Unit 5

เอกสารประกอบการเรียน

หลกั สูตรประกาศนียบัตรวิชาชพี ชน้ั สงู 2557

หลกั พนั ธุศาสตร์

วิทยาลัยเกษตรและเทคโนโลยฉี ะเชิงเทรา
สานกั งานคณะกรรมการการอาชีวศกึ ษา กระทรวงศึกษาธกิ าร

1

3500-0101 หลักพันธศุ าสตร์ 2-2-3
(Principles of Genetics)

จุดประสงค์รายวิชา
1. เพ่อื ให้เขา้ ใจหลักการและกระบวนการทางพันธศุ าสตร์และการนาไปใช้ประโยชน์
2. เพื่อให้สามารถทานายลักษณะของส่ิงมีชีวิต ทดสอบความน่าจะเป็นและทดสอบทางสถิติเกี่ยวกับ

การถา่ ยทอดลักษณะทางพนั ธกุ รรมต่าง ๆ
3. เพื่อให้มีเจตคติท่ีดีต่อหลักพันธุศาสตร์ และมีกิจนิสัยใฝ่รู้ มีความคิดสร้างสรรค์ ขยันและละเอียด

รอบคอบ

สมรรถนะรายวิชา
1. แสดงความรู้เกย่ี วกบั หลักการและกระบวนการพ้ืนฐานเก่ียวกบั เซลล์และพันธุกรรม
2. ทานายลักษณะของสง่ิ มีชีวิตโดยใช้กฎของเมนเดล
3. ทดสอบความน่าจะเปน็ และสถิตทิ ี่เก่ียวข้องกับการถา่ ยทอดลักษณะทางพันธกุ รรม

คาอธิบายรายวิชา
ศึกษาและปฏิบัติเก่ียวกับเซลล์และการแบ่งเซลล์ การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ กฎของเมนเดล

การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ความน่าจะเป็นและการทดสอบทางสถิติ ยีนและโครโมโซม
การกลายพันธ์ุและพันธวุ ศิ วกรรม

2

คานา

แผนการจัดการเรียนรู้รายวิชาหลักพันธุศาสตร์ (Principles of Genetics ) รหัสวิชา 3500-0101
ตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพช้ันสูง ประเภทวิชาเกษตรกรรม โดยมีวัตถุประสงค์เพ่ือให้นักเรียนได้ใช้
ศึกษาเรียนรตู้ ามกระบวนการจัดการเรียนรู้ ท่ีเน้นผู้เรยี นเป็นสาคัญ เปน็ การเสริมความรู้ ทักษะ ประสบการณ์
ท้ังการเรียนรู้ในช้ันเรียนและนอกห้องเรียน ให้นักเรียนใช้พัฒนาการเรียนรู้เต็มตามศักยภาพความแตกต่าง
ระหว่างบคุ คล

สาระสาคัญของแผนการจัดการเรียนรู้รายวิชาหลักพันธุศาสตร์ประกอบไปด้วย เซลล์และการแบ่ง
เซลล์ การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ กฎของเมนเดล การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ความน่าจะเป็นและ
การทดสอบทางสถติ ิ ยีนและโครโมโซม การกลายพันธแ์ุ ละพันธุวศิ วกรรม

ความรู้พ้ืนฐานเก่ียวกับหลักพันธุศาสตร์ มีความจาเป็นอย่างย่ิงที่นักศึกษาจะต้องเข้าใจและมีความรู้
เป็นการนาเทคโนโลยีมาใช้ประโยชน์ในการพัฒนาการเกษตรท้ังทางด้านพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ท่ีเก่ียวข้องกับ
การเกษตร การปรับปรุงพันธ์ุพืช การผลติพันธ์ุพืชใหม่ให้มีคุณค่าทางอาหารสูงข้ึน เพื่อแก้ปัญหาประชากรท่ี
ขาดวติ ามินเอ ทาให้พชื ตา้ นทานสารปราบวัชพชื ทนทานตอ่ แมลง ศัตรพู ืช ทนตอ่ สภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม
ของภูมิประเทศ เช่น ความแห้งแล้ง อุทกภัย นอกจากนี้นักศึกษายังสามารถนาความรู้ท่ีได้รับไปใช้ในการ
แก้ปัญหาด้านการผลิต และนาไปประยุกต์ใชป้ ระโยชน์ในการพัฒนาการผลิตให้มปี ระสิทธภิ าพมากขึ้นต่อไปได้

คัธรียา มะลิวลั ย์
ครชู านาญการ

สารบญั 3

หนว่ ยที่  4
เซลลแ์ ละการแบง่ เซลล์ 4
 เซลล์ 6
 โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์
หน่วยท่ี  15
การสร้างเซลลส์ บื พันธุแ์ ละการแบง่ เซลล์ 15
 โครโมโซมและยีน 16
 การสรา้ งเซลล์สืบพันธุ์ 18
 การแบ่งเซลล์
หนว่ ยท่ี  21
การถ่ายทอดลักษณะทางพันธกุ รรม 21
 คาศพั ท์ทางพนั ธศุ าสตร์ 22
 พนั ธุศาสตรข์ องเมนเดล 27
 ความน่าจะเปน็ ทางพนั ธุศาสตร์ 29
 การถา่ ยทอดลักษณะทางพันธุกรรม
หน่วยท่ี  32
การกลายพันธแ์ุ ละพันธวุ ิศวกรรม 32
 การกลายพนั ธุ์ 33
 พนั ธุวิศวกรรม

4

หน่วยท่ี 1

เซลลแ์ ละโครงสร้างของเซลล์

หัวข้อเร่อื ง
1. เซลล์
2. โครงสรา้ งพน้ื ฐานของเซลล์

จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
1. บอกความหมายและชนิดของเซลล์ได้
2. อธิบายโครงสร้างพื้นฐานของเซลล์ได้

เนื้อหาการสอน

1. เซลล์ (cell)
เซลล์ (cells) คือ หน่วยท่ีเล็กที่สุดของส่ิงที่มีชีวิต มีรูปร่างลักษณะและขนาดแตกต่างกันข้ึนอยู่กับ

ชนดิ ของส่งิ มีชวี ิตและหน้าที่ของเซลล์เหล่าน้นั โดยท่ัวไปมีโครงสร้างพ้ืนฐานคล้ายคลึงกัน และมีคุณสมบัติของ
การเป็นส่ิงมีชีวิตอย่างครบถ้วน เช่น มีคุณสมบัติในการเจริญเติบโตเพิ่มขนาดได้ (growth) สามารถแบ่งเซลล์
เพิ่มจานวนได้ (cell division) มีความสามารถตอบสนองต่อส่ิงเร้า (response) สามารถดูดซึมโภชนะ
(absorption) และ ขับถ่ายของเสีย (excretion) ได้ เซลล์ในร่างกายจะมีรูปร่าง ขนาด และหน้าที่แตกต่างกัน
ไปได้ ดังน้ันเมื่อเซลล์ที่มีรูปร่างและทาหน้าที่เหมือนกันมาอยู่รวมกันมาก ๆ จะทาให้เกิดเป็นเน้ือเยื่อ (tissue)
ชนิดต่างๆ เช่น เน้ือเย่ือบุผิว (epithelium) และเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) เป็นต้น และเม่ือ
เน้ือเยื่อตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปมาอยู่รวมกันเพื่อร่วมกันทาหน้าท่ี จึงเกิดเป็นอวัยวะ (organ) ข้ึนมา เช่น ปอด
หัวใจ และกระเพาะอาหาร จะประกอบขึ้นด้วยเนื้อเย่ือชนิดต่างๆ เช่น เนื้อเยื่อบุผิว เนื้อเยื่อกล้ามเน้ือ และ
เนื้อเยื่อเก่ียวพัน เป็นต้น อวัยวะหลายๆ อวัยวะเมื่อมารวมกลุ่มกัน เพื่อทาหน้าที่อย่างใดอย่างหน่ึงร่วมกันจะ
เกิดเป็นระบบ (system) ขึ้นมา เช่น ระบบทางเดินอาหารประกอบด้วยอวัยวะต่างๆ ทาหน้าที่ร่วมกัน คือ
กระเพาะอาหาร (stomach) ลาไส้เล็ก (small intestine) ตับ (liver) และถุงน้าดี (gall bladder) เป็นต้น
เม่ือระบบต่างๆ หลายๆ ระบบมาร่วมกันทาหน้าท่ีจะเกิดเป็นส่วนประกอบของร่างกาย (body) ขึ้น

ส่ิงมชี ีวติ ทกุ ชนดิ ต่างกป็ ระกอบดว้ ยเซลล์ (cell) ซ่งึ เปน็ หนว่ ยทเ่ี ล็กที่สดุ ท่สี ามารถบง่ บอกถึงคุณสมบัติ
และแสดงความเป็นสิ่งมีชีวิตอย่างชัดเจนสมบูรณ์ เซลล์ช่วยในการสร้างและซ่อมแซม ผิวหนัง กล้ามเน้ือ
กระดูก อวัยวะต่าง ๆ ของรา่ งกาย

คุณสมบัติของเซลล์ แต่ละเซลล์มีองค์ประกอบและดารงชีวิตได้ด้วยตัวของมันเอง โดยการนา
สารอาหารเขา้ ไปในเซลล์และเปลยี่ นสารอาหารใหก้ ลายเปน็ พลังงานเพื่อการดารงชีวติ และการสืบพนั ธ์ุ เซลล์มี
ความสามารถหลายอย่าง วิธีการจัดกลุ่มเซลล์ไม่ว่าเซลล์น้ันจะอยู่ตามลาพังหรืออยู่เป็นกลุ่ม ได้แก่ ส่ิงมีชีวิต
เซลล์เดียว (unicellular) ซ่ึงดารงชีวิตเพ่ือความอยู่รอด จนไปถึงการอยู่รวมกันเป็นกลุ่มที่เรียกว่า โคโลนี
(colonial forms) หรือ ส่ิงมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular) ซ่ึงเซลล์เหล่านี้จะกลายเป็นเซลล์เฉพาะทางท่ี

5
แตกตา่ งกันหลายรปู แบบ เชน่ เซลล์ต่างๆ ในรา่ งกายมนุษย์ เซลล์แบง่ ได้ 2 ประเภทคอื

1. โพรแคริโอต (prokaryote) เป็นเซลล์ท่มี ีโครงสรา้ งอยา่ งง่าย อาจอยเู่ ปน็ เซลลเ์ ดี่ยว ๆ หรือรวมกล่มุ
เป็นโคโลนี (Colony) ได้แก่ bacteria และ cyanobacteria(blue green algae) มี ribosome ซึ่งไมม่ เี ยอ่ื หุ้ม
เซลล์

2. ยูแครโิ อต (eukaryote) เปน็ เซลลท์ ่ีมีออรแ์ กเนลล์(organelle) และผนงั ของออร์แกเนลล์

ภาพที่ 1.1 การเปรียบเทียบระหว่างเซลล์โพรแครโิ อตและยูแครโิ อต
1.1 รูปร่างของเซลล์
เซลล์มีขนาดแตกตา่ งกนั มาก เซลล์ส่วนใหญม่ ขี นาดเล็กไมส่ ามารถมองเหน็ ได้ดว้ ยตาเปล่าต้องใช้กล้อง
จุลทรรศน์ส่องดู ซ่ึงสามารถเห็นเซลล์แบคทีเรีย ,โพรโทซัว ,เซลล์ร่างกายท่ัวไป แต่ก็มีเซลล์บางชนิดที่มีขนาด
ใหญ่ สามารถมองเห็นได้อย่างชัดเจน เช่นเซลล์ไข่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์ไข่ของสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์ปีก
ซ่งึ มเี สน้ ผา่ นศนู ย์กลางหลายเซนตเิ มตร หนว่ ยทใ่ี ช้วัดเซลลจ์ ึงต้องมขี นาดเล็กด้วย
รปู รา่ งของเซลล์แต่ละชนิดจะแตกตา่ งกนั ไปตามชนดิ หน้าท่ี ตาแหน่งท่ีอยขู่ องเซลล์ ดงั นนั้ จงึ พบเซลล์
ที่มีรูปร่างไม่แน่นอน เช่น เซลล์อะมีบา เซลล์เม็ดเลือดขาวบางชนิด เซลล์ที่มีรูปร่างยาว เช่นเซลล์ประสาท
เซลล์อสุจิ เซลล์ท่ีมีรูปร่างแหลมหัวแหลมท้าย เช่น เซลล์กล้ามเนื้อเรียบ เซลล์ท่ีมีรูปร่างแบน เช่น
เซลล์เยื่อบผุ ิว เซลลเ์ ม็ดเลือดแดง เป็นต้น

6

ภาพท่ี 1.1 รปู ร่างของเซลล์ชนิดตา่ ง ๆ
2. โครงสร้างพ้นื ฐานของเซลล์ เซลลม์ ีโครงสรา้ งพ้นื ฐานท่ีสาคญั 3 ส่วน คอื

1) ส่วนท่ีหอ่ หุ้มเซลล์ แบง่ ออกเป็น
1.1 ผนงั เซลล์ (Cell Wall)
1.2 เยอื่ หุม้ เซลล์ (Cell Membrane)

2) ไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) ประกอบด้วย
2.1 ไซโทซอล (Cytosol)
2.2 ออร์แกเนลล์ (Organelles)

3) นิวเคลียส (Nucleus) ประกอบดว้ ย
3.1 เยอ่ื หุม้ นิวเคลยี ส (Nuclear Membrane)
3.2 นิวคลโี อพลาซมึ (Nucleoplasm) ประกอบด้วย
- โครมาทิน (Chromatin)
- นวิ คลโี อลัส (Nucleolus)

ภาพที่ 1.2 การเปรยี บเทียบระหว่างเซลลพ์ ืชและสัตว์

7
2.1 สว่ นที่ห่อหมุ้ เซลล์ ประกอบไปด้วย

2.1.1) ผนงั เซลล์ (Cell Wall) เปน็ ส่วนประกอบช้นั นอกสุดของเซลล์พืช และเป็นสว่ นที่ไม่มี
ชีวิต ประกอบด้วยสารหลายชนิด เช่น เซลลูโลส, คิวติน, เพกติน ลิกนิน , ซูเบอริน ผนังเซลล์มีลักษณะเป็นรู
พรนุ ทาหนา้ ท่ีเสริมสรา้ งความแข็งแรงให้แก่เซลล์ ทาให้เซลลค์ งรปู ร่างได้ ผนงั เซลลม์ ีสมบตั ิยอมให้สารแทบทุก
ชนิด ผ่านเข้าออกได้และมีเฉพาะในเซลล์พืชเท่านั้น ในเซลล์พืชบางชนิดท่ีต้องการความแข็งแรง จะสร้างผนัง
เซลล์ช้ันท่ีสองที่มีลิกนินเป็นส่วนประกอบสาคัญทับลงผนังเซลล์ชั้นแรก ผนังเซลล์ช้ันน้ีน้าและสารอาหารจะ
ผ่านไมไ่ ด้ ดังนน้ั เมื่อสรา้ งผนังเซลล์ช้นั ท่ีสองเสร็จแลว้ เซลลจ์ ะตาย

ภาพท่ี 1.3 ผนังเซลล์ (Cell Wall)
2.1.2) เยอื่ หุ้มเซลล์ (Cell Membrane) มลี กั ษณะเป็นเย่ือบาง ๆ อยู่ล้อมรอบเซลล์ เยอ่ื หุ้ม
เซลล์ประกอบดว้ ยสารหลัก 2 ชนดิ คอื ฟอสโฟลิพดิ และโปรตนี โดยฟอสโฟลิพิดจะจัดเรียงตัวเปน็ 2 ชน้ั ซึ่งจะ
หันส่วนท่ีไม่ชอบน้า (ส่วนหาง) เข้าหากัน และหันส่วนที่ชอบน้า (ส่วนหัว) ออกจากกัน โดยมีโมเลกุลของ
โปรตีนกระจายตัวแทรกอยู่ระหว่างโมเลกุลของฟอสโฟลิพิด นอกจากนี้ยังมีคอเลสเตอรอล ไกลโคโปรตนี และ
ไกลโคลิพิดเป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ด้วย มีหน้าที่ช่วยให้เซลล์คงรูปและควบคุมการแลกเปล่ียนสาร
ระหว่างภายในและภายนอกเซลล์

8

ภาพท่ี 1.4 เยื่อห้มุ เซลล์ (Cell Membrane)
เยอ่ื หมุ้ เซลล์พบได้ทัง้ ในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์เป็นส่วนท่มี ีชีวิต มีความยดื หยุ่นสามารถยืดหดไดม้ ี
ลักษณะเป็นเยอื่ บาง ๆ มีรูพรุนสาหรับให้สารละลายผ่านเข้าออกได้ มหี นา้ ที่

1) ห่อหุ้มส่วนประกอบภายในเซลล์ใหค้ งรปู อยู่ได้
2) ควบคุมปริมาณและชนดิ ของสารท่ผี ่านเข้าและออกจากเซลลท์ าให้ปริมาณของสารตา่ งๆ
พอเหมาะ
3) เปน็ ตาแหนง่ ท่ีมีการติดต่อระหวา่ งเซลล์กบั ส่ิงแวดลอ้ มภายนอก
2.2 ไซโทพลาสซึม (Cytoplasm) มีลักษณะเป็นของเหลว ประกอบด้วยสารท่ีสาคัญปนอยู่ คือ
โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และเกลือแร่ต่างๆ รวมทั้งของเสียที่เกิดข้ึน ไซโทพลาสซึมเป็นศูนย์กลางการ
ทางานของเซลล์ เก่ียวกับเมตาโบลิซึม ทั้งกระบวนการสร้างและสลายอินทรีย์สาร ทั้งกระบวนการสร้างและ
สลายอินทรีย์สาร ไซโทพลาสซึมประกอบด้วยส่วนประกอบภายในที่อาจเรียกว่า อวัยวะของ
เซลล์ (organelle)

ภาพที่ 1.5 ไซโทพลาสซมึ (Cytoplasm)

9
มีหน้าท่ีแตกตา่ งกนั ไดแ้ ก่
(1) เอนโดพลาสมิกเรตคิ ลู มั (endoplasmic reticulum) มที ั้งชนดิ เรียบ (smooth endoplasmic
reticulum) และชนิดขรขุ ระ (rough endoplasmic reticulum) ทาหนา้ ทข่ี นสง่ สารภายในเซลล์

ภาพท่ี 1.6 เอนโดพลาสมิกเรตคิ ลู มั (endoplasmic reticulum)
(2) กอลจิคอมเพลกซ์ ( golgi complex หรอื golgi bodies หรือ golgi apparatus) เปน็ ที่สะสม
โปรตนี เพอ่ื ส่งออกนอกเซลล์

ภาพท่ี 1.7 กอลจิคอมเพลกซ์ (golgi complex หรือ golgi bodies หรอื golgi apparatus)

10
(3) ไมโทคอนเดรยี ( mitochondria ) มีลักษณะเปน็ ก้อนกลมๆ มผี นงั หุ้มหนาที่ประกอบดว้ ยเย่อื 2
ชั้น มหี นา้ ทเ่ี ผาผลาญอาหารเพอ่ื สรา้ งพลงั งานใหแ้ กเ่ ซลล์

ภาพท่ี 1.8 ไมโทคอนเดรยี (mitochondria)
(4) คลอโรพลาสต์ ( chloroplast) พบเฉพาะในเซลล์พืชมีหนา้ ทีด่ ูดพลังงานแสง เพื่อใช้ใน
กระบวนการสังเคราะห์ดว้ ยแสง ( กระบวนการสร้างอาหารของพืช )

ภาพที่ 1.8 คลอโรพลาสต์ (chloroplast)

11
(5) แวคิวโอ (vacuole) มีขนาดใหญ่มากในเซลล์พืช มีลักษณะเป็นถุงมีเย่ือหุ้มบาง ๆ และเป็นที่
สะสมสารตา่ งๆ มีน้าเป็นส่วนใหญ่ เรยี กว่า เซลล์แซพ (cell sap) มีเกลอื น้าตาล และสารเคมีอน่ื ๆ ละลายอยู่
ภายใน

ภาพที่ 1.9 แวคิวโอล (vacuole)

(6) ไลโซโซม (lysosome) พบเฉพาะในเซลล์สัตว์เท่านั้น คล้ายถุงลม รูปร่างกลมรี เส้นผ่าน

ศูนยก์ ลาง ประมาณ 0.15-0.8 ไมครอน มกั พบใกลก้ บั กอลจบิ อดี ไลโซโซม ยังเปน็ ส่วนสาคญั ในการยอ่ ยสลาย
มีเอนไซน์หลายชนิด จึงสามารถย่อยสลาย สารต่างๆ ภายในเซลล์ได้ดี เป็นออร์แกแนลล์ ท่ีมีเมมเบรนห่อหุ้ม
เพียงชัน้ เดียว ซึ่งไมย่ อมใหเ้ อนไซม์ตา่ งๆ ผ่านออก แต่เป็นเยอ่ื ทีส่ ลายตัว หรือรวั่ ไดง้ า่ ย เมอ่ื เกิดการอักเสบของ
เนือ้ เยื่อ หรอื ขณะทีม่ กี ารเจรญิ เติบโต เยือ่ หุ้มนม้ี คี วามทนทาน ต่อปฏิกริ ยิ าการยอ่ ยของเอนไซม์ ที่อยภู่ ายในได้
เอนไซม์ที่อยู่ในถุงของไลโซโซมน้ี เช่ือกันว่าเกิดจากไลโซโซม ท่ีอยู่บน RER สร้างเอนไซม์ขึ้น แล้วส่งผ่านไปยัง
กอลจบิ อดี แล้วหลดุ เปน็ ถุงออกมา ไลโซโซม มหี นา้ ทีส่ าคญั คือ

1. ย่อยสลายอนุภาค และโมเลกลุ ของสารอาหารภายในเซลล์
2. ย่อยหรือทาลายเชื้อโรค และสิง่ แปลกปลอมตา่ ง ๆ ทเ่ี ข้าสรู่ ่างกายหรือเซลล์ เชน่ เซลล์เม็ด
เลือดขาวกนิ
3. ทาลายเซลล์ท่ีตายแลว้ หรอื เซลลท์ ี่มีอายมุ าก

ภาพท่ี 1.10 ไลโซโซม (lysosome)

12

(7) ไรโบโซม (ribosome) เป็นออร์แกเนลล์ขนาดเล็กที่สามารถมองเห็นได้ ภายได้กล้องจุลทรรศน์
อิเล็กตรอนเท่าน้ัน ซ่ึงเป็นตาแหน่งท่ีมีการสังเคราะห์โปรตีนภายในเซลล์ ภายในไรโบโซมแต่ละอัน
ประกอบด้วย rRNA และโปรตีนรวมอยู่ด้วยกัน ไรโบโซมแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ตามตาแหน่งท่ีอยู่ภายในเซลล์
คอื

ก. ไรโบโซมอิสระ (free ribosome) เป็นไรโบโซมเด่ียว ๆ ที่กระจายตัวอยู่ภายในเซลล์
โดยไม่ได้ยึดเกาะอยู่กับ ER ตัวอย่างของโปรตีนท่ีสร้างโดยไรโบโซมชนิดน้ี คือ เฮโมโกลบิน (haemoglobin)
ในเซลลเ์ ม็ดเลือดแดงที่ยังไม่เจรญิ เตม็ ที่

ข. ไรโบโซมยึดเกาะ (attached ribosome) เป็นไรโบโซมท่ีเกาะอยู่บนผิวของ ER โดยปกติ
โปรตีนทส่ี รา้ งโดยไรโบโซมชนดิ น้ีจะถูกหลั่งออกนอกเซลล์

ไรโบโซม มีหน้าทส่ี าคญั เกี่ยวกับการสงั เคราะห์โปรตีนในเซลลโ์ ปรคารโิ อตและยูคารโิ อต ไรโบโซมของ
โปรคาริโอตมีขนาด 70S (ขนาดของไรโบโซมสามารถวัดจากอัตราการเคลื่อนที่ภายใต้แรงเหว่ียงและมีหน่วย
เป็น Svedberg หรือ S) ไรโบโซมน้ปี ระกอบด้วย 2 หน่วยยอ่ ย คอื หน่วยยอ่ ยใหญ่มขี นาด 50S และหน่วยย่อย
เล็ก 30S ส่วนในเซลล์ยูคาริโอตมีไรโบโซมขนาด 80S ประกอบด้วยหน่วยย่อย 40S และ 60S หน่วยย่อย
ตา่ ง ๆ ของไรโบโซมประกอบด้วย RNA และโปรตนี แตล่ ะหนว่ ยย่อยประกอบด้วยโปรตีนหลายชนดิ แตห่ นว่ ย
ย่อยเล็กจะมี RNA ชนิดเดียว ส่วนหน่วยยอ่ ยใหญจ่ ะมี RNA 2 หรอื 3 ชนิด

ภาพที่ 1.11 ไรโบโซม (ribosome)

(8) เซนทริโอล (centriole) เป็นกระบอกกลวงและเล็ก มองเห็นได้ในระหว่างการแบ่งเซลล์
เป็นออร์แกเนลล์ท่ีไม่มีเย่ือหุ้ม รูปทรงกระบอกหรือท่อเล็ก ๆ 2 กลุ่ม ท่ีประกอบขึ้นด้วยไมโครทิวบูล
(microtubule) ซึ่งอยู่กันเป็นคู่ในลักษณะ ตั้งฉากกัน เรียงตัวกันเป็นวงกลม ทาหน้าที่สร้างเส้นใยสปินเดิล
(spindle fiber) ไปเกาะท่ีเซนโตเมียร์ (centromere) ของโครโมโซมในระยะเมตาเฟสของการแบ่งเซลล์เพ่ือ
แยกโครโมโซมออกจากกัน ในเซลล์บางชนิดเซนทริโอลทาหน้าที่ช่วยในการเคล่ือนไหวของเซลล์โดยการหด
และการคลายตัวของไมโครทูบลู ของซเิ ลยี และแฟลกเจลลัม

13

ภาพท่ี 1.12 เซนทรโิ อล (centriole)

(6) นิวเคลียส (Nucleus) เป็นโครงสร้างท่ีมีคามสาคัญที่สุดของเซลล์ เป็นท่ีอยู่ของสารพันธุกรรม
สามารถมองเห็นได้ชัดเจนอยู่ตรงกลางเซลล์ มีลักษณะค่อนข้างกลม ทาหน้าที่เป็นศูนย์ควบคุมกิจกรรม
ตา่ ง ๆ ภายในเซลล์ นิวเคลียสมีสารประกอบทางเคมี ประกอบด้วย

1. ดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic acid) หรือ DNA เป็นส่วนประกอบของ
โครโมโซมนิวเคลยี ส

2. ไรโบนิวคลีอิก แอซิด (ribonucleic acid) หรือ RNA เป็นส่วนท่ีพบในนิวเคลียสโดยเป็น
สว่ นประกอบของนิวคลโี อลัส

3. โปรตีน ที่สาคัญคือโปรตีนฮีสโตน (histone) โปรตีนโพรตามีน (protamine) ทาหน้าท่ี
เช่อื มเกาะอย่กู ับ DNAสว่ นโปรตีนเอนไซมส์ ว่ นใหญจ่ ะเปน็ เอนไซมใ์ นกระบวนการสงั เคราะห์กรดนิวคลีอกิ และ
เมแทบอลซิ ึมของกรดนวิ คลอี กิ

โครงสร้างของนิวเคลยี ส ประกอบด้วย 3 ส่วน คอื
1. เยื่อห้มุ นิวเคลียส ( nuclear membrane) เปน็ เย่อื บาง ๆ 2 ชั้นเรยี งซอ้ นกันทาหน้าที่เป็น

ทางผ่านของสารต่าง ๆ ระหว่างโทพลาสซึมและนิวเคลียส นอกจากนี้เยื่อหุ้มนิวเคลียสยังเป็นเย่ือเลือกผ่าน
เชน่ เดียวกบั เย่อื หุ้มเซลล์

2. โครมาทิน (chromatin) เป็นส่วนของนิวเคลียสท่ีย้อมติดสี เป็นเส้นใยเล็กๆ พันกันเป็น
ร่างแห ประกอบด้วย โปรตีนหลายชนิด และ DNA มีหน้าท่ีควบคุมกิจกรรมต่างๆ ของเซลล์และควบคุมการ
ถา่ ยทอดลกั ษณะทางพนั ธุกรรมของส่ิงมชี ีวติ ท่ัวไป

3. นิวคลีโอลัส (nucleolus) เป็นส่วนของนิวเคลียสท่ีมีลักษณะเป็นก้อนอนุภาคหนาทึบ
ประกอบด้วย โปรตีน และ RNA โดยโปรตีนเป็นชนิดฟอสโฟโปรตีน (phosphoprotein) และไม่พบโปรตีน
ฮีสโตนเลย นิวคลีโอลัสมีหน้าท่ีในการสังเคราะห์ RNA ชนิดต่างๆ ดังนั้นนิวคลีโอลัสจึงมีความสาคัญต่อการ
สร้างโปรตนี เป็นอย่างมาก เน่ืองจากไรโบโซมทาหน้าท่สี ร้างโปรตนี

14
ภาพที่ 1.13 นวิ เคลยี ส (Nucleus)

15

หนว่ ยที่ 2

การสรา้ งเซลล์สืบพนั ธุ์และการแบง่ เซลล์

หัวข้อเรือ่ ง
1. โครโมโซมและยนี
2. การสรา้ งเซลลส์ บื พนั ธุ์
3. การแบ่งเซลล์

จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธบิ ายโครงสร้างของโครโมโซมและยนี ได้
2. อธบิ ายการสรา้ งเซลล์สบื พันธุ์ของพืชและสัตว์ได้
2. อธิบายขัน้ ตอนกระบวนการแบ่งเซลล์ได้

เนื้อหาการสอน

1. โครโมโซมและยีน
หนว่ ยพนื้ ฐานที่สาคัญของสง่ิ มีชีวิตคือ เซลล์ ภายในประกอบดว้ ยไซโทพลาสซึม และนวิ เคลียสอยู่ตรง

กลางเซลล์ ภายในนวิ เคลียสจะมีโครโมโซม ซ่ึงมีลกั ษณะเป็นเส้นใยบาง ๆ พนั กันอยู่
2.1 โครโมโซม (chromosome) มีลักษณะเป็นเส้นใยบาง ๆ พันกันอยู่ เป็นที่เก็บของหน่วย

พันธุกรรม ซึ่งทาหน้าที่ควบคุมและถ่ายทอดข้อมูล เกี่ยวกับ ลักษณะทางพันธุกรรมต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิต เช่น
ลักษณะของเสน้ ผม ลักษณะดวงตา เพศ และสีผิว แต่ละโครโมโซมจะมียนี ท่กี าหนดลักษณะต่างๆ ของส่ิงมชี ีวิต
ในส่ิงมีชีวิตแต่ละชนิด จะมีจานวนโครโมโซมแตกต่างกันออกไป โครโมโซมของร่ างกายคนเรามีอยู่
46 โครโมโซม เมื่อนามาจัดเป็นคู่ได้ 23 คู่ มีโครโมโซมอยู่ 22 คู่ ท่ีเหมือนกันทั้งเพศหญิงและเพศชาย เรียก
โครโมโซมท้ัง 22 คนู่ ว้ี ่า โครโมโซมรา่ งกาย (autosome) สว่ นค่ทู ี่ 23 จะต่างกันในเพศหญงิ และเพศชายคือ
ในเพศหญงิ โครโมโซมคู่นจ้ี ะเหมือนกัน เรียกว่า โครโมโซม XX สว่ นในเพศชายโครโมโซมหน่งึ แท่งของคู่ที่ 23
จะเหมอื นโครโมโซม X ในเพศหญงิ ส่วนอกี โครโมโซมมลี กั ษณะแตกต่างกันออกไป เรยี กวา่ โครโมโซม Y ส่วน
โครโมโซมคู่ท่ี 23 ในเพศชาย เรียกว่า โครโมโซม XY ดังน้ันโครโมโซมคู่ท่ี 23 ทั้งในเพศหญิงและในเพศชาย
จงึ เปน็ ค่โู ครโมโซมท่กี าหนดเพศใน มนุษย์จึงเรียกวา่ โครโมโซมเพศ (sex chromosome)

16

ภาพที่ 2.1 โครโมโซม และ DNA
2.2 หน่วยพันธุกรรม หรือยีน (gene) คือ หน่วยพันธุกรรมที่อยู่บนโครโมโซม มีลักษณะเรียงกัน
เหมือนสร้อยลูกปัด ประกอบด้วยดีเอ็นเอ ทาหน้าท่ีกาหนดลักษณะทางพันธุกรรมต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตจากพ่อ
แม่โดยผ่านเซลล์สืบพันธุ์ ไปยังลูกหลาน เช่น ควบคุมกระบวนการเกี่ยวกับกิจกรรมท่ัวไปทางชีวเคมีภายใน
เซลล์สิง่ มชี วี ิต ไปจนถึงลักษณะปรากฏท่ีพบเห็นหรือสงั เกตไดด้ ้วยตา เช่น รูปรา่ งหนา้ ตาของเดก็ ทคี่ ล้ายพ่อแม่,
สีสันของดอกไม้, รสชาติของอาหารนานาชนิด ล้วนแล้วแต่เป็นลักษณะท่ีบันทึกอยู่ในหน่วยพันธุกรรมท้ังสิ้น
ซึ่งยีนแตล่ ะตวั จะควบคุม ลกั ษณะตา่ งๆ ทางพนั ธุกรรมเพยี งลักษณะเดยี ว ยนี มีองค์ประกอบท่ีสาคัญ
เป็น กรดนวิ คลอี ิก ชนิดท่ีเรียกวา่ ดีเอนเอ(deoxyribonucleic acid : DNA) อันเกดิ จากการต่อกนั เป็นเส้น
ของโมเลกุลย่อยที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ (nucleotide) ส่วนเส้นโมเลกุลจะส้ันหรือยาวเท่าใด ขึ้นอยู่กับ
ปริมาณของโมเลกุลย่อยซ่ึง เราสามารถ อธิบายได้ง่ายๆว่า one gene one expression ซึ่งหมายถึง 1 ยีน
สามารถแสดงออกได้ 1 ลักษณะเทา่ นนั้
2. การสรา้ งเซลลส์ บื พนั ธุ์
การเกิดเซลล์สืบพันธ์ุ (gametogenesis) คือกระบวนการอย่างหนึ่งในสิ่งมีชีวิต ซ่ึงเป็นการแบ่งเซลล์
และทาให้เกิดความแตกต่างกันของเซลล์แม่ (gametocyte) ท่ีมีโครโมโซมสองชุด (diploid) หรือชุดเดียว
(haploid) ให้กลายเป็นเซลล์สืบพันธุ์ (gamete) ที่มีโครโมโซมเพียงชดุ เดียว การเกิดเซลลส์ ืบพันธุ์เกิดจากการ
แบ่งเซลลแ์ บบไมโอซสิ (meiosis) หรอื ไมโทซสิ (mitosis) ขน้ึ อยู่กับวงจรชวี ิตของส่ิงมชี ีวิตนน้ั ๆ
1) การเกิดเซลล์สืบพันธใุ์ นสัตว์
สัตว์ประเภทต่างๆ จะสร้างเซลล์สืบพันธุ์โดยตรงด้วยการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสด้วยอวัยวะที่เรียกว่า
ต่อมบ่งเพศ (gonad) สัตว์สปีชีส์หน่ึง ๆ ที่ขยายพันธุ์แบบอาศัยเพศมีรูปแบบการสร้างเซลล์สืบพันธ์ุท่ีแตกต่าง
กนั ออกไปดังนี้

(1) การสร้างเซลล์สืบพันธ์ุเพศผู้เรียกว่า การสร้างสเปิร์ม (spermatogenesis) เกิดข้ึนท่ี

17

อัณฑะ การสร้างสเปิร์มเร่ิมจากเซลล์เริ่มต้นท่ีเรียกว่า primary spermatocyte; 2n ท่ีเป็นเน้ือเย่ือเจริญใน
อัณฑะ เซลล์นี้เพ่ิมจานวนตัวเองโดยการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เม่ือเซลล์นี้มีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส จะได้
เซลล์ทเ่ี ป็นแฮพลอยด์ เรียกว่า secondary spermatocyte เม่อื เซลล์นี้แบ่งเซลล์ต่อจนเสร็จส้ินไมโอซิส จะได้
สเปริ ม์ เรม่ิ ตน้ (developing sperm cell) ซง่ึ จะพฒั นาตอ่ ไปจนได้สเปริ ม์ ท่สี มบรู ณ์

(2) การสร้างเซลลส์ บื พันธุ์เพศเมียเรยี กว่า การสรา้ งไข่ (oogenesis) เกิดข้ึนที่รังไข่ การสร้าง
เซลล์สืบพันธ์ุเพศเมียในสัตว์ (oogenesis) เป็นการสร้างเซลล์ไข่ เกิดในรังไข่ ซึ่งมีเซลล์เร่ิมต้นเรียกprimary
oocyte ซ่ึงจะเพิ่มจานวนตัวเองด้วยการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เม่ือเซลล์นี้เร่ิมแบ่งตัวแบบไมโอซิส จะค้างอยู่
ท่ีระยะโพรเฟส I จนกระทั่งได้รับฮอร์โมน FSH จึงแบ่งตัวต่อจนส้ินสุดไมโอซิส I ได้ 2 เซลล์ขนาดไม่เท่ากัน
เซลล์ที่มีขนาดใหญ่เรียกว่า secondary oocyte เซลล์ท่ีมีขนาดเล็กเรียกว่า first polar body secondary
oocyte จะแบ่งตัวต่อไปจนถึงระยะเมตาเฟส II แล้วค้างไว้จนกระทั่งตกไข่ เม่ือไข่ตกแล้วถ้าไม่ได้รับการผสม
เซลล์ไข่จะฝ่อไป ถ้าได้รับการผสม secondary oocyteจะแบ่งตัวต่อจนสิ้นสุด ไมโอซิส II ได้เซลล์ไข่กับ
second polar body หลงั จากนน้ั เซลล์ไขจ่ ะปฏิสนธกิ บั สเปริ ม์ ได้ไซโกต

ถึงแม้ใช้อวัยวะที่แตกต่างกันแต่กระบวนการน้ันยังมีรูปแบบท่ีเหมือนกัน กล่าวคือ เซลล์ตั้งต้นจะ
เรียกว่าแกมีโทโกเนียม (gametogonium) จะแบ่งตัวแบบไมโทซิสเข้าสู่ช่วงแกมีโทไซต์ระยะแรก (primary
gametocyte) และแบ่งตัวแบบไมโอซิสเข้าสู่แกมีโทไซต์ระยะท่ีสอง (secondary gametocyte) แล้วแบ่ง
เซลล์แบบไมโอซิสอีกครั้งจนได้แกมีทิด (gametid) จานวน 4 เซลล์ต่อเซลล์แม่ 1 เซลล์ สุดท้ายแกมีทิดจะ
เจรญิ ไปเป็นสเปริ ์มหรือไข่ ซ่ึงเปน็ แกมีต (gamete)

2) การเกดิ เซลล์สบื พันธใุ์ นพืช
(1) การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ของพืชดอกจะเกิดขึ้นภายใน อับเรณู (anther) โดยมีไมโคร

สปอร์มาเทอร์เซลล์ (microspore mother cell) แบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้ 4 ไมโครสปอร์ (microspore)
แตล่ ะเซลล์มีโครโมโซมเท่ากบั nหลังจากนน้ั นวิ เคลยี สของไมโครสปอรจ์ ะแบ่งแบบไมโทซิส ได้ 2 นิวเคลียส คือ
เจเนอเรทิฟนิวเคลียส (generativenucleus) และทิวบ์นิวเคลียส (tube nucleus) เรียกเซลล์ในระยะนี้ว่า
ละอองเรณู(pollen grain)หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) ละอองเรณูจะมีผนังหนา ผนัง
ชั้นนอกอาจมผี วิ เรียบหรอื เป็นหนามเลก็ ๆแตกต่างกันออกไปตามแตล่ ะชนิดของพืช เมอื่ ละอองเรณแู กเ่ ต็มที่อับ
เรณจู ะแตกออกทาให้ละอองเรณูกระจายออกไปพร้อมทจี่ ะผสมพันธุ์ต่อไปได้

(2) การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียในพืชดอกเกิดข้ึนภายในรังไข่ (ovary) โดยท่ีภายในรังไข่
อาจมีหน่ึงออวุล (ovule) หรือหลายออวุล ภายในออวุลมีหลายเซลล์ แต่จะมีเซลล์หน่ึงท่ีมีขนาดใหญ่ เรียกว่า
เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ (megaspore mother cell) เมกะสปอร์มีการขยายขนาดและแบ่งนิวเคลียสแบบไม
โทซิส 3 คร้ังด้วยกัน ทาให้เซลล์น้ีมี 8 นิวเคลียส ซึ่งจะแบ่งเป็น 2 กลุ่ม ๆ ละ 4 นิวเคลียส โดยกลุ่มหน่ึงจะอยู่
ทางด้าน ไมโครไพล์ (micropyle) อีกกลุ่มหน่ึงจะอยู่ทางด้านตรงข้ามไมโครไพล์ ดังนั้นเมกะสปอร์ในระยะนี้มี
นวิ เคลยี ส เปน็ 3 กลมุ่ อยใู่ นบริเวณตา่ ง ๆ ดงั น้ี

18

- กลุ่มที่อยู่ตรงข้ามไมโครไพล์ (micropyle) มีนิวเคลียส 3 เซลล์ เรียกว่า แอนดิโพแดล
(antipodals)

- กลุ่มบริเวณตรงกลางมีนิวเคลียส 2 เซลล์ เรียกว่าโพลาร์นิวเคลียส (polarnucleus หรือ
polar nuclei)

- กลุ่มทางด้านไมโครไพล์มีนิวเคลียส 3 เซลล์ ซ่ึงมีนิวเคลียสอันตรงกลางจะมีขนาดใหญ่กว่า
อนั อื่นเป็น เซลล์ไข่ (egg cell) อกี 2 เซลล์ทขี่ นาบขา้ งเรียกว่า ซินเนอรจ์ ดิ (synergids)
3. การแบ่งเซลล์ (cell division)

การแบ่งเซลล์เป็นการเพิ่มจานวนเซลล์ ผลของการแบ่งเซลล์ทาให้เซลล์มีขนาดเล็กลง ทาให้ส่ิงมีชีวิต
ชนิดนัน้ เจรญิ เติบโต เซลลโ์ พรคารโิ อต เชน่ เซลลแ์ บคทีเรียมีการแบง่ เซลล์แบบไบนารีฟชิ ชัน (binary fission)
คือเป็นการแบ่งแยกตัวจาก 1 เป็น 2 เซลล์พวกยูคาริโอต ประกอบด้วย 2 ข้ันตอน คือ การแบ่งนิวเคลียส
(karyokinesis) และการแบ่งไซโทพลาสซึม (cytokinesis) การแบ่งนิวเคลียสสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ
คอื

3.1. การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitosis) เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธ์ุในส่ิงมีชีวิตเซลล์เดียว
และสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์บางชนิด ในสิ่งมีชีวิตทั่วไปการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเกิดขึ้นท่ีเซลล์ของร่างกาย
(somatic cell) ทาใหจ้ านวนเซลล์ของรา่ งกายมจี านวนมากข้นึ ส่ิงมชี ีวติ น้ัน ๆ จึงเจริญเติบโตขึ้น

ในกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซสิ เรม่ิ ต้นจากเซลลเ์ ดมิ 1 เซลล์ ทมี่ จี านวนโครโมโซม 2 ชุด หรอื
ดิพลอยด์ (diploid) เมอ่ื ผ่านกระบวนการแบง่ เซลล์จนสมบรู ณ์ จะไดเ้ ซลลใ์ หม่ 2 เซลล์ ที่มีโครโมโซม จานวย
2 ชุดเท่าเดิม และมีโครงสร้างของดีเอ็นเอเหมือนเดิมทุกประการ ดังนั้นดีเอ็นเอจากทุกเซลล์ในร่างกายจาก
ทุกเนื้อเยื่อจึงเหมือนกัน การแบ่งเซลล์ประกอบด้วย 2 ช่วงระยะคือ ช่วงอินเตอร์เฟส (interphase) และ
ไมโทซสิ

การแบ่งเซลล์เป็นกระบวนการที่เกิดข้ึนต่อเน่ืองกัน ก่อนที่จะมีการแบ่งเซลล์ เซลล์จะมีการเตรียมตัว
ให้พร้อมก่อน ระยะเวลาท่ีเซลลเ์ ตรยี มความพร้อมก่อนการแบง่ จนถึงการแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาสซึมจน
เสรจ็ สิ้น เรียกว่า วฏั จกั รของเซลล์ (cell cycle) ซึง่ พบเฉพาะการแบ่งเซลล์แบบไมโทซสิ

ภาพท่ี 2.2 วฏั จกั รของเซลล์ (cell cycle)

19

วฏั จักรของเซลล์ประกอบดว้ ยข้นั ตอน 2 ขั้นตอน คือ
1) ระยะอินเตอร์เฟส (interphase) เป็นระยะท่ีเซลล์เตรียมตัวให้พร้อมก่อนที่จะแบ่ง

นิวเคลียสและไซโทพลาสซึม เซลล์ในระยะน้ี มีนิวเคลียสขนาดใหญ่ และเห็นนิวคลีโอลัสชัดเจนเม่ือย้อมสี
แบง่ เปน็ ระยะย่อยได้ 3 ระยะ คือ

- ระยะก่อนสร้าง DNA หรอื ระยะ จ1ี
- ระยะสรา้ ง DNA หรอื ระยะเอส
- ระยะหลงั สร้าง DNA หรือระยะ จี2
2) ระยะท่ีมีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitotic phase หรือ M phase) เป็นระยะท่ีมีการ
แบง่ นิวเคลียส เกดิ ขนึ้ ในช่วงสั้นๆ แลว้ ตามดว้ ยการแบ่งของไซโทพลาสซึม การแบง่ นิวเคลยี สแบบไมโทซิสอาจ
แบ่งไดเ้ ปน็ 4 ระยะคอื
- ระยะโพรเฟส (prophase) เปน็ ระยะทนี่ ิวเคลียสยังมีเยือ่ ห้มุ อยู่
- ระยะเมทาเฟส (metaphase) เปน็ ระยะท่ีเยือ่ หุ้มนิวเคลียสสลายตัว
- ระยะแอนาเฟส (anaphase) เปน็ ระยะที่โครโมโซมแยกกนั เป็น 2 กลุ่ม
- ระยะเทโลเฟส (telophase) เกดิ การแบง่ ของไซโทพลาสซมึ ข้ึน

ภาพที่ 2.3 การแบง่ เซลลแ์ บบไมโทซิส (mitosis)

2.2 การแบ่งเซลล์แบบไมโอซีส (meiosis) เป็นการแบ่งเซลล์ที่ทาให้เกิดการลดจานวนโครโมโซม
ภายในนิวเคลียสลงเหลือเพียงชุดเดียว (n) เป็นการแบ่งเซลล์เพ่ือสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยเซลล์ที่ทาหน้าที่แบ่ง
เซลล์แบบไมโอซิสน้ี เรียกว่า โกแนด (gonad) ในเพศหญิงจะพบเซลล์ชนิดน้ีในรังไข่ ซึ่งทาหน้าท่ีสร้างไข่
(ovum) สว่ นในเพศชายจะพบเซลล์ชนิดนใ้ี นอัณฑะ (testis) ซ่งึ ทาหน้าทส่ี ร้างตัวอสุจิ (sperm)

กระบวนการแบง่ เซลลแ์ บบไมโอซิส จะมีการแบ่งเซลล์ต่อเน่ืองกนั 2 รอบ เรียกการแบง่ เซลล์รอบแรก
วา่ ไมโอซิส 1 และเรยี กการแบ่งเซลล์รอบสองว่า ไมโอซิส 2 ซ่งึ มลี ักษณะการแบ่งเซลลท์ แ่ี ตกต่างกนั ดังนี้

2.2.1 ไมโอซิส 1 เป็นระยะแบ่งเซลล์ที่ทาให้ได้เป็นเซลล์ใหม่ 2 เซลล์ โดยแต่ละเซลล์จะมี
จานวนโครโมโซมเพยี งครง่ึ หนึง่ ของเซลล์เดมิ เรียกวา่ แฮพลอยด์เซลล์ (n) โดยมขี ้นั ตอนดงั น้ี

1) อนิ เตอรเ์ ฟส 1 เปน็ ระยะเตรยี มความพร้อมของเซลล์ เช่นเดียวกนั กับระยะอนิ เตอร์เฟสใน
ไมโทซิส

2) โพรเฟส 1 เป็นระยะท่มี ีการเปลยี่ นแปลงหลายประการ โดยเร่มิ ต้ังแตส่ ายโครมาทนิ หดตัว

20

พันกันหนาแน่นกลายเป็นแท่งโครโมโซม จากน้ันคู่โฮโมโลกัสโครโมโซมจะมาเข้าคู่กัน โดยในระหว่างการเขา้ คู่
กนั คู่โฮโมโลกัสโครโมโซมจะมีการเปล่ียนแปลงช้นิ สว่ นของโครโมโซม ทาให้ลักษณะของส่ิงมีชวี ิตบนโครโมโซม
มีการเปล่ยี นแปลง จึงเป็นสาเหตุของการแปรผนั ตา่ ง ๆ ในสิ่งมีชวี ิต

3) เมทาเฟส 1 เป็นระยะที่คู่โฮโมโลกัสโครโมโซมมาเรียงตัวกันอยู่กลางเซลล์ จึงทาให้เห็น
เปน็ แถวโครโมโซมเรียงตัว 2 แถว คู่กนั

4) แอนาเฟส 1 เป็นระยะทค่ี ู่โฮโมโลกสั โครโมโซมถกู ดึงให้แยกตัวจากกนั ไปยงั ขั้วตรงขา้ มของ
เซลล์ จึงเกดิ เป็นโครโมโซมทม่ี ีลกั ษณะเป็นแฮพลอยด์

5) เทโลเฟส 1 เป็นระยะท่ีโครโมโซมถูกแบ่งเป็น 2 กลุ่มท่ีแต่ละขั้วของเซลล์ มีการสร้างเย่ือ
หุ้มนิวเคลียสและการแบ่งแยกส่วนไซโทพลาซึมจนเกิดเป็นเซลล์ลูก 2 เซลล์ ซึ่งมีโครโมโซมแบบแฮพลอยด์
และโครโมโซมจะมีการคลายตัวออกก่อนทจ่ี ะเขา้ สรู่ ะยะไมโอซิส 2

2.2.2 ไมโอซิส 2 เป็นการแบ่งเซลล์ที่ทาให้จานวนเซลล์ใหม่เพ่ิมขึ้นจาก 2 เซลล์ ไปเป็น
4 เซลล์ โดยจะยังคงจานวนชุดโครโมโซมเดิมท่ีเป็นแฮพลอยด์ การแบง่ เซลล์ในขั้นตอนน้ีจะมลี ักษณะคล้ายกับ
การแบง่ เซลล์แบบไมโทซสิ เว้นแตไ่ ม่มีการสงั เคราะหโ์ ครโมโซมใหม่ ดังน้ี

1) โพรเฟส 2 เยือ่ หมุ้ นวิ เคลียสสลายไปโครโมโซม หดสน้ั มากข้ึน จนทาใหเ้ ห็นแท่งโครโมโซม
ได้อย่างชดั เจน

2) เมทาเฟส 2 โครโมโซมมาเรียงตวั ในแนวกลางของเซลล์
3) แอนาเฟส 2 แท่งโครโมโซมถูกดึงแยกจากกนั กลายเป็นแท่งเดียว ไปรวมกนั อย่ทู ่แี ต่ละข้ัว
ของเซลล์
4) เทโลเฟส 2 โครโมโซมมารวมกันที่ขั้วเซลล์และมีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสจนได้
4 นิวเคลียสแต่ละนิวเคลียสมีโครโมโซมเป็นแฮพลอยด์ หลังจากน้ันจึงเกิดการแบ่งไซโตพลาสซึมได้เป็นเซลล์
ใหม่ 4 เซลล์ โครโมโซมในนวิ เคลียสจึงเรมิ่ คลายตัวกลบั เป็นสายยาว

ภาพท่ี 2.4 การแบง่ เซลลแ์ บบไมโอซสิ (meiosis)

21

หน่วยที่ 3

การถ่ายทอดลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม

หัวข้อเร่ือง
1. คาศพั ทท์ างพนั ธศุ าสตร์
2. พนั ธศุ าสตร์ของเมนเดล
3. ความน่าจะเป็น
4. การถ่ายทอดลกั ษณะทางพันธุกรรม

จุดประสงค์การเรยี นรู้
1. บอกความหมายของคาศัพท์ทางพันธศุ าสตร์ได้
2. อธิบายหลกั การทางพนั ธุศาสตร์ของเมนเดลได้
3. อธิบายความนา่ จะเป็นทางพันธุศาสตรไ์ ด้
4. อธบิ ายการถ่ายทอดลักษณะทางพนั ธกุ รรมได้

เน้อื หาการสอน

1. คาศพั ทท์ างพนั ธศุ าสตร์
1) คูข่ องยนี คือเซลลข์ องร่างกายของสิง่ มชี ีวติ จะมโี ครโมโซมท่ที าหนา้ ท่ีถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม

อยู่ 2 ชุดเข้าด้วยกัน เรียกว่าโครโมโซมคู่เหมือน และจากท่ีกล่าวมาแล้วว่า ยีนซึ่งเป็นตัวควบคุมลักษณะทาง
พันธุกรรมจะอยู่บนโครโมโซม ด้วยเหตุน้ีถ้าพิจารณาลักษณะทางพันธุกรรมลักษณะใดลักษณะหนึ่ง เช่น
ลักษณะสีของดอก จะพบว่าถ้ามียีนที่ควบคุมลักษณะสีของดอกอยู่บนโครโมโซมแท่งหน่ึง โครโมโซมที่เป็นคู่
เหมอื นก็จะมยี ีนทคี่ วบคมุ ลกั ษณะสีของดอกอยู่ดว้ ยเช่นกัน

2) อัลลีล (allele) คือยีนท่ีควบคุมลักษณะเดียวกันแต่ต่างรูปแบบกันถึงแม้จะอยู่บนโครโมโซมคู่
เหมือนตรงตาแหน่งเดียวกันก็ตาม เช่น ลักษณะต่ิงหู จะมียีนท่ีควบคุมอยู่ 2 อัลลีล หรือ 2 แบบคืออัลลีลท่ี
ควบคมุ การมีต่ิงหู (ให้สัญลกั ษณ์เป็น B) และอลั ลลี ทคี่ วบคุมการไม่มีต่ิงหู (ใหส้ ญั ลักษณ์เป็น b)

3) เซลลส์ ืบพันธ์ุ (gamete) หมายถึงเซลลเ์ พศ (sex cell) ทง้ั ไข่ (egg) และอสุจิหรอื (Sperm)
4) จีโนไทป์ (genotype) คือลักษณะการจับคู่กันของอัลลีลของยีนท่ีควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม
ซ่ึงมี 2 ลักษณะ ได้แก่

(1) ลักษณะพันธุ์แท้ (homozygouse) เป็นการจับคู่กันของยีนที่มีอัลลีลเหมือนกัน เช่น
อลั ลีล ควบคมุ การมตี ่งิ หู 2 อลั ลีลจบั คูก่ นั (BB) อลั ลลี ทคี่ วบคุมการไม่มตี ิ่งหจู บั คู่กนั (bb)

(2) ลักษณะพันธุ์ทาง (heterozygouse) เป็นการจับคู่กันของยีนที่มีอัลลีลต่างกัน เช่น
อลั ลลี ควบคมุ การมีติ่งหจู ับคูก่ บั อลั ลีลท่ีควบคมุ การไม่มีตง่ิ หู (Bb)

22

5) ฟีโนไทป์ (phenotype) หมายถึง ลักษณะทางพันธุกรรมของส่ิงมีชีวิตที่อยู่ภายใต้การควบคุมของ
จีโนไทป์ ซึ่งแสดงออกมาให้เห็นหรือปรากฏแก่ภายนอก เช่น จานวนช้ันของหนังตา ลักษณะสีตา สีผิว ความ
สงู เป็นตน้

6) โฮโมไซโกต (homozygote) หมายถึงคู่ของแอลลลี ซึ่งเหมอื นกนั เชน่ TT จัดเปน็ โฮโมไซกัด โด
มิแนนต์ (homozygous dominant) เนื่องจากลักษณะทั้งคู่เป็นลักษณะเด่น หรือ tt จัดเป็นโฮโมไซกัส
รีเซสซีฟ (homozygous recessive) เนื่องจากลักษณะท้ังคู่เป็นลักษณะด้อย ลักษณะท่ีเป็นโฮโมไซโกต
เราเรยี กว่า พนั ธ์ุแท้

7) ลักษณะเด่น (dominant) คือลักษณะท่ีแสดงออกเมื่อเป็นฮอมอไซกัสโดมิแนนต์และเฮเทอโร
ไซโกต

8) ลักษณะด้อย (recessive) ลักษณะท่ีจะถูกข่มเมื่ออยู่ในรูปของเฮเทอโรไซโกตและจะแสดงออก
เมอื่ เป็นฮอมอไซกัสรีเซสซีฟ

9) ลักษณะเด่นสมบูรณ์ (complete dominant) หมายถึงการข่มของลักษณะเด่นต่อลักษณะด้อย
เป็นไปอย่างสมบูรณ์ทาให้ฟีโนไทป์ของฮอมอไซกัสโดมิเนนต์และเฮเทอโรไซโกตเหมือนกัน เช่น TT จะมี
ฟโี นไทป์เหมือนกับ Tt ทกุ ประการ

10) ลักษณะเด่นไม่สมบูรณ์ (incomplete dominant) เป็นการข่มกันอย่างไม่สมบูรณ์ทาให้
เฮเทอโรไซโกตไม่เหมือนกับฮอมอไซกัสโดมิเนนต์ เช่น การผสมดอกไม้สีแดงกับดอกไม้สีขาวได้ดอกไม้สีชมพู
แสดงวา่ แอลลลี ท่ีควบคมุ ลกั ษณะดอกสีแดงข่มแอลลีลทคี่ วบคุมลกั ษณะดอกสีขาวไดไ้ มส่ มบูรณ์

11) ลักษณะเดน่ ร่วม (codominant) เป็นลักษณะที่แอลลลีลแต่ละตัวมีลักษณะเดน่ กนั ทั้งคขู่ ่มกันไม่
ลงทาให้ฟีโนไทป์ของเฮเทอโรไซโกตแสดงออกมาทั้งสองลักษณะ เช่น หมู่เลือด AB ท้ังแอลลีล IA และแอลลลี
IB จะแสดงออกในหม่เู ลอื ดท้งั คู่

12) การถ่ายทอดพันธุกรรมลักษณะเดียว (monohybrid cross) เป็นการผสมพันธุ์ซึ่งเราคานึงถึง
ลักษณะเพียงลักษณะเดียวและมียีนควบคมุ อยูเ่ พียงค่เู ดียว

13) การถ่ายทอดพันธุกรรมสองลักษณะ (dihybrid cross) เป็นการผสมท่ีศึกษาลักษณะสอง
ลกั ษณะในเวลาเดียวกนั มียีนควบคมุ สองคยู่ ีนและโครโมโซม
2. พนั ธุศาสตร์ของเมนเดล

ภาพที่ 3.1 เกรเกอร์ โยฮนั เมนเดล

23

เม่ือปี พ.ศ. 2408 เกรเกอร์ โยฮัน เมนเดล (Gregor Johan Mendel) บาทหลวงชาวออสเตรียซ่ึง
ไดร้ ับยกย่องว่าเปน็ บดิ าแห่งพันธุศาสตร์ ไดอ้ ธบิ าย ลักษณะบางอยา่ งของส่งิ มชี ีวติ ท่ีปรากฏในรุ่นลูก อันเปน็ ผล
มาจากการถ่ายทอด ลกั ษณะดงั กลา่ วจากพอ่ แม่ ผา่ นทางเซลล์สบื พันธุ์

เมนเดลทาการทดลองศกึ ษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม โดยการผสมพนั ธ์ุถวั่ ลันเตาทมี่ ปี ระวัติ
ว่าต้นสูงทุกรุ่นกับต้นเตี้ยแคระ ผลปรากฏว่ารุ่นลูกหรือรุ่น F1 (first filial generation) จะเป็นต้นสูงทั้งหมด
และเมื่อเมนเดลนาเอา เมล็ดท่ีเกิดจากการผสมพันธุ์ภายในดอกเดียวกันของรุ่น F1 ไปเพาะเมล็ด ซึ่งเป็นรุ่น
หลาน หรือรนุ่ F2 (second filial generation) เจริญเติบโตเป็นต้นสูงมากกวา่ ต้นเตี้ยแคระในอัตราส่วน 3 : 1
เมนเดลได้อธิบายผลการทดลองที่เกิดข้ึนว่า ลักษณะต้นสูงที่ปรากฏในทุกรุ่น เรียกว่า ลักษณะเด่น
(dominant) ส่วนลักษณะตน้ เตย้ี แคระท่ีมีโอกาสปรากฏในบางรุ่น เรียกว่า ลักษณะด้อย (recessive)

ภาพท่ี 3.2 จีโนไทป์และฟโี นไทป์ของต้นถวั่ รุ่นตา่ ง ๆ ท่ีได้จากการทดลองของเมนเดล
เมนเดลประสบผลสาเร็จในการทดลอง จนตั้งเป็นกฎเก่ียวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธกุ รรมจาก
พ่อแม่มายงั ลูกหลานในช่วงต่อ ๆ มาได้เนอ่ื งจากสาเหตุสาคัญ 2 ประการ คือ
1) เมนเดลรู้จักเลือกชนิดของพืชมาทาการทดลอง พืชที่เมนเดลใช้ในการทดลองคือถ่ัวลันเตา
(Pisum sativum) ซึง่ มขี อ้ ดใี นการศึกษาดา้ นพันธุศาสตร์หลายประการ เช่น

(1) เป็นพืชทผ่ี สมตัวเอง (self- fertilized)
(2) เป็นพืชทป่ี ลกู งา่ ย ไมต่ ้องทานุบารงุ รกั ษามากนกั ใช้เวลาปลกู
(3) เปน็ พืชที่ มีลักษณะทางพันธุกรรม ที่แตกตา่ งกันชัดเจนหลายลักษณะ เมนเดลไดน้ ามาใช้
7 ลักษณะดว้ ยกัน
2) เมนเดลร้จู กั วางแผนการทดลอง
(1) เลือกศึกษาการถ่ายทอดลักษณะของถ่ัวลันเตาแต่ละลักษณะก่อน เม่ือเข้าใจหลักการ
ถา่ ยทอดลักษณะนนั้ ๆ แลว้ เขาจงึ ไดศ้ ึกษาการถา่ ยทอดสองลักษณะไปพรอ้ ม ๆ กัน
(2) ในการผสมพันธ์ุจะใช้พ่อแม่ พันธ์ุแท้ (pure line) ในลักษณะที่ตรงกันข้ามกัน มาทาการ

24
ผสมขา้ มพนั ธ์เุ พอื่ สรา้ งลูกผสมโดยใชม้ ือช่วย (hand pollination)

(3) ลูกผสมจากข้อ. (2) เรยี กวา่ ลกู ผสมช่วงที่ 1 หรอื F1( first filial generation) นาลูกผสม
ทไี่ ด้มาปลูกดลู กั ษณะท่ีเกิดขึน้ วา่ เป็นอยา่ งไร บนั ทกึ ลกั ษณะและจานวนทพี่ บ

(4) ปล่อยให้ลูกผสมช่วงที่ 1 ผสมกันเอง ลูกท่ีได้เรียกว่า ลูกผสมช่วงท่ี 2 หรือ F2 (second
filial generation) นาลูกช่วงท่ี 2 มาปลูกดูลักษณะต่าง ๆ ท่ีเกิดข้ึนว่าเป็นอย่างไร บันทึกลักษณะและจานวน
ที่พบ

ภาพที่ 3.3 ผลการทดลองของเมนเดล
2.1 กฎของเมนเดล
กฎทางพันธุศาสตร์ของเมนเดลอธิบายไว้ว่า “สิ่งมีชีวิตท่ีสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจะมีสิ่งที่ควบคุม
ลกั ษณะทางพนั ธุกรรม (แอลลีลของยนี ) อยูก่ ันเปน็ คู่ ๆ แตล่ ะคู่จะแยกออกจากกนั เม่ือมีการสรา้ งเซลลส์ ืบพันธ์ุ
ทาให้เซลลส์ บื พนั ธุแ์ ต่ละเซลล์มสี ่ิงควบคุมอยูเ่ พียง 1 หนว่ ย และเมื่อเซลลส์ บื พนั ธ์ผุ สมกนั ส่ิงท่ีควบคุมลักษณะ
ทางพันธุกรรมนี้ก็จะกลับเข้ามาคู่กันอีก” เมนเดลอธิบายว่า เม่ือผสมพันธ์ุถ่ัวลันเตาต้นสูงพันธุ์แท้ TT กับต้น
เต้ียแคระพันธุ์แท้ tt จะได้ลูกรุ่น F1 ที่มีจีโนไทป์เป็น Tt และมีฟีโนไทป์เป็นต้นสูงทั้งหมด และถ้านาลูกรุ่น F1
มาผสมกันเองก็จะได้รุ่นลูก F2 ท่ีมีจีโนไทป์ 3 แบบ คือ TT, Tt และ tt และมีฟีโนไทป์ 2 ลักษณะ คือ ต้นสูง
กบั ตน้ เต้ยี ในอัตราส่วน 3:1 กล่าวไว้ 2 ขอ้ คือ

1) กฎแห่งการแยกตัว (law of segregation) “ยีนแต่ละคู่ที่ควบคุมแต่ละลักษณะทาง
พันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต จะแยกตัวจากกันเป็นอิสระไปสู่เซลล์สืบพันธ์ุแต่ละเซลล์” ยีนที่อยู่เป็นคู่จะแยกออก
จากกนั ในระหว่างการสร้างเซลลส์ บื พันธุ์ โดยเซลลส์ ืบพันธุแ์ ต่ละเซลลจ์ ะได้รับเพียงแอลลีลใดแอลลลี หนง่ึ

25

2) กฎแห่งการรวมกลุ่มกันอย่างอิสระ (law of independent assortment) “ในการ
สร้างเซลล์สืบพันธุ์จะมีการรวมกลุ่มของหน่วยควบคุมลักษณะทางพันธุกรรม (ยีนเดียวของทุกยีน) ซ่ึงการ
รวมกลุ่มนี้เกิดขึ้นอย่างอิสระ” ยีนที่เป็นคู่กันเมื่อแยกออกจากกันแล้ว จะจัดกลุ่มกันอย่างอิสระกับยีนอ่ืนซ่ึง
แยกออกจากคู่เช่นกนั เพอ่ื เข้าไปยงั เซลล์สบื พันธ์ุ

26

ลกั ษณะรปู รา่ งของเมล็ด ลักษณะสีของเมลด็
รนุ่ P เมล็ดกลม X เมล็ดขรขุ ระ รนุ่ P เมลด็ สีเหลอื ง X เมล็ดสีเขียว

รุ่น F1 เมล็ดกลม รนุ่ F1 เมลด็ สีเหลอื ง

ร่นุ F2 เมลด็ กลม : เมล็ดขรุขระ รนุ่ F2 เมลด็ สเี หลอื ง : เมลด็ สีเขยี ว

3:1 3:1

ดังนั้นรุ่น F2 ลักษณะเมล็ดกลมสีเหลือง: เมล็ดกลมสีเขียว: เมล็ดขรุขระสีเหลือง: เมล็ดขรุขระสีเขียว
คือ 9 : 3 : 3 : 1

27

2.2 ข้อสรปุ จากการวิเคราะหข์ องเมนเดล
1) การถ่ายทอดลักษณะหนึ่งลักษณะใดของส่ิงมีชีวิตถูกควบคุมโดยปัจจัย (factor) เป็นคู่ ๆ

ต่อมาปัจจยั เหล่าน้นั ถูกเรยี กว่า ยีน (gene)
2) ยีนที่ควบคมุ ลักษณะต่างๆจะอยู่กันเป็นค่ๆู และสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไปได้
3) ลักษณะแต่ละลักษณะจะมียีนควบคุม 1 คู่ โดยมียีนหนึ่งมาจากพ่อและอีกยีนมาจากแม่
4) เมื่อมีการสร้างเซลล์สืบพันธ์ุ (gamete) ยีนท่ีอยู่เป็นคู่ๆจะแยกออกจากกันไปอยู่ในเซลล์

สืบพันธุ์ของแต่ละเซลลแ์ ละ ยีนเหล่าน้ันจะเข้าคู่กันได้ใหม่อีกในไซโกต
5) ลักษณะทีไ่ มป่ รากฏในรุน่ F1 ไม่ได้สญู หายไปไหนเพยี งแตไ่ มส่ ามารถแสดงออกมาได้
6) ลักษณะที่ปรากฏออกมาในรุ่น F1 มีเพียงลักษณะเดียวเรียกว่า ลักษณะเด่น

(dominant) สว่ นลกั ษณะท่ปี รากฏในรุ่น F2 และมีโอกาสปรากฏในรุ่นตอ่ ไปได้น้อยกวา่ เรียกว่า ลกั ษณะด้อย
(recessive)

7) ในรุ่น F2 จะได้ลักษณะเด่นและลักษณะด้อยปรากฏออกมาเป็นอัตราส่วน เด่น : ด้อย
=3:1

3. ความนา่ จะเป็นทางพันธุศาสตร์
3.1 ความหมายของความนา่ จะเป็น
ความนา่ จะเปน็ (probability) หมายถึงโอกาส (chance) ทอ่ี าจเปน็ ไปได้ และโอกาสทจี่ ะเป็นอะไรได้

นั้นไม่สามารถจะกาหนดได้ การคานวณหาค่าของความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ต่าง ๆ นั้นใช้กฎ 2 ข้อคือ
กฎการรวม และกฎการคณู

ความน่าจะเป็นมีค่าอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 หลักเกณฑ์ของความน่าจะเป็นนั้นนามาใช้เกี่ยวกับการศึกษา
ทางพันธุศาสตร์ได้ เช่น โอกาสท่ีจะได้ลูกเป็นหญิงหรือชายในการปฏิสนธิแต่ละครั้งนั้นเท่ากันคือ ½
นอกจากนั้นยังนาไปใช้ในการหาโอกาสท่ีจะได้จีโนไทป์ (genotype) หรือฟีโนไทป์ (phenotype) รูปแบบ
ตา่ ง ๆ ของลกั ษณะท่ีถา่ ยทอดทางพนั ธุกรรม

เมนเดลได้ทาการทดลองการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมในถั่วลันเตาเป็นจานวนมากและมีความ
หลากหลายในลักษณะต่าง ๆ ถึง 7 ลักษณะ พบว่า ลักษณะท่ีถ่ายทอดทางพันธุกรรมน้ันได้รับอิทธิพลมาจาก
บรรพบุรุษโดยมีแฟกเตอร์ (factor) เป็นตัวกาหนด ต่อมาโจเฮนเซนเปลี่ยนแฟกเตอร์เป็นคาว่า ยีน (Gene)
ซ่ึงยีนนั้นเป็นส่วนหน่ึงของดีเอ็นเอที่เป็นองค์ประกอบของโครโมโซมซ่ึงอัตราส่วนท่ีเกิดข้ึนในลูกกรุ่นที่ 2 (F2)
เป็นอัตราส่วย 3 : 1 เสมอ อัตราส่วนดังกล่าวแม้ว่าเมนเดลจะไม่ได้ค้นพบเป็นคนแรก แต่เมนเดลสามารถ
สรุปผลการทดลองได้เป็นคนแรก

เน่ืองจากเมนเดลเป็นนักคณิตศาสตร์และสถิติจึงนากฎของความน่าจะเป็น (probability)
มาใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลจากผลการทดลองเพื่ออธิบายอัตราส่วนของลักษณะเด่นและลักษณะด้อย
ในรนุ่ F2 ทเ่ี กดิ ขนึ้ ดังน้ี

28

จากการโยนเหรียญบาท 1 เหรียญข้ึนไปในอากาศแล้วปล่อยให้ตกลงพ้ืนโอกาสการเกิดหัวและก้อยมี
ค่าเท่ากัน แตถ่ า้ โยนเหรยี ญ 2 เหรยี ญ ๆ กนั โอกาสทีจ่ ะเกดิ ขึน้ มี 3 แบบ คือ

แบบท่ี 1 ออกหวั ทั้ง 2 เหรียญ
แบบท่ี 2 ออกก้อย 1 เหรียญ และออกหวั 1 เหรียญ
แบบท่ี 3 ออกกอ้ ยทัง้ 2 เหรยี ญ
โดยมีอตั ราส่วน 1 : 2 : 1

ภาพที่ 3.4 จาลองการโยนเหรยี ญและเหตกุ ารณ์ความน่าจะเปน็ ท่เี กิดขึน้ ได้เมื่อโยนเหรียญ 2 เหรยี ญ ๆ กัน
3.2 กฎของความน่าจะเป็น
กฎของความน่าจะเป็น หมายถึง อัตราส่วนจานวนครั้งของเหตุการณ์หนึ่งท่ีเกิดข้ึนต่อเหตุการณ์น้ัน
1) กฎการรวม (Addition law) สาหรับเหตุการณ์ท่ีไม่อาจปรากฏขึ้นพร้อมกันได้ (Law of

addition: mutually exclusive events) โอกาสที่เหตุการณ์อย่างใดอย่างหนึ่งจะเท่ากับผลบวกของโอกาสที่
จะเกิดแต่ละเหตุการณ์ ใช้กับเหตุการณ์ที่ไม่สามารถเกิดข้ึนพร้อมกันได้ เช่น การโยนเหรยี ญ 1 เหรียญ โอกาส
ท่ีเหรียญบาทตกลงมาเป็นด้านหัว = ½ และด้านก้อย = ½ ดังนั้นโอกาสที่ได้นามารวมกันจะเท่ากับ
½+½=1

2) กฎการคูณ (Multiplication law) เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ 2 เหตุการณ์ หรือมากกว่าท่ี
เหตุการณ์ สามารถเกิดขึ้นพร้อมกัน ซึ่งเหตุการณ์ใด ๆ ต้องเป็นอิสระต่อกัน โอกาสท่ีจะปรากฏเหตุการณ์ต่าง
ๆ เรียก เหตุการณ์น้ีว่า (Law of multiplication : independent events) โอกาสที่เหตุการณ์เหล่าน้ันจะ
เกิดขนึ้ พร้อมกันมีค่าเทา่ กับผลคณู ของโอกาสที่เกดิ ขน้ึ แตล่ ะเหตุการณ์ เช่น

29

การปลูกถ่ัวลันเตา ต้นสูงมีโอกาสปรากฏ ¾ ต้นเต้ียมีโอกาสปรากฏ ¼ เมล็ดกลมมีโอกาสปรากฏ ¾
และเมล็ดขรุขระมีโอกาสปรากฏ ¼ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในแต่ละคร้ังนั้นจะต้องนาเอาโอกาสทั้งหมดมาคูณกัน
จะมีคา่ เทา่ กบั

4. การถา่ ยทอดลกั ษณะทางพันธุกรรม
4.1 ลักษณะทางพันธุกรรม หมายถึง ลักษณะบางอย่างท่ีมีปรากฏอยู่ในรุ่นบรรพบุรุษแล้วถ่ายทอด

ลักษณะน้ัน ๆ ให้กับรุ่นลูกหลานต่อ ๆ มา ลักษณะทางพันธุกรรมได้แก่ ลักษณะสีนัยน์ตา สีผม สีผิว ความสงู
น้าหนักตัว สติปัญญา สีของดอกไม้ ความถนัด ฯลฯ ในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมมียีน (gene)
เป็นหน่วยควบคุมลักษณะในทางพันธุกรรมทาหน้าที่ ถ่ายทอดลักษณะจากพ่อแม่ไปสู่ลูกหลานยีน (gene)
มตี าแหน่งอย่บู นโครโมโซม

ลักษณะต่าง ๆ ของส่ิงมีชีวิต จะถูกถ่ายทอดจากบรรพบุรุษไปสู่รุ่นลูกหลาน โดยหน่วยพันธุกรรมใน
เซลล์ท่ีเรียกว่า ยีนซ่ึงเป็นส่วนหน่ึงของดีเอ็นเอ แต่ดีเอ็นเอมีท้ังส่วนที่อยู่ในนิวเคลียส และส่วนท่ีอยู่ใน
ไซโทพลาสซึม ซ่ึงดีเอ็นเอทั้งสองส่วนนี้จะควบคุมและถ่ายทอดลักษณะต่าง ๆ ทางพันธุกรรมด้วยแบบแผนที่
ตา่ งกัน

ลักษณะพันธุกรรมของส่ิงมีชีวิต นอกจากจะถูกควบคุมด้วยดีเอ็นเอหรือยีนในนิวเคลียสแล้วยังถูก
ควบคุมด้วยยีนที่อยู่นอกนิวเคลียสอีกด้วย น่ันคือดีเอ็นเอในไมโทคอนเดรียและพลาสติดซ่ึงอยู่ในไซโทพลาซึม
ออร์แกเนลล์ท้ังสองสามารถแบ่งตัวได้ไม่อยู่ในการควบคุมของนิวเคลียส เซลล์ไข่ของส่ิงมีชีวิตเพศเมียจะมี
ขนาดใหญ่ มีไซโทพลาสซึมมาก สเปิร์มที่เข้ามาผสมจะมีแต่นิวเคลียส แทบจะไม่มีไซโทพลาสซึมเลย ดังน้ัน
ลักษณะต่าง ๆ ที่ถูกควบคุมด้วยยีนท่ีอยู่ในไซโทพลาสซึมจงึ มักมาจากทางฝ่ายแม่ ลักษณะที่ถูกควบคุมด้วยยนี
ในนวิ เคลียสจะเปน็ ไปตามกฎของเมนเดล

4.2 การแสดงออกของลกั ษณะทางพนั ธกุ รรม
จากการทดลองการถ่ายทอดลักษณะทางพันธกุ รรมของเมนเดลกล่าววา่ “เมื่อมีอัลลีลที่แตกต่างกัน 2
อัลลีล อัลลีลหน่ึงจะแสดงออกมาได้ดีกว่า อีกอัลลีลหนึ่ง อัลลีลท่ีแสดงออกมาได้ดีกว่า เรียกว่า อัลลีลเด่น
(dominant allele) จะบดบังอัลลีลท่ีแสดงออกมาไม่ดีเท่า เรียกว่า อัลลีลด้อย (recessive allele)" หรือ

30
กล่าวได้ว่า ลักษณะต่าง ๆ ทางพันธุกรรมที่เกิดจากการจับคู่ของยีนจากพ่อและแม่ และถ่ายทอดมาสู่รุ่น
ลูกหลาน จะมกี ารแสดงออกได้ 2 ลกั ษณะดงั นี้

- ลักษณะเด่น (dominant) หมายถึง ลักษณะที่ปรากฏออกมาในทุก ๆ รุ่นอย่างเด่นชัดซ่ึง
เกิดจากการจับคู่ของอัลลีลที่ควบคุมลักษณะเด่น เหมือนกันจับคู่กันหรืออาจเกิดจากการท่ีอัลลีลด้อยถูกข่ม
ดว้ ยอัลลลี เดน่ ที่จับค่กู ัน

- ลักษณะด้อย (recessive) หมายถึง ลักษณะท่แี อบแฝงไม่แสดงออกมาให้เหน็ เม่ืออยู่คู่กับ
ลักษณะเด่น แต่จะแสดงออกเมื่อมีการเข้าคู่กับลักษณะด้อย เหมือนกัน ซึ่งโอกาสที่จะแสดงออกให้เห็นจะมี
น้อยกวา่ การแสดงออก ของลักษณะเดน่

4.3 ลักษณะท่ถี ่ายทอดและความแปรผนั ทางพนั ธุกรรม
1) ลกั ษณะทถี่ ่ายทอดทางพนั ธุกรรม
กรรมพันธ์ุหรือลักษณะต่างๆในสิ่งมีชีวิตสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นต่อไปได้โดย ผ่านทางเซลล์

สืบพันธ์ุ กล่าวคือ เม่ือเกิดการปฏิสนธิระหว่างเซลลไ์ ข่ ของแม่และอสุจิของพ่อ ลักษณะต่าง ๆ ของพ่อและแม่
จะถ่ายทอดไปยังลูก ตวั อย่างลกั ษณะทางพันธุกรรม ไดแ้ ก่ ผมหยักศก หรือผมตรง จากท่ีกล่าวมาแล้วนนั้ ไม่ได้
หมายความว่าลักษณะต่างๆทุกอย่างจะเป็น ลักษณะทางพันธุกรรม ลักษณะบางอย่างเราไม่ถือว่าเป็นลกั ษณะ
ทางพันธุกรรม เพราะลักษณะบางอย่างอาจเกิดขึ้นภายหลัง ไม่ได้เกิดขึ้นจากการ ถ่ายทอดลักษณะจากบรรพ
บุรุษ เช่น ลักษณะที่เกิดข้ึนจากอุบัติเหตุ เช่น แผลท่ีเกิดจากมีดบาด หรือเกิดจากการทาศัลยกรรมตกแต่ง
เพ่ิมเติมทางการแพทย์ เปน็ ต้น

ภาพท่ี 3.5 ลกั ษณะทางพันธกุ รรมท่ีแตกต่างกนั ของมนุษย์

31

2) ความแปรผันทางพันธุกรรม
นักวิทยาศาสตร์จาแนกส่ิงมีชีวิตหลายชนิดออกจากกัน โดยดูจากความคล้ายคลึงและ
แตกต่างของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น ความแตกต่างของส่ิงมีชีวิตท่ีต่างชนิดกัน มักจะมองเห็นได้อย่าง
ชัดเจน เช่น โลมาจะต่างไปจากลิงเป็นอย่างมาก ถึงแม้สัตว์ท้ังสองชนิดน้ีจะเปน็ สตั ว์เล้ียงลูกด้วยนมเหมือนกนั
นอกจากน้ียังพบว่า ความแตกต่างเกิดข้ึนจากความแปรผันภายในส่ิงมีชีวิตชนิดเดียวกันได้ แต่จะมีความ
แตกต่างน้อยกว่าที่เกิดข้ึนระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน เราทั้งหลายถูกจัดอยู่ในกลุ่มของมนุษย์เน่ืองจากเรามี
ลกั ษณะหลายอยา่ งเหมือนกัน และมนษุ ยแ์ ตล่ ะคนมีความแตกต่างกัน แมแ้ ตฝ่ าแฝดท่ีเป็นแฝดร่วมไข่ ถงึ แม้ว่า
จะมีหนา้ ตาใกล้เคียงกนั มากท่ีสุด ก็ยังมลี กั ษณะแตกต่างกัน ความแตกต่างดังกล่าวเรยี กว่า “ความแปรผันทาง
พนั ธกุ รรม” (genetic variable)
ความแปรผันทางพันธุกรรม จาแนกได้ 2 ประเภท คือ
(1) ลักษณะทม่ี ีความแปรผนั แบบไม่ตอ่ เนือ่ ง
ลักษณะท่ีมีความแปรผันแบบไม่ต่อเน่ือง (discontinuous variation) เป็นลักษณะทาง
พันธุกรรมท่ีสามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจน ลักษณะความแปรผันไม่ต่อเนื่องเกิดจากอิทธิพลทาง
พันธุกรรมเพียงอย่างเดียว เช่น ลักษณะลักยิ้ม (มีลักยิ้มหรือไม่มีลักยิ้ม) ติ่งหู (มีติ่งหูหรือไม่มีต่ิงหู) ห่อล้ิน (ห่อ
ล้ินไดห้ รือห่อลนิ้ ไม่ได)้ เปน็ ตน้
(2) ลักษณะทีม่ คี วามแปรผนั แบบต่อเนือ่ ง
ลักษณะท่ีมคี วามแปรผันแบบต่อเนื่อง (continuous variation) เปน็ ลกั ษณะทางพันธุกรรม
ที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้เด่นชัด เช่น ความสูง น้าหนัก โครงร่าง สีผิว ซึ่งเป็นลักษณะที่ได้รับอิทธิพล
จากพนั ธกุ รรม และสิ่งแวดล้อมร่วมกัน เช่นความสูงของคน ถ้าเราไดร้ ับอาหารทถี่ ูกหลักโภชนาการ มีการออก
กาลังกาย จะทาใหเ้ รามีร่างกายสงู ขน้ึ ได้

32

หน่วยท่ี 4

การกลายพันธ์ุและพันธุวศิ วกรรม

หวั ข้อเร่อื ง
1. การกลายพนั ธ์ุ
2. พนั ธุวิศวกรรม

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้
1. อธิบายการกลายพนั ธุ์ในสิ่งมีชวี ิตได้
2. อธบิ ายการเทคโนโลยชี วี ภาพทางพันธวุ ิศวกรรมได้

เนอ้ื หาการสอน

1. การกลายพันธุ์ (mutation) หมายถึง การเปล่ียนแปลงสภาพของส่ิงมีชีวิต โดยเฉพาะอย่างย่ิงการ
เปลยี่ นแปลงของยีน ทาให้สง่ิ มีชีวิตเกิดขึน้ มาใหมม่ ีลักษณะแตกตา่ งจากกลุ่มปกติ

การกลายพันธ์ุหรือการผ่าเหล่า คือ สภาพของส่ิงมีชีวิตที่เกิดมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ทาให้
พันธุกรรมของส่ิงมีชีวิตที่เกิดการกลายพันธุ์น้ัน เกิดการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมท่ีเคยเป็นหรือแตกต่างไปจาก
ประชากรของสงิ่ มีชีวติ ชนดิ น้นั โดยเฉพาะ การเปลี่ยนแปลงของยีน (Gene) ของสิง่ มีชวี ติ นน้ั

การกลายพนั ธุ์จดั ว่าเปน็ กลไกหน่ึงของการววิ ฒั นาการ ซึง่ อาจจะทาใหเ้ กดิ ลักษณะของส่ิงมีชวี ิตท่ีดีขึ้น
กว่าเดิมหรือแย่ลงกว่าเดิมก็ได้ หรืออาจจะท้ังไม่ดีข้ึนและไม่แย่ลงเลยก็ได้ ถ้าดีกว่าเดิมอาจทาให้สิ่งมีชีวิตที่มี
การกลายพันธุน์ ัน้ อยูร่ อดในธรรมชาตไิ ด้ดีกวา่ เดมิ (เกดิ วิวฒั นาการทด่ี ขี ้นึ ) หรือถ้าแยก่ ว่าเดิมอาจทาใหส้ ่งิ มีชีวิต
ที่มกี ารกลายพันธ์นุ นั้ เกิดโรค หรือภาวะตา่ ง ๆ ทไี่ ม่เอ้ืออานวยต่อการดารงชวี ิตก็ได้ (เกิดการวิวัฒนาการท่ีไม่ดี)

การกลายพันธ์ุท่ีเซลล์รา่ งกาย (Somatic Cell) จะเกิดกับยีน (Gene) ในเซลล์ต่างๆของรา่ งกายอาจมี
ผลทาให้เกิดการเปลยี่ นแปลงของสว่ นของรา่ งกายไปจากเดิม เชน่ เกิดเน้อื งอก โรคมะเร็ง เป็นตน้

การกลายพันธ์ุที่เซลล์สืบพันธ์ุ จะเกิดกับยีน (Gene) ในเซลล์สืบพันธ์ุ อาจทาให้ยีน (Gene) หรือ
แอลลีล (Allele) มีความผิดปกติ และสามารถถ่ายทอดไปสู่ลูกหลานได้ อาจส่งผลภาวะผิดปกติในรุ่นลูกรุ่น
หลานได้

1.1 ระดับของการกลายพนั ธุ์ ที่เกิดขน้ึ ในสง่ิ มีชีวิตมีอยู่ 2 ระดับ คือ
1) การกลายพันธใุ์ นระดบั โครโมโซม (Chromosomal Mutation) คอื การกลายพันธ์ุทเ่ี กิด

จากการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซม (Chromosome) อาจจะเป็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของ
โครโมโซม (Chromosome) หรือการเปลี่ยนแปลงจานวนของโครโมโซม (Chromosome)

2) การกลายพนั ธ์ใุ นระดบั ยนี หรือโมเลกุลของดีเอน็ เอ (DNA Gene Mutation) คอื เป็นการ
เปลยี่ นแปลงของยนี (Gene) หรือเปลยี่ นแปลงของนวิ คลีโอไทดใ์ นโมเลกลุ ของดเี อน็ เอ (DNA)

33

1.2 สาเหตขุ องการกลายพนั ธ์ุ
1) เกิดข้ึนเองโดยธรรมชาติ (Spontaneous Mutation) หรือเกิดจากส่ิงก่อกลายพันธ์ุท่ีมี

อยู่ในธรรมชาติ เช่น ในการจาลองตัวเองของดีเอ็นเอ (DNA Replication) อาจมีการนาเบสที่ไม่ถูกต้องใส่เข้า
ไปในดีเอ็นเอ (DNA) สายใหม่, รังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ โดยท่ีไม่ได้เกิดจากมนุษย์ใช้สารเคมีหรือ
รงั สเี หน่ียวนาใหเ้ กิดการกลายพันธ์ุ

2) เกิดจากการเหน่ียวนา (Induced Mutation) เป็นการกลายพันธุ์ท่ีมนุษย์ใช้สารเคมีหรือ
รังสีทาให้ดีเอ็นเอ (DNA) หรือยีน (Gene) หรืออาร์เอ็นเอ (RNA) ของสิ่งมีชีวิตเกิดการเปล่ียนแปลงและ
เกิดลักษณะแปลกใหม่ท่ีกลายพันธ์ุไปจากเดิม สารเคมีหรือรังสีท่ีก่อให้เกิดการกลายพันธุ์น้ี เรียกว่า “ส่ิงก่อ
กลายพนั ธุ์ หรอื สารก่อกลายพันธุ์”

2. พันธวุ ศิ วกรรม (genetic engineering)
เป็นกระบวนการปรับปรุงพันธุ์ส่ิงมีชีวิต โดยนายีน (gene) จากสิ่งมีชีวิตชนิดพันธุ์หนึ่ง (species)

ถ่ายฝากเข้าไปอีกชนิดพันธุ์หนึ่ง เพ่ือจุดประสงค์ท่ีจะปรับปรุงสายพันธ์ุให้ดีข้ึน กระบวนการดังกล่าวไม่ได้
เกิดขึ้นตามธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวมีชื่อเรียกว่า LMO (living modified organism) หรือ GMO
(genetically modified organism) ตัวอย่างการวิจัยและพัฒนา รวมถึงการใช้ประโยชน์เชงิ การค้ามีมากมาย
ซงึ่ จะกลา่ วถงึ เพียงบางอย่างเทา่ นนั้

2.1 การใช้ประโยชน์ของพันธวุ ศิ วกรรม
1) ทางดา้ นการเกษตรและอาหาร
การปรบั ปรงุ พันธ์พุ ชื ให้ต้านทานโรคหรอื แมลง การปรบั ปรงุ พันธแ์ุ บบด้ังเดมิ นัน้ ซงึ่ ยังคงทากนั อยู่ โดย
ใช้วิธีหาพันธุ์ต้านทานซ่ึงส่วนใหญ่เป็นพันธุ์ป่าและมีลักษณะไม่ดีอยู่มาก จากนั้นเอาพันธ์ุต้านทานผสมพันธุ์พ่อ
แม่เข้าด้วยกันรวมทั้งลักษณะต้านทานด้วยเหตุนี้ จึงต้องเสียเวลาคัดเลือก และพัฒนาพันธุ์ต่ออีกอย่างน้อย
8-10 ปี กว่าจะได้พันธุ์ต้านทานและมีลักษณะอ่ืน ๆ ดีด้วย เพราะไม่สามารถเลือกยีน (gene) ท่ีสามารถ
ต้านทานใส่ไปได้โดยตรง ดังน้ันวิธีการปรับปรุงพันธุ์โดยการถ่ายฝากยีน (gene) ที่ได้รับจากชนิดพันธ์ุอ่ืน
จึงสามารถลดระยะเวลาการพัฒนาพนั ธ์ุไดม้ าก เชน่

(1) พนั ธพ์ุ ชื ต้านทานแมลง มีสารสกัดชวี ภาพจากแบคทีเรีย Bacillus thuringiensis หรือบีที
ทีใ่ ชก้ าจดั แมลงกลุม่ หน่งึ อย่างไดผ้ ลโดยการฉีดพน่ คลา้ ยสารเคมีอนื่ ๆ เพือ่ ลดการใช้สารเคมดี ว้ ยความกา้ วหน้า
ทางวิชาการทาใหส้ ามารถแยกยีนบีที จากจุลินทรยี ์น้ีและถ่ายฝากให้พืชพันธุ์ต่าง ๆ เช่น ฝ้าย ขา้ วโพด และมัน
ฝรั่ง เปน็ ตน้ ใหต้ ้านทานแมลงกลุม่ น้นั และใช้อยา่ งไดผ้ ลเป็นการค้าแลว้ ในบางประเทศ

(2) พันธุ์พืชต้านทานโรคไวรัส โรคไวรัสของพืชหลายชนิด เช่น โรคจุดวงแหวนในมะละกอ
(papaya ring-spot virus) สามารถป้องกันกาจัดได้โดยวิธีนายีน (gene) เปลือกโปรตีน (coat protein) ของ
ไวรัสน้ันถ่ายฝากไปในพืช เหมือนเป็นการปลูกวัคซีนให้พืชน่ันเอง กระบวนการดังกล่าวได้ถูกนาใช้กันอย่าง
แพร่หลายในพชื ชนิดต่าง ๆ แลว้ เปน็ ตน้

34

(3) การถ่ายฝากยีน (gene) สุกงอมช้า (delayed ripening gene) ในมะเขือเทศ การสุกใน
ผลไม้เกิดจากการผลิตสาร ethylene เพ่ิมมากในระยะสุกแก่ นักวิชาการสามารถวิเคราะห์โครงสร้างยีน
(gene) นี้ และมีวิธีการควบคุมการแสดงออกโดยวิธีการถ่ายฝากยีน(gene)ได้ ทาให้ผลไม้สุกงอมช้า สามารถ
เก็บไว้ได้นาน ส่งไปจาหน่ายไกล ๆ ได้ สหรัฐเป็นประเทศแรกท่ีผลิตมะเขือเทศสุกงอมช้าได้เป็นการค้า และ
วางตลาดใหป้ ระชาชนรับประทานแล้ว

(4) การพฒั นาพนั ธพุ์ ืชให้ผลติ สารพิเศษ เชน่ สารทเ่ี ปน็ ประโยชน์ต่าง ๆ ทีม่ คี ุณคา่ ทางอาหาร
สูง อาจเป็นแหล่งผลิตวิตามนิ ผลติ วัคซีน และผลิตสารที่นาไปสู่การผลติ ทางอตุ สาหกรรมต่าง ๆ เชน่ พลาสติก
ที่สามารถย่อยสลายได้ง่ายและโพลิเมอร์ชนดิ ต่าง ๆ เป็นต้น

(5) การพฒั นาพันธ์ุสัตว์ มกี ารพฒั นาพนั ธ์ุโดยการถา่ ยฝากยีน (gene) ทั้งในปศสุ ัตว์ และสัตว์
น้ารวมท้งั น้าปลา ได้มีตวั อย่างหลายรายการ เชน่ การถา่ ยฝากยีน (gene) เร่งการเจริญเตบิ โต และยนี (gene)
ต้านทานโรคต่าง ๆ เป็นต้น อย่างไรก็ตามประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม (genetic engineering) ในเร่ืองการ
ผลติ สัตว์นน้ั เป็นเร่อื งของการพฒั นาชุดตรวจระวังโรคเปน็ ส่วนใหญ่

(6) การพัฒนาสายพันธ์จุ ุลินทรีย์ ใหม้ ีคุณลักษณะพิเศษบางอยา่ ง เชน่ ให้สามารถกาจัดคราบ
น้ามนั ไดด้ ี เป็นตน้

2) ทางด้านการแพทย์และสาธารณสขุ
เทคโนโลยีชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง องค์ความรู้จากการวิจัยจีโนม (Genome) ทาให้นักวิจัยรู้สึกถึง
ระดับยีน (gene) ส่ิงมีชีวิต รู้ว่ายีน (gene) ใดอยู่ท่ีไหนบนโครโมโซม (chromosome) หรือนอกโครโมโซม
(chromosome) สามารถสงั เคราะห์ชิ้นส่วนนั้นได้ หรอื ตดั ออกมาได้ แล้วนาไปใชป้ ระโยชน์ในเร่ืองต่าง ๆ เชน่

(1) การตรวจโรค เมื่อสามารถสังเคราะห์ชิ้นส่วนของดีเอ็นเอ (DNA) หรือยีน (gene) ได้แล้ว
ก็สามารถพัฒนาเป็น molecular probes สาหรบั ใชใ้ นการตรวจโรคตา่ ง ๆ ไดอ้ ยา่ งมปี ระสิทธภิ าพ

(2) การพัฒนายารักษาโรคและวัคซีน ยารักษาโรคและวัคซีนใหม่ ๆ สามารถผลิตโดยวิธีการ
ทางพนั ธุวิศวกรรม (genetic engineering) ในจลุ ินทรยี ์ หรือ recombinant DNA ทั้งสิน้

(3) การสับเปล่ียนยีนด้อยด้วยยีนดี (gene therapy) ในอนาคต เม่ืองานวิจัยจีโนมมนุษย์
สาเรจ็ ความหวังของคนที่ปว่ ยเป็นโรคทางพันธุกรรม อาจมหี นทางรกั ษาโดยวธิ ปี รบั เปล่ียนยนี (gene) ได้

3) ทางดา้ นการอนุรักษส์ งิ่ แวดลอ้ ม
ความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีชีวภาพ นาไปสู่การพัฒนาที่ย่ังยืน และช่วยอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม
โดยเฉพาะอย่างย่ิง พืชที่ได้รับการถ่ายฝากยีน (gene) ต้านทานโรคและแมลง ทาให้ไม่ต้องใช้สารเคมีฉีดพ่น
หรือใช้ในปริมาณที่ลดลงมาก พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) อาจนาไปสู่การผลิตพืชที่ใชป้ ุ๋ยน้อยและ
น้าน้อย ทาให้เป็นการลดการใช้ปุ๋ยเคมี เป็นการอนุรักษ์ส่ิงแวดล้อม และนาไปสู่การสร้างสมดุลทรัพยากร
ชีวภาพได้

35
4) ทางด้านการพฒั นาอตุ สาหกรรม
เม่ือวัตถุดิบได้รับการปรับเปล่ียนคุณภาพให้ตรงกับความต้องการของอุตสาหกรรม โดยใช้
พันธุวิศวกรรม (genetic engineering) แล้ว อุตสาหกรรมใหม่ ๆ จะเกิดตามมากมาย เช่น การเปลี่ยน
โครงสร้างแป้ง น้ามัน และโปรตีน ในพืช หรือการลดปริมาณเซลลูโลสในไม้ เป็นต้น ความก้าวหน้าทาง
เทคโนโลยีชีวภาพในอนาคต จะเป็นการปฏิรูปแบบอุตสาหกรรมใหม่ โดยเน้นการใช้วัตถุดิบจากสิ่งมีชีวิตมาก
ขน้ึ รถยนตท์ ัง้ คนั อาจทาจากแป้งข้าวโพด สารเคมที ง้ั หมดอาจพัฒนาจากแป้ง เชื้อเพลิงอาจพัฒนาจากวัตถุดิบ
พชื เป็นตน้
3. เทคโนโลยชี ีวภาพ (Biotechnology)
มาจากคาวา่ Biology + Technology = Biotechnology หมายถึง การนาเอาความรู้ทางด้านต่าง ๆ
ของวิทยาศาสตร์มาประยุกต์ใช้กับสิ่งมีชีวิต หรือช้ินส่วนของส่ิงมีชีวิต เพื่อเป็นประโยชน์ต่อทางการผลิตหรือ
ทางกระบวนการ เพ่ือใช้ประโยชน์เฉพาะอย่างตามที่เราต้องการ
เทคโนโลยีชีวภาพท่ีเก่าแก่ท่ีสุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติก็คือ เทคโนโลยีการหมัก
(Fermentation Technology) เมอื่ กอ่ นมักนาไปใชก้ บั ทางด้านอาหารและดา้ นการเกษตร

ภาพที่ 4.1 เทคโนโลยีการหมกั

36
เทคโนโลยชี ีวภาพเพ่ือการเกษตร
เป็นการนาเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ประโยชน์ในการพัฒนาการเกษตรทั้งทางด้านพืช สัตว์ และ
จุลินทรีย์ท่ีเกี่ยวข้องกับการเกษตร การปรับปรุงพันธ์ุพืช การผลติพันธุ์พืชใหม่ให้มีคุณค่าทางอาหารสูงขึ้น เช่น
ในข้าวสีทอง (golden rice) เพื่อแก้ปัญหาประชากรที่ขาดวิตามินเอ ทาให้พืชต้านทานสารปราบวัชพืช
ทนทานตอ่ แมลง ศัตรูพืช ทนต่อสภาพแวดลอ้ มที่ไมเ่ หมาะสมของภูมิประเทศ เช่น ความแหง้ แลง้ อุทกภัย
เทคนิคท่ีมีความสาคัญทางด้านเทคโนโลยกี ารเกษตร

1. เทคนิคการเพาะเล้ยี งเน้ือเยื่อ
2. เทคนคิ การตัดต่อยีน การโคลนยีน และการ ถ่านยนี
3. เทคนคิ ด้านโมเลกลุเครื่องหมาย
4. เทคนิคทเี กย่ี วขอ้ งกับโปรตีนและเอนไซม์
3.2 เทคโนโลยชี ีวภาพกบั การขยายพันธุ์พชื
1) เทคนคิ การเพาะเลี้ยงเนื้อเย่ือ
เทคนคิ การนาเอา protoplast cell, tissue, organ ของพืชมาเล้ียงบนอาหารสังเคราะห์ใน สภาพ
ปลอดเชื้อ (in vitro) ภายใต้สภาพแวดลอ้ มท่ีควบคมุ ได้ ได้แก่ อุณหภูมิ ความช้ืน แสง ปรมิ าณและการ ถ่ายเท
ของก๊าซ

ภาพที่ 4.2 การเพาะเลีย้ งเนื้อเยอื่ พชื

37

ภาพที่ 4.3 ชิน้ ส่วนของพืชท่ีนามาเพาะเลยี้ งเนื้อเย่อื

3.2 เทคโนโลยีชีวภาพกับการขยายพันธุ์สตั ว์

ปัจจุบันประเทศไทยได้มีการศึกษา และพัฒนาการใช้เทคโนโลยีในการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรที่

เกย่ี วข้องกบั สตั ว์ ซึ่งหมายถึง การคดั เลอื กและการปรบั ปรงุ พนั ธุ์เพื่อเพ่มิ ปริมาณและคุณภาพของสัตว์ ไม่ว่าจะ

เปน็ สตั ว์บก สัตวน์ ้า และสัตว์ปีก เช่น โค กระบอื สุกร เป็ด ไก่ และปลา มีการนาเทคโนโลยีด้านการผสมเทียม

การถ่ายฝากตัวอ่อน การโคลนนิ่ง พนั ธุวิศวกรรม เพอ่ื ปรบั ปรงุ สตั ว์ตามวัตถุประสงคท์ ่ีวางไว้ มกี ารเพมิ่ ปริมาณ

สัตวด์ ้วยการใช้ฮอร์โมนหรือสารกระตนุ้ ความสมบรู ณ์พันธแุ์ ละอัตราการเจริญเติบโตของสัตวบ์ างประเภท เชน่

โค กระบือ และการนาเทคโนโลยีชีวภาพในด้านต่าง ๆ มาใช้ประโยชน์ด้านเกษตรกรรม อุตสาหกรรม อาหาร

และการแพทย์ ปฏบิ ัติการตา่ ง ๆ ที่ไดก้ ระทาไปแล้วนั้นสง่ ผลใหผ้ ลผลิตดา้ นเกษตรกรรมเกยี่ วกับสัตว์มีแนวโน้ม

เพิม่ ขึน้ ทุกปี ทาให้ประเทศไทยมีผลผลิตเหลา่ นี้เพ่ือใช้ในการอุปโภคและบรโิ ภคอย่างเพยี งพอ ไม่ประสบปัญหา

การขาดแคลนอาหาร และยังสารมารถสง่ เป็นสินค้าออกท่ีสาคัญของประเทศไทยได้อีกด้วย ทาให้ประเทศไทย

มีรายไดเ้ พิม่ ขึ้น มเี งนิ ทจ่ี ะพัฒนาประเทศให้เจริญกา้ วหน้าในด้านตา่ ง ๆ ได้

เทคโนโลยีชีวภาพ หมายถึง การนาเอาสิ่งมีชีวิตหรือชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตมาปรับปรุง ทาให้เกิดการ

เปลี่ยนแปลงที่มีประโยชน์เพ่ิมข้ึน การขยายพันธุ์ ปรับปรุงพันธ์ุ และเพ่ิมผลผลิตของสัตว์โดยใช้เทคโนโลยี

ชีวภาพมีหลายวธิ ี เช่น การผสมเทยี ม การถ่ายฝากตัวออ่ น การโคลนนง่ิ พนั ธุวิศวกรรม 1) การผสม

เทียม (Artificial Insemination) การผสมเทียม คือ

การทาใหเ้ กดิ การปฏิสนธใิ นสัตวโ์ ดยไม่ต้องมีการรว่ มเพศตามธรรมชาติ โดยมนษุ ย์เปน็ ผู้ฉดี น้าเช้ือของสัตว์ตัวผู้

เขา้ ไปในอวัยวะสืบพันธุ์ของสตั ว์ตัวเมียที่กาลังเป็นสดั เพ่ือให้อสุจิผสมกับไข่ทาให้เกดิ การปฏิสนธิ ซง่ึ เป็นผลให้

ตัวเมียต้งั ท้องขนึ้

38

การผสมเทียมสามารถทาได้ท้ังในสัตว์ที่มีการปฏิสนธิภายใน ได้แก่ โ กระบือ สุกร และสัตว์ท่ีมีการ
ปฏิสนธิภายนอก ได้แก่ ปลาที่มีการปฏสิ นธิภายนอก เช่น ปลาตะเพียนขาว ปลาสวาย ปลานิล ปลาย่ีสก ปลา
ดุก ปลาบึก เปน็ ต้น

(1) การผสมเทยี มโค กระบอื และสุกร
1. การรีดเก็บนา้ เช้อื โดยการใชเ้ ครอ่ื งมือช่วยกระต้นุ ให้ตวั ผู้หลง่ั น้าเชอื้ ออกมา แล้ว

รีดเกบ็ นา้ เช้อื เอาไว้ ซ่ึงตอ้ งคานงึ ถงึ อายุ ความสมบรู ณ์ของตัวผู้ รวมทั้งระยะเวลาทีเ่ หมาะสมและวธิ กี ารซง่ึ
ข้ึนอย่กู ับชนิดของสัตวน์ ัน้ เอง

2. การตรวจคณุ ภาพน้าเช้ือ น้าเช้อื ที่รีดมาจะมีการตรวจดูปรมิ าณของตัวอสุจแิ ละ
การเคลื่อนไหวของตัวอสจุ ิด้วยกลอ้ งจุลทรรศน์ เพื่อตรวจดูวา่ ตัวอสุจิมีความแข็งแรงและมีปริมาณมากพอท่ีจะ
นาไปใชง้ านหรือไม่

3. การละลายนา้ เชอ้ื โดยการนานา้ ยาเลีย้ งเชอื้ เตมิ ลงไปในนา้ เชือ้ เพื่อเล้ียงตวั อสจุ ิ
และช่วยเพมิ่ ปรมิ าณน้าเช้อื เพ่ือใหส้ ามารถนาไปแบง่ ฉีดให้กับตัวเมียได้หลาย ๆ ตัว สารทเี่ ติมลงไปในน้าเชือ้
ได้แก่

- ไขแ่ ดง เพอื่ เป็นอาหารของตัวอสุจิ
- โซเดยี มซิเตรต เพื่อรักษาความเปน็ กรด-เบส
- สารปฏชิ วี นะ เพื่อฆ่าเช้ือโรคในนา้ เชอ้ื

มขี ั้นตอนดังน้ี
4. การเกบ็ รักษาน้าเชอ้ื มี 2 แบบ คือ
- นา้ เช้อื สด หมายถงึ นา้ เชอื้ ทีล่ ะลายแล้วนาไปเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4-5 °C

ซง่ึ จะเกบ็ ไดน้ านเปน็ เดอื น แต่ถา้ เก็บไว้ทอ่ี ณุ หภมู ิ 15-20 °C จะเก็บได้นาน 4 วนั
- น้าเช้ือแช่แข็ง หมายถึง น้าเช้ือท่ีนามาทาให้เย็นจัดจนแข็งตัว แล้วจึง

นาไปเก็บรักษาไว้ในไนโตรเจนเหลวท่มี อี ุณหภูมิ 1-96 °C ซึ่งสามารถเก็บไวไ้ ด้นานเปน็ ปี
5. การฉีดน้าเชอ้ื จะฉดี ใหแ้ ม่พนั ธ์ที่ไดร้ ับการคดั เลือกและต้องอยู่ในวยั ที่ผสมพันธุ์ได้

ถ้าเป็นโคตอ้ งมีอายุประมาณ 18 เดือน กระบอื ต้องมีอายุประมาณ 3 ปี และสกุ รตอ้ งมีอายุประมาณ 10 เดอื น
การฉีดน้าเชื้อควรฉีดในช่วงระยะเวลาท่ีสัตว์ตัวเมียกาลังแสดงอาการเป็นสัด ซ่ึงเป็นช่วงที่ไข่สุก รอบของการ
เป็นสัดของโค กระบือ และสุกรจะเกิดข้ึนทุก ๆ 21 วัน ระยะเวลาการเป็นสัดของโค กระบือจะนานประมาณ
1 วัน แต่ถ้าเปน็ สกุ รจะนานประมาณ 3-4 วัน

ขอ้ ดขี องการผสมเทียมพวกโค กระบือ และสุกร มีดงั นี้
1. ไดส้ ตั วพ์ นั ธุด์ ตี ามตอ้ งการ
2. ประหยดั พ่อพนั ธุโ์ ดยการนาน้าเชือ้ ของพ่อพนั ธ์ุมาละลายน้ายาสาหรับละลายน้าเช้ือ ซ่งึ ทา

ใหส้ ามารถนามาฉดี ให้แกแ่ มพ่ นั ธไุ์ ดเ้ ปน็ จานวนมาก
3. ประหยดั ค่าใช้จา่ ยในการเลี้ยงดูพ่อพันธห์ุ รือการสงั่ ซอื้ พอ่ พนั ธ์ุ

39

4. สามารถผสมพันธ์ุกันได้โดยไม่ต้องคานึงถึงขนาดตัวและน้าหนักของพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์
5. ตัดปญั หาเรอื่ งการขนส่งพ่อพันธไุ์ ปผสมในทีต่ า่ ง ๆ โดยเพยี งแตน่ าน้าเชอ้ื ไปเทา่ นั้น
6. สามารถควบคุมให้สัตว์ตกลูกได้ตามฤดูกาล สามารถป้องกันโรคติดต่อจากการผสมพันธ์ุ
ตามธรรมชาติ และยังแก้ปัญหาการติดลูกยากในกรณีท่ีมีความผิดปรกติของระบบสืบพันธุ์ของแม่พันธ์ุได้อีก
ด้วย
(2) การผสมเทยี มปลา มีวิธีการดงั น้ี
1. คัดเลือกพ่อพันธ์ุแม่พันธ์ุปลาที่สมบูรณ์ มีน้าเช้ือดีและมีไข่มากจากปลาที่กาลังอยู่ในวัย
ผสมพนั ธไุ์ ด้
2. ฉีดฮอร์โมนให้แม่ปลา เพ่ือเร่งให้แม่ปลามีไข่สุกเร็วข้ึน ฮอร์โมนที่ฉีดน้ีได้จาการนาต่อมใต้
สมองของปลาพันธเ์ุ ดยี วกันซ่งึ เป็นเพศใดก็ได้ นามาบดใหล้ ะเอียดแลว้ ผสมน้ากลั่นฉีดเข้าทีบ่ ริเวณเสน้ ข้างลาตัว
ของแมป่ ลา
3. หลังจากฉีดฮอร์โมนใหแ้ ม่ปลาแล้วประมาณ 5-12 ชั่วโมง แล้วแต่ชนิดและน้าหนักของแม่
ปลา ต่อจากนัน้ จงึ รดี ไขแ่ ละน้าเชอ้ื จากแมพ่ ันธ์ุและพ่อพนั ธุ์ท่เี ลือกไวใ้ สภ่ าชนะใบเดียวกนั
4. ใช้ขนไก่คนไข่กับน้าเชื้อเบา ๆ เพ่ือคลุกเคล้าให้ทั่ว แล้วใส่น้าให้ท่วม ทิ้งไว้ประมาณ 1-2
นาที จึงถ่ายท้งิ ประมาณ 1-2 ครง้ั
5. นาไข่ท่ีผสมแล้วไปพักในท่ีที่เตรียมไว้ ซึ่งต้องเป็นที่ท่ีมีน้าไหลผ่านตลอดเวลา เพ่ือให้ไข่
ลอยและปอ้ งกันการทับถมของไข่ ทิ้งไว้จนกระทัง่ ไขป่ ลาฟักออกเป็นลูกปลาในเวลาต่อมา

ภาพท่ี 4.4 การผสมเทยี มปลา

40

2) การถา่ ยฝากตัวอ่อน (Embryo Transfer)
(1) การถ่ายฝากตัวอ่อนในสตั ว์
การถา่ ยฝากตัวอ่อน คอื การนาตวั ออ่ นที่เกิดจากการผสมระหวา่ งตวั อสจุ ขิ องพอ่ พันธุแ์ ละไข่

ของสตั วแ์ ม่พันธท์ุ ่คี ัดเลือกไว้ แลว้ ลา้ งเก็บออกมาจากมดลกู ของแมพ่ ันธุ์ ต่อจากนน้ั นาไปฝากใส่ไวใ้ ห้เตบิ โตใน
มดลกู ของตวั เมียอกี ตัวหน่งึ ให้อมุ้ ท้องไปจนคลอด

การถ่ายฝากตัวอ่อนนิยมทากับสัตว์ที่มีการตกลูกคร้ังละ 1 ตัว และมีระยะเวลาตั้งท้องนาน เช่น โค กระบือ
แต่ไม่นิยมทาการถ่ายฝากตัวอ่อนกับสุกร เพราะสุกรสามารถมีลูกได้ง่ายครั้งละหลายตัว และมีระยะเวลาตั้ง
ทอ้ งไม่นาน

(2) ข้นั ตอนการถา่ ยฝากตัวอ่อนในโคนม มีดงั น้ี

41

(3) ประโยชนข์ องการถา่ ยฝากตวั อ่อน มีดังนี้
1. ขยายพนั ธ์ุได้อยา่ งรวดเร็วในระยะเวลาเท่าเดมิ ซ่งึ สามารถขยายพันธ์ไุ ด้รวดเรว็

กว่าการผสมพันธ์ุตามธรรมชาตหิ รอื การผสมเทียม
2. ขยายพันธไุ์ ด้จานวนมาก
3. ชว่ ยลดระยะเวลาและค่าใชจ้ ่ายในการขยายพันธส์ุ ตั ว์
4. ช่วยในการอนุรักษ์พันธสุ์ ัตวต์ ่าง ๆ ท่ีใกล้สญู พันธ์ุ

3) การโคลนน่ิง (Cloning)
การโคลนนิง่ คือ การคัดลอกพันธหุ์ รือการสรา้ งสิง่ มีชวี ิตขนึ้ มาใหมโ่ ดยไมไ่ ด้อาศยั การปฏิสนธิของเซลล์
สบื พันธ์ุเพศผู้และเพศเมยี แต่ใช้เซลลร์ า่ งกายในการสร้างสงิ่ มีชีวติ ขนึ้ มาใหม่

(1) การโคลนนิง่ สตั ว์
จดุ ประสงค์เพือ่ สร้างสัตวท์ ่ีมีความเหมือนทุกประการทางด้านพันธุกรรมเป็นจานวนมาก โดย
เร่ิมตน้ จากการเลยี้ งและเพิม่ จานวนเซลลท์ ่ีมีความเหมือนกัน ในข้ันตอนนี้อาจมีการเปลยี่ นแปลงพนั ธุกรรมของ
เซลลต์ ามต้องการไดด้ ้วย แล้วจงึ นาแตล่ ะเซลลน์ ้ีไปทาใหเ้ กิดเป็นสัตว์ โดยหนงึ่ เซลล์จะกลายเป็นสัตวห์ นึง่ ตัว
สัตว์แต่ละตัวท่ีเกิดข้นึ จะเหมือนกนั ทุกประการ เน่ืองจากแตล่ ะเซลล์เริ่มตน้ มลี ักษณะเหมือนกนั
ขั้นตอนการโคลนนงิ่ สัตว์ มีดังน้ี

1. คดั เลือกและดดั แปลงเซลล์ที่จะใช้เป็นตน้ แบบของสารพันธุกรรมที่ตอ้ งการ
2. เล้ียงใหม้ ีจานวนและสมบตั ิทเี่ หมาะสม
3. ผ่านกระบวนการทจี่ ะสรา้ งเซลลใ์ หเ้ ป็นสตั ว์โดยวธิ กี ารต่าง ๆ
การโคลนนง่ิ ในปจั จบุ นั ทาได้ในสตั วบ์ างชนดิ เท่าน้ัน เชน่ แกะ ววั แตส่ าหรับมนษุ ย์ การทาโคลนน่งิ ยัง
เป็นเร่ืองท่ตี ้องมกี ารพิจารณาอย่างถี่ถว้ น

(2) วธิ ีการโคลนน่งิ ของ ดร.เอยี น วิลมตุ
ดร.เอียน วิลมุต นักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อตได้โคลนนิ่งแกะข้ึนมาโดยนาเซลล์เต้ามนของแกะ
ต้นแบบออกมา แล้วเอานิวเคลียสออกจากเซลล์เต้านมนั้น จากน้ันนาเซลล์ไข่ของแกะอีกตัวหน่ึงมา แล้วเอา
นิวเคลียสของเซลล์ไข่ออก นานิวเคลียสของเซลล์เต้านมแกะท่ีเป็นต้นแบบมาใส่ในไข่ที่เอานิวเคลียสออก นา
เซลล์ไข่ที่ทาการโคลนนิ่งแล้วไปถ่ายฝากตัวอ่อนในท้องแม่แกะอีกตัวหน่ึง จะได้แกะท่ีเกิดข้ึนจากเซลล์ร่างกาย
ของแกะ และเรยี กแกะทีถ่ ูกโคลนนงิ่ ขึ้นมาตวั แรกวา่ “ดอลล่ี”