(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท เพิ่มเติมชีววิทยา1

ชวี วทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 2 | เคมที เ่ี ป็นพ้ืนฐานของส่งิ มชี วี ิต 139 3. จากรปู แสดงโครงสร้างส่วนหน่งึ ของพอลแิ ซ็กคาไรด์ จงตอบค�ำ ถามต่อไปนี้ ข. ง. 3.1 พอลแิ ซก็ คาไรดช์ นิดใดบ้างทเี่ ป็นองค์ประกอบของแป้ง ก. และ ข. 3.2 พอลแิ ซ็กคาไรดช์ นดิ ใดบา้ งท่พี บในพชื ก. ข. และ ง. 3.3 พอลแิ ซ็กคาไรดช์ นดิ ใดบา้ งท่มี พี นั ธะไกลโคซิดิกแบบ β (β -glycosidic bond) ง. 3.4 พอลิแซก็ คาไรดช์ นิดใดบา้ งท่ีพบในเซลลก์ ลา้ มเนือ้ ค. อธิบาย ข. คอื อะไมโลเพกทนิ ก. คือ อะไมโลส ง. คือ เซลลูโลส ค. คือ ไกลโคเจน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

140 บทท่ี 2 | เคมีท่เี ปน็ พ้นื ฐานของส่งิ มีชวี ิต ชีววิทยา เล่ม 1 4. จากโครงสรา้ งของสารทกี่ �ำ หนดใหม้ กี รดแอมโิ นทง้ั หมดกโี่ มเลกลุ มาเชอ่ื มตอ่ กนั กชี่ นดิ และ ช่ืออะไรบ้าง HO HCC OH NH HH HCC C HO NH HH HCC C H NH2 O มกี รดแอมโิ นทง้ั หมด 3 โมเลกลุ และมี 2 ชนดิ คอื ไกลซนี 1 โมเลกลุ และอะลานนี 2 โมเลกลุ 5. จากโครงสร้างของสาร จงตอบค�ำ ถามต่อไปน ี้ H O HH HHH HHH HHH H H HHH HC O CCCCCCCCCCCCCCCCC H H H H H H H H H H H H H H H H H ข. HC OHHHHHHHHHHHHHH H O CCCCCCCCCCCCCCC C H HHHHHHHHHHHHHH H OHHHHHH H HH HC O CCCCCCC C C C C C C H H HH HH HHH HHH ง. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เลม่ 1 บทท่ี 2 | เคมที เ่ี ปน็ พนื้ ฐานของสิง่ มีชีวติ 141 5.1 สารน้ีจดั เปน็ สารประกอบคาร์บอนชนิดใด ลิพิด (ไตรกลเี ซอไรด์) 5.2 องคป์ ระกอบ ก. ข. ค. และ ง. คือโมเลกลุ ของสารใด ก. คือ กลเี ซอรอล ข. คอื กรดไขมนั อิ่มตวั ค. คือ กรดไขมนั อิ่มตวั ง. คือ กรดไขมันไม่อิ่มตัว 6. ไดแซก็ คาไรด์ 5 ชนดิ คอื A B C D และ E ถกู ยอ่ ยใหเ้ ปน็ มอโนแซก็ คาไรด์ เมอ่ื น�ำ ผลติ ภณั ฑ์ ทไี่ ด้มาแยกดว้ ยเทคนคิ paper chromatography ไดผ้ ลการทดลอง ดงั รูป แนวสูงสุดที่ตวั ทำ�ละลายเคลื่อนท่ี AB C D E ถา้ ก�ำ หนดใหจ้ ดุ A คอื ผลจากการยอ่ ยซโู ครส จดุ ใดคอื ผลจากการยอ่ ยมอลโทส และแลก็ โทส ตามลำ�ดบั จดุ C เป็นมอลโทส และจุด B เปน็ แลก็ โทส แนวการคิด เนื่องจากเทคนิคการแยกนำ้�ตาลด้วย paper chromatography สามารถใช้ในการแยก องคป์ ระกอบของไดแซ็กคาไรด์ได้ โดยไดแซ็กคาไรด์ทพี่ บในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ซูโครส ประกอบดว้ ย กลูโคสและฟรกั โทส มอลโทส ประกอบด้วย กลโู คส 2 โมเลกลุ แล็กโทส ประกอบด้วย กลูโคสและกาแลก็ โทส ถ้ากำ�หนดให้ท่ีจุด A คือซูโครส ดังนั้นจุดที่เคล่ือนไปทางด้านบน 2 จุด คือ กลูโคสและ ฟรักโทส แต่เนื่องจากมอลโทสประกอบขึ้นจากกลูโคส 2 โมเลกุล แสดงว่า เมื่อแยกด้วย paper chromatography จะเหน็ เพยี ง 1 จดุ และจะตอ้ งตรงกบั น�ำ้ ตาลทเ่ี ปน็ องคป์ ระกอบยอ่ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

142 บทที่ 2 | เคมที เ่ี ป็นพ้ืนฐานของสง่ิ มีชีวติ ชีววทิ ยา เล่ม 1 ของซูโครสด้วย ดังน้ันนำ้�ตาล C จึงน่าจะเป็นมอลโทส ส่วนนำ้�ตาล B น่าจะเป็นแล็กโทส เนอ่ื งจากมนี �ำ้ ตาลทเี่ ปน็ หนว่ ยยอ่ ยตรงกนั กบั หนว่ ยยอ่ ยของซโู ครสและมอลโทสคอื กลโู คส สว่ นอีกตำ�แหน่งท่ีเหลอื ของนำ�้ ตาล B จะเป็นกาแล็กโทส 7. อะไมเลสเร่งปฏิกิริยาการย่อยแป้งได้นำ้�ตาล จากการศึกษาการทำ�งานของอะไมเลสท่ี อณุ หภูมติ า่ ง ๆ พบวา่ เป็นดังน้ี อุณหภมู ิ (ºC) อัตราการย่อยแป้ง (มวล/เวลา) 0 0.0 10 0.4 20 0.6 30 0.8 40 1.0 50 0.4 60 0.2 70 0.0 7.1 ตวั แปรตน้ ของการทดลองนี้คืออะไร อณุ หภูมิ 7.2 ในการทดลองน้มี กี ารวดั ผลการทดลองอย่างไร อาจวดั จากปริมาณแป้งทล่ี ดลง หรือปรมิ าณน�้ำ ตาลทเี่ กิดขึ้น 7.3 จากการทดลองน้ี จะสรุปผลการทดลองได้วา่ อย่างไร อุณหภูมิมีผลต่อการทำ�งานของเอนไซม์อะไมเลสซ่ึงเร่งปฏิกิริยาการย่อยแป้งเป็น น�ำ้ ตาล 7.4 จากขอ้ มูลนเี้ อนไซม์อะไมเลสจะทำ�งานได้ดที ส่ี ุดทอ่ี ณุ หภูมิเทา่ ใด จากข้อมลู ในตาราง เอนไซมอ์ ะไมเลสจะทำ�งานได้ดที ส่ี ุด ทอี่ ณุ หภูมปิ ระมาณ 40 ºC สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 1 บทที่ 2 | เคมีทเ่ี ปน็ พ้นื ฐานของส่งิ มชี วี ิต 143 7.5 จากขอ้ มลู ในตารางใหว้ าดกราฟและอธบิ ายผลของอณุ หภมู ติ อ่ อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าัอตราการ ่ยอยแป้ง (มวล/เวลา) 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 อุณหภูมิ (ºC) ช่วงอุณหภมู ิ 0-10ºC ซง่ึ เปน็ อุณหภมู ทิ ี่ต�่ำ กว่าอุณหภมู ทิ ่ีเหมาะสมตอ่ การทำ�งานของ อะไมเลส อะไมเลสจึงทำ�งานได้ไม่ดี อัตราการเกิดปฏิกิริยาจึงตำ่� เม่ืออุณหภูมิค่อย ๆ เพ่ิมข้ึนเป็น 20-30º C แต่ยังคงไม่ถึงช่วงอุณหภูมิท่ีเหมาะสมต่อการทำ�งานของ อะไมเลส อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเริ่มสูงข้ึน เนื่องจากอะไมเลสเริ่มทำ�งานได้ดีข้ึน และอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะสูงท่ีสุด เมื่อถึงอุณหภูมิ 40ºC ซ่ึงเป็นอุณหภูมิที่ เหมาะสมต่อการทำ�งานของอะไมเลสมากท่ีสุด อะไมเลสจึงทำ�งานได้ดีท่ีสุด แต่เมื่อ เพิ่มอุณหภูมิขึ้นจนถึง 50-60ºC ซึ่งสูงเกินกว่าอุณหภูมิท่ีเหมาะสมต่อการทำ�งาน ของอะไมเลส อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าจะเรม่ิ ลดต�่ำ ลง และเมอื่ อณุ หภมู เิ พม่ิ สงู ขน้ึ จนถงึ 70ºC ทอ่ี ณุ หภมู นิ ี้ ท�ำ ใหอ้ ะไมเลสเสยี สภาพจนไมส่ ามารถท�ำ งานได้ ปฏกิ ริ ยิ าจงึ หยดุ ลง 8. ถ้ากำ�หนดให้ succinic acid ทำ�หน้าที่เป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาหนึ่งซึ่งมีเอนไซม์ succinate dehydrogenase เปน็ ตวั เรง่ ปฏิกิริยา โดย succinic acid มสี ูตรโครงสร้างดงั น้ี OO HO C CH2 CH2 C OH สารใดต่อไปนี้มีความเป็นไปได้มากที่สุดที่จะเป็นตัวยับยั้งแบบแข่งขันท่ีจะไปแย่งจับที่ บริเวณเร่ง ของเอนไซม์ succinate dehydrogenase ทำ�ให้สารตัง้ ต้นไม่สามารถจับกบั เอนไซม์ ได้ จงอธบิ ายพร้อมให้เหตผุ ลประกอบดว้ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

144 บทท่ี 2 | เคมีทเี่ ปน็ พื้นฐานของส่งิ มีชีวิต ชีววิทยา เลม่ 1 สาร ก. OO สาร ข. H C CH2 C H สาร ค. สาร ง. OO H2N C CH2 C NH2 OO H3CO C CH2 C OCH3 OO HO C CH2 C OH สาร ง. เพราะตัวยับย้ังแบบแข่งขันเป็นตัวยับย้ังเอนไซม์ที่แย่งสารต้ังต้นจับกับเอนไซม์ ท่ีบริเวณเร่ง โดยถ้าจะจับกับบริเวณเร่งได้ ก็ควรจะต้องมีสูตรโครงสร้างท่ีใกล้เคียงกับ สารต้ังต้นมากท่ีสุด เพื่อให้สามารถจับกันที่บริเวณเร่งเหมือนกันได้ ซึ่งสาร ง. มีสูตรโครงสร้างใกล้เคียงมากท่ีสุด เพราะมีหมู่ฟังก์ชัน carboxylic group 2 หมู่ อยปู่ ลายสดุ ของโมเลกุลเช่นเดยี วกบั succinic acid ทก่ี ำ�หนดให้ 9. ไซยาไนด์เป็นสารพิษที่สามารถจับกับเอนไซม์ cytochrome C oxidase ที่ทำ�หน้าท่ีใน การถา่ ยทอดอเิ ลก็ ตรอนไปยงั ออกซเิ จนในกระบวนการหายใจระดบั เซลลเ์ พอ่ื สรา้ งพลงั งาน จากแผนภาพจงอธบิ ายว่าไซยาไนดส์ ่งผลต่อการท�ำ งานของเอนไซมแ์ ละร่างกายอย่างไร สารตงั้ ต้น เอนไซม์ ไซยาไนด์ ไซยาไนด์เป็นตัวยับยั้งแบบไม่แข่งขันจับกับเอนไซม์ในตำ�แหน่งท่ีไม่ใช่บริเวณเร่ง ทำ�ให้ โครงสรา้ งของบรเิ วณเรง่ ของเอนไซมเ์ ปลยี่ นไป สารตง้ั ตน้ จงึ ไมส่ ามารถจบั กบั บรเิ วณเรง่ ได้ ดังนน้ั เอนไซมจ์ ึงไมส่ ามารถทำ�งานในการถ่ายทอดอิเล็กตรอนสตู่ วั รับอเิ ลก็ ตรอนได้ ทำ�ให้ ไม่เกิดการสร้างสารพลังงานสูง ส่งผลต่อการทำ�งานของทุกเซลล์โดยเฉพาะในระบบ ประสาทและระบบหายใจอาจท�ำ ใหเ้ สียชวี ิตได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 1 บทที่ 2 | เคมที เ่ี ปน็ พ้นื ฐานของสงิ่ มชี วี ิต 145 10. จากรูปแสดงการจับกันของเอนไซม์ชนิดหน่ึงกับสารต้ังต้นในภาวะปกติ (ก.) ในภาวะท่ีมี ตวั ยับยง้ั เอนไซม์ชนิด A (ข.) และในภาวะท่มี ตี วั ยบั ยงั้ เอนไซม์ชนดิ B (ค.) ข. สารต้งั ต้น บริเวณเรง่ ตัวยับยง้ั เอนไซมช์ นดิ B เอนไซม์ ตัวยับยงั้ เอนไซม์ชนดิ A พิจารณากราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของสารตั้งต้นกับอัตราการเกิด ปฏกิ ิรยิ าเคมีตอ่ ไปนี้ ัอตราการเกิดปฏิ ิก ิรยา I II III ความเขม้ ข้นของสารตงั้ ตน้ จากข้อมูลข้างต้นให้ระบุว่าแผนภาพ ก. ข. และ ค. สอดคล้องกับเส้นกราฟใดบ้าง อธิบายและให้เหตุผลประกอบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

146 บทท่ี 2 | เคมที ่เี ป็นพ้นื ฐานของสิ่งมชี ีวิต ชีววทิ ยา เล่ม 1 เส้นกราฟ I สอดคลอ้ งกับรปู ก. เมื่อไมม่ ตี ัวยับยง้ั เอนไซม์ ดงั รปู ก. อตั ราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมจี ะสงู ท่ีสดุ ดังเสน้ กราฟ I เส้นกราฟ II สอดคล้องกับรปู ค. เมอื่ มตี วั ยบั ยั้งแบบแข่งขนั ซ่ึงจะมาแยง่ จบั กบั เอนไซม์ทบี่ รเิ วณเรง่ ดงั รปู ค. ในชว่ งทีย่ ังคง มคี วามเขม้ ขน้ ของสารตงั้ ตน้ นอ้ ย อตั ราการเกดิ ปฏกิ ริ ยิ าเคมจี ะเกดิ ขนึ้ ไดช้ า้ เพราะตวั ยบั ยงั้ มาแยง่ จบั แตเ่ ม่ือเพิ่มความเข้มข้นของสารตง้ั ต้นขน้ึ ไปเรื่อยๆ ตัวยับยง้ั ทม่ี ปี ริมาณเทา่ เดิม จะมีโอกาสจับกับเอนไซม์ได้น้อยลง อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีจึงเพ่ิมข้ึน ถ้าความเข้มข้น ของสารตง้ั ต้นมากพอ อัตราการเกิดปฏกิ ิริยาเคมีกจ็ ะเทา่ เดมิ ได้ ดงั เส้นกราฟ II เสน้ กราฟ III สอดคลอ้ งกับรปู ข. เมอ่ื มตี วั ยบั ยง้ั แบบไมแ่ ขง่ ขนั ซง่ึ จะจบั กบั บรเิ วณอน่ื ๆ ของเอนไซม์ ดงั รปู ข. ท�ำ ใหโ้ ครงสรา้ ง ของบริเวณเร่งของเอนไซม์บางโมเลกุลท่ีถูกจับเปล่ียนไป ปริมาณเอนไซม์ท่ีสามารถ ทำ�ปฏิกิริยาได้ลดลง ดังน้ันถึงแม้ว่าจะเพ่ิมความเข้มข้นของสารตั้งต้นมากข้ึน อัตรา การเกดิ ปฏกิ ิรยิ าเคมีจะไมเ่ พมิ่ สูงมากเท่าท่ีควรจะเปน็ ดังเสน้ กราฟ III สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ 147 3บทท่ี | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ ipst.me/7693 คลอโรพลาสต์ นิวเคลียส เยือ่ หุม้ เซลล์ ผนงั เซลล์ ผลการเรียนรู้ 1. บอกวิธีการและเตรียมตัวอย่างส่ิงมีชีวิตเพื่อศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสง วัดขนาดโดย ประมาณและวาดภาพทป่ี รากฏภายใตก้ ลอ้ ง บอกวธิ กี ารใช้ และการดแู ลรกั ษากลอ้ งจลุ ทรรศน์ ใช้แสงที่ถกู ต้อง 2. อธิบายโครงสรา้ งและหนา้ ที่ของสว่ นทีห่ อ่ หมุ้ เซลล์ของเซลลพ์ ชื และเซลล์สัตว์ 3. สบื ค้นข้อมูล อธิบาย และระบุชนดิ และหน้าที่ของออร์แกเนลล์ 4. อธบิ ายโครงสร้างและหน้าท่ีของนิวเคลียส 5. อธบิ ายและเปรยี บเทยี บการแพร่ ออสโมซสิ การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทต และแอกทฟี ทรานสปอรต์ 6. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และเขียนแผนภาพการลำ�เลียงสารโมเลกุลใหญ่ออกจากเซลล์ด้วย กระบวนการเอกโซไซโทซิสและการลำ�เลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าสู่เซลล์ด้วยกระบวนการ เอนโดไซโทซสิ 7. อธบิ าย เปรยี บเทยี บ และสรปุ ขน้ั ตอนการหายใจระดบั เซลลใ์ นภาวะทม่ี อี อกซเิ จนเพยี งพอและ ภาวะทมี่ อี อกซิเจนไมเ่ พียงพอ 8. สังเกตการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิสและแบบไมโอซิสจากตัวอย่างภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พรอ้ มทง้ั อธบิ ายและเปรียบเทยี บการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิสและแบบไมโอซสิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

148 บทท่ี 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ ชีววิทยา เลม่ 1 การวเิ คราะหผ์ ลการเรียนรู้ ผลการเรยี นรู้ 1. บอกวธิ ีการและเตรียมตัวอย่างสงิ่ มชี วี ติ เพ่ือศึกษาภายใต้กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สง วดั ขนาด โดยประมาณและวาดภาพที่ปรากฏภายใต้กล้อง บอกวิธีการใช้ และการดูแลรักษา กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงทถ่ี ูกต้อง จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. ระบุส่วนประกอบ และบอกหน้าที่ของสว่ นประกอบกล้องจุลทรรศน์ใชแ้ สง 2. บอกวิธกี ารใช้ และการดูแลรกั ษากลอ้ งจุลทรรศน์ใชแ้ สงทถ่ี ูกตอ้ ง 3. บอกวธิ กี าร และเตรียมตัวอยา่ งสงิ่ มชี ีวติ เพ่อื ศกึ ษาภายใตก้ ลอ้ งจุลทรรศน์ใชแ้ สง 4. สงั เกต วดั ขนาดโดยประมาณและวาดภาพตวั อยา่ งสง่ิ มชี วี ติ ทปี่ รากฏภายใตก้ ลอ้ งจลุ ทรรศน์ ใช้แสงเชงิ ประกอบ ทักษะกระบวนการ ทักษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จิตวิทยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การคิดอย่างมวี จิ ารณญาณและ 1. ความอยากรู้อยากเหน็ 1. การสงั เกต การแกป้ ญั หา 2. ความมงุ่ มั่นอดทน 2. การวัด 3. ความใจกวา้ ง 3. การจ�ำ แนกประเภท 2. การส่ือสารสารสนเทศและการรู้ 4. การยอมรบั ความเห็นต่าง 4. การใชจ้ ำ�นวน เทา่ ทนั ส่ือ 5. ความซ่อื สตั ย์ 3. ความรว่ มมือ การท�ำ งานเป็นทมี และภาวะผ้นู ำ� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ 149 ผลการเรียนรู้ 2. อธบิ ายโครงสร้างและหน้าที่ของส่วนทห่ี ่อหุ้มเซลล์ของเซลลพ์ ชื และเซลล์สัตว์ จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ 1. อธบิ ายโครงสร้าง และบอกหนา้ ท่ีสว่ นที่หอ่ หุ้มเซลล์ของเซลล์พชื และเซลล์สัตว์ ทักษะกระบวนการ ทกั ษะแห่งศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ - - 1. การสงั เกต 2. การลงความเห็นจากขอ้ มูล ผลการเรยี นรู้ 3. สบื คน้ ขอ้ มลู อธิบาย และระบชุ นดิ และหนา้ ท่ีของออร์แกเนลล์ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. สืบคน้ ข้อมูล อธบิ าย ระบชุ นดิ และบอกหนา้ ท่ขี องออร์แกเนลล์ ทกั ษะกระบวนการ ทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วิทยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ 1. การลงความเห็นจากข้อมลู 1. การสือ่ สารสารสนเทศและการรู้ 1. การใช้วิจารณญาณ เทา่ ทันสื่อ 2. ความใจกวา้ ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

150 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เลม่ 1 ผลการเรยี นรู้ 4. อธิบายโครงสรา้ งและหน้าที่ของนวิ เคลยี ส จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. อธบิ ายโครงสร้างและหนา้ ที่ของนวิ เคลยี ส ทักษะกระบวนการ ทักษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 จิตวิทยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ - - 1. การลงความเหน็ จากข้อมลู ผลการเรยี นรู้ 5. อธบิ ายและเปรยี บเทยี บการแพร่ ออสโมซสิ การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทต และแอกทฟี ทรานสปอรต์ จุดประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธบิ ายและเปรยี บเทยี บการแพร่ ออสโมซสิ การแพรแ่ บบฟาซลิ เิ ทต และแอกทฟี ทรานสปอรต์ ทักษะกระบวนการ ทักษะแห่งศตวรรษท่ี 21 จติ วิทยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ 1. การสังเกต 1. การสือ่ สารสารสนเทศและการรู้ 1. ความอยากรู้อยากเห็น 2. การจำ�แนกประเภท เท่าทนั ส่อื 2. การใชว้ ิจารณญาณ 3. การลงความเห็นจากข้อมูล 3. ความรอบคอบ 2. การคิดอย่างมีวจิ ารณญาณและ 4. ความซื่อสตั ย์ การแก้ปัญหา 5. ความใจกวา้ ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 1 บทท่ี 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ 151 ผลการเรียนรู้ 6. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และเขียนแผนภาพการลำ�เลียงสารโมเลกุลใหญ่ออกจากเซลล์ด้วย กระบวนการเอกโซไซโทซิสและการลำ�เลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าสู่เซลล์ด้วยกระบวนการ เอนโดไซโทซิส จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. สืบค้นข้อมูล อธิบาย และเขียนแผนภาพการลำ�เลียงสารโมเลกุลใหญ่ออกจากเซลล์ด้วย กระบวนการเอกโซไซโทซิสและการลำ�เลียงสารโมเลกุลใหญ่เข้าสู่เซลล์ด้วยกระบวนการ เอนโดไซโทซิส ทกั ษะกระบวนการ ทักษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ 1. การส่ือสารสารสนเทศและการรู้ 1. ความอยากรอู้ ยากเห็น 1. การจำ�แนกประเภท เทา่ ทันสอื่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

152 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เล่ม 1 ผลการเรียนรู้ 7. อธบิ าย เปรยี บเทยี บ และสรปุ ขน้ั ตอนการหายใจระดบั เซลลใ์ นภาวะทม่ี อี อกซเิ จนเพยี งพอ และภาวะที่มอี อกซิเจนไมเ่ พยี งพอ จดุ ประสงค์การเรยี นรู้ 1. อธิบายและสรปุ ขั้นตอนการสลายกลโู คสในภาวะทม่ี ีออกซิเจนเพียงพอ 2. อธิบายและสรุปข้ันตอนการสลายกลโู คสในภาวะที่มอี อกซเิ จนไมเ่ พียงพอ 3. เปรียบเทียบขั้นตอนการหายใจระดับเซลล์ในภาวะที่มีออกซิเจนเพียงพอกับภาวะท่ีมี ออกซเิ จนไม่เพียงพอ ทักษะกระบวนการ ทักษะแห่งศตวรรษท่ี 21 จิตวิทยาศาสตร์ ทางวทิ ยาศาสตร์ 1. การส่อื สารสารสนเทศและการรู้ 1. ความอยากรอู้ ยากเหน็ 1. การจำ�แนกประเภท เท่าทันสอื่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ 153 ผลการเรียนรู้ 8. สงั เกตการแบง่ นวิ เคลยี สแบบไมโทซสิ และแบบไมโอซสิ จากตวั อยา่ งภายใตก้ ลอ้ งจลุ ทรรศน์ พร้อมท้งั อธิบายและเปรียบเทียบการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิสและแบบไมโอซิส จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. ระบชุ นดิ ของการแบง่ เซลลแ์ ละบอกความส�ำ คญั ของการแบง่ เซลลแ์ บบไมโทซสิ และไมโอซสิ 2. อธิบายความหมายของฮอมอโลกัสโครโมโซม เซลล์ดิพลอยด์ เซลลแ์ ฮพลอยด์ 3. อธบิ ายวฏั จักรเซลล์ 4. อธิบายการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลยี สในการแบง่ เซลล์แบบไมโทซิส 5. อธบิ ายการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสในการแบง่ เซลลแ์ บบไมโอซิส 6. อธิบาย และเปรียบเทยี บเซลล์ท่ไี ด้จากการแบ่งแบบไมโทซสิ และแบบไมโอซิส ทกั ษะกระบวนการ ทักษะแห่งศตวรรษที่ 21 จติ วทิ ยาศาสตร์ ทางวิทยาศาสตร์ 1. การสังเกต 1. การสือ่ สารสารสนเทศและการรู้ 1. ความอยากรู้อยากเหน็ 2. ความเชอื่ มนั่ ต่อหลกั ฐาน 2. การจ�ำ แนกประเภท เทา่ ทันสื่อ เชิงประจกั ษ์ 3. การจดั กระท�ำ และสือ่ ความ 2. การคิดอยา่ งมีวิจารณญาณและ 3. ความมุง่ มน่ั อดทน หมายขอ้ มูล การแก้ปญั หา 4. การสร้างแบบจ�ำ ลอง 3. ความร่วมมือ การทำ�งานเปน็ ทีม 5. การตีความหมายข้อมูลและ และภาวะผนู้ ำ� ลงขอ้ สรปุ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

154 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชีววิทยา เล่ม 1 ผงั มโนทศั น์บทท่ี 3 เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ ศึกษาเกยี่ วกับ โครงสรา้ งของเซลล์ ศึกษาดว้ ย กล้องจุลทรรศน์ใช้แสง ประกอบดว้ ย แบ่งเปน็ ส่วนที่ห่อห้มุ เซลล์ ไซโทพลาซมึ นิวเคลียส เชิงประกอบ มี มี แบบสเตอริโอ เยอื่ หมุ้ เซลล์ ออรแ์ กเนลล์ ไซโทซอล ผนงั เซลล์ คือ เอนโดพลาสมกิ เรติคลู ัม ไรโบโซม กอลจคิ อมเพลก็ ซ์ ไลโซโซม แวคิวโอล ไมโทคอนเดรีย พลาสทิด เพอรอ็ กซโิ ซม เซนทรโิ อล ไซโทสเกเลตอน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 155 การทำ�งานของเซลล์ การแบง่ เซลล์ มี แบ่งเป็น การล�ำ เลียงสารเขา้ การหายใจระดบั เซลล์ ไมโทซสิ ไมโอซิส และออกจากเซลล์ แบง่ เป็น แบง่ เป็น การหายใจระดับเซลล์ การแพรแ่ บบธรรมดา ในภาวะทีม่ อี อกซิเจน ออสโมซสิ เพียงพอ การแพรแ่ บบฟาซิลิเทต การหายใจระดบั เซลล์ ในภาวะที่มอี อกซเิ จน ไม่เพยี งพอ แอกทีฟทรานสปอรต์ การลำ�เลยี งสารโดย การสรา้ งเวสิเคิล แบ่งเป็น เอกโซไซโทซสิ เอนโดไซโทซสิ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

156 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เลม่ 1 สาระสำ�คญั กลอ้ งจลุ ทรรศนเ์ ปน็ เครอ่ื งมอื ทช่ี ว่ ยในการขยายภาพ ท�ำ ใหส้ ามารถมองเหน็ สงิ่ มชี วี ติ ขนาดเลก็  ๆ ได้ กล้องจุลทรรศน์มีท้ังแบบที่ใช้แสงและแบบอิเล็กตรอน การศึกษาเซลล์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอนจะเหน็ รายละเอียดของโครงสรา้ งของเซลลท์ ศ่ี กึ ษามากกว่ากล้องจลุ ทรรศน์ใชแ้ สง เซลลเ์ ปน็ หนว่ ยพนื้ ฐานทเ่ี ลก็ ทสี่ ดุ ของสง่ิ มชี วี ติ โครงสรา้ งพนื้ ฐานของเซลลป์ ระกอบดว้ ยสว่ นที่ หอ่ หมุ้ เซลล์ ไซโทพลาซึมและนวิ เคลียส เซลลท์ ัว่  ๆ ไปมีขนาดและรปู ร่างตา่ งกัน สว่ นมากมีขนาดเล็ก มากมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า จึงต้องอาศัยกล้องจุลทรรศน์ช่วยในการศึกษารายละเอียดต่าง ๆ ของ โครงสรา้ งของเซลล์ทีท่ �ำ หน้าท่แี ตกต่างกัน เซลล์มีการลำ�เลียงสารเข้าและออกจากเซลล์ โดยมีการควบคุมท้ังชนิดและปริมาณสารท่ีผ่าน เข้าออก เยื่อหุ้มเซลล์ทำ�หน้าท่ีเป็นเย่ือเลือกผ่านในการลำ�เลียงสารดังกล่าว โดยสมบัติของสารและ สมบัติของโครงสร้างต่าง ๆ ของเย่ือหุ้มเซลล์มีความสัมพันธ์กับวิธีการลำ�เลียงสาร เช่น การแพร่แบบ ธรรมดา ออสโมซสิ การแพร่แบบฟาซิลิเทต แอกทฟี ทรานสปอร์ต เอกโซไซโทซิส เอนโดไซโทซิส เซลล์ต้องการพลังงานเพื่อนำ�ไปใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ซึ่งพลังงานที่เซลล์ต้องการนำ�ไปใช้น้ี อยใู่ นรูปของสารพลงั งานสูงที่ได้จากการสลายอาหารผ่านกระบวนการหายใจระดบั เซลล์ เซลลข์ องสิง่ มชี ีวติ มีการแบ่งนิวเคลียสเกดิ ขึน้ ใน 2 ลักษณะคือ การแบง่ นวิ เคลยี สแบบไมโทซสิ ซง่ึ เปน็ วิธีการแบง่ ท่ีทำ�ใหจ้ �ำ นวนโครโมโซมภายในนวิ เคลยี สเท่าเดมิ มกั เป็นการแบง่ ของเซลลร์ ่างกาย และการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิสซ่ึงเป็นการแบ่งที่ลดจำ�นวนโครโมโซมลงคร่ึงหนึ่งเพื่อสร้างเซลล์ สืบพันธใ์ุ ช้ในการสบื พนั ธ์ุแบบอาศัยเพศ การแบง่ นิวเคลียสแบบไมโทซสิ ก่อใหเ้ กดิ วฏั จักรเซลล์ เวลาทีใ่ ช้ 6.0 ชั่วโมง บทนี้ควรใชเ้ วลาสอนประมาณ 30 ช่วั โมง 4.0 ชัว่ โมง 3.1 กลอ้ งจุลทรรศน ์ 6.0 ชว่ั โมง 3.2 โครงสร้างและหนา้ ท่ขี องเซลล ์ 6.0 ชัว่ โมง 3.3 การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล ์ 8.0 ชว่ั โมง 3.4 การหายใจระดับเซลล์ 30.0 ชั่วโมง 3.5 การแบง่ เซลล์ รวม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 157 เฉลยตรวจสอบความรกู้ อ่ นเรียน 1. การศึกษาการไหลเวียนของไซโทพลาซึมในเซลล์สาหร่ายหางกระรอกสามารถศึกษาได้ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตอริโอ 2. การศึกษาการจัดเรียงตัวของใบสาหร่ายหางกระรอกสามารถศึกษาได้ภายใต้ กล้องจุลทรรศนใ์ ช้แสงแบบสเตอริโอ 3. โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์ ไดแ้ ก่ สว่ นท่ีหอ่ หุ้มเซลล์ ไซโทพลาซึม และนวิ เคลยี ส 4. ถา้ เยอื่ ห้มุ เซลลเ์ สียสภาพแตเ่ ซลลย์ ังมนี วิ เคลยี สอยูเ่ ซลล์จะยงั ทำ�งานไดเ้ ปน็ ปกติ 5. การแพรเ่ กิดจากการเคลื่อนท่ีของโมเลกุลสารโดยใช้พลงั งานจลนข์ องโมเลกุล 6. ออสโมซสิ เปน็ การแพรข่ องน�ำ้ จากบรเิ วณทมี่ คี วามเขม้ ขน้ ของสารต�ำ่ ไปสบู่ รเิ วณทม่ี คี วาม เขม้ ข้นของสารสงู โดยไม่จ�ำ เปน็ ต้องผา่ นเย่อื เลอื กผ่าน 7. การหายใจระดบั เซลลเ์ กดิ ขนึ้ ไดท้ งั้ ภาวะทมี่ อี อกซเิ จนเพยี งพอและออกซเิ จนไมเ่ พยี งพอ 8. วตั ถุประสงค์หน่ึงของการแบง่ เซลล์คือการเติบโต 9. เซลล์ลกู ทไี่ ด้จากการแบ่งเซลลแ์ บบไมโอซสิ ทำ�ใหเ้ กิดความหลากหลายของสง่ิ มีชีวิต 10. เซลลล์ กู ทีไ่ ด้จากการแบ่งเซลลแ์ บบไมโทซิสจะมีจำ�นวนโครโมโซมเทา่ กบั เซลลแ์ ม่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

158 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 3.1 กล้องจลุ ทรรศน์ จุดประสงคก์ ารเรียนรู้ 1. ระบสุ ่วนประกอบ และบอกหน้าทข่ี องสว่ นประกอบกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สง 2. บอกวธิ กี ารใช้ และการดูแลรักษากลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ช้แสงท่ีถกู ต้อง 3. บอกวธิ กี าร และเตรียมตัวอย่างส่งิ มีชวี ติ เพอ่ื ศึกษาภายใตก้ ล้องจลุ ทรรศน์ใช้แสง 4. สงั เกต วดั ขนาดโดยประมาณและวาดภาพตวั อยา่ งสงิ่ มชี วี ติ ทปี่ รากฏภายใตก้ ลอ้ งจลุ ทรรศน์ ใชแ้ สงเชิงประกอบ แนวการจัดการเรียนรู้ ครนู ำ�เขา้ สบู่ ทเรียนโดยใช้สาหร่ายหางกระรอกหรอื สไปโรไจราจากภาพนำ�บท โดยใหน้ กั เรยี น สังเกตลักษณะภายนอกและร่วมกันอธิบายลักษณะภายนอกที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า จากนั้นอาจใช้ คำ�ถามถามนักเรยี นว่า ถา้ ตอ้ งการเหน็ นวิ เคลยี สหรอื คลอโรพลาสตข์ องเซลลส์ าหรา่ ยหางกระรอกจะตอ้ งใชอ้ ปุ กรณ์ ชนิดใด กล้องจุลทรรศน์ ครูใช้ค�ำ ถามส�ำ คญั ในหนังสือเรยี นเพ่ือน�ำ เข้าสเู่ นอ้ื หาถามนักเรยี นวา่ การใช้กลอ้ งจุลทรรศนศ์ กึ ษาสิง่ มชี วี ติ ใหไ้ ด้ประสิทธภิ าพสูงสุดควรทำ�อย่างไร ค�ำ ตอบอาจมไี ดห้ ลากหลายซง่ึ นกั เรยี นจะไดค้ �ำ ตอบหลงั จากเรยี นเรอ่ื ง กลอ้ งจลุ ทรรศน์ และ ผ่านการทำ�กจิ กรรม 3.1 ครอู าจใหน้ กั เรยี นศกึ ษาประวตั เิ รมิ่ ตน้ การประดษิ ฐก์ ลอ้ งจลุ ทรรศนจ์ ากรปู 3.1 ในหนงั สอื เรยี น และอภปิ รายร่วมกนั ถึงความแตกตา่ งของสว่ นประกอบของกลอ้ งแตล่ ะแบบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เล่ม 1 บทที่ 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 159 ประเดน็ ทตี่ ้องการเนน้ คือ 1. กลอ้ งจลุ ทรรศนแ์ ต่ละแบบจะมีความแตกตา่ งท่ีจ�ำ นวนเลนส์และกำ�ลังขยาย ดังตาราง ชนดิ กลอ้ ง จ�ำ นวน ก�ำ ลังขยาย หมายเหตุ เลนส์ (เท่า) กล้องจุลทรรศนช์ ว่ งปี 2 3-10 เลนสท์ ่ีใชม้ คี ณุ ภาพตำ�่ จึงท�ำ ใหม้ ีก�ำ ลัง พ.ศ. 2133-2143 ขยายต�ำ่ กลอ้ งจลุ ทรรศน์ 2 ประมาณ เลนส์ทใี่ ชม้ ีคณุ ภาพดขี ึน้ และมกี ารใช้ Robert Hooke 20-50 เลนส์รวมแสงสอ่ งไปทตี่ วั อยา่ งเพ่อื ใหเ้ หน็ ภาพไดล้ ะเอยี ดมากขึ้น กลอ้ งจุลทรรศน์ 1 ประมาณ เลนสท์ ่ใี ชม้ คี ุณภาพสูง แมใ้ ช้เพยี ง 1 Antoni van 200 เลนส์ ลักษณะของเลนสเ์ ปน็ เลนส์ทรง Leeuwenhoek กลม 2. เร่ืองการออกแบบกล้องจุลทรรศน์ เหตุผลท่ี Robert Hooke ไม่เลือกใช้เลนส์เดียวแบบกล้อง ของ Antoni van Leeuwenhoek และเลือกใช้เลนส์ประกอบและกล้องในรูปแบบดังรูป 3.1 เนอื่ งจากการเตรียมตัวอย่างงา่ ยกวา่ และมคี วามสะดวกในการใช้งาน ครอู าจใชภ้ าพกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงคกู่ บั ภาพกลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ เิ ลก็ ตรอน ประกอบการอธบิ าย วา่ กลอ้ งจุลทรรศน์จำ�แนกได้เป็น 2 ชนดิ คือ 1. กลอ้ งจุลทรรศน์ใช้แสง 2. กล้องจลุ ทรรศน์อเิ ล็กตรอน ซง่ึ กลอ้ งแตล่ ะชนิดมวี ัตถปุ ระสงคใ์ นการใช้งานทแ่ี ตกต่างกัน และนกั เรยี นจะได้ศกึ ษาเก่ียวกบั กล้องจลุ ทรรศนใ์ ช้แสงในหวั ขอ้ นี้ ครอู าจใชก้ ลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงเชงิ ประกอบและกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงแบบสเตอรโิ อของจรงิ หรือรูป 3.2 ก. รูป 3.3 ก. ในหนงั สือเรียนเพอื่ นำ�เข้าสูห่ ัวขอ้ กล้องจลุ ทรรศนใ์ ช้แสงท้ัง 2 ชนิด พร้อม อธบิ ายวา่ กลอ้ งจลุ ทรรศนท์ นี่ ยิ มใชใ้ นหอ้ งปฏบิ ตั กิ ารชวี วทิ ยาทพี่ บไดท้ ว่ั ไป คอื กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สง โดยมีหลักการทำ�งานอย่างง่าย คือ มีแหล่งกำ�เนิดแสงในช่วงความยาวคลื่นที่ตามองเห็นและชุดของ เลนส์แก้วท่ีทำ�ให้เกิดภาพขยายปรากฏขึ้นในลำ�กล้อง ซ่ึงสามารถดูภาพผ่านเลนส์ใกล้ตาได้ จากน้ันช้ี ให้นักเรียนเห็นว่า กลอ้ งจุลทรรศน์ใชแ้ สงแบง่ ออกเปน็ 2 ชนดิ ไดแ้ ก่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

160 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เล่ม 1 1. กล้องจลุ ทรรศน์ใชแ้ สงเชงิ ประกอบ 2. กลอ้ งจุลทรรศน์ใชแ้ สงแบบสเตอรโิ อ ครอู ธบิ ายเพม่ิ เตมิ เกย่ี วกบั วตั ถปุ ระสงคก์ ารใชง้ าน ชนดิ ของภาพทเี่ กดิ และก�ำ ลงั ขยายของกลอ้ ง ทง้ั 2 ชนดิ ครูนำ�เข้าเรื่องส่วนประกอบกล้องจุลทรรศน์ใช้แสงทั้ง 2 ชนิด โดยใช้รูป 3.4 ในหนังสือเรียน และใหน้ กั เรยี นศกึ ษาสว่ นประกอบและหน้าทจ่ี ากภาพดังกลา่ ว จากนัน้ สุม่ นักเรียนให้ออกมาหนา้ ช้นั เรียน เพ่อื ชส้ี ่วนประกอบพรอ้ มกบั บอกหนา้ ท่ีจนครบทกุ ส่วนประกอบ ขณะทน่ี ักเรยี นท�ำ กิจกรรมดงั กล่าวให้ครูแก้ไขส่วนที่นักเรียนอาจอธิบายไม่ถูกต้องด้วย และเขียนหรือบอกสูตรกำ�ลังขยายของ กล้องจลุ ทรรศน์ใหก้ ับทัง้ ชัน้ เรยี น ดงั นี้ ก�ำ ลงั ขยายของกล้องจลุ ทรรศน์ = กำ�ลงั ขยายของเลนส์ใกลต้ า × กำ�ลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุ ความร้เู พมิ่ เติมส�ำ หรบั ครู Dissecting microscope เป็นอีกคำ�หนึ่งท่ีใช้เรียก กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตอริโอตาม การใช้งาน โดยนิยมนำ�มาใช้ในการศึกษารายละเอียดขนาดเล็กที่มองด้วยตาเปล่าไม่เห็นของ ส่วนประกอบของสัตว์และพืช เพ่ือผ่าตัดช้ินส่วนจากตัวอย่างและแยกชิ้นส่วนเพ่ือศึกษาได้ ชดั เจนขน้ึ จึงเปน็ ท่ีมาของชอื่ ขา้ งตน้ รงั ไข่ รังไข่ก่อนผา่ ของดอกเขม็ ปัตตาเวยี เพศเมีย รังไข่ผ่าตามขวางของดอกเข็มปตั ตาเวยี เพศเมยี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เล่ม 1 บทที่ 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ 161 จากนน้ั ใหน้ กั เรียนท�ำ กจิ กรรม 3.1 การศึกษาส่งิ มีชีวิตดว้ ยกล้องจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สง เพ่ือให้เขา้ ใจ วธิ กี ารใชก้ ลอ้ งจุลทรรศน์ศกึ ษาส่ิงมชี ีวิตใหไ้ ด้ประสทิ ธิภาพสงู สุดมากข้นึ กจิ กรรม 3.1 การศึกษาสงิ่ มชี ีวิตดว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ช้แสง จุดประสงค์ 1. เปรยี บเทียบภาพตัวอักษรภายใต้กล้องจลุ ทรรศนใ์ ช้แสงเชิงประกอบและแบบสเตอริโอ 2. เตรียมตัวอย่างสิ่งมีชีวิตเพ่ือศึกษาโครงสร้างภายนอกโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบ สเตอริโอ 3. เตรยี มตวั อยา่ งสง่ิ มชี วี ติ เพอ่ื ศกึ ษาโครงสรา้ งภายในโดยใชก้ ลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงเชงิ ประกอบ 4. วาดภาพและบันทึกสิ่งที่ได้จากการสังเกตและช้ีส่วนต่าง ๆ ของโครงสร้างเซลล์ที่สามารถ มองเห็นได้ 5. ศกึ ษาปรากฏการณ์การไหลเวียนของไซโทพลาซมึ ในใบสาหรา่ ยหางกระรอก 6. เปรยี บเทยี บรปู ร่าง ลักษณะ ขนาดและโครงสร้างภายในของเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ 7. คำ�นวณกำ�ลังขยายของกล้องจุลทรรศน์และหาขนาดโดยประมาณของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษา ภายใตก้ ล้องจุลทรรศน์ใชแ้ สงเชงิ ประกอบ เวลาทใี่ ช้ (โดยประมาณ) 240 นาที วสั ดุและอปุ กรณ์ ปรมิ าณตอ่ กลมุ่ รายการ 1 กล้อง 1. กล้องจลุ ทรรศน์ใช้แสงเชิงประกอบ 1 กลอ้ ง 2. กล้องจุลทรรศนใ์ ชแ้ สงแบบสเตอรโิ อ 15 ชดุ 3. สไลด์และกระจกปิดสไลด์ 3 จาน 4. จานเพาะเชือ้ 3 อนั 5. เข็มเขี่ย 4 อัน 6. หลอดหยด 7. ใบมดี โกน 3 ใบ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

162 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 รายการ ปรมิ าณต่อกลุ่ม 8. ไมจ้ มิ้ ฟันหัวแบน 9. กระดาษเยอ่ื 4 อัน 10. ไม้บรรทัดพลาสตกิ ใส 1 ม้วน 11. น้ำ� 1 อัน 12. สารละลายไอโอดีนความเข้มขน้ 2% 1 ขวด 13. สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 2 หรือ 3% 1 ขวด 14. เอทลิ แอลกอฮอล์ 70% 1 ขวด 15. สไลดต์ ัวอกั ษร 1 ขวด 16. หอมแดงหรอื หอมใหญ่ 1 แผ่น 17. เยอ่ื บุดา้ นในข้างแก้ม 3 หัว 18. สาหรา่ ยหางกระรอก จากผแู้ ทนกลุม่ 19. พลานาเรีย ไรแดง หรือสตั วน์ �ำ้ ขนาดเล็ก* 1-2 ต้น 2-3 ตัว *เลือกใชช้ นิดเดียว การเตรยี มล่วงหน้า ครมู อบหมายให้นักเรยี นน�ำ ตวั อยา่ งสง่ิ มชี วี ิตในกิจกรรม 3.1 ได้แก่ หอมแดงหรอื หอมใหญ่ สาหร่ายหางกระรอก พลานาเรีย กรณีที่ไม่สามารถหาพลานาเรียได้ อาจใช้ไรแดงหรือสัตว์นำ้� ขนาดเล็กแทน หรือครูอาจเปน็ ผ้เู ตรียมสิง่ มชี ีวติ ทัง้ หมดและวสั ดอุ ปุ กรณน์ ้เี อง และมอบหมาย ให้นักเรียนศึกษาวิธีการใช้ การดูแล และเก็บรักษากล้องจุลทรรศน์ใช้แสงท้ังสองชนิดใน ภาคผนวก ครอู าจใชภ้ าพสไปโรไจราในภาพน�ำ บทเพอื่ ทบทวนความรเู้ ดมิ เรอื่ งโครงสรา้ งพน้ื ฐานของ เซลล์ว่า ประกอบด้วย ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาซึม และนิวเคลียส พร้อมท้ังช้ีให้นักเรียน สงั เกตโครงสรา้ งเซลลด์ งั กลา่ วขณะท่ศี ึกษาตัวอยา่ งต่าง ๆ ภายใต้กลอ้ งจุลทรรศน์ดว้ ย ก่อนทำ�กิจกรรมครูอาจสาธิตวิธกี ารใช้ ดูแล และเก็บรกั ษากล้องจุลทรรศน์ตามขั้นตอนใน ภาคผนวก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 163 ขอ้ เสนอแนะสำ�หรบั ครู ครใู หน้ กั เรยี นอา่ นขนั้ ตอนการท�ำ กจิ กรรมตอนที่ 1 การศกึ ษาภาพตวั อกั ษรและเปรยี บเทยี บ ภาพตัวอักษรภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงเชิงประกอบ และแบบสเตอริโอ พร้อมกับเน้นให้ นกั เรียนวาดภาพลายเสน้ ดว้ ยดินสอ และบนั ทึกก�ำ ลังขยายของเลนสใ์ กลต้ าและเลนสใ์ กล้วัตถุ ไว้ใต้ภาพ และให้นักเรียนทำ�ตารางเปรียบเทียบลักษณะและขนาดของภาพตัวอักษร ภายใต้ กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงทง้ั 2 แบบ โดยใหค้ รสู งั เกตและแนะน�ำ นกั เรยี นในระหวา่ งการท�ำ กจิ กรรม ตวั อย่างผลการทดลอง ตารางเปรียบเทียบลักษณะของภาพตัวอักษรภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงเชิงประกอบ และแบบสเตอริโอ ชนดิ ของกล้องจลุ ทรรศน์ ลักษณะภาพ กล้องจุลทรรศน์ใชแ้ สงเชงิ ประกอบ ภาพเสมอื นหวั กลบั และกลบั ซา้ ยขวา กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ช้แสงแบบสเตอรโิ อ ภาพเสมือนหัวตัง้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

164 บทท่ี 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 ครูให้นักเรียนศึกษาขั้นตอนการทำ�กิจกรรมตอนท่ี 2 การศึกษาสิ่งมีชีวิตโดยใช้ กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตอริโอ พร้อมกับเน้นให้นักเรียนวาดภาพลายเส้นด้วยดินสอ ช้ี ส่วนต่าง ๆ ท่ีสามารถสังเกตได้ และบันทึกกำ�ลังขยายของเลนส์ใกล้ตา เลนส์ใกล้วัตถุ และ กลอ้ งจุลทรรศนไ์ ว้ด้านข้างหรอื ใต้ภาพ จากน้ันให้นักเรียนทำ�กิจกรรม โดยครูสังเกตและแนะนำ�นักเรียนทั้งข้ันตอนการเตรียม ตัวอยา่ งและขณะใชก้ ลอ้ งจลุ ทรรศน์ ตวั อยา่ งผลการทดลอง ภาพวาดจากการศึกษาโครงสร้างภายนอกของสงิ่ มีชวี ติ ต่าง ๆ 1. หอมแดง เปลือก (tunic) ก�ำ ลังขยายของเลนสใ์ กล้ตา 10× ใบสะสมอาหาร* กำ�ลังขยายของเลนสใ์ กล้วตั ถ ุ 1× กำ�ลังขยายของกล้องจุลทรรศน ์ 10 เท่า ตา ลำ�ต้นจริง* ราก 2. สาหร่ายหางกระรอก ขอบใบแบบขอบจักฟันเล่ือย กำ�ลังขยายของเลนสใ์ กล้ตา 10× ใบเดยี่ วที่ไมม่ กี า้ นใบ* กำ�ลงั ขยายของเลนส์ใกลว้ ตั ถ ุ 1× ก�ำ ลังขยายของกล้องจุลทรรศน ์ 10 เทา่ ปล้อง* ใบเรียงเปน็ วงรอบขอ้ เดยี วกันจำ�นวน 6 ใบ* (จ�ำ นวนใบขึน้ กับล�ำ ต้นจริงท่ีนำ�มาศกึ ษา มกั พบประมาณ 3-8 ใบ) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ 165 3. พลานาเรีย ตา (eyespot)* ตาของ กำ�ลังขยายของเลนสใ์ กล้ตา 10× พลานาเรยี มีไวส้ �ำ หรับรับแสง ก�ำ ลงั ขยายของเลนส์ใกล้วัตถ ุ 1× ไม่ได้ใชส้ �ำ หรับรับภาพ* กำ�ลงั ขยายของกล้องจุลทรรศน ์ 10 เท่า คอหอย* อย่ทู ีล่ �ำ ตวั ด้านลา่ ง (ventral) หมายเหตุ * เปน็ ความรทู้ น่ี กั เรยี นควรทราบ ส�ำ หรับสว่ นอน่ื เปน็ ความรเู้ สริมส�ำ หรับครู ครูให้นักเรียนศึกษาข้ันตอนการทำ�กิจกรรมตอนที่ 3 การศึกษาส่ิงมีชีวิตโดยใช้ กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงเชงิ ประกอบ พรอ้ มกบั เนน้ ใหน้ กั เรยี นวาดภาพลายเสน้ ดว้ ยดนิ สอ ชสี้ ว่ น ต่าง ๆ ท่ีสามารถสังเกตได้ และบันทึกกำ�ลังขยายของเลนส์ใกล้ตา เลนส์ใกล้วัตถุ และ กลอ้ งจุลทรรศน์ไวด้ า้ นขา้ งหรอื ใต้ภาพ ครยู �ำ้ นกั เรยี นใหเ้ กบ็ สไลดข์ องเซลลเ์ ยอื่ หอมหรอื สาหรา่ ยหางกระรอกจากตอนที่ 3 ไว้ เพอ่ื น�ำ ไปใชใ้ นกิจกรรมตอนที่ 4 จากนั้นให้นักเรียนทำ�กิจกรรม โดยครูสังเกตและแนะนำ�นักเรียนทั้งขั้นตอนการเตรียม ตวั อยา่ งและขณะใช้กล้องจุลทรรศน์ ตัวอยา่ งผลการทดลอง ภาพวาดจากการศึกษาโครงสร้างภายในของส่งิ มีชวี ิตตา่ ง ๆ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

166 บทท่ี 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เลม่ 1 1. เซลล์เยอื่ หอม นิวเคลียส กำ�ลงั ขยายของเลนส์ใกลต้ า 10× หยดนำ้� ก�ำ ลงั ขยายของเลนส์ใกล้วตั ถ ุ 10× กำ�ลังขยายของกลอ้ งจลุ ทรรศน ์ 100 เทา่ นิวเคลียส ไซโทพลาซึมหดตวั ผนังเซลล์ หยดสารละลายโซเดยี มคลอไรด์ 2% ข้อเสนอแนะ เมื่อหยดสารละลายโซเดยี มคลอไรด์ 2% แล้ว อาจใชเ้ วลาประมาณ 15-30 นาที เพื่อให้ไซโทพลาซึมหดตัว หากต้องการเห็นไซโทพลาซึมหดตัวเร็วขึ้นครูสามารถเลือกใช้ สารละลายโซเดยี มคลอไรด์ 3% ได้ 2. เซลล์สาหรา่ ยหางกระรอก ก�ำ ลงั ขยายของเลนสใ์ กล้ตา 10× ก�ำ ลงั ขยายของเลนส์ใกลว้ ัตถ ุ 40× ก�ำ ลังขยายของกลอ้ งจุลทรรศน ์ 400 เท่า คลอโรพลาสต์ แวคิวโอล นิวเคลยี ส ลูกศรแสดงทศิ ทางของการไหลเวยี น ของไซโทพลาซึม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ 167 3. เซลลเ์ ยอ่ื บุด้านในข้างแก้ม กำ�ลังขยายของเลนส์ใกลต้ า 10× ก�ำ ลังขยายของเลนสใ์ กลว้ ตั ถ ุ 40× ก�ำ ลงั ขยายของกลอ้ งจุลทรรศน ์ 400 เทา่ เห็นขอบเขตของเซลล์และนิวเคลียสไม่ชัด หาก ต้องการมองเห็นชัดขึ้น ทำ�ได้โดยปรับให้ช่องของ ไดอะแฟรมแคบเพ่ือให้แสงเข้านอ้ ยลง ไมห่ ยดสารละลายไอโอดนี เห็นขอบเขตของเซลล์และนิวเคลียสชัดกว่าไม่หยด สารละลายไอโอดนี โดยไมต่ อ้ งปรบั ชอ่ งของไดอะแฟรม หยดสารละลายไอโอดนี จากน้ันครูและนักเรียนร่วมกันตอบคำ�ถามท้ายกิจกรรมตอนที่ 1 2 และ 3 ซึ่งมีแนว ค�ำ ตอบดงั นี้ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกิจกรรม ถา้ ตอ้ งการใหภ้ าพทอี่ ยมู่ มุ บนดา้ นซา้ ยของจอภาพมาอยตู่ รงกลางจอภาพ จะปรบั เลอ่ื นสว่ น ใดของกล้อง และปรับเลือ่ นอยา่ งไร เลอ่ื นสไลดข์ นึ้ ขา้ งบนและเลอ่ื นไปทางซา้ ย หรอื เลอื่ นสไลดไ์ ปทางซา้ ยกอ่ นแลว้ จงึ เลอื่ นขน้ึ ข้างบน ไซโทพลาซึมของเซลล์เยื่อหอมหลังจากหยดสารละลายโซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้น 2% เกิดการเปล่ยี นแปลงอยา่ งไร ไซโทพลาซึมมีการหดตัวทำ�ให้เห็นเย่ือหุ้มเซลล์แยกห่างจากผนังเซลล์ เน่ืองจากเซลล์ สูญเสียนำ้�ออกสู่สารละลายโซเดียมคลอไรด์ความเข้มข้น 2% ซ่ึงมีความเข้มข้นสูงกว่า สารละลายภายในเซลล์จึงทำ�ให้ไซโทพลาซึมหดตัวหรือเซลล์เห่ียวในกรณีของเซลล์สัตว์ เรียกปรากฏการณ์น้วี ่า พลาสโมไลซิส (plasmolysis) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

168 บทท่ี 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ ชวี วิทยา เลม่ 1 นักเรยี นสังเกตเหน็ อะไรบา้ งภายในเซลล์สาหรา่ ยหางกระรอก นอกจากโครงสร้างของเซลล์ เช่น เยื่อหุ้มเซลล์ นิวเคลียส คลอโรพลาสต์ แล้วยังเห็นการ ไหลเวียนของไซโทพลาซมึ ท่เี รียกวา่ ไซโคลซิส (cyclosis) ถ้าวัตถุท่ีนำ�มาศึกษามีความบางและใสมาก เช่น เซลล์เยื่อบุด้านในข้างแก้มที่ไม่ย้อม สารละลายไอโอดนี เมอ่ื ตอ้ งการใหเ้ หน็ วตั ถชุ ดั เจนขนึ้ จะตอ้ งปรบั สว่ นประกอบใดของกลอ้ ง และปรบั อยา่ งไร ปรบั ไดอะแฟรม โดยปรบั ให้ช่องของไดอะแฟรมแคบลงเพ่อื ใหแ้ สงเขา้ นอ้ ยลง จากการศึกษาเซลล์เย่ือหอม สาหร่ายหางกระรอก และเย่ือบุด้านในข้างแก้มภายใต้ กล้องจลุ ทรรศน์พบโครงสร้างของเซลล์เหลา่ นี้เหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร โครงสรา้ งของเซลล์ท่ีเหมือนกัน คือ สว่ นท่ีหอ่ หุ้มเซลล์ ไซโทพลาซึม และนวิ เคลยี ส โครงสรา้ งของเซลลท์ แี่ ตกตา่ งกนั คอื พบผนงั เซลลใ์ นเซลลเ์ ยอ่ื หอมและสาหรา่ ยหางกระรอก และคลอโรพลาสต์ในเซลล์สาหร่ายหางกระรอก ซึ่งไม่พบโครงสร้างดังกล่าวในเซลล์เยื่อบุ ดา้ นในขา้ งแกม้ ครูให้นักเรียนศึกษาข้ันตอนการทำ�กิจกรรมตอนที่ 4 การคำ�นวณหาขนาดของวัตถุ และ อาจสาธิตวิธีการวางไม้บรรทัดพลาสติกโดยให้สเกลแรกของไม้บรรทัดที่เห็นในจอภาพชิดกับ ขอบซ้ายของจอภาพ หรอื อาจใชร้ ูปวิธกี ารวางไม้บรรทัดบนแท่นวางวตั ถุ ประกอบการอธบิ าย และให้หาเส้นผ่านศูนย์กลางของจอภาพท่ีขนาดกำ�ลังขยายต่าง ๆ โดยที่กำ�ลังขยายตำ่�สุด สามารถวดั ขนาดจอภาพโดยใชไ้ มบ้ รรทดั ไดโ้ ดยตรง สว่ นทก่ี �ำ ลงั ขยายสงู ขน้ึ สามารถหาเสน้ ผา่ น ศนู ย์กลางของจอภาพโดยการคำ�นวณ ดังตวั อย่างตอ่ ไปนี้ ภาพสเกลไม้บรรทดั ภายใต้กลอ้ งจุลทรรศนโ์ ดยใชเ้ ลนสใ์ กลว้ ตั ถทุ ่ีมกี ำ�ลงั ขยาย 4× สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 169 - เมื่อใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่กำ�ลังขยาย 4× = 5 มลิ ลิเมตร นับจ�ำ นวนมิลลิเมตรเพ่ือหาเสน้ ผ่านศูนยก์ ลางของจอภาพ - เมื่อใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่กำ�ลังขยาย 10× 4 × 5 = 2 มลิ ลเิ มตร คำ�นวณหาเสน้ ผ่านศนู ย์กลางของจอภาพ = 10 - เมื่อใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่กำ�ลังขยาย 40× คำ�นวณหาเส้นผ่านศูนยก์ ลางของจอภาพ = 4×5 = 0.5 มิลลเิ มตร 40 เมื่อทราบเส้นผ่านศูนย์กลางของจอภาพ สามารถคำ�นวณเพื่อประมาณขนาดเซลล์ของ ส่ิงมีชีวิต โดยสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอาจมีวิธีในการเทียบขนาดกับเส้นผ่านศูนย์กลางของจอภาพ ทีแ่ ตกตา่ งกัน ดังน ้ี ตวั อย่างผลการทดลอง ตัวอย่างที่ 1 การหาขนาดโดยประมาณของเซลล์สาหร่ายหางกระรอกโดยเทียบกับเส้นผ่าน ศูนย์กลางของจอภาพ เมอื่ ศกึ ษาสาหรา่ ยหางกระรอกภายใตก้ ลอ้ งจลุ ทรรศนจ์ ะพบวา่ มเี ซลลจ์ �ำ นวนมากและแตล่ ะ เซลลม์ ขี นาดเลก็ มาก โดยใหป้ ระมาณการวา่ แตล่ ะเซลลม์ ขี นาดใกลเ้ คยี งกนั ดงั นนั้ การหาขนาด โดยประมาณของเซลลข์ องสาหรา่ ยหางกระรอกอาจท�ำ ไดโ้ ดยนบั จ�ำ นวนเซลลท์ ง้ั หมดทเ่ี หน็ ภาย ใต้กล้องจุลทรรศน์แล้วนำ�มาคำ�นวณหาขนาดโดยประมาณของเซลล์โดยเทียบกับเส้นผ่าน ศนู ย์กลางของจอภาพ ดังน้ี - ท่ีกำ�ลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ 40 เท่า มีเส้นผ่านศูนย์กลางของจอภาพ 5 มิลลิเมตร สามารถนับจำ�นวนเซลล์ของสาหร่ายหางกระรอกท่ีบริเวณเส้นผ่านศูนย์กลางจอภาพได้ ประมาณ 66 เซลล์ ดงั นน้ั ขนาดโดยประมาณของเซลล์สาหร่ายหางกระรอก 1 เซลล์ = 5 = 0.075 มิลลิเมตร 66 - ทีก่ �ำ ลังขยายของกลอ้ งจุลทรรศน์ 100 เท่า มเี ส้นผา่ นศูนย์กลางของจอภาพ 2 มิลลิเมตร สามารถนับจำ�นวนเซลล์ของสาหร่ายหางกระรอกท่ีบริเวณเส้นผ่านศูนย์กลางจอภาพได้ ประมาณ 30 เซลล์ ดังนัน้ ขนาดโดยประมาณของเซลล์สาหรา่ ยหางกระรอก 1 เซลล์ = 2 = 0.067 มลิ ลเิ มตร 30 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

170 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ ชวี วิทยา เลม่ 1 สรปุ ได้ดังตาราง กำ�ลังขยาย เสน้ ผ่าน ขนาดโดยประมาณของเซลล์ เลนส์ เลนส์ กลอ้ ง ศูนย์กลาง สาหร่ายหางกระรอกทเ่ี ห็นภายใต้ ใกลต้ า ใกลว้ ัตถุ จลุ ทรรศน์ ของจอภาพ กล้องจุลทรรศน์ (มลิ ลิเมตร) (มิลลเิ มตร) 10× 4× 40 เทา่ 5 0.075 10× 10× 100 เท่า 2 0.067 จะเห็นว่าเซลล์ของสาหร่ายหางกระรอกท่ีหาได้มีขนาดโดยประมาณ 0.067 – 0.075 มิลลิเมตร โดยที่กำ�ลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ 40 เท่าและ 100 เท่า มีค่าที่แตกต่างกัน เนอื่ งจากในการหาขนาดของวตั ถโุ ดยใช้ไม้บรรทัดเปน็ เพียงการประมาณค่าอยา่ งคราว ๆ และ ในความเปน็ จรงิ แลว้ เซลลแ์ ตล่ ะเซลลข์ องสาหรา่ ยหางกระรอกไมไ่ ดม้ ขี นาดเทา่ กนั ทง้ั หมด คา่ ท่ี ได้จงึ เปน็ ขนาดโดยประมาณทเี่ ป็นเพียงคา่ เฉลยี่ ตัวอย่างท่ี 2 การหาขนาดโดยประมาณของพารามีเซียมโดยเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลางของ จอภาพ ในกรณขี องพารามเี ซยี ม ครูอาจใช้ค�ำ ถามเพ่อื กระตุ้นความคดิ ของผู้เรยี น ดงั นี้ หากหาขนาดโดยประมาณของพารามีเซียมที่ทุกกำ�ลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ จะไดค้ ่าเท่ากนั หรือไม่ เพราะเหตใุ ด การหาขนาดโดยประมาณของพารามเี ซยี มควรใชก้ �ำ ลงั ขยายกลอ้ งจลุ ทรรศนเ์ ทา่ ใด จากการอภิปรายนักเรียนควรได้ข้อสรุปว่าการหาขนาดของพารามีเซียมที่กำ�ลังขยาย ตา่ ง ๆ อาจจะไดค้ า่ ไมเ่ ทา่ กนั แตม่ คี า่ ใกลเ้ คยี งกนั เนอ่ื งมาจากพารามเี ซยี มซงึ่ เปน็ สงิ่ มชี วี ติ เซลล์ เดียวที่มีขนาดเล็ก หากใช้กำ�ลังขยายต่ำ�จะทำ�ให้คาดคะเนขนาดโดยเทียบสัดส่วนกับเส้นผ่าน ศนู ยก์ ลางของจอภาพไดย้ ากกวา่ ทก่ี �ำ ลงั ขยายสงู และท�ำ ใหม้ คี วามคลาดเคลอ่ื นมากกวา่ ดงั นน้ั การหาขนาดของพารามีเซียมจึงควรใช้กำ�ลังขยายสูง เช่น ท่ีกำ�ลังขยายของกล้องจุลทรรศน์ 400 เท่า ซ่ึงสามารถคาดคะเนขนาดของพารามีเซียมโดยเทียบสัดส่วนกับเส้นผ่านศูนย์กลาง ของจอภาพได้ชัดเจนกวา่ ภาพพารามเี ซยี มทกี่ ำ�ลังขยายของกลอ้ งจุลทรรศน์ 400 เทา่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 171 - ท่ีกำ�ลังขยายของกล้องจลุ ทรรศน์ 400 เท่า มเี สน้ ผ่านศูนยก์ ลางของจอภาพ 0.5 มิลลเิ มตร พดังานราัน้ มพเี ซายี รมามมีเขี ซนียามดมปขี รนะามดาปณระ2ม5าณของเส2้น×ผ5า่ 0น.5ศูนย=ก์ ล0า.2งขมอลิ งลจเิ อมภตารพ นอกจากน้ีครูอาจให้ความรู้เพ่ิมเติมว่าการวัดขนาดของสิ่งมีชีวิตสามารถทำ�ได้โดยใช้ กล้องจุลทรรศน์ประกอบกับออคคูลาร์ไมโครมิเตอร์ (ocular micrometer) และสเตจ ไมโครมิเตอร์ (stage micrometer) ซ่ึงเป็นเครื่องมือท่ีสามารถคำ�นวณหาขนาดของวัตถุได้ แม่นย�ำ ยิง่ ขึ้น ครูให้นกั เรียนตอบค�ำ ถามท้ายกิจกรรมตอนท่ี 4 โดยมแี นวการตอบดงั นี้ เฉลยค�ำ ถามท้ายกิจกรรม เม่ือนำ�สาหร่ายหางกระรอกไปศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์ท่ีมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของ จอภาพประมาณ 1,600 ไมโครเมตร พบเซลลส์ าหร่ายหางกระรอกเรยี งต่อกันตามยาว 8 เซลล์ ความยาวของเซลล์สาหร่ายหางกระรอก 1 เซลล์ จะเท่ากับก่ีมิลลิเมตร แสดงวิธี ค�ำ นวณ ความยาวของเซลล์สาหรา่ ยหางกระรอก 1 เซลล์ จะเท่ากบั 0.2 มลิ ลิเมตร แสดงวิธีค�ำ นวณ ความยาวเซลล์สาหรา่ ยหางกระรอก 1 เซลล์ ภายใตก้ ลอ้ งจุลทรรศน์ = 1,600 = 200 ไมโครเมตร = 200 × 10-3 มลิ ลเิ มตร = 0.2 มลิ ลเิ มตร 8 กล้องจุลทรรศน์ที่มีกำ�ลังขยาย 40 เท่า เมื่อใช้ไม้บรรทัดใสวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของ จอภาพได้ 3.75 มิลลิเมตร เม่ือกำ�ลังขยายของกล้องเปล่ียนเป็น 100 เท่า และ 400 เท่า เสน้ ผ่านศนู ย์กลางของจอภาพจะเท่ากบั กีไ่ มโครเมตร แสดงวิธีคำ�นวณ เมื่อกำ�ลังขยายของกล้องเปลี่ยนเป็น 100 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางของจอภาพเท่ากับ 1,500 ไมโครเมตร เม่ือกำ�ลังขยายของกล้องเปล่ียนเป็น 400 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางของจอภาพเท่ากับ 375 ไมโครเมตร แสดงวธิ คี �ำ นวณ เสน้ ผา่ นศูนยก์ ลางของจอภาพ (ขณะทศ่ี กึ ษา) = ก�ำ ลงั ขยายตำ่�สุดของเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ × เสน้ ผ่านศูนย์กลางของจอภาพที่กำ�ลงั ขยายต่�ำ สดุ กำ�ลังขยายของเลนสใ์ กลว้ ัตถุขณะทีศ่ กึ ษา เม่ือกำ�ลงั ขยายของกลอ้ งเป็น 100 เท่า กำ�ลังขยายของเลนส์ใกลว้ ัตถเุ ท่ากบั 10× เส้นผ่านศนู ย์กลางของจอภาพ = 4 × 3.75 = 1.5 มิลลเิ มตร = 1,500 ไมโครเมตร 10 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

172 บทท่ี 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 เม่ือก�ำ ลังขยายของกลอ้ งเป็น 400 เทา่ เส้นผา่ นศูนย์กลางของจอภาพ = 4 × 3.75 = 0.375 มิลลิเมตร 40 = 375 ไมโครเมตร ถ้าพารามีเซียมมีขนาดยาว 100 ไมโครเมตร เมื่อนำ�ไปศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่มี เลนสใ์ กล้ตาก�ำ ลงั ขยาย 10× และเลนสใ์ กล้วัตถุก�ำ ลังขยาย 10× จะเหน็ ภาพพารามีเซยี ม มีความยาวเป็นก่ีเท่าของขนาดจริงและภาพของพารามีเซียมมีความยาวก่ีเซนติเมตร แสดงวิธีคำ�นวณ ภาพพารามเี ซียมมีความยาวเป็น 100 เท่าของขนาดจรงิ และภาพของพารามีเซยี มมคี วามยาวเทา่ กับ 1 เซนติเมตร แสดงวิธคี ำ�นวณ จ�ำ นวนเท่าของภาพพารามีเซยี มตอ่ ขนาดจริง ก�ำ ลงั ขยายของกลอ้ งจลุ ทรรศนห์ รอื ภาพ = ก�ำ ลงั ขยายของเลนสใ์ กลต้ า × ก�ำ ลงั ขยายของเลนสใ์ กลว้ ตั ถุ ดังนนั้ สามารถค�ำ นวณจำ�นวนเท่าของภาพต่อขนาดจรงิ ได้จาก สูตรดา้ นบน ภาพพารามีเซียมมีความยาวเปน็ 10 × 10 = 100 เท่าของขนาดจรงิ แสดงวิธคี �ำ นวณ ภาพของพารามีเซียมมีความยาวเท่ากบั กำ�ลังขยายของภาพ = ขนาดของภาพ ขนาดของวตั ถุ 100 = ขนาดของภาพ 100 ไมโครเมตร ขนาดของภาพ = 100 × 100 =10,000 ไมโครเมตร = 10,000 × 10-3 มิลลเิ มตร = 10 มิลลเิ มตร = 1 เซนติเมตร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ 173 ถ้าวัตถุมีความยาว 4 ไมโครเมตร เม่ือนำ�มาศึกษาภายใต้กล้องจุลทรรศน์จะมีความยาว ประมาณ 4 มิลลิเมตร กล้องนมี้ กี �ำ ลังขยายเท่าใด แสดงวิธคี �ำ นวณ กล้องนีม้ ีกำ�ลังขยาย 1,000 เท่า แสดงวิธีคำ�นวณ ก�ำ ลังขยายของภาพ = ก�ำ ลังขยายของกลอ้ ง สูตร ขนาดของภาพ ขนาดของวตั ถุ ก�ำ ลงั ขยายของภาพ = ขนาดของภาพ = 4 × 103 4 = 1,000 ดงั น้นั กล้องนี้มีกำ�ลงั ขยาย = 1,000 เท่า จากการเรียนและทำ�กิจกรรม 3.1 เรื่องกล้องจุลทรรศน์ใช้แสง ครูและนักเรียนอาจร่วมกัน อภิปรายเพ่ือสรุปประเด็นสำ�คัญท่ีทำ�ให้ใช้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงศึกษาสิ่งมีชีวิตให้ได้ประสิทธิภาพ สงู สดุ ดงั น้ี - เลอื กชนิดของกลอ้ งจุลทรรศนใ์ ช้แสงไดต้ รงตามวัตถปุ ระสงคข์ องการศกึ ษาสิ่งมีชีวิต - รู้จักส่วนประกอบของกล้องจุลทรรศน์ใช้แสงและสามารถใช้งานส่วนประกอบได้อย่างถูก วิธี เพอื่ ใหไ้ ด้ภาพชดั และเห็นรายละเอียดสิ่งมชี วี ติ ไดม้ ากทสี่ ุด - เตรียมตัวอย่างส่งิ มีชวี ิตเพ่อื ศกึ ษาภายใตก้ ลอ้ งจุลทรรศน์ใช้แสงไดถ้ ูกตอ้ ง - วาดภาพและวดั ขนาดโดยประมาณจากตวั อย่างส่ิงมชี ีวติ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงได้ - ดูแลและเกบ็ กลอ้ งจลุ ทรรศน์ใช้แสงได้ถกู วิธเี พ่อื ให้ใชง้ านไดย้ าวนาน จากกจิ กรรม 3.1 จะเหน็ วา่ กลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงเชงิ ประกอบท�ำ ใหม้ องเหน็ โครงสรา้ งบางชนดิ ของเซลล์เท่าน้ัน การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะช่วยขยายศักยภาพการมองเห็นโครงสร้างอ่ืน ของเซลล์ท่มี องไม่เหน็ ดว้ ยกล้องจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สงได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

174 บทท่ี 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 ความร้เู พ่มิ เตมิ สำ�หรบั ครู ตารางการเปรยี บเทยี บกล้องจุลทรรศน์ใชแ้ สงและกลอ้ งจุลทรรศนอ์ เิ ลก็ ตรอน ประเดน็ กล้องจุลทรรศน์ใชแ้ สง กล้องจุลทรรศน์อเิ ลก็ ตรอน ในการเปรยี บเทียบ 1. ส ่วนท่เี กีย่ วกับการ - ตัวอยา่ งที่น�ำ มาศกึ ษาอาจ - ต ัวอยา่ งทน่ี ำ�มาศึกษาต้องไม่มชี ีวิตและแห้ง เกดิ ภาพ มีหรือไมม่ ชี วี ติ ปราศจากน้�ำ - ใช้แสงจากหลอดไฟ หรอื - ใช้ล�ำ อิเลก็ ตรอน ดวงอาทิตย์ - เลนสร์ วมสนามแม่เหล็กไฟฟา้ - เกิดภาพบนจอเรืองแสงหรอื หลอดภาพของ - ชดุ ของเลนส์แก้ว - เกดิ ภาพในล�ำ กล้อง เครอื่ งรบั โทรทัศน์ 2. ค วามสามารถในการ ก�ำ ลงั ขยายสงู สดุ ประมาณ ก�ำ ลงั ขยายสงู สดุ ประมาณ 1 ล้านเท่า ขยายและการเห็น 1,000 เท่า รายละเอียดของภาพ ตารางเปรยี บเทียบการทำ�งานของกล้องจุลทรรศน์อิเลก็ ตรอนแบบส่องผา่ นและส่องกราด ประเดน็ ใน กลอ้ งจุลทรรศนอ์ ิเล็กตรอน กล้องจุลทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอน การเปรียบเทียบ แบบส่องผา่ น (TEM) แบบสอ่ งกราด (SEM) 1. หลกั การท�ำ งาน แ ห ล่ ง กำ � เ นิ ด อิ เ ล็ ก ต ร อ น ยิ ง ลำ � แหล่งกำ�เนิดอิเล็กตรอนยิงลำ�อิเล็กตรอน อิเล็กตรอนผ่านเลนส์รวมสนาม ผ่านเลนส์รวมสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ผ่าน แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ไปยงั ตวั อยา่ งชนิ้ บางซง่ึ ขดลวดสอ่ งกราดเพอื่ ควบคมุ ล�ำ อเิ ลก็ ตรอน ยอ้ มดว้ ยสารประกอบโลหะหนกั ทท่ี บึ ให้ผ่านเลนส์ใกล้วัตถุสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ลำ�อิเล็กตรอน ลำ�อิเล็กตรอนจะส่อง ไปยังผิวของตัวอย่างที่เคลือบด้วยโลหะ ผ่านตัวอย่างบริเวณท่ีย้อมโลหะหนัก ประเภททองคำ� เกิดเป็นอิเล็กตรอนจาก ไดม้ ากนอ้ ยแตกตา่ งกนั ตามความหนา ทองคำ�ท่ีกระจายออกมาและจะถูกตรวจ ของโลหะหนักที่ย้อมติด จากนั้นลำ� จับด้วยเครื่องตรวจจับแล้วแปลสัญญาณ อิเล็กตรอนจะส่องผ่านไปยังชุดเลนส์ เป็นภาพแบบ 3 มิติ ใกล้วัตถุและเลนส์ฉายสนามแม่เหล็ก ไฟฟ้าแลว้ เกิดภาพบนจอรับภาพ 2. ลกั ษณะของตวั อยา่ งที่ ตัวอย่างเป็นช้ินบางซ่ึงย้อมด้วย ตัวอย่างที่เคลือบผิวด้วยโลหะประเภท ใช้ศกึ ษา สารประกอบโลหะหนัก เช่น Lead ทองค�ำ citrate, Uranium acetate, Osmium tetraoxide ทที่ บึ ล�ำ อิเล็กตรอน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เล่ม 1 บทท่ี 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ 175 ประเด็นใน กลอ้ งจุลทรรศนอ์ เิ ล็กตรอน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน การเปรียบเทยี บ แบบสอ่ งผ่าน (TEM) แบบสอ่ งกราด (SEM) 3. ความสามารถในการ ก�ำ ลงั ขยายสงู สดุ ประมาณ 1 ลา้ นเท่า กำ�ลังขยายสงู สุดประมาณ 400,000 เทา่ ขยายและการเหน็ ราย ละเอียดของภาพ 4. จุ ด ป ร ะ ส ง ค์ ใ น ก า ร ศึกษาโครงสร้างภายในของตัวอย่าง ศึกษาโครงสรา้ งผวิ ดา้ นนอกของตวั อย่าง เลอื กใชก้ ล้อง ซึง่ ตอ้ งมคี วามบางมาก แนวการวัดและประเมนิ ผล ดา้ นความรู้ - สว่ นประกอบและหนา้ ทข่ี องสว่ นประกอบกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สง จากการเรยี น และการท�ำ กิจกรรม - วิธีการใช้และการดูแลรักษากล้องจุลทรรศน์ใช้แสงที่ถูกต้อง รวมถึงวิธีการเตรียมตัวอย่าง ส่ิงมชี ีวติ เพอื่ ศกึ ษาภายใตก้ ล้องจลุ ทรรศนใ์ ช้แสง จากการท�ำ กจิ กรรม - วธิ กี ารวดั ขนาดโดยประมาณและวาดภาพตวั อยา่ งสงิ่ มชี วี ติ ทป่ี รากฏภายใตก้ ลอ้ งจลุ ทรรศน์ ใชแ้ สงเชงิ ประกอบ จากการทำ�กจิ กรรม ดา้ นทกั ษะ - การสงั เกต การวดั การจ�ำ แนกประเภท การใชจ้ ำ�นวน และความรว่ มมือ การทำ�งานเปน็ ทมี และภาวะผนู้ �ำ จากการท�ำ กิจกรรม - การคดิ อย่างมีวิจารณญาณและการแก้ปญั หา จากการเลอื กวธิ ีการเตรียมตัวอยา่ งสง่ิ มีชวี ติ - การสื่อสารสารสนเทศและการรู้เทา่ ทนั สือ่ จากภาพวาด และค�ำ บรรยายของภาพตวั อย่าง ส่งิ มีชีวิต ด้านจติ วทิ ยาศาสตร์ - ความอยากรอู้ ยากเหน็ ความมงุ่ มนั่ อดทน ความใจกวา้ ง และการยอมรบั ความเหน็ ตา่ ง จาก การสงั เกตพฤติกรรมในการทำ�กจิ กรรม - ความซ่อื สัตย์ จากการท�ำ รายงานของการทำ�กิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

176 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เลม่ 1 3.2 โครงสร้างเซลลแ์ ละหนา้ ที่ของเซลล์ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายโครงสรา้ ง และบอกหน้าที่ส่วนทห่ี อ่ หมุ้ เซลลข์ องเซลล์พืชและเซลลส์ ตั ว์ 2. สืบค้นขอ้ มลู อธิบาย ระบุชนิดและบอกหนา้ ท่ขี องออร์แกเนลล์ 3. อธิบายโครงสรา้ งและหน้าทข่ี องนิวเคลยี ส แนวการจัดการเรยี นรู้ ครนู �ำ เข้าสู่บทเรียน โดยอาจใช้ค�ำ ถามนำ�ตอ่ ไปน้ี เมอ่ื ศกึ ษาเซลลข์ องสง่ิ มชี วี ติ ดว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ ชแ้ สง นกั เรยี นเหน็ โครงสรา้ งใดของเซลลบ์ า้ ง ผนังเซลล์ เย่ือหุ้มเซลล์ ไซโทพลาซมึ นวิ เคลียส คลอโรพลาสต์ แวควิ โอล นักเรยี นคิดวา่ การใช้กลอ้ งจุลทรรศน์อเิ ล็กตรอนแบบส่องผ่านศึกษาเซลลข์ องส่ิงมชี วี ติ ผล ของการศึกษาจะเป็นอยา่ งไร อาจพบโครงสรา้ งอนื่ เพม่ิ ขน้ึ และเหน็ รายละเอยี ดของโครงสรา้ งทเ่ี หน็ ไดด้ ว้ ยกลอ้ งจลุ ทรรศน์ ใชแ้ สงมากข้ึน เพ่อื ใหน้ กั เรียนเชือ่ มโยงไปสโู่ ครงสรา้ งและหนา้ ท่ีของเซลล์ ครูทบทวนเก่ียวกับการจัดระบบภายในส่ิงมีชีวิตหลายเซลล์ของพืชและสัตว์โดยใช้รูป 2.1 ในหนงั สอื เรียน จากภาพดังกลา่ ว หนว่ ยพ้ืนฐานของสงิ่ มชี วี ิตคอื อะไร จากนน้ั ครใู ชภ้ าพโพรทสิ ตเ์ ซลลเ์ ดยี วเชน่ พารามเี ซยี ม รปู ตวั อยา่ งเซลลย์ แู ครโิ อต ก. จากกลอ่ ง ความรเู้ พมิ่ เติมในหนงั สอื เรยี น แล้วใช้คำ�ถามเพิม่ เตมิ ดังนี้ จากภาพโพรทิสต์เซลล์เดียว โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์สามารถแบ่งออกได้เป็นก่ีส่วน อะไรบ้าง จากนั้นอภิปรายร่วมกันเพื่อให้นักเรียนสรุปให้ได้ว่า เซลล์เป็นหน่วยพ้ืนฐานของส่ิงมีชีวิตทุก ชนดิ เพราะเซลลเ์ ปน็ หนว่ ยทเี่ ลก็ ทสี่ ดุ ของสง่ิ มชี วี ติ ซงึ่ ประกอบดว้ ยโครงสรา้ งภายในเซลลท์ ที่ �ำ งานรว่ ม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ 177 กัน โดยเซลล์มีโครงสร้างพ้ืนฐานแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ ส่วนท่ีห่อหุ้มเซลล์ ไซโทพลาซึม และ นวิ เคลยี ส ครูอาจขยายความรู้ให้แก่นักเรียนเกี่ยวกับส่ิงมีชีวิต เมื่อใช้ชนิดของเซลล์เป็นเกณฑ์การจัด จำ�แนกจะแบ่งสิง่ มชี วี ิตออกได้เป็น 2 ประเภท ไดแ้ ก่ สง่ิ มีชีวิตโพรแครโิ อตและสิง่ มีชีวติ ยแู คริโอต โดย ใชภ้ าพแบคทเี รยี และสาหรา่ ยสเี ขยี วแกมน�ำ้ เงนิ ในหนงั สอื เรยี น ประกอบการอธบิ ายวา่ สาหรา่ ยสเี ขยี ว แกมน�ำ้ เงนิ เปน็ สง่ิ มชี วี ติ โพรแครโิ อตทเ่ี ปน็ เซลลโ์ พรแครโิ อซง่ึ ไมม่ เี ยอื่ หมุ้ นวิ เคลยี ส DNA จงึ แขวนลอย อยู่ในไซโทพลาซึม เรยี กบรเิ วณนว้ี า่ นวิ คลีออยด์ (nucleoid) และไม่มีออร์แกเนลลท์ ี่มเี ย่ือหุ้ม จากนนั้ ใช้ภาพพารามีเซียม อะมีบา เซลล์เม็ดเลือดขาว และเซลล์ประสาท ประกอบการอธิบายว่า ภาพดัง กล่าวเป็นตัวอย่างส่ิงมีชีวิตยูแคริโอตท่ีประกอบด้วยเซลล์ยูแคริโอตซ่ึงเป็นเซลล์ที่มีเย่ือหุ้มนิวเคลียส และออรแ์ กเนลล์ท่มี ีเยือ่ หุ้มหลายชนิด 3.2.1 สว่ นท่ีห่อหมุ้ เซลล์ ครูให้นักเรียนศึกษาภาพนำ�ของบทที่ 3 เร่ืองเซลล์และการทำ�งานของเซลล์ ซึ่งแสดงรูปร่าง ลักษณะ และโครงสร้างของเซลล์สาหร่ายสไปโรไจราภายใต้กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงเชิงประกอบ แล้ว ใหน้ ักเรียนรว่ มกนั อภปิ ราย โดยมีแนวคำ�ถามดังนี้ จากภาพนำ� สว่ นใดบา้ งทเี่ ปน็ สว่ นท่ีหอ่ หุ้มเซลล์ ส่วนที่ห่อหมุ้ เซลลใ์ ดทไ่ี ม่สามารถเหน็ ไดจ้ ากภาพท่ีเหน็ เต็มเซลล์ จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรสรุปให้ได้ว่า ส่วนท่ีห้อหุ้มเซลล์ คือ ผนังเซลล์ และ เยอ่ื หมุ้ เซลล์ โดยครอู าจใชภ้ าพเซลลโ์ พรตสิ ทห์ รอื พชื ทไ่ี ซโทพลาซมึ หดตวั ประกอบการอธบิ ายเพม่ิ เตมิ วา่ เหตผุ ลทม่ี องไมเ่ หน็ ชน้ั เยอ่ื หมุ้ เซลลจ์ ากภาพเปน็ เพราะเยอื่ หมุ้ เซลลจ์ ะอยชู่ ดิ กบั ผนงั เซลลม์ าก แตห่ าก ตอ้ งการเหน็ เยอ่ื หมุ้ เซลลข์ องโพรตสิ ทห์ รอื พชื ทม่ี ผี นงั เซลลห์ มุ้ อยดู่ า้ นนอกสามารถท�ำ ไดโ้ ดยการท�ำ ให้ เซลลเ์ หย่ี วดว้ ยสารละลายทม่ี คี วามเขม้ ขน้ มากกวา่ สารละลายภายในเซลลจ์ ะท�ำ ใหเ้ ซลลส์ ญู เสยี น�ำ้ ออก สู่สารละลายภายนอก ทำ�ให้ไซโทพลาซึมหดตัวและสามารถเห็นชั้นของเยื่อหุ้มเซลล์แยกออกจาก ผนังเซลลไ์ ด้ดังภาพตัวอย่าง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

178 บทท่ี 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 ผนงั เซลล์ เยอื่ หมุ้ เซลล์ ความรู้เพิ่มเตมิ ส�ำ หรบั ครู ภาพสาหรา่ ยสไปโรไจราท่ียอ้ มสีและไซโทพลาซมึ หดตวั Mucilaginous layer Mucilaginous layer หรือช้ันเมือกของ สาหรา่ ยสไปโรไจราเปน็ สาเหตทุ เ่ี มอื่ เราสมั ผสั สาหรา่ ยแลว้ รสู้ กึ ลน่ื ซง่ึ ชนั้ เมอื กนเี้ กดิ จากสาร ทเี่ ปน็ องคป์ ระกอบของผนงั เซลล์ มหี นา้ ทช่ี ว่ ย รักษาความชื้นและป้องกันรังสี UV และการ เกาะอาศยั ของโพรตสิ ท์ชนดิ อ่นื ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาขอ้ มลู เกยี่ วกบั สว่ นทหี่ อ่ หมุ้ เซลลแ์ ละรปู 3.5 ซงึ่ เปน็ ภาพโครงสรา้ งพน้ื ฐาน ของเซลลส์ ัตว์และเซลล์พชื ในหนงั สือเรียนแลว้ อภิปรายรว่ มกนั โดยใชค้ ำ�ถามดังนี้ ส่วนท่หี อ่ หมุ้ เซลลใ์ ดทีพ่ บไดใ้ นเซลล์ทุกชนดิ สว่ นทห่ี ่อหุ้มเซลลใ์ ดที่พบได้ในเซลลพ์ ชื สว่ นที่ห่อหมุ้ เซลลท์ พ่ี บได้ในเซลลพ์ ืชมกี ารจัดเรยี งอย่างไร จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรจะสรุปได้ว่า เย่ือหุ้มเซลล์เป็นส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ที่พบได้ ในเซลล์ทกุ ชนิด โดยเซลลส์ ตั วม์ ีส่วนทีห่ อ่ หุ้มเซลล์ คือ เย่ือหุ้มเซลล์ สว่ นเซลล์พชื มสี ่วนทหี่ อ่ หุ้มเซลล์ คอื เยื่อหมุ้ เซลลแ์ ละผนังเซลล์ โดยมีผนังเซลล์หุ้มดา้ นนอก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เล่ม 1 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ 179 เยอ่ื หุ้มเซลล์ ครูทบทวนความรู้เดิมเรื่องสารประกอบคาร์บอนในสิ่งมีชีวิตท่ีเรียนมาแล้วในบทท่ี 2 และให้ นกั เรยี นศกึ ษาขอ้ มลู เกย่ี วกบั โครงสรา้ งและองคป์ ระกอบของเยอ่ื หมุ้ เซลลโ์ ดยใชร้ ปู 3.6 ในหนงั สอื เรยี น ซึ่งแสดงโครงสร้างเยื่อหุ้มเซลล์แบบฟลูอิดโมเซอิกโมเดล แล้วให้นักเรียนร่วมกันอภิปราย โดยมีแนว ค�ำ ถามดงั น้ี โครงสร้างหลักของเยือ่ ห้มุ เซลล์ประกอบด้วยสารอะไรบา้ ง รูปแบบการจัดเรียงตัวขององค์ประกอบเย่ือหุ้มเซลล์แบบฟลูอิดโมเซอิกโมเดล มีท่ีมาจาก โครงสร้างหลกั ใด เพราะเหตุใด จากการอภิปรายรว่ มกนั นักเรยี นควรอธบิ ายได้ว่า เย่ือหมุ้ เซลล์มโี ครงสรา้ งหลกั คือ ลิพิด และ โปรตนี นอกจากนย้ี งั พบคารโ์ บไฮเดรตเปน็ สายเกาะทผี่ วิ ดา้ นนอก และยงั มไี ซโทสเกเลตอนตดิ ทโ่ี ปรตนี บริเวณด้านในเย่ือหุ้มเซลล์ สามารถเช่ือมโยงถึงที่มาของช่ือการจัดเรียงตัวขององค์ประกอบเย่ือหุ้ม เซลล์แบบฟลูอิดโมเซอิกโมเดลได้ว่า ฟลูอิดมีท่ีมาจาก ลิพิด เพราะฟลูอิดแปลว่า เหลวหรือของเหลว ซง่ึ ลพิ ดิ มสี มบตั ดิ งั กลา่ ว สว่ นโมเซอกิ มที มี่ าจากโปรตนี เพราะพบโปรตนี เรยี งตวั กระจายคลา้ ยลวดลาย แบบโมเสก (mosaic) ลิพดิ ครใู ห้นักเรยี นศกึ ษาข้อมูลเก่ยี วกบั ลพิ ิดและใช้รูป 3.7 ในหนังสือเรียน ซีึง่ แสดงการจดั เรียงตวั ของฟอสโฟลิพิดเปน็ 2 ชั้นของเย่อื หุ้มเซลลแ์ ล้วให้นักเรยี นร่วมกันอภปิ ราย โดยมแี นวค�ำ ถามดังนี้ ลิพิดทีเ่ ปน็ โครงสร้างหลักของเย่อื หุม้ เซลล์คืออะไร และมีการเรยี งตวั อยา่ งไร โมเลกลุ ของฟอสโฟลิพดิ แต่ละสว่ นมสี มบตั อิ ย่างไรบา้ ง จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรอธิบายได้ว่า ลิพิดที่เป็นโครงสร้างหลักของเยื่อหุ้มเซลล์ คอื ฟอสโฟลพิ ิด ซ่งึ เรยี งตัวเป็น 2 ชน้ั ประกอบดว้ ยส่วนหัวท่ีชอบน้�ำ และสว่ นหางท่ไี ม่ชอบน้ำ� โดยหนั ส่วนหัวท่ีชอบน้ำ�หรือส่วนท่ีมีสมบัติไฮโดรฟิลิกออกด้านนอกและด้านในเซลล์ และหันส่วนหางท่ีไม่ ชอบนำ�้ หรือส่วนท่มี ีสมบัตไิ ฮโดรโฟบิกเขา้ หากัน ครอู าจชต้ี �ำ แหนง่ คอเลสเตอรอลในรปู 3.7 ในหนงั สอื เรยี น และขยายความรเู้ พมิ่ ใหก้ บั นกั เรยี น วา่ นอกจากฟอสโฟลพิ ดิ แลว้ ยงั พบคอเลสเตอรอลแทรกอยรู่ ะหวา่ งสว่ นหางของฟอสโฟลพิ ดิ ดว้ ย ท�ำ ให้ ชอ่ งวา่ งระหวา่ งโมเลกลุ ของฟอสโฟลพิ ดิ คงท่ี ซงึ่ เปน็ หนา้ ทขี่ องคอเลสเตอรอลทชี่ ว่ ยรกั ษาสภาพความ เหลวของเยื่อห้มุ เซลลใ์ ห้สมดุล สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

180 บทท่ี 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชีววิทยา เล่ม 1 ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับฟอสโฟลิพิด โดยใช้คำ�ถามตรวจสอบความเข้าใจใน หนงั สือเรยี นซง่ึ มแี นวค�ำ ตอบดงั นี้ เฉลยตรวจสอบความเขา้ ใจ ฟอสโฟลพิ ิดทเี่ ปน็ สว่ นประกอบของเยือ่ หมุ้ เซลล์มีความส�ำ คัญอย่างไรต่อเซลล์ ฟอสโฟลพิ ดิ ทเี่ ปน็ สว่ นประกอบของเยอื่ หมุ้ เซลลม์ คี วามส�ำ คญั ตอ่ เซลล์ คอื ท�ำ ใหเ้ ยอ่ื หมุ้ เซลลส์ ามารถหลดุ ออกและเชอื่ มตอ่ กนั ได้ และท�ำ ใหเ้ ซลลส์ ามารถล�ำ เลยี งสารขนาดใหญ่ เขา้ และออกจากเซลล์ โปรตนี ครอู าจใหน้ กั เรยี นศกึ ษาวดี ทิ ศั นเ์ กยี่ วกบั โปรตนี ทพี่ บในเยอ่ื หมุ้ เซลล์ หรอื ใหน้ กั เรยี นศกึ ษาเกย่ี ว กับโปรตีนพร้อมกับรูป 3.6 ในหนังสือเรียนซึ่งแสดงโครงสร้างเย่ือหุ้มเซลล์แบบฟลูอิดโมเซอิกโมเดล และรปู 3.8 ในหนงั สอื เรยี นซงึ่ แสดงโปรตนี ทเี่ ปน็ องคป์ ระกอบของเยอ่ื หมุ้ เซลลแ์ ลว้ ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภิปราย โดยมแี นวคำ�ถามดังนี้ โปรตีนอยบู่ ริเวณใดของเย่อื ห้มุ เซลล์ โปรตีนชนดิ ใดบา้ งท่อี าจพบไดใ้ นเยอื่ หุ้มเซลล์ และแต่ละชนดิ ท�ำ หน้าทอ่ี ย่างไร จากการอภปิ รายรว่ มกนั นกั เรยี นควรอธบิ ายไดว้ า่ โปรตนี ทเี่ ปน็ โครงสรา้ งหลกั ของเยอื่ หมุ้ เซลล์ อาจแทรกระหว่างฟอสโฟลิพิดทั้ง 2 ช้ันหรืออยู่ท่ีผิวด้านใดด้านหน่ึงของฟอสโฟลิพิดหรือแทรกบาง สว่ นของฟอสโฟลพิ ดิ โดยพบจ�ำ นวนและชนดิ ของโปรตนี ในเยอ่ื หมุ้ เซลลแ์ ตกตา่ งกนั ตามชนดิ ของเซลล์ ซ่งึ โปรตนี ทอ่ี าจพบไดใ้ นเย่ือหุ้มเซลล์ ได้แก่ โปรตนี ล�ำ เลยี ง (transport protein) ท�ำ หน้าท่ีลำ�เลยี งสาร โปรตีนตัวรบั (receptor protein) ท�ำ หนา้ ทต่ี อบสนองตอ่ สารเคมีท่มี ากระตุน้ โปรตนี เอนไซม์ (enzymatic protein) ท�ำ หนา้ ท่เี ร่งปฏกิ ริ ิยาเคมีภายในเซลล์ ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเก่ียวกับโปรตีนที่พบในเย่ือหุ้มเซลล์ โดยใช้คำ�ถามตรวจสอบ ความเข้าใจในหนงั สือเรยี นซึง่ มีแนวคำ�ตอบดังนี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วทิ ยา เลม่ 1 บทท่ี 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ 181 เฉลยตรวจสอบความเข้าใจ โปรตนี ทีเ่ ปน็ องค์ประกอบของเย่อื หมุ้ เซลลม์ ีบทบาทส�ำ คัญอย่างไรบ้าง โปรตนี ทเ่ี ปน็ องคป์ ระกอบของเยอื่ หมุ้ เซลลม์ บี ทบาทส�ำ คญั ในการล�ำ เลยี งสาร ตอบสนอง ตอ่ สารเคมที ม่ี ากระต้นุ และเรง่ ปฏิกริ ยิ าเคมภี ายในเซลล์ ความรเู้ พิ่มเติมสำ�หรับครู โปรตีนล�ำ เลยี ง (transport protein) ที่อาจพบได้ในเยอ่ื หมุ้ เซลล์ คอื - โปรตีนตัวพา (carrier protein) เป็นโปรตีนท่ีจับกับโมเลกุลสารแล้วเปล่ียนรูปร่างเพื่อนำ� สารดังกลา่ วผ่านเยอ่ื หมุ้ เซลล์ - โปรตีนช่อง (channel protein) มีลักษณะเป็นช่องเพ่ือให้โมเลกุลหรือสารที่มีประจุผ่าน เย่อื หุม้ เซลล์ ครใู ชร้ ปู 3.6 ในหนงั สอื เรยี นซงึ่ แสดงโครงสรา้ งเยอ่ื หมุ้ เซลลแ์ บบฟลอู ดิ โมเซอกิ โมเดลในหนงั สอื เรียนแล้วให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเก่ียวกับโครงสร้างอ่ืน ๆ นอกจากโครงสร้างหลักท่ีพบในเยื่อหุ้ม เซลล์ โดยมีแนวค�ำ ถามดังนี้ นอกจากลพิ ดิ และโปรตนี ซงึ่ เปน็ โครงสรา้ งหลกั ของเยอ่ื หมุ้ เซลลแ์ ลว้ ยงั พบสารอน่ื อกี หรอื ไม่ ถา้ พบมอี ะไรบ้าง จากการอภปิ รายรว่ มกนั นกั เรยี นควรอธบิ ายไดว้ า่ นอกจากลพิ ดิ และโปรตนี ทเ่ี ปน็ โครงสรา้ งหลกั ของเยอื่ หมุ้ เซลลแ์ ลว้ ยงั พบคารโ์ บไฮเดรต โดยคารโ์ บไฮเดรตทพี่ บอาจเชอ่ื มตอ่ กบั ลพิ ดิ เรยี ก ไกลโคลพิ ดิ หรอื เช่อื มต่อกบั โปรตีน เรยี ก ไกลโคโปรตีน และยงั พบคอเลสเตอรอล ครูให้นักเรียนศึกษาเกี่ยวกับสมบัติของเย่ือหุ้มเซลล์และร่วมกันอภิปรายเพ่ือให้ได้ข้อสรุปว่า โครงสรา้ งของโมเลกลุ ตา่ ง ๆ ทปี่ ระกอบกนั ขนึ้ เปน็ เยอ่ื หมุ้ เซลลท์ �ำ ใหเ้ ยอื่ หมุ้ เซลลม์ สี มบตั เิ ปน็ เยอื่ เลอื ก ผา่ น (selectively permeable membrane) ซงึ่ มหี นา้ ทใี่ นการควบคมุ การล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจาก เซลล์ ซ่งึ จะไดเ้ รยี นในหวั ข้อการล�ำ เลยี งสารเขา้ และออกจากเซลล์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

182 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เล่ม 1 นอกจากน้ีการมีส่วนประกอบของลิพิดที่มีความเหลวทำ�ให้เยื่อหุ้มเซลล์สามารถหลุดออกและ เชื่อมต่อกันได้ จากสมบัติน้ีทำ�ให้เซลล์สามารถลำ�เลียงสารขนาดใหญ่เข้าและออกจากเซลล์ ซึ่งจะได้ เรียนในหวั ขอ้ การล�ำ เลียงสารเขา้ และออกจากเซลล์เชน่ กนั ผนังเซลล์ ครใู ชร้ ปู 3.5 ในหนงั สอื เรยี นซงึ่ แสดงโครงสรา้ งพนื้ ฐานของเซลลส์ ตั วแ์ ละเซลลพ์ ชื และชใี้ หเ้ หน็ ว่าเซลล์พืชมีผนังเซลล์หุ้มด้านนอกของเย่ือหุ้มเซลล์ซ่ึงในเซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์นี้ และอาจใช้ภาพ ของสาหร่าย แบคทเี รยี และฟังไจ เพอ่ื ประกอบการอธิบายเพิ่มเติมว่านอกจากเซลล์พืชแล้วยังพบได้ ในเซลล์ของสิง่ มีชีวติ ทก่ี ล่าวมาข้างตน้ จากนน้ั ครใู หน้ กั เรยี นศกึ ษาขอ้ มลู เกย่ี วกบั ผนงั เซลลแ์ ละรปู 3.9 ในหนงั สอื เรยี น ซง่ึ เปน็ รปู ผนงั เซลล์ ของพืช แสดงส่วนของพลาสโมเดสมาตาแลว้ ให้นกั เรียนอภปิ รายรว่ มกัน โดยมีแนวค�ำ ถามดงั น้ี ผนงั เซลลม์ ีหนา้ ท่อี ะไร ผนังเซลลพ์ ืชประกอบดว้ ยสารใดเป็นหลกั เมือ่ เซลลม์ อี ายมุ ากข้ึนอาจมีสารใดมาสะสมเพ่มิ พลาสโมเดสมาตา คืออะไร จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรอธิบายได้ว่า ผนังเซลล์มีหน้าที่ทำ�ให้เซลล์คงรูปและเพ่ิม ความแข็งแรงใหก้ บั เซลล์ โดยผนงั เซลลพ์ ชื ประกอบดว้ ยเซลลโู ลส และเพกทนิ เปน็ หลกั และเมอ่ื เซลล์ มีอายุมากข้ึนอาจมี ลิกนิน และซูเบอรินมาสะสมเพิ่ม เซลล์พืชบางชนิดมีคิวทินสะสมที่ผิวของ ผนังเซลล์ด้านสัมผัสอากาศ และสามารถอธิบายเกี่ยวกับพลาสโมเดสมาตาที่พบในเซลล์พืชได้ว่า พลาสโมเดสมาตา คือสายไซโทพลาซึมท่ีเชื่อมต่อระหว่าง 2 เซลล์ท่ีอยู่ติดกันซ่ึงเกิดข้ึนที่บางบริเวณ ของผนังเซลล์ในช่วงเริ่มต้นของการสร้างผนังเซลล์ เมื่อสร้างเสร็จแล้วจะยังคงอยู่เป็นเส้นทางหน่ึงใน การลำ�เลียงสารของพชื 3.2.2 ไซโทพลาซึม ครใู หน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู ไซโทพลาซมึ ในหนงั สอื เรยี น และครอู าจใชว้ ดี ทิ ศั นก์ ารไหลเวยี นของ ไซโทพลาซมึ (cyclosis) ของเซลลส์ าหรา่ ยหางกระรอกหรอื ทบทวนเกย่ี วกบั ภาพวาดเซลลส์ าหรา่ ยหาง กระรอกทเ่ี ขยี นแสดงทศิ ทางการไหลเวยี นจากกจิ กรรม 3.1 ประกอบการอภปิ ราย โดยมแี นวค�ำ ถามดงั น้ี จากวดี ทิ ศั นห์ รอื ภาพสว่ นทเี่ ปน็ ของเหลวไหลเวยี นอยภู่ ายในเซลลส์ าหรา่ ยหางกระรอกคอื สว่ นใดของไซโทพลาซมึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววทิ ยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ 183 นอกจากนย้ี ังเหน็ โครงสรา้ งใดภายในเซลล์สาหรา่ ยหางกระรอกอีกบา้ ง จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรสรุปได้ว่า ไซโทพลาซึมประกอบด้วย 2 ส่วน คือ ออร์แกเนลล์ และไซโทซอล นอกจากนี้ยังเห็นออร์แกเนลล์อื่นในเซลล์สาหร่ายหางกระรอก เช่น คลอโรพลาสต์ และแวคิวโอล ครูใช้รูป 3.5 ในหนังสือเรียนซ่ึงแสดงโครงสร้างพื้นฐานของเซลล์สัตว์และเซลล์พืช และให้ นักเรียนศกึ ษาเพิ่มเติมจากภาพดงั กลา่ ว แลว้ ถามนักเรยี นว่า นกั เรียนเหน็ โครงสรา้ งใดเพิ่มขึ้นจากกจิ กรรมท่ี 3.1 นกั เรยี นอาจตอบวา่ โครงสรา้ งทพ่ี บเพมิ่ คอื เอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั ไรโบโซม กอลจคิ อมเพลก็ ซ์ ไลโซโซม ไมโทคอนเดรยี เพอรอ็ กซโิ ซม เซนทรโิ อล ไซโทสเกเลตอน และเหน็ รายละเอยี ดของโครงสรา้ ง คลอโรพลาสต์ เย่ือหุ้มเซลล์ ผนงั เซลล์ และนิวเคลียสเพม่ิ ขึน้ ออรแ์ กเนลล์ เอนโดพลาสมกิ เรติคูลัม ครอู าจเลอื กใชภ้ าพเซลลส์ ตั วห์ รอื เซลลพ์ ชื จากรปู 3.5 เพอ่ื ชต้ี �ำ แหนง่ ของเอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั ทพ่ี บในเซลลแ์ ละรปู 3.10 ซง่ึ แสดงโครงสรา้ งของเอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั และใหน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู เกย่ี วกบั เอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั ในหนงั สอื เรยี นแลว้ ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ ราย โดยมแี นวค�ำ ถามดงั น้ี เอนโดพลาสมิกเรติคลู มั มีลักษณะโครงสร้างอย่างไร เอนโดพลาสมกิ เรติคลู ัมมกี ชี่ นดิ ไดแ้ กอ่ ะไรบา้ ง ใช้อะไรเป็นเกณฑ์ในการจ�ำ แนก เอนโดพลาสมกิ เรติคลู มั แตล่ ะชนดิ ท�ำ หนา้ ที่อะไร จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรระบุเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมท่ีพบภายในเซลล์ รวมถึง อธิบายได้ว่าเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมเป็นออร์แกเนลล์มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว ลักษณะเป็นถุงแบนเช่ือมกัน กระจายเป็นร่างแหและเรียงซ้อนกัน โดยเช่ือมต่อกับเยื่อหุ้มช้ันนอกของนิวเคลียส ที่ผิวนอกของ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมบางบริเวณมีไรโบโซมติดอยู่ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมมี 2 ชนิด ได้แก่ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวเรียบ โดยใช้การมีไรโบโซม ตดิ อยูท่ ผ่ี ิวเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมในการจำ�แนก แต่ละชนดิ ทำ�หนา้ ทีด่ งั นี้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

184 บทที่ 3 | เซลล์และการทำ�งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เลม่ 1 - เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ เป็นบริเวณท่ีมีการสร้างโปรตีนโดยไรโบโซม ซึ่ง โปรตนี ทสี่ รา้ งจะเขา้ สเู่ อนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั แบบผวิ ขรขุ ระแลว้ ถกู หอ่ หมุ้ เปน็ เวสเิ คลิ แลว้ ส่งต่อโปรตีนไปยังกอลจิคอมเพล็กซ์เพ่ือลำ�เลียงและหล่ังออกนอกเซลล์ หรือไปเป็น สว่ นประกอบของเยือ่ หุม้ เซลล์ - เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวเรียบ เป็นถุงแบนต่อจากเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบ ผวิ เรยี บ ทำ�หนา้ ที่สงั เคราะห์ลิพิดและทำ�หนา้ ท่ีก�ำ จดั สารพษิ ครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเพ่ือตอบคำ�ถามตรวจสอบความเข้าใจในหนังสือเรียน โดยมี แนวค�ำ ตอบดังน้ี เฉลยตรวจสอบความเขา้ ใจ ถา้ ในเซลลไ์ ม่มเี อนโดพลาสมิกเรติคลู ัมจะมผี ลอยา่ งไร ถา้ ในเซลลไ์ มม่ เี อนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั จะมผี ลคอื ถา้ ในเซลลไ์ มม่ ี RER เซลลจ์ ะไมม่ กี าร สังเคราะห์โปรตีนสำ�หรับการส่งออกนอกเซลล์และโปรตีนท่ีเป็นองค์ประกอบของเยื่อ หมุ้ เซลล์ ถา้ ในเซลลไ์ มม่ ี SER เซลลจ์ ะไมส่ ามารถสงั เคราะหล์ พิ ดิ ทเ่ี ปน็ องคป์ ระกอบของ เยอื่ หมุ้ เซลล์ หรอื ฮอร์โมน เปน็ ตน้ และไม่สามารถก�ำ จดั สารพิษ เพราะเหตใุ ดเซลลต์ บั และเซลลก์ ลา้ มเนอื้ โครงรา่ งจงึ พบเอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั แบบผวิ เรยี บมากกวา่ เซลล์ผวิ หนงั เพราะ SER ในเซลล์ตับทำ�หน้าที่ทำ�ลายสารพิษ ในขณะท่ี SER ของเซลล์กล้ามเนื้อ โครงร่างท�ำ หน้าที่เก็บแคลเซยี มไอออน (Ca2+) เพอื่ ใชใ้ นการหดตัวของกล้ามเน้ือ ไรโบโซม ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเก่ียวกับไรโบโซมพร้อมกับศึกษารูป 3.11 ในหนังสือเรียนซึ่งแสดง โครงสรา้ งของไรโบโซม แล้วใหน้ ักเรยี นรว่ มกนั อภปิ ราย โดยมแี นวค�ำ ถามดังนี้ ไรโบโซมมีโครงสรา้ งอย่างไร ไรโบโซมทำ�หน้าทอ่ี ะไร ไรโบโซมที่กระจายอยู่ในไซโทซอลทำ�หน้าท่ีแตกต่างจากไรโบโซมท่ีติดอยู่กับ เอนโดพลาสมกิ เรติคูลัมอยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชีววิทยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการทำ�งานของเซลล์ 185 จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรอธิบายได้ว่า ไรโบโซมเป็นออร์แกเนลล์ขนาดเล็กที่ไม่มี เยอื่ หมุ้ ประกอบดว้ ย 2 หนว่ ยยอ่ ย คอื หนว่ ยยอ่ ยเลก็ และหนว่ ยยอ่ ยใหญ่ แตล่ ะหนว่ ยยอ่ ยประกอบดว้ ย โปรตีน และ RNA ปกติหน่วยย่อยของไรโบโซมท้ังสองอยู่แยกกัน แต่มารวมกันเม่ือมีการสังเคราะห์ โปรตีน โดยไรโบโซมทีอ่ ยู่ในไซโทซอลท�ำ หนา้ ท่ีสรา้ งโปรตนี ส�ำ หรบั ใชภ้ ายในเซลล์ สว่ นไรโบโซมที่อยู่ ติดกับเอนโดพลาสมกิ เรติคลู ัมสรา้ งโปรตนี ท่ีเปน็ ส่วนประกอบของเย่อื หมุ้ เซลลห์ รอื ส่งออกนอกเซลล์ ครแู ละนักเรยี นร่วมกนั อภิปรายเพอ่ื ตอบค�ำ ถามในหนังสอื เรียน โดยมแี นวค�ำ ตอบดงั น้ี ไรโบโซมทต่ี ดิ อยกู่ บั เอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั และทก่ี ระจายอยใู่ นไซโทซอล ท�ำ หนา้ ทเี่ หมอื นหรอื ต่างกนั อย่างไร ไรโบโซมทตี่ ิดอยกู่ ับเอนโดพลาสมกิ เรตคิ ูลมั และท่ีอยใู่ นไซโทซอล ท�ำ หนา้ ที่เหมือนกันคือ สังเคราะห์โปรตนี ทำ�หน้าท่ีต่างกันคือ ไรโบโซมท่ีติดอยู่กับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมสังเคราะห์โปรตีนที่เป็นส่วน ประกอบของเยอื่ หมุ้ เซลลห์ รอื สง่ ออกนอกเซลล์ สว่ นไรโบโซมทอี่ ยใู่ นไซโทซอลสงั เคราะหโ์ ปรตนี สำ�หรบั ใชภ้ ายในเซลล์ กอลจคิ อมเพล็กซ์ ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเก่ียวกับกอลจิคอมเพล็กซ์พร้อมศึกษารูป 3.12 ในหนังสือเรียนซ่ึง แสดงโครงสร้างของกอลจคิ อมเพล็กซแ์ ลว้ ให้นักเรยี นรว่ มกันอภปิ ราย โดยมแี นวคำ�ถามดังน้ี กอลจคิ อมเพลก็ ซม์ โี ครงสร้างอยา่ งไร กอลจิคอมเพลก็ ซท์ �ำ หน้าที่อะไร จากการอภปิ รายรว่ มกนั นกั เรยี นควรอธบิ ายไดว้ า่ กอลจคิ อมเพลก็ ซเ์ ปน็ ออรแ์ กเนลลท์ มี่ เี ยอ่ื หมุ้ 1 ชั้น ลักษณะเป็นถุงแบนซ้อนกันเป็นชั้นคล้ายเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม ตรงริมขอบจะพองออกเป็น เวสิเคิล ซ่ึงกอลจิคอมเพล็กซ์ทำ�หน้าท่ีรวบรวมสารทำ�ให้สารเข้มข้น เติมคาร์โบไฮเดรตให้กับโปรตีน หรือลิพิดท่ีส่งมาจาก ER ได้เป็นไกลโคโปรตีน หรือ ไกลโคลิพิด เพ่ือส่งออกนอกเซลล์หรือเป็นส่วน ประกอบของเย่ือหุ้มเซลล์ ไลโซโซม ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับไลโซโซมพร้อมกับศึกษารูป 3.13 ในหนังสือเรียนซึ่งแสดง การท�ำ งานของไลโซโซมแล้วใหน้ กั เรยี นรว่ มกันอภปิ ราย โดยมแี นวคำ�ถามดังน้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

186 บทที่ 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ ชีววทิ ยา เลม่ 1 ไลโซโซมมโี ครงสร้างอยา่ งไร ไลโซโซมมสี ารใดบรรจอุ ยูภ่ ายใน ไลโซโซมท�ำ หนา้ ทอ่ี ะไร ไลโซโซมมีการท�ำ งานอยา่ งไร จากการอภปิ รายนกั เรยี นควรอธบิ ายไดว้ า่ ไลโซโซมเปน็ เวสเิ คลิ ทส่ี รา้ งมาจากกอลจคิ อมเพลก็ ซ์ มีเยอ่ื หมุ้ 1 ชั้น ลักษณะเป็นถงุ กลม ภายในมีเอนไซมก์ ล่มุ ไฮโดรเลสชนดิ ตา่ ง ๆ ไลโซโซมท�ำ หน้าทีย่ ่อย คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ลิพิด และโมเลกุลต่าง ๆ ที่ได้รับจากนอกเซลล์หรือส่วนประกอบของเซลล์ที่ เซลลไ์ มต่ อ้ งการ โดยไลโซโซมทีส่ ร้างจากกอลจคิ อมเพล็กซ์มีเอนไซม์ทีย่ งั ไมท่ ำ�งาน เม่อื ไลโซโซมรวม กบั แวคิวโอล เวสิเคิลหรือออรแ์ กเนลลท์ ี่หมดอายทุ ำ�ให้เอนไซม์เปลี่ยนเป็นรูปท่ีทำ�งานได้ ครแู ละนักเรียนร่วมกันอภปิ รายเพอ่ื ตอบคำ�ถามในหนังสือเรยี น โดยมแี นวค�ำ ตอบดังน้ี เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ และกอลจิคอมเพล็กซ์ เกี่ยวข้องกับการสร้างไลโซโซม อย่างไร เอนโดพลาสมกิ เรตคิ ลู มั แบบผวิ ขรขุ ระมไี รโบโซมสงั เคราะหโ์ ปรตนี แลว้ สง่ ใหก้ อลจคิ อมเพลก็ ซ์ รวบรวมโปรตนี ทำ�ใหเ้ ขม้ ขน้ ขึ้นแลว้ จึงหลดุ ออกมาเปน็ ไลโซโซม แวคิวโอล ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับแวคิวโอลพร้อมกับศึกษารูป 3.14 ในหนังสือเรียนซ่ึงแสดง แวควิ โอลประเภทตา่ ง ๆ แลว้ ใหน้ กั เรียนร่วมกันอภิปราย โดยมแี นวค�ำ ถามดังน้ี แวคิวโอลมีโครงสร้างอย่างไร แวคิวโอลท�ำ หนา้ ท่อี ะไร จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรอธิบายได้ว่าแวคิวโอลมีลักษณะเป็นถุง มีเย่ือหุ้ม 1 ชั้น มีหลายชนิดซงึ่ มรี ปู รา่ ง และขนาดแตกต่างกนั แต่ละชนิดทำ�หนา้ ทีแ่ ตกต่างกนั เชน่ - คอนแทรก็ ไทล์แวควิ โอล (contractile vacuole) ท�ำ หน้าทร่ี ักษาดลุ ยภาพของนำ�้ - ฟดู แวคิวโอล (food vacuole) ทำ�หน้าทร่ี บั สารทม่ี าจากภายนอกเซลล์ - แซบแวควิ โอล (sap vacuole) ทำ�หนา้ ท่ีเกี่ยวขอ้ งกบั ความเต่งของเซลล์พืช สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

ชวี วิทยา เลม่ 1 บทที่ 3 | เซลล์และการท�ำ งานของเซลล์ 187 ไมโทคอนเดรยี ครใู หน้ กั เรยี นสบื คน้ ขอ้ มลู เกย่ี วกบั ไมโทคอนเดรยี พรอ้ มกบั ศกึ ษารปู 3.15 ในหนงั สอื เรยี นซง่ึ แสดง โครงสรา้ งของไมโทคอนเดรยี แลว้ ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั อภปิ ราย โดยมแี นวค�ำ ถามดงั น้ี ไมโทคอนเดรียมโี ครงสรา้ งอย่างไร เย่อื ชั้นในทพี่ ับทบเขา้ ไปดา้ นในมีประโยชนอ์ ยา่ งไร ของเหลวทบี่ รรจุอยใู่ นเมทริกซป์ ระกอบดว้ ยอะไร ไมโทคอนเดรยี ท�ำ หนา้ ท่ีอะไร จากการอภิปรายร่วมกันนักเรียนควรอธิบายได้ว่าไมโทคอนเดรียมีรูปร่างหลายแบบขึ้นอยู่กับ ชนิดของเซลล์ มีเยื่อหุ้ม 2 ช้ัน เย่ือชั้นนอกมีลักษณะเรียบ ส่วนเยื่อช้ันในจะพับทบแล้วยื่นเข้าไป ด้านในเรียกว่า คริสตี (cristae) เพ่ือเพ่ิมพ้ืนที่ผิว และเป็นบริเวณที่มีโปรตีนท่ีเกี่ยวกับการ ถ่ายทอดอิเล็กตรอนที่ได้จากการสลายสารอาหารและการสร้างสารพลังงานสูงในรูป ATP ภายใน ไมโทคอนเดรียมีของเหลวบรรจุอยู่ เรียกว่า เมทริกซ์ (matrix) ประกอบด้วยเอนไซม์ท่ีเก่ียวกับ กระบวนการหายใจระดบั เซลล์ และมี DNA และไรโบโซม ไมโทคอนเดรียท�ำ หนา้ ที่สร้างสารพลังงาน สงู ในรูป ATP ให้กบั เซลล์ ครแู ละนกั เรียนรว่ มกนั อภปิ รายเพื่อตอบคำ�ถามในหนงั สอื เรยี น โดยมีแนวค�ำ ตอบดังนี้ เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจซึ่งเป็นเซลล์ที่ต้องใช้พลังงานมาก ควรมีออร์แกเนลล์ชนิดใดมาก เพราะ เหตุใด เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจควรมีไมโทคอนเดรียมาก เพราะไมโทคอนเดรียเป็นแหล่งผลิตสาร ATP ซ่ึงมพี ลงั งานสูงใหก้ บั เซลลก์ ลา้ มเน้ือหวั ใจท่ีตอ้ งท�ำ งานอยูต่ ลอดเวลา พลาสทิด ครูให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลเก่ียวกับพลาสทิดพร้อมกับศึกษารูป 3.16 ในหนังสือเรียนซึ่งแสดง โครงสรา้ งของคลอโรพลาสต์แล้วใหน้ กั เรยี นรว่ มกันอภิปราย โดยมีแนวค�ำ ถามดังนี้ พลาสทดิ มโี ครงสร้างอยา่ งไร เมือ่ ใชส้ ีเปน็ เกณฑใ์ นการแบ่งพลาสทดิ จะแบ่งพลาสทดิ ได้กี่ประเภท อะไรบา้ ง พลาสทดิ แตล่ ะชนดิ ท�ำ หน้าทอ่ี ยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

188 บทที่ 3 | เซลลแ์ ละการท�ำ งานของเซลล์ ชวี วทิ ยา เล่ม 1 จากการอภปิ รายรว่ มกนั นกั เรยี นควรอธบิ ายลกั ษณะโครงสรา้ งของพลาสทดิ โดยรวมไดว้ า่ พลาสทดิ เป็นออร์แกเนลล์ท่มี ีเยอ่ื หุม้ 2 ชั้น มี DNA และไรโบโซม โดยพลาสทิดมีรปู รา่ ง และขนาดแตกตา่ งไป ตามชนิดของพลาสทิดแต่ละชนิด เม่ือใช้สีเป็นเกณฑ์ในการแบ่งพลาสทิดจะแบ่งพลาสทิดได้เป็น 3 ประเภท ไดแ้ ก่ - คลอโรพลาสต์ เปน็ พลาสทดิ ท่ีมีสเี ขียว ท�ำ หนา้ ท่เี กีย่ วกับการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสง - โครโมพลาสต์ (รปู 3.17) เปน็ พลาสทิดท่มี ีสีอน่ื ทำ�หนา้ ทส่ี ะสมสารสตี ่าง ๆ ยกเวน้ สีเขียว - ลิวโคพลาสต์ (รูป 3.18 ก.) เปน็ พลาสทิดทีไ่ ม่มีสี ท�ำ หน้าทส่ี ะสมแป้งหรือน�ำ้ มนั โดยให้ครูเน้นว่าพลาสทิดที่นักเรียนควรให้ความสำ�คัญ คือ คลอโรพลาสต์ เน่ืองจากเป็น พลาสทดิ หลกั ทมี่ บี ทบาทส�ำ คญั ตอ่ กระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงของพชื ซงึ่ นกั เรยี นจะไดศ้ กึ ษาเกย่ี ว กบั กระบวนการสงั เคราะหด์ ว้ ยแสงตอ่ ไป แลว้ ใชค้ �ำ ถามตอ่ ไปนอ้ี ภปิ รายเพมิ่ เตมิ เกย่ี วกบั คลอโรพลาสต์ คลอโรพลาสตม์ ีโครงสร้างอย่างไร คลอโรพลาสตม์ สี เี ขยี ว เพราะเหตุใด เอนไซม์ที่ท�ำ หน้าทีเ่ กี่ยวกบั การสังเคราะหด์ ว้ ยแสงอยทู่ ่ีโครงสร้างใดของคลอโรพลาสต์ คลอโรพลาสตท์ �ำ หน้าทอี่ ะไร จากการอภปิ รายนกั เรยี นควรอธบิ ายไดว้ า่ คลอโรพลาสตเ์ ปน็ พลาสทดิ ทมี่ สี เี ขยี วเนอื่ งจากมสี าร สีชนิดคลอโรฟิลล์เป็นองค์ประกอบส่วนใหญ่จึงทำ�ให้มีสีเขียว คลอโรพลาสต์มีรูปร่างรีหรือรูปไข่ ภายในมีเย่ือทเี่ ป็นถงุ แบน เรยี กว่า ไทลาคอยด์ เรียงซอ้ นกนั เป็นแนวต้งั เรยี กวา่ กรานมุ มเี ย่ือเช่อื มต่อ กนั ระหวา่ งกรานุม เรียกวา่ สโตรมาลาเมลลา ส่วนที่เปน็ ของเหลวของคลอโรพลาสต์ เรยี กวา่ สโตรมา คลอโรพลาสต์ท�ำ หนา้ ทสี่ ังเคราะห์ด้วยแสง ครอู าจอธบิ ายเพม่ิ เตมิ วา่ ไมโทคอนเดรยี และคลอโรพลาสตม์ คี วามสมั พนั ธก์ นั คอื ไมโทคอนเดรยี เป็นออร์แกเนลล์ท่ีทำ�หน้าท่ีเกี่ยวกับการหายใจระดับเซลล์ซ่ึงผลผลิตจากกระบวนการนี้คือ แก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนคลอโรพลาสต์จะใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารต้ังต้นในกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสงแล้วได้ผลผลิตคือ นำ้�ตาลและแก๊สออกซิเจน เพ่ือให้สิ่งมีชีวิตที่มีการหายใจระดับ เซลล์ในภาวะทม่ี ีออกซิเจน ครูและนกั เรยี นร่วมกันอภิปรายเพ่ือตอบคำ�ถามในหนงั สือเรียน โดยมแี นวคำ�ตอบดงั น้ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี