ใบความรู้ เรื่องพันธุกรรมและความหลากหลายทางชีวภาพ รายวิชาวิทยาศาสตร์ (พว 31001) ระดับ มัธยมศึกษาตอนปลาย การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ลักษณะทางพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะตัว ทำให้สิ่งมีชีวิตแตกต่างกัน เช่น ลักษณะสีผิว ลักษณะเส้นผม ลักษณะสีตา สีและกลิ่นของดอกไม้ รสชาติของผลไม้ เสียงของนกชนิดต่าง ๆ ลักษณะเหล่านี้จะถูกส่งผ่านจากพ่อ แม่ ไปยังลูกได้ หรือส่งผ่านจากคนรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อไป ลักษณะที่ถูกถ่ายทอดนี้เรียกว่า ลักษณะทางพันธุกรรม ( genetic character ) การที่จะพิจารณาว่าลักษณะใดลักษณะหนึ่งเป็นลักษณะทางพันธุกรรมนั้นต้องพิจารณาหลาย ๆ รุ่น เพราะลักษณะบางอย่างไม่ปรากฏในรุ่นลูกแต่ปรากฏในรุ่นหลาน ลักษณะต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นลักษณะทางพันธุกรรม สามารถถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อ ๆ ไปโดยผ่านทางเซลล์สืบพันธุ์ เป็นหน่วยกลางในการถ่ายทอดเมื่อเกิดการปฏิสนธิระหว่างเซลล์ไข่ของแม่และเซลล์อสุจิของพ่อ สิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง มีลักษณะเฉพาะตัวที่แตกต่างจากลักษณะของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ เราจึงอาศัยคุณสมบัติเฉพาะตัวที่ไม่เหมือนกันในการระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต แม้ว่าสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันยังมีลักษณะที่แตกต่างกัน เช่น คนจะมีรูปร่าง หน้าตา กิริยาท่าทาง เสียงพูด ไม่เหมือนกัน เราจึงบอกได้ว่าเป็นใคร แม้ว่าจะเป็นฝาแฝดร่วมไข่คล้ายกันมาก เมื่อพิจารณาจริงแล้วจะไม่เหมือนกัน ลักษณะของสิ่งมีชีวิต เช่น รูปร่าง สีผิว สีและกลิ่นของดอกไม้ รสชาติของผลไม้ ลักษณะเหล่านี้สามารถมองเห็นและสังเกตได้ง่าย แต่ลักษณะของสิ่งมีชีวิตบางอย่างสังเกตได้ยาก ต้องใช้วิธีซับซ้อนในการสังเกต เช่น หมู่เลือด สติปัญญา เป็นต้น ความแปรผันของลักษณะทางพันธุกรรม ความแปรผันของลักษณะทางพันธุกรรม(genetic variation) หมายถึง ลักษณะที่แตกต่างกัน เนื่องจากพันธุกรรมที่ไม่เหมือนกัน และสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกได้ โดยลูกจะได้รับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมมาจากพ่อครึ่งหนึ่งและได้รับจากแม่อีกครึ่งหนึ่ง เช่น ลักษณะเส้นผม สีของตา หมู่เลือด ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ 1. ลักษณะที่มีความแปรผันแบบต่อเนื่อง ( continuous variation) เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ไม่สามารถ แยกความแตกต่างได้ชัดเจน ลักษณะพันธุกรรมเช่นนี้ มักเกี่ยวข้องกันทางด้านปริมาณ เช่น ความสูง น้ำหนัก โครงร่าง สีผิว ลักษณะทีมีความแปรผันต่อเนื่องเป็นลักษณะที่ได้รับอิทธิพลจากพันธุกรรม และสิ่งแวดล้อมร่วมกัน 2. ลักษณะที่มีความแปรผันแบบไม่ต่อเนื่อง (discontinuous variation) เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจน ไม่แปรผันตามอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม ลักษณะทางพันธุกรรมเช่นนี้เป็นลักษณะที่เรียกว่า ลักษณะทางคุณภาพ ซึ่งเกิดจากอิทธิพลทางพันธุกรรมเพียงอย่างเดียว เช่น ลักษณะหมู่เลือด ลักษณะเส้นผม ความถนัดของมือ จำนวนชั้นตา เป็นต้น การศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุศาสตร์ เกรเกอร์ เมนเดล (Gregor Mendel) เป็นบาทหลวงชาวออสเตรีย ด้วยความเป็นคนรักธรรมชาติ รู้จักวิธีการปรับปรุงพันธุ์พืช และสนใจด้านพันธุกรรม เมนเดลได้ผสมถั่วลันเตา เพื่อศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมลักษณะภายนอกของถั่วเตาที่เมนเดลศึกษามีหลายลักษณะ แต่เมนเดลได้เลือกศึกษาเพียง 7 ลักษณะ โดยแต่ละลักษณะนั้นมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจน เช่น ต้นสูงกับต้นเตี้ย ลักษณะเมล็ดกลมกับเมล็ดขรุขระถั่วที่เมนเดลนำมาใช้เป็นพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์นั้นเป็นพันธุ์แท้ทั้งคู่ โดยการนำต้นถั่วลันเตาแต่ละสายพันธุ์มาปลูกและผสมภายในดอกเดียวกัน เมื่อต้นถั่วลันเตาออกฝัก นำเมล็ดแก่ไปปลูก จากนั้นรอจนกระทั่งต้นถั่วลันเตาเจริญเติบโต จึงคัดเลือกต้นที่มีลักษณะเหมือนพ่อแม่ นำมาผสมพันธุ์ต่อไปด้วย วิธีการเช่นเดียวกับครั้งแรกทำเช่นนี้ต่อไปอีกหลาย ๆ รุ่น จนได้เป็นต้นถั่วลันเตาพันธุ์แท้มีลักษณะเหมือนพ่อแม่ทุกประการ จากการผสมพันธุ์ระหว่างต้นถั่วลันเตาที่มีลักษณะแตกต่างกัน 7 ลักษณะ เมนเดลได้ผลการทดลองดังตาราง ตารางแสดงผลการทดลองของเมนเดล
X หมายถึง ผสมพันธุ์ เมนเดลเรียกลักษณะต่าง ๆ ที่ปรากฏในลูกรุ่นที่ 1 เช่น เมล็ดกลม ลำต้นสูง เรียกว่า ลักษณะเด่น ( dominance ) ส่วนลักษณะที่ไม่ปรากฏในรุ่นลูกที่ 1 แต่กลับปรากฏในรุ่นที่ 2 เช่น เมล็ดขรุขระ ลักษณะต้นเตี้ย เรียกว่า ลักษณะด้อย ( recessive ) ซึ่งลักษณะแต่ละลักษณะในลูกรุ่นที่ 2 ให้อัตราส่วน ลักษณะเด่น : ลักษณะด้อย ประมาณ 3 : 1 จากสัญลักษณ์ตัวอักษรภาษาอังกฤษ ( TT แทนต้นสูง, tt แทนต้นเตี้ย )แทนยีนที่กำหนด เขียนแผนภาพแสดงยีนที่ควบคุมลักษณะ และผลของการถ่ายทอดลักษณะในการผสมพันธุ์ระหว่างถั่วลันเตาต้นสูงกับถั่วลันเตาต้นเตี้ย และการผสมพันธุ์ระหว่างลูกรุ่นที่ 1 ในลูกรุ่นที่ 1 เมื่อยีน T ที่ควบคุมลักษณะต้นสูงซึ่งเป็นลักษณะเด่น เข้าคู่กับยีน t ที่ควบคุมลักษณะต้นเตี้ยซึ่งเป็นลักษณะด้อย ลักษณะที่ ผลของการผสมพันธุ์ระหว่างลูกรุ่นที่ 1 ต่อมานักชีววิทยารุ่นหลังได้ทำการทดลองผสมพันธุ์ถั่วลันเตาและพืชชนิดอื่นอีกหลายชนิด แล้วนำมาวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติคล้ายกับที่เมนเดลศึกษา ทำให้มีการรื้อฟื้นผลงานของเมนเดล จนในที่สุดนักชีววิทยาจึงได้ให้การยกย่องเมนเดลว่าเป็นบิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์ หน่วยพันธุกรรม โครโมโซมของสิ่งมีชีวิต หน่วยพื้นฐานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต คือ เซลล์มีส่วนประกอบที่สำคัญ 3 ส่วน ได้แก่ นิวเคลียส ไซโทพลาสซึมและเยื่อหุ้มเซลล์ภายในนิวเคลียสมีโครงสร้างที่สามารถติดสีได้ เรียกว่า โครโมโซม และพบว่าโครโมโซมมีความเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม โดยทั่วไปสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดหรือสปีชีส์ ( species ) จะมีจำนวนโครโมโซมคงที่ดังแสดงในตาราง ตารางจำนวนโครโมโซมของเซลล์ร่างกายและเซลล์สืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
โครโมโซมในเซลล์ร่างกายของคน 46 แท่ง นำมาจัดคู่ได้ 23 คู่ ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ 1. ออโตโซม ( Autosome ) คือ โครโมโซม 22 คู่ ( คู่ที่ 1 – 22 ) ที่เหมือนกันทั้งเพศหญิงและเพศชาย 2. โครโมโซมเพศ ( Sex Chromosome ) คือ โครโมโซมอีก 1 คู่ ( คู่ที่ 23 ) ในเพศหญิงและเพศชายจะต่างกัน เพศหญิงมีโครโมโซมเพศแบบ XX ส่วนเพศชายมีโครโมโซมเพศแบบ XY โดยโครโมโซม Y จะมีขนาดเล็กกว่าโครโมโซม X ยีน และ DNA ยีน เป็นส่วนหนึ่งของโครโมโซม โครโมโซมหนึ่ง ๆ มียีนควบคุมลักษณะต่าง ๆ เป็นพัน ๆ ลักษณะ ยีน ( gene ) คือ หน่วยพันธุกรรมที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ จากพ่อแม่โดยผ่านทางเซลล์สืบพันธุ์ไปยังลูกหลาน ยีนจะอยู่เป็นคู่บนโครโมโซม โดยยีนแต่ละคู่จะควบคุมลักษณะที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมเพียงลักษณะหนึ่งเท่านั้น เช่น ยีนควบคุมลักษณะสีผิว ยีนควบคุมลักษณะลักยิ้ม ยีนควบคุมลักษณะจำนวนชั้นตา เป็นต้น ภายในยีนพบว่ามีสารเคมีที่สำคัญชนิดหนึ่ง คือ DNA ซึ่งย่อมาจาก Deoxyribonucleic acid ซึ่งเป็นสารพันธุกรรม พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นพืช สัตว์ หรือแบคทีเรียซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เป็นต้น DNA เกิดจากการต่อกันเป็นเส้นโมเลกุลย่อยเป็นสายคล้ายบันไดเวียน ปกติจะอยู่เป็นเกลียวคู่ ในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีปริมาณ DNA ไม่เท่ากัน แต่ในสิ่งมีชีวิตเดียวกันแต่ละเซลล์มีปริมาณ DNA เท่ากัน ไม่ว่าจะเป็นเซลล์กล้ามเนื้อ หัวใจ ตับ เป็นต้น ความผิดปกติของโครโมโซมและยีน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีลักษณะแตกต่างกัน อันเป็นผลจากการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม แต่ในบางกรณีพบบุคคลที่มีลักษณะบางประการผิดไปจากปกติเนื่องจากความผิดปกติของโครโมโซมและยีน ความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เกิดในระดับโครโมโซม เช่น ผู้ป่วยกลุ่มอาการดาวน์ มีจำนวนโครโมโซมคู่ที่ 21 เกินกว่าปกติ คือมี 3 แท่ง ส่งผลให้มีความผิดปกติทางร่างกาย เช่น ตาชี้ขึ้น ลิ้นจุกปาก ดั้งจมูกแบน นิ้วมือสั้นป้อม และมีการพัฒนาทางสมองช้า เรื่อง ความหลากหลายทางชีวภาพ ความหลากหลายทางชีวภาพ คือ การที่มีสิ่งมีชีวิตมากมายหลากหลายสายพันธุ์และชนิดในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง ประเภทของความหลากหลายทางชีวภาพ ความหลากหลายทางชีวภาพแบ่งออกเป็น 3 ประเภท ดังนี้ 1. ความหลากหลายของชนิด (Species diversity) เป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาเกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพเนื่องจากนักนิเวศวิทยาได้ศึกษาเกี่ยวกับกลุ่มสิ่งมีชีวิต ในพื้นที่ต่างๆ รวมถึงการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงกลุ่มของสิ่งมีชีวิตในเขตพื้นที่นั้น เมื่อเวลาเปลี่ยนแปลงไป 2. ความหลากหลายทางพันธุกรรม (Genetic diversity) เป็นส่วนที่มีความเกี่ยวเนื่องมาจากความหลากหลายของชนิดและมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกลไกวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต การปรากฏลักษณะของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดจะถูกควบคุมโดยหน่วยพันธุกรรมหรือยีน และการปรากฏของยีนจะเกี่ยวข้องกับการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตที่ทำให้สิ่งมีชีวิตนั้นดำรงชีวิตอยู่ได้ และมีโอกาสถ่ายทอดยีนนั้นต่อไปยังรุ่นหลัง เนื่องจากในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมียีนจำนวนมาก และลักษณะหนึ่งลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีหน่วยพันธุกรรมมากกว่าหนึ่งแบบ จึงทำให้สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันมีลักษณะบางอย่างต่างกัน 3. ความหลากหลายของระบบนิเวศ (Ecological diversity) หรือ ความหลากหลายของภูมิประเทศ (Landscape diversity) ในบางถิ่นกำเนิดตามธรรมชาติที่เป็นลักษณะสภาพทางภูมิประเทศแตกต่างกันหลายแบบ การจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต อนุกรมวิธาน (Taxonomy) เป็นสาขาหนึ่งของวิชาชีววิทยาเกี่ยวกับการจัดหมวดหมู่สิ่งมีชีวิต ประโยชน์ของอนุกรมวิธาน เนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีจำนวนมาก แต่ละชนิดก็มีลักษณะแตกต่างกันออกไป จึงทำให้เกิดความไม่สะดวกต่อการศึกษา จึงจำเป็นต้องจัดแบ่งสิ่งมีชีวิตออกเป็นหมวดหมู่ซึ่งจะทำให้เกิดประโยชน์ในด้านต่าง ๆ คือ
หลักเกณฑ์ในการจัดจำแนกหมวดหมู่ การจำแนกหมวดหมู่ของสิ่งมีชีวิต มีทั้งการรวบรวมสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะเหมือน ๆ กัน หรือคล้ายกันเข้าไว้ในหมวดหมู่เดียวกัน และจำแนกสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะต่างกันออกไว้ต่างหมวดหมู่ สำหรับการศึกษาในปัจจุบันได้อาศัยหลักฐานที่แสดงถึงความใกล้ชิดทางวิวัฒนาการด้านต่าง ๆ มาเป็นเกณฑ์ในการจัดจำแนก ดังนี้ 1. เปรียบเทียบโครงสร้างภายนอกและภายในว่ามีความเหมือนหรือแตกต่างกันอย่าโดยทั่วไปจะใช้โครงสร้างที่เห็นเด่นชัดเป็นเกณฑ์ในการจัดจำแนกออกเป็นพวก ๆ เช่น การมีรยางค์ หรือขาเป็นข้อปล้อง มีขนเป็นเส้นเดียว หรือเป็นแผงแบบขนนก มีเกล็ด เส้น หรือ หนวด มีกระดูกสันหลัง เป็นต้น ถ้าโครงสร้างที่มีต้นกำเนิดเดียวกัน แม้จะทำหน้าที่ต่างกันก็จัดไว้เป็นพวกเดียวกัน เช่น กระดูกแขนของมนุษย์ กระดูกครีบของปลาวาฬ ปีกนก ขาคู่หน้าของสัตว์สี่เท้า ถ้าเป็นโครงสร้างที่มีต้นกำเนิดต่างกัน แม้จะทำหน้าที่เหมือนกันก็จัดไว้คนละพวก เช่น ปีกนก และปีกแมลง
ชื่อของสิ่งมีชีวิต ชื่อของสิ่งมีชีวิตมีการตั้งขึ้นเพื่อใช้เรียก หรือระบุสิ่งมีชีวิต การตั้งชื่อสิ่งมีชีวิตมี 2 แบบ คือ ชื่อสามัญ (Common name) เป็นชื่อของสิ่งมีชีวิตตั้งขึ้นเพื่อใช้เรียกสิ่งมีชีวิตแตกต่างกันในแต่ละท้องที่ เช่น ฝรั่ง ภาคเหนือ ลำปาง เรียก บ่ามั่น ลำพูน เรียก บ่าก้วย ภาคกลาง เรียก ฝรั่ง ภาคใต้ เรียก ชมพู่ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เรียก บักสีดา ฉะนั้นการเรียกชื่อสามัญอาจทำให้เกิดความสับสนได้ง่าย การตั้งชื่อสามัญ มักมีหลักเกณฑ์ในการตั้งชื่อ ได้แก่ ตั้งตามลักษณะรูปร่าง เช่น สาหร่ายหางกระรอก ว่านหางจระเข้ ตั้งตามถิ่นกำเนิด เช่น ผักตบชวา ยางอินเดีย กกอียิปต์ ตั้งตามที่อยู่เช่น ดาวทะเล ทากบก ตั้งตามประโยชน์ที่ได้รับ เช่น หอยมุก
เป็นชื่อเพื่อใช้เรียกสิ่งมีชีวิตที่กำเนิดขึ้นตามหลักสากล ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกรู้จัก คาโรลัส ลินเนียส นักธรรมชาติวิทยา ชาวสวีเดน เป็นผู้ริเริ่มในการตั้งชื่อวิทยาศาสตร์ให้กับสิ่งมีชีวิต โดยกำหนดให้สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยชื่อ 2 ชื่อ ชื่อแรกเป็นชื่อ “ จีนัส ” ชื่อหลังเป็นคำระบุชนิดของสิ่งมีชีวิต คือชื่อ “ สปีชีส์ ” การเรียกชื่อซึ่งประกอบด้วยชื่อ 2 ชื่อ เรียกว่า “ การตั้งชื่อ แบบทวินาม ” ความหลากหลายทางชีวภาพของประเทศไทยและท้องถิ่น สิ่งมีชีวิตในโลกนี้มีประมาณ 5 ล้านชนิด ในจำนวนนี้มีอยู่ในประเทศไทย ประมาณร้อยละ เจ็ดประเทศไทยมีประชากรเพียงร้อยละหนึ่ง ของประชากรโลก ดังนั้น เมื่อเทียบสัดส่วนกับจำนวนประชากร ประเทศไทยจึงนับว่ามีความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตอย่างมาก สิ่งมีชีวิตในประเทศไทยมีหลากหลายได้มาก เนื่องจากมีสภาพทางภูมิศาสตร์ที่หลากหลายและแต่ละแหล่งล้วนมีปัจจัยที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต นับตั้งแต่ภูมิประเทศแถบชาย ฝั่งทะเล ที่ราบลุ่มแม่น้ำ ที่ราบลอนคลื่น และภูเขาที่มีความสูงหลากหลายตั้งแต่เนินเขาจนถึงภูเขาที่สูงชันถึง 2,400 เมตรจากระดับน้ำทะเล ประเทศไทยจึงเป็นแหล่งของป่าไม้นานาชนิด ได้แก่ ป่าชายเลน ป่าพรุ ป่าเบญจพรรณ ป่าดิบ และป่าสนเขา การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพของท้องถิ่น การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพของท้องถิ่น ทำได้หลายวิธี ดังนี้ 1. จัดระบบนิเวศให้ใกล้เคียงตามธรรมชาติ โดยฟื้นฟูหรือพัฒนาพื้นที่เสื่อมโทรมให้ความหลากหลายทางชีวภาพไว้มากที่สุด 2. จัดให้มีศูนย์อนุรักษ์หรือพิทักษ์สิ่งมีชีวิตนอกถิ่นกำเนิด เพื่อเป็นที่พักพิงชั่วคราวที่ปลอดภัย ก่อนนำกลับไปสู่ธรรมชาติ เช่น สวนพฤกษศาสตร์ ศูนย์เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเค็ม 3. ส่งเสริมการเกษตรแบบไร่นาสวนผสม และใช้ต้นไม้ล้อมรั้วบ้านหรือแปลงเกษตรเพื่อให้มีพืชและสัตว์หลากหลายชนิดมาอาศัยอยู่ร่วมกัน ซึ่งเป็นการอนุรักษ์ความ หลากหลายทางชีวภาพได้ ใบงานเรื่องพันธุกรรมและความหลากหลายทางชีวภาพ |
อะไรบ้างที่เป็นลักษณะทางพันธุกรรม
กระทู้ที่เกี่ยวข้อง
ลิขสิทธิ์ © 2024 moicapnhap Inc.
