บทที่ 1 ธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต

บทที่ 1 ธรรมชาตขิ องสงิ่ มชี วี ติ

ธรรมชาตขิ องสงิ่ มชี วี ติ 1. สงิ่ มชี วี ติ คอื อะไร 2. ชวี วทิ ยาคอื อะไร 3. ชวี วทิ ยากบั การดารงชวี ติ 4. ชวี จรยิ ธรรม

สงิ่ มชี วี ติ คอื อะไร 1) สงิ่ มชี วี ติ มกี ารสบื พนั ธุ ์ 2) สงิ่ มชี วี ติ ตอ้ งการสารอาหารและพลงั งาน 3) สงิ่ มชี วี ติ มกี ารเจรญิ เตบิ โต มอี ายุขยั และขนาด จากดั 4) สงิ่ มชี วี ติ มกี ารตอบสนองตอ่ สงิ่ แวดลอ้ ม 5) สงิ่ มชี วี ติ มลี กั ษณะจาเพาะ 6) สงิ่ มชี วี ติ มกี ารรกั ษาดุลยภาพของรา่ งกาย 7) สงิ่ มชี วี ติ มกี ารจดั ระบบภายในเซลลแ์ ละรา่ งกาย

สงิ่ มชี วี ติ มกี ารสบื พนั ธุ ์ (Reproduction)

ใชก่ ารสบื พนั ธหุ ์ รอื ไม่ ?

Asexual Reproduction

การสบื พนั ธแุ ์ บบไมอ่ าศยั เพศ 2 1. Binary fission แบ่งจาก 1 พบใน Protis และสตั วเ์ ซลลเ์ ดยี ว  1.1 แบง่ แบบไมม่ ที ศิ ทางทแี่ น่นอน (Nondirectional binary fission) เชน่ อะมบี า  1.2 การแบง่ ตามขวางของลาตวั (Transverse binary fission) เชน่ พารามเี ซยี ม  1.3 การแบง่ เซลลต์ ามยาวของลาตวั (Longitudinal binary fission) เชน่ ยูกลนี า

2. การสรา้ งสปอร ์ (Sporulation)  Protozoa พวก Sporozoa คอื พวกพลาสโมเดยี ม หรอื พวกเชอื้ ไขจ้ บั สน่ั (Malaria)  พวกเห็ดรา สรา้ งสปอรใ์ นสปอแรงเจยี ม (Sporamgium) 3. การแตกหน่อ (Budding)  ไฮดราหรอื ยสี ต ์ - บรเิ วณทจี่ ะแตกหน่อมกี ารแบ่งเซลลแ์ บบ Mitosis - ไฮดราตวั เลก็ ๆ จะหลุดจากแม่หรอื ตดิ อยู่กบั แม่กไ็ ด้  ฟองน้า มกี ารสรา้ งเจมมูล (Gemmule)  พชื ไบรโอไฟตพ์ วกลเิ วอรเ์ วริ ต์ สรา้ งเจมมา(Gemma)

4. การงอกใหม่ (Regeneration)  เป็ นการสบื พนั ธุ ์ หรอื ไมก่ ไ็ ด้  ไฮดรา ดอกไมท้ ะเล พลานาเรยี ดาวทะเล เป็ นการสบื พนั ธุ ์  การงอกของหางจงิ้ จก ไมเ่ ป็ นการสบื พนั ธุ ์ 5. การหกั สาย (Fragmentation)  พบในสาหรา่ ยทเี่ ป็ นสายยาว 6. การสบื พนั ธุข์ องไวรสั (Reproduction of virus)  อาศยั สงิ่ มชี วี ติ อนื่ ชว่ ยในการเพมิ่ จานวน  ศกึ ษาจากไวรสั ทที่ าลาย Bact.(Bacteriophage)

Sexual Reproduction

การสบื พนั ธแุ ์ บบอาศยั เพศ (Sexual Reproduction )  เซลลส์ บื พนั ธุเ์ พศผู ้ + เซลลส์ บื พนั ธุเ์ พศเมยี (Fertilization) ได้ Zygote  2 เพศในตวั เดยี วกนั เรยี กวา่ กระเทย (Hermaphrodite) เชน่ ไฮดรา พยาธติ วั แบน พลานาเรยี ไสเ้ ดอื นดนิ  แยกเพศ เชน่ พยาธติ วั กลม อารโ์ ทรพอด สตั วท์ มี่ ี กระดูกสนั หลงั  ในพชื ชนั้ สูงมกั มี 2 เพศในตวั เดยี วกนั

Reproduction - ผลติ ลูกหลานเพอื่ การดารง เผ่าพนั ธุ ์ - ไวรสั จดั เป็ นสงิ่ มชี วี ติ เพราะ สามารถ สบื พนั ธเุ ์ พมิ่ ปรมิ าณได้

สงิ่ มชี วี ติ ตอ้ งการสารอาหารและ พลงั งาน เมแทบอลซิ มึ (Metabolism) เป็ นกระบวนการชวี เคมขี องสาร ตา่ งๆ ภายใน สงิ่ มชี วี ติ มเี อนไซมเ์ ป็ นตวั เรง่ เพอื่ สงั เคราะห ์ สารใหมท่ ดแทนสารทสี่ ูญเสยี ไป และผลติ พลงั งานมาใชใ้ น กจิ กรรมของสงิ่ มชี วี ติ ประกอบดว้ ย  แคแทบอลซิ มึ (catabolism) การสลายสารเพอื่ ใหไ้ ดพ้ ลงั งาน และความรอ้ นถูกปลดปลอ่ ยออกมา เชน่ การหายใจ  แอแนบอลซิ มึ (anabolism) การสงั เคราะหส์ ารเพอื่ การ เจรญิ เตบิ โต อาศยั พลงั งานจาก Catabolism เปลยี่ นสาร โมเลกุลเลก็ เป็ นสารโมเลกุลใหญ่ มกี ารเกบ็ พลงั งานไวใ้ นสาร โมเลกุลใหญ่ เชน่ การสงั เคราะหแ์ สง การสงั เคราะหโ์ ปรตนี กรดอะมโิ น ทาใหม้ กี ารเพมิ่ ปรมิ าตรของโพรโทพลาสซมึ ทา ใหเ้ กดิ การเจรญิ เตบิ โต

สงิ่ มชี วี ติ มกี ารเจรญิ เตบิ โต มอี ายขุ ยั และขนาด จากดั - เป็ นผลจากกระบวนการแอแนบอลซิ มึ เพมิ่ จานวนโพรโทพลาสซมึ และเซลล ์ - การเจรญิ เตบิ โตจากไซโกตเป็ นตวั เตม็ วยั เซลลม์ กี ารเปลยี่ นแปลง คอื  การเพมิ่ จานวน (cell division)  การเพมิ่ ขนาดของเซลล ์ และขนาดของ รา่ งกาย (growth)  การเปลยี่ นแปลงเพอื่ ทาหน้าทเี่ ฉพาะอยา่ ง (cell differentiation)  การเกดิ รูปรา่ งทแี่ น่นอน (morphogenesis)

Metamorphosis

life cycle of a frog

สงิ่ มชี วี ติ มกี ารตอบสนองตอ่ สงิ่ แวดลอ้ ม -มกี ารตอบสนองต่อส่ิงเร้า ท้งั ทางบวก และทางลบ ทศิ ทางการเจริญของรากและยอดของหัวหอม

สงิ่ มชี วี ติ มลี กั ษณะจาเพาะ

 สงั เกตจากลกั ษณะภายนอก เชน่ รูปรา่ ง ขนาด ความสูง สผี วิ ลกั ษณะเสน้ ขน จานวนขา ลกั ษณะพนื้ ผวิ ทเี่ รยี บ หรอื ขรุขระ เป็ น ตน้  ลกั ษณะบางอยา่ งตอ้ งตรวจสอบดว้ ยการทดลอง เชน่ การชมิ รส การดมกลนิ่ เป็ นตน้ สงิ่ มชี วี ติ แตล่ ะชนิดจะมลี กั ษณะเฉพาะเป็ น เอกลกั ษณต์ ามชนิดของตนแตกตา่ งจากสงิ่ มชี วี ติ อนื่

สงิ่ มชี วี ติ มกี ารรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกาย

 การรกั ษาดลุ ยภาพของรา่ งกายของคน เมอื่ ดมื่ น้าเขา้ ไปมากๆ รา่ งกายกจ็ ะขบั น้า ออกจากรา่ งกายในรูปของปัสสาวะ ทาให้ ตอ้ งปัสสาวะบอ่ ยครง้ั ขนึ้  การทรี่ า่ งกายมอี ณุ หภูมคิ งทปี่ ระมาณ 37 องศาเซลเซยี ส เป็ นการรกั ษาสมดลุ ของ อณุ หภูมขิ องรา่ งกาย

สงิ่ มชี วี ติ มกี ารจดั ระบบภายในเซลล ์ และรา่ งกาย  การจดั ระบบในระดบั เซลล ์  การจดั ระบบในระดบั รา่ งกาย  การจดั ระบบในระดบั ประชากร  การจดั ระบบในระดบั กลุ่มสงิ่ มชี วี ติ

การดารงชวี ติ ของ สงิ่ มชี วี ติ  การไดม้ าซงึ่ อาหาร (nutrition)  การหายใจระดบั เซลล ์ (cellular respiration)  การสงั เคราะห ์ (synthesis)  การสบื พนั ธุ ์ (reproduction)  การปรบั ตวั และววิ ฒั นาการ (adaptation and evolution)

การไดม้ าซงึ่ อาหาร (Nutrition) ไดแ้ ก่ สารประกอบตา่ งๆ ทง้ั อนินทรยี ์ และ สารอนิ ทรยี ์ เพอื่ เป็ นวตั ถดุ บิ (Raw material) ใชใ้ นการสรา้ งพลงั งาน การ เจรญิ เตบิ โต เพอื่ การดารงชวี ติ

การหายใจระดบั เซลล ์ (Cellular Respiration) - เป็ นการสลายสารอนิ ทรยี โ์ มเลกุลใหญ่เพอื่ ใหไ้ ด้ พลงั งาน ซงึ่ จะนามาใชใ้ นกจิ กรรมตา่ งๆ - พลงั งานอกี สว่ นเกบ็ ไวเ้ พอื่ เป็ นพลงั งานสารอง เกบ็ ไว้ ในรูปของพลงั งานเคมี เรยี กวา่ สารประกอบ พลงั งาน Adenosine triphosphate หรอื ATP

การสงั เคราะห ์ (Synthesis) - เป็ นการสรา้ งสารตา่ งๆ โดยใชว้ ตั ถดุ บิ จากอาหาร - ใชพ้ ลงั งานจากการหายใจระดบั เซลลม์ าสรา้ ง โมเลกลุ ใหญ่ - การสงั เคราะหแ์ สง จะเกดิ กบั พชื และสาหรา่ ย โดยพชื เปลยี่ นพลงั งานแสง เป็ นพลงั งานเคมใี น รูปของสารประกอบคารโ์ บไฮเดรต และ ATP ได้

การสบื พนั ธุ ์ (Reproduction) - เป็ นการเพมิ่ ลูกหลาน เป็ นผลทาให้ เกดิ การดารงเผ่าพนั ธขุ ์ องสงิ่ มชี วี ติ

การปรบั ตวั และววิ ฒั นาการ (Adaptation and evolution) เป็ นการปรบั ตวั ในดา้ นตา่ งๆ เพอื่ ใหเ้ หมาะสม กบั สภาพแวดลอ้ ม เมอื่ ดาเนินไปเป็ นระยะยาว นานมากๆ จะทาใหเ้ กดิ ววิ ฒั นาการของ สงิ่ มชี วี ติ

ชวี วทิ ยา คอื อะไร ?

ชวี วทิ ยา (Biology) มาจากคาภาษากรกี  ชวี (bios แปลวา่ ชวี ติ สงิ่ มชี วี ติ )  วทิ ยา (logos แปลวา่ วชิ า ศกึ ษา ความคดิ การมเี หตผุ ล) คอื วชิ าทศี่ กึ ษาเกยี่ วกบั สงิ่ มชี วี ติ

องคป์ ระกอบของชวี วทิ ยา  สว่ นทเี่ ป็ นความรู ้  สว่ นทเี่ ป็ นกระบวนการคน้ หาความรู ้

สาขาของชวี วทิ ยา 1.ศกึ ษาสงิ่ มชี วี ติ แตล่ ะกลุ่มของสงิ่ มชี วี ติ 1.1) สตั ววทิ ยา (Zoology) เป็ นการศกึ ษาเรอื่ งราวตา่ งๆ ของ สตั ว ์ แบง่ ออกเป็ นสาขายอ่ ยๆ เชน่ - สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลงั (invertebrate) - สัตว์มีกระดูกสันหลงั (Vertebrate) - นมีนวทิ ยา (Icthyology) ศึกษาเกยี่ วกบั ปลาชนิดต่างๆ - สังขวทิ ยา (Malacology) ศึกษาเกยี่ วกบั หอยชนิดต่างๆ - ปักษินวทิ ยา (Ornithology) ศึกษาเรื่องราวเกยี่ วกบั นก - วทิ ยาสัตว์เลยี้ งลูกด้วยนม (Mammalogy) - กฎี วทิ ยา (Entomology) ศึกษาเกย่ี วกบั แมลง - วทิ ยาเห็บไร (Acarology) ศึกษาเกย่ี วกบั เห็บและไร

1.2) พฤกษศาสตร ์ (Botany) ศกึ ษาเรอื่ งราวตา่ งๆ ของพชื เชน่ - พืชช้ันตา่ (Lower plant) ศึกษาพวกสาหร่าย มอส - พืชมีท่อลาเลยี ง (Vascular plants) ศึกษาพวกเฟิ ร์น สน ปรง จนถงึ พืชมดี อก - พืชมดี อก (Angiosperm) ศึกษาพืชใบเลยี้ งคู่และพืชใบเลยี้ งเดย่ี ว 1.3) จุลชวี วทิ ยา (Microbiology) ศกึ ษาเรอื่ งราวตา่ งๆ ของ จลุ นิ ทรยี ์ เชน่ - วทิ ยาแบคทีเรีย (Bacteriology) ศึกษาเกย่ี วกบั แบคทเี รีย - วทิ ยาไวรัส (Virology) ศึกษาเกย่ี วกบั ไวรัส - วทิ ยาสัตว์เซลล์เดยี ว (Protozoology)

2.ศกึ ษาจากโครงสรา้ งหนา้ ทแี่ ละการทางานของสงิ่ มชี วี ติ - กายวภิ าคศาสตร์ (Anatomy) ศึกษาโครงสร้างต่างๆ โดยการตัดผ่า - สัณฐานวทิ ยา (Morphology) ศึกษาเกย่ี วกบั โครงสร้างและรูปร่างของส่ิงมชี ีวติ - สรีรวทิ ยา (Physiology) ศึกษาหน้าทก่ี ารทางานของระบบต่างๆ ในร่างกายของสิ่งมชี ีวติ - พนั ธุศาสตร์ (Genetics) ศึกษาลกั ษณะต่างๆ ทางกรรมพนั ธ์ุและการถ่ายทอดลกั ษณะต่างๆจากบรรพบุรุษสู่ ลูกหลาน

- นิเวศวทิ ยา (Ecology) ศึกษาความสัมพนั ธ์ของส่ิงมชี ีวติ กบั สิ่งแวดล้อม - มญิ ชวทิ ยาหรือเนื้อเยื่อวทิ ยา (Histology) ศึกษาลกั ษณะของเนื้อเยื่อท้งั ทางด้านโครงสร้างและหน้าทกี่ ารทางาน - วทิ ยาเอม็ บริโอ (Embryology) ศึกษาการเจริญเตบิ โตของตวั อ่อน - ปรสิตวทิ ยา (Parasitology) ศึกษาเกยี่ วกบั การเป็ นปรสิตของสิ่งมชี ีวติ - วทิ ยาเซลล์ (Cytology) ศึกษาโครงสร้างหน้าทข่ี องเซลล์สิ่งมชี ีวติ

3.ศกึ ษาเรอื่ งราวของสงิ่ มชี วี ติ - อนุกรมวธิ าน (Taxonomy) ศึกษาเกยี่ วกบั การแบ่งหมวดหมู่ การต้งั ช่ือ สิ่งมชี ีวติ ชนิดต่างๆ - ววิ ฒั นาการ (Evolution) ศึกษาเกย่ี วกบั เรื่องราวของส่ิงมชี ีวติ ต้งั แต่อดีตจนถึงปัจจุบนั - บรรพชีวนิ วทิ ยา (Paleontology) ศึกษาเกย่ี วกบั ซากโบราณของสิ่งมชี ีวิต

ชวี วทิ ยา กบั การดารงชวี ติ

-Cloning คอื การสรา้ งสงิ่ มชี วี ติ ใหม่ทมี่ ลี กั ษณะทาง พนั ธุกรรมเหมอื นเดมิ ทุกประการ - GMOs (genetically modified organisms) คอื สงิ่ มชี วี ติ ทมี่ กี ารตดั และตอ่ ยนี ดว้ ยเทคนิคพนั ธุ วศิ วกรรม (genetic engineering) ทาใหม้ ลี กั ษณะพนั ธุกรรมตาม ตอ้ งการ - การผสมเทยี มในหลอดแกว้ แลว้ ถา่ ยฝากตวั ออ่ น (In Vitro Fertilization Embryo Transfer หรอื IVF& ET ) -การทาอกิ๊ ซี่ ( Intra Cytoplasmic Sperm Injection หรอื ICSI) คดั เชอื้ อสุจทิ สี่ มบูรณเ์ พยี งตวั เดยี ว ฉีดเขา้ ไปในไข่ โดยตรง ใชใ้ นกรณีทเี่ ดก็ หลอดแกว้ ธรรมดาไม่ประสบ ความสาเรจ็

- การทากฟิ ท ์ ( Gamete IntraFollopain Transfer หรอื GIF) นาเซลลส์ บื พนั ธุไ์ ข่และอสุจมิ าผสมกนั แลว้ ใส่กลบั เขา้ สู่ทอ่ นา ไข่ทนั ทอี าศยั ใหอ้ สุจแิ ละไข่ปฏสิ นธกิ นั เองตามธรรมชาติ - การทาซฟิ ท ์ ( Zygote IntraFollopain Transfer หรอื ZIFT) เซลลส์ บื พนั ธุไ์ ขแ่ ละอสุจมิ าผสมกนั ใหเ้ กดิ การปฏสิ นธนิ อก รา่ งกายกอ่ น แลว้ จงึ นาตวั ออ่ นในระยะ Zygote ใสก่ ลบั เขา้ ไปใน ท่อนาไข่ - การพฒั นาเทคนิคทางดา้ น DNA ตรวจหาความสมั พนั ธท์ าง สายเลอื ด - การผลติ สาหรา่ ยสไปรไู ลนาซงึ่ ใหโ้ ปรตนี สูง - การศกึ ษาทางดา้ นพชื สมุนไพรนามาผลติ เป็ นยารกั ษาโรค ่

ชวี จรยิ ธรรม

ชวี จรยิ ธรรม (Bioethics) การปฏบิ ตั ติ อ่ สงิ่ มชี วี ติ อยา่ งมี คุณธรรม ไม่ทารา้ ยหรอื ทา อนั ตรายตอ่ สงิ่ มชี วี ติ

จรรยาบรรณในการใชส้ ตั วท์ ดลอง สานกั งานคณะกรรมการการวจิ ยั แห่งชาติ กาหนดจรรยาบรรณการ ใชส้ ตั วเ์ พอื่ งานวจิ ยั งานสอน งานทดสอบ และงานผลติ ชวี วตั ถไุ ว้ ดงั นี้  1. ผูใ้ ชส้ ตั วต์ อ้ งตระหนกั ถงึ คณุ คา่ ของชวี ติ สตั ว ์  2. ผูใ้ ชส้ ตั วต์ อ้ งตระหนกั ถงึ ความแมน่ ยาของผลงานโดยใชส้ ตั ว ์ จานวนนอ้ ยทสี่ ุด  3. การใชส้ ตั วป์ ่ าตอ้ งไม่ขดั ตอ่ กฎหมายและนโยบายการอนุรกั ษป์ ่ า  4. ผูใ้ ชส้ ตั วต์ อ้ งตระหนกั วา่ สตั วเ์ ป็ นสงิ่ มชี วี ติ เชน่ เดยี วกบั มนุษย ์  5. ผูใ้ ชส้ ตั วต์ อ้ งบนั ทกึ การปฏบิ ตั ติ อ่ สตั วไ์ วเ้ ป็ นหลกั ฐานอย่าง