ระบบนิเวศ(ecosystem) คือ ความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม

โครงสร้างของระบบนิเวศ

ระบบนิเวศมีองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ

1. องค์ประกอบทางชีวภาพ(biological component) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น พืช สัตว์ มนุษย์ เห็ด รา จุลินทรีย์ เป็นต้น

2. องค์ประกอบทางกายภาพ(physical component) ได้แก่ สิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น ดิน น้ำ แสง อุณหภูมิ เป็นต้น

โครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งออกเป็น 3 ระดับ (trophic levels) คือ

1. ผู้ผลิต(producer) ได้แก่พืช สาหร่าย โปรโตซัว เช่น ยูกลีน่า หรือเเบคทีเรียบางชนิด โดยมีบทบาทในการนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มากระตุ้นสารอนินทรีย์บางชนิดให้อยู่ในรูปของสารอาหาร

2. ผู้บริโภค(consumer) ได้แก่ สัตว์ที่ดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วยการกินสิ่งมีชีวิตอื่น ได้แก่

– ผู้บริโภคพืช (herbivore หรือ primary consumer) เช่น ช้าง ม้า โค กระบือ กระต่าย เป็นต้น

– ผู้บริโภคสัตว์ (carnivore หรือ secondary consumer) เช่น เสือ สิงโต เหยี่ยว งู เป็นต้น

– ผู้บริโภคทั้งสัตว์ทั้งพืช (omnivore) เช่น คน ไก่ ลิง เป็นต้น

3. ผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์(decomposer) ได้แก่ เห็ด รา แบคทีเรีย และจุลินทรีย์ต่างๆ ที่สามารถย่อยสลายซากพืช ซากสัตว์ หรือสารอินทรีย์ ให้เป็นสารอนินทรีย์พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

กระบวนการหลักสองอย่างของระบบนิเวศคือ การไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสารเคมี การไหลของพลังงาน (energy flow) เป็นการส่งผ่านของพลังงานในองค์ประกอบของระบบนิเวศ ส่วนการหมุนเวียนสารเคมี (chemical cycling) เป็นการใช้ประโยชน์และนำกลับมาใช้ใหม่ของแร่ธาตุภายในระบบนิเวศ อาทิเช่น คาร์บอน และ ไนโตรเจน

พลังงานที่ส่งมาถึงระบบนิเวศทั้งหลายอยู่ในรูปของแสงอาทิตย์ พืชและผู้ผลิตอื่นๆจะทำการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารที่ให้พลังงานเช่นแป้งหรือคาร์โบไฮเดรต พลังงานจะไหลต่อไปยังสัตว์โดยการกินพืช และผู้ผลิตอื่นๆ ผู้ย่อยสลายสารที่สำคัญได้แก่ แบคทีเรียและฟังไจ (fungi)ในดินโดยได้รับพลังงานจากการย่อยสลายซากพืชและซากสัตว์รวมทั้งสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่ตายลงไป ในการใช้พลังงานเคมีเพื่อทำงาน สิ่งมีชีวิตจะปล่อยพลังงานความร้อนไปสู่บริเวณรอบๆตัว ดังนั้นพลังงานความร้อนนี้จึงไม่หวนกลับมาในระบบนิเวศได้อีก ในทางกลับกันการไหลของพลังงานผ่านระบบนิเวศ สารเคมีต่างๆสามารถนำกลับมาใช้ได้อีกระหว่าง สังคมของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต พืชและผู้ผลิตล้วนต้องการธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน และแร่ธาตุอื่นๆในรูปอนินทรียสารจากอากาศ และดิน

การสังเคราะห์ด้วยแสง(photosynthesis)ได้รวมเอาธาตุเหล่านี้เข้าไว้ในสารประกอบอินทรีย์ อาทิเช่น คาร์โบไฮเดรต และโปรตีน สัตว์ต่างๆได้รับธาตุเหล่านี้โดยการกินสารอินทรีย์ เมแทบบอลิซึม (metabolism) ของทุกชีวิตเปลี่ยนสารเคมีบางส่วนกลับไปเป็นสารไม่มีชีวิตในสิ่งแวดล้อมในรูปของสารอนินทรีย์ การหายใจระดับเซลล์(respiration) เป็นการทำให้โมเลกุลของอินทรียสารแตกสลายออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ การหมุนเวียนของสารสำเร็จลงได้ด้วยจุลินทรีย์ที่ย่อยอินทรียสารที่ตายลงและของเสียเช่นอุจจาระ และเศษใบไม้ ผู้ย่อยสลายเหล่านี้จะกักเก็บเอาธาตุต่างๆไว้ในดิน ในน้ำ และในอากาศ ในรูปของ สารอนินทรีย์ ซึ่งพืชและผู้ผลิตสามารถนำมาสร้างเป็นสารอินทรีย์ได้อีกครั้ง หมุนเวียนกันไปเป็นวัฏจักร

โครงสร้างเซลล์สัตว์

โครงสร้างพื้นฐานและหน้าที่ของเซลล์สัตว์

    1. เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ อยู่ล้อมรอบเซลล์ ประกอบด้วยสารประเภทโปรตีนและไขมัน มีหน้าที่ช่วยให้เซลล์คงรูปและควบคุมการแลกเปลี่ยนสารระหว่างภายในและภายนอกเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์พบได้ทั้งในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์เป็นส่วนที่มีชีวิต มีความยืดหยุ่นสามารถยืดหดได้มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ มีรูพรุนสำหรับให้สารละลายผ่านเข้าออกได้

    2. ไลโซโซม ( lysosome) พบเฉพาะในเซลล์สัตว์เท่านั้น คล้ายถุงลม รูปร่างกลมรี เส้นผ่านศูนย์กลาง ประมาณ 0.15-0.8 ไมครอน มักพบใกล้กับกอลจิบอดี ไลโซโซม ยังเป็นส่วนสำคัญ ในการย่อยสลาย มีเอนไซน์หลายชนิด จึงสามารถย่อยสลาย สารต่างๆ ภายในเซลล์ได้ดี  เป็นออร์แกแนลล์ ที่มีเมมเบรนห่อหุ้ม เพียงชั้นเดียว ซึ่งไม่ยอมให้เอนไซม์ต่างๆ ผ่านออก แต่เป็นเยื่อที่สลายตัว หรือรั่วได้ง่าย เมื่อเกิดการอักเสบของเนื้อเยื่อ หรือขณะที่มีการเจริญเติบโต เยื่อหุ้มนี้มีความทนทาน ต่อปฏิกิริยาการย่อยของเอนไซม์ ที่อยู่ภายในได้ เอนไซม์ที่อยู่ในถุงของไลโซโซมนี้ เชื่อกันว่าเกิดจากไลโซโซม ที่อยู่บน RER สร้างเอนไซม์ขึ้น แล้วส่งผ่านไปยังกอลจิบอดี แล้วหลุดเป็นถุงออกมา

ไลโซโซม มีหน้าที่สำคัญ คือ
            •  ย่อยสลายอนุภาค และโมเลกุลของสารอาหาร ภายในเซลล์
            •  ย่อย หรือทำลายเชื้อโรค และสิ่งแปลกปลอมต่างๆ ที่เข้าสู่ร่างกายหรือเซลล์ เช่น เซลล์เม็ดเลือดขาวกิน                               •  ทำลายเซลล์ที่ตายแล้ว หรือเซลล์ที่มีอายุมาก                                                                                                   •  ย่อยสลายโครงสร้างต่างๆ ของเซลล์ ์ในระยะที่เซลล์มีการเปลี่ยนแปลง และมีเมตามอร์โฟซีส

    3. Peroxisome ( microbodies) เป็นออร์แกเนลล์ขนาดเล็ก ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว รูปร่างคล้ายไลโซโซม แต่สามารถแบ่งตัวได้เอง คล้ายกับไมโทคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์ ภายในประกอบด้วย เอนไซม์หลายชนิด ที่มีหน้าที่สำคัญ ในกระบวนการเมตาบอลิสม์ ของกรดไขมัน เพอรอกซิโซมจะหลั่งเอนไซม์ชื่อ คะตะเลส ( Catalase) มาย่อยไฮโดรเจนเพอรอกไซด์ (Hydrpgen peroxide) ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์ ให้กลายเป็นโมเลกุลน้ำ ในพืชเพอรอกซิโซม มีบทบาทสำคัญ คือ เปลี่ยนกรดไขมัน ที่สะสมอยู่ในเมล็ดพืช ให้เป็นคาร์โบไฮเดรต สำหรับใช้เป็นแหล่งพลังงาน ในการงอกของเมล็ด โดยผ่านวัฏจักรไกลออกซิเลท ( Glyoxylate cycle)  เป็นโครงสร้าง ที่เล็กกว่าไรโซโซม และมีจำนวนน้อย

    4. โครมาทิน ( Chromatin) เป็นส่วนของนิวเคลียส ที่ย้อมติดสี เป็นเส้นในเล็กๆ พันกันเป็นร่างแห เรียกร่างแหโครมาทิน ( Chromatin network) โดยประกอบด้วย โปรตีน รวมกับกรดดีออกซีไรโบนิคลีอิค ( deoxyribonucleic acid) หรือเรียกว่า DNA เป็นสารพันธุกรรม ที่ควบคุมลักษณะของสิ่งมีชีวิต เส้นใยโครมาตินมีคุณสมบัติติดสีได้ดี ทำให้เห็นนิวเคลียสได้ชัดเจน

    5. เซนทริโอล (centriole) เป็นส่วนที่อยู่ใกล้นิวเคลียส พบในเซลล์สัตว์และโพรทิสต์บางชนิด มีขนาดเล็ก ใส มีรัศมีแผ่ออกมาโดยรอบมีรูปร่างคล้ายท่อทรงกระบอก ในแต่ละเซลล์จะมีเซนทริโอล 2 อัน เรียงในลักษณะตั้งฉากกัน หน้าที่ของเซนทริโอล คือ ช่วยในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมในขณะที่มีการแบ่ง เซลล์ ช่วยในการเคลื่อนที่ของเซลล์บางชนิด

    6. แวคิวโอ ( vacuole )  มีขนาดเล็กกว่าในเซลล์พืช เป็นออร์แกเนลล์ ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว มีลักษณะเป็นถุง มีเมมเบรน   ซึ่งเรียกว่า โทโนพลาสต์ ( tonoplast) ห่อหุ้ม ภายในมีสารต่างๆ บรรจุอยู่ โดยทั่วไป แวคิวโอลในสัตว์เป็นส่วนสำคัญในกระบวนการเอกโซไซโตซิส และ เอนโดไซโตซิส

    7. เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม ( endoplasmic reticulum : ER) เป็นออร์แกเนล ที่มีผนังบาง 2 ชั้น มีความหนาน้อยกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ มีลักษณะ เป็นท่อขดพับไปมา เป็นออร์แกเนล ที่เกี่ยวข้องกับ การสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งไรโบโซม จะเกาะทางด้าน ไซโตซอลของเยื่อหุ้ม โปรตีนถูกสังเคราะห์ ข้ามเยื่อหุ้ม ของเอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม นอกจากจะเป็น ที่ให้ไรโบโซมเกาะอยู่แล้ว ยังทำหน้าท ี่สังเคราะห์สาร ( sterols) และ phospholipids เป็นสารที่จำเป็น ของทุกๆเยื่อหุ้ม เอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม ยังทำหน้าที่ ี่ขนถ่ายเอนไซม์ และโปรตีนโมเลกุล เรียกว่า การหลั่งสาร หรือกระบวนการขับสาร ออกนอกเซลล์ ( secetion) ประกอบด้วย โครงสร้างระบบท่อ ที่มีการเชื่อมประสานกัน ทั้งเซลล์ส่วนของท่อยังติดต่อ กับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียส และกอลจิบอดีด้วย ภายในท่อมีของเหลวซึ่งเรียกว่า ไฮยาโลพลาซึม (hyaloplasm) บรรจุอยู่ และพบในยฝุคารีโอตเท่านั้น 

ER แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

    1). เอนโดพลาสมิก เรติคูลัมชนิดขรุขระ (rough endoplasmic reticulum : RER) เป็นชนิดที่มี ไรโบโซมเกาะ  

หน้าที่      •  การสังเคราะห์โปรตีน ของไรโบโซมที่เกาะอยู่ โดยมีกอลจิบอดี ( golgi body)

                        •  เป็นตัวสะสม หรือทำให้มีขนาดพอเหมาะ ที่ส่งออกนอกเซลล์

                        •  ลำเลียงสาร ซึ่งได้แก่ โปรตีน ที่สร้างได้ และสารอื่นๆ เช่น ลิพิดชนิดต่างๆ

    ในเซลล์ที่เกิดใหม่ พบว่ามี RER มากกว่า SER แต่เมื่เซลล์มีอายุมากขึ้น พบว่า SER มากกว่า RER เชื่อกันว่า RER จะเปลี่ยนเป็น SER เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น

ที่มา : http://thecellorganelles.weebly.com/rough–smooth-endoplasmic-reticulum.html

    2). เอนโดพลาสมิก เรติคูลัมชนิดเรียบ (smooth endoplasmic reticulum : SER) เป็นชนิดที่ไม่มี ไรโบโซมเกาะ พบมากในเซลล ์ที่มีหน้าที่กำจัดสารพิษ และสร้างสารสเตอรอยด์ จึงพบในเซลล์ที่ต่อมหมวกไต เซลล์แทรกของเลย์ดิกในอัณฑะ เซลล์รังไข่ และในเซลล์ของตับ และยังทำหน้าที่ คือ ลำเลียงสารต่างๆ เช่น RNA ลิพิด โปรตีน  เนื่องจากผนังของ ER ยอมให้สารประกอบโมเลกุลใหญ่บางชนิด รวมทั้ง ลิปิด เอนไซม์ และโปรตีนผ่านเข้าออกได้ จึงเป็นทางผ่านของสาร และเกลือแร่เข้าไปกระจายทั่วเซลล์ รวมทั้งสารต่างๆ ยังอาจสะสมไว้ใน ER อีกด้วย และการขับของเสีย ออกจากเซลล์ โดยผ่านทาง ER           เรียกว่า เอกโซไซโทซิส ( exocytosis)

    8. นิวเคลียส (nucleus) อยู่ในไซโทพลาซึม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเซลล์ นิวเคลียสทำหน้าที่ควบคุมเมแทบอลิซึมของเซลล์ ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนและเอนไซม์ ควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากพ่อแม่ไปสู่รุ่นลูกหลาน ควบคุมกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ ควบคุมการเจริญเติบโต และควบคุมลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต

โครงสร้างเซลล์พืช

 โครงสร้างพื้นฐานและหน้าที่ของเซลล์พืช  

1. ผนังเซลล์ (cell wall)  ผนังเซลล์พบในเซลล์พืชเท่านั้นเป็นส่วนที่ไม่มีชีวิต ทำหน้าที่ให้ความแข็งแรงและทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้ ประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นส่วนใหญ่และยังประกอบด้วยสารพวกเพกทิน ลิกนิน ฮีมิเซลลูโลส ซูเบอริน ไคทิน และคิวทิน

 2. เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ อยู่ล้อมรอบเซลล์ ประกอบด้วยสารประเภทโปรตีนและไขมัน มีหน้าที่ช่วยให้เซลล์คงรูปและควบคุมการแลกเปลี่ยนสารระหว่างภายในและภายนอกเซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์พบได้ทั้งในเซลล์พืชและเซลล์สัตว์เป็นส่วนที่มีชีวิต มีความยืดหยุ่นสามารถยืดหดได้มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ มีรูพรุนสำหรับให้สารละลายผ่านเข้าออกได้ เช่น น้ำ น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ยูเรีย กรดอะมิโน เกลือแร่ ออกซิเจน และกลีเซอรอลสามารถผ่านเข้าออกได้ง่าย ส่วนสารที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ไม่สามารถผ่านเข้าออกได้เลย เช่น สารพวกโปรตีนและไขมัน จึงเรียกเยื่อที่มีลักษณะแบบนี้ว่า เยื่อกึ่งซึมผ่านได้ (semipermeable membrane หรือ selective permeable membrane)

3. ไซโทพลาซึม (cytoplasm) มีลักษณะเป็นของเหลวคล้ายเจลลี่ซึ่งมีน้ำ โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และเกลือแร่ต่างๆ เป็นองค์ประกอบ ไซโทพลาซึมเป็นศูนย์กลางการทำงานของเซลล์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับเมแทบอลิซึม (metabolism) ทั้งกระบวนการสร้างและการสลายอินทรียสาร เป็นแหล่งที่เกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ที่จะช่วยให้เซลล์ดำรงชีวิตอยู่ได้

  4. นิวเคลียส (nucleus) อยู่ในไซโทพลาซึม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของเซลล์ นิวเคลียสทำหน้าที่ควบคุมเมแทบอลิซึมของเซลล์ ควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนและเอนไซม์ ควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากพ่อแม่ไปสู่รุ่นลูกหลาน ควบคุมกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ ควบคุมการเจริญเติบโต และควบคุมลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต

 5. คลอโรพลาสต์ (chloroplast) พบเฉพาะในเซลล์ที่มีสีเขียวของพืชและเซลล์ของโพรทิสต์บางชนิด เช่น สาหร่าย คลอโรพลาสต์ประกอบด้วยเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ชั้นนอกทำหน้าที่ควบคุมชนิดและปริมาณของสารที่ผ่านเข้าและออกจากคลอโรพลาสต์ ส่วนชั้นในจะมีลักษณะยื่นเข้าไปภายในและมีการเรียงกันเป็นชั้นๆ อย่างมีระเบียบ ภายในเยื่อหุ้มชั้นในจะมีโมเลกุลของสารสีเขียว เรียกว่า คลอโรฟิลล์ (chlorophyll) และมีเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างอาหาร

6. แวคิวโอ ( vacuole )   มีขนาดใหญ่มากในเซลล์พืช เป็นออร์แกเนลล์ ที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว มีลักษณะเป็นถุง มีเมมเบรน ซึ่งเรียกว่า โทโนพลาสต์ ( tonoplast) ห่อหุ้ม ภายในมีสารต่างๆ บรรจุอยู่ โดยทั่วไป จะพบในเซลล์พืช และสัตว์ชั้นต่ำ ทำหน้าที่ช่วยให้เซลล์พืชมีชีวิต และทำหน้าที่เก็บสะสมสาร ที่เป็นอันตราย ต่อไวโตพลาสซึมของเซลล์ ในเซลล์พืชที่ยังอ่อน จะมีแวคิวโอลเล็กๆ เป็นจำนวนมาก เซลล์พืชที่เจริญเติบโต เต็มที่สมบรูณ์ แวคิวโอลจะรวมกัน มีขนาดใหญ่มากประมาณ 95 % หรือมากกว่านี้โดยปริมาตรของแต่ละเซลล์

7. กอลจิคอมเพลกซ์ ( golgi complex, golgi bodies, golgi apparatus) เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วย            ถุง( vacuole) หุ้มด้วยเยื่อบาง ๆ หลาย ๆ ถุงเรียงกันภายในถุงจะมีสารที่เซลล์จะขนส่งออกนอกเซลล์ ทำหน้าที่ในขบวนการขนถ่าย    ( secretion ) เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไลโซโซมและเซลเพลทของพืช

 8. เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม ( endoplasmic reticulum : ER) เป็นออร์แกเนล ที่มีผนังบาง 2 ชั้น มีความหนาน้อยกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ มีลักษณะ เป็นท่อขดพับไปมา เป็นออร์แกเนล ที่เกี่ยวข้องกับ การสังเคราะห์โปรตีน ซึ่งไรโบโซม จะเกาะทางด้าน ไซโตซอลของเยื่อหุ้ม โปรตีนถูกสังเคราะห์ ข้ามเยื่อหุ้ม ของเอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม นอกจากจะเป็น ที่ให้ไรโบโซมเกาะอยู่แล้ว ยังทำหน้าท ี่สังเคราะห์สาร ( sterols) และ phospholipids เป็นสารที่จำเป็น ของทุกๆเยื่อหุ้ม เอนโดพลาสมิก เรทิคิวลัม ยังทำหน้าที่ ี่ขนถ่ายเอนไซม์ และโปรตีนโมเลกุล เรียกว่า การหลั่งสาร หรือกระบวนการขับสาร ออกนอกเซลล์ ( secetion) ประกอบด้วย โครงสร้างระบบท่อ ที่มีการเชื่อมประสานกัน ทั้งเซลล์ส่วนของท่อยังติดต่อ กับเยื่อหุ้มเซลล์ เยื่อหุ้มนิวเคลียส และกอลจิบอดีด้วย ภายในท่อมีของเหลวซึ่งเรียกว่า ไฮยาโลพลาซึม (hyaloplasm) บรรจุอยู่ และพบในยฝุคารีโอตเท่านั้น 

  ER แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

1). เอนโดพลาสมิก เรติคูลัมชนิดขรุขระ (rough endoplasmic reticulum : RER) เป็นชนิดที่มี ไรโบโซมเกาะ                            หน้าที่

                •  การสังเคราะห์โปรตีน ของไรโบโซมที่เกาะอยู่ โดยมีกอลจิบอดี ( golgi body)

                •  เป็นตัวสะสม หรือทำให้มีขนาดพอเหมาะ ที่ส่งออกนอกเซลล์

                •  ลำเลียงสาร ซึ่งได้แก่ โปรตีน ที่สร้างได้ และสารอื่นๆ เช่น ลิพิดชนิดต่างๆ

    ในเซลล์ที่เกิดใหม่ พบว่ามี RER มากกว่า SER แต่เมื่เซลล์มีอายุมากขึ้น พบว่า SER มากกว่า RER เชื่อกันว่า RER จะเปลี่ยนเป็น SER เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น

2). เอนโดพลาสมิก เรติคูลัมชนิดเรียบ (smooth endoplasmic reticulum : SER) เป็นชนิดที่ไม่มี ไรโบโซมเกาะ พบมากในเซลล ์ที่มีหน้าที่กำจัดสารพิษ และสร้างสารสเตอรอยด์ จึงพบในเซลล์ที่ต่อมหมวกไต เซลล์แทรกของเลย์ดิกในอัณฑะ เซลล์รังไข่ และในเซลล์ของตับ และยังทำหน้าที่ คือ ลำเลียงสารต่างๆ เช่น RNA ลิพิด โปรตีน

เนื่องจากผนังของ ER ยอมให้สารประกอบโมเลกุลใหญ่บางชนิด รวมทั้ง ลิปิด เอนไซม์ และโปรตีนผ่านเข้าออกได้ จึงเป็นทางผ่านของสาร และเกลือแร่เข้าไปกระจายทั่วเซลล์ รวมทั้งสารต่างๆ ยังอาจสะสมไว้ใน ER อีกด้วย และการขับของเสีย ออกจากเซลล์ โดยผ่านทาง ER เรียกว่า เอกโซไซโทซิส ( exocytosis)

การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

1. การลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

   1.1  การลำเลียงแบบไม่ใช้พลังงาน (Passive Transport)

    1. การแพร่ (diffusion)

           การแพร่เกิดจากพลังงานจลน์ (kinetic energy) ของโมเลกุลหรือไอออนของสารบริเวณที่มีความเข้มข้นมากโมเลกุลหรือไอออน ก็มีโอกาสชนกันมาก ทำให้โมเลกุลกระจายไปยังบริเวณอื่นๆ ที่มีความเข้มข้นของโมเลกุลหรือไอออนเท่ากัน จึงเรียกว่า ภาวะสมดุล ของ การแพร่ (diffusion equilibrium)

ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่

 1. อุณหภูมิ ในขณะที่อุณหภูมิสูง โมเลกุลของสารมีพลังงานจลน์มากขึ้น ทำให้โมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนที่ได้เร็วกว่า เมื่ออุณหภูมิต่ำการแพร่จึงเกิดขึ้นได้เร็ว

2. ความแตกต่างของความเข้มข้น ถ้าหากมีความเข้มข้นของสาร 2 บริเวณแตกต่างกันมากจะทำให้การแพร่เกิดขึ้นได้เร็วด้วย

  3. ขนาดของโมเลกุลสาร สารที่มีขนาดโมเลกุลเล็กจะเกิดการแพร่ได้เร็วกว่าสารโมเลกุลใหญ

4. ความเข้มข้นและชนิดของสารตัวกลาง สารตัวกลางที่มีความเข้มข้นมากจะมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของตัวกลางมาก ทำให้โมเลกุล ของสารเคลื่อนที่ไปได้ยาก แต่ถ้าหากสารตัวกลางมีความเข้มข้นน้อย โมเลกุลของสารก็จะเคลื่อนที่ได้ดีทำให้การแพร่เกิดขึ้นเร็วด้วย

        1. การแพร่แบบธรรมดา  (Simple diffusion) 

            เป็นการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากจุดที่มีความเข้มข้นสูงกว่า ไปยังจุดที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าการเคลื่อนที่นี้เป็นไปในลักษณะ  ทุกทิศทุกทาง โดยไม่มีทิศทางที่แน่นอน ตัวอย่างการแพร่ที่พบได้เสมอคือการแพร่ของ เกลือในน้ำการแพร่ของน้ำหอมในอากาศ

   2. ออสโมซิส (osmosis)  

               เป็นการแพร่ของของเหลวผ่านเยื่อบางๆ ซึ่งตามปกติจะหมายถึงการแพร่ของน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากเยื่อหุ้มเซลล์มีคุณสมบัติใน   การยอมให้สารบางชนิดเท่านั้นผ่านได้ การแพร่ของน้ำจะแพร่จากบริเวณที่เจือจางกว่า (มีน้ำมาก) ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เข้าสู่บริเวณที่มีความเข้มข้น  กว่า  (มีน้ำน้อย) ตามปกติการแพร่ของน้ำนี้จะเกิดขึ้นทั้งสองทิศคือทั้ง บริเวณเจือจาง และบริเวณเข้มข้น จึงมักกล่าวกันสั้นๆ ว่า ออสโมซิส เป็น การแพร่ ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมาก เข้าไปสู่บริเวณที่มีน้ำน้อยกว่าโดยผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ แรงดันออสโมติกเกิดจากการแพร่ของน้ำจากบริเวณ ที่มีน้ำมาก(เจือจาง)เข้า   สู่บริเวณที่มีน้ำน้อย (เข้มข้น) สารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกันจะมีผลต่อเซลล์แตกต่างกันด้วย 

ทำให้แบ่งสารละลาย  ที่อยู่นอกเซลล์ออก  ได้เป็น 3 ชนิด ตามการเปลี่ยนขนาดของเซลล์ เมื่ออยู่ภายในสารละลายนั้น คือ

     1)   ไฮโพทอนิก โซลูชัน (hypotonic solution) หมายถึง สารละลายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นน้อยกว่าเซลล์

ดังนั้นเมื่อใส่ เซลล์ลงใน

           สารละลายชนิดนี้ จะทำให้เซลล์ขยายขนาดเพิ่มขึ้น เนื่องจากน้ำภายในสารละลายแพร่เข้าสู่เซลล์มากกว่าน้ำภายใน เซลล์แพร่ออก นอกเซลล์

     2)   ไอโซทอนิก โซลูชัน (isotonic solution) หมายถึง สารละลายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นเท่ากับเซลล์ 

ดังนั้นเมื่อใส่เซลล์ลง ในสารละลาย

           ชนิดนี้ขนาดของเซลล์จะไม่เปลี่ยนแปลง

     3)  ไฮเพอร์ทอนิก โซลูชัน (hypertonic solution) หมายถึง สารละลายนอกเซลล์ที่มีความเข้มข้นมากกว่าเซลล์ 

ดังนั้นเมื่อใส่เซลล์ลงใน สารละลายชนิดนี้จะทำให้เซลล์เหี่ยวลดขนาดลง ออสโมซิสที่เกิดจากสารละลายไฮโพทอนิกนอกเซลล์ ทำให้น้ำผ่านเข้าไปในเซลล์และเซลล์เต่งขึ้นหรือ เซลล์แตก เรียกว่า เอนโดสโมซิส (endosmosis) หรือพลาสมอพ   ทิซิส (plasmoptysis) สำหรับออสโมซิสที่เกิดจากสารละลายไฮเพอร์ทอนิกนอกเซลล์ แล้ว ทำให้น้ำผ่านออกนอก เซลล์ทำให้เซลล์เหี่ยวเรียกว่า เอกโซสโมซิส (exosmosis) หรือพลาสโมไลซิส

          3. การแพร่แบบฟาซิลิเทต (Facilitated diffusion)

               เป็นการแพร่ของสารผ่านโปรตีนตัวพา (Carrier) ที่ฝังอยู่บริเวณเยื่อหุ้มเซลล์โดยตรง โปรตีนตัวพา (carrier)จะทำหน้าที่คล้ายประตู     เพื่อรับโมเลกุลของสารเข้าและออกจากเซลล์ การแพร่แบบนี้มีอัตราการแพร่เร็วกว่าการแพร่แบบธรรมดามาก ตัวอย่างเช่น การลำเลียงสารที่เซลล์ตับ และเซลล์บุผิวลำไส้เล็ก การแพร่แบบนี้เกิดในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น

      1.2 การลำเลียงแบบใช้พลังงาน  (Active transport)

         เป็นการเคลื่อนที่ของสารโดยใช้พลังงานเข้าช่วย เกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่เท่านั้น เป็นการลำเลียงสารจากบริเวณที่มี   ความเข้มข้นน้อย ไปสู่ความเข้มข้นมาก การขนส่งลักษณะนี้เซลล์ต้องนำพลังงานที่ได้จากการสลายสารอาหารมาใช้

        การลำเลียงแบบใช้พลังงาน อาศัยโปรตีนที่แทรกอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวลำเลียง โดยเซลล์ต้องใช้พลังงานที่ได้ จากการสลาย   พันธะของสารที่มีพลังงานสูงบางชนิด เช่น ATP เพื่อเป็นแรงผลักดันในการลำเลียง ซึ่งมีทิศทางตรงข้ามกับการแพร่ ตัวอย่างการเคลื่อนที่ของ สารโดยใช้พลังงานได้แก่  โซเดียม โพแทสเซียม ปั๊ม (sodium potassium pump) การดูดซึมอาหาร การดูดกลับของสารที่หลอดไต

อาหาร    คือ สิ่งที่เรารับประทานเข้าไปแล้ว  ทำให้เกิดประโยชน์ต่อร่างกาย  ดังนี้

      1.  ทำให้เกิดพลังงาน

      2.  ทำให้ร่างกายเจริญเติบโต และซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอของร่างกาย

      3.  ทำให้อวัยวะภายในร่างกายทำงานได้ตามปกติ

  สารอาหาร  หมายถึง  สารเคมี ที่ประกอบอยู่ในอาหาร    

 การทดสอบสารอาหาร      ทดสอบ  

1. แป้ง    2.น้ำตาลกลูโคส   3. โปรตีน  4.ไขมัน

            การทดสอบคาร์โบไฮเดรต  แบ่งเป็น 2 อย่าง คือ    

 1. ทดสอบแป้ง     2. ทดสอบน้ำตาล

                1. การทดสอบแป้ง  ใช้ สารละลายไอโอดีน (สีน้ำตาล เหลือง)   หยดลงไปในหลอดทดลองที่มีน้ำแป้ง  ผสมอยู่ 2 – 3 หยด     
ถ้าเกิด สีน้ำเงิน   หรือน้ำเงินปนม่วง  แสดงว่า  อาหารนั้นเป็น แป้ง

                2. การทดสอบน้ำตาล  (เฉพาะน้ำตาล โมเลกุลเดี่ยว) เช่น  น้ำตาล  กลูโคส, ฟรักโทส, กาแลกโทส    
                   – ใช้ สารละลาย เบเนดิกต์ (สีฟ้า) (หยดลงไป 5 หยด แล้วนำไป  ต้มในน้ำเดือด 

                   –  ถ้ามีน้ำตาลกลูโคส   จะเปลี่ยนเป็น    ตะกอนสีแดงอิฐ  (หรือ สีส้มแดง)  ของธาตุทองแดง Cu₂O
(คิวปรัส ออกไซด์ – Cuprous  oxide)
                   –  สีของตะกอน  จะบอกถึงระดับน้ำตาล   เรียงจากน้อยที่สุด ไปมากที่สุด ดังนี้

                      (น้อย) …. สีฟ้าอมเขียว  < สีเหลือง  <  สีส้ม  <  สีแดง  <   สีแดงอิฐ …. (มาก)

             –  ถ้านำ น้ำตาลทราย (ซูโครส) (โมเลกุลคู่)  มาทดสอบ  จะไม่เปลี่ยนแปลง  เว้นแต่มีการต้มนานเกินไป 

                      หรือต้มกับ  กรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือเจือจาง) ก่อน  น้ำตาลทรายบางส่วน อาจเปลี่ยนเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 
เกิดปฏิกิริยา เปลี่ยนสีเป็น ส้มแดง ได้เล็กน้อย  หรือเป็น สีเขียวอมเหลือง ก็ได้   (สาร ม.4-6  วพ. น.138)

            การทดสอบโปรตีน  มี 2  วิธี  สารที่ใช้ทดสอบ   ได้แก่  1.ไบยูเร็ต     2. กรดไนตริกเข้มข้น (HNO₃)

               ไบยูเร็ต  เป็นสารผสมกัน 2 อย่าง คือ 1. สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต (จุนสี)    2. สารละลาย โซเดียมไฮดรอกไซด์ (โซดาแผดเผา – NaOH)   เรียกการทดสอบ เช่นนี้ว่า   การทดสอบไบยูเร็ต

              – เมื่อหยดสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต 5 หยด แล้วค่อยๆ  หยดสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์    ประมาณ 10 หยด  ลงไปในอาหาร  (น้ำนม หรือ ไข่ขาว)   
                ถ้ามีโปรตีน   จะเปลี่ยนจาก  สารสีฟ้า    เป็น   สี ม่วง  

                ถ้าใช้ กรดไนตริกเข้มข้น (กรดดินประสิว) ทดสอบ   จะเปลี่ยนเป็น   สีเหลือง

             การทดสอบไขมัน  ทำได้โดย 

                1.  นำไขมัน มาถูกับกระดาษ  ปล่อยให้แห้งแล้วนำไปส่องกับแสงแดด

                   –  ถ้ามีไขมัน  กระดาษ จะเปลี่ยนจาก ทึบแสง     เป็น โปร่งแสง

              2.  ทดสอบโดย  นำไขมัน  ไป ต้มกับเบส  โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)  จะได้   สบู่                         

พลังงานที่ได้จากอาหาร

หน่วยวัดพลังงานที่ได้จากอาหาร คือ แคลอรี   ( 1  แคลอรี่  เท่า 4.2 จูล )  

พลังงาน 1  แคลอรี  หมายถึง  ปริมาณความร้อน ที่ทำให้น้ำ 1  กรัม  มีอุณหภูมิสูงขึ้น 1  องศาเซลเซียส  หรือประมาณ  4.2  จูล

         สูตร  คำนวณ หาค่าพลังงานความร้อน     =   มวลของน้ำ  x  อุณหภูมิที่เปลี่ยนไป

         เมื่อเราหายใจเอาออกซิเจนเข้าไป   จะทำปฏิกิริยาเผาผลาญอาหาร(สันดาป)   ทำให้ได้พลังงานออกมา  ดังสมการ

สารอาหาร  +  ออกซิเจน   …จะได้……….  พลังงาน  +  น้ำ  + คาร์บอนไดออกไซด์

พลังงานที่ร่างกายต้องการ

คนเราต้องการพลังงานไม่เท่ากัน  ขึ้นอยู่กับ  เพศ   วัย  สภาพร่างกาย  และกิจกรรมที่ทำ 
               –  เด็กชายอายุ  16 –19 ปี ต้องการพลังงานจากอาหารมากที่สุด ประมาณ 3,300 กิโลแคลอรีต่อวัน
              – ผู้ชายอายุ 60-69 ปี ต้องการพลังงาน 2,000 กิโลแคลอรี่ 
              –  เราต้องกินอาหารให้ครบหมู่  และได้ปริมาณที่พอเพียง   แต่ถ้ากินอาหารมากเกินไป  อาจทำให้เกิดโรคอ้วน  ความดันสูง  
โรคหัวใจ   เบาหวาน  ไขมันอุดตันในเส้นเลือด  เป็นต้น

การคายน้ำ ( transpiration ) เป็นการแพร่ของน้ำออกไปทางปากใบ ซึ่งจะเกิดมากในตอนกลางวันที่อุณหภูมิ อากาศมีความชื้นน้อย การคายน้ำจะส่งผลให้เกิดแรงดึงน้ำจากส่วนล่างของลำต้นขึ้นไปสู่ส่วนที่อยู่สูงกว่า ช่วยลดอุณหภูมิที่ใบ พืชถ้าคายน้ำมากเกินไปจะทำให้ใบเหี่ยว ทำให้พืชเจริญช้าลง

การคายน้ำของพืชที่บริเวณผิวใบของพืช จะมีลักษณะเป็นรูเล็ก ๆจำนวนมากแทรกอยู่ระหว่างเซลล์คุม 2 เซลล์ เซลล์นี้เรียกว่า เซลล์ปากใบ (Stomata) เซลล์คุม

        น้ำที่ผ่านออกทางปากใบของพืชจะมีลักษณะเป็นไอน้ำ เรียกว่า กระบวนการคายน้ำของพืช(Transpiration) ซึ่งจะมีประโยชน์ช่วยในการลำเลียงน้ำ โดยทำให้เกิดแรงดึงน้ำจากส่วนล่างขึ้นสู่บนเป็นสายน้ำไหลติดต่อกันโดยตลอด การคายน้ำของพืชมีความชุ่มชื้น และช่วยลดอุณหภูมิภายในลำต้นและใบด้วย

ลักษณะการลำเลียงน้ำของต้นพืช

• ปากใบเปิดเวลากลางวัน
• น้ำระเหยออกไปทางปากใบ
• น้ำในเซลล์ใบน้อยลง
• ความเข้มข้นของสารละลายในเซลล์ใบมาก
• น้ำแพร่เข้าสู่เซลล์ของใบ
• น้ำแพร่เข้าสู่รากและถูกส่งต่อผ่านลำต้นไปยังใบตลอดเวลา

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการคายน้ำของพืช

1. ชนิดของพืช พืชที่มีปากใบมากก็จะคายน้ำน้ำมาก แต่ถ้าพืชบางชนิดมีปากใบน้อย ก็จะมีการคายน้ำน้อย
2. อุณหภูมิของอากาศ ถ้าอุณหภูมิสูงพืชจะมีการคายน้ำได้ดีกว่าช่วงเวลาที่มีอุณหภูมิต่ำ
3. ความชื้นของอากาศ ในช่วงที่อากาศมีความชื้นมากพืชจะมีการคายน้ำได้น้อย
4. แสงสว่าง ถ้ามีมากเกินไปปากใบพืชจะเปิด ทำให้มีการคายน้ำมาก
5. ลม เนื่องจากลมจะพัดไอน้ำบริเวณผิวใบไป ทำให้เพิ่มความแตกต่างของพลังงาน ที่ทำงานได้ของไอน้ำ

อัตราการคายน้ำจึงสูงขึ้นเพื่อปรับให้เกิดความสมดุลมากขึ้นระหว่างภายในใบและผิวใบ แต่อย่างไรก็ตาม ถ้าลมแรงมากอัตราการคายน้ำจะลดลงเพราะปากใบพืชจะปิด เนื่องจากปัจจัยทางกลของพืชกระตุ้นให้ปากใบปิด

ประโยชน์ของการคายน้ำ

1. ช่วยให้เกิดการลำเลียงน้ำและธาตุอาหาร
2. ช่วยลดอุณหภูมิภายในลำต้น
3. ช่วยเพิ่มความชุ่มชื้นภายในผิวใบ

การถ่ายทอดยีนและโครโมโซม

ในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจะมีหน่วยควบคุมลักษณะ ( genetic unit) ควบคุม สิ่งมีชีวิต ให้มีรูปร่าง และลักษณะเป็นไปตามเผ่าพันธุ์ของพ่อแม่ เรียกว่า ยีน ดังนั้นยีนจึงทำหน้าที่ ควบคุมการถ่ายทอดลักษณะต่างๆ จากบรรพบุรุษไปสู่รุ่นหลาน ลักษณะต่างๆ ที่ถ่ายทอดไปนั้นพบว่าบางลักษณะไม่ปรากฎในรุ่นลูกแต่อาจจะปรากฎใน รุ่นหลานหรือเหลนก็ได้จึงมีผลทำให้เกิดความแตกต่างกันของลักษณะทางพันธุกรรม จนมีผลทำให้สิ่งมีชีวิตเกิดความ หลากหลาย แต่การสะสมลักษณะทางพันธุกรรมจำนวนมากทำให้เกิดสปีชีส์ต่างๆ และสามารถดำรงเผ่าพันธุ์ไว้ได้จนถึงปัจจุบัน  สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่แต่ละชนิดประกอบขึ้นด้วยเพศที่แตกต่างกัน คือ เพศผู้และเพศเมีย ลูกที่เกิดขึ้น จะพัฒนามาจากเซลล์เพศผู้ คือ สเปิร์ม(Sperm) และเซลล์เพศเมีย คือ เซลล์ไข่ (Egg) มารวมตัวกัน เป็นไซโกต Zygote โดยกระบวนการสืบพันธุ์ ดังนั้น ยีนจากพ่อและแม่น่าจะมี การถ่ายสู่ลูกด้วยกระบวนการดังกล่าว ต่อมาเมื่อมีการค้นพบสีย้อมนิวเคลียส ในปี พ.ศ. 2423 จึงพบว่าในนิวเคลียสมีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นเส้น เรียกว่า โครโมโซม สีย้อมดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตาม การเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมขณะที่มีการแบ่งเซลล์ และทำให้รู้จัก การแบ่งเซลล์ใน 2 ลักษณะ คือ

การแบ่งเซลล์แบบ ไมโทซิส (Mitosis) ซึ่งพบว่ากระบวนการนี้เซลล์ลูกที่เกิดขึ้นจะมีโครโมโซมเหมือนกันทั้งหมด

 การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) ที่มีผลทำให้เซลล์ลูกที่เกิดขึ้นจะมีจำนวนโครโมโซมเป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์ เริ่มต้น (haploid cell)

มมติฐานของวอลเตอร์ เอส ซัตตัน (Walter S. Sutton )

ใน ระหว่างปี ค.ศ. 1902-1903 หลังจากที่ผลงานของเมนเดล ได้รับความสนใจจากนักชีววิทยาไม่มากนัก วอลเตอร์ เอส ซัตตัน (Walter S. Sutton ) นักชีววิทยาชาวอเมริกันทำการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับพฤติกรรมของโครโมโซม วอลเตอร์ ซัตตัน(Walter Sutton) เสนอ ทฤษฎีโครโมโซม ในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม (chromosome theory of inheritance) โดยเสนอว่า สิ่งที่เรียกว่าแฟกเตอร์จากข้อเสนอของเมนเดลซึ่งต่อมาเรียกว่า ยีน นั้นน่าจะอยู่บนโครโมโซม เพราะมีเหตุการณ์หลายอย่างที่ยีนและโครโซม มีความสอดคล้องกันกัน ดังนี้

1. ยีนมี 2 ชุด และโครโมโซมก็มี 2 ชุด
2. ยีนและโครโมโซมสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกหลาน
3. ขณะที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส โครโมโซมมีการเข้าคู่กัน และต่างแยกจากกันไปยังเซลล์ลูกทีเกิดขึ้นคนละเซลล์ ซึ่งลักษณะเดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นได้กับยีนโดยมีการแยกตัวของแอลลีลทั้งสองไปยังเซลล์สืบพันธุ์
4. การแยกตัวของโครโมโซมที่เป็นคู่กันไปยังขั้วเซลล์ ขณะที่มีการแบ่งเซลล์ แต่ละคู่นั้นดำเนินไปอย่างอิสระเช่นเดียวกันกับการแยกตัวของแอลลี ลไปยังเซลล์สืบพันธุ์
5. ขณะเกิดการสืบพันธุ์ การรวมตัวกันของเซลล์ไข่และสเปิร์มเกิดเป็นไซโกตเป็นไปอย่างสุ่ม ทำให้การรวมตัวกันระหว่างชุดโครโมโซมจากเซลล์ไข่และสเปิร์มเป็นไปอย่าง สุ่มด้วย ซึ่งเหมือนกับการที่ชุดของแอลลีลในเซลล์สืบพันธุ์ของแม่เมื่อมการสืบพันธุ์ ก็เป็นไป อย่างสุ่มเช่นกัน
6. ทุกเซลล์ที่พัฒนามาจากไซโกตจะมีโครโมโซมครึ่งหนึ่ง จากแม่และอีกครึ่งหนึ่งจากพ่อ ส่วนยีนครึ่งหนึ่ง ก็มาจากแม่และอีกครึ่งหนึ่งก็มาจากพ่อเช่นกันทำให้ลูกที่เกิดมาจึงมีลักษณะ แปรผันไปจากพ่อและแม่

 การค้นพบสารพันธุกรรม

สาร พันธุกรรมคือ สารชีวโมเลกุล (Biomolecules) ที่ทำหน้าที่เก็บข้อมูลรหัสสำหรับการทำงานของของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ เอาไว้ และเมื่อสิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธุ์ เช่น เซลล์มีการแบ่งเซลล์ ก็จะมีการแบ่งสารพันธุกรรมนี้ไปยังเซลล์ที่แบ่งไปแล้วด้วย โดยยังคงมีข้อมูลครบถ้วนสาร ชีวโมเลกุลที่ทำหน้าที่เป็นสารพันธุกรรมในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชั้นสูง ซึ่งพบได้จาก นิวเคลียสของเซลล์ เรียกรวมว่า กรดนิวคลีอิค (Nucleic acids) โดยคุณสมบัติทางเคมีแบ่ง กรดนิวคลีอิคลงได้เป็นสองชนิดย่อย คือ

อาร์เอ็นเอ(RNA – Ribonucleic acid) และดีเอ็นเอ(DNA – Deoxyribonucleic acid) สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีสารพันธุกรรมเป็น ดีเอ็นเอ, ยกเว้น ไวรัสบางชนิดเป็น อาร์เอ็นเอ (ไวรัสส่วนมาก มีสารพันธุกรรมเป็น ดีเอ็นเอ)มีนักวิทยาศาสตร์หลายท่านได้ศึกษาเรื่องสารพันธุกรรมไว้ดังนี้ปี พ.ศ. 2412 เอฟ มิเชอร์ (F. Miescher) นักชีวเคมีชาวสวีเดนได้ศึกษา
ส่วนประกอบในนิวเคลียสของเซลล์เม็ด เลือดขาวที่ติดมากับผ้าพันแผล โดยนำมาย่อยเอาโปรตีนออกด้วยเอนไซม์เพปซิน พบว่าเอนไซม์นี้ไม่สามารถย่อยสลายสารชนิดหนึ่งที่อยู่ภายในนิวเ คลียสได้ เมื่อนำสารนี้มาวิเคราะห์ทางเคมีก็พบว่า มีธาตุไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบ
จึงเรียกสารที่สกัดได้จากนิวเคลียสว่า นิวคลีอิน (nuclein) ต่อมาอีก 20 ปี ได้มีการปลี่ยนชื่อใหม่ว่า กรดนิวคลีอิก เนื่องจากมีผู้ค้นพบว่าสารนี้มีสมบัติเป็นกรด
เมื่อมีการพัฒนาสีฟุคซิน (fuchsin) ในปี พ.ศ. 2457 โดย อาร์ ฟอยล์แกน (R. Feulgen) นักเคมีชาวเยอรมัน ซึ่งสีย้อมนี้ย้อมติด DNA ให้สีแดง และเมื่อนำไปย้อมเซลล์ พบว่า ติดที่นิวเคลียสและรวมตัวหนาแน่นที่โครโมโซม จึงสรุปว่า DNA อยู่ที่โครโมโซม
จะเป็นไปได้หรือไม่ว่า DNA เป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ถ้า DNA เป็นสารพันธุกรรม DNA จะต้องควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมได้ ดังนั้น โครโมโซม นอกจากจะมีโปรตีนแล้วยังมี DNA อีกด้วยปี พ.ศ.2471 เอฟ กริฟฟิท ( F. Griffth ) แพทย์ชาวอังกฤษพบปรากฏการณ์ กระบวนการแปลงพันธุ์ (Transformation) ได้ทำการพิสูจน์สารพันธุกรรม เพื่อสนับสนุนว่า DNAเป็นสารพันธุกรรม โดยทำการทดลองเกี่ยวกับเชื้อ ทำการทดลองโดยฉีดแบคทีเรีย (Streptococcus pneumoniae) ที่ทำให้เกิด โรคปอดบวมเข้าไปในหนู แบคทีเรียที่ฉีดเข้าไปนี้มี 2 สายพันธุ์ คือ สายพันธุ์ที่มีผิวหยาบ เพราะไม่มีสารห่อหุ้มเซลล์หรือ แคปซูล(capsule) ไม่ทำให้เกิดโรคปอดบวม เรียกว่าสายพันธุ์ R (rough) ส่วนสายพันธุ์ที่มีผิวเรียบ มีสารห่อหุ้มเซลล์ทำให้เกิดโรคปอดบวมรุนแรงถึงตาย เรียกว่าสายพันธุ์ S (smooth) ตามการทดลองดังภาพ

โครโมโซม

หน่วยพันธุกรรม (Gene)หน่วยพันธุกรรม หรือ ยีน คือ ส่วนหนึ่งของโครโมโซม (Chromosome segment) ที่ถอดรหัส (encode) ได้เป็นสายโพลีเปปไตด์หนึ่ง สายที่ทำงานได้ (single functional polypeptide) หรือได้เป็นอาร์เอ็นเอ ยีน ประกอบด้วย ส่วนที่สามารถถอดรหัสเป็นอาร์เอ็นเอได้ เรียกว่า exon และ บริเวณที่ไม่สามารถถอดรหัสได้ เรียกว่า intron

ภาพแสดงยีนของโครโมโซมของสิ่งมีชีวิตพวกยูคารีโอต จากภาพจะเห็นความสัมพันธุ์ระหว่างยีนและโครโมโซม ภาพนี้แสดงยีนเพียงแค่สี่สิบคู่เบสซึ่งยีนตามความเป็นจริงจะมีขนาดใหญ่กว่า หลายเท่ายีนสามารถเป็นได้ทั้ง ดีเอ็นเอ หรือว่า อาร์เอ็นเอ ก็ได้ แต่ในสิ่งมีชีวิตชั้นสูงนั้นจะเป็นดีเอ็นเอหมดเพราะเสถียรมากเหมาะแก่การ เก็บข้อมูล ขณะที่อาร์เอ็นเอ จะพบในพวกไวรัส ยีนทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหรือเซลล์จะรวมเรียกว่า จีโนม และโครงสร้างของจีโนมในพวกโพรคารีโอตและยูคารีโอตจะแตกต่างกัน ถ้ายีนเกิดผิดไปจากปกติเรียกว่า การกลายพันธุ์ ซึ่งเกิดเองตามธรรมชาติหรือถูกกระตุ้นให้เกิดก็ได้ โดยส่วนมากแล้วเมื่อยีนเกิดผิดปกติไปจะส่งผลเสียต่อสิ่งมีชิวิตนั้นมากกว่า ผลดี เช่น ในคน สามารถทำให้ป่วย เจ็บไข้ หรือถึงแก่ชีวิตได้ โรคที่เกิดจากสาเหตุนี้เรียกว่า โรคทางพันธุกรรม ซึ่งจะถ่ายทอดไปยังรุ่นต่อไปหรือไม่ก็ได้การค้นหาหน้าที่ของยีนและกลไกการทำงานของยีน สามารถตรวจสอบได้จากผลิตผลหรือลักษณะต่างๆ ที่เป็นการแสดงออกของยีนนั้นในสิ่งมีชีวิตที่ทำการศึกษา โดยเปรียบเทียบระหว่างยีนปกติกับยีนที่ทำงานผิดไปจากเดิม หรือยีนกลาย (mutated gene) จากการสกัดแยกยีนที่สนใจออกมาจากสิ่งมีชีวิต ทำการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ และนำมาส่งถ่ายกลับเข้าไปในเซลล์ปกติ แล้วตรวจดูผลที่เกิดขึ้น ทำให้ทราบว่ายีนนั้นทำงานหรือควบคุมการแสดงออกของลักษณะทางพันธุกรรมอะไร นอกจากนี้ ยังสามารถทำการดัดแปลงยีนให้สร้างผลิตผล ตามต้องการได้โดยอาศัยเทคโนโลยีการตัดต่อยีน ด้วยวิธีการดัดแปลงหรือปรับปรุงชิ้นส่วนดีเอ็นเอ หรือยีนให้เป็นไปตามที่ต้องการ แล้วทำการส่งถ่ายยีนเข้าสู่สิ่งมีชีวิต
เป้าหมายเพื่อสร้างสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม หรือ GMOs (Genetically Modified Organisms) ต่อไปการนำวิธีการด้านเทคโนโลยีชีวภาพต่างๆ มาใช้ เพื่อศึกษาทางด้านยีนและด้านพันธุกรรม ได้แก่

1. การสกัดแยกดีเอ็นเอออกจากเซลล์
2. การตัด ต่อ รวมทั้งการดัดแปลง ชิ้นส่วนดีเอ็นเอ
3. การเพิ่มปริมาณยีนหรือการโคลน ยีน (gene cloning)
4. การเพิ่มชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่มีความ จำเพาะจากการทำปฏิกิริยาภายในหลอดทดลอง ในเครื่องควบคุมอุณหภูมิ
5. การศึกษาชิ้นส่วนดีเอ็นเอด้วยวิธีแยกขนาดและปริมาณ ผ่านตัวกลางที่เป็นแผ่นวุ้นโดยใช้กระแสไฟฟ้า
6. การตรวจและพิสูจน์ดีเอ็นเอที่มีการเรียงลำดับเบสที่จำเพาะบนแผ่นเม็มเบรน (เยื่อ) พิเศษ (southern bloting)
7. การหาลำดับเบสบนสายดีเอ็นเอ (DNA sequencing)
8. การศึกษาความแตกต่างระดับยีน โดยการใช้เครื่องหมายดีเอ็นเอ
9. การเพาะเลี้ยงเซลล์และการเพาะ-เลี้ยงเนื้อเยื่อ
10. การส่งถ่ายยีนเพื่อการเปลี่ยนแปลง ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่ต้องการ

ส่วนประกอบของโครโมโซม 

ถ้าหากจะประมาณสัดส่วนระหว่าง DNA และโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของโครโมโซมของยูคาริโอต จะพบว่าประกอบด้วย DNA 1 ใน 3 และอีก 2 ใน 3 เป็นโปรตีน โดยส่วนที่เป็นโปรตีนจะเป็น ฮิสโตน(histone) และนอนฮิสโตน(non-histone) อย่างละประมาณเท่าๆกันในปี พ.ศ. 2427 นักวิทยาศาสตร์พบว่าฮิสโตนเป็นโปรตีนที่มีองค์ประกอบ ส่วนใหญ่เป็นกรดอะมิโนที่มีประจุบวก(basic amino acid) เช่น ไลซีน และอาร์จินีนทำให้มีสมบัติในการเกาะจับกับสาย DNA ซึ่งมีประจุลบได้เป็นอย่างดี และทำให้เกิดการสร้าง สมดุลของประจุ(neutralize)ของโครมาทินด้วยสาย DNA พันรอบกลุ่มโปรตีนฮิสโตนคล้ายเม็ดลูกปัด เรียกโครงสร้างนี้ว่า นิวคลีโอโซม (nucleosome) โดยจะมีฮิสโตนบางชนิดเชื่อมต่อระหว่างเม็ดลูกปัดแต่ละเม็ด ดังภาพ

ส่วนประกอบของโครโมโซม

ส่วนของโปรตีนนอนฮิสโตนนั้นมีมากมายหลายชนิด อาจเป็นร้อยหรือพันชนิด ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งมีชีวิตโดยโปรตีนเหล่านี้จะมีหน้าที่แตกต่างกันไป บางชนิดมีหน้าที่ช่วยในการขดตัวของ DNA หรือบางชนิดก็เกี่ยวข้องกับกระบวนการจำลองตัวเองของDNA (DNA replication) หรือการแสดงออกของจีนเป็นต้นสำหรับในโพรคาริโอต เช่น แบคทีเรีย E. coli มีจำนวนโครโมโซมชุดเดียวเป็นรูปวงแหวนอยู่ในไซโตพลาสซึม ประกอบด้วย DNA 1 โมเลกุล และไม่มีฮิสโตนเป็นองค์ประกอบโครโมโซมของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่ปกติจะมีจำนวนคงที่เสมอ   และจะมีจำนวนเป็นเลขคู่   เช่น  โครโมโซมของคนมี  46    แท่ง หรือ  23  คู่  โครโมโซมเพศหญิง    จะมีลักษณะและขนาดเหมือนกันทั้งคู่    ใช้สัญลักษณ์  xx   ส่วน โครโมโซมเพศชายจะมี   รูปร่างลักษณะ  และขนาดต่างกัน ใช้สัญลักษณ์ xy

โครโมโซม

วิทเทเคอร์ (R.H. WHITAKER) จำแนกสิ่งมีชีวิตออกเป็น 5 อาณาจักร คือ อาณาจักรโมเนอรา อาณาจักรโปรติสตา อาณาจักรพืช อาณาฟังไจ และ อาณาจักรสัตว์ 

1.อาณาจักรมอเนอรา (Kingdom Monera)

ลักษณะสำคัญของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรมอเนอรา

      – เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีโครงสร้างเซลล์แบบโพรคาริโอต (prokaryotic cell) ในขณะที่สิ่งมีชีวิตอื่นๆทุกอาณาจักรมีโครงสร้างเซลล์แบบยูคารีโอต (eukaryotic cell)

     – ไม่มีออร์แกเนลล์ชนิดมีเยื่อหุ้มเช่น ร่างแหเอนโดพลาสซึม กอลจิคอมเพลกซ์ ไลโซโซม คลอโรพลาสต์ มีเฉพาะออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้มคือไรโบโซม สิ่งมีชีวิตใรอาณาจักรนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อระบบนิเวศ กล่าวคือ กลุ่มแบคทีเรียทำหน้าที่เป็นผู้ย่อยอินทรียสารก่อให้เกิดการหมุนเวียนสารอนินทรีย์และอินทรีย์สารต่างๆ สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินทำหน้าที่เป็นผู้ผลิตในระบบนิเวศและสิ่งมีชีวิต 2 กลุ่มนี้ยังมีความสำคัญในแง่เทคโนโลยีชีวภาพซึ่งได้มีการศึกษาวิจัยเพิ่มมากขึ่น เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในด้านการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร อุตสาหกรรม การแพทย์ และการศึกษาพันธุศาสตร์ซึ่งช่วยพัฒนาคุณภาพชีวิตของประชากรให้ดียิ่งขึ้น

สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรนี้แบ่งเป็น 2 ไฟลัม คือ
1. ไฟลัมชิโซไมโคไฟตา (PHYLUM SCHIZOMYCOPHYTA) แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เซลล์ของแบคทีเรียมีผนังเซลล์ซึ่งเป็นพวกคาร์โบไฮเดรตและกรดอะมิโน บางชนิดมีแคปซูลเป็นสารเมือกหุ้มอยู่ เพื่อป้องกันอันตรายแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม คือรูปร่างกลม (COCCUS) รูปร่างเป็นท่อน (BACILLUS) และพวกที่มีรูปร่างเป็นเกลียว (SPIRILLUM)

ตัวอย่างแบคทีเรียงรูปร่างต่างๆ

2.ไฟลัมไซยาโนไฟตา (PHYLUM CYANOPHYTA) สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน (BLUE GREEN ALGAE) เช่น Oscillatoria Sp.,Spirulina Sp.,Anabaena Sp. เป็นต้น

สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

2.อาณาจักรโปรติสตา (PROTISTA KINGDOM)

       โปรติสต์ เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน ประกอบด้วยเซลล์ชนิดยูคาริโอติกเซลล์โดยอาจประกอบด้วยเซลล์เดียว หรือ หลายเซลล์ที่มิได้รวมกันเป็นเนื้อเยื่อ สามารถทำหน้าที่ของสิ่งมีชีวิตได้ครบถ้วนในเซลล์เดียว

    1. ไฟลัมโปรโตซัว (PHYLUMPROTOZOA) อะมีบา พารามีเซียม ยูกลีนา 

      2.ไฟลัมคลอโรไฟตา (PHYLUM CHLOROPHYTA) สาหร่ายสีเขียวเช่น สไปโรไจนา (Spirogyra sp.) และ คลอเรลลา(Chlorella sp.)

ซึ่งเป็นอาหารที่มีโปรตีนสูง เป็นโปรติสต์กลุ่มใหญ่ที่สุด

สาหร่ายสไปโรไจนา

3.ไฟลัมคริโซไฟตา (PHYLUM CHRYSOPHYTA) สาหร่ายสีน้ำตาล แกมเหลือง ได้แก่ ไดอะตอม

ตัวอย่างของไดอะตอม

4.ไฟลัมฟีโอไฟตา (PHYLUM PHAEOPHYTA) สาหร่ายสีน้ำตาล เช่น เคลป์(KELP) มีขนาดใหญ่ สาหร่ายที่สำคัญ ได้แก่
Laminaria sp. และ สาหร่ายทุ่น (Sargassum sp.)

สาหร่ายทุ่น

5.ไฟลัมโรโดไฟตา (PHYLUM RHODOPHYTA) สาหร่ายสีแดง เช่น จีฉ่าย (Prophyra sp.) และ Gracilaria sp.

สาหร่ายจีฉ่ายที่ใส่ในแกงจืด

6. ไฟลัมมิกไซไมโคไฟตา (PHYLUM MYXOMYCOPHYTA) ราเมือก(SLIME MOLDเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะร่วมกันระหว่างพืชและสัตว์ ส่วนใหญ่จะดำรงชีพเป็นผู้ย่อยสลาย

               สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะร่วมกันระหว่างพืชและสัตว์

ข้อสังเกต

       การจำแนกสาหร่ายออกเป็นดิวิชั่นต่างๆ จะใช้ชนิดของรงควัตถุที่ใช้ในการสังเคราะห์แสดงเป็นหลักเกณฑ์ที่สำคัญ

3.อาณาจักรพืช (PLANT KINGDOM)

     พืชประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ ผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลสมีคลอโรฟิลล์อยู่ในคลอโรพลาสต์สามารถสร้างอาหาร ได้เองโดยใช้พลังงานแสงสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรพืชแบ่งออกเป็นดิวิชั่นต่างๆ ดังนี้

1. DIVISION BRYOPHYTA พืชที่ไม่มีระบบท่อลำเลียง ได้แก่ มอส และ ลิเวอร์เวิร์ต

ภาพมอส

2. DIVISION PSILOPHYTA หวายทะเล (PSILOTUM)

หวายทะเล

          3. DIVISION LYCOPHYTA ช้องนางคลี่ และ ตีนตุ๊กแก

ภาพช้องนางคลี่

4. DIVISION SPHENOPHTYA หญ้าถอดปล้อง หรือ หญ้าหางม้า

หญ้าถอดปล้อง

5. DIVISION PTEROPHYTA เฟิร์น เช่น แหนแดง จอกหูหนู ชายผ้าสีดา ย่านลิเภา เฟิร์นใบมะขาม

ชายผ้าสีดา

ข้อควรจำ

       ลักษณะที่เด่นชัดที่สุดของเฟิร์น คือ ใบอ่อนจะม้วนเป็นวงคล้ายลานนาฬิกา (CIRCINATE VERNATION)

6. DIVISION CONIFEROPHYTA สน เช่น สนสองใบ สนสามใบ

สนสองใบ

7. DIVISION CYCADOPHYTA เช่น ปรง

ต้นปรง

8. DIVISION GINKGOPHYTA เช่นแปะก๊วย (Ginkgo biloba)

ใบแปะก๊วย

ข้อควรจำ

       พืชพวกสน ปรง และ แป๊ะก๊วยมีเมล็ดที่ไม่มีรังไข่ห่อหุ้ม เรียกว่า STROBILUS หรือ CONE เรียกรวมกันว่า พวกจิมโนสเปิร์ม (GYMNOSPERM)

9. DIVISION ANTHOPHYTA พืชมีดอก (ANGIOSPERM) มีมากกว่า พืชอื่นๆ รวมกันทั้งหมด เป็นพวกที่มีดอกเป็นอวัยวะสืบพันธุ์ เมล็ดมีรังไข่ห่อหุ้ม และมีการปฏิสนธิซ้อน แบ่งได้ดังนี้

– SUBDIVISION MONOCOTYLEDONAE พืชใบเลี้ยงใบเดี่ยวเส้นของใบเรียงขนานกัน จำนวนกลีบดอกเป็น3 หรือ ทวีคูณของ 3 การจัดเรียงท่อน้ำอาหารในลำต้น กระจัดกระจาย ไม่เป็นระเบียบ เช่น มะพร้าว อ้อย

– SUBDIVISION DICOTYLDONAE พืชใบเลี้ยงคู่มีใบเลี้ยงสองใบเส้นของใบสานกันเป็นร่างแห จำนวนกลีบดอกเป็น 4 หรือ 5 หรือจำนวนที่เป็นทวีคูณของ 4 หรือ 5 การจัดเรียงท่อน้ำท่ออาหารเป็นระเบียบโดยมีท่ออาหารอยู่ภายนอก ท่อน้ำอยู่ภายใน เช่น ถั่ว กุหลาบ

ข้อควรจำ

4.อาณาจักรฟังใจ (KINGDOM FUNGI)

       เห็ด ราและยีสต์มีลักษณะทั่วไปคล้ายกับพืชและโปรติสต์ ต่างกันตรงที่ไม่มีรงควัตถุเพื่อใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง ส่วนใหญ่จึงดำรงชีพ โดยเป็นผู้ย่อยสลายอินทรีย์สาร ประกอบด้วยกลุ่มของเซลล์ ซึ่งมีลักษณะเป็นเส้นใยเรียกว่า (HYPHA) ซึ่งเจริญมาจากสปอร์ กลุ่มของไฮฟา เรียกว่าไมซีเลียม(MYCELIUM) โดยมีไรซอยด์ช่วยยึด ไฮฟาติดกับแหล่งที่อยู่

ราแยกเป็นกลุ่มต่างๆดังนี้

1.  DIVISION ZYGOMYCOTA ราดำ(Rhizopus sp.)ที่ขึ้นบนขนมปัง

              ภาพราดำที่ขึ้นขนมปัง

2. DIVISION ASCOMYCOTA ยีสต์ (Saccharocyces sp.) และราสีแดง(Monascus sp.)

ภาพ  ยีสต์

3. DIVISION BASIDIOMYCOTA เห็ดชนิดต่างๆ ตัวอย่างเช่น เห็ดฟาง เห็ดหอม และราสนิม

ภาพ  เห็ดฟาง

4.DIVISION DEUTEROMYCOTA ราสีเขียว (Penicillium sp.) ที่ใช้ในการผลิตยาเพนิซิลิน เราใช้ในการผลิตกรดซิตริก (Aspergillus niger) เป็นต้น

ข้อสังเกต

นักชีววิทยาแยกเห็ดรา ออกมาจากอาณาจักรโปรติสตาเนื่องจากมีข้อแตกต่างกันหลายประการ เช่น รูปแบบของการหาอาหารของสิ่งมีชีวิต

5.อาณาจักรสัตว์ (KINGDOM ANIMALIA)

       สัตว์ เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ไม่มีคลอโรฟิลล์จึงไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง และมีระยะตัวอ่อน (EMBRYO) สิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์แบ่งออกเป็นไฟลัมต่างๆดังนี้

1. ไฟลัมพอริเฟอรา(PHYLUM PORIFERA)สัตว์ที่ลำตัวเป็นรูพรุน ได้แก่ ฟองน้ำ

2. ไฟลัมไนดาเรีย (Phylum Cnidaria) สัตว์ที่มีลำตัวกลวง ระบบประสาทเป็นแบบร่างแหประสาท(NERVE NET) ได้แก่ แมงกะพรุน ดอกไม้ทะเล ปะการัง กัลปังหา และไฮดรา

ดอกไม้ทะเล

3. ไฟลัมแพลทิเฮลมินทิส(PHYLUM PLATYHELMINTHES)  หนอนตัวแบนเป็นสัตว์กลุ่มแรกที่มีเนื้อเยื่อ 3 ชั้น ได้แก่ พยาธิใบไม้ พยาธิตัวตืด และพลานาเรีย

 พยาธิใบไม้

      4. ไฟลัมนีมาโทดา(PHYLUM NEMATODA) หนอนตัวกลม ไม่มีปล้อง เคลื่อนที่ด้วยการเอี้ยวตัวสลับกันไปมา ได้แก่ พยาธิตัวกลมต่างๆ เช่น พยาธิไส้เดือน ไส้เดือนฝอย และหนอนในน้ำส้มสายชู

ไส้เดือนฝอย

5. ไฟลัมแอนนิลิดา (PHYLUM ANNILIDA)  หนอนปล้องเป็นพวกแรกที่มีระบบเลือดแบบปิด ขับถ่ายโดยเนฟริเดียม (NEPRIDIUM) ได้แก่ ไส้เดือนดิน แม่เพรียง ทากดูดเลือด และปลิงน้ำจืด

ปลิงน้ำจืด

6. ไฟลัมอาร์โทรโปดา (PHYLUM ARTHROPODA) สัตว์ที่มีขาและรยางค์อื่นๆ ต่อกันเป็นข้อๆ เป็นสัตว์กลุ่มใหญ่ที่สุดในอาณาจักรสัตว์ ได้แก่ กุ้ง กั้ง ปู แมลง ตะขาบ กิ้งกือ เป็นต้น

7. ไฟลัมมอลลัสกา(PHYLUM MOLLUSCA)  สัตว์ที่มีลำตัวอ่อนนุ่ม ได้แก่ หมึกและหอยชนิดต่างๆ

8. ไฟลัมเอไคโนเดอร์มาตา (PHYLUM ECHINODERMATA)  สัตว์ที่ผิวหนังมีหนามขุรขระ ได้แก่ ดาวทะเล เม่นทะเล เหรียญทะเล ปลิงทะเล ดาวเปราะ

ภาพดาวเปราะ

9. ไฟลัมคอร์ดาตา (PHYLUM CHORDATA)   สัตว์ที่มีแกนกลางของร่างกายสัตว์ในไฟลัมนี้มีลักษณะร่วมกัน 3 ประการคือ

      1. มีแท่งโนโตคอร์ด(NOTOCHORD) อย่างน้อยชั่วระยะหนึ่งชองชีวิต

      2. มีไขสันหลังเป็นหลอดยาวอยู่ทางด้านหลัง

      3. มีอวัยวะสำหรับแลกเปลี่ยนก๊าซที่บริเวณคอหอย(หรืออาจเปลี่ยนแปลงไปเป็นอวัยวะอื่นเช่น ปอด)

สัตว์กลุ่มนี้แบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่คือ

1.  PROTOCHORDATE เป็นสัตว์ทะเลทั้งสิ้น ไม่มีกระดูกสันหลัง แต่มีโนโตคอร์ดเป็นแกนกลางของร่างกาย ได้แก่เพรียงหัวหอม และ AMPHIOXUS

        2. VERTEBRATE ได้แก่สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังทั้งหมด ได้แก่

–  CLASS OSTEICTHYES ได้แก่ ปลากระดูกแข็ง เช่น ปลาหมอ ปลาทู ม้าน้ำ

–  CLASS CHONDRICTHYES ได้แก่ ปลากระดูกอ่อน เช่น ปลาฉลาม ปลากระเบน

–  CLASS AMPHIBIA ได้แก่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ เช่นกบ ซาลามานเดอร์ งูดิน

–  CLASS REPTLIA ได้แก่ สัตว์เลื้อยคลาน เช่น งู จระเข้ กิ้งก่า เต่า

–  CLASS AVES ได้แก่ สัตว์ปีกต่างๆ เช่น นก เป็ด ไก่

–  CLASS MAMMALIA ได้แก่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น วาฬ โลมา ช้าง ม้า วัว ลิง

ข้อควรระวัง
ชื่อของสัตว์ที่มักสับสน

ความหมายของความหลากหลายทางชีวภาพ       ความหลากหลายทางชีวภาพ มาจากภาษาอังกฤษคือ คำว่า Biodiversity โดยรากศัพท์แล้วหมายความถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังพบกลุ่มคำในความหมายดังกล่าว  เช่น Biological diversity หรือ Diversity เป็นต้นความหลากหลายทางชีวภาพ  หมายถึง การมีชนิดพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดมาอยู่ร่วมกัน ณ สถานที่หนึ่งหรือระบบนิเวศใดระบบนิเวศหนึ่งทั้งนี้เราสามารถจัดแบ่งความหลากหลายทางชีวภาพได้เป็น 3 ลักษณะ คือ 1. ความหลากหลายของชนิดพันธุ์ ( species diversity )ของสิ่งมีชีวิต 2.ความหลากหลายของพันธุกรรม ( genetic diversity ) 3.ความหลากหลายของระบบนิเวศ ( ecolosystem diversity )       ความหลากหลายทั้ง 3 ลักษณะ มีความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนในสภาพแวดล้อมและจำเป็นอย่างยิ่งต่อการดำรงชีวิตอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกความหลากหลายของชนิดพันธุ์(ของสิ่งมีชีวิต) ความหลากหลายของชนิดพันธุ์(ของสิ่งมีชีวิต)       สิ่งมีชีวิตบนโลกมีอยู่มากมาย มีลักษณะที่แตกต่างกันไป ทั้งนี้คาดว่าชนิดของสิ่งมีชีวิตมีมากถึง 5-30 ล้านชนิด ทั้งพืชและสัตว์และจุลชีพแตกต่างกันออกไปทั้งรูปร่างลักษณะ การดำรงชีพกระจัดกระจาย กันออกไปในแต่ละเขตภูมิศาสตร์ของโลก อาจแบ่งได้เป็นเชื้อไวรัส 1,000 ชนิด แบคทีเรีย 4,760 ชนิด เชื้อรา 47,000 ชนิด  สาหร่าย 26,900 ชนิด  สัตว์เซลล์เดียว 30,800 ชนิด  สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง 99,000 ชนิด  สัตว์มีกระดูกสันหลัง 44,000 ชนิด  ทั้งนี้ระดับจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตจะแตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับสภาพของสิ่งแวดล้อมความหลากหลายในเรื่องชนิดหรือสปีชีส์ ของสิ่งมีชีวิต มีความหมายเป็น 2 ลักษณะ คือมีความมากชนิด (species richness) ซึ่งหมายถึงจำนวนชนิดของสิ่ง มีชีวิตต่อหน่วยเนื้อที่ และมีความสม่ำเสมอของชนิด  (species eveness) หมายถึงสัดส่วนของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหนึ่ง ๆดังนั้นความหลากหลายทางชนิดพันธุ์จึงสามารถวัดได้จากจำนวนของสิ่งมีชีวิตและจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด  รวมถึงโครงสร้างของอายุและเพศของประชากรด้วย  ความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตนั้นจะแตกต่างกันไปตามพื้นที่  กล่าวคือจำนวนของสิ่งมีชีวิตในพื้นที่หรือชุมชนหนึ่ง (community) จะเพิ่มขึ้นหรือลดลงจะขึ้นอยู่กับการแข่งขัน สิ่งมีชีวิตที่มีหน้าที่เดียวกันในชุมชนหนึ่ง ๆ จะมีการแข่งขันการทำหน้าที่อันทำให้เกิดการแยกหรือการอพยพออกจากชุมชนในที่สุด เช่น ในชุมชนมีสัตว์หลายชนิด  สัตว์บางชนิดสามารถกินพืชเป็นอาหารได้  เป็นต้น หรือ ในป่าเต็งรังของไทย มีต้นไม้ 31 ชนิด  ป่าดิบแล้ง 54 ชนิด และในป่าดิบชื้นมีอยู่นับร้อยชนิด  ความหลากหลายของชนิดจะแตกต่างกันไปตามพื้นที่ ซึ่งเป็นหลักพื้นฐานทางด้านชีวภูมิศาสตร์ (biogeography) พื้นที่ที่อยู่ในเขตร้อน (tropics) และในทะเลลึกจะมีความหลากหลายของชนิดสูง และความหลากหลายของชนิดจะลดลงในพื้นที่ที่มีความผันแปรของอากาศสูง เช่น ในทะเลทรายหรือขั้วโลก หรืออาจกล่าวได้ว่าในบริเวณเขตร้อนในแถบละติจูดต่ำ (low lattitude) ใกล้เส้นศูนย์สูตรจะมีความหลากหลายของชนิดสูง และจะลดลงเมื่ออยู่ในแถบละติจูดสูง (high lattitude) ความหลากหลายของพันธุกรรม ความหลากหลายของพันธุกรรม                 ความหลากหลายของพันธุกรรม หมายถึงความหลากหลายของหน่วยพันธุกรรมหรือยีน(genes) ที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด   สิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันอาจมียีนแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ เช่น ข้าวซึ่งมีสายพันธุ์มากมายหลายพันชนิด  เป็นต้น  ความแตกต่างผันแปรทางพันธุกรรมในแต่ละหน่วยชีวิตมีสาเหตุมาจากการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรม (mutation) อาจเกิดขึ้นในระดับยีน หรือในระดับโครโมโซมผสมผสานกับการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ  ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติได้น้อยมาก และเมื่อลักษณะดังกล่าวถูกถ่ายทอดไปยังรุ่นลูก จะทำให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรม เช่น แมวที่มีลักษณะรูปร่างหลากหลายที่แตกต่างกัน เป็นต้น   ทั้งนี้เป็นที่ทราบในเบื้องต้นจากหน่วยการเรียนที่ผ่านมาแล้วว่าการถ่ายทอดยีนแต่ละรุ่นจะต้องเป็นไปอย่างมีความกดดันของวิวัฒนาการ (evolutionary forces) เช่น การคัดเลือกโดยธรรมชาติ การอพยพ ความผกผันทางพันธุกรรม ฯลฯ ทำให้โครงสร้าง ทางพันธุกรรมของประชากรในแต่ละรุ่นเปลี่ยนแปลงผันไปได้  ซึ่งก็คือกระบวนการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการที่จะเล็กละน้อย (micro evolution) ก่อให้เกิดความหลากหลายทางพันธุกรรมในประชากรต่าง ๆ ของสปีซีส์  จะเห็นได้อย่างชัดเจนในปัจจุบันที่มีการนำเทคโนโลยีชีวภาพมาปรับปรุงพันธุ์เพื่อให้ได้พันธุ์พืชที่มีสมบัติพิเศษ เช่น เพื่อต้านทานศัตรูพืช  เพื่อต้านทานโรค เป็นต้น จึงทำให้ได้ผลผลิตที่หลากหลายมากขึ้น ซึ่งแต่ละชนิดจะมียีนที่แตกต่างกันไป   ความหลากหลายของระบบนิเวศ ความหลากหลายของระบบนิเวศ ระบบนิเวศแต่ละระบบเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตมากมาย หลายชนิด โดยมีสภาวะที่เหมาะสมกับสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดโดยที่ระบบนิเวศจะมีความหลากหลายที่สามารถแยกออกได้ 3 ลักษณะ คือ   1. ความหลากหลายของถิ่นกำเนิดตาธรรมชาติ                   ตัวอย่างความหลากหลายของถิ่นกำเนิดตามธรรมชาติ เช่น ในผืนป่าทางตะวันตกของไทยที่มีลำน้ำใหญ่ไหลผ่าน จะพบถิ่นกำเนิดตามธรรมชาติมากมายคือ ลำน้ำ หาดทราย พรุซึ่งมีน้ำขัง  ฝั่งน้ำ หน้าผา  ถ้ำ ป่าบนที่ดอนซึ่งมีหลายประเภท แต่ละถิ่นกำเนิดจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่แตกต่างกันไป เช่น ลำน้ำพบควายป่า หาดทรายมีนกยูงไทย หน้าผามีเลียงผา ถ้ำมีค้างคาว เป็นต้น เมื่อแม่น้ำใหญ่ถูกเปลี่ยนเป็นทะเลสาบขนาดใหญ่ ภายหลังการสร้างเขื่อนความหลากหลายของถิ่นกำเนิดก็ลดน้อยลง โดยทั่วไปแล้วที่ใดที่มีถิ่นกำเนิดตามธรรมชาติหลากหลายที่นั้นจะมีชนิดสิ่งมีชีวิตหลากหลายตามไปด้วย  2. ความหลากหลายของกาทดแทน                              ในป่านั้นมีการทดแทนของสังคมพืชกล่าวคือ เมื่อป่าถูกทำลายจะโดยวิธีใดก็ตาม เช่น ถูกแผ้วถางพายุพัดไม้ป่าหักโค่น เกิดไฟป่า น้ำท่วม หรือแผ่นดินถล่ม เกิดเป็นที่โล่ง  ต่อมาจะมีพืชขึ้นใหม่เรียกว่า พืชเบิกนำ เช่น มีหญ้าคา สาบเสือ กล้วยป่า และเถาวัลย์เกิดขึ้นในที่โล่งนี้ เมื่อกาลเวลาผ่านไปก็มีต้นไม้เนื้ออ่อนโตเร็วเกิดขึ้น เช่น กระทุ่มน้ำ ปอหูช้าง ปอตองแตบ นนทรี เลี่ยน เกิดขึ้นและหากปล่อยไว้โดยไม่มีการรบกวน ป่าดั้งเดิมก็จะกลับมาอีกครั้งเราเรียกกระบวนการนี้ว่า การทดแทนทางนิเวศวิทยา ( ecological succession ) สิ่งมีชีวิตบางชนิดปรับตัวให้เข้ากับยุคต้น ๆ ของการทดแทน บางชนิดก็ปรับตัวให้เข้ากับยุคสุดท้ายซึ่งป่าบริสุทธิ์ ( virgin forest)  3. ความหลากหลายของภูมิประเทศ       ในท้องที่บางแห่งมีถิ่นกำเนิดตามธรรมชาติมากมาย เช่น ลำน้ำ บึง หาดทราย ถ้ำ หน้าผา ภูเขา ลานหิน และมีสังคมพืชในหลาย ๆ ยุคของการทดแทน มีทุ่งหญ้าป่าโปร่งและป่าทึบ พื้นที่เช่นนี้จะมีสรรพสิ่งมีชีวิตมากมายผิดกับเมืองหนาวที่มีต้นไม้ชนิดเดียวขึ้นอยู่บนเนื้อที่หลายร้อยไร่ มองไปก็เจอต้นไม้สนเพียงชนิดเดียวความสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพ ความสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพ      ความหลากหลายทางชีวภาพทางธรรมชาติเป็นจุดสำคัญที่ทำให้ระบบในธรรมชาติสามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้สภาพการณ์ของสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ  ดังนั้นความหลากหลายทางชีวภาพจึงมีความสำคัญยิ่งต่อสิ่งแวดล้อม เศรษฐกิจและวัฒนธรรม แต่ในปัจจุบันมนุษย์เป็นผู้ที่พยายามทำลายความหลากหลายดังกล่าวให้ลดลงและได้พยายามสร้างสิ่งที่ทดแทนด้วยความหลากหลายที่อยู่ในระดับต่ำกว่า   เช่น การตัดถางป่าเต็งรังแล้วปลูกสวนป่าทดแทน ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจ โดยมีความคิดว่าป่าเต็งรังมีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจต่ำจึงปลูกสักหรือปลูกยูคาลิปตัสแทนที่  สวนป่าดังกล่าวเป็นระบบนิเวศที่มีความหลากหลายทางชีวภาพต่ำเนื่องจากมีสิ่งมีชีวิตน้อยชนิดจึงทำให้ระบบนิเวศใหม่ ไม่ทนทานต่อการผันแปรของสิ่งแวดล้อม  เช่น เกิดการระบาดของเชื้อรา เป็นต้น  และสุดท้ายมนุษย์จะต้องเป็นผู้ที่เข้าไปดูแลรักษา ( treatment ) เพื่อให้ระบบอยู่ได้ เช่น  การกำจัดแมลง เชื้อรา อันเป็นฐานของปัญหาการนำสารเคมีเข้าสู่ระบบนิเวศ ทำให้เป็นการทำลายความหลากหลายทางชีวภาพของโลกอย่างรุนแรงในวงกว้างมากขึ้น  นอกจากนี้ความหลากหลายทางชีวภาพยังถูกคุกคามจากการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติที่รวดเร็ว เช่น แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด น้ำท่วม ไฟป่า ฯลฯ  ซึ่งมีผลให้สิ่งมีชีวิตตามพื้นที่ของระบบนิเวศธรรมชาติเปลี่ยนแปลงไปด้วย  สิ่งมีชีวิตใดไม่สามารถปรับตัวได้ทันท่วงทีก็อาจสูญพันธุ์ ซึ่งเป็นการสูญเสียที่ไม่อาจกลับคืนมาได้  และถ้าสิ่งมีชีวิตใดปรับตัวได้ก็อาจต้องมีการปรับพฤติกรรม  เพื่อที่จะสร้างและพัฒนาให้ระบบนิเวศที่อาศัยให้มีความสมบูรณ์และพรั่งพร้อม ตลอดจนสร้างเสริมความมั่นคงให้มากขึ้น ประโยชน์ของความหลากหลายทางชีวภาพ  ประโยชน์ของความหลากหลายทางชีวภาพ 1.ด้านการบริโภคใช้สอย  ซึ่งนับว่าความหลากหลายทางชีวภาพที่เป็นทรัพยากรทางธรรมชาติมีประโยชน์อย่างมากกับปัจจัยในการดำรงชีวิตให้แก่มนุษย์  เช่น ด้านอาหาร เครื่องนุ่งห่ม ที่อยู่อาศัย ยารักษาโรค เป็นต้น  ก. ด้านการผลิตอาหาร มนุษย์ได้บริโภคอาหารที่มาจากพืชและสัตว์ พืชไม่น้อยกว่า 5,000 ชนิดที่สามารถนำมาประกอบอาหารได้ และไม่น้อยกว่า 150 ชนิดที่มนุษย์นำมาเพาะปลูกเป็นอาหารของมนุษย์และสัตว์ แต่มีเพียง 20 ชนิดเท่านั้นที่ใช้เป็นอาหารหลักของประชากรโลก คือ พวกแป้ง ได้แก่ ข้าว ข้าวโพด ข้าวสาลี มันฝรั่ง ความหลากหลายทางธรรมชาติที่มนุษย์นำมาใช้เป็นแหล่งอาหารจะเป็นแหล่งวัตถุดิบที่ถูก นำมาใช้ ในการปรับปรุงคัดเลือกพันธุ์เพื่อให้ได้ผลผลิตมากขึ้น เช่น                     ข้าว (rice) ข้าวเป็นอาหารหลักที่นิยมในเอเซีย มีการพัฒนาสายพันธุ์ข้าวในเอเซียโดยสถาบันข้าวนานาชาติ (International Rice Research Institute :IRRI) ในประเทศฟิลิปปินส์ โดยพัฒนาจากข้าวสายพันธุ์ดั้งเดิมทุกสายพันธุ์ในเอเซีย เพื่อให้ได้ข้าวสายพันธุ์ใหม่ อันนำมาซึ่งผลผลิตสูงขึ้นกว่าเดิมพันธุ์ IR – 8 นอกจากนี้ยังมีการค้นพบยีนที่ทนต่อเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาลในพันธุ์ข้าวพื้นบ้านจังหวัดสุโขทัย อันนำมาซึ่งการปรับปรุงพันธุ์ในปัจจุบัน                     ข้าวโพด (Maize) มีการค้นพบข้าวโพดที่ทนทานโรคที่เกิดจากเชื้อไวรัสในป่าประเทศแม็กซิโกในโลกมีเขตความหลากหลายของพืชที่สำคัญอยู่ 12 เขต จัดเป็นเขตที่มีความหลากหลายทางชีวภาพของพืชที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์ในด้านเป็นแหล่งอาหาร                                             ข. ด้านการแพทย์ มีการใช้ประโยชน์จากพืชและสัตว์ในทางการแพทย์มากมายประมาณร้อยละ 25 ของยารักษาโรคผลิตขึ้นมาจาก พืชดั้งเดิม เช่น การนำพืชพวก ชินโคนา (cinchono)ผลิตยาควินินที่ใช้รักษาโรคมาลาเรีย การใช้พังพวยฝรั่งในป่าของเกาะมาดากัสการักษาโรคเลือดจาง เบาหวานและความดันสูง และในปี  พ.ศ.2543 ประเทศไทยก็ค้นพบสมุนไพรไทยที่มีฤทธิ์ต้านมาลาเรียอันได้แก่ น้ำเต้าลม มะพูด ชะมวง สบู่เลือด พญาครุฑ มะเกลือป่า โปร่งฟ้า และ Goniotha lamus tenuifolius (ไม่มีชื่อเรียกในภาษาไทย) เป็นต้น 2. ประโยชน์ด้านการผลิต (productive use value) ด้านการอุตสาหกรรม ผลผลิตของป่าที่นำมาใช้ประโยชน์ไม่ว่าจะโดยตรง เช่น การป่าไม้ ของป่า หรือโดยอ้อม เช่นการสกัดสารเคมีจากพืชในป่า      3. ประโยชน์อื่น ๆ (non – consumptive use) อันได้แก่คุณค่าในการบำรุงรักษาระบบนิเวศให้สามารถดำรงอยู่ได้ และดูแลระบบนิเวศ ให้คงทน เช่น การรักษาหน้าดินการตรึงไนโตรเจนสู่ดิน การสังเคราะห์พลังงานของพืช การควบคุมความชื้น เป็นต้น ซึ่งจัดเป็นประโยชน์ที่สำคัญสาเหตุแห่งการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ                  การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ เกิดขึ้นจากการกระทำของมนุษย์ที่เป็นผู้ดำเนินการ  สามารถระบุสาเหตุสำคัญๆ ได้ดังนี้       1.การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการผลิตและบริโภค ที่ทำการเกษตรแบบมุ่งเน้นการค้า มีการผลิตสายพันธุ์เดียวโดยละทิ้งสายพันธุ์พื้นเมืองดั้งเดิม มีการใช้สารเคมีมากขึ้นในการเกษตร เช่น ยาฆ่าแมลงและยาปราบศัตรูพืช เกิดสารพิษตกค้างในดินและแหล่งน้ำ กระทบต่อสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในดิน และสัตว์น้ำ      2.การเติบโตของประชากรและการกระจายตัวของประชากร ทำให้เกิดการรุกล้ำเข้าไปในพื้นที่ที่มีความหลากหลายทางชีวภาพสูง ซึ่งกระทบต่อความสมดุลของระบบนิเวศ      3.การทำลายถิ่นที่อยู่อาศัยตามธรรมชาติของสัตว์นานาพันธุ์   เช่น  การทำลายป่า  การล่าสัตว์  การอพยพหนีภัยธรรมชาติของสัตว์      4.มีการนำมาทรัพยากรธรรมชาติไปใช้ประโยชน์มากเกินไป       5.การตักตวงผลประโยชน์จากชนิดพันธุ์ของพืชและสัตว์ป่า  เพื่อผลประโยชน์ทางการค้า โดยการค้าขายสัตว์และพืชป่าแบบผิดกฎหมาย        6.การนำเข้าชนิดพันธุ์ต่างถิ่น ซึ่งมีผลกระทบต่อการทำลายสายพันธุ์ท้องถิ่น       7.การสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม เช่น มลพิษทางน้ำ มลพิษทางอากาศ และขยะ เป็นต้น       8.การเปลี่ยนแปลงภาวะเศรษฐกิจ  และการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมของโลก  เช่น  อุณหภูมิโลกสูงขึ้น การเพิ่มขึ้นของน้ำทะเล  ภัยแล้งทำให้เกิดปัญหาการขาดแคลนน้ำ การเกิดไฟป่า ในช่วงฤดูฝน  เกิดปัญหาน้ำท่วม โคลนถล่ม เป็นต้น       9.การอ้างสิทธิบัตร เช่น ประเทศญี่ปุ่นได้จดสิทธิบัตรการผลิตสารแก้โรคกระเพาะจากต้นเปล้าน้อย ซึ่งเป็นพันธุ์พืชที่มีในประเทศไทย (สรุปข่าวสิ่งแวดล้อม ปี  2543)     10.ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีชีวภาพ (biotechnology)ด้านการตัดต่อหน่วยพันธุกรรมหรือ  จีเอ็มโอ (GMO; Genetically Modified Organisms) หรือพันธุวิศวกรรมศาสตร์ (genetic  engineering)

ลักษณะทางพันธุกรรม
           ลักษณะทางพันธุกรรม หมายถึง ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ถูกควบคุมโดยกรดนิวคลีอิกชนิด DNA หรือ RNAที่สามารถถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป โดยอาศัยเซลล์สืบพันธุ์หรือเซลล์ชนิดอื่น ๆ เป็นสื่อกลาง ในการถ่ายทอด
ประเภทของลักษณะทางพันธุกรรม
ลักษณะทางพันธุกรรมจำแนกเป็น 2 ประเภท คือ
            1.ลักษณะที่มีความแปรผันไม่ต่อเนื่อง (Discontinuous variation) เป็นลักษณะพันธุกรรมที่
                        – แยกความแตกต่างกันได้อย่างเด่นชัด
                        – มักถูกควบคุมด้วยยีนน้อยคู่
                        – มักเกี่ยวข้องกับทางด้านคุณภาพ (Qualitative trait)
            2. ลักษณะที่มีความแปรผันต่อเนื่อง (Continuous variation) เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่
                        – ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างเด่นชัด
                        – มักถูกควบคุมด้วยยีนหลายคู่ (Polygenes or Multiple genes)
                        – มักเกี่ยวข้องกับทางด้านปริมาณ (Qrantitative trait)
คำศัพท์ที่ควรทราบในการศึกษาพันธุศาสตร์
            1.เซลล์สืบพันธุ์ (Gamete or Sex cell)หมายถึง ไข่ (Egg) หรือ สเปิร์ม ( Sperm)
            2.ลักษณะเด่น (Dominance) หมายถึง ลักษณะที่ปรากฏออกมาในรุ่นลูกหรือรุ่นต่อ ๆ ไปเสมอ
            3.ลักษณะด้อย (Recessive) หมายถึง ลักษณะที่ไม่มีโอกาสปรากฏในรุ่นต่อไป
            4.ยีน (Gene) หมายถึง หน่วยควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเป็นสารเคมีจำพวก กรดนิวคลีอิก โดยเฉพาะ ชนิด DNA จะพบมากที่สุด ชนิด RNA
            5.โฮโมโลกัสยีน (Homologous gene) หมายถึง ยีนที่เหมือนกันอยู่ด้วยกัน เช่น TT , tt , AA , bb
            6.เฮเทอโรไซกัสยีน (Heterozygous gene) หมายถึง ยีนที่ต่างกันอยู่ด้วยกัน เช่น Tt , Aa , Bb
            7.จีโนไทป์ (Genotype) หมายถึง ลักษณะหรือแบบของยีนที่ควบคุมลักษณะ
            8.ฟีโนไทป์ (Phenotype) หมายถึง ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ปรากฏออกมาเนื่องจากการ แสดง ออกของยีนและอิทธิพลของ สิ่งแวดล้อม
            9.โฮโมโลกัสโครโมโซม (Homologous chromosome) หมายถึง โครโมโซมที่เป็นคู่กัน มีขนาด และรูปร่างภายนอกเหมือนกัน
            10.โฮโมไซกัสโครโมโซม (Homozygous chromosome) หมายถึง โครโมโซมที่เป็นโฮโมโลกัส กันและมียีนที่เป็นโฮโมไซกัสกัน อย่างน้อย 1 คู่
กฏพันธุกรรมของเมนเดล
            เมนเดลได้ทดลองผสมถั่วลันเตาที่มีลักษณะต่าง ๆ กัน 7 ลักษณะซึ่งกระจายอยู่บนโครโม โซมต่างท่อนกัน โดยได้ทำ การทดลองนานถึง 7 ปี จึงพบกฏเกณฑ์การถ่ายทอดลักษณะต่าง ๆ และได้รับการยกย่องเป็นบิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์ (Father of Genetics) กฏการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล ที่สำคัญ คือ
กฏข้อที่ 1 กฏแห่งการแยก (Law of segregation) มีสาระสำคัญดังนี้คือ : ยีนที่อยู่คู่กันจะแยกตัวออกจากกันไปอยู่ในแต่ละเซลล์สืบพันธุ์ก่อนที่ จะมารวมตัวกันใหม่เมื่อ จะมารวมตัวกันใหม่เมื่อ
กฏข้อที่ 2 กฏแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ (Law of independent assortment) มีสาระสำคัญดังนี้คือ : ยีนที่เป็นคู่กันเมื่อแยกออกจากกันแล้ว แต่ละยีนจะไปกับ ยีนอื่นใดก็ ได้อย่างอิสระนั่นคือเซลล์ สืบพันธุ์จะมีการรวมกลุ่มของหน่วยพันธุกรรมของลักษณะต่าง ๆ โดย การรวมกลุ่มที่เป็นไปอย่างอิสระ จึงทำให้สามารถทำนายผลที่เกิดขึ้นในรุ่นลูกรุ่นหลายได้
มัลติเปิลอัลลีลส์ (Multiple alleles) อัลลีล หรืออัลลีโลมอร์ฟ (Allele or Allelomorph) หมายถึง ยีนต่างชนิดกันที่เข้าคู่กัน ได้ หรือ หน่วยกรรมพันธุ์ที่ ต่างชนิดกันแต่อยู่ในตำแหน่ง(Locus) ของโครโมโซมที่เป็นคู่กัน (Homologous chromosome) และควบคุมลักษณะพันธุกรรมเดียวกัน มัลติเปิลอัลลีลส์ หมายถึง พันธุกรรมลักษณะใดลักษณะหนึ่งที่ถูกควบคุมด้วยยีน มากกว่า 2 อัลลีลส์ (Alleles) ที่ตำแหน่ง (Locus) หนึ่งของโครโมโซมที่เป็นคู่กัน (Homolo- gous chromosome)
           มัลติเปิลยีนส์ หรือพอลียีนส์ (Multiple genes or Polygenes) มัลติเปิลยีนส์ หรือ พอลียีนส์ หมายถึง กลุ่มของยีนหรือยีนหลาย ๆ คู่ที่กระจายอยู่บน โครโมโซมคู่เดียวกันหรือต่างคู่กัน ต่างทำหน้าที่ร่วมกันในการควบคุมลักษณะพันธุกรรม หนึ่ง ๆ ของสิ่งมีชีวิต
ยีน และโครโมโซม (Gene and Chromosome) ยีน (Gene) หมายถึง หน่วยควบคุมลักษณะพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นแต่ละส่วน ของสารพันธุกรรม ชนิด DNA หรือ RNA โดยบรรจุอยู่ในโครโมโซม (Chromosome) ตำ แหน่งของยีนในโครโมโซมเรียก โลกัส (Locus) เนื่องจากสิ่ง มีชีวิตโดยทั่วไปจะมีโครโมโซม เหมือนกันเป็นคู่ ๆ (Homologus chromosome) ดังนั้น 1 โลกัส จึงหมายถึง 2 ตำแหน่ง ที่อยู่ตรงกันบนโฮโมโลกัสโครโมโซม ซึ่งยีนต่างชนิดกันที่อยู่บนโลกัสเดียวกัน เรียกว่าเป็น อัลลีล (Allele) กัน
โครโมโซม (Chromosome) ในเซลล์ร่างกาย จะมีรูปร่าง ลักษณะที่เหมือนกันเป็นคู่ ๆ แต่ละคู่เรียกว่า โฮโมโลกัสโครโมโซม(Homologus chromosome) ซึ่งโครโมโซมที่เป็นโฮ โมโลกัสกันนี้ จะมีรูปร่าง ลักษณะเหมือนกัน ความยาวเท่ากัน ตำแหน่งเซนโทรเมียร์ตรง ลำดับยีนในโครโมโซมเหมือนกัน และมียีนที่เป็นอัลลีลกัน ในโครโมโซมเรามีโครโมโซม 23 คู่ แต่ละคู่มียีนควบคุมลักษณะพันธุกรรมมากมาย เรียงต่อ ๆ กันไป ดังนั้นจึงอาจ แบ่งยีนที่ควบคุมลักษณะพันธุกรรมออกเป็น 2 ประเภท คือ ลักษณะพันธุกรรมที่ควบคุมโดยยีนในออโตโซม และที่ถูก ควบคุมโดยยีนในโครโมโซมเพศ
ยีนในออโตโซม
         – ยีนที่ควบคุมหมู่เลือด ABO (ABO blood grorp)
         – ยีนที่ควบคุมหมู่เลือด Rh (Rh blood group)
         – ยีนที่ทำให้เกิดโรคมะเร็งที่เรตินา (Retinoblastoma)
         – ยีนที่ทำให้เกิดโรคทาลัสซีเมีย (Thalassemia)
กรดนิวคลีอิก (Nucleic acid) กรดนิวคลีอิก มี 2 ชนิดคือ
         1. DNA (Deoxyribonucleic acid)
         2. RNA (Ribonucleic acid)
DNA
DNA เป็นสารพันธุกรรมที่พบเป็นส่วนใหญ่ในสิ่งมีชีวิตซึ่งมีโครงสร้างดังนี้
          1.DNA เป็นพอลีเมอร์(Polymer) ประกอบขึ้นจากหน่วยย่อย(Monomer) เรียกว่า นิวคลีโอไทด์(Nucleotide)
          2.แต่ละนิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อกันเป็นสายยาว โดยมีการสร้างพันธะระหว่างหมู่ฟอสเฟต ของนิวคลีโอไทด์หนึ่งกับน้ำตาล ของนิวคลีโอไทด์อีกหนึ่งที่คาร์บอน
          3.DNA โมเลกุลหนึ่งประกอบขึ้นจากพอลินิวคลีโอไทด์ 2 สาย โดยสายทั้งสองนี้ยึดกัน ด้วยพันธะไฮโดเจน
          4.พอลินิวคลีโอไทด์สองสายในโมเลกุลของ DNA นั้น แต่ละสาย

การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุ์กรรม            ลักษณะทางพันธุกรรม คือ ลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่ถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอักรุ่นหนึ่งได้  โดยทางยีน ซึ่งเป็นหน่วยพันธุกรรมซึ่งควบคุมการถ่ายทอดลักษณะต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต  ยีนจะอยู่บนโครโมโซมและโคโมโซมจะอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์            ลักษณะทางพันธุกรรม  จำแนกได้เป็น  2  ประเภท  ดังนี้  1. ลักษณะทางพันธุกรรมที่มีความแปรผันต่อเนื่อง  (continuous  variation)  เป็นลักษณะทางพันธุกรรม ที่ไม่สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจน  เช่น  สีผิว  ความสูง  น้ำหนัก  ไอคิวของคน         ลักษณะเหล่านี้ถูกควบคุมด้วยยีนหลายคู่  ยีนจึงมีอิทธิพลต่อการควบคุมลักษณะดังกล่าวน้อย แต่สิ่งแวดล้อมจะมีอิทธิพลมาก  2. ลักษณะทางพันธุกรรมที่มีความแปรผันไม่ต่อเนื่อง  (discontinuous  variation)เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่มีความแตกต่างกันอย่งชัดเจน   เช่น  ความสามารถในการห่อลิ้น  จำนวนชั้นของตา การถนัดมือขวาหรือมือซ้าย         ลักษณะเหล่านี้ถูกควบคุมด้วยยีนน้อยคู่  ยีนจึงมีอิทธิพลต่อการควบคุมลักษณะดังกล่าวมาก แต่สิ่งแวดล้อมจะมีอิทธิพลน้อย    การศึกษาแบบแผนการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุ์กรรมของพืชและสัตว์บางชนิดโดยทั่วไปจะศึกษาได้จากการทดลองลักษณะทางพันธุ์กรรมในพืชได้แก่   ความสูง   ลักษณะรูปร่างของใบรูปร่างของดอก ขนาดของผล  สี   ขนาดของลำต้น   ความหวาน   เป็นต้น                   ฟีโนไทป์  (phenotype)  คือ  ลักษณะที่ปรากฏให้เห็นภายนอกซึ่งเป็นผลมาจากยีน   เช่น   ต้น   สูง    ต้นเตี้ย     เมล็ดกลม   เมล็ดขรุขระ   เป็นต้น                   จีโนไทป์   (genotype)   คือ    ลักษณะของยีนที่อยู่ภายใน   จะอยู่กันเป็นคู่ ๆ นิยมใช้สัญลักษณ์เป็นอักษรภาษาอังกฤษตัวพิมใหญ่แทนยีนที่ควบคุมลักษณะเด่น  และใช้อักษรตัวพิมเล็กแทนยีนที่ควบคุมลักษณะด้อย เช่น   TT,  Tt ,  tt  เป็นต้น  แบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะ  ได้แก่               1.พันธุ์แท้   (homozygous)    คือ   ลักษณะของจีโนไทร์ที่มียีนทั้งคู่เหมือนกันซึ่งอาจเป็นยีนที่มีลักษณะเด่นทั้งคู่  เช่น   TT, RR  หรือแสดงลักษณะด้อย  เช่น   tt , rr  เป็นต้น               2.พันธุ์ทาง (heterozygous)    คือ   ลักษณะของจีโนไทร์   ที่มียีนทั้งคู่แตกต่างกัน   โดยมียีนแสดงลักษณะเด่น  1  ยีนแสดงลักษณะด้อย  1   ยีน  เช่น   Tt , Rr   เป็นต้น     สูตรในการหาจำนวนจีโนไทปและฟีโนไทป์           ชนิดของเซลล์สืบพันธุ์       =   2n           จีโนไทป์ของลูกที่เกิดมา    =   3n           ฟีโนไทป์ของลูกที่เกิดมา    =   2n   โดยที่  n  คือ  จำนวนคู่ของเฮเทอโรไซกัสยีน   7.โรคทางพันธุกรรม           โรคทางพันธุกรรม หรือ โรคติดต่อทางพันธุกรรม เป็น โรคที่เกิดขึ้นโดยมีสาเหตุมาจากการถ่ายทอดพันธุกรรมของฝั่งพ่อและแม่ หากหน่วยพันธุกรรมของพ่อและแม่มีความผิดปกติแฝงอยู่ โดยความผิดปกติเหล่านี้เกิดขึ้นมาจากการผ่าเหล่าของหน่วยพันธุกรรมบรรพบุรุษ ทำให้หน่วยพันธุกรรมเปลี่ยนไปจากเดิมได้           ทั้งนี้ โรคทางพันธุกรรม นี้ เป็นโรคติดตัวไปตลอดชีวิต ไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ โดย โรคทางพันธุกรรม เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซม 2 ประการ คือ ความผิดปกติของออโตโซม (โครโมโซมร่างกาย) และความผิดปกติของโครโมโซมเพศ โรคที่เกิดจากความผิดปกติบนออโตโซม (Autosome)           โรคที่เกิดจากความผิดปกติบนออโตโซม คือ โรคที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซมในร่างกาย ที่มี 22 คู่ หรือ 44 แท่ง สามารถเกิดได้กับทุกเพศ และมีโอกาสเกิดได้เท่า ๆ กัน โรคที่เกิดจากความผิดปกติบนออโตโซม แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ความผิดปกติที่จำนวนออโตโซม และความผิดที่รูปร่างโครโมโซม ประกอบด้วย 1.ความผิดปกติของจำนวนออโตโซม           เป็นความผิดปกติที่จำนวนออโทโซมในบางคู่ที่เกินมา 1 โครโมโซม จึงทำให้โครโมโซมในเซลล์ร่างกายทั้งหมดเป็น 47 โครโมโซม เช่น ออโทโซม 45 แท่ง 1 โครโมโซมเพศ 2 แท่ง ได้แก่ กลุ่มอาการดาวน์ หรือ ดาวน์ซินโดรม ( Down’s syndrome)           เป็น โรคทางพันธุกรรม ที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซม โดยสาเหตุส่วนใหญ่เกิดจาก โครโมโซมคู่ที่ 21 เกินมา 1 แท่ง คือ มี 3 แท่ง จากปกติที่มี 2 แท่ง ซึ่งทางการแพทย์เรียกว่า TRISOMY 21 นอกจากนั้นอาจมีสาเหตุมาจากการย้ายที่ของโครโมโซม เช่น โครโมโซมคู่ที่ 14 มายึดติดกับโครโมโซมคู่ที่ 21 เป็นต้น และยังมีสาเหตุมาจาก มีโครโมโซมทั้ง 46 และ 47 แท่ง ในคน ๆ เดียว เรียกว่า MOSAIC ซึ่งพบได้น้อยมาก           ลักษณะของเด็กดาวน์ซินโดรม จะมีศีรษะค่อนข้างเล็ก แบน และตาเฉียงขึ้น ดั้งจมูกแบน ปากเล็ก ลิ้นมักยื่นออกมา ตัวเตี้ย มือสั้น อาจเป็นโรคหัวใจพิการแต่กำเนิด หรือโรคลำไส้อุดตันตั้งแต่แรกเกิด มีภาวะต่อมไทรอยด์บกพร่อง และเป็นปัญญาอ่อน พบบ่อยในแม่ที่ตั้งครรภ์เมื่ออายุมาก กลุ่มอาการเอ็ดเวิร์ดซินโดรม ( Edward’s syndrome)           เกิดจากโครโมโซมคู่ที่ 18 เกินมา 1 โครโมโซม ทำให้เป็นปัญญาอ่อน ปากแหว่ง เพดานโหว่ คางเว้า นิ้วมือบิดงอ และกำแน่นเข้าหากัน ปอดและระบบย่อยอาหารผิดปกติ หัวใจพิการแต่กำเนิด ทารกมักเป็นเพศหญิง และมักเสียชีวิตตั้งแต่ก่อนอายุ 1 ขวบ กลุ่มอาการพาทัวซินโดม ( Patau syndrome)           อาการนี้เกิดจากโครโมโซมคู่ที่ 13 เกินมา 1 โครโมโซม ทำให้เด็กมีอาการปัญญาอ่อน อวัยวะภายในพิการ และมักเสียชีวิตตั้งแต่แรกเกิด หรือหากมีชีวิตรอดก็จะมีอายุสั้นมาก 2. ความผิดปกติของรูปร่างออโตโซม           เป็นความผิดปกติที่ออโทโซมบางโครโมโซมขาดหายไปบางส่วน แต่มีจำนวนโครโมโซม 46 แท่ง เท่ากับคนปกติ ประกอบด้วย กลุ่มอาการคริดูชาต์ หรือ แคทครายซินโดรม (cri-du-chat or cat cry syndrome)           เกิดจากโครโมโซมคู่ที่ 5 ขาดหายไปบางส่วน ทำให้ผู้ป่วยมีศีรษะเล็กกว่าปกติ เกิดภาวะปัญญาอ่อน หน้ากลม ใบหูต่ำ ตาห่าง หางตาชี้ นิ้วมือสั้น เจริญเติบโตได้ช้า เวลาร้องจะมีเสียงเหมือนแมว จึงเป็นที่มาของชื่อโรคนี้ว่า แคทครายซินโดรม (cat cry syndrome) กลุ่มอาการเพรเดอร์-วิลลี (Prader-Willi syndrome)           เป็น โรคทางพันธุกรรม ที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซมคู่ที่ 15 ทำให้ผู้ป่วยมีรูปร่างอ้วนมาก มือเท้าเล็ก กินจุ มีความบกพร่องทางสติปัญญา มีพฤติกรรมแปลก ๆ เช่น พูดช้า รวมทั้งเป็นออทิสติกด้วย โรคที่เกิดจากความผิดปกติที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในโครโมโซมเพศ ( Sex chromosome)           โครโมโซมเพศ ประกอบด้วย โครโมโซม 1 คู่ หรือ 2 แท่ง ในผู้หญิง เป็นแบบ XX ส่วนในผู้ชายเป็นแบบ XY โรคที่เกิดความผิดปกติในโครโมโซม สามารถเกิดได้ในทั้งหญิงและชาย แต่จะมีโอกาสเกิดขึ้นมากในเพศใดเพศหนึ่ง โดยลักษณะที่ควบคุมโดยยีนด้อยบนโครโมโซม X ได้แก่ หัวล้าน ตาบอดสี โรคฮีโมฟีเลีย โรคภาวะพร่องเอนไซม์ จี- 6- พีดี ( G-6-PD) โรคกล้ามเนื้อแขนขาลีบ การเป็นเกย์ และอาการต่าง ๆ นี้ มักพบในผู้ชายมากกว่าผู้หญิง เนื่องจากผู้ชายมีโครโมโซม x เพียงตัวเดียว โรคที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซมเพศ ได้แก่ ตาบอดสี (Color blindness)           เป็นภาวะการมองเห็นผิดปกติ โดยมากเป็นการตาบอดสีตั้งแต่กำเนิด และมักพบในเพศชายมากกว่า เพราะเป็นการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบลักษณะด้อยบนโครโมโซม ผู้ที่เป็นตาบอดสีส่วนใหญ่จะไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างสีเขียวและสีแดงได้ จึงมีปัญหาในการดูสัญญาณไฟจราจร รองลงมาคือ สีน้ำเงินกับสีเหลือง หรืออาจเห็นแต่ภาพขาวดำ และความผิดปกตินี้จะเกิดขึ้นกับตาทั้งสองข้าง ไม่สามารถรักษาได้ ฮีโมฟีเลีย (Hemophilia)           โรคฮีโมฟีเลีย คือ โรคเลือดออกไหลไม่หยุด หรือเลือดออกง่ายหยุดยาก เป็น โรคทางพันธุกรรม ที่พบมากในเพศชาย เพราะยีนที่กำหนดอาการโรคฮีโมฟีเลียจะอยู่ใน โครโมโซม X และถ่ายทอดยีนความผิดปกตินี้ให้ลูก ส่วนผู้หญิงหากได้รับโครโมโซม X ที่ผิดปกติ ก็จะไม่แสดงอาการ เนื่องจากมี โครโมโซม X อีกตัวข่มอยู่ แต่จะแฝงพาหะแทน           ลักษณะอาการ คือ เลือดของผู้ป่วยฮีโมฟีเลียจะไม่สามารถแข็งตัวได้ เนื่องจากขาดสารที่ทำให้เลือดแข็งตัว อาการที่สังเกตได้ เช่น เลือดออกมากผิดปกติ เลือดกำเดาไหลบ่อย ข้อบวม เกิดแผลฟกช้ำขึ้นเอง แต่โรคฮีโมฟีเลียนี้ สามารถรักษาได้ โดยการใช้สารช่วยให้เลือดแข็งตัวทดแทน ภาวะพร่องเอนไซม์ จี- 6- พีดี (G-6-PD : Glucose-6-phosphate dehydrogenase)           โรคพร่องเอนไซม์ G6PD หรือ Glucose-6-phosphate dehydrogenase เป็น โรคทางพันธุกรรม ที่ทำให้เม็ดเลือดแดงแตกได้ง่าย เมื่อได้รับสิ่งกระตุ้น ซึ่งสาเหตุของ ภาวะพร่องเอนไซม์ จี- 6- พีดี นั้นเกิดจากความผิดปกติของโครโมโซมแบบ X  ทำให้เอนไซม์ G6PD ที่คอยปกป้องเม็ดเลือดแดงจากการทำลายของสารอนุมูลอิสระบกพร่อง จนไม่สามารถป้องกันการทำลายสารอนุมูลอิสระที่เป็นพิษต่อเซลล์เม็ดเลือดแดงได้ ผู้ป่วยจึงมีอาการซีดเป็นครั้งคราว เนื่องจากเม็ดเลือดแดงแตกอย่างฉับพลัน ในเด็กจะมีอาการดีซ่าน ส่วนผู้ใหญ่จะปัสสาวะเป็นสีดำ ถ่ายปัสสาวะน้อยจนเกิดอาการไตวายได้ โดยสิ่งที่สามารถกระตุ้นให้เกิดอาการได้ เช่น อาหารอย่างถั่วปากอ้า ที่มีสารอนุมูลอิสระมาก รวมทั้งการติดเชื้อโรคต่าง ๆ ทำให้เซลล์เม็ดเลือดขาวหลั่งสารอนุมูลอิสระมากขึ้น           ทั้งนี้ โรคนี้ไม่สามารถรักษาได้ ถ้ารู้จักการระวังตัว เช่น หลีกเลี่ยงยา หรืออาหารที่แสลง ก็จะไม่เกิดอันตราย ที่สำคัญคือ ผู้ป่วยต้องดื่มน้ำมาก ๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ไตวาย กลุ่มอาการเทอร์เนอร์ ( Turner’s syndrome)           เกิดในเฉพาะเพศหญิง สาเหตุจากโครโมโซม X หายไป 1 แท่ง ทำให้เหลือโครโมโซมในเซลล์ร่างกาย  45 แท่ง ผู้ป่วยจะมีอาการปัญญาอ่อน และตัวเตี้ย ที่บริเวณคอมีพังผืดกางเป็นปีก มักเป็นหมันและไม่มีประจำเดือน มีอายุเท่ากับคนปกติทั่ว ๆ ไป กลุ่มอาการไคลน์เฟลเตอร์ (Klinefelter’s syndrome)           พบในเพศชาย เกิดจากโครโมโซม X เกินมา 1 หรือ 2 โครโมโซม ทำให้คารีโอไทป์เป็น 47,XXY หรือ 48,XXXY ผู้ป่วยจะมีอาการปัญญาอ่อน รูปร่างอ้อนแอ้น สูงชะลูด หน้าอกโต มีเต้านมเหมือนผู้หญิง และเป็นหมัน เพราะไม่มีอสุจิ และมีอัณฑะเล็ก ยิ่งถ้ามีจำนวนโครโมโซม X มาก อาการปัญญาอ่อนก็จะรุนแรงมากขึ้น กลุ่มอาการทริปเปิ้ลเอ็กซ์ (Triple x syndrome)           เกิดในผู้หญิง โดยจะมีโครโมโซม x เกินมา 1 แท่ง ทำให้เป็น XXX  รวมมีโครโมโซม 47 แท่ง ทำให้ผู้หญิงคนนั้นเป็นหมัน เจริญเติบโตไม่เต็มที่ และไม่มีประจำเดือน กลุ่มอาการดับเบิลวาย (Double y syndrome)           เกิดในผู้ชาย ที่มีโครโมโซม y เกินมา 1 แท่ง มีจีโนไทป์เป็น xyy เรียกว่า Super Male ลักษณะจะเป็นผู้ชายที่มีร่างกายปกติ แต่เป็นหมัน มีอารมณ์ฉุนเฉียว สูงมากกว่า 6 ฟุต มีระดับฮอร์โมนเพศชายในเลือดสูงกว่าปกติ ส่วนใหญ่เป็นหมัน ไม่สามารถมีบุตรได้ โรคที่เกิดจากความผิดปกติทางพันธุกรรมอื่น ๆ ได้แก่ ฟีนิลคีโตนูเรีย (Phenylketonuria) หรือ (Phenylpyruvic oligophrenia)           เป็น โรคทางพันธุกรรม ที่เกิดจากการถ่ายทอดทางโครโมโซม โดยโครโมโซมนั้นมีความบกพร่องของยีนที่สร้าง Phenylalanine hydroxylase ทำให้ผู้ป่วยไม่สามารถสร้างเอนไซม์นี้ได้ จึงไม่สามารถย่อยสลายกรดอะมิโน phenylalanine ไปเป็น tyrosine เหมือนคนปกติ จึงเกิดภาวะ phenylalaine สะสมในเลือดมากผิดปกติ และมี phenylpyruvic acid และกรดอินทรีย์อื่นปนในปัสสาวะ รวมทั้งอาการโลหิตเป็นพิษด้วย โดยผู้ป่วยฟีนิลคีโตนูเรียนี้ มักจะมีอาการปัญญาอ่อน และไม่สามารถรับประทานอาหารได้เหมือนคนทั่วไป โดยอาการฟีนิลคีโตนูเรียนี้ จะพบในคนผิวขาวมากกว่า และในประเทศไทยพบไม่มาก สไปโนซีรีเบลลาร์อะแท็กเซีย (spinocerebellar ataxia)           เป็น โรคทางพันธุกรรม ที่ยังไม่มีทางรักษา โดยเกิดจากโพลีกลูตาไมน์ ไตรนิวคลีโอไทด์ ผลิตซ้ำมากเกินปกติ ทำให้ผู้ป่วยสูญเสียความสามารถในการเคลื่อนไหวทางกายภาพ ทั้งท่าเดิน การพูด ตากระตุก และอาจมีอาการอื่นร่วมด้วย แต่ระบบจิตใจและความรู้สึกนึกคิดยังปกติ ทั้งนี้ สไปโนซีรีเบลลาร์อะแท็กเซีย มีหลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดจะแสดงอาการต่าง ๆ กันไป รวมทั้งอายุของผู้ป่วยที่เริ่มเป็นโรค และลักษณะการถ่ายทอดทางพันธุกรรมก็แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของยีนบนโครโมโซมของผู้ป่วยที่ได้รับผลกระทบ โรคทาลัสซีเมีย ( Thalassemia )           โรคทาลัสซีเมีย เป็นลักษณะที่ถูกควบคุมด้วยยีนด้อยบนโครโมโซม ซึ่งเมื่อผิดปกติจะทำให้การสร้างฮีโมโกลบิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเม็ดเลือดผิดปกติ เม็ดเลือดแดงจึงมีรูปร่างผิดปกติ นำออกซิเจนไม่ดี ถูกทำลายได้ง่าย ทำให้ผู้ป่วย โรคทาลัสซีเมีย เป็นคนเลือดจาง และเกิดภาวะแทรกซ้อนตามมา           ในประเทศไทยพบผู้ป่วย โรคทาลัสซีเมียร้อยละ 1 คือประมาณ 6 แสนคน แต่พบผู้เป็นพาหะถึงร้อยละ 30-40 คือประมาณ 20-25 ล้านคน ดังนั้นถ้าหากผู้เป็นพาหะมาแต่งงานกัน และพบยีนผิดปกติร่วมกัน ลูกก็อาจเป็น โรคทาลัสซีเมียได้ ทั้งนี้ โรคทาลัสซีเมีย แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ แอลฟาธาลัสซีเมีย และ เบต้าธาลัสซีเมีย ซึ่งก็คือ ถ้ามีความผิดปกติของสายแอลฟา ก็เรียกแอลฟาธาลัสซีเมีย และถ้ามีความผิดปกติของสายเบต้าก็เรียกเบต้าธาลัสซีเมีย           ผู้ป่วย โรคทาลัสซีเมีย จะมีอาการซีด ตาขาวสีเหลือง ตัวเหลือง ตับม้ามโตมาตั้งแต่เกิด ผิวหนังดำคล้ำ กระดูกใบหน้าจะเปลี่ยนรูป มีจมูกแบน กะโหลกศีรษะหนา โหนกแก้มนูนสูง กระดูกเปราะ หักง่าย เจริญเติบโตช้ากว่าคนปกติ ส่วนอาการนั้น อาจจะไม่รุนแรง หรืออาจรุนแรงจนถึงแก่ชีวิตเลยก็ได้ คนที่มีอาการมากจะมีอาการเลือดจางมาก ต้องให้เลือดเป็นประจำ หรือมีภาวะติดเชื้อบ่อย ๆ ทำให้เป็นไข้หวัดได้บ่อย           ข้อแนะนำสำหรับผู้ป่วย โรคทาลัสซีเมีย คือ ให้ทานอาหารที่มีกรดโฟลิกสูง เช่น ผักใบเขียว เนื้อสัตว์ ให้มาก ๆ เพื่อนำไปใช้สร้างเม็ดเลือดแดง โรคซีสติกไฟโบรซีส (Cystic fibrosis)           เป็นความผิดปกติทางพันธุกรรม ที่ทำให้ร่างกายสร้างเยื่อเมือกหนามากผิดปกติในปอดและลำไส้ ทำให้ผู้ป่วยหายใจลำบาก และเยื่อเมือกหนาเหล่านั้นอาจทำให้ปอดติดเชื้อ หากมีแบคทีเรียเติบโตอยู่ ส่วนเยื่อเมือกหนาในลำไส้ จะทำให้ย่อยอาหารได้ลำบาก ปัจจุบันยังไม่มีวิธีรักษาโรคนี้ แต่สามารถบรรเทาได้โดยการใช้ยาสลายเยื่อเมือก โรคซิกเกิลเซลล์ (Sickle-cell)           เป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นกับเลือด ทำให้ฮีโมโกลบินมีรูปร่างผิดปกติ เซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นรูปเคียว จึงไม่สามารถลำเลียงออกซิเจนได้มากเท่ากับเซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีรูปร่างปกติ ส่งผลให้เกิดอาการหลอดเลือดอุดตัน ผู้ป่วยจะอ่อนเพลียและไม่มีแรง โรคคนเผือก (Albinos)           ผู้ที่เป็น โรคคนเผือก คือ คนที่ไม่มีเม็ดสีที่ผิวหนัง จะมีผิวหนัง ผม ขน และม่านตาสีซีด หรือีขาว เพราะขาดเม็ดสีเมลานิน หรือมีน้อยกว่าปกติ ทำให้ทนแสงแดดจ้าไม่ค่อยได้  โรคดักแด้           ผู้เป็น โรคดักแด้ จะมีผิวหนังแห้งแตก ตกสะเก็ด ซึ่งแต่ละคนจะมีความรุนแรงของโรคต่างกัน บางคนผิวแห้งไม่มาก บางคนผิวลอกทั้งตัว ขณะที่บางคนหากเป็นรุนแรงก็มักจะเสียชีวิตจากการติดเชื้อที่เข้าทางผิวหนัง  โรคท้าวแสนปม (neurofibromatosis)             เป็นโรคผิวหนังที่ถ่ายทอดโดยโครโมโซม ลักษณะที่พบคือ ร่างกายจะมีตุ่มเต็มไปทั่วร่างกาย ขนาดเล็กไปจนใหญ่ แบ่งเป็น 2 ชนิด คือชนิดที่พบบ่อย พบประมาณ 1 ใน 2,500 ถึง 3,500 คน โดยพบอาการอย่างน้อย 2 ใน 7 อาการต่อไปนี้คือ มีปานสีกาแฟใส่นมอย่างน้อย 6 ตำแหน่ง, พบก้อนเนื้องอกตามผิวหนัง 2 ตุ่มขึ้นไป, พบกระที่บริเวณรักแร้หรือขาหนีบ, พบเนื้องอกของเส้นประสาทตา, พบเนื้องอกของม่านตา 2 แห่งขึ้นไป, พบความผิดปกติของกระดูก และมีประวัติคนในครอบครัวเป็นโรคนี้              ส่วน โรคท้าวแสนปม ประเภทที่ 2 พบได้น้อยมาก ราว 1 ใน 50,000 ถึง 120,000 คน ผู้ป่วยจะไม่มีอาการทางผิวหนัง แต่จะพบเนื้องอกของหูชั้นใน และมีประวัติคนในครอบครัวเป็นโรคนี้  โรคลูคีเมีย (Leukemia)           โรคลูคีเมีย หรือ โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว เป็นโรคที่เกิดจากความผิดปกติของไขกระดูก ทำให้มีการสร้างเม็ดเลือดขาวจำนวนมากในไขกระดูก จนเบียดบังการสร้างเม็ดเลือดแดง ทำให้เกิดภาวะโลหิตจาง ส่วนเม็ดเลือดขาวที่สร้างนั้น ก็เป็นเม็ดเลือดขาวตัวอ่อน จึงไม่สามารถต้านทานเชื้อโรคได้ จึงเป็นไข้บ่อย ซึ่งสาเหตุของการเกิดโรคลูคีเมีย มีหลายปัจจัย ทั้งพันธุกรรม กัมมันตภาพรังสี การติดเชื้อ เป็นต้น           อาการของผู้ป่วย ลูคีเมีย จะแสดงออกมาในหลายรูปแบบ เช่น มีไข้สูง เป็นหวัดเรื้อรัง หน้ามืด วิงเวียนศีรษะ อ่อนเพลีย ตัวซีด เซลล์ลูคีเมียจะไปสะสมตามอวัยวะต่าง ๆ เช่น ตับ ม้าม ต่อมน้ำเหลือง ทำให้เกิดอาการบวมโต บางคนเป็นรุนแรง ทำให้ถึงแก่ชีวิตได้           การรักษา โรคลูคีเมีย ทำได้โดยให้ยาปฏิชีวนะ เพื่อลดจำนวนเม็ดเลือดขาว หรืออาจใช้เคมีบำบัด เพื่อให้ไขกระดูกกลับมาทำหน้าที่ตามปกติ  โรคเบาหวาน           โรคเบาหวาน คือ ภาวะที่ร่างกายมีระดับน้ำตาลในเลือดสูงกว่าปกติ เนื่องจากขาดฮอร์โมนอินซูลิน ทั้งนี้โรคเบาหวาน ถือเป็นโรคเรื้อรังชนิดหนึ่ง และเป็น โรคทางพันธุกรรม โดยหากพ่อแม่เป็นเบาหวาน ก็อาจถ่ายทอดไปถึงลูกหลานได้และนอกจากพันธุกรรมแล้ว สิ่งแวดล้อม วิธีการดำเนินชีวิต การรับประทานอาหาร ก็มีส่วนทำให้เกิดโรคเบาหวานได้เช่นกัน           อาการทั่วไปของผู้ที่เป็น โรคเบาหวาน คือจะปัสสาวะบ่อย เนื่องจากน้ำตาลที่ออกมาทางไตจะดึงเอาน้ำจากเลือดออกมาด้วย จึงทำให้มีปัสสาวะมากกว่าปกติ เมื่อถ่ายปัสสาวะมาก ก็ทำให้รู้สึกกระหายน้ำ ต้องคอยดื่มน้ำบ่อย ๆ และด้วยความที่ผู้ป่วย โรคเบาหวาน ไม่สามารถนำน้ำตาลมาเผาผลาญเป็นพลังงาน จึงหันมาเผาผลาญกล้ามเนื้อและไขมันแทน ทำให้ร่างกายผ่ายผอม ไม่มีไขมัน กล้ามเนื้อฝ่อลีบ อ่อนเปลี้ย เพลียแรง นอกจากนี้ การมีน้ำตาลคั่งอยู่ในอวัยวะต่าง ๆ จึงทำให้อวัยวะต่าง ๆ เกิดความผิดปกติ และนำมาซึ่งภาวะแทรกซ้อนมากมาย โดยเฉพาะ โรคไตวายเรื้อรัง, หลอดเลือดตีบตีน, อัมพฤกษ์ อัมพาต, ต้อกระจก, เบาหวานขึ้นตา ฯลฯ  การป้องกันโรคทางพันธุกรรม           โรคทางพันธุกรรม ไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ เนื่องจากกจะติดตัวไปตลอดชีวิต ทำได้แต่เพียงบรรเทาอาการไม่ให้เกิดขึ้นมากเท่านั้น ดังนั้นการป้องกัน โรคทางพันธุกรรม ที่ดีที่สุด คือ ก่อนแต่งงาน รวมทั้งก่อนมีบุตร คู่สมรสควรตรวจร่างกาย กรองสภาพทางพันธุกรรมเสียก่อน เพื่อทราบระดับเสี่ยง อีกทั้งโรคทางพันธุกรรม บางโรค สามารถตรวจพบได้ในช่วงก่อนตั้งครรภ์ จึงเป็นทางหนึ่งที่จะช่วยให้ทารกที่จะเกิดมา มีความเสี่ยงในการเป็นโรคทางพันธุกรรมน้อยลง