การศึกษาเซลล์และพันธุกรรม

Genetics

• Definition: Study of heredity and variation in living organisms.
• Key Concepts:
  • DNA Structure: Double helix, composed of nucleotides (adenine, thymine, cytosine, guanine).
  • Genes: Units of heredity, segments of DNA that code for proteins.
  • Alleles: Different versions of a gene.
  • Genotype vs. Phenotype: Genotype is the genetic makeup, phenotype is the observable traits.
  • Mendelian Genetics: Principles of segregation and independent assortment.
  • Mutations: Changes in DNA sequences, can be beneficial, neutral, or harmful.
  • Genetic Engineering: Techniques like CRISPR used to modify organisms.

Cell Biology

• Definition: Study of cell structure, function, and processes.
• Key Concepts:
  • Cell Theory: All living things are composed of cells; cells are the basic unit of life; all cells arise from pre-existing cells.
  • Types of Cells:
    • Prokaryotic: No nucleus, smaller (e.g., bacteria).
    • Eukaryotic: Nucleus present, larger (e.g., animal and plant cells).
  • Cell Organelles:
    • Nucleus: Contains genetic material.
    • Mitochondria: Energy production (ATP).
    • Ribosomes: Protein synthesis.
    • Endoplasmic Reticulum: Protein and lipid synthesis (rough and smooth).
    • Golgi Apparatus: Modifies and packages proteins.
  • Cell Division:
    • Mitosis: Division for growth and repair.
    • Meiosis: Division for gamete formation.

Ecology

• Definition: Study of interactions between organisms and their environment.
• Key Concepts:
  • Ecosystem: A community of living organisms and their physical environment.
  • Biomes: Large ecological areas with distinct climates and organisms (e.g., forests, deserts).
  • Food Chains and Webs:
    • Producers: Convert solar energy to chemical energy (e.g., plants).
    • Consumers: Organisms that eat producers or other consumers.
    • Decomposers: Break down dead organic material.
  • Population Dynamics: Factors affecting population size (birth rates, death rates, immigration, emigration).
  • Biotic and Abiotic Factors: Living (biotic) and non-living (abiotic) components of ecosystems.

Evolutionary Biology

• Definition: Study of the processes that lead to the diversity of life.
• Key Concepts:
  • Natural Selection: Mechanism of evolution where organisms better adapted to their environment tend to survive and reproduce.
  • Adaptation: Traits that enhance survival and reproduction.
  • Speciation: Process through which new species arise.
  • Evolutionary Tree (Phylogeny): Diagram showing evolutionary relationships among species.
  • Fossil Record: Provides evidence of past life forms and evolutionary transitions.

Microbiology

• Definition: Study of microorganisms, including bacteria, viruses, fungi, and protozoa.
• Key Concepts:
  • Bacteria: Prokaryotic microorganisms, can be beneficial (gut flora) or pathogenic (causing disease).
  • Viruses: Acellular entities that require a host cell to replicate.
  • Fungi: Eukaryotic organisms, can be unicellular (yeasts) or multicellular (molds), important for decomposition.
  • Protozoa: Single-celled eukaryotes, diverse in form and function, some are pathogens.
  • Microbial Ecology: Study of the role of microorganisms in ecosystems, including nutrient cycling and symbiosis.
  • Pathogenesis: Mechanisms by which microorganisms cause disease.

พันธุวิศวกรรม

• ความหมาย: การศึกษาเกี่ยวกับกรรมพันธุ์และความแปรปรวนในสิ่งมีชีวิต
• โครงสร้าง DNA: มีลักษณะเป็นเกลียวคู่ ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ (อะดีนีน, ไธมีน, ไซโทซีน, กัวนีน)
• ยีน: หน่วยของกรรมพันธุ์ เป็นส่วนของ DNA ที่รหัสโปรตีน
• อัลลีล: เวอร์ชันที่แตกต่างกันของยีน
• จีโนไทป์ vs ฟีโนไทป์: จีโนไทป์คือการสร้างทางพันธุกรรม ฟีโนไทป์คือลักษณะที่สังเกตได้
• พันธุศาสตร์เมนเดล: หลักการของการแยกและการจัดเรียงอย่างอิสระ
• การกลายพันธุ์: การเปลี่ยนแปลงในลำดับ DNA อาจเป็นประโยชน์ เป็นกลาง หรือเป็นอันตราย
• การวิศวกรรมพันธุกรรม: เทคนิคอย่าง CRISPR ที่ใช้ในการปรับเปลี่ยนสิ่งมีชีวิต

ชีววิทยาเซลล์

• ความหมาย: การศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้าง ฟังก์ชัน และกระบวนการของเซลล์
• ทฤษฎีเซลล์: สิ่งมีชีวิตทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์; เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิต; เซลล์ทั้งหมดเกิดจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อน
• ประเภทเซลล์:
  • เซลล์โปรคาริโอต: ไม่มีนิวเคลียส ขนาดเล็ก (เช่น แบคทีเรีย)
  • เซลล์ยูคาริโอต: มีนิวเคลียส ขนาดใหญ่ (เช่น เซลล์สัตว์และพืช)
• ออร์แกเนลล์ของเซลล์:
  • นิวเคลียส: มีวัสดุทางพันธุกรรม
  • ไมโทคอนเดรีย: ผลิตพลังงาน (ATP)
  • รีบโอโซม: สังเคราะห์โปรตีน
  • เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม: สังเคราะห์โปรตีนและไขมัน (เรียบและหยาบ)
  • โกลจิแอปพาราตัส: ปรับแต่งและบรรจุโปรตีน
• การแบ่งเซลล์:
  • ไมโทซิส: การแบ่งเพื่อการเจริญเติบโตและซ่อมแซม
  • มีโอซิส: การแบ่งเพื่อการสร้างเซ็กซ์เซลล์

นิเวศวิทยา

• ความหมาย: การศึกษาเกี่ยวกับการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
• ระบบนิเวศ: ชุมชนของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ
• ไบโอม: พื้นที่นิเวศขนาดใหญ่ที่มีสภาพภูมิอากาศและสิ่งมีชีวิตที่เป็นเอกลักษณ์ (เช่น ป่า, ทะเลทราย)
• ห่วงโซ่อาหารและเว็บอาหาร:
  • ผู้ผลิต: แปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมี (เช่น พืช)
  • ผู้บริโภค: สิ่งมีชีวิตที่กินผู้ผลิตหรือผู้บริโภคอื่น
  • ผู้ย่อยสลาย: ทำลายวัสดุอินทรีย์ที่ตายแล้ว
• พลศาสตร์ประชากร: ปัจจัยที่มีผลต่อขนาดประชากร (อัตราการเกิด, อัตราการตาย, การอพยพเข้า, การอพยพออก)
• ปัจจัยชีวภาพและอวชีวภาพ: ส่วนประกอบของระบบนิเวศที่มีชีวิต (ชีวภาพ) และไม่มีชีวิต (อวชีวภาพ)

ชีววิทยาวิวัฒนาการ

• ความหมาย: การศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการที่นำไปสู่วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต
• การคัดเลือกโดยธรรมชาติ: กลไกของวิวัฒนาการที่สิ่งมีชีวิตที่ปรับตัวได้ดีกว่ามักจะอยู่รอดและมีการสืบพันธุ์
• การปรับตัว: ลักษณะที่ช่วยเพิ่มโอกาสในการอยู่รอดและการสืบพันธ์
• การเกิดสายพันธุ์ใหม่: กระบวนการที่ทำให้เกิดสายพันธุ์ใหม่
• ต้นไม้วิวัฒนาการ (ฟิโลจีนี): แผนภาพที่แสดงความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการระหว่างสายพันธุ์
• บันทึกฟอสซิล: ให้หลักฐานเกี่ยวกับรูปแบบชีวิตในอดีตและการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการ

จุลชีววิทยา

• ความหมาย: การศึกษาเกี่ยวกับจุลชีพ รวมทั้งแบคทีเรีย ไวรัส เชื้อรา และโปรโตซัว
• แบคทีเรีย: จุลชีพโปรคาริโอต สามารถมีประโยชน์ (แบคทีเรียในลำไส้) หรือเป็นโรค (ทำให้เกิดโรค)
• ไวรัส: สิ่งมีชีวิตที่ไม่มีเซลล์ ต้องการเซลล์โฮสต์ในการจำลองตัวเอง
• เชื้อรา: สิ่งมีชีวิตยูคาริโอต สามารถเป็นเซลล์เดี่ยว (ยีสต์) หรือหลายเซลล์ (รา) มีความสำคัญต่อการย่อยสลาย
• โปรโตซัว: ยูคาริโตเซลล์เดี่ยวที่มีความหลากหลายในรูปแบบและฟังก์ชัน บางชนิดเป็นเชื้อโรค
• นิเวศวิทยาจุลชีพ: การศึกษาบทบาทของจุลชีพในระบบนิเวศ รวมถึงการหมุนเวียนสารอาหารและความสัมพันธ์ร่วมกัน
• กลไกการเกิดโรค: วิธีการที่จุลชีพทำให้เกิดโรค