องค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต: เซลล์เดียวและหลายเซลล์

หน่วยที่ 1: องค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต

• สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยเซลล์ ซึ่งเป็นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุด
• เซลล์มีรูปร่างแตกต่างกัน
• สิ่งมีชีวิตแบ่งเป็น 2 ประเภทตามจำนวนเซลล์: เซลล์เดียวและหลายเซลล์

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว

• ร่างกายประกอบด้วยเซลล์เดียว โครงสร้างไม่ซับซ้อน
• ภายในเซลล์มีโครงสร้างเหมือนเซลล์ของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
• นิวเคลียสส่วนใหญ่มีเยื่อหุ้มและมีกิจกรรมต่างๆ เช่น การย่อยอาหาร
• ตัวอย่าง: อะมีบา พารามีเซียม ยูกลีนา ยีสต์ แบคทีเรีย

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์

• ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมาก
• เซลล์ที่คล้ายกันจะรวมกลุ่มกันเป็นเนื้อเยื่อ
• เซลล์มีรูปร่างและหน้าที่แตกต่างกัน แต่ทำงานประสานกัน
• เซลล์จะได้รับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากเซลล์เดิม
• ตัวอย่าง: สาหร่าย ไฮดรา แมงกะพรุน แมลง รา พืช สัตว์ มนุษย์
• โครงสร้างซับซ้อนกว่า มีการจัดระบบของเซลล์

เซลล์พืชและเซลล์สัตว์

• มีโครงสร้างพื้นฐานคล้ายคลึงกัน
• ประกอบด้วย ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์, ไซโทพลาซึม, และนิวเคลียส

ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์

• ผนังเซลล์ (cell wall): อยู่ด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ ส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลส พบในแบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน เห็ด รา ยีสต์ สาหร่าย พืช แต่ไม่พบในสัตว์
• เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane): เป็นเยื่อบางๆ ทำจากฟอสโฟลิพิดและโปรตีน ควบคุมปริมาณและชนิดของสารที่เข้าออก พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นไวรัส

ไซโทพลาซึม (Cytoplasm)

• เป็นศูนย์กลางการทำงานของเซลล์ เป็นของเหลวภายในเซลล์ มีสารละลายอยู่
• ประกอบด้วยหน่วยเล็กๆ เรียกว่า ออร์แกเนลล์ (Organelle)
  • ร่างแหเอนโดพลาซึม (endoplasmic reticulum): ขนส่งสารภายในเซลล์
  • กอลจิคอมเพลกซ์ (Golgi complex): สร้างสารคาร์โบไฮเดรตและโปรตีนส่งออกไปใช้ภายในเซลล์
  • ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria): เผาผลาญอาหารเพื่อสร้างพลังงาน
  • คลอโรพลาสต์ (Chloroplast): พบในเซลล์พืช มีคลอโรฟิลล์ สร้างอาหารโดยสังเคราะห์ด้วยแสง
  • แวคิวโอ (Vacuole): ขนาดใหญ่ในเซลล์พืช สะสมสารต่างๆ มีน้ำเป็นส่วนใหญ่ เรียกว่า เซลล์แซพ (cell sap)
  • ไรโบโซม (Ribosome): สังเคราะห์โปรตีนเพื่อส่งออกไปใช้นอกเซลล์
  • เซนทริโอล (Centriole): พบในเซลล์สัตว์และโพรทิสต์บางชนิด เกี่ยวกับการแบ่งเซลล์

นิวเคลียส (Nucleus)

• รูปร่างค่อนข้างกลม อยู่ตรงกลางเซลล์
• ควบคุมกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ เช่น ถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
• เซลล์ที่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสเรียกว่า ยูคาริโอต (eukaryotic cell) เช่น เซลล์พืช เซลล์สัตว์ โพรทิสต์
• เซลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสเรียกว่า โพรคาริโอต (prokaryotic cell) เช่น แบคทีเรีย สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

หน่วยที่ 2: การดำรงชีวิตของพืช

• ประกอบด้วย การแพร่, ออสโมซิส, การสร้างอาหารของพืช, ระบบลำเลียงในพืช, การสืบพันธุ์ของพืช, และการตอบสนองต่อสิ่งเร้าของพืช

การแพร่ (Diffusion)

• การเคลื่อนที่ของอนุภาคจากบริเวณที่มีความเข้มข้นมากไปยังบริเวณที่ความเข้มข้นน้อย
• เกิดขึ้นกับสารทุกสถานะ (ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส)
• เกิดขึ้นได้ทุกทิศทาง ไม่แน่นอน เรียกว่า การเคลื่อนที่แบบบราวน์เนียน (Brownian motion)
• ตัวอย่างในชีวิตประจำวัน: การแพร่ของกลิ่น, การฉีดพ่นยากันยุง, การแช่อิ่มผลไม้

การแพร่ในพืช

• แก๊สออกซิเจนในดินแพร่เข้าสู่เซลล์ขนราก และแพร่ต่อไปยังเซลล์ข้างเคียง เพื่อใช้ในกระบวนการเมทาบอลิซึม
• ได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ และแพร่ออกจากพืชทางปากใบ
• แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์แพร่ผ่านปากใบเข้าสู่เซลล์ เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง
• ธาตุอาหารในดินจะแพร่เข้าสู่เซลล์ขนรากโดยวิธีการแพร่

ออสโมซิส (Osmosis)

• การแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีอนุภาคของน้ำมากไปยังบริเวณที่มีอนุภาคของน้ำน้อย โดยผ่านเยื่อเลือกผ่าน
• ตัวอย่างในชีวิตประจำวัน: การแช่ผักในน้ำ, การปักดอกไม้ในแจกัน, การดูดน้ำเข้าสู่รากพืช

การออสโมซิสในพืช

• พืชดูดน้ำเข้าสู่เซลล์ขนรากด้วยกระบวนการออสโมซิส โดยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

สารละลายที่เกี่ยวข้องกับออสโมซิส (แบ่งเป็น 3 ชนิด)

• สารละลายไฮเปอร์โทนิก (Hypertonic solution)
• สารละลายไฮโปโทนิก (Hypotonic solution)
• สารละลายไอโซโทนิก (Isotonic solution)

การสร้างอาหารของพืช (Photosynthesis)

• กระบวนการสร้างอาหารของพืชสีเขียวในเซลล์พืชที่ยังมีชีวิต มีความสำคัญต่อพืช ทำให้พืชสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้
• ส่วนใหญ่เกิดขึ้นบริเวณใบของพืช โดยพืชจะใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และน้ำ (H2O) เป็นวัตถุดิบ มีแสงและคลอโรฟิลล์ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาเคมี
• ผลที่ได้ คือ น้ำตาลกลูโคส (C6H12O6), น้ำ (H2O) และแก๊สออกซิเจน (O2)

ปัจจัยที่จำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

• คาร์บอนไดออกไซด์
• แสง
• คลอโรฟิลล์
• น้ำ

ผลที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

• บางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานด้วยกระบวนการหายใจ และนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ ในเซลล์พืช
• พืชจะนำแก๊สออกซิเจนที่ได้ไปใช้ในกระบวนการหายใจ
• ถูกหมุนเวียนกลับมาเป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์แสง

ระบบลำเลียงในพืช

• พืชดูดน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่เซลล์ โดยผ่านทางราก
• บริเวณรากของพืชจะมีเซลล์ของผิวรากเล็ก ๆ ยื่นออกมาจากรากจำนวนมาก เรียกว่า ขนราก (root hair)

การลำเลียงน้ำและแร่ธาตุของพืช

• มีทิศทางการลำเลียงขึ้นเท่านั้น
• การลำเลียงจะเกิดได้ดีในเวลากลางวัน

การลำเลียงอาหารของพืช

• อาหารที่พืชสร้างขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกลำเลียงไปโดยกลุ่มเซลล์ที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารที่เรียกว่า โฟลเอ็ม (Phloem)
• ทิศทางการลำเลียงอาหารในท่อโฟลเอ็มมีทั้งขึ้นและลง

การสืบพันธุ์ของพืช

• มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (sexual reproduction)

โครงสร้างของดอก

• ส่วนประกอบ ได้แก่ กลีบเลี้ยง, กลีบดอก, เกสรตัวผู้, เกสรตัวเมีย
• เกสรตัวผู้ (stamen) ทำหน้าที่สร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้

ประเภทของดอกไม้

• ใช้จำนวนดอกบนก้านชูดอกเป็นเกณฑ์ (ดอกเดี่ยว, ดอกช่อ)
• ใช้ส่วนประกอบของดอกเป็นเกณฑ์ (ดอกครบส่วน, ดอกไม่ครบส่วน)
• ใช้เกสรตัวผู้และเกสรตัวเมียเป็นเกณฑ์ (ดอกสมบูรณ์เพศ, ดอกไม่สมบูรณ์เพศ)

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (มี 2 ขั้นตอน)

• การถ่ายละอองเรณู (Pollination)
• การปฏิสนธิ (Fertilization)

การเปลี่ยนแปลงหลังการปฏิสนธิของพืชดอก

• รังไข่เจริญเป็นผล
• ผนังรังไข่เจริญเป็นเปลือก/เนื้อของผล

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (Asexual reproduction)

• การแตกหน่อ, การสร้างสปอร์, การตอนกิ่ง, การติดตา, การทาบกิ่ง, การปักชำ, การแตกต้นใหม่จากส่วนต่างๆ ของพืช

การตอบสนองต่อสิ่งเร้าของพืช

• มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก (stimulus movement)

การตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก (แบ่งเป็น 2 ลักษณะ)

• แบบที่มีความสัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า
• แบบที่ไม่มีความสัมพันธ์กับทิศทางของสิ่งเร้า

หน่วยที่ 3: เทคโนโลยีชีวภาพ

• คือการนำเอาสิ่งมีชีวิตหรือชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตมาทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง

เทคโนโลยีชีวภาพ (แบ่งออกเป็น 2 แบบ)

• เทคโนโลยีชีวภาพแบบดั้งเดิม
• เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่

เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ (ตัวอย่าง)

• การโคลนนิ่ง
• การตัดต่อจีนในสิ่งมีชีวิต

เทคโนโลยีชีวภาพที่ใช้ในการขยายพันธุ์และปรับปรุงพันธุ์พืชในปัจจุบัน

• การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ
• GMOs

การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ

• เป็นเทคโนโลยีการขยายพันธุ์พืชเพื่อให้ได้จำนวนมากในระยะเวลาอันสั้น
• ทำได้โดยนำเอาเนื้อเยื่อของพืชในส่วนที่กำลังเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วมาเพาะเลี้ยงในอาหารสังเคราะห์ที่อยู่ในสภาวะปลอดเชื้อ

GMOs (Genetic Modified Organism)

• เป็นการดัดแปลงสารพันธุกรรมหรือการตัดแต่งจีน โดยการตัดเอาชิ้นส่วนของจีนที่ต้องการของพืช สัตว์ หรือจุลินทรีย์ ไปใส่ในโครโมโซมภายในเซลล์ของพืช
• ประโยชน์: ทำให้ได้พันธุ์พืชที่มีคุณสมบัติตามที่เราต้องการ