(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท วิทยาศาสตร์ชีวภาพ 1

คูม่ อื ครู รายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ ชนั้ มัธยมศึกษาปีท่ี ๔ ตามมาตรฐานการเรยี นรแู้ ละตัวช้ีวดั กลุ่มสาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตร์ (ฉบับปรบั ปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลกั สตู รแกนกลางการศกึ ษาข้ันพน้ื ฐาน พทุ ธศักราช ๒๕๕๑ จดั ทำ�โดย สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศึกษาธกิ าร พมิ พ์ครงั้ ที่ ๑ ISBN จำ�นวน ๑๐๐,๐๐๐ เล่ม พ.ศ. ๒๕๖๑ จัดจ�ำ หน่ายโดย องค์การคา้ ของ สกสค. พิมพ์ท่โี รงพมิ พ์ สกสค. ลาดพร้าว ๒๒๔๙ ถนนลาดพรา้ ว วงั ทองหลาง กรงุ เทพมหานคร มลี ขิ สทิ ธต์ิ ามพระราชบญั ญตั ิ



คำชี้แจง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) ได้จัดทาตัวช้ีวัดและสาระการเรียนรู้ แกนกลาง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) ตามหลักสูตรแกนกลางการศึกษา ขั้น พื้นฐานพุทธศักราช ๒๕๕๑ โดยมีจุดเน้นเพ่ือต้องการพัฒนาผู้เรียนให้มีความรู้ความสามารถที่ทัดเทียมกับ นานาชาติ ได้เรียนรู้วิทยาศาสตร์ที่เช่ือมโยงความรู้กับกระบวนการ ใช้กระบวนการสืบเสาะหาความรู้และ แก้ปัญหาท่ีหลากหลาย มีการทากิจกรรมด้วยการลงมือปฏิบัติเพ่ือให้ผู้เรียนได้ใช้ทักษะกระบวนการทาง วิทยาศาสตร์ และทักษะแห่งศตวรรษท่ี ๒๑ ซึ่งในปีการศึกษา ๒๕๖๑ เป็นต้นไปโรงเรียนจะต้องใช้หลักสูตรกลุ่ม สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. ๒๕๖๐) สสวท. ได้มีการจัดทาหนังสือเรียนท่ีเป็นไปตาม มาตรฐานหลักสูตรเพ่ือให้โรงเรียนได้ใช้สาหรับจัดการเรียนการสอนในชั้นเรียน และเพื่อให้ครูผู้สอนสามารถสอน และจัดกจิ กรรมต่างๆ ตามหนงั สือเรียนได้อย่างมีประสิทธภิ าพ จงึ ไดจ้ ัดทาคมู่ ือครูสาหรับใชป้ ระกอบหนงั สือเรียน ดังกล่าว คู่มือครูรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตรช์ ีวภาพ ช้นั มัธยมศึกษาปีที่ ๔ น้ี ไดบ้ อกแนวการจัดการ เรียนการสอนตามเน้ือหาในหนังสือเรียนเกี่ยวกับ การลาเลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ กลไกการรักษาดุลยภาพ และภูมิคุ้มกันของร่างกาย การดารงชีวิตของพืชและการใช้ประโยชน์จากพืช การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม และการเปล่ียนแปลงทางพันธุกรรม ความสาคัญและผลของเทคโนโลยีทางดีเอ็นเอท่ีมีต่อสิ่งมีชวี ิตและสิ่งแวดลอ้ ม การคัดเลือกโดยธรรมชาติซึ่งมีผลต่อความหลากหลายของส่ิงมีชีวิต รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างส่ิงมีชีวิตกับ สง่ิ แวดล้อมและปัญหาที่เกิดขนึ้ กับสิ่งแวดล้อม โดยใชส้ ถานการณ์หรือคาถามที่เชื่อมโยงกบั ชวี ิต เนน้ การนาความรู้ ไปใช้ในชีวิตประจาวัน ซ่ึงครูผู้สอนสามารถนาไปใช้เป็นแนวทางในการวางแผนการจัดการเรียนรู้ให้บรรลุ จุดประสงค์ที่ต้ังไว้ ในการจัดทาคู่มือครูเล่มน้ี ได้รับความร่วมมือเป็นอย่างดีย่ิงจากผู้ทรงคุณวุฒิ นักวิชาการอิสระ คณาจารย์ รวมท้ังครผู ูส้ อน นักวชิ าการ จากทง้ั ภาครัฐและเอกชน จงึ ขอขอบคณุ มา ณ ท่นี ้ี สสวท. หวังเปน็ อย่างยง่ิ วา่ คู่มือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตรช์ วี ภาพ ชนั้ มัธยมศกึ ษาปที ่ี ๔ เลม่ นี้ จะเป็นประโยชน์แก่ผู้สอน และผทู้ เ่ี กยี่ วข้องทุกฝา่ ย ท่จี ะช่วยให้การจดั การศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ได้อย่างมี ประสิทธิภาพ หากมีข้อเสนอแนะใดที่จะทาให้คู่มือครูเล่มน้ีมีความสมบูรณ์ยิ่งข้ึน โปรดแจ้ง สสวท. ทราบด้วย จะขอบคณุ ยงิ่ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศกึ ษาธิการ

ข้อแนะน�ำ ท่วั ไปในการใช้คมู่ อื ครู วทิ ยาศาสตรม์ ีความเกยี่ วขอ้ งกับทุกคนทั้งในชวี ิตประจำ�วันและการงานอาชพี ต่าง ๆ รวมทั้งมี บทบาทส�ำ คญั ในการพฒั นาผลผลติ ตา่ ง ๆ ทใี่ ชใ้ นการอ�ำ นวยความสะดวกทง้ั ในชวี ติ และการท�ำ งาน นอกจากนวี้ ทิ ยาศาสตรย์ งั ชว่ ยพฒั นาวธิ คี ดิ และท�ำ ใหม้ ที กั ษะทจี่ �ำ เปน็ ในการตดั สนิ ใจและแกป้ ญั หา อยา่ งเปน็ ระบบ การจดั การเรยี นรเู้ พอ่ื ใหน้ กั เรยี นมคี วามรแู้ ละทกั ษะทส่ี �ำ คญั ตามเปา้ หมายของ การจดั การเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรจ์ งึ มคี วามส�ำ คญั ยงิ่ ซงึ่ เปา้ หมายของการจดั การเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตร์ มีดังนี้ 1. เพ่อื ให้เขา้ ใจหลกั การและทฤษฎีทเี่ ปน็ พื้นฐานของวชิ าวทิ ยาศาสตร์ 2. เพอ่ื ใหเ้ กดิ ความเข้าใจในลักษณะ ขอบเขต และขอ้ จ�ำ กดั ของวิทยาศาสตร์ 3. เพื่อใหเ้ กดิ ทกั ษะทส่ี ำ�คัญในการศกึ ษาค้นควา้ และคดิ ค้นทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. เพอื่ พัฒนากระบวนการคิดและจินตนาการ ความสามารถในการแกป้ ญั หาและการจัดการ ทักษะในการสอื่ สารและความสามารถในการตัดสนิ ใจ 5. เพื่อให้ตระหนักถึงความสัมพันธ์ระหว่างวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี มวลมนุษย์ และ สภาพแวดล้อม ในเชิงท่ีมีอทิ ธพิ ลและผลกระทบซง่ึ กันและกนั 6. เพ่ือน�ำ ความรคู้ วามเขา้ ใจเร่ืองวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ไปใช้ใหเ้ กิดประโยชนต์ ่อสงั คม และการด�ำ รงชวี ิตอย่างมีคณุ ค่า 7. เพอ่ื ใหม้ จี ติ วทิ ยาศาสตร์ มคี ณุ ธรรม จรยิ ธรรมและคา่ นยิ มในการใชค้ วามรทู้ างวทิ ยาศาสตร์ อยา่ งสรา้ งสรรค์ คู่มือครูเป็นเอกสารที่จัดทำ�ขึ้นควบคู่กับหนังสือเรียน สำ�หรับให้ครูได้ใช้เป็นแนวทาง ในการจดั การเรยี นรเู้ พอ่ื ใหน้ กั เรยี นไดร้ บั ความรแู้ ละมที กั ษะทส่ี �ำ คญั ตามจดุ ประสงคก์ ารเรยี นรใู้ น หนงั สอื เรยี น ซงึ่ สอดคลอ้ งกบั ตวั ชว้ี ดั ตามสาระและมาตรฐานการเรยี นรู้ รวมทง้ั มสี อ่ื การเรยี นรใู้ น เว็บไซต์ท่ีสามารถเช่ือมโยงได้จาก QR code หรือ URL ที่อยู่ประจำ�แต่ละบท ซึ่งครูสามารถใช้ ส่งเสริมให้นักเรียนบรรลุเป้าหมายของการจัดการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ได้ อย่างไรก็ตามครูอาจ พจิ ารณาดดั แปลงหรอื เพมิ่ เตมิ การจดั การเรยี นรใู้ หเ้ หมาะสมกบั บรบิ ทของแตล่ ะหอ้ งเรยี นได้ โดย คู่มือครูมีองคป์ ระกอบหลกั ดังตอ่ ไปนี้

ข้อแนะนำ�ท่วั ไปในการใช้คมู่ ือครู ตัวชวี้ ดั ตวั ชว้ี ดั เปน็ กรอบแนวทางการประเมนิ เนอื้ หาหรอื ทกั ษะขนั้ ต�่ำ ซง่ึ ชว่ ยใหค้ รไู ดท้ ราบเปา้ หมาย ของการจดั การเรยี นรใู้ นแตล่ ะเนอ้ื หาและออกแบบกจิ กรรมการเรยี นรใู้ หส้ อดคลอ้ งกบั ตวั ชวี้ ดั ได้ ทั้งนี้ครูอาจเพ่ิมเติมเนื้อหาหรือทักษะตามศักยภาพของนักเรียน รวมทั้งอาจสอดแทรกเน้ือหาท่ี เกยี่ วข้องกับทอ้ งถนิ่ เพือ่ ให้นักเรียนมคี วามรู้ความเขา้ ใจมากขนึ้ ได้ การวเิ คราะห์ตัวชว้ี ัด การวิเคราะห์ความรู้ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ทักษะแห่งศตวรรษท่ี 21 และ จติ วิทยาศาสตร์ท่ีเก่ยี วข้องในแต่ละตัวช้ีวัด เพ่ือใช้เป็นแนวทางในการจดั การเรยี นรู้ ผงั มโนทัศน์ แผนภาพทแ่ี สดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความคดิ หลกั ความคดิ รอง และความคดิ ยอ่ ย เพอื่ ชว่ ย ให้ครเู ห็นความเชื่อมโยงของเนื้อหาภายในบทเรยี น สาระส�ำ คัญ การสรปุ เนือ้ หาส�ำ คญั ของบทเรยี น เพือ่ ชว่ ยให้ครูเหน็ กรอบเน้ือหาทั้งหมด รวมทัง้ ล�ำ ดับของ เน้อื หาในบทเรยี นนน้ั เวลาที่ใช้ เวลาทใี่ ชใ้ นการจดั การเรยี นรู้ ซง่ึ ครอู าจด�ำ เนนิ การตามขอ้ เสนอแนะทก่ี �ำ หนดไว้ หรอื อาจปรบั เวลาไดต้ ามความเหมาะสมกับบรบิ ทของแตล่ ะห้องเรยี น ความรกู้ ่อนเรียน คำ�สำ�คัญหรือข้อความท่ีเป็นความรู้พื้นฐาน ซ่ึงนักเรียนควรมีก่อนท่ีจะเรียนรู้เนื้อหาใน บทเรียนน้นั ตรวจสอบความรกู้ อ่ นเรยี น ชุดคำ�ถามและเฉลยที่ใช้ในการตรวจสอบความรู้ก่อนเรียนตามที่ระบุไว้ในหนังสือเรียน เพื่อ ให้ครูได้ตรวจสอบและทบทวนความรู้ให้นักเรียนก่อนเร่ิมกิจกรรมการจัดการเรียนรู้ในแต่ละ บทเรียน

ขอ้ แนะน�ำ ท่วั ไปในการใชค้ ู่มอื ครู การจัดการเรียนรู้ในแต่ละหัวข้ออาจมีองค์ประกอบแตกต่างกัน โดยรายละเอียดแต่ละ องคป์ ระกอบ เปน็ ดงั น้ี • จุดประสงค์การเรยี นรู้ เป้าหมายของการจัดการเรียนรู้ที่ต้องการให้นักเรียนเกิดความรู้ หรือทักษะหลังจากผ่าน กิจกรรมการจัดการเรียนรู้ในแต่ละหัวข้อ ซ่ึงสามารถวัดและประเมินผลได้ ท้ังน้ีครูอาจตั้ง จดุ ประสงคเ์ พิ่มเติมจากท่ใี หไ้ วต้ ามความเหมาะสมกับบริบทของแต่ละห้องเรียน • ความเข้าใจคลาดเคลอ่ื นที่อาจเกดิ ขึน้ เนอื้ หาทน่ี กั เรยี นอาจเกดิ ความเขา้ ใจคลาดเคลอ่ื นทพ่ี บบอ่ ย ซง่ึ เปน็ ขอ้ มลู ใหค้ รไู ดพ้ งึ ระวงั หรอื อาจเน้นย�ำ้ ในประเดน็ ดงั กล่าวเพื่อป้องกันการเกดิ ความเข้าใจท่คี ลาดเคลอื่ นได้ • แนวการจัดการเรียนรู้ แนวทางการจัดการเรียนรู้ท่ีสอดคล้องกับจุดประสงค์การเรียนรู้ โดยมีการนำ�เสนอท้ังใน สว่ นของเนอื้ หาและกจิ กรรมเปน็ ขน้ั ตอนอยา่ งละเอยี ด ทง้ั นคี้ รอู าจปรบั หรอื เพม่ิ เตมิ กจิ กรรมจาก ทใ่ี ห้ไว้ตามความเหมาะสมกับบรบิ ทของแต่ละห้องเรยี น กิจกรรม การปฏิบัติท่ีช่วยในการเรียนรู้เนื้อหาหรือฝึกฝนให้เกิดทักษะตามจุดประสงค์การเรียนรู้ ของบทเรยี น โดยอาจเปน็ การทดลอง การสาธิต การสบื ค้นข้อมลู หรอื กจิ กรรมอนื่ ๆ ซงึ่ ควรให้ นกั เรียนลงมือปฏบิ ตั กิ ิจกรรมด้วยตนเอง โดยองคป์ ระกอบของกจิ กรรมมีรายละเอยี ดดงั น้ี - จุดประสงค์ เป้าหมายทีต่ อ้ งการให้นักเรยี นเกิดความรหู้ รอื ทกั ษะหลังจากผ่านกิจกรรมน้นั - วัสดแุ ละอุปกรณ์ รายการวัสดุ อุปกรณ์ หรือสารเคมี ที่ต้องใช้ในการทำ�กิจกรรม ซ่ึงครูควรเตรียมให้เพียง พอสำ�หรบั การจดั กจิ กรรม - การเตรียมล่วงหนา้ ข้อมูลเก่ียวกับส่ิงที่ครูต้องเตรียมล่วงหน้าสำ�หรับการจัดกิจกรรม เช่น การเตรียม สารละลายทม่ี คี วามเข้มขน้ ตา่ ง ๆ การเตรยี มตัวอย่างส่งิ มีชวี ิต

ขอ้ แนะน�ำ ทวั่ ไปในการใช้คู่มือครู - ขอ้ เสนอแนะสำ�หรับครู ขอ้ มลู ทใี่ หค้ รแู จง้ ตอ่ นกั เรยี นใหท้ ราบถงึ ขอ้ ควรระวงั ขอ้ ควรปฏบิ ตั ิ หรอื ขอ้ มลู เพม่ิ เตมิ ใน การท�ำ กจิ กรรมน้นั ๆ - ตวั อย่างผลการท�ำ กิจกรรม ตัวอย่างผลการทดลอง การสาธิต การสืบค้นข้อมูล หรือกิจกรรมอ่ืน ๆ เพ่ือให้ครูใช้เป็น ขอ้ มูลส�ำ หรับตรวจสอบผลการท�ำ กิจกรรมของนกั เรียน - อภปิ รายและสรุปผล ตัวอย่างข้อมูลท่ีควรได้จากการอภิปรายและสรุปผลการทำ�กิจกรรม ซึ่งครูอาจใช้คำ�ถาม ท้ายกจิ กรรมหรอื ค�ำ ถามเพิ่มเติม เพ่ือชว่ ยให้นักเรียนอภิปรายในประเด็นท่ีต้องการ รวมทัง้ ช่วย กระตุ้นให้นักเรียนช่วยกันคิดและอภิปรายถึงปัจจัยต่าง ๆ ที่ทำ�ให้ผลของกิจกรรมเป็นไปตามที่ คาดหวงั หรืออาจไมเ่ ป็นไปตามทีค่ าดหวงั นอกจากนอ้ี าจมคี วามรเู้ พมิ่ เตมิ ส�ำ หรบั ครู เพอ่ื ใหค้ รมู คี วามรคู้ วามเขา้ ใจในเรอื่ งนนั้ ๆ เพมิ่ ข้นึ ซึง่ ไม่ควรน�ำ ไปเพิม่ เตมิ ให้นักเรียน เพราะเปน็ ส่วนท่ีเสริมจากเน้อื หาทม่ี ีในหนงั สอื เรยี น • แนวการวดั และประเมินผล แนวการวดั และประเมนิ ผลทส่ี อดคลอ้ งกบั จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ ซง่ึ ประเมนิ ทง้ั ดา้ นความรู้ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 และจิตวิทยาศาสตรข์ องนกั เรียน ทค่ี วรเกดิ ขน้ึ หลงั จากไดเ้ รยี นรใู้ นแตล่ ะหวั ขอ้ ผลทไ่ี ดจ้ ากการประเมนิ จะชว่ ยใหค้ รทู ราบถงึ ความ สำ�เร็จของการจัดการเรยี นรู้ รวมทั้งใช้เปน็ แนวทางในการปรบั ปรุงและพฒั นาการจัดการเรยี นรู้ ใหเ้ หมาะสมกบั นกั เรยี น เครื่องมือวัดและประเมินผลมีอยู่หลายรูปแบบ เช่น แบบทดสอบรูปแบบต่าง ๆ แบบประเมินทักษะ แบบประเมนิ คุณลักษณะด้านจติ วทิ ยาศาสตร์ ซ่งึ ครูอาจเลือกใช้เครอื่ งมือ สำ�หรับการวัดและประเมนิ ผลจากเครื่องมือมาตรฐานที่มผี ู้พัฒนาไว้แลว้ ดดั แปลงจากเครอื่ งมอื ที่ผู้อ่ืนทำ�ไว้แล้ว หรือสร้างเครื่องมือใหม่ข้ึนเอง ตัวอย่างของเคร่ืองมือวัดและประเมินผล ดังภาคผนวก

ขอ้ แนะน�ำ ทั่วไปในการใช้คู่มอื ครู • เฉลยคำ�ถาม แนวค�ำ ตอบของค�ำ ถามระหวา่ งเรยี นและค�ำ ถามทา้ ยบทเรยี นในหนงั สอื เรยี น เพอื่ ใหค้ รใู ช้ เป็นข้อมูลในการตรวจสอบการตอบคำ�ถามของนักเรียน - เฉลยค�ำ ถามระหว่างเรียน แนวคำ�ตอบของคำ�ถามระหว่างเรียนซ่ึงมีท้ังคำ�ถามชวนคิด ตรวจสอบความเข้าใจ และ แบบฝกึ หดั ทงั้ นค้ี รคู วรใชค้ �ำ ถามระหวา่ งเรยี นเพอ่ื ตรวจสอบความรคู้ วามเขา้ ใจของนกั เรยี นกอ่ น เร่ิมเนอ้ื หาใหม่ เพ่ือใหส้ ามารถปรบั การจัดการเรียนรูใ้ ห้เหมาะสมตอ่ ไป - เฉลยค�ำ ถามทา้ ยบทเรยี น แนวคำ�ตอบของแบบฝึกหัดท้ายบท ซึ่งครูควรใช้คำ�ถามท้ายบทเรียนเพ่ือตรวจสอบว่า หลังจากเรียนจบบทเรียนแล้ว นักเรียนยังขาดความรู้ความเข้าใจในเร่ืองใด เพื่อให้สามารถ วางแผนการทบทวนหรือเน้นย้ำ�เนือ้ หาใหก้ ับนักเรียนก่อนการทดสอบได้

สารบญั บทที่ เน้ือหา หนา้ 1 การลำ�เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล ์ 1 ตัวช้ีวดั 1 การล�ำ เลยี งสารเขา้ การวิเคราะห์ตัวช้ีวดั 2 และออกจากเซลล์ ผังมโนทศั น์ 3 สาระสำ�คัญ 4 เวลาท่ใี ช ้ 4 ความร้กู อ่ นเรยี น 4 1.1 การล�ำ เลียงสารเข้าและออกจากเซลล ์ 5 เฉลยแบบฝึกหดั ท้ายบทที่ 1 15 การรักษาดุลยภาพของรา่ งกายมนุษย์ 18 2 ตัวชี้วดั 18 การรักษาดลุ ยภาพ การวิเคราะห์ตัวช้ีวดั 19 ของรา่ งกายมนษุ ย์ ผงั มโนทัศน ์ 22 สาระส�ำ คัญ 24 เวลาที่ใช ้ 24 ความรกู้ อ่ นเรยี น 24 2.1 การรักษาดุลยภาพของนำ้�และสารในร่างกาย 26 2.2 การรักษาดลุ ยภาพของกรด–เบสของเลอื ด 34 2.3 การรักษาดลุ ยภาพของอุณหภูมิภายในร่างกาย 43 2.4 ระบบภูมคิ ุ้มกัน 47 2.4.1 กลไกการตอ่ ตา้ นหรือท�ำ ลายส่งิ แปลกปลอม 47 แบบไมจ่ ำ�เพาะ 2.4.2 กลไกการตอ่ ตา้ นหรอื ท�ำ ลายสง่ิ แปลกปลอมแบบจ�ำ เพาะ 53 2.4.3 ความผิดปกตขิ องระบบภูมคิ ุม้ กัน 59 เฉลยแบบฝกึ หดั ท้ายบทท่ี 2 62

สารบญั เนอื้ หา หน้า บทที่ การดำ�รงชวี ิตของพชื 66 ตัวชี้วัด 66 3 การวเิ คราะหต์ วั ชว้ี ัด 67 ผังมโนทศั น์ 70 การด�ำ รงชวี ิต สาระส�ำ คัญ 71 ของพชื เวลาทีใ่ ช้ 71 ความรู้กอ่ นเรียน 71 3.1 สารอินทรียใ์ นพชื 73 3.1.1 สารอนิ ทรียท์ จี่ ำ�เป็นต่อการเจรญิ เตบิ โต 74 ของพชื โดยตรง 3.1.2 สารอนิ ทรยี ท์ ไี่ ม่จำ�เปน็ ตอ่ การเจรญิ เติบโต 79 ของพชื โดยตรง 3.2 ปจั จัยบางประการทม่ี ีผลต่อการเจริญเตบิ โตของพืช 83 3.2.1 ปัจจยั ภายนอก 85 3.2.2 ปจั จัยภายใน 87 3.3 การตอบสนองของพืชต่อสง่ิ เรา้ 92 เฉลยแบบฝกึ หดั ท้ายบทท่ี 3 94

สารบญั เนอ้ื หา หน้า บทท่ี พนั ธกุ รรมและววิ ฒั นาการ 98 ตวั ชีว้ ดั 98 4 การวิเคราะหต์ วั ช้วี ัด 99 ผังมโนทัศน์ 102 พนั ธกุ รรมและ สาระสำ�คัญ 103 วิวฒั นาการ เวลาท่ใี ช ้ 103 ความรกู้ ่อนเรยี น 104 4.1 การถา่ ยทอดลักษณะทางพนั ธกุ รรม 105 4.1.1 การถ่ายทอดลกั ษณะทางพนั ธุกรรมทเ่ี ป็นสว่ นขยาย 106 ของพนั ธุศาสตรเ์ มนเดล 4.2 ยนี กบั การควบคุมลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม 112 4.3 การเปลีย่ นแปลงทางพนั ธุกรรม 115 4.4 เทคโนโลยที างดีเอน็ เอ 117 4.5 วิวฒั นาการและความหลากหลายของส่งิ มีชวี ิต 120 4.5.1 ความหลากหลายทางพนั ธกุ รรม 121 4.5.2 การคัดเลือกโดยธรรมชาติ 122 เฉลยแบบฝกึ หัดทา้ ยบทท่ี 4 128

สารบัญ บทท่ี เนอื้ หา หน้า 5 ชีวติ ในสิ่งแวดล้อม 134 ตวั ช้วี ัด 134 ชวี ติ ในสิ่งแวดล้อม การวเิ คราะหต์ วั ชวี้ ดั 135 ผังมโนทศั น์ 137 สาระส�ำ คญั 138 เวลาทใ่ี ช้ 138 ความรกู้ อ่ นเรยี น 138 5.1 ระบบนิเวศ 139 5.1.1 ไบโอม 140 5.1.2 การเปลยี่ นแปลงแทนที่ของระบบนเิ วศ 147 5.1.3 การเปล่ียนแปลงขนาดของประชากร 149 5.2 มนุษยก์ บั ทรพั ยากรธรรมชาตแิ ละสง่ิ แวดล้อม 151 5.2.1 ปญั หาและผลกระทบท่ีมตี อ่ ทรพั ยากรธรรมชาติและ 153 สิ่งแวดลอ้ ม 5.2.2 การอนรุ ักษท์ รัพยากรธรรมชาติและสงิ่ แวดล้อม 153 เฉลยแบบฝึกหดั ทา้ ยบทที่ 5 156 ตัวอยา่ งเครื่องมอื วดั และประเมินผล 160 ภาคผนวก บรรณานุกรม 174 คณะกรรมการจดั ท�ำ คู่มอื คร ู 177

วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ บทที่ 1 | การลำ�เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ 1 1บทที่ | การลำ�เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ ipst.me/7686 หลอดเลอื ด ไมฉ่ ดี สาร ฉดี สาร ตวั ช้วี ดั อธบิ ายโครงสรา้ งและสมบตั ขิ องเยอ่ื หมุ้ เซลลท์ ส่ี มั พนั ธก์ บั การล�ำ เลยี งสาร และเปรยี บเทยี บการล�ำ เลยี ง สารผา่ นเยอ่ื หมุ้ เซลลแ์ บบตา่ ง ๆ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

2 บทท่ี 1 | การลำ�เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ การวิเคราะห์ตัวชี้วดั ตัวช้วี ัด 1. อธบิ ายโครงสรา้ งและสมบตั ขิ องเยอ่ื หมุ้ เซลลท์ สี่ มั พนั ธก์ บั การล�ำ เลยี งสาร และเปรยี บเทยี บการ ล�ำ เลียงสารผา่ นเย่ือหุ้มเซลลแ์ บบตา่ ง ๆ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายโครงสรา้ งและสมบตั ขิ องเยอื่ หมุ้ เซลลท์ สี่ มั พนั ธก์ บั การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ 2. อธิบายและเปรียบเทียบการลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์โดยการแพร่แบบธรรมดา ออสโมซสิ การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทต แอกทฟี ทรานสปอรต์ เอนโดไซโทซสิ และเอกโซไซโทซสิ ทักษะกระบวนการทาง ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จิตวทิ ยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ 1. การสอ่ื สารสารสนเทศและ 1. ความอยากรอู้ ยากเห็น 1. การสังเกต การรู้เทา่ ทันสอื่ 2. ความเช่ือม่ันต่อหลักฐาน 2. การจ�ำ แนกประเภท 2. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณ เชิงประจักษ์ 3. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู และการแก้ปญั หา 3. ความรอบคอบ 4. วตั ถวุ สิ ัย 5. ความซอื่ สตั ย์ 6. ความใจกว้าง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ บทที่ 1 | การลำ�เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ 3 ผงั มโนทัศน์ สิ่งมชี ีวติ มีหนว่ ยพน้ื ฐานคอื เซลล์ รักษาดุลยภาพโดย การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ แบ่งเปน็ การลำ�เลยี งสารผา่ นเยอื่ หุ้มเซลล์ การล�ำ เลยี งสารโดยการสร้างเวสเิ คิล แบง่ เป็น แบง่ เป็น การแพรแ่ บบธรรมดา เอนโดไซโทซสิ ออสโมซิส เอกโซไซโทซิส การแพร่แบบฟาซลิ ิเทต แอกทีฟทรานสปอร์ต สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

4 บทท่ี 1 | การลำ�เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ วทิ ยาศาสตรช์ วี ภาพ สาระสำ�คญั เซลล์มีการลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ โดยมีการควบคุมท้ังชนิดและปริมาณสารท่ีผ่านเข้า ออก กระบวนการน้ีทำ�ให้เซลล์รักษาดุลยภาพไว้ได้และเซลล์สามารถทำ�งานได้ตามปกติ ซึ่งส่งผลให้ ส่งิ มชี ีวติ ดำ�รงชวี ิตอยู่ได้ เยอ่ื หมุ้ เซลลท์ �ำ หนา้ ทเ่ี ปน็ เยอ่ื เลอื กผา่ นในการล�ำ เลยี งสาร โดยโครงสรา้ งและสมบตั ขิ องเยอ่ื หมุ้ เซลล์ มีความสัมพันธ์กับการลำ�เลียงสารซึ่งมีหลายวิธี เช่น การแพร่แบบธรรมดา ออสโมซิส การแพร่แบบ ฟาซลิ เิ ทต แอกทีฟทรานสปอรต์ เอนโดไซโทซสิ และเอกโซไซโทซิส เวลาท่ใี ช้ บทนค้ี วรใช้เวลาสอนประมาณ 5.0 ชว่ั โมง 1.1 การลำ�เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล ์ 5.0 ชว่ั โมง ความรกู้ ่อนเรียน เซลล์ เฉลยตรวจสอบความร้กู อ่ นเรียน ให้นักเรียนใส่เคร่อื งหมายถกู ( ) หรือ ผดิ ( ) หนา้ ขอ้ ความตามความเข้าใจของ นกั เรยี น 1. เซลลเ์ ป็นหนว่ ยพ้นื ฐานของสงิ่ มีชีวิต 2. เซลลม์ สี ่วนหอ่ หมุ้ เซลล์ เรียกว่า เยอ่ื หมุ้ เซลล์ ซ่งึ ยอมให้สารทกุ ชนดิ ผ่านเขา้ และออก ไดอ้ ยา่ งอสิ ระเพ่ือให้เซลล์สามารถดำ�รงชีวติ อยไู่ ด้ 3. การแพรเ่ กิดจากการเคลอื่ นทข่ี องโมเลกลุ สารโดยใช้พลงั งานจลน์ของโมเลกุล 4. ออสโมซิสเป็นการแพร่ของนำ้�จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของสารต่ำ�ไปสู่บริเวณที่มี ความเขม้ ขน้ ของสารสงู โดยไมจ่ ำ�เปน็ ตอ้ งผ่านเยื่อเลือกผ่าน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์ชวี ภาพ บทที่ 1 | การล�ำ เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ 5 1.1 การลำ�เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. อธบิ ายโครงสรา้ งและสมบตั ขิ องเยอื่ หมุ้ เซลลท์ ส่ี มั พนั ธก์ บั การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ 2. อธบิ ายและเปรยี บเทยี บการล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลลโ์ ดยการแพรแ่ บบธรรมดาออสโมซสิ การแพร่แบบฟาซิลเิ ทต แอกทีฟทรานสปอร์ต เอนโดไซโทซสิ และเอกโซไซโทซสิ แนวการจัดการเรียนรู้ ครูนำ�เข้าสู่บทเรียนโดยใช้สถานการณ์ในชีวิตประจำ�วันท่ีสามารถใช้ความรู้เรื่องการลำ�เลียงสาร ผ่านเซลล์มาอธิบายได้ เช่น ภาพถ่ายสมองจากการตรวจวินิจฉัยหลอดเลือดด้วยเทคนิคเอ็มอาร์ไอ (Magnetic Resonance Imaging หรอื MRI) ซง่ึ จะเหน็ หลอดเลอื ดชดั เจนเนอ่ื งจากมกี ารฉดี สารเขา้ สู่ หลอดเลอื ดเพอื่ เพม่ิ ความชดั เจนของหลอดเลอื ดใหแ้ ตกตา่ งจากพน้ื หลงั จากนน้ั ใชค้ �ำ ถามเพอื่ กระตนุ้ ความสนใจวา่ เพราะเหตใุ ดสารดงั กลา่ วจงึ คงอยใู่ นหลอดเลอื ดและไมล่ �ำ เลยี งเขา้ สเู่ ซลลผ์ นงั หลอดเลอื ด ครูอธบิ ายวา่ ในการทีเ่ ซลล์จะด�ำ รงชีวิตอยไู่ ด้จะตอ้ งมีการล�ำ เลยี งสารชนิดตา่ ง ๆ เขา้ และออกจาก เซลล์ พร้อมยกตัวอย่างสาร (รูป 1.1 ในหนังสือเรียน) จากน้ันยกตัวอย่างกรณีของความเข้มข้นของ สารทแ่ี ตกตา่ งกนั ระหวา่ งภายในและภายนอกเซลล์ เชน่ ความเขม้ ขน้ ของไอออนภายในและภายนอก เซลล์ประสาทของสตั วเ์ ล้ียงลกู ดว้ ยน้ำ�นม (รูป 1.2 ในหนงั สอื เรียน) เพ่อื สรปุ ว่านอกจากชนดิ ของสาร แลว้ เซลล์ยังสามารถควบคุมปรมิ าณสารทผ่ี ่านเข้าออกด้วย เยอื่ หมุ้ เซลลก์ ับการลำ�เลยี งสาร ครใู ชค้ �ำ ถามเพอื่ น�ำ เขา้ สปู่ ระเดน็ ทวี่ า่ เยอื่ หมุ้ เซลลท์ �ำ หนา้ ทเ่ี ปน็ เยอ่ื เลอื กผา่ นในการล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ ครอู าจทบทวนโครงสรา้ งพน้ื ฐานของเซลล์โดยใช้ภาพเซลลส์ ัตวแ์ ละภาพเซลลพ์ ชื ประกอบ จากน้นั ทำ�กิจกรรม 1.1 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

6 บทที่ 1 | การลำ�เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ วทิ ยาศาสตรช์ วี ภาพ กิจกรรม 1.1 สมบัติการเปน็ เยอ่ื เลือกผ่านของเยื่อห้มุ เซลล์ จดุ ประสงค์ 1. ศกึ ษาสมบตั ิการเป็นเย่ือเลอื กผ่านของเย่ือหุ้มเซลล์ 2. วเิ คราะหผ์ ลจากการท�ำ กจิ กรรม และสรปุ สมบตั กิ ารเปน็ เยอ่ื เลอื กผา่ นของเยอ่ื หมุ้ เซลล์ เวลาทใี่ ช้ (โดยประมาณ) 120 นาที วัสดแุ ละอปุ กรณ์ รายการ ปรมิ าณตอ่ กลมุ่ หรอื หอ้ ง 1. ตวั อยา่ งสง่ิ มชี วี ติ เชน่ แหนทม่ี รี ากตดิ อยู่ สไปโรไจรา ตวั อย่างสิง่ มชี วี ิตชนิดละ สาหร่ายเซลลเ์ ดยี ว ยสี ต์ 2-3 ชุดต่อหอ้ ง 2-3 ขวดต่อห้อง 2. สนี ิวทรัลเรด (neutral red) 0.5% 2-3 ขวดตอ่ หอ้ ง 3. สผี สมอาหารสแี ดง 1 ขวดต่อกลมุ่ 4. น�้ำ กล่ัน 1 ขวดตอ่ กลุ่ม 5. เอทลิ แอลกอฮอล์ 70% หรอื แอลกอฮอลล์ า้ งแผล 10 ชุดต่อกลุ่ม 6. สไลดพ์ รอ้ มกระจกปดิ สไลด์ 2-3 อันตอ่ กลมุ่ 7. เข็มเขย่ี 5 หลอดตอ่ กลุม่ 8. หลอดหยด 5 อันตอ่ กล่มุ 9. พูก่ นั 8 จานตอ่ กลมุ่ 10. จานเพาะเชอ้ื 1 กลอ้ งตอ่ กลุม่ 11.กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงเชงิ ประกอบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ วี ภาพ บทที่ 1 | การล�ำ เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ 7 การเตรยี มลว่ งหน้า 1. ครูเตรียมตัวอย่างส่ิงมีชีวิตโดยอาจเลือกจากสิ่งมีชีวิตท่ีหาได้ง่ายในท้องถ่ิน เช่น แหนท่มี รี ากติดอยู่ สไปโรไจรา สาหร่ายเซลลเ์ ดยี ว ยสี ต์ 2. ถ้าไม่สามารถหาสีผสมอาหารสีแดงได้อาจใช้สีผสมอาหารสีอ่ืนแทน แต่ไม่ควรใช้ สเี ขียว เนื่องจากจะท�ำ ให้สงั เกตการเปลี่ยนแปลงไดย้ าก 3. เตรยี มสารละลายสนี วิ ทรลั เรดในปริมาณทีเ่ พียงพอส�ำ หรับการใชแ้ ต่ไม่มากจนเกนิ ไป 4. สีนิวทรัลเรดจะไม่ทำ�ให้สิ่งมีชีวิตตายทันที แต่ถ้าเข้าสู่เซลล์ในปริมาณสูงจากการแช่ ในสารละลายสีที่มีความเข้มข้นมากจะทำ�ให้เซลล์ตายเร็วข้ึน และไม่ควรแช่ทิ้งไว้นาน ครูอาจทำ�การทดลองล่วงหน้าเพ่ือหาระยะเวลาท่ีเหมาะสมในการย้อมสี โดย เปล่ยี นแปลงระยะเวลาที่กำ�หนดในวิธกี ารได้ตามความเหมาะสม ข้อเสนอแนะส�ำ หรบั ครู ครแู บง่ กลุม่ นกั เรียนกลุ่มละ 3 - 4 คน ครูอาจทบทวนวธิ ีการเตรียมสไลด์สดและการใช้ กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงเชิงประกอบ แนะนำ�ให้นักเรียนบันทึกผลที่ได้โดยอาจวาดภาพหรือ ถ่ายภาพประกอบ จากนน้ั รว่ มกันอภิปรายผลการทดลองเพ่ือตอบค�ำ ถามในกจิ กรรม ตวั อยา่ งผลการท�ำ กิจกรรม ตวั อยา่ งผลการท�ำ กจิ กรรมจากขอ้ ท่ี 1-4 ทใ่ี ชร้ ากแหน จะเหน็ ไดว้ า่ เซลลร์ ากแหนยอ้ มตดิ สีนิวทรลั เรดแตไ่ มต่ ิดสีผสมอาหารสีแดง ดงั ภาพ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

8 บทที่ 1 | การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ วทิ ยาศาสตร์ชีวภาพ ตัวอย่างผลการทำ�กิจกรรมจากข้อที่ 5 ท่ีใช้รากแหน จะเห็นได้ว่าเซลล์รากแหนที่ผ่าน การแช่แอลกอฮอลย์ อ้ มตดิ ท้ังสีนวิ ทรัลเรดและสีผสมอาหารสีแดง ดงั ภาพ หมายเหตุ ถ้าทดลองกบั สไปโรไจรา สาหร่ายเซลลเ์ ดียว หรอื ยีสต์ ก็จะไดผ้ ลการทดลองเป็น เชน่ เดยี วกับรากแหน ระหว่างการท�ำ กจิ กรรม ให้นักเรยี นตอบคำ�ถามทา้ ยกจิ กรรม เฉลยค�ำ ถามทา้ ยกิจกรรม หลังการแช่สีในข้อที่ 3 ลักษณะภายในเซลล์เปล่ียนไปหรือไม่ อย่างไร และผลท่ีได้ ระหว่างสที ง้ั สองชนดิ เหมอื นหรือแตกต่างกันอย่างไร รากแหนทแ่ี ชใ่ นสนี วิ ทรลั เรดจะเหน็ สแี ดงภายในเซลลข์ องราก สว่ นรากแหนทแ่ี ชใ่ นสี ผสมอาหารจะใสหรอื เห็นเป็นสีเขยี วเหมอื นรากแหนปกติ สนี วิ ทรลั เรดสามารถละลายไดใ้ นลพิ ดิ สว่ นสผี สมอาหารจะไมล่ ะลายในลพิ ดิ จากผล การทำ�กิจกรรมและสมบัติการละลายของสีดังกล่าว สามารถสรุปถึงความสัมพันธ์ ระหว่างสมบัติการละลายของสารและความสามารถในการลำ�เลียงผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ได้อยา่ งไร ผลการทดลองสอดคล้องกับการที่เยื่อหุ้มเซลล์มีลิพิดเป็นองค์ประกอบและมีสมบัติ เปน็ เยอ่ื เลอื กผา่ น ซงึ่ ท�ำ ใหส้ ารทล่ี ะลายไดใ้ นลพิ ดิ เชน่ สนี วิ ทรลั เรดล�ำ เลยี งเขา้ สเู่ ซลล์ ได้ ส่วนสารที่ไม่ละลายในลิพิดหรือสารท่ีชอบนำ้� เช่น สีผสมอาหาร จะไม่สามารถ ล�ำ เลียงเข้าสเู่ ซลลไ์ ด้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ บทท่ี 1 | การล�ำ เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ 9 ผลท่ีได้ในชุดเซลล์ที่ผ่านการแช่เอทิลแอลกอฮอล์เหมือนหรือต่างจากผลในข้อ 1-4 อย่างไร เพราะเหตใุ ด ไดผ้ ลตา่ งจากในขอ้ 1-4 โดยจะยอ้ มตดิ สที งั้ 2 ชนดิ เนอื่ งจากแอลกอฮอลล์ ะลายลพิ ดิ ในเย่ือหุ้มเซลล์ ทำ�ให้โครงสร้างของเย่ือหุ้มเซลล์เสียหาย สีผสมอาหารจึงสามารถ เขา้ สเู่ ซลลไ์ ด้ ภายในรากแหนจงึ ยอ้ มตดิ สี ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายผลการทดลองเพอ่ื ลงขอ้ สรปุ วา่ เยอ่ื หมุ้ เซลลม์ สี มบตั เิ ปน็ เยอ่ื เลอื กผา่ น โดยยอมให้สารท่ีละลายในลพิ ดิ ผ่านเข้าส่เู ซลล์ได้ โครงสรา้ งและสมบตั ิของเยอ่ื หุม้ เซลลท์ ีส่ มั พันธ์กบั วธิ กี ารล�ำ เลยี งสาร ครูอธิบายเกี่ยวกับโครงสร้างของเย่ือหุ้มเซลล์ (ภาพที่ 1-3 ในหนังสือเรียน) และการลำ�เลียงสาร แบบต่าง ๆ โดยเชือ่ มโยงถงึ สมบตั ิของโครงสร้างของเยือ่ หุ้มเซลลท์ ีส่ มั พันธก์ บั วิธีการลำ�เลียงสาร การแพร่แบบธรรมดา ครูอธิบายถึงการแพร่แบบธรรมดา โดยอธิบายว่าการท่ีโครงสร้างของเย่ือหุ้มเซลล์ประกอบด้วย ชน้ั ลพิ ดิ นนั้ ท�ำ ใหส้ ารทลี่ ะลายในลพิ ดิ สามารถเขา้ สเู่ ซลลไ์ ด้ (อาจอา้ งองิ ถงึ สนี วิ ทรลั เรดในกจิ กรรม 1.1) และอธิบายเพ่ิมเติมว่าสารบางชนิดถึงแม้จะไม่ละลายในลิพิดแต่สามารถลำ�เลียงผ่านชั้นลิพิดท่ีมี การเคลอื่ นไหวอยู่ตลอดเวลาไดถ้ า้ สารนนั้ มขี นาดเล็กพอและไมม่ ปี ระจุ เช่น แกส๊ ออกซิเจน ครอู าจใช้ ภาพ แอนิเมชัน หรือวีดิทัศน์ เพื่อให้เห็นถึงภาพรวมกลไกการลำ�เลียงสารโดยการแพร่แบบธรรมดา และทิศทางการล�ำ เลียงทส่ี มั พนั ธก์ ับความเข้มข้นของสาร (รปู 1.4 ในหนงั สอื เรียน) ออสโมซิส ครอู ธบิ ายเกย่ี วกบั ออสโมซสิ โดยขยายความเพมิ่ เตมิ จากกรณกี ารแพรแ่ บบธรรมดา วา่ โมเลกลุ ของ น�้ำ มกี ารเคลอื่ นทอี่ ยตู่ ลอดเวลาและสามารถแพรผ่ า่ นเยอ่ื หมุ้ เซลลไ์ ดเ้ ชน่ กนั ซง่ึ ศกึ ษาไดจ้ ากการทดลอง ดงั รปู 1.5 ในหนงั สอื เรยี น ครอู าจเชอื่ มโยงความรกู้ บั สถานการณใ์ นชวี ติ ประจ�ำ วนั เชน่ การเกบ็ รกั ษา พืชผักไม่ให้เห่ียวโดยการแช่น้ำ� หรือการให้นำ้�เกลือแก่ผู้ป่วยผ่านทางหลอดเลือด โดยนำ้�เกลือมี ความเขม้ ข้นเทยี บเท่ากับความเขม้ ขน้ ของสารภายในเซลล์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

10 บทที่ 1 | การล�ำ เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ การแพร่แบบฟาซิลเิ ทต ครูยกตัวอย่างสารท่ีเซลล์ต้องลำ�เลียงเข้าหรือออกจากเซลล์ แต่ไม่สามารถลำ�เลียงผ่านช้ันลิพิดได้ เช่น กลูโคส (เน่ืองจากไม่ละลายในลิพิดและมีขนาดใหญ่เกินกว่าจะแทรกผ่านระหว่างโมเลกุลของ ฟอสโฟลพิ ดิ ) คลอไรดไ์ อออน (เนอื่ งจากมปี ระจจุ งึ มคี วามชอบน�้ำ สงู เกนิ กวา่ ทจ่ี ะผา่ นชนั้ ลพิ ดิ ได)้ และ อธิบายว่าเซลล์จะลำ�เลียงสารดังกล่าวเข้าหรือออกจากเซลล์โดยผ่านโปรตีนลำ�เลียงในเยื่อหุ้มเซลล์ที่ แทรกอยใู่ นชั้นลิพดิ ซึ่งจัดเป็นการแพรแ่ บบฟาซิลเิ ทต จากนั้นใช้ภาพ แอนิเมชัน หรือวีดิทัศน์ เพ่ือแสดงถึงภาพรวมกลไกการลำ�เลียงด้วยวิธีน้ี โดยชี้ให้ เหน็ ถงึ การใชโ้ ปรตนี ล�ำ เลยี งทมี่ คี วามจ�ำ เพาะกบั โมเลกลุ ของสาร และทศิ ทางการล�ำ เลยี งทสี่ มั พนั ธก์ บั ความเขม้ ข้นของสาร (รูป 1.6 ในหนงั สอื เรยี น) ความรเู้ พมิ่ เติมส�ำ หรบั ครู สารมีประจุ คือ สารทม่ี ีจ�ำ นวนโปรตอน (ซ่ึงมปี ระจุบวก) ไม่เท่ากบั จ�ำ นวนอเิ ลก็ ตรอน (ซงึ่ มี ประจุลบ) ทำ�ให้ประจุสุทธิไม่เป็น 0 การเขียนจะมีเครื่องหมายและเลขประจุแสดงไว้ เช่น Na+ Cl- Ca²+ สารมีขั้ว คือ สารที่ไม่มีประจุแต่มี การกระจายตัวของอิเล็กตรอนใน โมเลกุลท่ีไม่เป็นเน้ือเดียวกัน จึงมี ความเป็นข้ัวเกิดข้ึน บริเวณท่ีมี อิเล็กตรอนหนาแน่นมากกว่าจะมี ขั้วลบ ส่วนบริเวณที่มีอิเล็กตรอน หนาแน่นนอ้ ยกวา่ จะมีข้ัวบวก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์ชีวภาพ บทท่ี 1 | การล�ำ เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ 11 ครอู าจใหน้ กั เรยี นเปรยี บเทยี บการแพรแ่ บบธรรมดากบั การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทตในประเดน็ ตอ่ ไปนี้ ประเด็น การแพร่แบบธรรมดา การแพรแ่ บบฟาซลิ ิเทต กลไกการลำ�เลยี ง เคลอื่ นผา่ นระหวา่ งโมเลกลุ ของลพิ ดิ ใช้โปรตนี ล�ำ เลียง ท่ีเยอ่ื หุ้มเซลล์ ทศิ ทางการล�ำ เลยี ง จากบรเิ วณทม่ี คี วามเขม้ ขน้ ของสาร จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของ สงู ไปยงั บรเิ วณทมี่ คี วามเขม้ ขน้ ของ สารสูงไปยังบริเวณท่ีมีความเข้ม สารต�ำ่ ขน้ ของสารต�ำ่ ครอู าจใชก้ รณกี ารถนอมอาหารบางชนดิ โดยใชเ้ กลอื เพอ่ื ใหน้ กั เรยี นรว่ มอภปิ รายและลงขอ้ สรปุ วา่ ใชห้ ลกั การล�ำ เลยี งสารดงั นี้ - ในระยะแรกจะมีการแพร่แบบฟาซิลิเทตของโซเดียมคลอไรด์ในเกลือเข้าสู่เซลล์ และออสโมซิส ของน้�ำ ออกจากเซลล์ - เมื่อผ่านไประยะหน่ึง เซลล์จะตาย จึงไม่สามารถควบคุมการลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ ได้ โซเดียมคลอไรดจ์ งึ เขา้ ส่เู ซลล์โดยการแพรแ่ บบธรรมดา ครใู ห้นกั เรียนพจิ ารณาโครงสรา้ งโมเลกลุ ของ gadoteric acid (รูป 1.7 ในหนังสือเรียน) ทฉี่ ดี เข้า ในหลอดเลือด เพ่ือให้เห็นหลอดเลือดในสมองได้ชัดเจนในการตรวจวินิจฉัยด้วย MRI และร่วมกัน อภิปรายโดยนำ�ความรู้ที่ได้เรียนมาข้างต้นไปอธิบายถึงสาเหตุท่ี gadoteric acid ไม่เข้าสู่เซลล์ ซึ่ง คำ�อธิบายควรครอบคลมุ ถึงประเด็นต่อไปน้ี - โมเลกลุ ของ gadoteric acid มปี ระจจุ งึ ไมล่ ะลายในลพิ ดิ และมขี นาดใหญ่ จงึ ไมส่ ามารถล�ำ เลยี ง ผา่ นชน้ั ลพิ ดิ ได้ (หลกั การของการแพรแ่ บบธรรมดา) - เย่ือหุ้มเซลล์ของหลอดเลือดไม่มีโปรตีนจำ�เพาะท่ีสามารถลำ�เลียง gadoteric acid ได้ (หลกั การของการแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทต) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

12 บทที่ 1 | การล�ำ เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ วทิ ยาศาสตร์ชีวภาพ เฉลยตรวจสอบความเขา้ ใจ เพราะเหตุใดการใช้สีผสมอาหารท่ีได้รับรองมาตรฐานจากสำ�นักงานคณะกรรมการ อาหารและยา (อย.) ในปรมิ าณทแ่ี นะน�ำ จงึ ไมเ่ ปน็ อนั ตรายตอ่ รา่ งกาย เนอ่ื งจากสผี สมอาหารละลายไดด้ ใี นน�ำ้ และไมล่ ะลายในลพิ ดิ จงึ ไมค่ วรผา่ นเยอ่ื หมุ้ เซลล์ ได้ ท�ำ ใหไ้ มม่ กี ารนำ�เข้าสูเ่ ซลลร์ า่ งกาย แต่ทัง้ นที้ งั้ นั้นควรใช้ไมเ่ กินปรมิ าณท่ีกำ�หนด แอกทีฟทรานสปอรต์ ครูใช้กรณีการหลั่งไฮโดรเจนไอออนจากเซลล์บุผิวของกระเพาะอาหารเข้าสู่กระเพาะอาหารเพ่ือ อธิบายเกยี่ วกับแอกทีฟทรานสปอรต์ (รปู 1.9 ในหนงั สือเรยี น) โดยชใ้ี หเ้ ห็นถงึ ความแตกต่างระหว่าง แอกทฟี ทรานสปอรต์ กบั การล�ำ เลยี งแบบอนื่ ทไี่ ดเ้ รยี นมา รวมถงึ การใชพ้ ลงั งาน เชน่ พลงั งานจากการ สลายพนั ธะของ ATP ซงึ่ ท�ำ ใหเ้ ซลลส์ ามารถล�ำ เลยี งสารยอ้ นทศิ ทางความแตกตา่ งของความเขม้ ขน้ ได้ (รปู 1.8 ในหนังสือเรียน) ครอู าจเชอื่ มโยงความรกู้ บั สถานการณใ์ นชวี ติ ประจ�ำ วนั เชน่ การใชย้ าลดกรดบางประเภททย่ี บั ยง้ั การหลงั่ ไฮโดรเจนไอออนเขา้ สกู่ ระเพาะอาหารโดยยาจะจบั กบั โปรตนี ทลี่ �ำ เลยี งไฮโดรเจนไอออน ท�ำ ให้ ไม่สามารถลำ�เลียงได้ตามปกติ ปริมาณกรดที่หล่ังสู่ช่องในกระเพาะอาหารจึงลดลง ทำ�ให้ช่วยลดการ ทำ�ลายเยอ่ื บุภายในของกระเพาะอาหาร ครอู าจใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั สรปุ โดยเปรยี บเทยี บแอกทฟี ทรานสปอรต์ กบั การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทตและ การแพร่แบบธรรมดา ในประเดน็ ต่อไปน้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์ชีวภาพ บทที่ 1 | การล�ำ เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ 13 ประเด็น การแพรแ่ บบ การแพรแ่ บบ แอกทฟี ธรรมดา ฟาซลิ เิ ทต ทรานสปอรต์ กลไกการล�ำ เลียง เคล่ือนผ่านระหว่าง ใชโ้ ปรตนี ลำ�เลยี ง ใช้โปรตีนลำ�เลยี ง โ ม เ ล กุ ล ข อ ง ลิ พิ ด ท่ี เย่อื หุ้มเซลล์ จากบริเวณท่ีมีความเข้ม จากบริเวณท่ีมีความ ข้ น ข อ ง ส า ร สู ง ไ ป ยั ง เข้มข้นของสารต่ำ�ไป ทศิ ทางการล�ำ เลยี ง จากบริเวณท่ีมีความ บริเวณที่มีความเข้มข้น ยังบริเวณท่ีมีความ เข้มข้นของสารสูงไป ของสารต่�ำ เข้มข้นของสารสงู ยังบริเวณที่มีความ เข้มข้นของสารต�ำ่ พลงั งานจาก ATP ไม่ใช้ ไมใ่ ช้ ใช้ การล�ำ เลยี งสารโดยการสรา้ งเวสิเคลิ ครยู กตวั อยา่ งกรณที เี่ ซลลล์ �ำ เลยี งสารขนาดใหญม่ ากเขา้ และออกจากเซลล์ เพอ่ื แสดงใหเ้ หน็ วา่ การ ลำ�เลียงสารนั้นนอกจากจะเกิดผ่านช้ันลิพิดหรือผ่านโปรตีนลำ�เลียงแล้ว เซลล์ยังมีกลไกการลำ�เลียง แบบอน่ื อีก นนั่ คือ การล�ำ เลียงสารโดยการสร้างเวสิเคิล ครูอธิบายเอกโซไซโทซิสโดยใช้ตัวอย่างการหลั่งเอนไซม์ที่ใช้ในการย่อยอาหารจากเซลล์บุผิวของ กระเพาะอาหารเขา้ สชู่ อ่ งในกระเพาะอาหาร (รปู 1.10 ในหนงั สอื เรยี น) จากนนั้ อธบิ ายเอนโดไซโทซสิ โดยใชต้ วั อย่างการนำ�แบคทีเรียเข้าสเู่ ซลลเ์ มด็ เลอื ดขาวกลมุ่ ฟาโกไซต์ (รูป 1.11 ในหนงั สือเรยี น) ครใู หน้ กั เรยี นร่วมกันสรปุ ถึงการลำ�เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์ด้วยวิธตี ่าง ๆ รวมถึงสมบตั ขิ อง สารและสมบตั ขิ องโครงสร้างตา่ ง ๆ ของเยอ่ื หุม้ เซลล์ที่สมั พนั ธก์ บั วิธีการลำ�เลยี งสารตา่ งชนิด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

14 บทท่ี 1 | การลำ�เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ วิทยาศาสตร์ชีวภาพ แนวการวัดและประเมนิ ผล ด้านความรู้ - โครงสร้างและสมบัติของเย่ือหุ้มเซลล์ท่ีสัมพันธ์กับการลำ�เลียงสาร จากการตอบคำ�ถาม การอภปิ ราย และการทำ�กิจกรรม - การลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์โดยการแพร่แบบธรรมดา ออสโมซิส การแพรแ่ บบ ฟาซลิ เิ ทต แอกทฟี ทรานสปอรต์ เอนโดไซโทซสิ และเอกโซไซโทซสิ จากการตอบค�ำ ถาม และ การอภิปราย ด้านทกั ษะ - การสังเกต การจำ�แนกประเภท และการลงความเห็นจากข้อมูล จากการตอบคำ�ถาม การอภิปราย และการทำ�กิจกรรม - การส่อื สารสารสนเทศและการร้เู ทา่ ทนั สอื่ จากการนำ�เสนอ - การคิดอย่างมีวิจารณญาณและการแก้ปญั หา จากการอภิปราย และการทำ�กิจกรรม ด้านจิตวทิ ยาศาสตร์ - ความอยากรู้อยากเห็น และความเช่ือม่ันต่อหลักฐานเชิงประจักษ์ จากการตอบคำ�ถาม การอภปิ ราย และการท�ำ กจิ กรรม - ความรอบคอบ วตั ถวุ สิ ัย ความซ่อื สตั ย์ และความใจกวา้ ง จากการท�ำ กิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ ีวภาพ บทที่ 1 | การลำ�เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ 15 เฉลยแบบฝกึ หดั ท้ายบทที่ 1 1. การแพรแ่ บบธรรมดา การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทต และ แอกทฟี ทรานสปอรต์ ทเ่ี กดิ ขน้ึ ในเซลล์ เหมอื นหรอื แตกต่างกนั อย่างไร ประเดน็ การแพรแ่ บบ การแพร่แบบ แอกทฟี ธรรมดา ฟาซิลเิ ทต ทรานสปอร์ต กลไกการล�ำ เลียง เคล่ือนผ่านระหว่าง ใช้โปรตนี ลำ�เลยี ง ใช้โปรตนี ล�ำ เลยี ง โมเลกุลของลิพิดท่ี เยื่อหุ้มเซลล์ ทศิ ทางการล�ำ เลยี ง จากบรเิ วณทมี่ คี วาม จากบริเวณท่ีมีความ จากบริเวณที่มีความ เขม้ ขน้ ของสารสงู ไป เข้มข้นของสารสูงไป เขม้ ขน้ ของสารต�ำ่ ไป ยังบริเวณที่มีความ ยังบริเวณที่มีความ ยังบริเวณท่ีมีความ เขม้ ขน้ ของสารตำ่� เขม้ ข้นของสารต�่ำ เข้มขน้ ของสารสูง พลงั งานจาก ATP ไมใ่ ช้ ใช้ ตวั อย่าง การแลกเปลยี่ น การลำ�เลยี ง การหลง่ั ไฮโดรเจน- แก๊สออกซเิ จนและ กลูโคสเข้าสเู่ ซลล์ ไอออนจาก คารบ์ อนไดออกไซด์ เมด็ เลอื ดแดง และ เซลลบ์ ผุ วิ ของ ท่ีถุงลมปอดและ เซลลก์ ลา้ มเน้ือ กระเพาะอาหาร เน้ือเยือ่ ทว่ั รา่ งกาย เขา้ สกู่ ระเพาะอาหาร sodium-potassi- um pump ท่ี เยื่อห้มุ เซลล์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

16 บทที่ 1 | การลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ วทิ ยาศาสตรช์ วี ภาพ 2. จากการทดลองแชช่ ้ินมันฝร่งั ขนาดเท่ากันในน�ำ้ กลน่ั เปน็ เวลา 2 ช่ัวโมง จากนัน้ น�ำ ไปแช่ ในสารละลายซูโครสเปน็ เวลา 2 ช่ัวโมง โดยชัง่ นำ้�หนักของช้ินมันฝร่ังทุก ๆ 5 นาที ตงั้ แต่ เริ่มต้นการทดลอง เสน้ กราฟ A หรือ B มีโอกาสที่จะเกดิ ขนึ้ ได้ เพราะเหตใุ ด กราฟ A มโี อกาสทจ่ี ะเกดิ ขน้ึ ได้ เนอื่ งจากน�ำ้ กลน่ั มคี วามเขม้ ขน้ ต�ำ่ กวา่ สารละลาย ภายในเซลล์ น้ำ�จึงออสโมซสิ เข้าส่เู ซลลท์ �ำ ใหช้ น้ิ มนั ฝรงั่ มีนำ้�หนักเพ่มิ ขน้ึ เมอื่ ยา้ ยชิ้น มนั ฝรัง่ ไปแชใ่ นสารละลายซูโครส ช้ินมนั ฝรั่งมีนำ�้ หนักลดลง แสดงวา่ เซลลส์ ูญเสยี น�้ำ ซงึ่ จะเปน็ ไปไดใ้ นกรณที คี่ วามเขม้ ขน้ เรมิ่ ตน้ ของสารละลายภายนอกเซลลม์ คี า่ สงู กวา่ ภายในเซลล์ กราฟ B เป็นไปไมไ่ ด้ เนือ่ งจากกราฟแสดงนำ�้ หนกั ของช้ินมันฝร่ังลดลงตลอดเมอ่ื แชใ่ นน�ำ้ กลน่ั แตค่ วามเขม้ ขน้ ของสารละลายในเซลลม์ นั ฝรง่ั สงู กวา่ น�ำ้ กลนั่ เมอ่ื แชใ่ น น้ำ�กลัน่ น้�ำ จงึ ควรออสโมซิสเข้าสเู่ ซลล์และน้ำ�หนกั ของช้ินมนั ฝรั่งควรเพม่ิ ข้นึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์ชีวภาพ บทท่ี 1 | การล�ำ เลยี งสารเข้าและออกจากเซลล์ 17 3. การทโี่ ปรตนี ล�ำ เลยี งในเยอ่ื หมุ้ เซลลม์ คี วามจ�ำ เพาะกบั ชนดิ ของสารทล่ี �ำ เลยี งมปี ระโยชน์ ตอ่ เซลลอ์ ยา่ งไร การทโ่ี ปรตนี ล�ำ เลยี งในเยอ่ื หมุ้ เซลลม์ คี วามจ�ำ เพาะกบั ชนดิ ของสารท�ำ ใหเ้ ซลลส์ ามารถ ควบคมุ ชนดิ และปรมิ าณสารทผ่ี า่ นเขา้ ออกไดอ้ ยา่ งเปน็ ระบบ เซลลจ์ งึ รกั ษาความเขม้ ขน้ ของสารแต่ละชนดิ ได้ตามความเหมาะสม 4. จากภาพถ่ายเซลล์เม็ดเลือดขาวของหนูซ่งึ ถ่ายหลังจากหยดยีสต์ท่ยี ้อมด้วยสีนิวทรัลเรด ลงไป นกั เรยี นคดิ วา่ เซลลเ์ มด็ เลอื ดขาวน�ำ ยสี ตเ์ ขา้ สเู่ ซลลด์ ว้ ยวธิ ใี ด ใหเ้ หตผุ ลพรอ้ มทงั้ วาด ภาพแสดงกลไกการล�ำ เลียงท่เี กิดขน้ึ เซลลเ์ มด็ เลอื ดขาวน�ำ ยสี ตเ์ ขา้ สเู่ ซลลโ์ ดยเอนโดไซโทซสิ เพราะยสี ตม์ ขี นาดใหญ่ ซง่ึ มี กลไกการล�ำ เลียงดงั ภาพ ภาพแสดงกลไกการล�ำ เลียงยสี ต์เข้าสูเ่ ซลลเ์ มด็ เลอื ดขาว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

18 บทที่ 2 | การรกั ษาดุลยภาพของร่างกายมนุษย์ วทิ ยาศาสตร์ชวี ภาพ 2บทที่ | การรักษาดุลยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ ipst.me/7687 ตัวช้ีวัด 1. อธบิ ายการควบคมุ ดลุ ยภาพของน�ำ้ และสารในเลอื ดโดยการท�ำ งานของไต 2. อธบิ ายการควบคมุ ดลุ ยภาพของกรด-เบสของเลอื ดโดยการท�ำ งานของไตและปอด 3. อธบิ ายการควบคมุ ดลุ ยภาพของอณุ หภมู ภิ ายในรา่ งกายโดยระบบหมนุ เวยี นเลอื ด ผวิ หนงั และ กลา้ มเนอ้ื โครงรา่ ง 4. อธบิ ายและเขยี นแผนผงั เกย่ี วกบั การตอบสนองของรา่ งกายแบบไมจ่ �ำ เพาะและแบบจ�ำ เพาะตอ่ สง่ิ แปลกปลอมของรา่ งกาย 5. สบื คน้ ขอ้ มลู อธบิ ายและยกตวั อยา่ งโรคหรอื อาการทเ่ี กดิ จากความผดิ ปกตขิ องระบบภมู คิ มุ้ กนั 6. อธบิ ายภาวะภมู คิ มุ้ กนั บกพรอ่ งทม่ี สี าเหตมุ าจากการตดิ เชอ้ื HIV สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์ชวี ภาพ บทที่ 2 | การรักษาดลุ ยภาพของร่างกายมนุษย์ 19 การวิเคราะหต์ ัวชีว้ ดั ตัวชว้ี ัด 1. อธบิ ายการควบคุมดุลยภาพของนำ�้ และสารในเลอื ดโดยการท�ำ งานของไต จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. ระบุโครงสร้างและอธบิ ายการทำ�งานของไตมนษุ ย์ 2. อธิบายกลไกการรกั ษาดลุ ยภาพของน้ำ�และสารในร่างกายโดยการท�ำ งานของไต ทักษะกระบวนการทาง ทกั ษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จิตวทิ ยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ 1. การสอื่ สารสารสนเทศและ 1. ความเชื่อมั่นต่อหลักฐาน 1. การสงั เกต 2. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู การรูเ้ ทา่ ทนั สอื่ เชงิ ประจกั ษ์ 2. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณ 2. ความรอบคอบ และการแก้ปญั หา ตัวช้วี ัด 2. อธิบายการควบคมุ ดลุ ยภาพของกรด-เบสของเลือดโดยการทำ�งานของไตและปอด จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. อธิบายกลไกการรักษาดลุ ยภาพของกรด-เบสของเลือดโดยการท�ำ งานของไตและปอด 2. สืบค้นข้อมูล อธิบายสาเหตุและแนวทางป้องกันหรือรักษาโรคไตและโรคที่เกี่ยวกับทางเดิน ปสั สาวะ ทกั ษะกระบวนการทาง ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ 1. การส่ือสารสารสนเทศและ 1. การใช้วิจารณญาณ 1. การสงั เกต 2. ความรอบคอบ 2. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู การร้เู ทา่ ทันสื่อ 2. การคิดอย่างมีวิจารณญาณ และการแกป้ ญั หา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

20 บทที่ 2 | การรักษาดุลยภาพของรา่ งกายมนุษย์ วทิ ยาศาสตรช์ ีวภาพ ตวั ช้วี ัด 3. อธบิ ายการควบคมุ ดลุ ยภาพของอณุ หภมู ภิ ายในรา่ งกายโดยระบบหมนุ เวยี นเลอื ด ผวิ หนงั และ กลา้ มเนอ้ื โครงรา่ ง จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายกลไกการรกั ษาดลุ ยภาพของอณุ หภมู ภิ ายในรา่ งกายโดยการท�ำ งานของหลอดเลอื ดฝอย ตอ่ มเหงื่อ เสน้ ขนทผ่ี วิ หนงั และกล้ามเนอื้ โครงร่าง ทกั ษะกระบวนการทาง ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จติ วิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ 1. การส่ือสารสารสนเทศและ 1. การใช้วจิ ารณญาณ 1. การสงั เกต 2. ความรอบคอบ 2. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู การรู้เทา่ ทนั สือ่ 3. ความใจกว้าง 2. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณ และการแก้ปัญหา ตัวช้ีวดั 4. อธิบายและเขียนแผนผังเกี่ยวกับการตอบสนองของร่างกายแบบไม่จำ�เพาะและแบบจำ�เพาะ ต่อส่งิ แปลกปลอมของร่างกาย จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายบทบาทของอวยั วะหรอื เนอื้ เยอื่ ทที่ �ำ หนา้ ทป่ี อ้ งกนั และท�ำ ลายเชอื้ โรคหรอื สงิ่ แปลกปลอม 2. สบื คน้ ขอ้ มลู อธบิ ายและเขยี นแผนผงั เกย่ี วกบั กลไกการตอ่ ตา้ นหรอื ท�ำ ลายสง่ิ แปลกปลอมแบบ ไมจ่ ำ�เพาะและแบบจำ�เพาะ ทกั ษะกระบวนการทาง ทกั ษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จติ วิทยาศาสตร์ วทิ ยาศาสตร์ 1. การส่ือสารสารสนเทศและ 1. การใช้วิจารณญาณ 1. การสังเกต 2. ความรอบคอบ 2. การจ�ำ แนกประเภท การรเู้ ทา่ ทนั สอื่ 3. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู 2. การคดิ อยา่ งมวี จิ ารณญาณ 4. การสรา้ งแบบจ�ำ ลอง และการแกป้ ัญหา สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วทิ ยาศาสตรช์ วี ภาพ บทที่ 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของร่างกายมนษุ ย์ 21 ตัวช้ีวัด 5. สบื คน้ ขอ้ มลู อธบิ ายและยกตวั อยา่ งโรคหรอื อาการทเี่ กดิ จากความผดิ ปกตขิ องระบบภมู คิ มุ้ กนั 6. อธิบายภาวะภูมคิ ุ้มกันบกพร่องที่มีสาเหตมุ าจากการติดเชือ้ HIV จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. สบื คน้ ขอ้ มลู อธบิ ายสาเหตุ อาการ แนวทางปอ้ งกนั และการรกั ษาโรคทเี่ กดิ จากความผดิ ปกติ ของระบบภูมคิ มุ้ กนั 2. สบื ค้นขอ้ มลู อธบิ ายกลไกของภาวะภมู คิ มุ้ กนั บกพรอ่ งทมี่ ีสาเหตมุ าจากการตดิ เชือ้ HIV 3. ระบสุ าเหตุ และวธิ ีการป้องกนั การติดเช้อื HIV ทกั ษะกระบวนการทาง ทกั ษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ 1. การสื่อสารสารสนเทศและ 1. การใชว้ จิ ารณญาณ วทิ ยาศาสตร์ 2. ความรอบคอบ 1. การสงั เกต การร้เู ทา่ ทันส่อื 3. ความใจกวา้ ง 2. การลงความเหน็ จากขอ้ มลู 2. การคิดอย่างมีวิจารณญาณ 4. การยอมรบั ความเหน็ ตา่ ง และการแก้ปญั หา 3. ความรว่ มมอื การท�ำ งานเปน็ ทีมและภาวะผ้นู �ำ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

22 บทที่ 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกายมนุษย์ วทิ ยาศาสตร์ชวี ภาพ ผงั มโนทัศน์ การรกั ษาดุลยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ ศกึ ษา ดลุ ยภาพของน�้ำ และ ดลุ ยภาพของ ดุลยภาพของ สารในรา่ งกาย กรด-เบส ของเลอื ด อณุ หภูมิ โดย โดย โดย หลอดเลอื ดฝอย ไต ปอด ไต กลไกการต่อตา้ นหรอื กำ�จดั ต่อมเหงอื่ ทำ�ลายส่ิงแปลกปลอม กำ�จดั กำ�จัด NH₄+ เส้นขน แบง่ เปน็ CO₂ H+ แบบไมจ่ �ำ เพาะ ของเสยี ท่มี ี ตส้อางจรกทำ�ากเี่ รกัดนิ เชค่นวานมำ้� ไนโตรเจนเป็น ไอออนต่างๆ กลา้ มเนอ้ื โครงรา่ ง องค์ประกอบ แบบจำ�เพาะ เกี่ยวขอ้ งกบั ลิมโฟไซต์ แบ่งเป็น B cell แบง่ เป็น Plasma cell Memory cell หน้าที่ หน้าท่ี สรา้ งแอนตบิ อดี จดจำ�แอนติเจน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ วี ภาพ บทท่ี 2 | การรกั ษาดุลยภาพของรา่ งกายมนุษย์ 23 ระบบภูมิคุน้ กนั ศกึ ษาเกย่ี วกบั เกยี่ วขอ้ งกบั การสร้างภมู ิค้มุ กัน โรคหรืออาการที่เกิดจาก ผวิ หนงั และ แบง่ เป็น ความผดิ ปกติของภูมคิ ุม้ กัน เยอื่ บุอวยั วะภายใน ภมู ิคุ้มกนั รับมา เช่น การอกั เสบ ภมู คิ ้มุ กนั กอ่ เอง โรคภมู แิ พ้ ฟาโกไซต์ โรคภมู คิ ุ้มกนั ตา้ นตนเอง เช่น โรคลูปัส (Lupus) ภาวะภูมิคุ้มกนั บกพร่อง จากการตดิ เชอื้ HIV T cell แบ่งเปน็ เปล่ียนเป็น Cytotoxic T cell Helper T cell เปลย่ี นเปน็ Memory cell Memory cell หนา้ ที่ หน้าที่ หน้าท่ี หนา้ ที่ จดจ�ำ แอนตเิ จน ทำ � ล า ย เ ซ ล ล์ กระตุ้นการทำ�งาน จดจ�ำ แอนตเิ จน แปลกปลอม และแบง่ เซลล์ของ B cell และ T cell สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

24 บทท่ี 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ วิทยาศาสตร์ชวี ภาพ สาระสำ�คัญ มนษุ ยจ์ ะด�ำ รงชวี ติ อยไู่ ดอ้ ยา่ งปกตจิ ะตอ้ งรกั ษาดลุ ยภาพในรา่ งกาย การรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกาย ไดแ้ ก่ การรกั ษาดลุ ยภาพของน�้ำ และสารในเลอื ดโดยการท�ำ งานของไต การรกั ษาดลุ ยภาพของกรด-เบส ของเลอื ดโดยการท�ำ งานของไตและปอด การรกั ษาดลุ ยภาพของอณุ หภมู ใิ นรา่ งกายโดยการท�ำ งานรว่ ม กนั ของระบบหมุนเวยี นเลือด ตอ่ มเหง่อื เสน้ ขนท่ีผิวหนัง กลา้ มเนือ้ โครงรา่ ง และระบบประสาท เมื่อรา่ งกายได้รบั เชอ้ื โรคหรือส่งิ แปลกปลอมทำ�ใหไ้ ม่สามารถรกั ษาดลุ ยภาพได้ ร่างกายจะมีกลไก การตอ่ ต้านหรอื ท�ำ ลายโดยการทำ�งานของระบบภูมคิ ุ้มกัน ซ่งึ แบง่ ได้เป็น 2 แบบคอื กลไกการต่อตา้ น หรือทำ�ลายสิ่งแปลกปลอมแบบไม่จำ�เพาะ โดยเป็นการป้องกันไม่ให้เชื้อโรคเข้าสู่เนื้อเย่ือในร่างกาย หรือกำ�จัดส่ิงแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกายโดยกระบวนการต่าง ๆ สำ�หรับกลไกการต่อต้านหรือทำ�ลาย สงิ่ แปลกปลอมแบบจำ�เพาะเป็นการทำ�งานโดยเซลล์เม็ดเลอื ดขาวลมิ โฟไซต์ คือ เซลล์บี และเซลล์ที ขณะเดียวกันมนุษย์ยังสามารถเสริมสร้างภูมิคุ้มกันให้กับร่างกายได้ สามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบคือ ภูมิค้มุ กนั รบั มาและภูมิคมุ้ กันก่อเอง บางครั้งอาจเกิดความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกัน เช่น โรคภูมิแพ้ ที่เกิดจากภูมิคุ้มกันตอบสนอง ต่อแอนติเจนบางชนิดรุนแรงเกินไป โรคลูปัสหรือโรคเอสแอลอีท่ีเกิดจากภูมิคุ้มกันของร่างกายมี ปฏกิ ริ ยิ าตอบสนองตอ่ เนอ้ื เยอื่ หรอื เซลลข์ องตนเอง และโรคเอดสท์ เี่ กดิ จากภมู คิ มุ้ กนั บกพรอ่ งจากการ ติดเชอ้ื HIV เวลาทใ่ี ช้ บทนีค้ วรใช้เวลาสอนประมาณ 14 ช่ัวโมง 2.1 การรักษาดลุ ยภาพของน�ำ้ และสารในร่างกาย 4.0 ชั่วโมง 2.2 การรกั ษาดุลยภาพของกรด-เบสของเลอื ด 2.0 ชวั่ โมง 2.3 การรักษาดุลยภาพของอุณหภูมิภายในร่างกาย 2.0 ชวั่ โมง 2.4 ระบบภูมิคมุ้ กัน 6.0 ชั่วโมง ความรูก้ ่อนเรยี น ระบบขับถ่าย การลำ�เลยี งสารในร่างกาย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ วี ภาพ บทท่ี 2 | การรักษาดลุ ยภาพของร่างกายมนุษย์ 25 เฉลยตรวจสอบความรกู้ อ่ นเรยี น ใหน้ ักเรยี นใส่เคร่อื งหมายถกู ( ) หรอื ผิด ( ) หน้าข้อความตามความเข้าใจของ นกั เรยี น 1. อวยั วะทที่ �ำ หนา้ ทก่ี �ำ จดั ของเสยี ทเี่ กดิ จากกระบวนการเมแทบอลซิ มึ ในรา่ งกาย คอื ไต 2. สารทก่ี รองผา่ นโกลเมอรลู สั ได้ คือ เซลลเ์ มด็ เลอื ดแดง น�ำ้ กลูโคส และไอออนตา่ ง ๆ 3. เหงือ่ ชว่ ยระบายความร้อนและขับโซเดียมออกจากรา่ งกาย 4. เซลล์เม็ดเลือดขาวและเกล็ดเลือดทำ�หน้าท่ีกำ�จัดเช้ือโรคหรือส่ิงแปลกปลอมท่ีเข้าสู่ ร่างกาย 5. ร่างกายกำ�จัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมโดยการ หายใจออก 6. การผลติ วคั ซนี ท�ำ โดยการใชเ้ ชอ้ื โรคทอ่ี อ่ นก�ำ ลงั ลงหรอื ตายแลว้ มาฉดี กระตนุ้ ใหร้ า่ งกาย สร้างภูมิคุ้มกนั 7. สาเหตุสว่ นใหญ่ทท่ี ำ�ให้ผู้ปว่ ยท่ตี ิดเชื้อ HIV เสยี ชีวิตคือการเกิดโรคแทรกซ้อนต่าง ๆ เชน่ โรคปอดบวม วณั โรค เป็นต้น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

26 บทที่ 2 | การรักษาดุลยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ วิทยาศาสตร์ชีวภาพ 2.1 การรกั ษาดุลยภาพของนำ้�และสารในร่างกาย จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. ระบุโครงสรา้ งและอธบิ ายการท�ำ งานของไตมนุษย์ 2. อธิบายกลไกการรักษาดลุ ยภาพของนำ�้ และสารในร่างกายโดยการทำ�งานของไต ความเขา้ ใจคลาดเคลอ่ื นที่อาจเกดิ ขน้ึ ความเข้าใจคลาดเคล่ือน ความเขา้ ใจท่ีถูกต้อง ของเสียท่ีเกิดจากการทำ�งานของระบบ ระบบขับถ่ายของร่างกายมนุษย์เป็นการ ขับถ่าย (excretory system) ของร่างกาย ก�ำ จดั ของเสยี ทเ่ี กดิ จากกระบวนการเมแทบอลซิ มึ มนษุ ยจ์ ะถกู ก�ำ จดั ออกไปอยใู่ นรปู ของปสั สาวะ ท่ีมีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ และจะถูก และอจุ จาระ ขบั ถ่ายออกในรูปของปัสสาวะ ส่วนอุจจาระเป็นกากอาหารท่ีร่างกายย่อย ไมไ่ ดใ้ นระบบยอ่ ยอาหาร (digestive system) ส�ำ หรบั ของเสยี อนื่ ๆ เชน่ เหงอื่ ถกู ก�ำ จดั ออก ทางผิวหนัง แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ถูกกำ�จัด ออกโดยระบบหายใจ แนวการจัดการเรียนรู้ ครูนำ�เข้าสู่บทเรียนโดยอาจใช้ภาพเปิดบทในหนังสือเรียน และใช้คำ�ถามเพื่อให้นักเรียนร่วมกัน อภปิ รายเกย่ี วกบั การเปลย่ี นแปลงของรา่ งกายในขณะออกก�ำ ลงั กายและไมไ่ ดอ้ อกก�ำ ลงั กาย เชน่ ขณะ ทน่ี กั เรยี นก�ำ ลงั ออกก�ำ ลงั กายรา่ งกายมกี ารเปลยี่ นแปลงใดเกดิ ขนึ้ บา้ ง ซงึ่ นกั เรยี นจะไดส้ งั เกตการ เปลยี่ นแปลงทเ่ี กดิ ขนึ้ กบั รา่ งกายของตนเองและไดข้ อ้ สรปุ วา่ ขณะออกก�ำ ลงั กายจะรสู้ กึ เหนอ่ื ย หายใจ เร็วและถข่ี ึ้น เหงือ่ ออกเป็นจำ�นวนมาก รู้สึกร้อน และมีอาการกระหายนำ�้ แตห่ ากหยุดออกกำ�ลังกาย และได้ด่ืมน้ำ�เข้าไป ร่างกายจะกลับมาสู่ภาวะปกติได้ ทำ�ให้นักเรียนเกิดความสนใจว่าร่างกายมีการ รักษาดุลยภาพใหเ้ ขา้ สูภ่ าวะปกตไิ ดอ้ ย่างไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตร์ชีวภาพ บทท่ี 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกายมนุษย์ 27 ครูทบทวนความรู้เร่ืองการกำ�จัดของเสียในร่างกายจากที่นักเรียนได้ศึกษามาตั้งแต่ระดับ มธั ยมศกึ ษาตอนตน้ ครอู าจต้งั คำ�ถามเพมิ่ เตมิ เกีย่ วกับของเสยี ท่เี กดิ ข้นึ ในร่างกายมนษุ ย์ ดังน้ี • ของเสยี ทีเ่ กดิ ข้ึนในรา่ งกายที่ตอ้ งถกู ก�ำ จัดออกจากร่างกายไดแ้ ก่อะไรบา้ ง นกั เรยี นอาจตอบถกู หรอื ผดิ กไ็ ด้ ขนึ้ อยกู่ บั ความรเู้ ดมิ ของนกั เรยี น เชน่ ปสั สาวะ เหงอ่ื อจุ จาระ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ยูเรยี เป็นต้น จากนนั้ ครทู บทวนความรเู้ ดมิ เกย่ี วกบั กระบวนการเมแทบอลซิ มึ ของรา่ งกาย และกระบวนการสลาย สารอาหารวา่ จะไดผ้ ลติ ภณั ฑห์ รอื สารใดบา้ ง โดยใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ ราย และวเิ คราะหว์ า่ สารตา่ งๆ ท่ีได้จากกระบวนการเหล่านั้นมีประโยชน์และโทษต่อร่างกายอย่างไร ถ้าหากร่างกายมีการสะสมสาร ทเี่ ปน็ โทษไวม้ ากจะเกดิ อะไรขนึ้ และรา่ งกายจะมวี ธิ กี �ำ จดั อยา่ งไร จากนนั้ ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั สรปุ ว่าสารท่ีเป็นโทษต่อร่างกายที่เกิดจากกระบวนการเมแทบอลิซึมร่างกายจะต้องกำ�จัดออกเรียกว่า “ของเสยี ” ซงึ่ จะตอ้ งถกู ขบั ออกโดยระบบขบั ถา่ ย แลว้ ใชค้ �ำ ถามเพมิ่ เตมิ เพอื่ ใหน้ กั เรยี นแยกความแตก ตา่ งระหว่างการขับถา่ ยของเสยี กบั การถ่ายอจุ จาระดงั น้ี • การถ่ายอจุ จาระ (defecation) จดั เป็นการขบั ถ่าย (excretion) หรอื ไม่ เพราะเหตใุ ด การถ่ายอุจจาระไม่เป็นการขับถ่าย เพราะการขับถ่าย หมายถึง การกำ�จัดของเสียซึ่งเกิดจาก กระบวนการเมแทบอลซิ มึ ในเซลลซ์ งึ่ มไี นโตรเจนเปน็ องคป์ ระกอบ แตก่ ารถา่ ยอจุ จาระเปน็ การ ก�ำ จัดกากอาหารที่รา่ งกายยอ่ ยไมไ่ ดอ้ อกจากร่างกาย ครใู หน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู และศกึ ษารปู 2.1 ปรมิ าณน�ำ้ โดยเฉลย่ี ทไี่ ดร้ บั และสญู เสยี ออกจากรา่ งกาย ผใู้ หญใ่ น 1 วัน และใชค้ �ำ ถามชวนคดิ ให้นกั เรียนรว่ มกันอภิปรายดงั น้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

28 บทที่ 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของร่างกายมนษุ ย์ วทิ ยาศาสตร์ชวี ภาพ เฉลยชวนคิด ถ้าปริมาณน้ำ�ท่ีร่างกายได้รับและปริมาณนำ้�ที่สูญเสียออกจากร่างกายไม่สมดุลกัน จะมีผลอย่างไร จากการอภปิ รายนกั เรยี นควรไดข้ อ้ สรปุ วา่ รา่ งกายมนษุ ยม์ นี �ำ้ ประมาณรอ้ ยละ 65-70 ของนำ้�หนักตัว โดยมีหน้าท่ีเป็นตัวกลางในการเกิดปฏิกิริยาเคมี ลำ�เลียงสารอาหาร และแกส๊ ตา่ ง ๆ ไปยงั เซลลท์ ว่ั รา่ งกาย ดงั นนั้ หากรา่ งกายไดร้ บั น�้ำ มากหรอื นอ้ ยเกนิ ไป จะทำ�ให้ความเข้มข้นของเลือดเปล่ียนแปลง การลำ�เลียงสารต่างๆ หรือการเกิด ปฏกิ ริ ิยาเคมจี ะไมเ่ กิดข้ึนทำ�ให้เป็นอันตรายตอ่ เซลลแ์ ละระบบตา่ งๆ ของรา่ งกายจน อาจเสยี ชวี ิตได้ จากนนั้ ใหน้ ักเรียนตอบค�ำ ถามในหนงั สือเรียน ดงั นี้ รา่ งกายไดร้ บั นำ้�ปรมิ าณมากท่ีสดุ โดยวธิ ใี ดและสูญเสยี นำ�้ ออกไปมากท่ีสดุ โดยวธิ ใี ด รา่ งกายไดร้ บั น�ำ้ ปรมิ าณมากทส่ี ดุ จากเครอ่ื งดมื่ 1,600 มลิ ลลิ ติ รและสญู เสยี น�ำ้ ปรมิ าณมากทส่ี ดุ ออกไปกับปสั สาวะ 1,500 มิลลิลิตร ความรู้เพ่ิมเตมิ สำ�หรับครู น้ำ�ในร่างกายแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ นำ้�ภายในเซลล์ (intracellular fluid ; ICF) มีอยปู่ ระมาณร้อยละ 65 และ นำ้�ภายนอกเซลล์ (extracellular fluid ; ECF) ประมาณรอ้ ย ละ 35 น�้ำ ภายนอกเซลลส์ ามารถแบ่งย่อยออกได้เป็น 3 ส่วน ได้แก่ 1. น�ำ้ ภายในหลอดเลือด และน�ำ้ เหลอื ง (intravascular fluid) 2. น�้ำ ในเนอื้ เยอื่ ระหวา่ งเซลล์ (interstitial fluid) เปน็ น้ำ�ที่อยู่นอกหลอดเลือด และอยู่ตามช่องว่างระหว่างเซลล์ 3. น้ำ�ท่ีอยู่ในช่องว่างต่างๆ (transcellular fluid) เช่น นำ้�ในลูกตา น�ำ้ ในเยอื่ บชุ ่องทอ้ ง น�ำ้ ในเย่ือหมุ้ ปอด น�้ำ ไขขอ้ น้ำ� ในสมองและไขสนั หลงั (cerebrospinal fluid : CSF) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วทิ ยาศาสตร์ชีวภาพ บทที่ 2 | การรกั ษาดุลยภาพของร่างกายมนุษย์ 29 ครเู ชอื่ มโยงเรอ่ื งการรกั ษาดลุ ภาพของน�้ำ และแรธ่ าตุ การก�ำ จดั ของเสยี ในเลอื ดโดยการท�ำ งานของ ไต โดยใหน้ กั เรียนสบื ค้นเก่ยี วกับอวยั วะในระบบขับถา่ ย โครงสร้างของไต หนว่ ยไต และการท�ำ งาน ของหนว่ ยไต แลว้ รว่ มกนั สรุปถงึ หนา้ ท่ขี องอวัยวะในระบบขบั ถา่ ย โดยใชร้ ูปในหนงั สือเรียน รูป 2.2 ไตและอวัยวะในระบบขับถ่าย รูป 2.3 ไตของมนุษย์ และรูป 2.4 การทำ�งานของหน่วยไต แล้วให้ นกั เรยี นร่วมกันสรุปหน้าที่การทำ�งานของหนว่ ยไตและใหน้ ักเรียนรว่ มกนั อภิปรายโดยใช้คำ�ถามดงั นี้ ระบบใดในร่างกายที่ทำ�หน้าท่รี ักษาดุลยภาพของนำ้�และแร่ธาตหุ รอื สารอ่นื ๆ ในรา่ งกาย •• อวยั วะในระบบขับถา่ ยมอี ะไรบ้าง และท�ำ หนา้ ทีอ่ ยา่ งไร จากการอภิปรายนักเรียนควรสรุปได้ว่า ระบบท่ีทำ�หน้าท่ีในการกำ�จัดของเสียท่ีมีไนโตรเจนเป็น องค์ประกอบ เช่น ยูเรีย แอมโมเนียมไอออน และรกั ษาดลุ ยภาพของนำ้�และแรธ่ าตหุ รอื สารอน่ื ๆ ใน ร่างกายคอื ระบบขับถา่ ย อวัยวะในระบบขบั ถา่ ยได้แก ่ ไต ท่อไต กระเพาะปสั สาวะและทอ่ ปสั สาวะ โดยภายในไตแต่ละขา้ งมหี น่วยไตประมาณ 1 ลา้ นหนว่ ย ท�ำ หนา้ ท่ใี นการกรอง การดดู กลบั และการ หลัง่ สารจากระบบหมนุ เวียนเลือด ท่อไตท�ำ หน้าทล่ี ำ�เลยี งปัสสาวะไปทกี่ ระเพาะปสั สาวะ กระเพาะ ปัสสาวะทำ�หน้าทส่ี ะสมปสั สาวะกอ่ นขบั ออกนอกร่างกายผา่ นทางทอ่ ปสั สาวะ จากนนั้ ให้ตอบคำ�ถามตรวจสอบความเข้าใจในหนังสอื เรยี น เฉลยตรวจสอบความเขา้ ใจ หน่วยไตทำ�หน้าทก่ี รอง ดูดกลบั และหลั่งสารใดบ้าง หน่วยไตท�ำ หน้าที่ 3 ประการ คอื 1. การกรอง - สารที่เกิดจากการกรองผ่านโกลเมอรูลัสและโบว์แมนส์แคปซูล ได้แก่ สารที่มีขนาดเล็ก เช่น กลูโคส น้ำ� ยูเรีย กรดแอมิโนและแร่ธาตุบางชนิด ส่วน เซลลเ์ มด็ เลอื ด เกลด็ เลอื ด โปรตนี ขนาดใหญไ่ มส่ ามารถกรองผา่ นได้ ยงั คงอยใู่ นเลอื ด 2. การดดู กลบั - สารทเี่ กดิ การดดู กลบั ทที่ อ่ หนว่ ยไต เชน่ กรดแอมโิ น กลโู คส น�้ำ และ ไอออนตา่ ง ๆ เชน่ โซเดยี มไอออน โพแทสเซยี มไอออน ไฮโดรเจนคารบ์ อเนตไอออน 3. การหลงั่ - สารทมี่ กี ารหลง่ั ทที่ อ่ หนว่ ยไต เชน่ ไฮโดรเจนไอออน แอมโมเนยี มไอออน รวมทั้งสารพษิ อืน่ ๆ หรือยาบางชนดิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

30 บทท่ี 2 | การรักษาดลุ ยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ วิทยาศาสตร์ชีวภาพ ครูอาจเช่ือมโยงความรู้เรื่องการดูดกลับและการหลั่งกับการลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ท่ี นกั เรยี นไดศ้ กึ ษามาจากบทที่ 1 เรอื่ ง การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล ์ เชน่ การดดู กลบั น�้ำ เปน็ การ ลำ�เลียงแบบออสโมซิส การดูดกลับกรดแอมิโน กลูโคส โซเดียมไอออน ไฮโดรเจนไอออน เป็นการ ลำ�เลยี งแบบแอกทฟี ทรานสปอร์ต เป็นตน้ การรักษาดลุ ยภาพของน้ำ�ในรา่ งกาย ครูใช้คำ�ถามให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเพื่อเช่ือมโยงไปถึงการรักษาดุลยภาพของนำ้�ในร่างกาย ดังน้ี • ร่างกายรู้ได้อย่างไรว่าปริมาณนำ้�ท่ีรับเข้าและขับออกมีเท่าใดจึงจะรักษาดุลยภาพของนำ้� ในรา่ งกายได้ นักเรียนอาจตอบว่าเม่ือปริมาณนำ้�ในร่างกายลดลงจะเกิดการกระหายนำ้� และเม่ือปริมาณน้ำ�ใน รา่ งกายมากกว่าปกตจิ ะปัสสาวะออกไป ซึ่งครจู ะยังไม่สรปุ การอภิปราย จากน้ันครใู หน้ ักเรียนสืบค้น ขอ้ มลู เกย่ี วกบั การรกั ษาดลุ ยภาพของน�ำ้ ในรา่ งกาย และท�ำ กจิ กรรม 2.1 เรอ่ื ง การรกั ษาดลุ ยภาพของ ของเหลวในร่างกายในหนังสอื เรียน กิจกรรม 2.1 การรกั ษาดลุ ยภาพของของเหลวในรา่ งกาย จุดประสงค์ อธิบายกลไกการรักษาดุลยภาพของของเหลวในร่างกายและแปลผลการทดลองได้ อยา่ งมีเหตุผล เวลาทีใ่ ช้ (โดยประมาณ) 30 นาที สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ วี ภาพ บทท่ี 2 | การรักษาดลุ ยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ 31 เขียนกราฟแสดงความสมั พันธ์ระหว่างปริมาณปสั สาวะกับเวลาหลงั จากด่ืมนำ้� ส�ำ หรับกราฟแสดงความสัมพันธร์ ะหวา่ งปรมิ าณปสั สาวะกับเวลา เขียนไดด้ งั น้ี 200 160 120 80 40 0 30 60 90 120 150 180 210 จากกราฟท่ีได้นักเรียนจะอธิบายเช่ือมโยงเก่ียวกับการรักษาดุลยภาพของของเหลว ในร่างกายอย่างไร โดยกล่าวถงึ บทบาทของไฮโพทาลามสั ADH ไต และหนว่ ยไต เมื่อร่างกายมีปริมาณนำ้�มากหรือปริมาณน้ำ�ในเลือดเพ่ิมขึ้น ความเข้มข้นของเลือด จะลดลง ทำ�ให้ลดการกระตุ้นของสมองส่วนไฮโพทาลามัสซ่ึงควบคุมสมดุลของ ของเหลวในร่างกายส่งผลให้ต่อมใต้สมองส่วนหลังหล่ัง ADH น้อยลง เซลล์ที่ท่อ หน่วยไตและท่อรวมจึงลดการดูดกลับนำ้�เข้าสู่หลอดเลือด ร่างกายจึงขับของเหลว ออกมาในรูปของปัสสาวะปริมาณมากและเจือจางในนาทีท่ี 60 และ 90 และเม่ือ เวลาผ่านไปปริมาณปัสสาวะจะลดลงจนปกติ เนื่องจากร่างกายรักษาดุลยภาพของ ของเหลวในรา่ งกายได้เปน็ ปกติแล้ว หลังจากนักเรียนทำ�กิจกรรม 2.1 แล้ว ครูให้นักเรียนร่วมกันอภิปราย และสรุปเก่ียวกับกลไกการ รกั ษาดลุ ยภาพของน�ำ้ ในรา่ งกาย โดยใชร้ ปู 2.6 กลไกการรกั ษาดลุ ยภาพของน�้ำ ในรา่ งกาย ในหนงั สอื เรยี นประกอบการอภปิ ราย โดยเนน้ ใหเ้ หน็ ถงึ ความสมั พนั ธข์ องการท�ำ งานของสมองสว่ นไฮโพทาลามสั และ ADH เซลลท์ ท่ี อ่ หนว่ ยไตและทอ่ รวม แลว้ ใหน้ กั เรยี นตอบค�ำ ถามตรวจสอบความเขา้ ใจในหนงั สอื เรยี น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

32 บทท่ี 2 | การรักษาดุลยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ วทิ ยาศาสตรช์ ีวภาพ เฉลยตรวจสอบความเข้าใจ ระบบใดบ้างของร่างกายท่ีทำ�หน้าท่ีประสานกันเพื่อรักษาปริมาณนำ้�ในร่างกายให้ สมดุล ระบบขับถ่าย ระบบหมนุ เวียนเลอื ด ระบบประสาท และระบบต่อมไรท้ ่อ (ฮอร์โมน) ครเู ชอ่ื มโยงกบั ประสบการณข์ องนกั เรยี น เชน่ การออกก�ำ ลงั กายอยา่ งหนกั ท�ำ ใหม้ เี หงอ่ื ออกจ�ำ นวน มาก หรอื การอยใู่ นหอ้ งปรบั อากาศแลว้ ปัสสาวะบอ่ ยกว่าปกติ เพอ่ื ใหน้ ักเรียนอธบิ ายกลไกการรักษา ดุลยภาพของน�้ำ เมือ่ อยู่ในเหตกุ ารณด์ งั กลา่ ว ครูอาจเสริมความรู้เรื่อง โรคเบาจืด เพ่ือให้นักเรียนเข้าใจถึงความสำ�คัญของ ADH ต่อการรักษา ดลุ ยภาพของน้�ำ ในร่างกายย่ิงขนึ้ ความรเู้ พม่ิ เติมสำ�หรบั ครู โรคเบาจืด (Diabetes insipidus) เป็นภาวะท่ีมีการถ่ายปัสสาวะบ่อยและปริมาณมาก ในแตล่ ะครง้ั ผทู้ ม่ี อี าการของโรคนจ้ี ะเสยี น�้ำ มากและกระหายน�้ำ ตลอดเวลา ถา้ ดมื่ น�ำ้ ทดแทน ไม่ทันจะเกิดภาวะขาดนำ้� (dehydration) ทำ�ให้มีอาการอ่อนเพลีย ความดันเลือดลดลง อาจถงึ ขนั้ หมดสตชิ อ็ คและอาจเสยี ชวี ติ ได้ สาเหตขุ องโรคนเ้ี นอ่ื งจากรา่ งกายขาด ADH ซงึ่ เปน็ ฮอรโ์ มนทส่ี รา้ งจากเซลลใ์ นสมองสว่ น ไฮโพทาลามัส และหลั่งโดยต่อมใต้สมองส่วนหลัง ฮอร์โมนนี้มีหน้าท่ีกระตุ้นให้ท่อขดส่วน ทา้ ย (distal convoluted tubule) ของหน่วยไตและท่อรวม (collecting duct) ดดู กลับน�ำ้ เขา้ หลอดเลอื ด ดงั นนั้ เมอ่ื ขาดฮอรโ์ มนนจ้ี งึ ท�ำ ใหน้ �ำ้ ไมถ่ กู ดดู กลบั เขา้ หลอดเลอื ด จงึ ขบั ถา่ ย ปัสสาวะมากและเจอื จาง ส�ำ หรบั สาเหตขุ องการขาด ADH หรอื ADH หลง่ั ออกมานอ้ ย อาจเกดิ จากความผดิ ปกติ ของต่อมใตส้ มองสว่ นหลัง เช่น เนือ้ งอกในสมองบางชนดิ ไปกดบรเิ วณต่อมใต้สมอง ทำ�ให้ ไม่สามารถหล่ังฮอร์โมนนไี้ ด้ อกี สาเหตุหนึ่งคอื ไตผิดปกติ ไมส่ ามารถตอบสนองต่อฮอร์โมน นี้ได้ ซ่ึงอาจเป็นตง้ั แต่แรกเกิด หรือเกดิ จากยาหรือสารบางชนิดไปรบกวนการทำ�งานของไต ทำ�ให้ไมส่ ามารถตอบสนองต่อฮอรโ์ มนได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิทยาศาสตรช์ วี ภาพ บทท่ี 2 | การรักษาดลุ ยภาพของร่างกายมนษุ ย์ 33 การรกั ษาดุลยภาพของแรธ่ าตุในรา่ งกาย ครูให้นักเรียนศึกษารูป 2.7 กลไกการรักษาดุลยภาพของโซเดียมในร่างกาย ในหนังสือเรียน เนื่องจากแร่ธาตุนี้เกี่ยวข้องกับการทำ�งานของระบบประสาทและกล้ามเน้ือ โดยมีแอลโดสเทอโรน (aldosterone) ท�ำ หนา้ ทคี่ วบคมุ ปรมิ าณโซเดยี มใหอ้ ยใู่ นภาวะสมดลุ เสมอ หลงั จากนนั้ ใหน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มูลเพ่ิมเติมเกย่ี วกบั การรกั ษาดลุ ยภาพของแรธ่ าตุอ่นื โดยการทำ�งานของไต เช่น โพแทสเซียม ความรเู้ พมิ่ เตมิ สำ�หรับครู แอลโดสเตอโรน เปน็ ฮอร์โมนอย่ใู นกลุ่มมิเนราโลคอร์ตคิ อยด์ (mineralocorticoids) ท่ี สรา้ งมาจากตอ่ มหมวกไตสว่ นนอก (adrenal cortex) ท�ำ หนา้ ทกี่ ระตนุ้ ใหไ้ ตดดู กลบั โซเดยี ม และนำ้�เข้าหลอดเลือด การขาดแอลโดสเทอโรนจะทำ�ให้ร่างกายสูญเสียโซเดียมและนำ้�ไป กับปัสสาวะเป็นจำ�นวนมาก ส่งผลทำ�ให้ปริมาตรเลือดในร่างกายลดลง จนอาจทำ�ให้ผู้ป่วย เสยี ชวี ติ ไดเ้ พราะความดนั เลอื ดต�่ำ นอกจากนแ้ี อลโดสเตอโรนยงั หลง่ั ออกมาเมอื่ อยใู่ นภาวะ เครยี ดเป็นระยะเวลานาน ส่งผลใหป้ รมิ าตรเลอื ดเพ่ิมขึ้นและความดันเลือดสูงขึ้น แนวการวัดและประเมนิ ผล ดา้ นความรู้ - การรักษาดุลยภาพของน้ำ�และสารในร่างกาย จากการตอบคำ�ถาม การสืบค้นข้อมูล การอภปิ ราย การอธิบาย และการทำ�กจิ กรรม ด้านทกั ษะ - สงั เกตการลงความเหน็ จากขอ้ มลู การสอื่ สารสารสนเทศและการรเู้ ทา่ ทนั สอื่ การคดิ อยา่ ง มีวจิ ารณญาณและการแกป้ ญั หา จากการสืบคน้ ขอ้ มลู การตอบค�ำ ถาม และการนำ�เสนอ ขอ้ มูล ด้านจิตวิทยาศาสตร์ - ความเชอ่ื มนั่ ตอ่ หลกั ฐานเชงิ ประจกั ษ์ ความรอบคอบ จากการสบื คน้ ขอ้ มลู การตอบค�ำ ถาม และการอธบิ าย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

34 บทท่ี 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของร่างกายมนุษย์ วทิ ยาศาสตรช์ ีวภาพ 2.2 การรักษาดลุ ยภาพของกรด-เบสของเลือด จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายกลไกการรักษาดลุ ยภาพของกรด-เบสของเลือดโดยการท�ำ งานของไตและปอด 2. สืบค้นข้อมูล อธิบายสาเหตุ และแนวทางป้องกันหรือรักษาโรคไตและโรคท่ีเก่ียวกับทางเดิน ปสั สาวะ แนวการจัดการเรียนรู้ ครูน�ำ เข้าส่บู ทเรียนโดยทบทวนกระบวนการตา่ งๆ ทีเ่ กิดขน้ึ ในรา่ งกายของมนษุ ย์ เชน่ การหายใจ ระดบั เซลล์ การสลายสารอาหารตา่ ง ๆ เพอ่ื ใหไ้ ดพ้ ลงั งานซงึ่ ลว้ นเปน็ กระบวนการเมแทบอลซิ มึ ทตี่ อ้ ง อาศยั เอนไซมใ์ นการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคม ี เอนไซมเ์ ปน็ โปรตนี โดยเอนไซมแ์ ตล่ ะชนดิ จะท�ำ งานไดด้ ขี นึ้ อยู่ กบั ปจั จยั ตา่ ง ๆ แลว้ ครใู ชค้ �ำ ถามวา่ ปจั จยั ใดบา้ งทม่ี ผี ลตอ่ การท�ำ งานของเอนไซม์ จากนนั้ ใหน้ กั เรยี น ศึกษารปู 2.8 กราฟแสดงอัตราการทำ�งานของเอนไซมเ์ พปซนิ และเอนไซม์อะไมเลสท่คี า่ pH ต่าง ๆ แล้วตอบค�ำ ถามในหนังสอื เรยี น เอนไซมอ์ ะไมเลสสามารถทำ�งานไดด้ ที ่ีสดุ ท่คี า่ pH ใด pH 7 จงอธิบายอตั ราการท�ำ งานของเอนไซม์เพปซินและเอนไซมอ์ ะไมเลส เอนไซม์เพปซินเป็นเอนไซม์ท่ีทำ�งานได้ดีที่สุดที่ค่า pH 2 หากค่า pH เพ่ิมขึ้นการทำ�งานจะ ลดลงเร่ือยๆ จนไม่สามารถทำ�งานได้ สว่ นเอนไซม์อะไมเลสท่ีไดจ้ ากน้ำ�ลายจะท�ำ งานได้ดที ่สี ดุ ทีค่ า่ pH 7 หากคา่ pH เพ่มิ ขึ้นหรอื ลดลงการท�ำ งานของเอนไซมอ์ ะไมเลสจะค่อย ๆ ลดลง ครูอธิบายเพิ่มเติมว่ากระบวนการเมแทบอลิซึมจะเกิดขึ้นได้เร็วหรือช้าข้ึนอยู่กับการทำ�งานของ เอนไซม์ โดยอตั ราการท�ำ งานของเอนไซมแ์ ตล่ ะชนดิ ยงั ขน้ึ อยกู่ บั ความเปน็ กรด-เบสทเ่ี หมาะสมตอ่ การ ทำ�งาน จากน้ันครูให้นักเรียนศึกษาสมการการเกิดปฏิกิริยาของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ�ใน เลอื ดทที่ �ำ ใหเ้ กดิ ไฮโดรเจนไอออน (H+) ในหนงั สอื เรยี น โดย H+ ทเี่ กดิ ขนึ้ นที้ �ำ ใหค้ า่ ความเปน็ กรด-เบส ในเลอื ดเปล่ยี นแปลงไป หลังจากนนั้ ให้นกั เรยี นรว่ มกนั อภิปรายโดยใช้คำ�ถามดังน้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วทิ ยาศาสตร์ชีวภาพ บทท่ี 2 | การรักษาดลุ ยภาพของร่างกายมนุษย์ 35 • ถ้าเลือดมีปริมาณ H+ มากกว่าหรือน้อยกว่าปกติจะส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของ pH อยา่ งไร • รา่ งกายมนุษย์มีแนวโน้มมีความเปน็ กรดหรอื เบสมากกว่ากนั เพราะเหตุใด จากการอภิปรายนักเรียนควรได้ข้อสรุปว่าถ้าเลือดมีปริมาณ H+ มากกว่าปกติจะทำ�ให้ pH ของ เลือดมีความเป็นกรด แต่ถ้าเลือดมีปริมาณ H+ น้อยกว่าปกติจะทำ�ให้ pH ของเลือดมีความเป็นเบส และร่างกายของมนุษย์มีแนวโน้มท่ีเลือดจะมีความเป็นกรดมากกว่าเป็นเบส เน่ืองจากเซลล์ต่างๆ ต้องการพลังงานซึ่งได้มาจากกระบวนการหายใจระดับเซลล์ ทำ�ให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็น จ�ำ นวนมาก ปริมาณ H+ จึงเพมิ่ ขึ้นตลอดเวลา ครใู ชค้ �ำ ถามเพิม่ เตมิ เพื่อนำ�เข้าสเู่ รอื่ งการรกั ษาดุลยภาพความเป็นกรด-เบสในเลือด ดังน้ี • นักเรียนคิดวา่ รา่ งกายรักษาดุลยภาพของความเปน็ กรด-เบสในเลือดได้อยา่ งไร คำ�ตอบนี้ข้ึนอยู่กับความรู้ของนักเรียนซึ่งส่วนใหญ่จะตอบการหายใจ (ออก) ดังน้ันครูต้องเพิ่ม เติมความรู้ให้นักเรียน นั่นคือ นอกจากการหายใจแล้วยังมีการทำ�งานของไตและระบบบัฟเฟอร์ แตใ่ นระดับการศึกษาน้ีนกั เรียนจะศึกษาเฉพาะการหายใจและการท�ำ งานของไต ความรู้เพม่ิ เตมิ ส�ำ หรบั ครู การรักษาดุลยภาพความเป็นกรด-เบสของเลอื ดโดยระบบบฟั เฟอร์ (buffer’s system) บฟั เฟอร์ คือ สารละลายทีต่ ้านทานการเปล่ียนแปลง pH ให้เปลี่ยนไปนอ้ ยที่สุด แม้จะมี การเติมกรดหรือเบสเข้าไปในสารละลายนั้น บัฟเฟอร์ประกอบด้วยกรดอ่อนและเกลือของ กรดอ่อน หรือเบสอ่อนกับเกลือของเบสอ่อน บัฟเฟอร์ในร่างกายท่ีสำ�คัญ เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอเนตไอออน ฟอสเฟตไอออน โปรตีน ข้อดขี องระบบบฟั เฟอร์ คือ ท�ำ ให้ pH ในเลือด คอ่ นขา้ งคงท่แี ละเปลีย่ นแปลงช้าเม่ือมกี รดหรอื เบสเพิ่มขนึ้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

36 บทท่ี 2 | การรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกายมนษุ ย์ วิทยาศาสตร์ชวี ภาพ การควบคุมดลุ ยภาพของกรด - เบสของเลอื ดโดยการท�ำ งานของปอด ครทู บทวนความรเู้ รอ่ื งการหายใจของมนษุ ยโ์ ดยอาจใชว้ ดี ทิ ศั นเ์ กยี่ วกบั การแลกเปลย่ี นแกส๊ ทปี่ อด แลว้ ใชค้ �ำ ถาม ดังน้ี • การแลกเปลย่ี นแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซดก์ บั แกส๊ ออกซเิ จนเกดิ ขน้ึ ทอ่ี วยั วะใด และบรเิ วณใด เกดิ ขึน้ ทป่ี อด บรเิ วณถงุ ลมปอด ครูอาจให้นักเรียนทำ�การทดลองโดยการกลั้นหายใจให้ได้นานท่ีสุด แล้วใช้คำ�ถามเพ่ือให้นักเรียน รว่ มกันแสดงความคิดเหน็ ดังน้ี • เหตใุ ดนกั เรยี นจึงกลั้นหายใจไม่ได้นาน ขณะท่ีกล้ันหายใจปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายจะสูงข้ึนจนถึงจุดหน่ึงท่ีร่างกาย ทนไม่ได้ ทำ�ให้ต้องหายใจออกเพ่ือนำ�แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกายและหายใจเอา แก๊สออกซเิ จนเขา้ ไป โดยการตอบสนองนเี้ ปน็ กลไกที่อยู่นอกเหนืออำ�นาจจิตใจ จงึ ไม่สามารถ กลน้ั หายใจได้นาน ครใู หน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู เกย่ี วกบั กลไกการควบคมุ ดลุ ยภาพของกรด-เบสของเลอื ดโดยการท�ำ งาน ของปอดจากหนงั สอื เรยี นหรอื แหลง่ การเรยี นรอู้ น่ื ๆ แลว้ ใหน้ กั เรยี นอภปิ รายรว่ มกนั โดยใชค้ �ำ ถามดงั นี้ • การหายใจชว่ ยในการรักษาดลุ ยภาพของกรด-เบสในเลอื ดไดอ้ ยา่ งไร จากการอภิปรายนักเรียนควรได้ข้อสรุปว่าการหายใจช่วยรักษาดุลยภาพของกรด-เบสในเลือดได้ ดงั น้ี ถ้าปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์หรือไฮโดรเจนไอออนสะสมอยู่ในเลือดมากจะส่งผลให้เลือดมี ความเปน็ กรดเพม่ิ ขน้ึ การเปลยี่ นแปลงนจี้ ะสง่ สญั ญาณไปกระตนุ้ ศนู ยค์ วบคมุ การหายใจทสี่ มอง ท�ำ ให้ เพ่ิมอัตราการหายใจเพ่ือขับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากปอดเร็วข้ึน แต่ถ้าเลือดเป็นเบส อตั ราการหายใจจะลดลงเพอื่ เพม่ิ ปรมิ าณไฮโดรเจนไอออนใหส้ งู ขนึ้ โดยการสะสมคารบ์ อนไดออกไซด์ ในเลือด ท�ำ ให้ความเปน็ กรด-เบสของเลอื ดเข้าสภู่ าวะสมดุล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี