ชีววิทยา

เอกสารประกอบการสอน
รายวิชาชีววิทยา 1 (BI01101)

Brooker (2009) Genetics Analysis and Principles.

วิวรรธน์ แสงภกั ดี
คณะวิทยาศาสตร์
มหาวทิ ยาลยั ราชภัฏอดุ รธานี

2560

เอกสารประกอบการสอน
รายวิชาชวี วทิ ยา 1 (BI01101)

วิวรรธน์ แสงภักดี
ปร.ด. (ชีววิทยา)
คณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี

2560

คำนำ

เอกสารประกอบการสอน รายวิชาชีววิทยา 1 รหสั วชิ า BI01101 เลม่ นี้เปน็ ผลงานจากการศึกษา
คน้ ควา้ ตาราทงั้ ภาษาไทยและภาษาอังกฤษทางชีววิทยาหลายเล่ม ผู้เขียนได้สังเคราะห์และประมวลจาก
การอ่านและทาความเข้าใจ จึงได้แต่งและเรียบเรียงขึ้นเป็นภาษาท่ีทาให้ผู้อ่านเข้าใจได้ง่ายแต่คง
รายละเอียดทางวชิ าการไว้อยา่ งครอบคลุมทุกเน้ือหาในแต่ละบทเรียน เอกสาร ฯ เล่มน้ีมีการวางกรอบ
และแนวทางการเขียนให้เนื้อหามีความสอดคล้องกับคาอธิบายรายวิชาตามหลักสูตรและแผนบริหาร
การสอน นอกจากน้ียังไดม้ ีการเผยแพร่และใช้งานจริงในการเรียนการสอน อีกท้ังยังได้มีการปรับปรุงให้
เอกสาร ฯ มคี วามทันสมัย สมบูรณ์ และมีประสทิ ธิภาพสาหรบั ใช้ในการเรยี นการสอนมากท่ีสดุ

เน้ือหาในเอกสาร ฯ เล่มน้ีแบ่งออกเป็น 9 บท โดยมุ่งเน้นให้ผู้เรียนมีความรู้ความเข้าใจและ
สามารถอธิบายหลักพ้ืนฐานของชีววิทยา สารประกอบเคมีในส่ิงมีชีวิต โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์
เนอื้ เยอื่ พืชและสตั ว์ การสบื พนั ธุ์ การแบง่ เซลล์ พันธุศาสตร์กับหลักการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
หลกั พันธศุ าสตร์โมเลกุล และวิวฒั นาการ

ผู้เขียนหวังอย่างยิ่งว่าเอกสาร ฯ เล่มนี้จะอานวยประโยชน์ต่อการเรียนการสอนอย่างมี
ประสิทธิผลมากที่สุด หากท่านท่ีนาไปใช้มีข้อเสนอแนะประการใด ผู้เขียนยินดีรับฟังและขอขอบคุณ
ขอ้ เสนอแนะนั้น ณ โอกาสนด้ี ้วย

ววิ รรธน์ แสงภักดี
6 พฤษภาคม 2560

สารบัญ หน้า

คานา ก
สารบัญ ค
สารบญั ภาพ ช
สารบญั ตาราง ฒ
แผนบริหารการสอนประจาวชิ า ด
แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 1 1
บทที่ 1 บทนาสชู่ ีววทิ ยา 3
3
1.1 การศกึ ษาทางชวี วทิ ยา 6
1.2 วธิ ีการศึกษาทางวทิ ยาศาสตร์ 11
1.3 ชวี วทิ ยาและความหมายของชีววทิ ยา 12
1.4 คณุ สมบตั ิและลกั ษณะของส่งิ มีชวี ิต 15
1.5 กลอ้ งจุลทรรศน์ 22
ตัวอยา่ งโจทย์วิจยั และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ 25
สรปุ 25
คาถามทา้ ยบท 26
เอกสารอา้ งอิง 27
แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 2 29
บทท่ี 2 สารประกอบเคมีในสิ่งมชี วี ติ 29
2.1 บริบทของสารเคมีต่อส่งิ มีชีวติ 35
2.2 นา้ และชวี ติ 39
2.3 สารชวี โมเลกุล 56
สรปุ 56
คาถามทา้ ยบท 57
เอกสารอ้างอิง 59
แผนบรหิ ารการสอนประจาบทที่ 3 61
บทที่ 3 โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ 61
3.1 เซลล์คืออะไร 61
3.2 ประวตั ิการศึกษาเก่ียวกับเซลล์ 66
3.3 ชนดิ ของเซลล์ 70
3.4 โครงสรา้ งและหนา้ ที่ขององค์ประกอบเซลล์ 85
3.5 องค์ประกอบภายนอกเซลลแ์ ละการเชื่อมตอ่ ระหวา่ งเซลล์ 88
3.6 การลาเลียงสารผา่ นเย่ือหุ้มเซลล์

ง หน้า

สารบญั (ตอ่ ) 93
94
สรปุ 95
คาถามท้ายบท 97
เอกสารอา้ งองิ 99
แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 4 99
บทที่ 4 เนอ้ื เย่อื พืชและสัตว์ 118
4.1 เนอื้ เยอื่ ของพชื 125
4.2 เนื้อเยื่อของสัตว์ 126
สรุป 127
คาถามท้ายบท 129
เอกสารอา้ งองิ 131
แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 5 131
บทที่ 5 การสืบพันธข์ุ องส่ิงมีชีวิต 135
5.1 ชนิดและรปู แบบของการสบื พันธุ์ 143
5.2 การสืบพันธข์ุ องสง่ิ มชี ีวติ ช้ันต่า 149
5.3 การสบื พนั ธ์ขุ องพืช 157
5.4 การสบื พนั ธ์ขุ องสัตว์ 180
5.5 การสืบพนั ธ์ุของมนุษย์ 181
สรปุ 182
คาถามท้ายบท 183
เอกสารอ้างอิง 185
แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 6 185
บทท่ี 6 การแบ่งเซลล์ 189
6.1 การแบง่ เซลลแ์ บบไมโทซิส 193
6.2 การแบง่ เซลล์แบบไมโอซิส 193
สรุป 194
คาถามทา้ ยบท 195
เอกสารอ้างองิ 197
แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 7 197
บทที่ 7 พนั ธุศาสตร์กับหลักการถ่ายทอดลกั ษณะทางพนั ธุกรรม 200
7.1 ประวตั แิ ละความเป็นมาของพันธศุ าสตร์ 202
7.2 นกั วิทยาศาสตร์กับความเปน็ มาที่เกยี่ วข้องกบั วชิ าพนั ธุศาสตรโ์ ดยสงั เขป 216
7.3 เมนเดลและหลักการถ่ายทอดทางพนั ธกุ รรม
7.4 พนั ธุกรรมนอกเหนือกฎของเมนเดล

สารบัญ (ต่อ) จ

7.5 ยีนท่อี ยู่บนโครโมโซมเดียวกัน หน้า
7.6 การกาหนดเพศและยีนที่อยู่บนโครโมโซมเพศ
7.7 แผนผงั พันธปุ ระวัติ 229
7.8 พนั ธศุ าสตร์เชงิ ปรมิ าณ 231
สรปุ 238
คาถามทา้ ยบท 241
เอกสารอา้ งอิง 244
แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 8 245
บทที่ 8 หลกั พันธศุ าสตรโ์ มเลกลุ 245
8.1 สารพันธุกรรม 247
8.2 กระบวนการจาลองดีเอน็ เอ 249
8.3 การถอดรหัสของดีเอน็ เอ 249
8.4 การแปลรหสั พันธุกรรม 254
8.5 ความผิดปกตทิ างพนั ธุกรรม 258
สรุป 262
คาถามท้ายบท 266
เอกสารอ้างองิ 279
แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 9 280
บทที่ 9 ววิ ฒั นาการ 281
9.1 แนวคิดเก่ียวกับการกาเนิดส่งิ มีชวี ติ 283
9.2 ทฤษฎที างววิ ัฒนาการ 285
9.3 หลักฐานทางววิ ัฒนาการของส่งิ มชี ีวิต 285
9.4 ววิ ฒั นาการระดบั จลุ ภาค 287
9.5 วิวัฒนาการระดับมหภาคและการเกดิ สปชี ีสใ์ หม่ 292
9.6 วิวัฒนาการของมนุษย์ 297
สรปุ 302
คาถามท้ายบท 311
เอกสารอ้างองิ 320
บรรณานกุ รม 320
321
323

สารบัญภาพ หน้า

ภาพท่ี 7
1.1 เจน กดู ออล (Jane Goodall) ทาการเก็บข้อมลู เชงิ คุณภาพของพฤติกรรม
8
ของลิงชมิ แพนซีโดยจดบรรยายลงในสมดุ จด 9
1.2 เชื้อราเพนิซิเลียมสร้างสารปฏชิ ีวนะ (antibiotic) เพนิซิลนิ ยับย้ังการเจริญเติบโต 14

ของเช้ือแบคทเี รยี สตาไฟโลคอคคสั (Staphylococcus sp.) ทาให้เกดิ บรเิ วณยบั ย้ัง 16
การเจรญิ ระหว่างเช้ือรากับเชื้อแบคทเี รีย
1.3 ตัวอยา่ งการตั้งสมมติฐานเพื่อตรวจสอบหาความจรงิ 17
1.4 คุณสมบตั บิ างประการของส่งิ มีชวี ิต 18
1.5 กลอ้ งจลุ ทรรศน์แบบเลนส์ประกอบทปี่ ระดษิ ฐ์โดยโรเบริ ์ต ฮุก (ก.)
ภาพวาดของเซลลเ์ นื้อไม้คอร์กที่โรเบิร์ต ฮกุ ส่องดูภายใต้กล้องจลุ ทรรศน์ (ข.) 20
1.6 กล้องจลุ ทรรศนข์ องแอนทนั แวน เลเวนฮุก ท่ีประดษิ ฐ์ข้นึ ในปี ค.ศ. 1674 (ก.)
เซลล์ของส่ิงมชี ีวติ ท่ีสารวจพบโดยเลเวนฮกุ (ข.) 21
1.7 หลกั การทางานของกล้องจลุ ทรรศน์แบบเลนส์ประกอบ 31
1.8 กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน แสดงโครงสร้างภายนอก (ก.) 33
และภายใน (ข.)
1.9 ลักษณะภายนอกของกล้องจุลทรรศน์อเิ ล็กตรอนแบบสอ่ งกราด (ก.) 34
แบบแผนหลกั การทางานของกลอ้ งจลุ ทรรศน์อเิ ล็กตรอนแบบสอ่ งกราด (ข.) 36
2.1 อะตอมของธาตุฮีเลยี ม (He) ประกอบด้วยอนุภาคโปรตอน นวิ ตรอน และอิเลก็ ตรอน 37
2.2 การเกดิ พันธะไอออนนิกโดยการให้และการรบั อเิ ล็กตรอนของอะตอมโซเดยี มและคลอรีน 38
2.3 โมเลกุลของน้า (H2O) เปน็ โมเลกุลมีขัว้ เกดิ จากพนั ธะโควาเลนซ์ ของอะตอมออกซิเจน 43
1 โมเลกลุ และไฮโดรเจน 2 โมเลกุล 43
2.4 โมเลกลุ ของน้าทาพนั ธะไฮโดรเจนกบั น้าโมเลกุลอนื่ ๆ 44
2.5 การลาเลยี งน้าในท่อขนาดเล็กของพชื อาศยั แรงยึดเหน่ียวของโมเลกลุ นา้ 44
2.6 ค่าความเป็นกรด-ดา่ งของสารละลาย
2.7 โครงสร้างของน้าตาลโมเลกุลคู่ เชน่ มอลโทส และซโู ครส 45
2.8 เมด็ แป้งทส่ี ะสมอยูใ่ นคลอโรพลาสต์ ได้แก่ อะไมโลส และอะไมโลเพกตนิ 46
2.9 โครงสรา้ งและการจดั เรยี งตวั ของเซลลูโลสทีเ่ ป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์พชื 46
2.10 ไกลโคเจนท่สี ะสมอยู่ภายในเซลล์ตับมีโครงสร้างเป็นสายแบบเกลียวและแตกแขนง
2.11 โครงสร้างของไคตนิ ซง่ึ มีไนโตรเจนเป็นองคป์ ระกอบ (ก.) ไคตนิ ที่พบใน 47
เปลือกแมลง (ข.) และไคตินทสี่ ังเคราะหเ์ ปน็ ด้ายเย็บแผล (ค.)
2.12 โครงสร้างทางเคมีของโมโนกลเี ซอไรด์ และไตรกลเี ซอไรด์
2.13 โครงสร้างของฟอสโฟไลพดิ 1 โมเลกลุ (ก.) และฟอสโฟไลพิดเรยี งตวั 2 ชน้ั (ข.)
2.14 โครงสร้างสารทเ่ี ปน็ อนุพนั ธข์ องสเทียรอยด์ ได้แก่ คลอเรสเทอรอล อิสทราไดออล
และเทสโทสเทอโรน

ซ หนา้

สารบญั ภาพ (ต่อ) 48
49
ภาพที่ 50
2.15 กรดอะมิโน 20 ชนิด ท่ีพบในส่งิ มชี วี ิต 50
2.16 กรดอะมโิ นเช่ือมต่อกันด้วยพนั ธะเพปไทด์เกิดเปน็ โพลเี พปไทด์ 51
2.17 พนั ธะทางเคมภี ายในสายโพลีเพปไทด์ 51
2.18 โครงสรา้ งโปรตีนระดับทตุ ยิ ภมู ิ มีรปู รา่ งแบบเป็นเกลียวหรอื เป็นแผน่ 55
2.19 โครงสรา้ งโปรตีนระดับทุติยภูมิที่ฝงั ตัวอยู่ทเ่ี ยอื่ หุ้มเซลล์ 64
2.20 ลกั ษณะโครงสรา้ งของฮีโมโกลบนิ 65
2.21 โครงสร้างและองคป์ ระกอบของกรดนิวคลีอิก 67
3.1 ขนาดของเซลล์ 68
3.2 การศกึ ษาองคป์ ระกอบของเซลลด์ ้วยเทคนิคแยกองคป์ ระกอบเซลล์ 69
3.3 โครงสร้างและลักษณะของเซลลโ์ พรคาริโอต 70
3.4 โครงสร้างและลกั ษณะของเซลล์ยูคารโิ อต (เซลล์สัตว์) 71
3.5 โครงสร้างและลกั ษณะของเซลลย์ ูคารโิ อต (เซลล์พชื ) 72
3.6 การจัดเรยี งตวั ของออรก์ าเนลล์ทีม่ ีเยื่อหุ้มภายในเซลล์ยูคาริโอตอย่างเป็นระบบ 73
3.7 การจดั เรยี งตัวของฟอสโฟไลพดิ และโปรตนี ท่ีเป็นองค์ประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ 74
3.8 ลักษณะโครงสร้างและองคป์ ระกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ 75
3.9 ลกั ษณะโครงสร้างของนิวเคลยี สและเยอื่ หุ้มนิวเคลียส 76
3.10 ลกั ษณะโครงสรา้ งของไรโบโซม 77
3.11 ลกั ษณะโครงสรา้ งของร่างแหเอน็ โดพลาสซมึ 78
3.12 ลักษณะโครงสร้างของกอลจบิ อดี 78
3.13 ลักษณะโครงสรา้ งของไลโซโซม 79
3.14 ลกั ษณะของคอนแทรคไทล์แวคิวโอลของ Paramecium caudatum 80
3.15 ลกั ษณะของเซน็ ทรลั แวควิ โอลที่พบภายในเซลล์พชื
3.16 ลกั ษณะโครงสรา้ งของไมโทคอนเดรีย 81
3.17 ลักษณะโครงสร้างของคลอโรพลาสต์ 82
3.18 ทฤษฎีเอน็ โดซิมไบออนบ่งชี้จุดกาเนิดของไมโทคอนเดรยี และคลอโรพลาสต์ 83
83
ในเซลล์ยคู ารโิ อต 84
3.19 ลกั ษณะโครงสร้างของเพอร์ออกซโิ ซม 86
3.20 ไซโทสเกเลทันภายในเซลล์ 87
3.21 ลกั ษณะโครงสรา้ งของเซ็นโทรโซม 88
3.22 ลักษณะการจดั เรียงตวั ของไมโครทบู ลู ของซเี ลีย
3.23 โครงสรา้ งของผนงั เซลล์พืช
3.24 องคป์ ระกอบและโครงสรา้ งของเอ็กซ์ทราเซลลลู าร์แมทรกิ ซ์ (ECM)
3.25 รอยตอ่ ระหว่างเซลล์

สารบญั ภาพ (ต่อ) ฌ

ภาพที่ หน้า
3.26 รปู แบบการแพร่ของสารผา่ นเยอ่ื กน้ั
3.27 สภาวะของเซลลส์ ตั ว์ (บน) และเซลลพ์ ืช (ล่าง) เมอ่ื อยู่ในสารละลายท่ีมี 89

ความเขม้ ข้นตา่ งกนั 90
3.28 การแพร่แบบฟาซิลิเทต 91
3.29 การลาเลยี งสารผา่ นเยอ่ื หมุ้ เซลลแ์ บบใช้พลงั งาน ATP 92
3.30 การลาเลยี งสารทม่ี ีโมเลกุลใหญ่ผา่ นเข้ามาในเซลล์ 93
4.1 โครงสร้างพ้ืนฐานของพชื ดอก 100
4.2 ระบบเนือ้ เย่ือผิว ระบบเนือ้ เยื่อทอ่ ลาเลียง และระบบเน้ือเยื่อพื้นของพชื 100
4.3 ชนิดของเนื้อเยื่อพชื จาแนกตามกลมุ่ ของเนื้อเยอ่ื เจริญ และเนือ้ เยื่อถาวร 102
4.4 ภาพรวมของการเจริญเติบโตแบบปฐมภมู แิ ละทุติยภมู ิของพืช 102
4.5 การเจริญเติบโตแบบปฐมภมู ิบรเิ วณปลายราก (ก.) และบริเวณปลายยอด (ข.) 103
4.6 แผนผังการเจรญิ และการเปล่ยี นแปลงของเนอ้ื เยื่อเจริญสว่ นปลายของพชื 104
4.7 เนอ้ื เย่อื ผิวของลาตน้ ถ่ัวเขียว (ก.) เซลล์บริเวณโดยรอบปากใบ (ข.) 105
4.8 เนือ้ เยอื่ ผิวของฝักถ่ัวเปล่ยี นแปลงไปเป็นขนทผ่ี ิวเพื่อป้องกนั การกัดแทะจากแมลง 105
4.9 เซลล์พาเรนไคมา (ก.) เซลล์คอลเลนไคมา (ข.) และเซลล์สเคลอเรนไคมา (ค.) 107
4.10 เนอ้ื เย่ือไซเล็มประกอบดว้ ย เทรคีด และเวสเซล 108
4.11 เนือ้ เยื่อลาเลียงอาหารของพืชเมล็ดเปลือย (ซา้ ย) และพืชดอก (ขวา) 109
4.12 การเจริญขัน้ ปฐมภมู ิของราก 110
4.13 การจดั เรียงตวั ของเนื้อเยือ่ ชว่ งการเจรญิ ขัน้ ปฐมภมู ขิ องรากในพชื ใบเลย้ี งคู่ (ก.)
111
และพชื ใบเลย้ี งเดยี่ ว (ข.) 112
4.14 การเจรญิ ของรากแขนงจากสว่ นของ pericycle 113
4.15 การจดั เรยี งตวั ของเนื้อเย่ือพืชในลาตน้ 114
4.16 การจัดเรียงตัวของเน้ือเยือ่ และโครงสร้างภายในของใบพชื 116
4.17 การเจริญขัน้ ปฐมภมู ิและทตุ ยิ ภูมขิ องพชื ในกล่มุ ไม้เน้ือแขง็ 117
4.18 ภาพตัดขวางของลาตน้ พชื ในกลุ่มไมเ้ น้ือแข็ง 118
4.19 กายวิภาคของลาตน้ พชื 120
4.20 ชนดิ ของเน้ือเยื่อบุผิว 122
4.21 เนือ้ เย่ือเก่ยี วพันชนดิ ต่างๆ ทพ่ี บในร่างกายสตั ว์ 124
4.22 เนอื้ เยื่อกลา้ มเน้ือแตล่ ะชนดิ ในสตั วม์ ีกระดูกสนั หลัง 124
4.23 เนอ้ื เยื่อประสาทประกอบด้วยเซลลป์ ระสาทและเซลลเ์ กลยี 132
5.1 การแบง่ เซลลจ์ ากหนึ่งเซลลเ์ ป็นสองเซลล์ 132
5.2 การสืบพนั ธแ์ุ บบไม่อาศยั เพศโดยการแตกหน่อของยสี ต์ (ก.) และไฮดรา (ข.) 134
5.3 การสืบพนั ธุ์แบบอาศัยเพศ (คอนจูเกชัน) ของแบคทีเรียชนดิ Escherichia coli

ญ

สารบญั ภาพ (ต่อ) หน้า

ภาพท่ี 136
5.4 การสบื พนั ธุ์ (แบบไม่อาศยั เพศ) ของแบคทเี รยี โดยการแบง่ เซลล์ 137
138
จากหนึง่ เป็นสองเซลล์ 139
5.5 กระบวนการทรานส์ดักชันของแบคทเี รยี โดยมีไวรัสฟาจก์เกี่ยวข้อง 140
5.6 กระบวนการคอนจูเกชันในแบคทเี รยี 141
5.7 การสืบพนั ธแุ์ บบคอนจเู กชันของพารามเี ซียม 142
5.8 การสบื พันธุข์ องสาหรา่ ยสเี ขยี วเซลลเ์ ดียว Chlamydomonas
5.9 เหด็ พฟั ฟ์บอลทีก่ าลงั ปล่อยสปอร์เพื่อการสบื พนั ธ์ุ 143
5.10 เชื้อรา Penicillium เจรญิ อยู่ทีผ่ ิวของเปลือกสม้ โดยการสบื พนั ธแ์ุ บบไม่อาศัยเพศ 144
5.11 การสบื พันธ์ุแบบอาศยั และไม่อาศัยเพศของเช้ือราดาขนมปัง 146
147
(Rhizopus stolonifer) 148
5.12 โครงสรา้ งของดอก 149
5.13 การสรา้ งเซลลส์ บื พนั ธ์เุ พศผแู้ ละเพศเมียของพืชดอก 150
5.14 กลไกการถ่ายละอองเรณูของพชื ดอก 151
5.15 กระบวนการปฏสิ นธซิ อ้ นในพชื ดอก 151
5.16 การสืบพนั ธ์แุ บบอาศยั เพศของฟองนา้ 152
5.17 การสืบพนั ธแ์ุ บบสลบั ของแมงกะพรุน 154
5.18 การสืบพนั ธ์ุแบบไม่อาศัยเพศของพยาธติ ัวตืด (ก.) และพลานาเรยี (ข.) 155
5.19 การสืบพันธแุ์ บบอาศยั เพศของไสเ้ ดือนดิน 156
5.20 กายวิภาคระบบสืบพนั ธุ์ของแมลงหวี่เพศผู้ (ก.) และแมลงหวเ่ี พศเมีย (ข.) 159
5.21 ปลาอมไข่ (Apogon aureus) เพศผ้มู ีหน้าทด่ี ูแลไขภ่ ายในปาก 161
5.22 โวคอลแซคของกบเพศผู้ (ก.) และการปฏสิ นธภิ ายนอกของกบ (ข.) 163
5.23 งู bushmaster snakes (Lachesis muta) ออกลกู เปน็ ไข่ (oviparous) 165
5.24 โครงสร้างระบบสืบพนั ธ์ุในมนุษยเ์ พศหญิง
5.25 โครงสรา้ งระบบสืบพันธ์ุในมนุษยเ์ พศชาย 168
5.26 กระบวนการสรา้ งเซลล์สเปริ ์มในมนุษย์ 170
5.27 กระบวนการสรา้ งเซลลไ์ ข่ในมนุษย์ 172
5.28 วฏั จักรของระบบสืบพนั ธุ์ในมนุษย์เพศหญงิ ควบคุมโดยไฮโพทาลามัส (ก) ฮอรโ์ มน 173
174
จากต่อมใต้สมอง (ข) วัฏจกั รของรงั ไข่ (ค) ฮอรโ์ มนจากรังไข่ (ง) วฏั จกั รของมดลกู (จ) 175
5.29 กระบวนการควบคุมการสร้างฮอร์โมนของอัณฑะ
5.30 การเกิดตัวอ่อนระยะไซโกต (ก.) และการฝังตวั ของตัวอ่อนระยะบลาสโทซิส (ข.)
5.31 การไหลเวียนเลอื ดบริเวณรกระหว่างแมแ่ ละทารก
5.32 การพฒั นาของทารกชว่ ง 5 สปั ดาห์ (ก.) 14 สปั ดาห์ (ข.) และ 20 สัปดาห์ (ค.)
5.33 กลไกการควบคุมการทางานแบบยอ้ นกลับเชิงบวกของการหดตัวของมดลูก

สารบัญภาพ (ต่อ) ฎ

ภาพท่ี หน้า
5.34 กระบวนการหดตัวของมดลูก
5.35 การตรวจสอบความผดิ ปกตทิ างพันธกุ รรมของทารกในครรภ์ 175
6.1 วฏั จกั รของเซลล์ 179
6.2 การแบง่ เซลล์แบบไมโทซิส (เซลล์สัตว์) 186
6.3 การแบง่ ไซโทพลาสซึมของเซลล์สตั ว์ (ก.) และเซลลพ์ ชื (ข.) 188
6.4 การแบ่งเซลลแ์ บบไมโอซิส I 189
6.5 การแบง่ เซลลแ์ บบไมโอซิส II 191
7.1 ฮูมนั คูลัส ท่ีอยู่ในส่วนหัวของสเปิรม์ 192
7.2 เมนเดล บดิ าแห่งวชิ าพันธุศาสตร์ (ซ้าย) สวนหลงั โบสถท์ ีเ่ มนเดลเคยใช้ 198

ทาการทดลองปลกู ถ่วั ลันเตา (ขวา) 203
7.3 โครงสร้างของดอกถ่ัวลันเตา และวธิ กี ารผสมขา้ มตน้ ระหว่างถ่วั ลนั เตา
204
พันธุ์ดอกสีมว่ ง และดอกสีขาว 205
7.4 ลักษณะของถ่ัวลันเตาท่ีแตกตา่ งกนั อย่างชัดเจน 7 ลกั ษณะ 208
7.5 แบบแผนการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมด้านความสงู ของตน้ ถัว่ ลันเตา 209
7.6 แผนผงั การผสมถัว่ ลนั เตา 2 ลกั ษณะ (ไดไฮบรดิ ครอส)
7.7 แผนผงั การผสมทดสอบถว่ั ลนั เตาที่มเี มลด็ สเี หลืองผิวเรียบ (G_W_) 214
216
วา่ มีจีโนไทปเ์ ปน็ แบบใด 217
7.8 ลกั ษณะท่วั ไปของมนษุ ย์ท่ีควบคมุ ดว้ ยอลั ลลี บนโครโมโซมร่างกาย 218
7.9 ลกั ษณะสขี องกลบี ดอกล้ินมังกรทง้ั 3 แบบ มกี ารข่มกันของอลั ลลี แบบไม่สมบรู ณ์ 219
7.10 การตรวจสอบหม่เู ลือดระบบ MN โดยปฏิกริ ยิ าระหวา่ งแอนตเิ จนและแอนติบอดี 220
7.11 รูปแบบสีขนของกระตา่ ยที่ควบคุมด้วยอลั ลีลมากกว่าสองอัลลีล (มัลตเิ ปลิ อลั ลลี )
7.12 ระบบหมู่เลือด ABO ในมนุษย์ 221
7.13 แบบแผนการผสมพนั ธุห์ นูระหว่างหนูขนสเี ขม้ (cross A) หนูขนสีเหลือง (cross B) 223

และหนูขนสีเข้มกับสีเหลือง (cross C) เพอ่ื หายีนมรณะ AY 227
7.14 แผนผงั การผสมพนั ธุผ์ ลซมั เมอร์สควอซสายพนั ธุส์ ขี าวและสเี ขียว
7.15 ผลของซัมเมอร์สควอชมีลักษณะฟีโนไทป์ 3 แบบ ได้แก่ ผลกลม (sphere) 228
230
ผลยาว (long) และผลแบน (disc) 232
7.16 ลักษณะหงอนไก่ท่แี ตกตา่ งกัน 4 แบบ ไดแ้ ก่ วอลนทั (walnut) กหุ ลาล (rose) 232
233
ถ่ัว (pea) และหงอนเดี่ยว (single)
7.17 การทดลองของมอรแ์ กนเก่ยี วกับการศึกษาลงิ ค์ยีนในแมลงหว่ี
7.18 การกาหนดเพศด้วยระบบโครโมโซมเพศในสัตวบ์ างชนิด
7.19 กราฟแสดงชว่ งอุณหภูมิทมี่ ผี ลตอ่ เปอรเ์ ซ็นต์ของการฟักไข่ทจี่ ะออกมาเป็นเพศผู้
7.20 ตาแหนง่ ของ SRY ยีน ท่ีอยู่บนโครโมโซม Y ของมนุษย์

ฏ หนา้

สารบัญภาพ (ต่อ) 234
236
ภาพท่ี 237
7.21 แผนผงั สรุปการผสมสลับเพ่ือทดสอบการถ่ายทอดลักษณะสตี าของแมลงหวี่ 237
7.22 แมวท่มี ีขนสามสีอันเนื่องมาจากกลไก X-inactivation ของเซลล์ 238
7.23 การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมหัวลา้ นในครอบครัว Adams 239
7.24 ลกั ษณะขนไก่ท่ีถูกควบคุมด้วยยีนแบบ sex-limited trait 239
7.25 สญั ลักษณ์ท่ีใช้ในการสร้างแผนพันธปุ ระวัติ
7.26 ตัวอย่างแผนผังพนั ธุประวตั ิทมี่ ีการถา่ ยทอดแบบยีนด้อยบนโครโมโซมร่างกาย 240
7.27 ตัวอยา่ งแผนผงั พนั ธปุ ระวตั ทิ ี่มีการถา่ ยทอดแบบยีนเด่นบนโครโมโซมรา่ งกาย 240
7.28 ตวั อยา่ งแผนผงั พนั ธุประวตั ิท่มี กี ารถา่ ยทอดแบบยีนด้อยบนโครโมโซม X 241
242
เม่ือแมเ่ ป็นพาหะ 249
7.29 แผนผงั พนั ธุประวัตกิ ารถา่ ยทอดยีนดอ้ ยบนโครโมโซม X เม่อื แม่เป็นโรคตามบอดสี 250
7.30 ตวั อยา่ งแผนผังพนั ธปุ ระวัติท่ีมีการถา่ ยทอดแบบยนี เด่นบนโครโมโซม X 251
7.31 ผลการทดลองของ Nilsson-Ehle ในการผสมพันธุข์ า้ วสาลี
8.1 ฟรานซิส คริก (ซ้าย) และเจมส์ วัตสนั (ขวา) ผู้เสนอโครงสร้างดเี อน็ เอ 252
8.2 การทดลองของกริฟฟธิ ที่ให้หนไู ดร้ บั เชื้อแบบทเี รยี Streptococcus pneumonia
8.3 การทดลองเพื่อหาว่าดเี อ็นเอเป็นสารพันธกุ รรมของ Avery, MacLeod และ McCarty 253
8.4 การทดลองของ Hershey และ Chase เพอื่ ยนื ยนั ว่าสารพันธุกรรมของ
253
ฟาจก์ T2 คอื ดเี อน็ เอ 255
8.5 ภาพถา่ ยของเจมส์ วัตสัน (ซา้ ย) และฟรานซสิ ครกิ (ขวา) ถ่ายคกู่ ับโครงสร้าง
256
ดีเอน็ เอท่เี ขาได้ร่วมกนั เสนอท่ี Cavendish Laboratories ในปี ค.ศ. 1953 257
8.6 ภายถา่ ยของวิลคลินส์ และแฟรงคลิน กับการศึกษาดเี อน็ เอด้วยเทคนิค 258
259
X-ray diffraction 260
8.7 กระบวนการจาลองดเี อ็นเอมีรปู แบบการจาลองเปน็ แบบกง่ึ อนรุ ักษ์ 261
8.8 กระบวนการจาลองดีเอ็นเอของแบคทเี รีย (ก.) และภาพขณะ E. coli 262

กาลงั จาลองดีเอ็นเอ (ข.) 263
8.9 เอนไซม์และโปรตนี ท่ีเกีย่ วข้องในกระบวนการจาลองดเี อ็นเอ 264
8.10 การถอดรหัสของดเี อ็นเอสายแม่แบบ (DNA template strand) ในสว่ นทเ่ี ปน็ ยีน
8.11 กระบวนการถอดรหัสของดีเอน็ เอเพื่อสงั เคราะห์อาร์เอ็นเอ
8.12 กระบวนการโดยภาพรวมของการถอดรหัสดเี อน็ เอและการตดั แต่งอารเ์ อ็นเอ
8.13 กระบวนการเตมิ นวิ คลีโอไทด์ชนดิ เบสอะดนี นี เขา้ ท่ีปลายด้าน 3’ ของอาร์เอน็ เอ
8.14 รหสั พนั ธกุ รรม (โคดอน) 64 แบบ ที่กาหนดชนดิ ของกรดอะมิโน 20 ชนดิ
8.15 องค์ประกอบของไรโบโซมและโปรตนี อ่นื ๆ ในข้ันตอนเรม่ิ การสงั เคราะห์

สายโพลเี พปไทด์
8.16 กระบวนการสังเคราะห์สายโพลเี พปไทด์ให้ยาวขนึ้ และขั้นตอนส้ินสดุ การสังเคราะห์

สารบัญภาพ (ต่อ) ฐ

ภาพที่ หน้า
8.17 กระบวนการสงั เคราะหโ์ ปรตนี ที่ใช้ไรโบโซมจานวนมาก (polyribosome) 265
8.18 การเกดิ การกลายเฉพาะทีแ่ บบการแทนท่เี บสหนงึ่ ตาแหนง่ ทโ่ี คดอนตาแหน่งท่ี 6
267
เปน็ สาเหตขุ องโรคโลหิตจางแบบซิกเคิลเซลล์ (sickle cell anemia) (ก.) 268
เมด็ เลอื ดแดงมีรูปร่างคล้ายพระจันทร์เสี้ยว (ข.) 268
8.19 การเกดิ การกลายแบบเฟรมชฟิ ท์ มิวเทชัน (frameshift mutation) ทาให้ได้ 269
ลาดับโคดอนท่เี ปล่ียนแปลงไปทั้งชุด 270
8.20 รปู แบบของการเกิดการกลายระดับยนี ท่ีเขียนแทนโดยใช้ประโยค 271
8.21 ลักษณะตาของแมลงหวีแ่ บบปกติ (ก.) แบบ bar-eyes (ข.) และ 272
แบบ double bar (ค.) 273
8.22 คารโิ อไทป์ของมนษุ ยเ์ พศหญงิ (XX) ทต่ี รวจพบว่าแขนข้างส้นั ของโครโมโซม 274
แทง่ ท่ี 5 (แท่งขวามือ) มีชน้ิ ส่วนโครโมโซมขาดหายไป (deletion) 275
8.23 รูปแบบการต่อสลับของโครโมโซมแบบมีเซ็นโทรเมยี รว่ ม (ก.) และแบบไมม่ ี 276
เซน็ โทรเมียร่วม (ข.) 276
8.24 การแลกเปล่ียนช้ินส่วนของโครโมโซมแบบ reciprocal translocation 277
และการแยกของโครโมโซมระหว่างการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส 277
8.25 การแลกเปล่ยี นชิ้นสว่ นของโครโมโซมคู่ท่ี 9 และ 22 t(9;22) (ก.) 288
เซลล์เม็ดเลอื ดขาวท่เี พมิ่ จานวนมากกวา่ คนปกติ (ข.) 288
8.26 การเกิดนอนดิสจงั ชนั (nondisjunction) ในระหว่างการแบง่ เซลล์ 289
แบบไมโอซสิ I (ซา้ ย) และไมโอซสิ II (ขวา) 290
8.27 เดก็ ผหู้ ญงิ ทเี่ ป็นกล่มุ อาการดาวน์ (ก.) และคาริไทป์ (karyotype) 291
แสดงโครโมโซมคทู่ ี่ 21 เกินมา 1 แท่ง (47, XX, +21)
8.28 เดก็ ทารกทีเ่ ปน็ กล่มุ อาการเอด็ เวริ ด์ (ก.) และลกั ษณะการกามือท่ีผดิ ปกติ (ข.)
8.29 คารโิ อไทปข์ องทารกกล่มุ อาการพาทวั มโี ครโมโซมค่ทู ี่ 13 เกนิ มา 1 แท่ง
(trisomy 13)
8.30 คารโิ อไทป์ของทารกกลุ่มอาการเทอรเ์ นอร์ แสดงโครโมโซม X ทีห่ ายไป 1 แทง่
8.31 คารโิ อไทปข์ องทารกกลุ่มอาการทริปเพิล-เอ็กซ์ แสดงโครโมโซม X ทีเ่ กินมา 1 แท่ง
9.1 แนวคิดของลามารค์ ทเ่ี สนอวา่ ยรี าฟยืดคอเพ่ือกนิ ใบไม้ทาให้ยรี าฟมีคอยาว
9.2 ต้นบอนไซทถี่ ูกตดั แต่งให้มลี กั ษณะตามท่มี นุษยต์ อ้ งการ
9.3 ชาลส์ ดารว์ นิ เดินทางสารวจไปกับเรือหลวงองั กฤษ (HMS Beagle)
ตามแนวชาวฝง่ั ทวีป
9.4 นกฟินช์ 14 ชนิด มลี กั ษณะจะงอยปากท่ีแตกต่างกนั ตามชนดิ ของอาหาร
9.5 ฟอสซลิ ของไดโนเสาร์มีปีก (ก.) ใบเฟิรน์ (ข.) ไทรโลไบท์ (ค.)
และแมงมมุ ที่ตดิ อยู่ในยางไม้ (ง.)

ฑ หนา้

สารบัญภาพ (ต่อ) 293

ภาพท่ี 294
9.6 นกโบราณ Archaeopteryx sp. ท่เี คยมชี ีวติ อยู่เม่ือ 150 ล้านปกี ่อน 295
9.7 ลกั ษณะโครงกระดูกของสง่ิ มีชีวติ ท่ีมีโครงรา่ งพนื้ ฐานเหมือนกนั 296
297
(homologous structure) 298
9.8 การเปรยี บเทียบลักษณะการเจริญพัฒนาของตัวอ่อนในสตั ว์มกี ระดูกสนั หลงั 300
9.9 วงศ์วานววิ ฒั นาการของสัตว์ในกลุ่มไพรเมท (primate) 301
9.10 โมเดลของการเกิดการเลอ่ื นลอยทางพนั ธกุ รรม (genetic drift) 302
9.11 ปรากฏการณ์คอขวด 303
9.12 การคัดเลือกทางธรรมชาติแบบ Stabilizing selection 303
9.13 การคดั เลือกทางธรรมชาติแบบ Disruptive selection 304
9.14 การคัดเลือกทางธรรมชาติแบบ Directional selection 305
9.15 นก eastern meadowlark (ก.) และ western meadowlark (ข.)
9.16 รปู แบบของการเกดิ สปีชีสใ์ หม่แบบ Anagenesis (ก.) และ Cladogenesis (ข.) 306
9.17 งู garter สองชนดิ ในสกุล Thamnophis ทอ่ี าศยั ในแหล่งทอี่ ย่ตู ่างกนั 307
9.18 สกงั๊ ลายสองชนิดที่อาศัยอยู่ในเขตอเมริกาเหนือ 308
9.19 การเกิดสปชี สี ใ์ หมแ่ บบ Allopatric speciation ของกระรอกสกลุ 309
312
Ammospermophilus
9.20 การเกิดสปีชีสใ์ หม่แบบ Allopatric speciation ของกุง้ ในสกุล Alpheus 313
9.21 การแบ่งเซลลท์ ท่ี าใหเ้ กิด autopolyploidy (ก.) และ allopolyploidy (ข.) 314
9.22 การผสมขา้ วสาลี 3 สายพนั ธุ์ ทาใหไ้ ด้ขา้ วสาลีสายพันธใุ์ หม่ (แบบ allopolyploidy) 315
9.23 ขนาดความจุของสมองของชิมแพนซี โกริลลา่ มนุษย์โบราณ และมนุษย์ปัจจบุ นั 316
9.24 กะโหลกและภาพจาลองของ sahelanthropus tchadensis (ก.) และ 317
317
ฟอสซิลของ Ardipithecus ramidus (ข.)
9.25 โครงกระดูกจาลองของลซู ี (Australopithecus afarensis) 318
9.26 กะโหลกและภาพจาลองของ Australopithecus Africanus 319
9.27 ฟอสซลิ โครงกระดกู (ก.) และภาพวาดจาลอง (ข.) ของ Homo ergaster
9.28 ฟอสซิลกะโหลกและภาพจาลองของ Homo erectus
9.29 ขวานมืออาชวิ เลียนจากประเทศสเปน (ซา้ ย) ลเิ บีย (กลาง) โมร็อกโก (ขวา)
9.30 กะโหลกจาลองของ H. neanderthalensis (ก.) เครอ่ื งมอื ขูดจากประเทศ

อียิปต์ (ข.ซ้าย) หัวลกู ศร (ข.กลาง) และขวานมือจากประเทศฝร่ังเศส (ข.ขวา)
9.31 ฟอสซิลทีเ่ กา่ แกท่ ่สี ดุ ของมนุษยป์ ัจจบุ ัน (Homo sapiens) มีอายรุ าว 160,000 ปี

สารบญั ตาราง หน้า

ตารางที่ 5
1.1 สาขาวิชาตา่ งๆ ทีเ่ กย่ี วข้องกับชวี วิทยา 21
1.2 ข้อแตกตา่ งระหวา่ งกล้องจลุ ทรรศน์ใชแ้ สงแบบธรรมดากับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน 30
2.1 ธาตใุ นธรรมชาติทีส่ ามารถพบได้ในร่างกายมนุษย์ 41
2.2 หมฟู่ งั ก์ชันทีส่ าคัญในสารชีวโมเลกุล 42
2.3 โครงสร้างของน้าตาลโมเลกุลเด่ยี ว 52
2.4 กรดอะมโิ น 20 ชนดิ ท่ีพบในร่างกายมนษุ ย์ 53
2.5 หนา้ ที่ของโปรตีนโดยภาพรวม
2.6 เปรยี บเทยี บการสรา้ งโปรตีนฮโี มโกลบินทีป่ กติ กับผดิ ปกติทาให้เกิดโรค 54
164
ซิกเคิลเซลลอ์ ะนีเมีย 206
5.1 ความแตกต่างของกระบวนการสร้างสเปริ ม์ กบั กระบวนการสร้างไข่
7.1 ผลการทดลองผสมถว่ั ลนั เตาของเมนเดลแสดงขอ้ มูลอตั ราสว่ นใน 7 คูล่ ักษณะ 213
7.2 สดั ส่วนของการเพม่ิ ข้ึนตามจานวนคยู่ ีนท่ีเป็นเฮเทอโรไซกัส ชนิดของเซลลส์ ืบพนั ธ์ุ 254

ของ F1 ชนิดของจโี นไทป์ ฟีโนไทป์ และจานวนประชากรอย่างต่าทจ่ี ะเกดิ ขน้ึ ในรุ่น F2
8.1 ความสัมพนั ธข์ องสัดสว่ นของเบสเพียวรนี และไพริมดิ นี ในสิง่ มีชีวติ ชนดิ ตา่ งๆ

แผนบริหารการสอนรายวิชา

รหัสวชิ า BI01101 หน่วยกิต 3(3-0-6)
รายวชิ า ชวี วิทยา 1 (Biology 1) รวม 48 ช่วั โมง
รวมเรยี น 16 สัปดาห์

คาอธบิ ายรายวิชา
ระเบียบวิธวี ิทยาศาสตร์ สมบัติและการจดั ระบบของสิ่งมชี วี ิต เคมีพ้ืนฐานในส่ิงมีชีวิต โครงสร้าง

หน้าทข่ี องเซลล์และเนื้อเย่อื การสบื พันธุ์ พันธุศาสตร์ แนวคดิ และกลไกของวิวฒั นาการ

วัตถุประสงคท์ ว่ั ไป
เพอื่ ให้นกั ศึกษามีความรูค้ วามเขา้ ใจและมีความสามารถ ดังน้ี
1. ระเบยี บวิธีวทิ ยาศาสตร์ สมบัติและการจดั ระบบของสง่ิ มีชวี ิต เคมีพน้ื ฐานในสงิ่ มีชวี ิตโครงสรา้ ง

และหน้าท่ีของเซลล์และเนื้อเยื่อ การสืบพันธุ์ การแบ่งเซลล์ การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
พันธุศาสตร์โมเลกลุ ตลอดจนแนวคดิ และกลไกทางววิ ัฒนาการ

2. แก้ปัญหาตา่ งๆ บนพน้ื ฐานของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ได้
3. นาความรู้และทฤษฎีไปประยุกตใ์ ช้ในชวี ติ ประจาวัน สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม
ปจั จุบนั และอนาคตโดยอาศยั พ้ืนฐานทางชวี วิทยาได้

เนือ้ หา 3 ช่วั โมง
บทท่ี 1 บทนาสู่ชวี วิทยา 3 ชั่วโมง

1.1 การศกึ ษาทางชวี วทิ ยา
1.2 วธิ กี ารศกึ ษาทางวทิ ยาศาสตร์
1.3 ชีววทิ ยาและความหมายของชวี วทิ ยา
1.4 คุณสมบตั แิ ละลักษณะของสิ่งมชี ีวติ
1.5 กล้องจลุ ทรรศน์
ตวั อยา่ งโจทย์วิจยั และกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
สรปุ
คาถามท้ายบท
เอกสารอา้ งอิง
บทท่ี 2 สารประกอบเคมใี นสิ่งมชี ีวติ
2.1 บรบิ ทของสารเคมีต่อสิง่ มชี วี ิต
2.2 นา้ และชีวิต
2.3 สารชวี โมเลกลุ
สรปุ
คาถามทา้ ยบท
เอกสารอ้างอิง

ต 6 ช่ัวโมง
บทที่ 3 โครงสร้างและหน้าท่ีของเซลล์
6 ชั่วโมง
3.1 เซลลค์ ืออะไร 6 ชวั่ โมง
3.2 ประวัตกิ ารศึกษาเก่ียวกบั เซลล์ 3 ชัว่ โมง
3.3 ชนิดของเซลล์ 9 ชวั่ โมง
3.4 โครงสร้างและหน้าท่ีขององคป์ ระกอบเซลล์
3.5 องคป์ ระกอบภายนอกเซลล์และการเชอื่ มตอ่ ระหว่างเซลล์
3.6 การลาเลียงสารผา่ นเยอ่ื ห้มุ เซลล์
สรุป
คาถามทา้ ยบท
เอกสารอ้างอิง
บทท่ี 4 เนือ้ เยอื่ พชื และสตั ว์
4.1 เนอ้ื เย่ือของพชื
4.2 เน้ือเยือ่ ของสตั ว์
สรุป
คาถามทา้ ยบท
เอกสารอา้ งอิง
บทที่ 5 การสืบพันธข์ุ องส่ิงมีชีวิต
5.1 ชนิดและรูปแบบของการสบื พนั ธ์ุ
5.2 การสบื พนั ธข์ุ องสง่ิ มีชวี ิตช้ันต่า
5.3 การสบื พันธขุ์ องพืช
5.4 การสบื พนั ธข์ุ องสตั ว์
5.5 การสืบพนั ธ์ุของมนษุ ย์
สรปุ
คาถามท้ายบท
เอกสารอา้ งอิง
บทท่ี 6 การแบง่ เซลล์
6.1 การแบ่งเซลล์แบบไมโทซสิ
6.2 การแบง่ เซลลแ์ บบไมโอซสิ
สรุป
คาถามทา้ ยบท
เอกสารอา้ งอิง
บทท่ี 7 พนั ธุศาสตร์กับหลกั การถ่ายทอดลักษณะทางพันธกุ รรม
7.1 ประวัติและความเป็นมาของพันธศุ าสตร์
7.2 นกั วิทยาศาสตรก์ ับความเปน็ มาทเ่ี ก่ยี วข้องกบั วชิ าพนั ธุศาสตรโ์ ดยสังเขป
7.3 เมนเดลและหลักการถา่ ยทอดทางพนั ธุกรรม
7.4 พนั ธกุ รรมนอกเหนอื กฎของเมนเดล
7.5 ยีนท่อี ยบู่ นโครโมโซมเดียวกนั

ถ

7.6 การกาหนดเพศและยนี ที่อยู่บนโครโมโซมเพศ 6 ชั่วโมง
7.7 แผนผงั พนั ธุประวัติ 6 ชวั่ โมง
7.8 พันธุศาสตร์เชงิ ปรมิ าณ
สรปุ
คาถามทา้ ยบท
เอกสารอ้างองิ
บทท่ี 8 หลักพันธศุ าสตร์โมเลกลุ
8.1 สารพันธกุ รรม
8.2 กระบวนการจาลองดเี อ็นเอ
8.3 การถอดรหสั ของดเี อ็นเอ
8.4 การแปลรหัสพนั ธุกรรม
8.5 ความผิดปกตทิ างพันธุกรรม
สรุป
คาถามท้ายบท
เอกสารอา้ งองิ
บทที่ 9 วิวฒั นาการ
9.1 แนวคดิ เกี่ยวกบั การกาเนิดสิง่ มชี ีวิต
9.2 ทฤษฎีทางวิวฒั นาการ
9.3 หลกั ฐานทางวิวัฒนาการของสงิ่ มีชวี ิต
9.4 วิวฒั นาการระดบั จลุ ภาค
9.5 ววิ ัฒนาการระดบั มหภาคและการเกิดสปชี สี ์ใหม่
9.6 วิวัฒนาการของมนุษย์
สรปุ
คาถามท้ายบท
เอกสารอ้างองิ

วิธสี อนและกจิ กรรม
1. บรรยายเน้ือหาโดยใช้สื่อการสอนต่างๆ เช่น เอกสารประกอบการสอนรายวชิ าชีววิทยา 1

PowerPoint presentation วดี ที ัศน์สารคดี รวมทง้ั หนงั สือ ตารา และเอกสารทเี่ กยี่ วข้อง
2. แบ่งกลมุ่ ผเู้ รียนและกาหนดหวั ขอ้ อภิปราย ใหผ้ เู้ รยี นนาเสนอผลอภิปราย จากนนั้ ผสู้ อน

สรปุ ผลการอภิปรายตามวตั ถุประสงค์ทกี่ าหนด
3. ชน้ี าประเด็นหรือสาระสาคัญ และมอบหมายงานใหผ้ ้เู รยี นศึกษาคน้ คว้าเพม่ิ เติมด้วยตนเอง
4. มอบหมายใหผ้ ู้เรียนตอบคาถามท้ายบท กาหนดขอบเขตและระยะเวลาการส่งงาน

สอ่ื การเรยี นการสอน
1. เอกสารประกอบการสอนรายวิชา ชีววิทยา 1
2. PowerPoint presentation

ท

3. ตาราภาษาไทยและภาษาองั กฤษทางชีววทิ ยา
4. วดี ที ัศน์สารคดี
5. โมเดล และตวั อย่างจรงิ
6. แผ่นภาพ

การวดั ผลและประเมินผล 10%
การวดั ผล 20%
1. คะแนนระหวา่ งภาคเรียน 10%
1.1 ความเอาใจใสใ่ นการเรยี นและปฏบิ ตั ิตามระเบียบมหาวทิ ยาลยั 10%
1.2 สอบเกบ็ คะแนนระหว่างภาคเรียน 5%
1.3 การตอบปญั หา และแสดงความคิดเห็น 5%
1.4 งานทีไ่ ดร้ บั มอบหมาย 10%
1.5 การมสี ว่ นร่วมในชน้ั เรียน 30%
1.6 คาถามทา้ ยบทท้ายบท
1.7 การนาเสนองาน
2. คะแนนสอบปลายภาคเรียน

การประเมินผล ผลการเรียนที่ได้
A
ช่วงคะแนน (%) B+
80-100 B
75-79 C+
70-74 C
65-69 D+
60-64 D
55-59 F
50-54
0-49

แผนบริหารการสอนประจาบทที่ 1

เร่อื ง ระเบยี บวิธีวทิ ยาศาสตร์
หวั ข้อเนอื้ หา

1.1 การศึกษาทางชวี วิทยา
1.1.1 สาขาทศ่ี กึ ษาโครงสร้างพ้นื ฐานของสิ่งมีชวี ติ
1.1.2 สาขาที่ศกึ ษาสรรี วิทยาของสิ่งมชี วี ิต
1.1.3 สาขาท่ีศึกษาความหลากหลายและววิ ฒั นาการของส่ิงมีชีวติ
1.1.4 สาขาทศ่ี กึ ษาความสมั พันธ์ระหวา่ งส่งิ มชี วี ติ

1.2 วิธีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์
1.2.1 กระบวนการ (process)
1.2.2 ความรู้ (knowledge)

1.3 ชวี วิทยาและความหมายของชีววิทยา
1.3.1 ความหมายของชีววทิ ยา
1.3.2 ความสาคัญของชวี วทิ ยาและการประยกุ ตใ์ ช้

1.4 คณุ สมบัติและลักษณะของสง่ิ มีชวี ิต
1.4.1 การสืบพนั ธุ์
1.4.2 การจดั ระเบียบโครงสร้างรา่ งกาย
1.4.3 เมทาบอลซิ มึ
1.4.4 การเจริญเตบิ โตและการพฒั นา
1.4.5 การตอบสนองตอ่ สิง่ เรา้
1.4.6 การเคล่ือนไหว
1.4.7 การปรบั ตัวให้เขา้ กบั สงิ่ แวดลอ้ ม
1.4.8 การรักษาดุลยภาพของร่างกาย

1.5 กล้องจุลทรรศน์
1.5.1 กลอ้ งจุลทรรศนใ์ ช้แสงแบบเลนสป์ ระกอบ
1.5.2 กล้องจลุ ทรรศนใ์ ช้แสงแบบสเตอรโิ อ
1.5.3 กลอ้ งจุลทรรศน์อิเลก็ ตรอนแบบส่องผ่าน
1.5.4 กลอ้ งจุลทรรศน์อเิ ล็กตรอนแบบส่องกราด

ตวั อยา่ งโจทยว์ จิ ยั และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
สรุป
คาถามท้ายบท
เอกสารอา้ งอิง

2

วัตถปุ ระสงค์เชงิ พฤตกิ รรม
เม่ือเรยี นจบบทเรยี นนีแ้ ลว้ ผ้เู รยี นควรมีความรู้และความสามารถ ดังนี้
1. บอกความหมายและความสาคญั ของชวี วทิ ยาในดา้ นต่างๆ ได้
2. อธบิ ายขอบเขต ความสัมพนั ธข์ องการศึกษาในสาขาวิชาตา่ งๆ ทางชีววิทยาได้
3. อภปิ รายและสรปุ ข้ันตอนของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรไ์ ด้
4. ยกตวั อยา่ งการทดลองทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละนาเสนอความคดิ ใหเ้ ห็นถึงกระบวนแก้ปัญหาทาง

วิทยาศาสตร์ได้
วิธสี อนและกิจกรรมการเรียนการสอน

1. นาเข้าส่บู ทเรียนดว้ ยการบรรยายประกอบ PowerPoint presentation
2. ผเู้ รยี นทบทวนเน้ือหา และรว่ มกนั แสดงความคิดเหน็ เกีย่ วกบั เน้อื หารายวิชาภายในคาบเรียน
3. ผู้เรียนสรา้ งผังความคดิ ของตนเองเกีย่ วกับกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์และนาเสนอเป็นกล่มุ
สอ่ื การเรียนการสอน
1. เอกสารประกอบการสอนรายวชิ าชวี วิทยา 1 บทที่ 1
2. PowerPoint presentation บทท่ี 1
3. ตวั อย่างหนังสอื ตารา เอกสารและงานวจิ ยั ทางชวี วิทยาที่เก่ยี วขอ้ ง
การวัดและประเมนิ ผล
การวัดผล
1. ความตัง้ ใจในชน้ั เรยี น และการตอบคาถามระหวา่ งเรยี น
2. สรปุ ผังความคดิ ของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
3. ตอบคาถามทา้ ยบทและสง่ งานทไี่ ดร้ บั มอบหมายตรงตามเวลาท่ีกาหนด
การประเมนิ ผล
1. ผู้เรยี นตอบคาถามผสู้ อนในระหวา่ งเรียนถูกตอ้ งไมน่ ้อยกวา่ รอ้ ยละ 80
2. สรุปผงั ความคิดของกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ไดถ้ ูกตอ้ งไม่นอ้ ยกว่ารอ้ ยละ 80
3. ตอบคาถามทา้ ยบทและสง่ งานที่ได้รบั มอบหมายตรงตามเวลาที่กาหนด และมคี วามถูกตอ้ งไม่
น้อยกวา่ รอ้ ยละ 80

บทที่ 1
บทนาส่ชู ีววิทยา

คาว่า “Science” เป็นคาที่มีรากศัพท์มาจากคากริยาในภาษาลาตินซึ่งมีความหมายว่า เพ่ือ
ความร้หู รือเพอ่ื ทจ่ี ะรู้ ดังนนั้ วิทยาศาสตรจ์ งึ เปน็ หนทางที่จะนามาซ่ึงความรู้ หรือวิธีการท่ีจะให้เราเข้าใจ
โลกของธรรมชาติ วิทยาศาสตร์ทาให้มนุษย์เราเกิดการพัฒนาอันนาไปสู่ความอยากรู้เก่ียวกับตัวเราเอง
รปู แบบชีวติ ของสิ่งมชี วี ติ ชนิดอ่นื อยากร้เู กีย่ วกับโลก และจักรวาล ดงั นนั้ ความพยายามที่จะรู้จักสิ่งต่างๆ
จงึ เปน็ เหมอื นแรงกระตนุ้ พืน้ ฐานของมนุษย์ รายละเอียดในบทนี้จะกลา่ วถึงการศึกษาทางชีววทิ ยา วิธีการ
ทใ่ี ชใ้ นกระบวนการศกึ ษาทางวิทยาศาสตร์ ซ่งึ เปน็ กระบวนการที่มรี ะเบยี บแบบแผนเพ่อื ใหไ้ ดม้ าซงึ่ คาตอบ
หรอื ความจริงท่สี ามารถพิสูจนไ์ ดด้ ้วยกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ปจั จุบันวิทยาศาสตร์มีการแตกแขนง
การศึกษาออกไปหลายสาขาวิชา สาขาวิชาหนึ่งซึ่งเป็นพ้ืนฐานของวิทยาศาสตร์ชีวภาพ ก็คือ ชีววิทยา
(Biology) ซงึ่ เปน็ วชิ าหรอื ศาสตรแ์ ขนงหนง่ึ ท่ีศกึ ษาเกย่ี วกับสิง่ มชี ีวติ คาว่า “Biology” มีรากศัพท์มาจาก
ภาษากรีกประกอบด้วย คาว่า “Bios” หมายถึง ส่ิงมีชีวิต และคาว่า “Logos” หมายถึง ความคิดหรือ
เหตผุ ล ดังน้นั ชีววทิ ยา จงึ หมายถงึ การศึกษาเกยี่ วกับสงิ่ มชี ีวติ อยา่ งมีเหตผุ ล

1.1 การศกึ ษาทางชีววิทยา

ชีววิทยาเปน็ สาขาวิชาที่มีรายละเอยี ดและเน้ือหาค่อนขา้ งมาก นอกจากนคี้ วามรู้ในสาขาชีววิทยา
ข้นั สงู ไม่สามารถรวบรวมความร้ทู ่ไี ด้จากศึกษาวจิ ัยเป็นสาขาเดียวได้ จึงต้องแยกออกเป็นสาขาย่อยต่างๆ
ในหัวข้อนี้จะแบ่งสาขาย่อยทางชีววิทยาออกเป็น 4 กลุ่ม โดยกลุ่มท่ีหนึ่งเป็นสาขาที่ศึกษาโครงสร้าง
พื้นฐานของส่ิงมชี วี ติ ตวั อยา่ งเช่น เซลล์ และยนี เปน็ ตน้ กลมุ่ ที่สองศึกษาการทางานของโครงสร้างต่างๆ
ตงั้ แต่ระดับเนื้อเยอ่ื ระดบั อวัยวะ จนถึงระดับร่างกาย กลุ่มท่ีสามศึกษาประวัติศาสตร์ของส่ิงมีชีวิต เช่น
วิวฒั นาการ กลุ่มทสี่ ่ศี ึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม การแบ่งกลุ่มน้ีเป็นเพียงการจัด
หมวดหมู่ใหส้ าขาต่างๆ ของชีววิทยาให้เป็นระบบที่เข้าใจง่าย แต่ความจริงแล้วขอบเขตของสาขาต่างๆ
ทางชวี วิทยานัน้ ยงั มีอีกมาก และสาขาวิชาส่วนใหญ่ก็จาเป็นต้องใช้ความรู้จากสาขาอ่ืนด้วย ตัวอย่างเช่น
สาขาชวี วทิ ยาของววิ ฒั นาการต้องใชค้ วามรจู้ ากสาขาอณูชีววทิ ยาดว้ ย เพื่อการจดั ลาดับและเปรียบเทียบดี
เอน็ เอซ่ึงจะชว่ ยใหเ้ ขา้ ใจความแปรผนั ทางพันธุกรรมของประชากร หรอื สาขาวิชาสรรี วิทยา ต้องใช้ความรู้
จากสาขาชวี วทิ ยาของเซลล์ และสาขากายวิภาคศาสตรร์ ว่ มดว้ ย เพ่ืออธบิ ายการทางานของระบบอวัยวะ

1.1.1 สาขาท่ีศกึ ษาโครงสร้างพืน้ ฐานของสง่ิ มีชวี ติ
อณูชีววิทยา (Molecular Biology) เป็นสาขาหนึ่งในชีววิทยาที่ทาการศึกษาในระดับ

โมเลกุล สาขาน้มี ีความสอดคล้องกับสาขาอน่ื ๆ ในชีววิทยาโดยเฉพาะสาขาพันธุศาสตร์ (Genetics) และ
ชีวเคมี (Biochemistry) ซ่ึงวิชาอณูชีววิทยาเป็นการศึกษาปฏิสัมพันธ์ของระบบต่างๆ ในเซลล์ ได้แก่
ความสัมพันธ์ระหว่าง ดีเอ็นเอ (DNA) อาร์เอ็นเอ (RNA) กับการสังเคราะห์โปรตีน ชีววิทยาของเซลล์
(Cell Biology) เปน็ สาขาท่ศี กึ ษาลกั ษณะทางสรีรวิทยาของเซลล์ รวมไปถึงพฤติกรรม ปฏิสัมพันธ์ และ
สิ่งแวดลอ้ มของเซลล์ ทง้ั ระดบั จุลภาคและระดับโมเลกุล สาขาวิชาน้ีจะศึกษาวิจัยทั้งสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว

4
(unicellular organism) เช่น แบคทีเรีย (bacteria) และเซลล์ท่ีทาหน้าท่ีพิเศษในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
(multicellular organism) ได้แก่ เห็ด รา พืช และสัตว์ เป็นต้น ส่วนพันธุศาสตร์เป็นสาขาที่ศึกษายีน
พันธุกรรม และการผนั แปรของส่งิ มีชวี ติ

1.1.2 สาขาที่ศึกษาสรีรวิทยาของสง่ิ มีชีวิต
สรีรวทิ ยา (Physiology) จัดเป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางกายภาพและทาง

ชีวเคมีในส่ิงมีชวี ติ เพื่อใหเ้ ขา้ ใจหน้าที่ของโครงสรา้ งตา่ งๆ ซึง่ เปน็ หลักการสาคัญในการศึกษาทางชีววิทยา
การศึกษาทางสรีรวิทยาสามารถแบ่งออกได้เป็นสรีรวิทยาของพืชและสรีรวิทยาของสัตว์ แต่หลักของ
สรรี วิทยาในสง่ิ มชี วี ิตบางชนดิ อาจเหมอื นกัน ตวั อย่างเช่น การศึกษาสรีรวิทยาของเซลล์ยีสต์อาจสามารถ
ประยุกต์ใช้กับการศึกษาสรรี วิทยาในเซลล์สตั วห์ รอื มนษุ ยไ์ ด้ สรีรวิทยาของสตั วเ์ ปน็ การศึกษาท้ังในมนุษย์
และสิ่งมีชวี ิตชนดิ อื่นๆ เช่น การศกึ ษาการทางานและควบคุมของฮอร์โมนในร่างกาย ส่วนสรีรวิทยาของ
พืชกม็ ีวิธกี ารศึกษาหรือเนอื้ หาทเ่ี กี่ยวข้องกับกลไกการทางานของพืช เช่น ศึกษากระบวนการสังเคราะห์
ด้วยแสง (photosynthesis) ของพืช นอกจากนี้วิชากายวิภาคศาสตร์ (Anatomy) เป็นสาขาที่สาคัญใน
สรีรวิทยา ซ่ึงศึกษาเกี่ยวกับหน้าที่และความสัมพันธ์ของระบบอวัยวะในส่ิงมีชีวิต เช่น ระบบประสาท
(nervous system) ระบบภูมคิ มุ้ กนั (immune system) ระบบต่อมไร้ท่อ (endocrine system) ระบบ
หายใจ (respiratory system) ระบบไหลเวียนโลหิต (circulatory system) การศึกษาเกี่ยวกับระบบ
เหล่าน้ีสามารถแบ่งออกเปน็ สาขาวชิ าต่างๆ ไดอ้ ีก เชน่ ประสาทวิทยา (Neurology) และวิทยาภูมิคุ้มกัน
(Immunology) เป็นตน้

1.1.3 สาขาทีศ่ กึ ษาความหลากหลายและวิวฒั นาการของสง่ิ มีชวี ติ
การศกึ ษาววิ ัฒนาการ (evolution) มีความเกี่ยวข้องกับตน้ กาเนิดและการสบื ทอดลักษณะ

ของสง่ิ มีชีวิตแต่ละชนดิ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงลกั ษณะท่ผี า่ นมา และต้องอาศัยนักวิทยาศาสตรจ์ ากหลาย
สาขาวิชาท่ีเกี่ยวข้องกับอนุกรมวิธาน (Taxonomy) ของสิ่งมีชีวิต สาขาวิวัฒนาการมีรากฐานจากสาขา
บรรพชวี ินวทิ ยา (Paleontology) ซ่ึงอาศัยซากดึกดาบรรพ์ (fossil) ในการตอบคาถามเก่ียวกับรูปแบบ
และจังหวะของววิ ัฒนาการ

สาขาวิชาหลักท่ีเก่ียวข้องกับอนุกรมวิธานและวิวัฒนาการยังมีอีกด้วยกัน 2 สาขา ได้แก่
พฤกษศาสตร์ (Botany) และสัตววิทยา (Zoology) พฤกษศาสตร์เป็นสาขาท่ีศึกษาเกี่ยวพืช มีเน้ือหา
ครอบคลมุ กว้างขวางตั้งแตก่ ารเจรญิ เติบโต การสืบพันธ์ุ (reproduction) เมแทบอลิซึม (metabolism)
โรค และวิวฒั นาการของพชื ส่วนสัตววิทยาจะศึกษาเกี่ยวกับสัตว์ รวมท้ังลักษณะทางสรีรวทิ ยาของสัตวซ์ ่ึง
อยู่ในสาขาวิชากายวิภาคศาสตร์ และคัพภวิทยา (Embryology) ส่วนกลไกทางพันธุศาสตร์ของพืชและ
สัตว์จะศึกษาในสาขาอณูชวี วทิ ยา อณพู ันธศุ าสตร์ (Molecular genetics)

1.1.4 สาขาทศี่ กึ ษาความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งส่ิงมีชีวติ
สาขานิเวศวทิ ยา (Ecology) เปน็ สาขาที่ศึกษาการกระจายและความหนาแน่นของสิ่งมีชวี ติ

รวมท้งั ความสัมพันธร์ ะหวา่ งสง่ิ มีชวี ิตกบั ส่ิงแวดลอ้ ม สิง่ แวดล้อมของสิ่งมชี วี ิตจะหมายถงึ ถิน่ ท่อี ยู่อาศยั ซึ่ง
จะรวมไปถงึ ปัจจยั ทางกายภาพอย่างสภาพภูมอิ ากาศและลักษณะทางภูมิศาสตร์ รวมท้ังส่ิงมีชีวิตอ่ืนๆ ท่ี
อาศัยอยู่ในบริเวณเดียวกัน การศึกษาระบบทางนิเวศวิทยามีหลายระดับ ตั้งแต่ระดับสิ่งมีชีวิต ระดับ
ประชากร ระดับระบบนิเวศ ไปจนถึงระดับโลกของสิ่งมีชีวิต จะเห็นได้ว่าสาขานิเวศวิทยาเป็นสาขาที่
ครอบคลุมถึงสาขาอื่นๆ อีกมากมาย นอกจากน้ีความสัมพันธ์ระหว่างส่ิงมีชีวิตยังเก่ียวข้องกับสาขา
พฤติกรรมวิทยา (Ethology) ซ่งึ จะศึกษาพฤติกรรมของสัตว์ โดยเฉพาะสัตวส์ งั คมอยา่ งสตั วจ์ าพวกลิงและ

5

สตั วก์ นิ เนอ้ื บางครงั้ อาจจดั เป็นสาขาหน่ึงในสัตววทิ ยา นกั พฤตกิ รรมวทิ ยาจะเน้นศึกษาท่ีวิวัฒนาการของ
พฤตกิ รรม และความเขา้ ใจในพฤติกรรม โดยต้งั อยู่บนทฤษฎกี ารคัดเลือกทางธรรมชาติ จากตัวอย่างการ
แบ่งกลุ่มสาขาทเี่ ก่ียวข้องกับชีววิทยาซ่ึงเป็นวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่เป็นพื้นฐานของอีกหลายสาขาวิชา
ทุกสาขาวิชาท่แี ตกแขนงออกลว้ นศึกษาเกยี่ วกับสิ่งมีชีวิตทั้งส้ิน (ตารางที่ 1.1) และมีความสาคัญต่อชีวิต
ของมนษุ ยต์ ามทไ่ี ดก้ ลา่ วมาแลว้ ขา้ งต้นและยังคงมีการพัฒนาตอ่ ไปเรอ่ื ยๆ ตามกาลเวลาที่เปล่ยี นแปลงไป

ตารางท่ี 1.1 สาขาวชิ าตา่ งๆ ทเี่ ก่ยี วขอ้ งกับชวี วิทยา

ชอ่ื สาขาวิชา แนวทางการศึกษา
1. กายวิภาคศาสตร์ (Anatomy) ศึกษาเก่ียวกับโครงสรา้ ง อวัยวะส่วนตา่ งๆ ของสง่ มชี ีวิต
2. ชวี เคมี (Biochemistry) ศึกษาโครงสร้าง กระบวนการเปล่ียนแปลงของสารชีวโมเลกุลใน
สงิ่ มชี ีวิต
3. พฤกษศาสตร์ (Botany) ศกึ ษาเกย่ี วกบั ชวี วิทยาของพืช
4. เซลลว์ ทิ ยา (Cytology) ศกึ ษาเกี่ยวกบั โครงสร้าง องคป์ ระกอบ หนา้ ท่ตี ่างๆ ของเซลล์
5. นเิ วศวิทยา (Ecology) ศกึ ษาความสมั พนั ธร์ ะหว่างส่ิงมีชวี ิตกบั สิ่งแวดลอ้ ม
6. กฏี วทิ ยา (Entomology) ศกึ ษาเกี่ยวกับชีววทิ ยาของแมลง
7. คพั ภวิทยา (Embryology) ศกึ ษาเกย่ี วกบั ชวี วทิ ยาของตวั ออ่ นของส่งิ มีชวี ิต
8. ววิ ัฒนาการ (Evolution) ศึกษาเก่ียวกับการเจริญเปล่ียนแปลงของส่ิงมีชีวิตจากอดีตจนถึง
ปัจจุบัน รวมทั้งแนวความคิด ทฤษฎขี องคนเกยี่ วกบั วิวฒั นาการ
9. พันธุศาสตร์ (Genetics) ศึกษาเก่ยี วกบั การถา่ ยทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรมของสงิ่ มีชวี ิต
10. มญิ ชวทิ ยา (Histology) ศกึ ษาเกย่ี วกบั ชนิด โครงสรา้ ง และองคป์ ระกอบของเนอ้ื เย่ือ
11. มนี วทิ ยา (Icthyology) ศกึ ษาเกี่ยวกบั ชวี วทิ ยาของปลา
12. สังขวทิ ยา (Malacology) ศกึ ษาเก่ยี วกับชีววทิ ยาของหอย
13. วิทยาสัตว์เลยี้ งลกู ด้วยนม ศึกษาเกีย่ วกับสตั วเ์ ลี้ยงลูกดว้ ยนม
(Mammalogy)

14. จลุ ชีววทิ ยา (Microbiology) ศกึ ษาเกย่ี วกบั จลุ ินทรีย์ ซึ่งประกอบดว้ ย แบคทเี รีย เชือ้ รา และเห็ด
15. อณูชีววิทยา ศกึ ษาเก่ียวกับองค์ประกอบภายในเซลล์ระดับโมเลกุล ได้แก่ ยีนส์
(Molecular Biology) ดเี อ็นเอ และโปรตีน

16. สัณฐานวทิ ยา (Morphology) ศึกษาเกยี่ วกับสัณฐานรูปร่าง และโครงสรา้ งของส่ิงมีชีวติ
17. ปักษวี ทิ ยา (Ornithology) ศกึ ษาเกย่ี วกบั ชวี วทิ ยาของนก
18. บรรพชีวินวิทยา ศกึ ษาเกี่ยวกบั ซากฟอสซลิ (fossil) ของส่ิงมีชวี ติ
(Paleontology)

19. ปรสติ วทิ ยา (Parasitology) ศกึ ษาเก่ียวกบั สิ่งมีชีวิตทเ่ี ปน็ ปรสิตของสง่ิ มีชวี ติ
20. สรีรวทิ ยา (Physiology) ศึกษาเก่ียวกับกลไก หน้าท่ีการทางานของอวัยวะต่างๆ ภายใน
ร่างกายของส่งิ มชี วี ติ
21. อนกุ รมวิธาน (Taxonomy) ศึกษาเกี่ยวกบั การจัดจาแนก การจัดลาดับหมวดหมู่ของส่งิ มีชีวติ
22. สตั ววทิ ยา (Zoology) ศึกษาเกี่ยวชีววิทยาของสตั ว์ทัง้ ท่มี ีและไม่มีกระดูกสันหลงั

6

1.2 วิธีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์

ในการศกึ ษาธรรมชาตินักวิทยาศาสตร์ไดใ้ ช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (scientific method)
เพือ่ คน้ หาคาตอบ หัวใจของวทิ ยาศาสตร์ คือ การตรวจสอบหาความจรงิ (inquiry) ซึง่ อาศยั การค้นควา้ หา
ขอ้ มลู และการอธิบายโดยมงุ่ ไปทีค่ าถามอยา่ งเฉพาะเจาะจง องคป์ ระกอบของการศึกษาทางวิทยาศาสตร์
สามารถแบ่งไดเ้ ป็น 2 สว่ นทสี่ าคญั ดงั น้ี

1.2.1 กระบวนการ (process)
หมายถึง วิธีการใดๆ ก็ตามที่ใช้ในการค้นคว้าหาข้อเท็จจริงของปรากฏการณ์ต่างๆ ใน

ธรรมชาติ สามารถแบง่ เปน็ ข้ันตอนย่อยดังน้ี
1.2.1.1 การสงั เกต (observation)
เป็นการรวบรวมขอ้ เทจ็ จริงทเ่ี กดิ ข้นึ ในธรรมชาติอย่างละเอียดรอบคอบ ตรงกับ

ความเปน็ จริงทพี่ บเห็นโดยไม่นาความคดิ ของตนเองไปทาให้ข้อมูลท่ีได้จากการสังเกตเกิดความบิดเบือน
หรอื ผิดพลาด บางครัง้ การสงั เกตมีการใช้ความรสู้ กึ ในการรวบรวมข้อมูลทงั้ ทางตรงและทางอ้อมโดยการใช้
เครื่องมือชว่ ย เชน่ กล้องจลุ ทรรศน์ การสังเกตอยา่ งเป็นลาดับขน้ั และละเอียดถ่ีถว้ นทาให้ทราบและเขา้ ใจ
ในโครงสร้างของเซลล์

1.2.1.2 การรวบรวมข้อมลู (collect information)
เปน็ การรวบรวมข้อมูลต่างๆ ท่ีเกี่ยวขอ้ งกับปญั หาทีไ่ ด้จากการสังเกต โดยทาการ

รวบรวมข้อมูลจากแหล่งข้อมูลที่มีความน่าเช่ือถือและสามารถอ้างอิงได้ เช่น รวบรวมข้อมูล จากตารา
วารสาร ข้อมูลจากภาคสนาม หรือแหลง่ ข้อมลู อน่ื ๆ ตวั อยา่ งเชน่ มีปัญหาว่าทาไมใบของพชื ท่ีปลูกในท่ีมืด
จงึ มสี ีขาวซีดหรอื สเี หลอื งออ่ น ดังนั้นกอ่ นทาการศกึ ษาจะต้องศึกษาหาข้อมูลก่อนว่ามีผู้ท่ีศึกษาเรื่องน้ีมา
ก่อนหรือไม่ ซ่ึงอาจทาได้โดยการศึกษาค้นคว้าหาข้อมูลจากห้องสมุดหรือแหล่งข้อมูลวารสารใน
อินเทอร์เนต็ เป็นตน้

คาว่าข้อมูลสาหรับคนท่ัวไปอาจหมายถึงตัวเลขซึ่งเป็นข้อมูลเชิงปริมาณ แต่
การศึกษาทางวิทยาศาสตร์บางข้อมูลเป็นข้อมูลเชิงบรรยายมากว่าท่ีจะอยู่ในรูปแบบของการวัดที่เป็น
ตวั เลข ซึ่งข้อมูลดังกล่าวนี้เป็นข้อมูลเชิงคุณภาพ ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ ชื่อ เจน กูดออล (Jane
Goodall) ใชเ้ วลานับ 10 ปี ในการบันทกึ ขอ้ มูลจากการสังเกตพฤติกรรมของลิงชิมแพนซีในระหว่างการ
วจิ ัยภาคสนามในป่าแทนซาเนยี น (Tanzanian jungle) (ภาพที่ 1.1)

7

ภาพท่ี 1.1 เจน กูดออล (Jane Goodall) ทาการเก็บข้อมลู เชิงคุณภาพของพฤติกรรมของลิงชมิ แพนซี
โดยจดบรรยายลงในสมุดจด

ทม่ี า: Reece และคณะ (2011) หน้า 18
1.2.1.3 การกาหนดปญั หา (problem)
เป็นการตัง้ คาถามแบบเป็นวิทยาศาสตร์ ท่ีเกิดจากความอยากรู้อยากเห็น หรือ

การสังเกตพบขอ้ เท็จจริงท่ีขัดแยง้ กบั ส่ิงทเ่ี คยรู้หรือทราบมาก่อนการกาหนดปัญหาท่ีดีจะต้องชัดเจน ไม่
คลมุ เครือ มคี ุณคา่ ทางวทิ ยาศาสตร์ และตรวจสอบหรือพิสูจน์ได้ด้วยการทดลอง ซ่ึงวิทยาศาสตร์จะเกิด
ความก้าวหนา้ ได้จากการเสาะหาปัญหาใหม่ๆ อยู่ตลอดเวลา การมีนสิ ยั ช่างสังเกตและความอยากรู้อยาก
เห็นเป็นสว่ นหนง่ึ ที่ทาให้เกิดการตงั้ คาถามหรอื เกดิ ข้อสงสัยอันนามาสู่ปัญหาการวจิ ยั ตวั อยา่ งของการช่าง
สังเกตของนักวิทยาศาสตร์และทาให้ได้ปัญหาในการวิจัย เช่น เซอร์ อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิง
(Sir Alexander Flaming) นักจุลชีววิทยาชาวอังกฤษได้สังเกตว่า ถ้ามีราเพนิซิเลียม (Penicillium sp.)
อยู่ในจานเพาะเชื้อแบคทีเรียด้วย แบคทีเรียจะไม่สามารถเจริญเติบโตได้ในบริเวณท่ีมีเชื้อราเจริญอยู่
(ภาพที่ 1.2) จึงทาให้เขาเกิดข้อสงสัยข้ึนมาว่าทาไมจึงเป็นเช่นน้ัน และเป็นแนวทางที่ทาให้เขาคิดค้นวิธี
สกัดสารเพนิซิลิน (penicillin) จากราเพนซิ เิ ลียมซงึ่ สามารถยบั ยงั้ การเจรญิ เติบโตของแบคทีเรียได้สาเร็จ
ในทส่ี ดุ

8

ภาพที่ 1.2 เช้ือราเพนิซิเลียมสร้างสารปฏิชีวนะ (antibiotic) เพนิซิลิน ยับย้ังการเจริญเติบโตของเช้ือ
แบคทีเรยี สตาไฟโลคอคคัส (Staphylococcus sp.) ทาใหเ้ กดิ บรเิ วณยับยงั้ การเจรญิ ระหว่าง
เช้ือรากับเชอ้ื แบคทเี รยี

ท่มี า: Reece และคณะ (2011) หน้า 651
1.2.1.4 การตัง้ สมมติฐาน (hypothesis)
เป็นการคาดคะเนคาตอบของปัญหาท่ีเราสนใจศึกษาอย่างมีเหตุผล ซึ่งคาตอบ

หรอื สมมตฐิ านนนั้ อาจถกู หรือผดิ ก็ได้ สมมติฐานทีด่ คี วรมีความกะทัดรัด ชัดเจน เข้าใจง่าย แนะช่องทาง
ตรวจสอบสมมติฐานได้ มคี วามสัมพันธก์ ับปญั หาและข้อเท็จจริงที่รวบรวมได้จากการสงั เกต

ในความเปน็ จริงแล้วมนุษย์มีการต้ังสมมติฐานเพื่อใช้แก้ปัญหาในชีวิตประจาวัน
อยู่แล้ว ตัวอยา่ งเช่น ไฟฉายดับในระหวา่ งการเข้าค่ายพักแรม ซึ่งนี่ก็คือ ข้ันของการสังเกตเห็นว่าไฟฉาย
ดับ ข้นั ตอ่ ไปคือการตง้ั คาถามซงึ่ คอ่ นขา้ งชดั เจนว่า ทาไมไฟฉายถึงใช้งานไม่ได้ ดังน้ันสมมติฐานท่ีเกิดขึ้น
อย่างมีเหตุผลซ่ึงจะนาไปสู่การทดลองจึงมีอยู่ 2 ข้อ คือ 1) แบตเตอร่ีหมด หรือ 2) หลอดไฟฉายขาด
สมมติฐานสองข้อนจ้ี ึงนาไปส่กู ารทานายเพอ่ื ตรวจสอบสมมติฐานว่า เมอ่ื เปล่ียนแบตเตอร่แี ลว้ ไฟฉายจะตดิ
หรอื เมือ่ เปล่ียนหลอดไฟที่ขาดแลว้ ไฟฉายจะตดิ (ภาพท่ี 1.3) จากการทดลองจงึ พบความจรงิ ว่าไฟฉายดับ
เพราะหลอดขาด ผลการทดลองที่ได้จึงสนบั สนุนสมมตฐิ านท่ี 2 และปฏิเสธสมมติฐานที่ 1

9
ภาพท่ี 1.3 ตัวอย่างการตงั้ สมมติฐานเพ่อื ตรวจสอบหาความจรงิ
ทีม่ า: Reece และคณะ (2011) หนา้ 19

10
1.2.1.5 การตรวจสอบสมมติฐาน (testing the hypothesis)
วิธีที่นิยมใช้ในการตรวจสอบสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ คือ การทดลอง

(experiment) โดยมีการออกแบบและวางแผนการทดลองอยา่ งรอบคอบรดั กมุ เพือ่ พิสจู น์สมมตฐิ านที่ต้ัง
ไวว้ า่ ถกู ตอ้ งหรือไม่ และจะตอ้ งมกี ารควบคมุ ตัวแปรตา่ งๆ ทเี่ กี่ยวขอ้ ง เพ่ือให้ผลการทดลองเป็นที่ยอมรับ
โดยเฉพาะอย่างยงิ่ การควบคุมปจั จัยท่อี าจมีผลต่อการทดลองหรอื ตัวแปร ซ่งึ มอี ยู่ 3 ชนดิ คือ

1) ตัวแปรต้นหรือตัวแปรอิสระ (independent variable) หมายถึง ตัวแปรท่ี
ต้องการศึกษาหรอื เป็นสาเหตุของสิ่งทต่ี อ้ งการตรวจสอบ

2) ตัวแปรตาม (dependent variable) หมายถึง ตัวแปรท่ีเป็นผลที่เกิดจากตัว
แปรต้นหรือผลการทดลอง

3) ตัวแปรควบคุม (controlled variable) หมายถึง ตัวแปรอื่นๆ ท่ีอาจมีผลต่อ
การทดลองซึ่งไม่ต้องการที่จะศึกษาผลของตัวแปรนี้ จึงต้องควบคุมให้คงท่ีเพื่อไม่ให้ผลการทดลอง
ผิดพลาดจากตัวแปรเหล่าน้ี ดงั นั้นการควบคมุ ตวั แปรเหลา่ น้จี ึงจาเป็นต้องจัดชุดการทดลองแยกออกเป็น
2 ชุด คือ ชดุ ทดลอง (experimental group) หรือ ชุดทดสอบ (treated group) ซงึ่ จะใชใ้ นการศกึ ษาผล
ของตวั แปรตน้ และชดุ ควบคุม (controlled group) ซงึ่ ใช้เป็นมาตรฐานเปรียบเทียบกับชุดทดลอง เพื่อ
สนับสนนุ ผลการทดลองว่าเกิดจากตัวแปรต้นทต่ี ัง้ สมมติฐานไวจ้ ริง

1.2.1.6 การสรปุ และวิเคราะหผ์ ล (conclusion and analysis)
เป็นการนาข้อมูลที่ได้จากกระบวนการทดลองมาหาความสัมพันธ์กัน โดยการ

เชอื่ มโยงจากความเหมอื นหรือความแตกต่างของข้อมูล แล้วทาการอธิบายโดยการสรุปและวิเคราะห์ว่า
สมมติฐานที่ต้ังข้ึนถูกต้องหรือไม่ หรือปฏิเสธสมมติฐานท่ีต้ังไว้ แต่จะต้องทาด้วยความระมัดระวัง และ
จะต้องมกี ารทดลองซา้ หลายๆ คร้ังก่อนท่ีจะสรุปผล หากสมมติฐานที่ต้ังไว้ถูกต้องการสรุปผลจะตรงกับ
สมมตฐิ าน

1.2.2 ความรู้ (knowledge)
หมายถงึ ผลท่เี กดิ จากการศกึ ษาคน้ ควา้ โดยใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ได้แก่
1.2.2.1 ข้อเทจ็ จรงิ (fact)
หมายถึง ความจรงิ ที่ปรากฏในธรรมชาติ สามารถสงั เกตไดโ้ ดยตรง ขอ้ เทจ็ จริงใน

ธรรมชาติย่อมถกู ตอ้ งเสมอ อย่างไรกต็ ามการสังเกตอาจทาใหข้ อ้ เท็จจริงเกิดความผิดพลาดได้
1.2.2.2 ขอ้ มลู (data)
หมายถึง ขอ้ เทจ็ จรงิ ทไี่ ดจ้ ากการสังเกตปรากฏการณท์ ี่มตี ามธรรมชาติ ข้อมลู ทีไ่ ด้

จากการทดลองหรอื จากเอกสารการวจิ ัยตา่ งๆ ซึง่ นามารวบรวมไวอ้ ย่างเปน็ ระบบ
1.2.2.3 ทฤษฎี (theory)
หมายถึง สมมติฐานท่ีผ่านการตรวจสอบหลายๆ ครั้ง จนสามารถนามาอธิบาย

หรือทานายข้อเท็จจริงอ่ืนๆ ที่คล้ายกันได้ ซึ่งทฤษฎีอาจมีการเปล่ียนแปลงได้หากได้รับข้อมูล หรือ
ข้อเทจ็ จริงใหม่ ๆ เพ่มิ ข้นึ

1.2.2.4 กฎ (law)
หมายถึง ทฤษฎีที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ในธรรมชาติได้อย่างกว้างขวาง

เป็นเวลานานจนเป็นที่ยอมรับ สามารถทดสอบผลได้เหมือนเดิมทุกๆ คร้ังโดยไม่มีข้อโต้แย้ง
ใดๆ เพราะเปน็ ความจริงท่ีไมเ่ ปล่ียนแปลงการวเิ คราะหแ์ ละสรปุ ผล

11

อย่างไรกต็ าม ในการทดลองหรือการวิจยั ทางวิทยาศาสตร์ ผู้ทดลองหรือผ้วู ิจยั จาเป็นต้องคานึงถงึ
หลกั จริยธรรม (ethics) ซึง่ ก็คือการปฏบิ ัตติ อ่ สิ่งมีชีวิตอย่างมีคุณธรรม สานักงานคณะกรรมการการวิจัย
แหง่ ชาติหรอื วช. ได้กาหนดจรรยาบรรณการใชส้ ตั ว์ทดลองเพ่ืองานวิจัย งานสอน งานทดสอบ และงาน
ผลติ ชีววัตถเุ อาไว้ดงั น้ี

- ผู้ใชส้ ตั ว์ตอ้ งตระหนกั ถงึ คณุ ค่าของชีวิตสัตว์
- ผู้ใชส้ ตั วต์ ้องตระหนกั ถงึ ความแม่นยาของผลงานโดยใช้สัตวจ์ านวนน้อยท่ีสุด
- การใชส้ ตั ว์ปา่ ตอ้ งไมข่ ัดตอ่ กฎหมายและนโยบายการอนุรักษ์ปา่
- ผูใ้ ช้สัตวต์ อ้ งตระหนกั ว่าสตั ว์เปน็ ส่งิ มีชวี ิตเช่นเดยี วกบั มนุษย์
- ผู้ใชส้ ตั วต์ อ้ งบนั ทึกการปฏิบัติต่อสตั ว์ไว้เปน็ หลกั ฐานอย่างครบถว้ น
โดยการควบคุมดูแลให้ผู้ใช้สัตว์ปฏิบัติตามจรรยาบรรณทั้งระดับองค์กรและระดับชาติน้ัน จะมี
คณะกรรมการกากับติดตาม ดูแลรับผิดชอบ เช่น สานักงานคณะกรรมการการวิจัยแห่งชาติ หน่วยงาน
ภายในมหาวทิ ยาลัยทีท่ าหนา้ ทค่ี วบคมุ ดูแลการทดลองและวิจัยในสัตว์ สานกั วิจยั และพฒั นา เปน็ ต้น

1.3 ชีววิทยาและความหมายของชีววทิ ยา

ชีววิทยาเป็นวิชาหรือศาสตร์แขนงหนึ่งของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ (natural science) ท่ีศึกษา
เกยี่ วกบั ชีวติ และส่งิ มีชีวติ

1.3.1 ความหมายของชวี วทิ ยา
คาวา่ ชีววิทยา หรือ “Biology” มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกประกอบด้วย คาว่า “Bios”

หมายถึง สงิ่ มีชีวติ และคาว่า “Logos” หมายถงึ ความคดิ หรอื เหตุผล ดงั นนั้ ชีววทิ ยาจงึ หมายถงึ การศึกษา
เกี่ยวกบั ส่ิงมชี ีวติ อย่างมีเหตุผล กล่าวคือ เป็นการศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติ และส่ิงมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นพืช
สัตว์ หรอื จลุ นิ ทรีย์ ซึ่งรวมถึงการศึกษาโครงสร้าง การทางาน การเจริญเติบโต ถ่ินกาเนิด การกระจาย
พนั ธุ์ อนกุ รมวิธาน และวิวัฒนาการของส่ิงมีชีวิต โดยอาศัยเหตุและผลรวมทั้งกระบวนการความคิดและ
การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ เพือ่ ให้เกดิ ความรู้ความเขา้ ใจเกยี่ วกบั สงิ่ มชี ีวติ รวมถึงสามารถนาความรทู้ ่ีได้ไป
ประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ และที่สาคัญยังช่วยให้สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีปฏิสัมพันธ์ท่ีดีต่อกัน สามารถอยู่
ร่วมกนั บนโลกไดอ้ ยา่ งยืนยาว

1.3.2 ความสาคญั ของชวี วิทยาและการประยุกตใ์ ช้
ชีววทิ ยาเปน็ ศาสตรส์ าขาหนึ่งซึง่ มีความสาคัญต่อการดารงชีวิตของมนุษย์ในหลาย ๆ ด้าน

ดังน้ี
1.3.2.1 ด้านโภชนาการ
มนุษย์เราได้นาความรู้ทางชีววิทยาไปประยุกต์ใช้ในด้านโภชนาการ เช่น การ

คัดเลือกอาหารเพื่อให้ได้ปริมาณและคุณภาพคุณค่าอาหารอย่างพอเพียงโดยที่สารอาหารต่างๆ และ
พลงั งานท่ไี ดร้ ับอยา่ งสมดลุ ไม่มากหรือน้อยจนเกินไป เพ่ือที่ร่างกายมีภาวะโภชนาการที่ดีไม่เป็นโรคขาด
สารอาหารหรือเป็นโรครับสารอาหารเกิน

1.3.2.2 ด้านการแพทย์และสาธารณสขุ
ทาใหท้ ราบวธิ กี ารดูแลรักษาร่างกายไมใ่ ห้เกดิ โรคภยั ไขเ้ จ็บ การปอ้ งกันและรกั ษา

โรคจากวคั ซีนและยาทีผ่ ลิตข้นึ มาใหม่ๆ ที่ไดจ้ ากการศึกษาสิ่งมชี วี ติ ทเ่ี ปน็ สาเหตุของโรคน้นั ๆ นอกจากนย้ี งั

12

มีพืชทส่ี ามารถใชเ้ ปน็ สมนุ ไพรเพ่ือรกั ษาโรคตา่ งๆ ทยี่ าแผนปจั จบุ ันไม่สามารถรักษาได้ ตลอดจนการรักษา
โรคโดยใช้สตั ว์หลายชนิดตามอาการของโรค เชน่ การใช้ปลงิ ดูดเลือดเพื่อรักษาผู้ป่วยท่ีมีอาการเลือดคลั่ง
ตามรา่ งกาย การใชห้ นอนแมลงวันกดั กินแผลที่เน่าเป่ือยจากโรคเบาหวาน เป็นตน้

1.3.2.3 ดา้ นการควบคมุ ศัตรพู ชื และสตั ว์
โดยอาศัยความรูท้ างชวี วทิ ยาประกอบในด้านการจัดจาแนกสิ่งมีชีวิต นิเวศวิทยา

เพอ่ื นามาควบคมุ การจดั การศัตรูพืชและสัตว์ในทางชีววิธี (biological control) การควบคุมศัตรูพืชโดย
ชวี วธิ ี เปน็ กรรมวิธที นี่ าสงิ่ ท่มี อี ย่ใู นธรรมชาตมิ าใช้ให้เกิดประโยชน์ โดยนาเอาแมลงและสัตว์อ่ืนๆ ที่มีอยู่
แล้วในธรรมชาติ ได้แก่ ตัวห้า ตัวเบียน เชื้อรา และแบคทีเรียมาช่วยกาจัดแมลงศัตรูพืช วิธีการน้ีเป็น
วธิ กี ารดงั้ เดมิ ซง่ึ มนษุ ย์มีแนวความคดิ ท่จี ะใช้สิ่งที่มีประโยชน์ในธรรมชาติมาช่วยปราบแมลงศัตรูพืช เป็น
การลดการใชย้ าฆ่าแมลงซ่ึงเป็นอันตรายท้ังต่อมนุษย์ สัตว์ และส่ิงแวดล้อม ตัวอย่างเช่น การใช้แมลงที่
เปน็ ตัวห้ามาใชใ้ นการควบคุมแมลงที่เป็นศัตรูพืช ได้แก่ การใช้มวนพิฆาตในการควบคุมหนอนกระทู้ผัก
หนอนเจาะสมอฝ้าย และหนอนชอนใบ เป็นต้น การใช้ด้วงเต่าลายในการควบคุมเพล้ียอ่อน เพลี้ยแป้ง
เปน็ ต้น สว่ นการใชแ้ มลงท่ีเปน็ ตัวเบียน เช่น การใชแ้ ตนเบียนแมลงวนั ผลไม้ในการเข้าทาลายตัวอ่อนของ
แมลงวนั ผลไม้ การใชเ้ ชอ้ื ราไตรโคเดอร์มา (Trichoderma sp.) ในการควบคุมโรครากเน่าโคนเน่าในพืช
การใช้เชอ้ื แบคทเี รยี บาซิลลัสทูรินจิเอนซิส (Bacillus thuringiensis) ในการควบคุมหนอนใยผัก หนอน
เจาะฝักและลาต้น เป็นต้น

1.3.2.4 ด้านการอนรุ กั ษ์ทรัพยากรธรรมชาตแิ ละความหลายหลายทางชีวภาพ
การป้องกันและแก้ไขปัญหาความเสื่อมโทรมของทรัพยากรธรรมชาติและ

สิ่งแวดล้อมท่ีเกิดข้ึนน้ัน ปัจจุบันสามารถกระทาได้หลายวิธีท้ังการใช้เทคโนโลยีท่ีเหมาะสม และ
ความก้าวหนา้ ทางวิทยาศาสตร์ การออกกฎหมายควบคุม และอีกหลายๆ วิธี นักวิจัยท่ีทางานในด้านน้ีจึง
ตอ้ งอาศยั ความรดู้ ้านความหลากหลายของสงิ่ มชี ีวิต อนุกรมวธิ าน นิเวศวทิ ยา เปน็ ต้น เพื่อเป็นองค์ความรู้
ประกอบในการจดั การทรพั ยากรธรรมชาติอย่างยั่งยืน

1.3.2.5 ดา้ นการพฒั นาประเทศ
โดยอาศัยความรู้ทางชีววิทยาหลายๆ ด้านมาประยุกต์ใช้ เช่น การเพ่ิมผลผลิต

ทางการเกษตรโดยการปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์ พัฒนาให้การเกษตรสามารถผลิตวัตถุดิบท่ีปราศจาก
สารเคมเี พ่ือบริโภคและส่งออก พฒั นาพชื เศรษฐกิจเพ่ือนามาผลิตเป็นพลังงานทดแทน เช่น ก๊าซชีวภาพ
น้ามนั ไบโอดีเซล (biodiesel) เอทานอล (ethanol)

1.4 คณุ สมบตั ิและลกั ษณะของส่ิงมชี ีวติ

โลกของเราประกอบไปด้วยน้า 3 ส่วน และพ้ืนดิน 1 ส่วน มีสภาพแวดล้อมแตกต่างกันออกไป
ตามภูมปิ ระเทศ ซึ่งประกอบไปด้วยสง่ิ มชี ีวติ และไม่มีชีวิต สาหรบั สงิ่ มชี วี ิตย่อมมคี ุณสมบัติและคุณลักษณะ
พน้ื ฐานร่วมกันท่แี สดงให้เหน็ ถึงการเป็นส่งิ มีชวี ติ (ภาพท่ี 1.4) ดงั นี้

1.4.1 การสบื พนั ธุ์
การสืบพันธุ์เป็นคุณสมบัติที่สาคัญของส่ิงมีชีวิตทุกชนิด เพราะส่ิงมีชีวิตต้องมีการดารง

เผา่ พันธเุ์ อาไว้ การสบื พันธุ์สามารถแบง่ ได้เป็น 2 ประเภท คอื

13
1.4.1.1 การสืบพันธุ์แบบไม่อาศยั เพศ

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) เป็นลักษณะของการ
สืบพันธ์ุที่ทาให้ส่ิงมีชีวิตสามารถเพ่ิมจานวนประชากรได้ในปริมาณมากและรวดเร็ว โดยมีลักษณะ
พันธกุ รรมคงเดิมหรอื มลี กั ษณะทกุ ประการเหมอื นรนุ่ พอ่ แม่ ตัวอยา่ งเช่น การแบ่งเซลล์จากหนึ่งเป็นสอง
(binary fission) การแตกหน่อ (budding) การงอกใหม่ (regeneration) และการสร้างสปอร์
(sporulation) เป็นต้น ปัจจุบันพบส่ิงมีชีวิตหลายกลุ่มที่มีการสืบพันธุ์ในลักษณะน้ี เช่น โพรโตซัว
(protozoa) สาหรา่ ย (algae) เหด็ ราหรือฟังไจ (fungi) พชื และสัตว์อีกหลายชนิด

1.4.1.2 การสบื พนั ธแ์ุ บบอาศยั เพศ
การสืบพันธ์ุแบบอาศัยเพศ (sexual reproduction) เป็นการสืบพันธุ์ท่ีมีการ

สรา้ งเซลลส์ ืบพันธุเ์ พศผู้ (male gametes) และเซลล์สืบพันธ์ุเพศเมีย (female gametes) โดยการแบ่ง
เซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) เมอ่ื เซลล์สืบพันธม์ุ ารวมกันและเกิดการปฏสิ นธิ (fertilization) จะไดไ้ ซโกต
จากนนั้ ไซโกตจะเจรญิ กลายเปน็ ตัวอ่อน การสบื พนั ธ์ุแบบอาศัยเพศนีท้ าใหร้ ุ่นลกู ทเี่ กิดใหมม่ สี ารพันธุกรรม
รวมกนั จากของพ่อและแม่อย่างละครึ่งหนึ่ง ดังนั้นการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงทาให้ส่ิงมีชีวิตรุ่นใหม่มี
ความแปรผนั ทางพนั ธุกรรม (genetic variation) เกิดขนึ้ ซ่ึงจะได้กล่าวถงึ รายละเอียดต่อไปในบทที่ 5

1.4.2 การจัดระเบียบโครงสรา้ งร่างกาย
ส่งิ มชี ีวติ แต่ละชนิดมกี ารจัดระเบียบโครงสร้าง (organization) ของร่างกายท่ีมีแบบแผน

จาเพาะและแน่นอน ทาให้มีรูปร่างลักษณะเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวท่ีไม่เหมือนกันในแต่ละชนิด
ตัวอยา่ งเชน่ ดอกทานตะวนั มลี ักษณะดอกทีเ่ ป็นเอกลกั ษณไ์ ม่เหมือนดอกไมช้ นดิ อนื่ ๆ เปน็ ต้น แต่ในระดับ
ประชากรของตน้ ทานตะวัน ความแตกต่างทเ่ี กดิ ขน้ึ เป็นเพยี งความแตกตา่ งท่ีเล็กนอ้ ยซ่ึงมสี าเหตจุ ากความ
แปรผนั ทางพนั ธกุ รรม

1.4.3 เมทาบอลิซึม
เมทาบอลิซึม (metabolism) เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เกิดข้ึนภายในเซลล์ของส่ิงมีชีวิตโดย

สามารถแบ่งออกเปน็ 2 ประเภท ดังน้ี
1.4.3.1 แคทาบอลซิ ึม
กระบวนการแคทาบอลิซึม (catabolism) เป็นกระบวนสลายสารประกอบ

อินทรีย์ภายในเซลล์ใหม้ ขี นาดเลก็ ลงและมกี ารปลดปลอ่ ยพลังงานท่ีแฝงอยู่ในสารอินทรีย์นั้นออกมาเก็บ
สะสมไวใ้ นรปู ของพลังงานเคมีหรอื อะดโี นซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate, ATP)

1.4.3.2 แอนาบอลิซมึ
กระบวนการแอนาบอลิซึม (anabolism) หมายถึง กระบวนการนาสารท่ีมี

โมเลกุลขนาดเล็กมาสงั เคราะห์ใหเ้ ปน็ สารทมี่ ีโมเลกุลใหญ่ที่จาเป็นตอ่ การดารงชวี ิตของส่งิ มีชีวติ โดยอาศยั
พลังงาน ATP ที่ไดจ้ ากกระบวนการแคทาบอลิซึม

ตัวอย่างเช่น นกฮมั มงิ เบริ ์ด (humming bird) ไดพ้ ลังงานจากสารอาหารท่ีกินเข้าไป ซ่ึง
ส่วนใหญเ่ ปน็ นา้ หวานของดอกไม้ จากน้นั รา่ งกายจงึ เผาผลาญอาหารโดยกระบวนการเมทาบอลซิ ึม ทาให้
นกมีพลังงานเพื่อเอาไปใช้ในกจิ กรรมของการดารงชีวติ

14

ดอกทานตะวนั มีลกั ษณะจาเพาะและมี
การจดั ระบบโครงสรา้ งของดอกได้อย่าง
สวยงามเปน็ เอกลกั ษณ์

ต้นกาบหอยแครง ตอบสนองต่อ
ส่งิ เร้า โดยหบุ กบั ดักท่มี กี าร
เปลย่ี นแปลงมาจากใบ และดดู กิน
น้าเลยี งจากแมลงปอเปน็ อาหาร
ก า ร ป รั บ ตั ว จ า ก ก ร ะ บ ว น ก า ร
วิวัฒนาการของม้าน้า เพ่ือพราง
ตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อม ซ่ึงมีการ
ถ่ายทอดผ่านพันธุกรรมหลายชั่ว
รนุ่ จนไดล้ กั ษณะท่เี หมาะสม
ลกู ยรี าฟทเี่ ป็น
ผลมาจากการ
สบื พนั ธุ์ ยนื อยู่
ขา้ งหลงั ของแม่
อยา่ งใกลช้ ิด

กระ ต่า ย รัก ษา ดุลย นกฮัมมงิ เบิร์ด ดูดกินน้าหวาน ลกู จระเข้ที่เกิดจากการ
ภ า พ ข อ ง อุ ณ ห ภู มิ จากดอกไม้ซ่งึ มสี ารอาหาร เม่ือ ปฏิสนธิระหว่างเซลล์
ร่างกายให้คงท่ี ซึ่งมี อาหารที่กินถูกเผาผลาญผ่าน ส เ ป อ ร์ ม กั บ เ ซ ล ล์ ไ ข่
เส้นเลือดที่ใบหูขนาด กระบวนการเมทาบอลิซมึ นก ผา่ นกระบวนการเจริญ
ใหญ่ทาหน้าที่ระบาย จะมีพลังงานในการบินและใช้ และพัฒนาจนฟักออก
ความร้อนโดยหลักการ ในกจิ กรรมอนื่ ๆ จากไข่ได้เอง
ไหลเวียนของเลือด

ภาพท่ี 1.4 คณุ สมบัติบางประการของสงิ่ มีชีวิต
ท่มี า: ดดั แปลงจาก Reece และคณะ (2011) หน้า 2

1.4.4 การเจริญเติบโตและการพฒั นา
หลงั จากกระบวนการปฏิสนธิของเซลล์สืบพันธ์ุเพศผู้และเพศเมียจนได้ไซโกต เซลล์จะมี

กระบวนการเพ่ิมจานวนเซลล์โดยการแบ่งเซลลแ์ บบไมโทซิส (Mitosis) และมีการเจริญเติบโตของขนาด
ร่างกาย ในขณะเดยี วกนั เซลล์แต่ละเซลลก์ ็จะมีการแปรสภาพ (differentiated) ไปทาหน้าทเี่ ฉพาะ มีการ
รวมกล่มุ ของเซลล์เพ่อื พัฒนาไปเป็นเนอื้ เยื่อและอวัยวะต่างๆ เชน่ สมอง กระดูก กล้ามเนื้อ ผิวหนัง และ
อวัยวะภายในต่างๆ หลังจากท่ีส่ิงมีชีวิตเจริญเติบโตเต็มที่แล้วก็จะมีชีวิตอยู่ระยะหน่ึงและจะตายไป
ตัวอย่างเช่น ลูกจระเข้ทเ่ี กิดจากการปฏิสนธิของเซลลส์ ืบพันธ์ุ ตวั อ่อนเจรญิ โดยกระบวนการแบ่งเซลลแ์ ละ
พฒั นา จนสามารถฟกั ออกจากไขไ่ ดเ้ ป็นต้น

15

1.4.5 การตอบสนองตอ่ สง่ิ เรา้
สิ่งมชี วี ติ แต่ละชนิดย่อมมีการตอบสนองต่อส่ิงเร้า (irritability) ท่ีแตกต่างกันออกไปโดย

แสดงออกมาในรปู แบบของพฤตกิ รรม ตวั อย่างเช่น ตน้ กาบหายแครงมีการหุบของใบท่ีมีลักษณะเป็นกับ
ดกั เม่อื มแี มลงบินเข้าไป การอพยพของนกบางชนิดเพื่อหนีฤดูหนาวที่มาเยือนในแต่ละปี การจาศีลของ
สตั วใ์ นฤดูหนาวหรือฤดรู ้อน การเคล่อื นท่ีเข้าหาแสงของสาหร่ายบางชนิด การท่ีลาต้นของพืชเอนเข้าหา
แสง การตอบสนองต่อแรงโนม้ ถว่ งของพืชหรอื สตั ว์ เป็นตน้

1.4.6 การเคล่อื นไหว
ส่ิงมีชีวิตมกี ารเคลอ่ื นไหว (movement) เพ่ือตอบสนองต่อความตอ้ งการ โดยอาจเป็นการ

เคลอื่ นที่เขา้ หาหรอื เคลอื่ นท่ีออกจากสง่ิ ท่ีไมต่ ้องการ เชน่ การเคล่อื นที่เข้าหาอาหาร การเคล่ือนที่เพ่ือหนี
หรอื หลบหลกี ศตั รู ส่วนการเคลอ่ื นไหวในพชื จะสังเกตเหน็ ไดไ้ ม่ชดั เจนนัก เนือ่ งจากเปน็ การเปล่ยี นแปลงท่ี
เกิดขึ้นอยา่ งชา้ ๆ ตวั อย่างเช่น การทีล่ าต้นหรอื บริเวณปลายยอดมกี ารเอนเขา้ หาแสง การปิดเปิดของเซลล์
ปากใบ การบานและการหุบของดอก การเล้ือยพันของไม้เถา เปน็ ตน้

1.4.7 การปรบั ตวั ใหเ้ ข้ากบั ส่งิ แวดล้อม
ส่ิงมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมท่ีต่างกัน จะมีความสามารถในการปรับตัว

(adaptation) ใหเ้ ขา้ กับสภาพแวดลอ้ มท่แี ตกตา่ งกนั ออกไป ซ่ึงอาจเป็นการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของ
พฤติกรรม สรรี วทิ ยาหรอื อาจมกี ารเปล่ียนแปลงในระดบั ยีน (gene) ตวั อย่างเชน่ ลิงลมมีการออกหากินใน
เวลากลางคืนเนือ่ งจากตอนกลางวันตาของมันจะพร่ามัวเน่ืองจากแสงสว่างที่มากเกินไป หมีขั้วโลกมีขน
และช้ันไขมนั ทห่ี นาเพอื่ ปอ้ งกันความหนาวเย็นของสภาพอากาศ ตน้ ข้าวท่ีสามารถทนทานต่อสภาพความ
แห้งแล้งหรือทนต่อสภาพความเคม็ ของดนิ เพ่ือการอยู่รอด ม้าน้าที่สามารถพรางตัวให้เข้ากับส่ิงแวดล้อม
เพือ่ ไม่ให้เป็นท่สี ะดุดตาของผู้ลา่ เป็นต้น

1.4.8 การรักษาดลุ ยภาพของร่างกาย
แตล่ ะสภาพแวดล้อมท่สี ิ่งมชี วี ิตอาศยั อยนู่ ้ันมกี ารเปลยี่ นแปลงอยู่ตลอดเวลา เชน่ อุณหภูมิ

ความชนื้ แสง ความเค็ม ค่าความเปน็ กรดด่าง ค่าการนาไฟฟ้า ซงึ่ ส่ิงมีชีวติ แต่ละชนดิ มกี ระบวนการในการ
รกั ษาใหร้ ่างกายอย่ใู นภาวะสมดลุ (homeostasis) ทีแ่ ตกตา่ งกันออกไป ตัวอย่างเช่น กระต่ายมีใบหูและ
เส้นเลือดขนาดใหญ่เพื่อช่วยในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ พารามีเซียมซึ่งเป็นโพรโตซัวท่ี
อาศัยอยู่ในแหล่งน้าจืดมีการปรับสมดุลของน้าที่เข้าและออกจากเซลล์โดยอาศัยออร์กาเนลล์ที่เรียกว่า
“คอนแทรกไทล์แวคิวโอล (contractile vacuole)” ปลาท่ีอาศัยอยใู่ นทะเลมีการขับเกลอื ผา่ นทางเหงือก
และรา่ งกายมีการควบคุมให้ปัสสาวะออกมาในปรมิ าณน้อย นกทะเลมกี ารขบั เกลือผ่านทางต่อมขับเกลือ
(nasal gland) ซง่ึ เป็นต่อมทอี่ ยูภ่ ายใต้จมกู ค่อนไปทางด้านบน เปน็ ต้น

1.5 กลอ้ งจุลทรรศน์

สมัยโบราณมนุษยเ์ ราไมส่ ามารถมองเห็นส่ิงมชี วี ิตขนาดเลก็ ดว้ ยตาเปล่า ต่อมามีการใช้เพียงแว่น
ขยายและเลนส์เพียงอนั เดยี วส่องดูวัตถทุ ่มี ขี นาดเล็ก ในชว่ ง ค.ศ. 1590 แจนเสน (Zaccharias Janssen)
ชา่ งทาแว่นตาชาวเนเธอร์แลนด์กไ็ ดป้ ระดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลนส์ประกอบ ประกอบด้วยแว่นขยาย
สองอันข้ึน นอกจากนี้ราวปี ค.ศ. 1610 กาลิเลโอ กาลิเลอิ (Galileo Galilei) ก็ได้สร้างแว่นขยายที่มี
ประสิทธิภาพมากขึ้นเพ่อื สอ่ งดูวัตถุท่ีอยู่ระยะไกล ต่อมาปี ค.ศ. 1670 โรเบิร์ต ฮุก (Robert Hooke) ได้

16
ประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ชนิดเลนส์ประกอบท่ีมีลากล้องรูปร่างสวยงาม (ภาพที่ 1.5 ก.) ป้องกันการ
รบกวนจากแสงภายนอกได้ และไม่ต้องถือเลนสใ์ ห้ซ้อนกนั ฮุกไดส้ ่องดูไม้คอร์กท่ฝี านเปน็ แผ่นบาง ๆ แล้ว
เขาพบวา่ เนื้อไมค้ อรก์ นนั้ มชี ่องเล็กๆ มากมาย (ภาพที่ 1.5 ข.) เขาจงึ เรียกช่องเล็กๆ มากมายท่ีเห็นน้ันว่า
“เซลล์” แตเ่ ซลลท์ ี่ฮุกเหน็ เป็นเซลล์ที่ตายแลว้ เหลอื กแ็ ต่เพียงสว่ นทเ่ี ป็นผนังเซลล์ซึ่งทาให้เซลล์พืชยังคง
รูปรา่ งอย่ไู ด้ ฮกุ จงึ ถือเป็นผทู้ ่ีไดท้ าการตงั้ ช่อื เซลล์ เปน็ คนแรก

ก. ข.
ภาพท่ี 1.5 กลอ้ งจลุ ทรรศน์แบบเลนส์ประกอบทปี่ ระดิษฐ์โดยโรเบิร์ต ฮุก (ก.) ภาพวาดของเซลล์เนื้อไม้

คอรก์ ทโี่ รเบิรต์ ฮกุ ส่องดูภายใต้กลอ้ งจลุ ทรรศน์ (ข.)
ที่มา: ดดั แปลงจาก Postlethwait และ Hopson (2006) หน้า 69

ตอ่ มาในปี ค.ศ. 1674 แอนทนั แวน เลเวนฮุก (Anton Van Leeuwenhoek) ชาวเนเธอร์แลนด์
ไดส้ ร้างกลอ้ งจุลทรรศน์ชนดิ เลนส์เดียวจากแวน่ ขยายท่ีเขาฝนเอง (ภาพท่ี 1.6 ก.) แว่นขยายบางอันท่ีเขา
สร้างสามารถขยายได้ถงึ 270 เท่า เขาได้ใช้กล้องจุลทรรศน์ตรวจดูหยดน้าจากบึง แม่น้า และจากน้าฝน
และเห็นสิง่ มชี ีวิตเล็กๆ มากมาย นอกจากนยี้ ังสอ่ งดเู ซลล์ของสิ่งมีชีวติ ต่างๆ เช่น เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์
กลา้ มเน้อื เป็นตน้ (ภาพที่ 1.6 ข.) เลเวนฮกุ ได้รายงานสง่ิ ที่เขาพบตอ่ ราชสมาคมแหง่ กรุงลอนดอนซ่งึ ทาให้
เขาได้รับการยกยอ่ งวา่ เปน็ ผ้ปู ระดษิ ฐ์กล้องจุลทรรศน์

17

ก.
ข.

ภาพที่ 1.6 กลอ้ งจุลทรรศน์ของแอนทนั แวน เลเวนฮกุ ทีป่ ระดษิ ฐ์ขึ้นในปี ค.ศ. 1674 (ก.) เซลล์ของ
สิง่ มีชีวติ ทส่ี ารวจพบโดยเลเวนฮุก (ข.)

ทมี่ า: http://www.scielo.br; http://discoveries-project.weebly.com สบื คน้ เมอ่ื 30 ก.ค. 2560
นกั วิทยาศาสตร์อกี มากมายได้ทาการศึกษาเกย่ี วกับเซลลด์ ้วยกลอ้ งจุลทรรศนช์ นิดเลนส์ประกอบ

และไดม้ ีการพฒั นาให้กลอ้ งมปี ระสิทธภิ าพมากขน้ึ กระทัง่ ปี ค.ศ. 1931 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อ
เอิรนสท์ รุสกา (Ernst Ruska) และแมกซ์ นอลล์ (Max Knoll) ไดท้ าการเปลีย่ นแปลงหลักการของกล้อง
จุลทรรศนท์ ใ่ี ชแ้ หลง่ กาเนิดท่ีเป็นแสงและเลนสแ์ ก้ว มาใช้แหล่งกาเนิดแสงท่ีเป็นลาของอิเล็กตรอน และ
เลนสแ์ ม่เหล็กไฟฟ้าแทน

ปจั จุบันกล้องจุลทรรศนส์ ามารถแบง่ ออกไดเ้ ป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ไดแ้ ก่ 1) กลอ้ งจุลทรรศน์แบบ
ใช้แสง (light microscope) ซ่ึงมีอยู่ด้วยกันสองแบบ คือ กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบเลนส์ประกอบ
(compound light microscope) และกล้องจุลทรรศน์สเตอริโอ (stereo microscope) 2) กล้อง
จุลทรรศน์อิเล็กตรอน ซ่ึงมีอยู่สองแบบคือ กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (transmission
electron microscope, TEM) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (scanning electron
microscope, SEM)

18

1.5.1 กล้องจลุ ทรรศน์ใชแ้ สงแบบเลนสป์ ระกอบ
เป็นกลอ้ งจุลทรรศน์ท่ีได้รับการพัฒนามาจากต้นแบบในอดีตอย่างต่อเน่ือง ทาให้ปัจจุบัน

กล้องดังกลา่ วมกี าลังขยายมากถงึ 2,000 เท่า ราคาไมแ่ พงมากนัก สามารถใช้ในการทดลองและงานวิจัย
ได้เป็นอย่างดี กล้องจุลทรรศน์แบบเลนส์ประกอบ ประกอบไปด้วยเลนส์ 2 ชนิด คือ เลนส์ใกล้วัตถุ
(objective lens) และเลนส์ใกล้ตา (ocular lens หรือ eyepiece)

เลนส์ใกล้วัตถุเป็นเลนส์นูน มีกาลังขยายขนาดต่างๆ กันคือ 4X 10X 40X และ 100X
สาหรบั เลนส์ 100X นัน้ ต้องใชน้ ้ามนั เป็นตัวกลางระหวา่ งสไลดท์ ่ีวางวัตถกุ ับเลนสใ์ กล้วตั ถุ เลนส์ใกล้วัตถุ
จะติดอยู่กับแป้นซึ่งหมุนได้โดยรอบ เพื่อปรับกาลังขยายที่ต้องการใช้ให้มาอยู่ตรงกับแท่นวางวัตถุ
ตามปกติการเพ่ิมกาลังของเลนส์ มักเร่ิมจากการใช้เลนส์ใกล้วัตถุท่ีมีกาลังขยายต่าก่อนแล้วเปลี่ยนเป็น
กาลงั ขยายกลางและกาลังขยายสูงไปตามลาดับ

เลนส์ใกล้ตาเป็นเลนส์นูนมีกาลังขยายเป็น 10X 15X และ 20X เลนส์ใกล้ตาเหล่านี้
สามารถเลือกได้ตามทตี่ อ้ งการโดยการถอดขนาดทีไ่ ม่ต้องการออกแล้วนาขนาดท่ีต้องการมาสวมทส่ี ่วนบน
ของลากลอ้ ง ตามปกตติ ้องสวมเลนส์ใกล้ตาไว้บนลากล้องเสมอ เพ่ือป้องกันฝุ่นละอองเข้าไปในลากล้อง
และเพอื่ ความสะดวกในการนาไปใช้

การทางานของกลอ้ งจลุ ทรรศนแ์ บบเลนส์ประกอบซึ่งมีชุดเลนส์ที่ทาหน้าท่ีขยายภาพสอง
เลนส์ มหี ลักการคอื เลนสใ์ กล้วัตถุซงึ่ เปน็ เลนส์ท่อี ยใู่ กลก้ บั ตวั อย่าง จะทาหน้าทขี่ ยายภาพตัวอย่างให้ใหญ่
ข้ึนจากปกติ ไดภ้ าพเปน็ ภาพจรงิ หวั กลบั ที่มีขนาดใหญ่กวา่ วัตถุ โดยตาแหนง่ ของภาพจะตกไปที่เลนส์ใกล้
ตา และเลนส์ใกลต้ าจะทาหนา้ ทขี่ ยายภาพต่อซง่ึ จะได้ภาพเสมอื นหวั ต้ัง ดงั น้ันภาพสุดท้ายทตี่ าเรามองเห็น
จึงเป็นภาพเสมือนหวั กลบั ท่ีมีขนาดขยายใหญ่กว่าวตั ถุ (ภาพท่ี 1.7) สามารถคานวณกาลังขยายของภาพที่
ได้โดยนากาลังขยายของเลนส์ใกล้วัตถุคูณกับกาลังขยายของเลนส์ใกล้ตา เช่น ถ้าเลนส์ใกล้วัตถุท่ีใช้มี
กาลังขยาย 40X และเลนสใ์ กล้ตามีกาลงั ขยาย 10X ดังน้นั ภาพวตั ถุทเี่ หน็ จงึ มีขนาดเท่ากบั 400 เทา่

เลนสใ์ กลว้ ัตถุ เลนส์ใกล้ตา
วตั ถุ ภาพจริง

ภาพเสมอื น
ภาพท่ี 1.7 หลักการทางานของกลอ้ งจลุ ทรรศนแ์ บบเลนสป์ ระกอบ
ท่ีมา: ดัดแปลงจาก https://sites.google.com สืบคน้ เมือ่ 30 ก.ค. 2560

19
1.5.2 กล้องจุลทรรศน์ใช้แสงแบบสเตอรโิ อ

เป็นกล้องชนิดเลนส์ประกอบที่ทาให้เกิดภาพ 3 มิติ ใช้ศึกษาวัตถุท่ีมีขนาดใหญ่ซึ่งไม่
สามารถแยกรายละเอียดด้วยตาเปล่า ส่องดูส่ิงมีชีวิตท่ีไม่เล็กมาก ส่องดูเป็น 3 มิติ ส่วนใหญ่จะใช้ใน
การศกึ ษาแมลง กล้องชนดิ นีแ้ ตกตา่ งจากกลอ้ งจลุ ทรรศนใ์ นแสงท่มี กี าลังขยายสูงทว่ั ไป ดงั นี้

1) ภาพทเ่ี หน็ เปน็ ภาพ 3 มิติ มีความชัดลึกมากและเป็นภาพเสมอื น
2) เลนส์ใกล้วัตถมุ กี าลังขยายน้อยกวา่ 10X
3) ระยะห่างจกเลนสใ์ กล้วตั ถุไปยงั วตั ถุอยใู่ นช่วง 63-225 มิลลิเมตร
4) ใชศ้ กึ ษาได้ทง้ั วัตถุทกึ แสงและโปร่งแสง
นอกจากน้ียังมีกล้องจุลทรรศน์ท่ถี กู พัฒนาขึน้ เพอื่ ใชใ้ นวตั ถุประสงคข์ องงานวิจยั ทแี่ ตกต่าง
กัน ได้แก่ Dark field microscope เป็นกล้องจุลทรรศน์ท่ีมีพื้นหลังเป็นสีดา เห็นเช้ือจุลินทรีย์สว่าง
เหมาะสาหรับใช้ส่องจุลินทรีย์ที่มีขนาดเล็กที่ติดสียาก Phase contrast microscope ใช้สาหรับส่อง
เช้ือจุลินทรีย์ที่ยังไม่ได้ทาการย้อมสี จะเห็นชัดเจนกว่า Light microscope ส่วน Fluorescence
microscope จะใช้แหลง่ กาเนิดแสงเป็นอัลตราไวโอเลต ส่องดูจุลินทรีย์ท่ีย้อมด้วยสารเรืองแสง ซ่ึงเมื่อ
กระทบกบั แสง UV จะเปลย่ี นเปน็ แสงชว่ งทมี่ องเหน็ ได้ แล้วแต่ชนดิ ของสารท่ีใช้โดยพ้นื หลังฉากมกั จะเปน็
สดี า
1.5.3 กล้องจลุ ทรรศน์อเิ ล็กตรอนแบบส่องผ่าน
นักวิทยาศาสตร์พบว่า อิเล็กตรอนท่ีเคล่ือนที่จะแสดงสมบัติเป็นคล่ืนคล้ายคลื่นแสงจึง
สามารถใช้ลาอเิ ลก็ ตรอนที่มคี วามถ่สี ูงมาใชแ้ ทนแสงในการประดษิ ฐ์เปน็ กล้องจลุ ทรรศน์อเิ ล็กตรอนข้ึนมา
ซึ่งมีกาลังขยายได้สูงถึง 500,000 เท่า กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (ภาพท่ี 1.8) ใช้ศึกษา
โครงสร้างหรือองค์ประกอบของเซลล์และเนื้อเยื่อในระดับโมเลกุล สาหรับหลักการทางานของกล้อง
จลุ ทรรศนอ์ เิ ลก็ ตรอนแบบสอ่ งผา่ น หรอื TEM สรปุ ไดด้ งั นี้
1) กลอ้ งจลุ ทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผา่ น หรอื TEM จะใช้อเิ ลก็ ตรอนจากแหล่งกาเนิด
อิเล็กตรอน สอ่ งไปยังวัตถุแทนท่จี ะใช้แสงส่องผา่ นวัตถแุ บบกลอ้ งจุลทรรศน์แบบใช้แสง ซ่ึงลาอิเล็กตรอน
จะมคี วามยาวคล่นื สน้ั กว่าแสงทาให้สามารถขยายภาพของวตั ถุไดม้ ากกวา่
2) เมื่อลาอเิ ล็กตรอนพุ่งออกมาจากแหลง่ กาเนิด จะผ่านสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งทาหน้าที่
หักเหลาอเิ ลก็ ตรอนแทนเลนส์ จงึ เรียกสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้านวี้ า่ “electromagnetic lens”
3) ลาอิเลก็ ตรอนจะสอ่ งผา่ นเลนสร์ วมแสง (condenser lens) ซึง่ เปน็ สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้
ท่ีทาหน้าท่ีหักเหลาอิเล็กตรอนหรือ electromagnetic lens เช่นเดียวกับเลนส์ชุดแรก เพื่อโฟกัสลา
อเิ ล็กตรอนใหต้ กลงบนวัตถุ
4) เม่อื ส่องผา่ นวตั ถุ สนามแมเ่ หล็กไฟฟ้า หรือ electromagnetic lens อีกชุดหน่ึงจะทา
หน้าท่ีเหมือนเลนส์ใกล้วัตถุ หักเหลาอิเล็กตรอนให้เกิดการขยายและโฟกัสภาพวัตถุที่ส่องผ่าน แล้วจะมี
projection lens ทาหนา้ ที่โฟกัสลาอเิ ล็กตรอนอกี ครัง้ หนงึ่
5) ภาพของวตั ถจุ ะตกลงบนจอภาพเรอื งแสงหรือจอฟลูออเรสเซนซ์ ถ้าต้องการภาพถ่าย
จะใช้แผน่ ฟลิ ม์ บนั ทกึ และนาไปลา้ งและอัดเป็นภาพ หรืออาจบันทึกภาพด้วยอุปกรณ์รับภาพแบบ CCD
หรอื charge-coupled device ไดเ้ ป็นภาพอเิ ลก็ ทรอนกิ ส์ในคอมพวิ เตอร์

20

ก. ข.
ภาพท่ี 1.8 กล้องจุลทรรศนอ์ เิ ล็กตรอนแบบส่องผ่าน แสดงโครงสร้างภายนอก (ก.) และภายใน (ข.)
ทมี่ า: http://pamgenius.blogspot.com สืบคน้ เมอ่ื 31 ก.ค. 2560

1.5.4 กล้องจุลทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราด
กลอ้ งจุลทรรศน์อเิ ลก็ ตรอนแบบส่องกราด (ภาพที่ 1.9 ก.) เปน็ กลอ้ งจุลทรรศน์ที่ใช้ศึกษา

พืน้ ผิวของตัวอย่าง โดยเฉพาะศึกษาลักษณะสัณฐานวิทยาเช่น ลักษณะรูปร่าง ลวดลายเป็นผิวตัวอย่าง
ตลอดจนขนาดของตัวอยา่ งโดยลาอเิ ลก็ ตรอนจะสอ่ งกราดไปบนผิวของวัตถุ และสามารถศึกษาทง้ั ตัวอยา่ ง
ทางชวี ภาพและวัสดศุ าสตร์อีกด้วย อยา่ งไรก็ตามกล้องจลุ ทรรศนอ์ เิ ลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราดมกี าลงั ขยายไม่
สูงเท่ากับกล้องจลุ ทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบสอ่ งผ่าน (SEM มีกาลงั ขยายสงู สุดประมาณ 10 นาโนเมตร) การ
เตรียมตัวอย่างเพื่อท่จี ะดูด้วยกลอ้ ง SEM นไ้ี ม่จาเปน็ ต้องมีขนาดบางเท่ากบั ตัวอย่างท่ีจะดดู ้วยกล้อง TEM
เพราะไม่ไดต้ รวจวัดจากการทีอ่ เิ ล็กตรอนเคลือ่ นทที่ ะลุผา่ นตัวอยา่ ง หลักการสรา้ งภาพของ SEM เกิดจาก
การตรวจวัดอิเล็กตรอนท่ีสะท้อนจากพ้ืนผิวหน้าของตัวอย่าง ซ่ึงภาพท่ีได้จากกล้อง SEM จะเป็นภาพ
ลกั ษณะ 3 มิติ ดังน้นั เคร่ือง SEM จึงถกู นามาใช้ในการศึกษาสัณฐานและรายละเอียดของลักษณะพื้นผิว
ของตวั อยา่ ง เช่น ลกั ษณะพน้ื ผิวด้านนอกของเนอ้ื เยื่อและเซลล์ หน้าตัดของโลหะและวัสดุ เปน็ ตน้

หลักการทางานของกลอ้ งจุลทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราด หรอื SEM สรุปได้ดงั น้ี
1) แหลง่ กาเนิดอิเล็กตรอนจะทาหน้าท่ีในการผลิตอิเล็กตรอนเพ่ือป้อนให้กับระบบ โดย
กลุ่มอิเลก็ ตรอนท่ไี ด้จากแหล่งกาเนิดจะถกู เร่งดว้ ยสนามไฟฟา้
2) กลุ่มอิเลก็ ตรอนจะผา่ นเลนสร์ วบรวม เพ่ือทาใหก้ ลมุ่ อเิ ลก็ ตรอนกลายเป็นลาอิเลก็ ตรอน
ซง่ึ สามารถปรบั ใหข้ นาดของลาอเิ ลก็ ตรอนใหญห่ รอื เลก็ ได้ตามต้องการ หากต้องการภาพที่มีความคมชัด
จะปรับให้ลาอิเลก็ ตรอนมีขนาดเลก็
3) ลาอิเลก็ ตรอนจะถกู ปรบั ระยะโฟกสั โดยเลนส์ใกล้วัตถุ เพ่ือให้มีการส่องกราดลงไปบน
ผวิ ช้ินงานทต่ี ้องการศกึ ษา

21
4) ลาอิเล็กตรอนท่ีส่องกราดลงไปบนวัตถุจะทาให้เกิดอิเล็กตรอนทุติยภูมิ (secondary
electron) ขึ้นซ่ึงสัญญาณจากอิเล็กตรอนทุติยภูมิน้ีจะถูกบันทึก และถูกแปลงไปเป็นสัญญาณทาง
อิเล็กทรอนิกส์และถูกนาไปสร้างเป็นภาพบนจอโทรทัศน์ต่อไป และสามารถบันทึกภาพจากหน้าจอ
โทรทัศนไ์ ด้ด้วยระบบซอฟทแ์ วร์ (ภาพที่ 1.9 ข.)
จากรายละเอียดเกี่ยวกับกล้องจุลทรรศน์ที่กล่าวมาข้างต้นสามารถสรุปข้อแตกต่างของ
กล้องจลุ ทรรศน์ใชแ้ สงแบบธรรมดากบั กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนไดด้ งั ตารางที่ 1.2

ก. ข.

ภาพที่ 1.9 ลักษณะภายนอกของกล้องจลุ ทรรศนอ์ ิเลก็ ตรอนแบบสอ่ งกราด (ก.) แบบแผนหลกั การทางาน
ของกลอ้ งจลุ ทรรศน์อเิ ลก็ ตรอนแบบส่องกราด (ข.)

ท่มี า: http://www.il.mahidol.ac.th สบื ค้นเมอื่ 31 ก.ค. 2560

ตารางที่ 1.2 ข้อแตกต่างระหว่างกลอ้ งจุลทรรศน์ใช้แสงแบบธรรมดากับกล้องจุลทรรศนอ์ ิเล็กตรอน

กลอ้ งจลุ ทรรศน์ใช้แสงแบบธรรมดา กลอ้ งจุลทรรศน์อเิ ล็กตรอน
1. ใชห้ ลอดไฟฟ้าหรอื แสงอาทิตย์เป็นแหล่งกาเนดิ แสง 1. ใช้ลาแสงอเิ ลก็ ตรอนเปน็ แหลง่ กาเนิดแสง
2. ใช้เลนส์แกว้ 2. ใชเ้ ลนสแ์ ม่เหล็กไฟฟ้า
3. ใช้ส่ิงวตั ถุขนาดเลก็ ที่สุดประมาณ 0.2 ไมครอน 3. ใชส้ อ่ งวัตถุที่มีขนาดเลก็ 0.0005 ไมครอน
4. ตวั กลอ้ งมอี ากาศ 4. ตวั กล้องเปน็ สญุ ญากาศ
5. ไมม่ รี ะบบถ่ายเทความร้อน 5. มรี ะบบถา่ ยเทความร้อนดว้ ยน้า
6. มีกาลังขยายพันเท่า 6. มกี าลงั ขยายหา้ แสนเท่าหรอื มากกว่า
7. วัตถุที่นามาส่องดูมชี ีวิตหรอื ไมม่ ีก็ได้ 7. วัตถทุ น่ี ามาสอ่ งดไู มม่ ชี วี ิต
8. ภาพท่ีได้เปน็ ภาพเสมอื นหวั กลับ 8. ภาพท่ีได้เปน็ ภาพจริงปรากฏบนจอ

22

ตวั อยา่ งโจทยว์ ิจยั และกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

ตวั อย่างสถานการณ์ต่อไปน้ีเป็นตัวอย่างของการแก้ไขปัญหาหรือค้นหาคาตอบในสิ่งท่ีต้องการ
ทราบโดยยึดหลักของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

1. การสงั เกต
“พืน้ ท่ีการจดั การแหล่งนา้ แห่งหน่ึงในจังหวัดอุดรธานี มีการแพร่กระจายของจอกหูหนูยักษ์

จากการสังเกตพบวา่ บรเิ วณทมี่ ีจอกหหู นูยกั ษ์ขน้ึ ปกคลุมผิวนา้ อย่างหนาแน่นและกระจายออกไปกินพื้นท่ี
ในวงกวา้ ง ซ่งึ ไปแยง่ พื้นทพี่ รรณพชื นา้ อืน่ ๆ ในทอ้ งถ่นิ อกี ท้ังยงั บดบังไมใ่ หแ้ สงแดด และออกซเิ จนผ่านลง
ไปใต้ผวิ นา้ ได้ ทาใหพ้ ืชใต้น้าไมส่ ามารถสังเคราะหด์ ้วยแสงได้และตายลง ผลกระทบคือทาให้แหล่งน้านั้น
ขาดออกซเิ จนทต่ี ้องใชไ้ ปกับการย่อยสลายซากพืช จึงเปน็ สาเหตตุ อ่ มาคอื ทาให้สัตวน์ ้าอยู่อาศยั ไม่ได้ ยง่ิ ไป
กว่าน้ันคอื จอกหูหนูยกั ษ์กาจดั ยากย่ิงกว่าผักตบชวา เพราะมีลาต้นเปราะบาง หักง่าย เวลาตักหรือช้อน
ข้นึ มามกั หักเป็นทอ่ นๆ ซึง่ อาจมใี บติดอยู่ด้วย แมจ้ อกจะมีเพียงขนาด 1-2 เซนติเมตร ก็สามารถงอกเป็น
ตน้ ใหม่ไดจ้ ากตาตรงซอกใบจงึ ทาใหเ้ ป็นปญั หาต่อการจดั การแหลง่ น้าดังกลา่ ว”

จากขอ้ ความดังกลา่ วจะเหน็ วา่ ผวู้ ิจัยใช้กระบวนการสงั เกตอยา่ งละเอยี ดถี่ถว้ น เช่น ศึกษาการ
แพรก่ ระจาย ผลกระทบตอ่ ส่งิ มชี วี ิตอืน่ ๆ และโครงสรา้ งของจอกหหู นูยักษ์

2. การรวบรวมขอ้ มูล
“จอกหหู นูยักษ์เปน็ ทรี่ ู้จักแพร่หลายทั่วโลกมานานแล้ว เน่อื งจากก่อปัญหาต่างๆ มากมายใน

ทุกทวีปทั่วโลก ประเทศไทยมีการไหวตวั ประกาศให้จอกหูหนูยักษ์เป็นสิ่งต้องห้ามมิให้มีการนาเข้ามาใน
ราชอาณาจกั รตามประกาศของกระทรวงเกษตรฯ ฉบับท่ี 14 ซึ่งประกาศต้ังแต่วันที่ 15 ธันวาคม 2521
จอกหูหนูยักษ์เป็นเฟิร์นน้า มีช่ือวิทยาศาสตร์ว่า Salvinia molesta อยู่ในวงศ์ Salvinaiaceae มีช่ือ
สามัญเรียกต่างกันในแต่ละท้องถิ่น เช่น Aerican payal, giant salvinia, Kariba weed, salvinia,
water fern salvinia เป็นพชื ประเภทลอยน้า ไมย่ ดึ เกาะกับดนิ ไม่มรี ากที่แทจ้ ริง ลาต้นทอดยาวอยู่ใต้ผิว
นา้ เล็กน้อย แตล่ ะขอ้ มใี บ 1 คู่ อยเู่ หนอื ผวิ นา้ สีเขียวรูปไข่ ยาวเล็กน้อย และใบที่สามเปลี่ยนรูปเป็นเส้น
เลก็ ๆ สนี า้ ตาลจานวนมากอย่ใู ตน้ า้ ทาให้เข้าใจวา่ เปน็ ราก ใบสว่ นน้ยี าวมากแกวง่ ไปมาในน้า เป็นการช่วย
พยุงให้ลอยน้าอยไู่ ดอ้ ย่างมัน่ คงและเป็นที่สร้างสปอร์ด้วย ใบด้านบนปกคลุมด้วยขนแข็งสีขาว แต่ละเส้น
แยกออกเป็นแขนงยอ่ ย 4 เสน้ ทป่ี ลายเช่ือมกนั เหมอื นซีก่ รงขนาดเล็ก ขนเหล่านี้อาจเสียหายหรือเห็นไม่
ชัดเจนเมอื่ ใบแก่ แตใ่ บอ่อนท่ไี มม่ ้วนจะเห็นชดั เจน ขนทีม่ โี ครงสรา้ งพิเศษนป้ี อ้ งกันไม่ใหใ้ บเปียกน้า ทาให้
ไม่จมนา้ ขณะทยี่ งั สดอยู่ การเจริญเติบโตของจอกหูหนูยักษ์ส่วนที่เห็นได้ชัดเจน คือ ใบซึ่งมีขนาดเล็กถึง
ขนาดใหญ่ ยาวประมาณ 4 เซนติเมตร ใบอ่อนท่ีเกิดในช่วงที่ยังไม่มีการเบียดเสียดกันจะมีลักษณะกลม
แบน ลอยอย่ปู ริม่ น้า เม่อื มีจานวนมากข้นึ หรอื กล่มุ มขี นาดใหญข่ ึ้นขอบใบจะมว้ นขน้ึ เป็นการตอบสนองต่อ
การแข่งขันกันเอง ดังน้ันเม่ือโตเต็มท่ีใบก็จะอยู่ในตาแหน่งแนวตั้งอัดแน่นกันเป็นเสมือนเสื่อผืนใหญ่
จอกหูหนยู ักษ์มกี ารขยายพันธ์ุทีม่ ีประสิทธภิ าพคอื การแตกยอดจากใกล้ซอกใบของต้นเดิม และสามารถ
แตกออกไปได้เรือ่ ยๆ ลาต้นหักง่าย สว่ นท่หี ลดุ ไปก็สามารถเจรญิ เติบโตเปน็ ต้นใหม่ได้ เจริญเติบโตได้ดีใน
สภาพน้านงิ่ หรอื กระแสนา้ ไม่แรงนัก ในสภาพทเ่ี หมาะสมจอกหูหนยู ักษส์ ามารถเพม่ิ ปริมาณเป็น 2 เท่าใน
2-4 วนั จากหนึ่งต้นสามารถเจริญเติบโตปกคลุมพื้นที่ 64,750 ไร่ได้ในเวลา 3 เดือน โดยมีน้าหนักสดถึง
64 ตนั ต่อไร่

23
ในประเทศไทยปี 2544 มีการนาจอกหูหนูยักษ์มาจาหน่ายเป็นสมุนไพรในตลาดพันธ์ุไม้สวน
จตุจักร เจ้าหน้าที่จากกรมวิชาการเกษตรได้เข้าช้ีแจงและกาจัดออกไปในปี 2550 กรมวิชาการเกษตร
ได้รับทนุ จากกองทนุ สนบั สนนุ งานวิจยั โดยไดเ้ ฝ้าระวังและสารวจจอกหูหนยู กั ษเ์ ปน็ เวลา 1 ปี พบว่ามีร้าน
จาหนา่ ย 12 แห่ง ประชาชนปลูกเป็นไม้ประดับ 10 แห่ง ขณะเดียวกันก็มีการศกึ ษาถึงการเจริญเติบโตใน
สภาพเรือนทดลองที่เป็นบ่อซีเมนต์ พบว่าเติบโตเร็วมาก โดยเพ่ิมจาก 1 ต้นที่มี 9 ใบ เมื่อเร่ิมทดลอง
กลายเปน็ 15 แขนง 82 ใบในสัปดาห์ท่ี 2 และทาการควบคุมด้วยสารเคมีกาจัดวัชพืชพาราควอต อัตรา
100-200 กรัมสารออกฤทธิ์ต่อไร่ ผสมสารจับใบให้ผลในการควบคุมได้ดีท่ีสุดในปีงบประมาณ 2552
สานักวจิ ัยพฒั นาการอารกั ขาพืชไดร้ ับอนญุ าตให้จัดโครงการเฝา้ ศัตรูพืช ซึ่งจอกหูหนยู ักษ์เป็นศัตรูพืชชนิด
หนง่ึ ท่ีไดร้ บั การอนุมัติให้เฝ้าระวัง ในปีงบประมาณ 2553 ทาการสารวจแบบสืบพบ โดยมีวัตถุประสงค์
ป้องกนั มิใหศ้ ัตรพู ืชกกั กนั ท่มี คี วามเสีย่ งสงู เข้ามาระบาดในไทย และเผยแพร่ขอ้ มลู เกย่ี วกบั ศตั รูพืชกกั กันที่
อาจก่อใหเ้ กดิ ความเสยี หายตอ่ ประเทศได้
ความเสยี หายจากจอกหูหนยู กั ษ์ทข่ี ึน้ อย่างหนาแน่น ทาให้แสงแดดส่องไปยังพื้นน้าเบ้ืองล่าง
ไม่ได้ พืชน้าที่อาศัยอยู่ด้านล่างขาดแสงสาหรับกระบวนการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นการลดการเติม
ออกซเิ จนลงในแหลง่ นา้ ในขณะทีก่ ารยอ่ ยสลายซากพชื ท่ตี ายและจมลงสู่เบื้องล่าง ซึง่ ต้องอาศัยออกซิเจน
ท่ลี ะลายน้าอยา่ งมาก ทาให้ปลาและสัตวน์ ้า สงิ่ มชี วี ิตอ่ืนขาดออกซเิ จน และอาจรุนแรงมากจนทาให้ปลา
และสัตว์น้าอื่นตายได้การทับถมของซากพืชจอกหูหนูยักษ์ลงสู่แหล่งน้า ทาให้แหล่งน้าตื้นและเขิน
ขณะเดยี วกันการขึ้นอยา่ งหนาแน่นทาใหเ้ ป็นทยี่ ึดเกาะของเมล็ดวัชพืชที่ปลิวมาจากท่ีอน่ื สามารถงอกและ
เติบโตอย่บู นผิวจอกนไ้ี ด้ หรอื พืชอ่ืนอาจจะเล้ือยจากฝงั่ ลงไปยงั แหล่งน้าท่ีมจี อกหูหนยู กั ษ์ข้ึนอย่ไู ด้ ในทส่ี ุด
แหลง่ นา้ น้ันก็จะต้นื เขิน พืชไมน้ ้าเดิมหายไป สัตว์น้าไม่มีท่ีอยู่อาศัย พืชชนิดอ่ืนที่มิใช่พืชเข้ามาแทนท่ี ใน
ท่ีสุดแหล่งน้าน้ันก็จะเปลี่ยนไปและพืชพรรณที่ขึ้นอยู่ก็จะหายไปด้วยนอกจากนี้ จอกหูหนูยักษ์ท่ีข้ึนอยู่
หนาแนน่ เปน็ แผน่ ใต้ผิวน้า ยงั จะขวางการคมนาคมทางน้า ทาให้กระแสน้าไหลได้ช้า อุดทางไหลของน้า
ทาให้ไม่สามารถใช้น้าทางการเกษตรและการผลิตไฟฟ้าตามวัตถุประสงค์ได้ และเป็นท่ีอยู่อาศัยของยุงท่ี
เป็นพาหะของโรคต่างๆ เช่น โรคเท้าช้างในศรีลังกา และมาลาเรียในปาปัวนิวกินี ส่วนผลกระทบทาง
เศรษฐกิจคือ เม่ือจอกหูหนูยักษ์ระบาดในแหล่งน้าต่างๆ ทาให้ต้องกาจัดจึงสิ้นเปลืองแรงงานและ
งบประมาณซึ่งมักไมม่ ีการรวบรวมในระดับประเทศ แตใ่ นมลรัฐลยุ เซยี นาประเทศสหรัฐอเมริกาแหง่ เดยี วที่
มีค่าใช้จ่ายในการควบคุมวัชพืช 249 ล้านเหรียญฯ หรือ 9,950 ล้านบาท กระทบต่อเศรษฐกิจของรัฐนี้
มากกว่า 440 ลา้ นเหรยี ญฯ หรอื ประมาณ 17,600 ล้านบาท
จอกหหู นยู กั ษน์ บั วา่ มผี ลกระทบรุนแรงมากว่าผักตบชวา การควบคุมผักตบชวาสามารถเก็บ
ออกจากแหล่งน้าได้งา่ ย ใบทห่ี ักหลดุ จากต้นเดมิ ไม่สามารถเตบิ โตเป็นตน้ ใหมไ่ ด้ แตจ่ อกหูหนูยักษ์มีลาต้น
เปราะบาง หกั ง่าย หลดุ ออกไปกเ็ ตบิ โตเปน็ ตน้ ใหม่ได้ จึงกาจัดได้ยากกว่าผักตบชวา นอกจากนี้ยังพบว่า
ผักตบชวาท่ีเกิดอยู่ในบริเวณจอกหูหนูยักษ์มีอาการใบเหลืองคล้ายขาดสารอาหารและใบห่อม้วน
ซึง่ เปน็ ไปไดว้ า่ ผักตบชวาไม่สามารถแข่งขนั แกง่ แยง่ ธาตุอาหารในแหล่งน้ากับจอกหูหนูยักษ์ได้ ขณะที่แม้
จอกหูหนูยักษ์ไม่สามารถแข่งขันกับผักตบชวาในด้านความสูงเพ่ือรับแสงสว่างได้ แต่จอกหูหนูยักษ์ก็
สามารถเติบโตได้แม้ภายใต้ร่มเงา และเพิ่มปริมาณอย่างช้าๆ จนเบียดเสียดออกมานอกผักตบชวาได้ ”
(http://www.ryt9.com สืบค้นเมือ่ 12 ม.ิ ย. 2560)
จากการรวบรวมข้อมลู ดังกล่าวขา้ งต้น ในวรรคแรกแสดงให้เห็นถึงข้อมูลเชิงคุณภาพและเชิง
ปริมาณท่ีครบถ้วน ในวรรคทส่ี องมกี ารรายงานว่ามีผ้ใู ดศึกษาหรือทาการแก้ปัญหามาแล้ว ในวรรคที่สาม

24
แสดงใหเ้ หน็ ถงึ ข้อมลู ความเสียหายทเี่ กดิ จากจอกหูหนยู กั ษ์ และผลกระทบตอ่ สงิ่ แวดล้อม สว่ นวรรคทส่ี ่ไี ด้
ช้ใี ห้เห็นถงึ ขอ้ มูลวา่ จอกหูหนูยักษก์ าจดั ได้ยากกว่าพืชชนิดอื่นซึ่งข้อมูลได้ชี้นาไปสู่การกาหนดปัญหาและ
การต้งั สมมตฐิ านตอ่ ไป ในประเด็นทวี่ า่ จะทาการกาจัดจอกหูหนยู ักษไ์ ดอ้ ย่างไร

3. การกาหนดปญั หา
การกาจัดจอกหหู นูยักษ์โดยวธิ คี ลุมด้วยผา้ หรอื พลาสติกสดี าทบึ

4. การตงั้ สมมติฐาน
4.1 จอกหูหนยู ักษ์จะตายภายใน 1 เดือน ถา้ ไมไ่ ด้รบั แสง
4.2 จอกหหู นยู กั ษ์จะตายจากความร้อนสะสมใต้ผา้ หรอื พลาสติกสีดาทึบ
4.3 จอกหูหนูยักษจ์ ะตายเนื่องจากขาดการแลกเปล่ยี นกา๊ ซ

5. การตรวจสอบสมมตฐิ าน (ทดลองระยะเวลา 1 เดอื น)
5.1 ทาการกางผ้า หรือพลาสติกสีดาทึบสูงมากกว่า 1.5 เมตร ในลักษณะที่คล้ายกับการทา

หลังคาเพ่ือกนั แสงแดดไมใ่ หส้ อ่ งลงมากระทบกบั จอกหูหนูยกั ษ์ (ตรวจสอบสมมตฐิ านท่ี 1)
5.2 ทาการกางผา้ หรอื พลาสติกสีดาทบึ โดยปทู บั ลงไปบนจอกหหู นูยักษ์ (ตรวจสอบสมมติฐาน

ท่ี 1 และ 2)
5.3 ทาการกางผ้าหรือพลาสตกิ สดี าทึบ โดยถ่วงผ้าพลาสตกิ ทั้งส่มี ุมด้วยหินเพ่ือใหผ้ า้ พลาสติก

กดใหจ้ อกหหู นูจมลงใต้นา้ (ตรวจสอบสมมติฐานท่ี 1 2 และ 3)
6. การสรปุ และวเิ คราะหผ์ ล
เนื่องจากการวิจัยนี้เป็นการสมมติสถานการณ์ ดังน้ันการสรุปและวิเคราะห์ผลจึงเป็นการ

คาดคะเนตามสมมติฐานดงั นี้
จากการทดลองการใช้ผ้าหรือพลาสติกสีดาทึบคลุมจอกหูหนูยักษ์ท้ัง 3 วิธี ข้างต้นใน

ระยะเวลา 1 เดือน พบว่า
วิธีที่ 1 ทาการกางผ้าหรือพลาสติกสีดาทึบสูงมากกว่า 1.5 เมตร ทาให้จอกหูหนูยักษ์มีใบ

เปลี่ยนเป็นสีเหลืองและไม่มีการเจริญเติบโตเพ่ิมข้ึนแต่ยังไม่ตายภายในเวลา 1 เดือน อาจเพราะว่า
แสงอาทิตยอ์ าจมีการส่องรอดเขา้ มาภายใตผ้ า้ หรอื พลาสติกได้

วิธีท่ี 2 ทาการกางผ้าหรือพลาสติกสีดาทึบโดยปูทับลงไปบนจอกหูหนูยักษ์ ทาให้จอกหูหนู
ยกั ษ์เห่ยี วเฉา ใบสว่ นใหญ่เปลี่ยนเปน็ สีน้าตาล อาจเป็นเพราะไมไ่ ด้รบั แสงอาทิตยแ์ ละเกิดความร้อนสะสม
ภายใต้ผ้าพลาสติกซ่ึงไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของจอกหูหนูยักษ์ แต่พบว่ายังมีจอกหูหนูยักษ์
บางสว่ นยงั ไมต่ าย

วธิ ที ี่ 3 ทาการกางผ้าหรือพลาสตกิ สีดาทบึ โดยถ่วงผา้ พลาสตกิ ด้วยหินเพื่อกดให้จอกหูหนูจม
ลงใตน้ า้ ทาให้จอกหหู นยู ักษ์ตายหมดภายในระยะเวลา 1 เดือนตามกาหนด ซึ่งเป็นเพราะจอกหูหนูยักษ์
ไมไ่ ด้รับแสง เกิดความร้อนสะสม และขาดการแลกเปล่ียนก๊าซ ผลการทดลองสนับสนุนสมมติฐานท่ี 3
ตามท่ีตัง้ ไว้

25

สรปุ

ชีววิทยาเป็นวชิ าหรอื ศาสตร์แขนงหนง่ึ ของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ มีความสาคัญต่อการดารงชีวิต
ของมนษุ ย์ในหลายดา้ น ไมว่ า่ จะเป็นดา้ นโภชนาการ การแพทย์ สาธารณสุข การควบคุมศัตรูพืชและสัตว์
การอนรุ ักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ และความหลากหลายทางชวี ภาพ รวมถึงการพัฒนาประเทศ ชีววทิ ยาเป็น
สาขาวิชาท่ีมีความหลากหลาย สามารถแบ่งได้เป็นกลุ่มใหญ่ โดยศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างพ้ืนฐานของ
สง่ิ มีชวี ิต สรีรวิทยา ความหลากหลายและวิวัฒนาการ และความสมั พันธร์ ะหว่างส่งิ มีชีวติ

งานวิจัยมีความก้าวหน้าอย่างต่อเน่ืองจากอดีตจนถึงปัจจุบัน กล้องจุลทรรศน์นับว่ามีบทบาท
สาคญั ทีท่ าให้ไดอ้ งคค์ วามรทู้ างวิทยาศาสตรอ์ ย่างมาก กลอ้ งจุลทรรศนท์ น่ี ิยมใช้ในการวจิ ัยปัจจุบันแบ่งได้
กวา้ งเป็นสองแบบ คือ กล้องจุลทรรศนแ์ บบใชแ้ สง และกลอ้ งจลุ ทรรศนอ์ เิ ล็กตรอน

วิทยาศาสตร์ต้ังอยู่บนพื้นฐานของกระบวนการเพ่ือค้นหาคาตอบ ความจริง โดยอาศัย
กระบวนการในการตรวจสอบทม่ี รี ะเบียบแบบแผน เร่ิมต้นจากการสังเกต เก็บรวบรวมข้อมูล ต้ังคาถาม
หรือปัญหา จากนั้นจึงตั้งสมมติฐานที่สอดคล้องกับปัญหา ที่ชี้นาไปสู่การตรวจสอบสมมติฐานหรือการ
ทดลอง เมอื่ ทาการทดลองหลายครั้งซ้าแล้วซ้าเล่าและได้ผลเป็นเช่นเดิมจึงสรุปและวิเคราะห์ผลที่ได้ว่า
เป็นไปตามสมมติฐานทีต่ ั้งไว้หรือไม่ หากผลการทดลองไม่เป็นไปตามสมมติฐานที่ตั้งไว้ ก็จะต้องกลับไป
ต้งั สมมตฐิ านใหม่ ถ้าสมมตฐิ านท่ตี งั้ ไวถ้ กู ตอ้ งและไดร้ ับการตรวจสอบซ้าหลายครั้ง และสามารถใช้อธิบาย
ข้อเท็จจริงได้ หรือใช้อธิบายเหตุการณ์ได้อย่างกว้างขวางก็สามารถตั้งเป็นทฤษฎีได้ ต่อมาหากมีการ
ทดสอบความถูกตอ้ งของทฤษฎีหลาย ๆ ครัง้ โดยทฤษฎีสามารถอธิบายปรากฏการณใ์ นธรรมชาติได้อย่าง
กว้างขวางเป็นเวลานานจนเป็นที่ยอมรับ สามารถทดสอบผลได้เหมือนเดิมทุกๆ คร้ังโดยไม่มีข้อโต้แย้ง
ใดๆ ทฤษฎีก็จะกลายเป็นกฎในทสี่ ุด

คาถามทา้ ยบท

1. กระบวนการศกึ ษาทางวทิ ยาศาสตร์มกี ี่ขนั้ ตอน แต่ละขน้ั ตอนประกอบด้วยอะไรบา้ งจงอธิบาย
2. การสังเกตมผี ลต่อกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์อยา่ งไร จงอธิบาย
3. ขอ้ มลู ทางวทิ ยาศาสตรม์ ีกี่รูปแบบ อะไรบ้าง จงอธบิ ายพร้อมยกตวั อยา่ ง
4. ปจั จัยที่อาจมผี ลตอ่ การทดลองหรือตวั แปร มอี ยู่ 3 ชนดิ คืออะไรบ้าง จงอธิบาย
5. ความรู้ซงึ่ เป็นผลท่ีเกดิ จากการศึกษาค้นควา้ โดยใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ประกอบด้วยอะไรบา้ ง
6. จงอธิบายวา่ ระหวา่ งผลการวิจยั หรือผลการทดลอง ทฤษฎี และกฎ สิ่งไหนมคี วามน่าเช่ือถอื หรอื มี

น้าหนักในทางวิทยาศาสตร์มากท่สี ดุ
7. ทาไมเราจึงต้องมีการศกึ ษาชวี วทิ ยาของสิ่งมชี วี ติ
8. ยกตัวอยา่ งสาขาวิชาทเ่ี กีย่ วขอ้ งกับชีววทิ ยามาอย่างน้อย 3 สาขาวชิ าพร้อมอธบิ ายว่าสาขาวชิ าท่ี

ยกตวั อย่างมานม้ี ีความเกย่ี วข้องกันอยา่ งไร
9. ประโยชนท์ ีไ่ ดจ้ ากการศกึ ษาวชิ าชวี วทิ ยามีด้านใดบ้าง
10. ให้นกั ศกึ ษาออกแบบการทดลองเรอื่ งใดเร่ืองหน่ึงโดยใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์

26

เอกสารอ้างอิง

Campbell, N.A., Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. and
Jackson, R.B. 2008. Biology. 8thed. Pearson Education Inc., United States of
America.

Postlethwait, J.H. and Hopson, J.L. 2006. Modern Biology. Holt, Rinehart and Winston,
United States of America.

Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. and Jackson, R.B. 2011.
Biology. 9thed. Pearson Education Inc., United States of America.

http://www.ryt9.com/s/fmo/901908. สบื คน้ เมอื่ 12 ม.ิ ย. 2560.
http://pamgenius.blogsplt.com/2013/07/blog-post_6.html. สบื ค้นเมอ่ื 30 ก.ค. 2560.
http://www.scielo.br/scielo. สบื ค้นเม่อื 30 ก.ค. 2560.
https://sites.google.com/site/jarumolthiwaphat. สบื ค้นเม่อื 30 ก.ค. 2560.
http://discoveries-project.weebly.com/anton-van-leeuwenhoek. สบื คน้ เมอ่ื 30 ก.ค. 2560.
http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/nano/Page/Unit4-5.html. สบื ค้นเมอื่ 31 ก.ค. 2560.

แผนบรหิ ารการสอนประจาบทท่ี 2

เรอื่ ง สารประกอบเคมใี นส่งิ มีชีวิต
หวั ขอ้ เนือ้ หา

2.1 บริบทของสารเคมตี อ่ ส่งิ มีชีวติ
2.1.1 อะตอม
2.1.2 พันธะเคมีระหว่างอะตอม
2.1.3 พนั ธะเคมใี นสารชวี โมเลกุล

2.2 น้าและชีวิต
2.2.1 คณุ สมบตั ิท่วั ไปของน้า
2.2.2 ความสา้ คญั ของน้าตอ่ สง่ิ มชี ีวติ
2.2.3 สภาพความเป็นกรดและดา่ งตอ่ สงิ่ มีชีวิต

2.3 สารชีวโมเลกลุ
2.3.1 โครงสรา้ งและหน้าท่ขี องสารชวี โมเลกลุ
2.3.2 คาร์โบไฮเดรต
2.3.3 ไลพดิ
2.3.4 โปรตีน
2.3.5 กรดนวิ คลีอิก

สรุป
ค้าถามทา้ ยบท
เอกสารอ้างองิ
วตั ถุประสงค์เชิงพฤตกิ รรม
เมือ่ เรยี นจบบทเรียนนี้แลว้ ผเู้ รียนควรมีความรู้และความสามารถ ดงั นี้
1. อธิบายและยกตวั อยา่ งพันธะเคมีในสารชีวโมเลกลุ ได้
2. บอกคณุ สมบตั ิและความส้าคญั ของนา้ ตอ่ สง่ิ มชี วี ติ ได้
3. อภิปรายพรอ้ มยกตวั อยา่ งโครงสร้างและหน้าทข่ี องสารชวี โมเลกลุ ได้
วธิ ีสอนและกจิ กรรมการเรยี นการสอน
1. บรรยายประกอบสอ่ื PowerPoint presentation
2. ผเู้ รยี นแบง่ กลมุ่ แสดงความคิดเหน็ รว่ มกันเพือ่ ทบทวนเกย่ี วกับเนื้อหาประจา้ บท
3. ผู้เรียนสร้างผงั ความคิดประจ้ากล่มุ เกี่ยวกบั เนื้อหาประจ้าบทเรียน
ส่อื การเรยี นการสอน
1. เอกสารประกอบการสอนรายวชิ าชีววทิ ยา 1 บทท่ี 2
2. PowerPoint presentation บทท่ี 2
3. ตัวอย่างสารชวี โมเลกลุ ในชวี ิตประจ้าวัน

28
การวดั และประเมนิ ผล
การวัดผล

1. ความสนใจและการตอบคา้ ถามระหว่างเรยี น
2. การมีส่วนร่วมของผู้เรียนในกลุ่ม และสรุปผังความคิดประจ้ากลุ่มท่ีเก่ียวกับเน้ือหาประจ้า
บทเรียน
3. ตอบคา้ ถามทา้ ยบทและสง่ งานทไี่ ด้รับมอบหมายตรงตามเวลาท่ีก้าหนด
การประเมินผล
1. ผู้เรียนตอบคา้ ถามผสู้ อนในระหว่างเรียนถกู ตอ้ งไม่น้อยกวา่ รอ้ ยละ 80
2. สงั เกตพฤติกรรมการมสี ่วนรว่ มของสมาชกิ ในกลุ่ม และสรปุ ผังความคดิ ประจา้ กลุ่มเกี่ยวกบั
เน้อื หาประจ้าบทเรียนไดถ้ ูกต้องไมน่ อ้ ยกว่ารอ้ ยละ 80
3. ตอบค้าถามทา้ ยบทและสง่ งานทไ่ี ด้รบั มอบหมายตรงตามเวลาทีก่ า้ หนด และมีความถูกตอ้ งไม่
น้อยกว่าร้อยละ 80

บทที่ 2
สารประกอบเคมีในส่ิงมชี ีวติ

สสารทุกชนดิ ต่างประกอบดว้ ยธาตุ (element) เมือ่ พิจารณาแล้วจะพบว่า ร่างกายของส่ิงมีชีวิต
ทกุ ชนิดรวมท้งั มนษุ ย์ ประกอบไปดว้ ยอะตอม (atom) ของธาตุต่างๆ และอะตอม คอื หน่วยเล็กท่ีสุดของ
ธาตุท่ีมีมวลและปริมาตร ซึ่งยังคงรักษาคุณสมบัติของธาตุชนิดน้ันๆ ไว้ได้ กล่าวคือ แม้ว่าเราจะทาการ
ทาลายธาตุด้วยวธิ ีการในชีวติ ประจาวันแบบใด ๆ กต็ าม ไม่ว่าจะเปน็ การทุบหรือบดใหล้ ะเอยี ดที่สุด ธาตุก็
ยงั คงอยู่โดยรักษารปู แบบของอะตอมของธาตนุ ้ันไว้ได้ ซ่ึงในบทน้ีจะได้กล่าวรายละเอียดโดยเน้นในเรื่อง
โมเลกุลของธาตุ และสารประกอบท่ีมีบทบาทสาคัญต่อสิ่งมีชีวิต ซึ่งก็คือสารอินทรีย์ (organic matter)
หรอื สารชีวโมเลกุล (biological molucules) ที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชวี ติ

ออกซิเจน คารบ์ อน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน จัดเป็นธาตุทพ่ี บเปน็ จานวนมากทส่ี ดุ ในส่งิ มชี วี ิตถงึ
96.3% เมอื่ เทียบกับธาตุชนิดอ่ืนๆ รองลงมา คือ แคลเซียม ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม ซัลเฟอร์ โซเดียม
คลอไรด์ และแมกนีเซียม มีประมาณ 3.7% ส่วนธาตุที่พบในปริมาณน้อยกว่าร้อยละ 0.01 ของน้าหนัก
ร่างกายมนุษย์ เรยี กวา่ เทรซ อลิ ีเมนท์ (trace elements) (ตารางท่ี 2.1)

นอกจากนีธ้ าตุอน่ื ๆ ที่มีการศึกษาแล้วพบวา่ มคี วามเปน็ พิษตอ่ ร่างกายแตก่ ลบั มีอยู่ในรา่ งกาย เช่น
เซลิเนยี ม (Selenium, Se) ปรอท (Mercury, Hg) อาร์เซนิก (Arsenic, As) ตะก่ัว (Lead, Pb) และธาตุ
อื่นๆ อีกหลายชนิด ซึ่งในบางคร้ังมีความสาคัญต่อร่างกายแต่ต้องมีในปริมาณที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น
ธาตุโครเมียม (Chromium, Cr) โดยปกติมีฤทธ์ิในการทาลายระบบประสาท และเป็นสารก่อมะเร็ง
(carcinogen) แตก่ ลับพบว่าในรา่ งกายมโี ครเมยี มรปู แบบหน่งึ ซ่ึงทางานร่วมกับฮอร์โมนอนิ ซลู นิ (Insulin)
ซ่งึ เป็นฮอรโ์ มนที่ควบคุมระดบั นา้ ตาลในกระแสเลอื ด ส่วนธาตเุ ซริเนียมหากมีปริมาณน้อยกว่าท่ีควรจะมี
ในร่างกาย จะทาให้เกดิ ปัญหาเกีย่ วกบั โรคหัวใจ และต่อมไทรอยด์ ดงั นนั้ ร่างกายมนุษย์พร้อมทีจ่ ะเกิดโรค
หรือความบกพร่องต่างๆ หากมีระดับปริมาณของธาตุเหล่านี้ต่าหรือมากกว่าปกติที่ควรจะมีในร่างกาย
และแนน่ อนวา่ เราไมส่ ามารถท่ีจะบรโิ ภคธาตุท่มี พี ษิ เหลา่ นีเ้ พม่ิ เขา้ ไปหรือเอาออกได้ แต่ร่างกายของเรานนั้
จะควบคุมปรมิ าณของธาตุเหล่านไ้ี วอ้ ยา่ งปกติโดยอตั โนมัติ โดยใหอ้ ย่ใู นรูปแบบหน่ึงทไ่ี มม่ พี ษิ ต่อร่างกาย

2.1 บรบิ ทของสารเคมีต่อสงิ่ มชี วี ิต

รา่ งกายของสงิ่ มชี วี ิตประกอบไปด้วยธาตุ โดยธาตุแต่ละธาตุต่างก็มีองค์ประกอบเหมือนกัน คือ
โปรตอน (protons) นิวตรอน (neutrons) และอิเล็กตรอน (electrons) ซึง่ 3 สิ่งนี้ ก็คอื องค์ประกอบของ
อะตอมนัน่ เอง

2.1.1 อะตอม
คือหน่วยที่เล็กที่สุดของธาตุที่สามารถระบุชนิดและคุณสมบัติของธาตุน้ันๆ ได้

ประกอบด้วยอนภุ าค 3 ชนิด ได้แก่ โปรตอน คอื อนภุ าคท่มี ปี ระจุบวก (p+) และนวิ ตรอน คืออนภุ าคท่ไี มม่ ี
ประจหุ รอื เปน็ กลาง ซงึ่ จะอยู่ทจ่ี ุดศูนยก์ ลางของอะตอมหรอื นิวเคลียส ธาตุจะประกอบด้วยโปรตอนและ
นิวตรอนต้ังแต่ 1 อนุภาคข้ึนไป สว่ นอิเลก็ ตรอน คืออนุภาคท่ีมีประจุลบ (e-) จะโคจรล้อมรอบนิวเคลียส

30

ของอะตอม (ภาพที่ 2.1) โดยปกตจิ านวนประจบุ วกจากโปรตอน และประจลุ บจากอิเล็กตรอนจะมีจานวน
เท่ากัน ทาใหอ้ ะตอมของธาตมุ ีประจรุ วมเป็นศนู ย์ หรือเป็นกลางทางไฟฟา้

ตารางท่ี 2.1 ธาตุในธรรมชาติทส่ี ามารถพบไดใ้ นรา่ งกายมนษุ ย์

สัญลักษณ์ ชอ่ื ธาตุ เลขอะตอม ร้อยละของธาตุทพ่ี บ
แตล่ ะชนิด (%)
ธาตทุ ี่พบในปริมาณรวม 96% ของน้าหนกั รา่ งกายมนุษย์

O ออกซเิ จน 8 65.0

C คารบ์ อน 6 18.5

H ไฮโดนเจน 1 9.5

N ไนโตรเจน 7 3.3

ธาตทุ ี่พบในปรมิ าณรวม 4% ของนา้ หนกั ร่างกายมนุษย์

Ca แคลเซยี ม 20 1.5

P ฟอสฟอรสั 15 1.0

K โพแทสเซยี ม 19 0.4

S ซัลเฟอร์ 16 0.3

Na โซเดียม 11 0.2

Cl คลอรนี 17 0.2

Mg แมกนเี ซียม 12 0.1

ธาตุท่ีพบในปริมาณน้อยกวา่ 0.01% ของนา้ หนักร่างกายมนุษย์
โบรอน (B) โครเมียม (Cr) โคบอลท์ (Co) คอปเปอร์ (Cu) ฟลูออรีน (F) ไอโอดีน (I)
ไอรอน (Fe) แมงกานีส (Mn) โมลิบดินัม (Mo) เซลีเนียม (Se) ซิลิกอน (Si) ทิน (Sn)
วานาเดยี ม (V) ซิงค์ (Zn)

ท่มี า: ดดั แปลงจาก Campbell และคณะ (2008) หน้า 32

อะตอมเป็นหน่วยท่ีทาปฏิกิริยา โดยการรวมตัวกันของธาตุอื่นๆ แต่ละชนิด
นักวิทยาศาสตร์ระบุชนิดและคุณสมบัติของธาตุโดยใช้เลขอะตอม (atomic number) และเลขมวล
(mass number) สาหรับเลขอะตอม หมายถึง จานวนโปรตอนท่ีอยู่ในนิวเคลียสของอะตอมซ่ึงมีได้ค่า
เดียวและคงที่ ตัวอย่างเช่น จานวนโปรตอนหรือเลขอะตอมของธาตุ ไฮโดรเจน ฮีเลียม คาร์บอน
ออกซิเจน โซเดยี ม และคลอรนี มคี ่าเทา่ กับ 1, 2, 6, 8, 11 และ 17 ตามลาดับ ซ่ึงเป็นเลขที่กากับอยู่มุม
ลา่ งซ้ายของธาตุแตล่ ะชนิด ส่วนเลขมวล หมายถึง เลขทแ่ี สดงมวลของธาตุนั้นซ่ึงเกิดจากจานวนโปรตอน
รวมกับจานวนนิวตรอนที่อยทู่ ี่นิวเคลียส เลขมวลเปน็ เลขท่ีกากับอยู่ท่ีมมุ บนซ้ายของธาตแุ ตล่ ะชนิดทแี่ สดง

31

ในตารางธาตุ แต่จานวนนิวตรอนในธาตุแต่ละชนิดมีได้หลายจานวน ตัวอย่างเช่น จานวนนิวตรอนของ
ไฮโดรเจนมี 0, 1 และ 2 ดังน้นั น้าหนกั หรอื มวลอะตอม (atomic mass) ของไฮโดรเจนจงึ มีความแตกตา่ ง
กันโดยขึ้นอยู่กับจานวนนิวตรอนภายในนิวเคลียสท่ีแตกต่างกันน้ีเอง การท่ีอะตอมของธาตุเดียวกันมี
จานวนนวิ ตรอนต่างกนั แต่จานวนโปรตอนเทา่ กนั น้เี รียกว่า ไอโซโทป (isotope) ของธาตุ

อเิ ลก็ ตรอน
โปรตอน
นวิ ตรอน

ภาพที่ 2.1 อะตอมของธาตฮุ เี ลยี ม (He) ประกอบดว้ ยอนภุ าคโปรตอน นิวตรอน และอเิ ล็กตรอน
ทม่ี า: ดัดแปลงจาก Campbell และคณะ (2008) หน้า 33

ดังนั้นเม่ืออะตอมของไฮโดรเจนมีเลขอะตอมเท่ากับ 1 จึงสามารถเขียนสัญลักษณ์เพื่อ
แสดงไอโซโทปของไฮโดรเจนตามจานวนนิวตรอนที่แตกต่างกันได้ดังนี้ คือ 1H (โปรตอน 1+นิวตรอน 0)
2H (โปรตอน 1+นวิ ตรอน 1) และ 3H (โปรตอน 1+นิวตรอน 2) ธาตุออกซิเจนมีไอโซโทปอยู่ 3 ชนิด คือ
16O 17O และ 18O ธาตคุ ารบ์ อนมไี อโซโทปอยู่ 3 ชนิด คือ 12C 13C และ 14C แต่จานวนไอโซโทปของธาตุ
แตล่ ะชนิดจะมีจานวนไม่เทา่ กัน อย่างเช่นธาตุไนโตรเจนมไี อโซโทปอยู่ 2 ชนิด ในธรรมชาติธาตุแต่ละชนิด
จะอยู่ในรูปของไอโซโทปชนิดใดชนิดหนึ่งมากกว่าไอโซโทปอ่ืน เช่น ในธรรมชาติจะมี 1H ประมาณ
99.88% ส่วน 12C มีอยู่ประมาณ 98.89% และ 16O มีอยู่ประมาณ 99.76% ท่ีเป็นเช่นนี้เน่ืองจาก
ไอโซโทปของธาตดุ ังทีก่ ลา่ วมามีความเสถยี รในธรรมชาติ ส่วนไอโซโทปอืน่ ที่ไมค่ ่อยพบในธรรมชาติ (ธาตุที่
มีจานวนนิวตรอนในอะตอมมากกว่าหรือน้อยกว่าสภาพปกติ) จะไม่เสถียรหรือมีคุณสมบัติเป็นธาตุ
กัมมันตรงั สี (radioactive) อายุของธาตุกมั มันตรงั สจี ะสลายตวั เสียคณุ สมบตั ิไปทลี ะคร่งึ หนึง่ ของจานวนที่
มีอยู่ เรียกว่า คร่ึงชีวิต (half life) ธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดจะมีจานวนอายุของคร่ึงชีวิตท่ีแตกต่างกัน
กลา่ วคอื บางชนิดอาจมอี ายทุ ีส่ ้นั มากเพียงไมก่ ่ีนาที ขณะที่บางชนิดมีอายุนบั รอ้ ยนบั พนั ปจี ึงจะสลายลงไป
ทีละครึ่งหน่ึง เรียกกระบวนการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีว่า เรดิโอแอกทีฟ ดีเคย์ (radioactive
decay)

เมื่อธาตุกมั มนั ตรังสีสลายตัวจะมีการปล่อยพลังงานในรูปของอนุภาครังสีเอ็กซ์ (X-rays)
เชน่ ธาตคุ าร์บอน 13C หรอื 14C เมื่อสลายตัวจะปลอ่ ยพลังงานออกมาจานวนหน่ึงซ่ึงประมาณค่าได้ และ
ตอ้ งอาศยั ระยะเวลาถึง 5,700 ปี จะเกิดการสลายตัวเป็นธาตุไนโตรเจนในปริมาณครึ่งหนึ่งของปริมาณ
เริ่มตน้ จากคุณสมบัติของครง่ึ ชวี ิตทีก่ ลา่ วมาของธาตกุ มั มนั ตรงั สี นกั วิทยาศาสตร์จึงใช้ประโยชน์น้ีในการ
หาอายุของซากดกึ ดาบรรพ์ หรือวัตถโุ บราณได้