไ์ ข่ ไปผสมกบั สเปริ ม์ ในหลอดทดลอง แลว้ จงึ ถา่ ยฝากเขา้ ไปในตัวแม่ เพอื่ ให้ลกู ท่ีเกดิ มามลี ักษณะตามท่ีต้องการ การนาสเปิร์มไปผสมกับเซลล์ไข่ในหลอดทดลอง

กำรนำมำใช้ประโยชน์ในดำ้ นตำ่ ง ๆ ตวั อย่ำงเชน่ ด้ำนกำรเกษตร ขา้ วโพด GMOs มยี นี ของแบคทเี รยี Bacillus thuringiensis ทาให้ต้นข้าวโพดสามารถสรา้ ง การปรบั ปรงุ พนั ธุพ์ ชื หรอื พชื ทรานสเจนกิ (transgenic สารพษิ ต่อแมลงท่เี ปน็ ศตั รูพืชได้ เมอื่ แมลงมากนิ plant) เปน็ การดดั แปรพันธุกรรมของพชื โดยการนายนี ที่ ข้าวโพด สารพิษจะทาให้แมลงตาย ตอ้ งการจากสงิ่ มชี วี ิตหนง่ึ ไปเพิ่มจานวนยีนด้วยแบคทีเรีย จากนั้นนาไปผ่านกระบวนการทางพันธุวิศวกรรม แลว้ ใส่ยีน ข้าวสีทอง GMOs เปน็ พันธขุ์ า้ วที่ถกู ตดั แตง่ เขา้ ไปในเซลลพ์ ชื แล้วจึงนาไปเพาะเลย้ี งเนือ้ เยอื่ ตอ่ ไป พันธกุ รรมใหส้ งั เคราะห์สารบตี าแคโรทีนได้ เพื่อใชเ้ ป็นอาหารในพื้นท่ีขาดแคลนวิตามินเอ มะละกอ GMOs ที่มยี ีนของไวรสั สามารถ ต้านทานโรคไวรัสใบดา่ งวงแหวน

ผลกระทบของสิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมท่มี ีตอ่ มนุษย์และสิ่งแวดล้อม กำรดื้อยำ ด้ำนสขุ ภำพและควำมปลอดภัย ดำ้ นส่ิงแวดลอ้ ม ตอ่ กำรบรโิ ภค ส่วนใหญ่ส่ิงมีชีวิตที่ผ่านการตัดต่อ การดัดแปรพันธุกรรมทาให้เกิดส่ิงมีชีวิตสาย พันธุกรรมจะมียีนต้านทานแบคทีเรีย สิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมอาจมีสาร พันธ์ุใหม่ท่ีมีลักษณะเด่นเหนือกว่าสายพันธุ์ ปะปนมาด้วย หากยีนเหล่าน้ีเล็ดลอด ชนิดใหม่ท่ีก่อให้เกิดการแพ้ หรือ ด้ังเดิม ทาใหพ้ ชื หรือสัตวพ์ ันธพุ์ ้นื เมอื งหรือ ไ ป ผ ส ม กั บ เ ช้ื อ แ บ ค ที เ รี ย ที่ อ ยู่ ใ น สารพิษที่ก่อให้เกิดโรคในมนุษย์หรือ สายพันธ์ุตามธรรมชาติลดน้อยลงหรือสูญพันธุ์ ร่างกาย อาจทาให้เช้ือแบคทีเรียเกิด สัตว์ แต่ปัจจุบันยังไม่พบการรายงาน และอาจมีการกลายพันธุ์ต่อไปจนกลายเป็น การด้ือยา ซ่ึงเป็นภาวะท่ีอันตรายต่อ ผู้ท่ีได้รับผลกระทบ ดังน้ันจึงควรมี ส่ิงมีชีวิตที่ไม่สามารถกาจัดได้ เช่น สุดยอด สขุ ภาพของผบู้ รโิ ภคเป็นอยา่ งมาก ฉลาก GMOs ให้ผ้บู ริโภคตดั สนิ ใจ แมลง (super bug) หรือ สุดยอดวัชพืช (super weed)

ควำมหลำกหลำยทำงชีวภำพ บริเวณที่มีควำมหลำกหลำย ทำงชีวภำพสูงเปน็ อย่ำงไร พ้ืนท่ีต่ำง ๆ บนโลกมีสภำพแวดล้อม แตกตำ่ งกันทำให้มคี วำมหลำกหลำยของ ระบบนเิ วศ ซึ่งในแตล่ ะระบบนิเวศมีสิ่งมชี วี ติ หลำยชนิดอำศัยอยู่ โดยแต่ละสง่ิ มชี ีวติ ล้วนมี ควำมหลำกหลำยทำงสำยพนั ธ์ุ

ระดบั ควำมหลำกหลำยทำงชีวภำพ แบง่ ออกเป็น 3 ระดบั ดังน้ี ควำมหลำกหลำยของระบบนเิ วศ ควำมหลำกหลำยของชนดิ สิง่ มชี ีวติ ควำมหลำกหลำยทำงพนั ธกุ รรม

ควำมสำคัญของควำมหลำกหลำยทำงชวี ภำพ มนุษยเ์ ปน็ สงิ่ มชี วี ิตที่ใชป้ ระโยชนจ์ ากความหลากหลายทางชวี ภาพ มากกวา่ สิ่งมชี วี ิตอนื่ เช่น มนุษย์นาพืชและสตั วม์ าประกอบอาหาร ทายารักษาโรค สรา้ งแหล่งทอี่ ยูอ่ าศัย รวมทั้งเคร่ืองนงุ่ ห่ม ในทางกลบั กันการกระทาของมนุษย์กม็ ี สว่ นทาลายระบบนิเวศ ซ่ึงเป็นภยั คุกคามตอ่ ความหลากหลายทางชีวภาพ มนษุ ย์ลักลอบตัดไมท้ าลายป่า ใ น ปั จ จุ บั น จึ ง มี แ น ว คิ ด ใ น ก า ร รั ก ษ า ค ว า ม หลากหลายทางชีวภาพให้ยั่งยืนโดยการคุ้มครองและ รักษาถ่ินท่ีอยู่ของส่ิงมีชีวิตโดยเฉพาะป่าไม้ให้มีความ สมบูรณ์ ซ่ึงจะทาให้ส่ิงมีชีวิตท้ังพืชและสัตว์มีชีวิตอยู่ รอดในระยะยาว เช่น การรักษาป่าที่เหลืออยู่ โดย กาหนดให้พ้ืนท่ีป่าท้ังหมดเป็นป่าอนุรักษ์ การปลูกป่า ทดแทนพ้ืนที่ป่าเสื่อมโทรมเพื่อพัฒนาพ้ืนท่ีป่าเสื่อม โทรมใหค้ งความหลากหลายทางชีวภาพไวต้ อ่ ไป

Summary หน่วยกำรเรยี นรู้ที่ 2 พนั ธุกรรม โครโมโซม ดเี อ็นเอ และ ยนี ดีเอ็นเอ ยีน หรอื หน่วยพันธกุ รรม เป็นโมเลกลุ ทีม่ ีลกั ษณะเปน็ เกลยี วคู่ ทาหน้าท่ี ช่วงความยาวหนงึ่ ของสายดีเอ็นเอทีก่ าหนด เก็บขอ้ มูลทางพันธุกรรมของส่ิงมชี วี ิต ลักษณะทางพันธุกรรมของส่งิ มชี ีวติ นวิ เคลียส โครโมโซม เซลล์ สง่ิ มีชวี ติ ชนิดเดยี วกันจะมีจานวนโครโมโซมเทา่ กนั ส่วนสิง่ มีชวี ิตต่างชนดิ อาจมจี านวนโครโมโซมเท่ากนั หรือไม่เท่ากนั โครโมโซม ดเี อ็นเอ

กำรถำ่ ยทอดลกั ษณะทำงพนั ธุกรรม • บดิ าแห่งวชิ าพันธุศาสตร์ คือ เกรกอร์ โยฮนั น์ เมนเดล • เมนเดลศึกษาพนั ธุศาสตร์โดยทดลองผสมถ่ัวลนั เตาพันธุ์แท้ แล้วพิจารณาลักษณะเดยี ว โดยแอลลลี เด่นข่มแอลลีลด้อยอย่างสมบรู ณ์ ประกอบกบั นกั วิทยาศาสตร์หลายท่านนาไปศึกษาต่อจนได้ข้อสรุป ดงั ภาพ PP ผสมข้ามต้น P คือ แอลลลี เดน่ ควบคุม ลักษณะดอกสมี ่วง ดอกสีมว่ งพนั ธแ์ุ ท้ pp p คอื แอลลลี ด้อยควบคุม ดอกสีขำวพันธ์แุ ท้ ลักษณะดอกสีขาว ลกู รนุ่ ที่ 1 (F1) ผสมภายในต้นเดยี วกัน Pp ลักษณะเดน่ ดอกสีม่วงพันธทุ์ ำง ลูกรุ่นท่ี 2 (F2) ลักษณะดอ้ ย PP Pp pP pp อัตรำสว่ นจีโนไทป์ PP : Pp : pp คือ 1 : 2 : 1 อตั รำสว่ นฟีโนไทปข์ องดอกสีม่วง : ดอกสีขำว คอื 3 : 1

กำรดดั แปลงทำง ค้นพบหลกั ฐานทบ่ี ง่ บอกว่า มนษุ ยม์ กี ารคดั เลือกพนั ธพ์ุ ชื และ ในอดตี กำล พันธสุ์ ตั ว์ พ.ศ. 2516 พ.ศ. 2517 มีการพฒั นาพนั ธุวิศวกรรมจนกระท่งั สร้างแบคทเี รยี E.coli ท่ีแสดงยนี ของแบคทเี รยี สรา้ งหนดู ดั แปรพันธกุ รรมได้เป็นครง้ั แรก Salmonella typhimurium ออกมาได้ พ.ศ. 2523 พ.ศ. 2518 ศาลอนุมัตใิ หผ้ ลติ สง่ิ มีชวี ติ ดดั แปรพนั ธกุ รรม มกี ารประชุมเก่ียวกับความปลอดภยั ของสง่ิ มชี วี ิตดดั แปรพันธุกรรมที่ประเทศ สหรัฐอเมริกา พ.ศ. 2535 พ.ศ. 2525 อาหาร GMOs ชนดิ แรก คือ มะเขือเทศดัดแปรพันธุกรรม องค์กร FDA ยอมรับการผลิตฮอรโ์ มนอินซลู นิ จากแบคทเี รยี E.coli พ.ศ. 2539 พ.ศ. 2538 มกี ารสร้างพชื ดัดแปรพนั ธกุ รรมทต่ี า้ นทานสารเคมกี าจดั วัชพชื ได้ มีการสร้างพืชดัดแปรพันธกุ รรมทตี่ า้ นทานแมลงศตั รพู ชื ได้ พ.ศ. 2552 พ.ศ. 2543 มีการพัฒนาสัตวด์ ัดแปรพนั ธกุ รรมใหส้ ามารถผลิตวัคซนี ปอ้ งกัน โรคจากนา้ นมแพะไดเ้ ป็นครัง้ แรก มกี ารผลิตพันธุ์ขา้ วสีทอง เพ่ือแกป้ ัญหาโรคขาดแคลนวติ ามินเอในบางพื้นท่ี

ควำมหลำกหลำย ทำงชวี ภำพ ควำมหลำกหลำยทำงชีวภำพมี 3 ระดับ ดังนี้ ควำมหลำกหลำยของระบบนิเวศ ควำมหลำกหลำยของชนิดสงิ่ มชี วี ิต ควำมหลำกหลำยทำงพนั ธุกรรม

ผลกระทบที่เกิดจากส่ิงมีชีวิตดดั แปรพนั ธกุ รรมต่อสิ่งมีชีวิตและ ส่ิงมีชีวิตดดั แปรพนั ธกุ รรมอาจมีผสลิ่งกแรวะดทลบอ้ ตม่อสิ่งมีชีวิตและส่ิงแวดลอ้ ม ดงั แผนภาพ วทิ ยำศำสตร์และเทคโนโลยี ชั้นมธั ยมศกึ ษำปีท่ี 3