เผยแพร่ผลงานกลุ่มสาระฯ วิทยาศาสตร์

[thongman]

ผลงานของ ครูทัศนีย์ สุวิชากร โรงเรียนนครนายกวิทยาคม อ.เมืองนครนายก จ.นครนายก
บทเรียนคอมพิวเตอร์ช่วยสอนวิชาชีวิทยา ว 40245 เรื่อง ยีนและโครโมโซม

ใบความรู้
เรื่อง ผลของการค้นพบสีย้อมนิวเคลียส
แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง การถ่ายทอดยีนและโครโมโซม รายวิชา ชีววิทยา ว 40245 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

จุดประสงค์ เพื่อศึกษา ลักษณะของโครโมโซมและการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมในขณะที่มีการแบ่ง เซลล์
เนื้อหา

ในปีพ.ศ. 2423 มีการค้นพบสีย้อมนิวเคลียส จึงพบว่าในนิวเคลียสมีโครโมโซม สีย้อมนิวเคลียสทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมขณะมีการแบ่งเซลล์ และทำให้รู้จักการแบ่งเซลล์ใน 2 ลักษณะ คือ การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส ซึ่งพบว่ากระบวนการนี้ เซลล์ลูกที่เกิดขึ้นจะมีโครโมโซมเหมือนกันทั้งหมด ดังภาพ


การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส














และการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสที่มีผลทำให้เซลล์ลูกที่เกิดขึ้นจะมีจำนวนโครโมโซม เป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์เริ่มต้น( haploid cell ) ดังภาพ


การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส


ใบความรู้
เรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่างยีนและโครโมโซม
แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง การถ่ายทอดยีนและโครโมโซม รายวิชา ชีววิทยา ว 40245 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

จุดประสงค์ เพื่อให้นักเรียนมีความรู้เกี่ยวกับพฤติกรรมและแบบแผนการแยกตัวของยีนและโครโมโซมที่ คล้ายคลึงกันมาก จนเป็นไปได้ว่า ยีนน่าจะอยู่บนโครโมโซม
เนื้อหา
จากบทเรียน เรื่องการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต นักเรียนทราบมาแล้วว่า ภายในนิวเคลียสมีโครโมโซมที่มีลักษณะเหมือนกันเป็นคู่ๆ ซึ่งแต่ละคู่เหมือนของโครโมโซมนี้ ท่อนหนึ่งมาจากพ่อ อีกท่อนหนึ่งมาจากแม่ เราเรียกโครโมโซมคู่เหมือนนี้ว่า โฮโมโลกัส โครโมโซม( chromosome ) เมื่อมีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ( meiosis ) โครโมโซมแต่ละคู่นี้ จะแยกออกจากกันไป ในระยะแอนาเฟส เมื่อสิ้นสุดกระบวนการแบ่งเซลล์ จะได้เซลล์สืบพันธุ์ที่มีโครโมโซมอยู่ภายในเพียงครึ่งหนึ่งของจำนวนปกติ และโครโมโซมเหล่านั้นจะไม่มีโครโมโซมที่เป็นโฮโมโลกัสกันเลย
การแยกคู่ของโครโมโซมดังกล่าว คล้ายกับการแยกคู่ของยีน ตามกฎแห่งการแยก( Law of Segregation ) ที่เมนเดลค้นพบ ดังนั้น ทั้งยีนและโครโมโซมมีพฤติกรรม และแบบแผนของการแยกคล้ายคลึงกัน ดังแผนภาพ และตารางเปรียบเทียบการแยกคู่ของยีน และโฮโมโลกัส โครโมโซม จึงเป็นไปได้ว่ายีนน่าจะอยู่บนโครโมโซม


ภาพเปรียบเทียบการแยกคู่กันของยีนและของโฮโมโลกัสโครโมโซม



ตารางเปรียบเทียบการแยกคู่ของยีนและโฮโมโลกัส โครโมโซม

การแยกคู่ของยีน การแยกคู่ของโฮโมโลกัส โครโมโซม
1. ยีนแต่ละยีนของทุกคู่ จะแยกออกจากกันในระยะแอนาเฟส-1 เมื่อมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์

2. ในเซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์ จะมียีนอยู่มากมาย แต่ยีนเหล่านี้ไม่ใช่ยีนที่เป็นแอลลีลกัน ดังนั้น จำนวนยีนจึงมีเพียงครึ่งหนึ่งของยีนในเซลล์ร่างกาย 1. โฮโมโลกัส โครโมโซมแต่ละเส้น จะแยกออกจากกันในระยะแอนาเฟส-1 เมื่อมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์
2. ในเซลล์สืบพันธุ์แต่ละเซลล์ จะมีโครโมโซมมากมาย แต่โครโมโซมเหล่านี้ไม่เป็น
โฮโมโลกัส โครโมโซม ดังนั้น จำนวนโครโมโซมจึงมีเพียงครึ่งหนึ่งของโครโมโซมในเซลล์ร่างกาย

ใบความรู้
เรื่อง ทฤษฎีโครโมโซมในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง การถ่ายทอดยีนและโครโมโซม รายวิชา ชีววิทยา ว 40245 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

จุดประสงค์ เพื่อให้นักเรียนมีความรู้ สามารถนำไปวิเคราะห์และสรุปได้ว่า ยีนอยู่บนโครโมโซม
เนื้อหา
วอลเตอร์ ซัตตัน เป็นบุคคลแรกที่เสนอ ทฤษฎีโครโมโซมในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ( chromosome theory of inheritance ) โดยเสนอว่าสิ่งที่เรียกว่าแฟกเตอร์จากข้อเสนอของเมนเดลซึ่งต่อมาเรียกว่า ยีน นั้นน่าจะอยู่บนโครโมโซม เพราะมีเหตุการณ์หลายอย่างที่ยีนและโครโมโซมมีความสอดคล้องกัน ดังนี้
1. ยีนมี 2 ชุด และโครโมโซมมี 2 ชุด
2. ยีนและโครโมโซมสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกหลาน
3. ขณะที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส โครโมโซมมีการเข้าคู่กัน และต่างแยกจากกันไปยังเซลล์ลูกที่เกิดขึ้นแต่ละเซลล์ ซึ่งลักษณะเดียวกันนี้ ก็เกิดขึ้นได้กับยีน โดยมีการแยกตัวของแอลลีลทั้งสองไปยังเซลล์สืบพันธุ์
4. การแยกตัวของโครโมโซมที่เป็นคู่กันไปยังขั้วเซลล์ ขณะที่มีการแบ่งเซลล์ แต่ละคู่นั้นดำเนินไปอย่างอิสระ เช่นเดียวกับการแยกตัวของแต่ละแอลลีลไปยังเซลล์สืบพันธุ์
5. ขณะเกิดการสืบพันธุ์ การรวมของเซลล์ไข่และสเปิร์ม เกิดเป็นไซโกต เป็นไปอย่างสุ่ม
ทำให้เกิดการรวมกันระหว่างชุดโครโมโซมจากเซลล์ไข่และสเปิร์มเป็นไปอย่างสุ่มด้วย ซึ่งเหมือนกับการที่ชุดของแอลลีลที่เกิดขึ้นในเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อ กลับมารวมกันอีกครั้งกับแอลลีลในเซลล์สืบพันธุ์ของแม่ เมื่อมีการสืบพันธุ์ก็เป็นไปอย่างสุ่มเช่นกัน
6. ทุกเซลล์ที่พัฒนามาจากไซโกต จะมีโครโมโซมครึ่งหนึ่งจากแม่และอีกครึ่งหนึ่งจากพ่อ ซึ่งยีนครึ่งหนึ่งก็มาจากแม่และอีกครึ่งหนึ่งก็มาจากพ่อเช่นกัน ทำให้ลูกที่เกิดมามีลักษณะแปรผันไปจากพ่อและแม่



ความรู้เพิ่มเติม
ต่อมาได้มีการค้นพบว่า DNA เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทั่วไปทั้ง คน สัตว์ พืช โพรทิสต์ แบคทีเรีย ไวรัส และยังพบว่า RNA เป็นสารพันธุกรรมในไวรัสบางชนิด เช่น ไวรัสไข้หวัดนก
ไข้หวัดนกสามารถเกิดขึ้นได้ 2 รูปแบบ คือ แบบร้ายแรง ซึ่งในภาษาอังกฤษจะเรียกว่า Highly Pathogenic Avian Influenza (HPAI) หรือ fowl plague และอีกแบบคือแบบที่ไม่ร้ายแรง - Low Pathogenic Avian Influenza (LPAI) และการเกิดโรคทั้ง 2 รูปแบบนั้นจะมีสาเหตุเกิดมาจากเชื้อไวรัสไข้หวัดชนิด A (Influenza virus type A)

การแพร่ระบาดของ HPAI ซึ่งเป็นโรคในสัตว์ปีกนั้น จะเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วในกลุ่มของสัตว์ปีกและอาจจะพบมีอาการหนักถึงขั้นเสียชีวิตบ่อยครั้งทีเดียว ในทางตรงกันข้าม LPAI โดยทั่วไปแล้ว จะไม่ทำให้เกิดโรคที่มีอาการร้ายแรงอะไร และพบได้โดยทั่วไปในสัตว์ปีกเช่นกัน

การจัดกลุ่มไวรัส และองค์ประกอบทางพันธุกรรม

Family: Orthomyxoviridae

Genus: Influenza
- อนุภาคไวรัสจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 80-120 นาโนเมตร
- หรืออาจจะมีลักษณะเป็นเส้นก็ได้
- มีชิ้นส่วนของ RNA 8 ส่วนที่แตกต่างกัน (เป็น RNA ที่ย้อมไม่ติดสี - negative strand RNA) ซึ่งส่วนของ RNA นี้จะนำมาใช้สำหรับแทรกเข้าไปในเซลล์ที่มีการติดเชื้อไวรัส และถ้ามีการติดเชื้อไวรัสมากกว่า 1 ชนิด ก็อาจจะทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของ RNA ที่มีอยู่ เกิดเป็นสายพันธุ์ใหม่ได้ (เกิดการกลายพันธุ์ หรือเกิด Mutation)

Types: A, B, และ C
- การแยกชนิดของไวรัสจะทำโดยใช้เกณฑ์ของการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง Antigen กับ Antibody ในการตรวจแยกชนิดของไวรัส โดยแอนติเจนที่ว่าก็คือโปรตีน M ที่อยู่บนเปลือกหุ้มของไวรัสและนิวคลีโอโปรตีนที่อยู่ในเปลือกหุ้มตัวไวรัส
- ไวรัสไข้หวัด ชนิด A จะทำให้เกิดโรคได้ในคน หมู สัตว์ในกลุ่มม้า นก และไข้หวัดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อยู่ในทะเลซึ่งจะเป็นชนิดที่เป็นสายพันธุ์ที่ใกล้เคียงกับที่ทำให้เกิดโรคในมนุษย์
- ไวรัสไข้หวัด ชนิด B ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดโรคในมนุษย์เท่านั้น
- ไวรัสไข้หวัด ชนิด C เป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยเล็กๆ น้อยๆ ทั้งในคนและหมู และพบไม่บ่อยนัก
- สำหรับ HPAI และ LPAI ที่กล่าวไว้ในตอนแรกเกิดจาก ไวรัสไข้หวัด ชนิด A

เปลือกหุ้มตัวไวรัสเป็นสารประเภทไกลโคโปรตีน (Glycoproteins) ซึ่งจะมี hemagglutinin (HA) และ neuraminidase (NA) อยู่และนำมาใช้เป็นแอนติเจนสำหรับการตรวจหาชนิดย่อยของไวรัสชนิด A, B, และ C
- สำหรับไข้หวัด ชนิด A จะมี HA antigens อยู่มากถึง 15 ชนิด (คือ H1 ถึง H15) และมี NA antigens อยู่ 9 ชนิด (คือ N1 ถึง N9)
- ไวรัสไข้หวัด ชนิด A ที่มีที่มี hemagglutinin ชนิด H5 และ H7 เท่านั้นที่เป็นสาเหตุทำให้เกิด HPAI

เอกสารอ้างอิง
1. แปลจาก Avian Influenza: Agricultural and Wildlife Considerations ของ Center for Infectious
Disease Research & Policy Academic Health Center -- University of Minnesota
อ่านเอกสารทั้งหมดได้ที่
http://www.cidrap.umn.edu/cidrap/content/biosecurity/ag-biosec/anim-disease/avianflu.html#_References_1
เว็บไซต์สำหรับศึกษาเพิ่มเติม (search by spong@)
1. http://phoubon.in.th/bird_flu.htm
สำนักระบาดวิทยา กรมควบคุมโรค กระทรวงสาธารณสุข 23 มกราคม 2547
2. http://www.redcross.or.th/pr/pr_news.php4?db=3&naid=495
10 คำถามเกี่ยวกับไข้หวัดนก สภากาชาดไทย
3. http://www.merckvetmanual.com/mvm/index.jsp?cfile=htm/bc/206600.htm&word=Avian%2cInfluenza The Merck Veterinary Manual - Influenza: Introduction (Full Text)
4. http://www.mdcu47.net/Question.asp?GID=123
เว็บบอร์ดที่นำข่าวจากหนังสือพิมพ์มาลงไว้
5. http://wwwrhjh.lkwash.wednet.edu/homehelp/diseases/main.html
Welcome to the Diseases Web Page! - มีภาพประกอบสวยๆ นำมาใช้ในชั้นเรียนได้

จาก http://www.ipst.ac.th/biology/Bio-Articles/monthly-mag.html