ธาตุและสารประกอบ

ก่อนที่เราจะเรียนเรื่องธาตุและสารประกอบ ครูขอทบทวนเนื้อหาเกี่ยวกับ เรื่องสารและสสารก่อน เพื่อเป็นการปูพื้นฐานความเข้าใจกันสักเล็กน้อย...

• สสาร (Matter) หมายถึง สิ่งที่มีตัวตน มีมวล ต้องการที่อยู่ และสัมผัสได้ เช่น ก๋วยเตี๋ยวหนึ่งชาม ก้อนหินหนึ่งก้อน
• สาร (Substance) หมายถึง สิ่งที่มีตัวตน มีมวล ต้องการที่อยู่ สัมผัสได้ และทราบสมบัติที่แน่นอน เช่น เหล็ก น้ำ อากาศ เป็นต้น หรือเป็นสสารที่ทราบสมบัติแล้วนั่นเอง
• สถานะของสาร มี 3 สถานะคือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ
• สมบัติของสาร แบ่งออกเป็นสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมี
• สมบัติทางกายภาพ คือ สมบัติที่บอกถึงสี กลิ่น รส การละลาย ความหนาแน่น จุดหลอมเหลว จุดเดือด เป็นต้น
• สมบัติทางเคมี คือ สมบัติของการเปลี่ยนแปลงที่ให้สารใหม่ที่มีสมบัติต่างจากสารเดิม เช่น การเผาไหม้ของไม้ขีดไฟ การเกิดสนิม เป็นต้น

          ในชีวิตประจำวันของเราจำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับสารต่างๆ มากมาย เช่น เกลือ น้ำตาล ยาสีฟัน อากาศ เป็นต้น นักเรียนคงทราบมาแล้วว่า... เราสามารถจำแนกสารออกเป็นหมวดหมู่ตามสมบัติต่างๆ ได้ แต่โดยส่วนใหญ่นักเคมีจะจำแนกสารตามลักษณะของเนื้อสารเป็นเกณฑ์ ดังภาพต่อไปนี้

ภาพที่ 1 การจำแนกสารตามลักษณะของเนื้อสารเป็นเกณฑ์

          จากภาพที่ 1 นักเรียนคงทราบแล้วใช่ไหมว่า ธาตุและสารประกอบเป็นสารบริสุทธิ์ ซึ่ง สารบริสุทธิ์ คือ สารเนื้อเดียวที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวหรือสารชนิดเดียว มีจุดเดือดคงที่ จุดหลอมเหลวคงที่ มีความหนาแน่นคงที่ มีอัตราส่วนขององค์ประกอบที่สม่ำเสมอ

อ้างอิง http://www.atom.rmutphysics.com/charud/oldnews/0/286/16/2/compound/Content_01.html

ห่วงโซ่อาหาร

ห่วงโซ่อาหาร

คือการกินกันของสิ่งมีชีวิต ทำให้สารอาหารและพลังงานถ่ายทอดไปในหมู่สิ่งมีชีวิตและตกลงสู่สิ่งแวดล้อม

ชนิดของห่วงโซ่อาหารได้แก่

1. Decomposition food chain เป็นห่วงโซ่อาหารที่เร่มต้นจากการย่อยสลายซากอินทรีย์โดยพวก

จุลินทรีย์ ได้แก่ เห็ดรา แบคทีเรีย และ Detritivorous animals เป็นระบบนิเวศที่มีสายใยอาหารของ

ผู้ย่อยสลายมากกว่า เช่น

ซากพืชซากสัตว ์ ไส้เดือนดิน  นก  งู

2. Parasitism food chain เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากภาวะปรสิต ตัวอย่างเช่น

ไก่  ไรไก่  โปรโตซัว  แบคทีเรีย

3. Predation food chain เป็นห่วงโซ่อาหารที่เป็นการกินกันของสัตว์ผู้ล่า (สัตว์กินพืช สัตว์กินเนื้อ)
อาจเป็นพวกขูดกิน (Grazing food chain) ซึ่งห่วงโซ่เริ่มต้นที่สัตว์พวกขูดกินอาหาร เช่น หอยทาก
และสัตว์กินพืชอื่นๆ เช่นสัตว์เคี้ยวเอื้อง
4. Mix food chain เป็นห่วงโซ่อาหารแบบผสม โดยมีการกินกัน และมีปรสิต เช่น

สาหร่ายสีเขียว  หอยขม  พยาธิใบไม้

 นก

.สายใยอาหาร

ในระบบนิเวศหนึ่งๆ จะมีสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิต

และมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ที่สำคัญคือการเป็นอาหาร

ทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานในโมเลกุลของอาหารต่อเนื่องเป็นลำดับจากพืช ซึ่ง

เป็นผู้ผลิต ( Producer ) สู่ผู้บริโภค ( Herbivore ) ผู้บริโภคสัตว์ ( Carnivore ) กลุ่มผู้บริโภคทั้งพืชและ

สัตว์ ( Omnivore ) และผู้ย่อยสลายอินทรียสาร ( Decomposer ) ตามลำดับในห่วงโซ่อาหาร

( Food Chain ) ในระบบนิเวศธรรมชาติระบบหนึ่งๆ จะมีห่วงโซ่อาหารสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนหลายห่วง

โซ่ เป็นสายใยอาหาร ( Food Web )

ระหว่างสิ่งมีชีวิตในสายใยอาหารในแผนภาพจะเห็นว่าเป็นความสัมพันธ์ที่เป็นการแก่งแย่งกันระหว่างสิ่งมีชีวิตแต่ละ
สปีซีส์ คือ เป็นเหยื่อกับผู้ล่าเหยื่อ ( Prey – Predator Interaction ) ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่มีฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์
์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์

ไลเคนส์เป็นสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด คือ รากับสาหร่ายสีเขียว การอยู่ร่วมกันนี้ทั้งสาหร่ายและราต่างได้รับประโยชน์ กล่าวคือ

สาหร่ายสร้างอาหารเองได้แต่ต้องอาศัยความชื้นจากรา ราก็ได้อาศัยอาหารที่สาหร่ายสร้างขึ้นและให้ความชื้นแก่
สาหร่าย ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่อาศัยอยู่ร่วมกันชั่วคราวหรือตลอดไป และต่างฝ่ายต่างได้ประโยชน์
เรียกว่า ภาวะทีพึ่งพากัน ( Mutualism )

แบคทีเรีย พวกไรโซเบียม ( Rhizobium ) ที่อาศัยอยู่ที่ปมรากพืชตระกูลถั่ว โดยแบคทีเรียจับไนโตรเจนในอากาศ

แล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนเตรตที่พืชนำไปใช้ ส่วนแบคทีเรียก็ได้พลังงานจากการสลายสารอาหารที่มีอยู่ในรากพืช
นอกจากนี้ความสัมพันธ์ระหว่างซีแอนีโมนีกับปูเสฉวน มดดำกับเพลี้ยก็เป็นความสัมพันธ์แบบพึ่งพาฝ่ายหนึ่งได้รับ
ประโยชน์เพียงฝ่ายเดียว แต่อีกฝ่ายหนึ่งไม่เสียประโยชน์แต่อย่างใด เช่น เหาฉลามเกาะอยู่บนปลาฉลาม
พืชที่เจริญบนต้นไม้ใหญ่ เช่น เฟิร์น พลูด่าง กล้วยไม้ เถาวัลย์ ที่เลื้อยพันอยู่กับต้นไม้ใหญ่เฉพาะบริเวณเปลือกของลำต้น
เพื่ออาศัยความชื้นและแร่ธาตุบางอย่างจากเปลือกต้นไม้เท่านั้น โดยต้นไม้ใหญ่ไม่เสียประโยชน์เรียกความสัมพันธ์เช่นน
ี้ว่า ภาวะอ้างอิง ( Commensalism ) 
ฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์ คือความสัมพันธ์ที่เรียกว่า ภาวะปรสิต ( Parasitism ) เช่น
เห็บที่อาศัยที่ผิวหนังของสุนัข สุนัขเป็นผู้ถูกอาศัย ( Host ) ถูกเห็บสุนัขดูดเลือดจึงเป็นฝ่ายเสียประโยชน์ ส่วนเห็บซึ่ง
เป็นปรสิต ( Parasite ) ได้รับประโยชน์คือได้อาหารจากเลือดของสุนัข
ภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ยังเป็นที่อาศัยของปรสิตหลายชนิด เช่น พยาธิใบไม้ในตับ พยาธิไส้เดือน พยาธิตัวตืด
ในทางเดินอาหาร เป็นต้น
กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ย่อยสลายอินทรียสาร ได้แก่ แบคทีเรีย เห็ด รา จะสร้างสารออกมาย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิต บางส่วน
ของสารที่ย่อยแล้วจะถูกดูดกลับไปใช้ในการดำรงชีวิต ด้วยกระบวนการดังกล่าวทำให้ซากสิ่งมีชีวิตเน่าเปื่อยย่อยสลาย
เป็นอนินทรียสารกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อม ความสัมพันธ์แบบนี้เรียกว่า ภาวะมีการย่อยสลาย ( Saprophytism )

อ้างอิงจาก http://student.nu.ac.th/u46410197/lesson%205.htm

ระบบนิเวศ

ระบบนิเวศ 

ระบบนิเวศ
      ระบบนิเวศ (Ecosystem) หมายถึง หน่วยพื้นที่หนึ่งประกอบด้วยสังคมของ
สิ่งมีชีวิตกับ สิ่งแวดล้อมทำหน้าที่ร่วมกัน
     ระบบนิเวศเป็นระบบที่แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดของสิ่งมีชีวิต และสิ่งแวดล้อม โดยการลำดับขั้นของการกินแบบต่าง ๆ ตลอดจนการหมุนเวียน
ของสารแร่ธาตุและการถ่ายทอดพลังงาน จนทำให้เกิดองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต
เป็นระบบที่มีลักษณะต่าง ๆ กัน ระบบนิเวศเป็นกลไกควบคุมสังคมของสิ่งมีชีวิต
ต่าง ๆ ที่เกิดมาจากความสัมพันธ์ต่อกันทั้งส่วนที่เป็นสิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต
ดังนั้นระบบนิเวศประกอบไปด้วย
          1. หน่วยพื้นที่
          2. องค์ประกอบที่มีชีวิต (Biotic component)
          3. องค์ประกอบที่ไม่มีชีวิต (Abiotic component)
          4. ความสัมพันธ์ต่อกันระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม (ทั้งมีชีวิตและไม่มีชีวิต)

ประเภทของระบบนิเวศ
การจำแนกระบบนิเวศสามารถจำแนกได้เป็นหลายแบบ ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่ใช้
แบ่ง ได้แก่
1. การจำแนกโดยลักษณะทางภูมิศาสตร์เป็นเกณฑ์ สามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ
     1) ระบบนิเวศพื้นดิน (Terrestrial Ecosystem) เช่น ระบบนิเวศป่าดิบเขา, ระบบนิเวศป่าชายเลน, ระบบนิเวศป่าเต็งรัง, ระบบนิเวศทุ่งหญ้า, ระบบนิเวศทะเล
ทราย, ระบบนิเวศป่าดิบชื้นเขตศูนย์สูตร
     2) ระบบนิเวศน้ำ (Aquatic Ecosystem) เช่น ระบบนิเวศน้ำจืด, ระบบนิเวศน้ำเค็ม, ระบบนิเวศน้ำกร่อย
2. การจำแนกโดยใช้แบบแผนของการถ่ายทอดพลังงานและสารอาหาร แบ่งออกเป็น
3 แบบ คือ
     1) ระบบนิเวศอิสระ (Lsolated Ecosystem) คือ ระบบนิเวศที่ไม่มีการถ่ายเท
สารอาหารและพลังงานระหว่างภายในระบบนิเวศกับสิ่งแวดล้อมภายนอกเป็นระบบ
นิเวศ ที่ไม่มีในธรรมชาติ แต่นักนิเวศวิทยาพยายามคิดค้นขึ้น
     2) ระบบนิเวศแบบปิด (Closed Ecosystem) คือระบบนิเวศที่มีเฉพาะการถ่ายเท
พลังงาน (แสงสว่าง) แต่ไม่มีการถ่ายเทสารอาหารระหว่างภายในระบบกับภายนอก
ระบบนิเวศ เป็นระบบนิเวศที่มนุษย์สร้างขึ้น ไม่มีในธรรมชาติ เช่น ตู้ปลา
     3) ระบบนิเวศแบบเปิด (Open Ecosystem) เป็นระบบนิเวศที่มีทั้งการถ่ายเทสาร
อาหารและพลังงานระหว่างระบบภายนอกกับระบบนิเวศภายใน เช่น สระน้ำ
ทุ่งหญ้า ป่าไม้
3. จำแนกโดยใช้ขนาดพื้นที่ของระบบนิเวศนั้นสามารถแบ่งได้เป็น 2 ขนาด คือ
     1) ระบบนิเวศขนาดใหญ่ เช่น ป่าเบญจพรรณ ทะเลสาบ มหาสมุทร ทุ่งหญ้า เป็นต้น
     2) ระบบนิเวศขนาดเล็ก เช่น แอ่งน้ำในล้อยางรถยนต์เก่า กิ่งไม้ผุในป่า เป็นต้น
4. จำแนกโดยใช้ลักษณะการนำมาประยุกต์ใช้ประโยชน์ต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและ
การดำรงชีพ สามารถแบ่งได้ดังนี้
     1) ระบบนิเวศสมบูรณ์ หมายถึง ระบบนิเวศที่มีองค์ประกอบครบทั้งส่วนที่เป็น
กลุ่มสิ่งมีชีวิต ซึ่งได้แก่ ผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย และกลุ่มที่เป็นปัจจัย
ทางกายภาพ เช่น แสง ความชื้น อากาศ เป็นต้น ระบบนิเวศส่วนใหญ่ใน
ธรรมชาติจะเป็นแบบนี้ เช่น สระน้ำ ป่าผลัดใบ
     2) ระบบนิเวศไม่สมบูรณ์ หมายถึง ระบบนิเวศที่มีองค์ประกอบไม่ครบอาจขาด
ปัจจัย บางส่วนในระบบนิเวศนั้น เช่น บริเวณเขตทะเลลึกที่แสงส่องไม่ถึงใน
ที่แสงส่องไม่ถึง พบหลายแห่งในประเทศไทย เช่น เทือกเขาบูโด จังหวัดนราธิวาส
เทือกเขาในเขตอุทยานแห่งชาติทุ่งแสลงหลวง จังหวัดพิษณุโลก ถ้ำค้างคาว
ร้อยล้าน จังหวัดราชบุรี ถ้ำผาปู่ จังหวัดเลย เป็นต้น ในบริเวณที่เป็นระบบนิเวศ ไม่สมบูรณ์นี้ส่วนใหญ่จะไม่มีผู้ผลิต โดยเฉพาะพืช ดังนั้นการมีชีวิตอยู่ของ
ผู้บริโภคในเขตระบบนิเวศแบบนี้ต้องกินซากอินทรีย์จากการตกตะกอนหรือออกไป
กินในบริเวณอื่น เช่น พวกค้างคาวที่อาศัยในถ้ำ แต่ไปหากินที่อื่น เป็นต้น

บทบาทของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ
ในระบบนิเวศสิ่งมีชีวิตจะมีบทบาทแตกต่างกัน ซึ่งสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
1.ผู้ผลิต (Producer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารได้ เช่น พืชที่มีสารสีใน
การสังเคราะห์แสง (คลอโรฟิลล์ แคโรทีน แซนโทฟิลล์) เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มที่สามารถ
สร้างอาหารได้เองนี้ว่า ออโตโทรฟ (Autotroph) เช่น แพลงตอนพืช แบคทีเรียบางชนิด
ที่สังเคราะห์แสงได้ พืชทุกชนิด สิ่งมีชีวิตเหล่านี้โดยเฉพาะพืชใบเขียว สร้างอาหาร
ขึ้นมาจากสารประกอบอนินทรีย์โมเลกลุเล็ก ให้เป็นสารประกอบที่มีพลังงานสูง พวกคาร์โบไฮเดรตและสารอื่น ๆ โดยกลไกจากการสังเคราะห์แสง ผลผลิต
ที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสงนี้ คือ คาร์โบไฮเดรท จะเป็นสารอาหาร
ที่ให้พลังงานแก่สิ่งมีชีวิตอื่นที่ได้รับเข้าไปในรูปของอาหาร และก๊าซออกซิเจนจาก
ปฏิกิริยานี้จะเป็นก๊าซที่คายออกทางใปากใบของพืชแล้วแพร่ไปในบรรยากาศ ซึ่งมีประโยชน์ทั้งต่อมนุษย์และระบบนิเวศในหลายกรณี
2. ผู้บริโภค (Consumer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง ต้องได้รับ
อาหารโดยกินผู้ผลิต เรียกสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้ว่า เฮเทโรโทรฟ (Heterotroph) เช่น
แพลงตอนสัตว์ สัตว์ต่าง ๆ ทั้งช้าง ม้า วัว ควาย หมี นก ผีเสื้อ ฯลฯ เนื่องจาก
สิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้บริโภคนี้มีจำนวนมากและแต่ละชนิดก็มีลักษณะการบริโภคที่
แตกต่างกัน ดังนั้นเราจึงสามารถแบ่งผู้บริโภคออกเป็นกลุ่ม ๆ โดยยึดชนิดของ
อาหารที่กินเป็นเกณฑ์ ซึ่งจำแนกผู้บริโภคได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
          พวกกินพืช (Herbivore) เช่น กระต่าย วัว ม้า ช้าง ผีเสื้อ เลียงผา
          พวกกินสัตว์ (Carnivore) เช่น เสือ เหยี่ยว กบ ลิ่น นกแต้วแล้ว
          พวกกินทั้งพืชและสัตว์ (Omnivore) เช่น นกบางชนิดที่กินทั้งแมลงและ
เมล็ดพืชได้แก่ นกหัวขวาน นกกระทาทุ่ง
3. ผู้ย่อยสลาย(Decomposer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ดำรงชีวิตและได้พลังงานมาใช้ด้วย
การย่อยสลายอินทรีย์สารแล้วดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย เช่น พวกสิ่งมีชีวิตในกลุ่มเห็ดรา
(Fungi) และแบคทีเรียที่สร้างอาหารเองไม่ได้ 

ในระบบนิเวศธรรมชาติสิ่งมีชีวิตทั้งกลุ่มผู้ผลิต กลุ่มผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย
ทำให้เกิดกลไกความสัมพันธ์ต่อกันในเชิงระบบ ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
ซึ่งสามารถอธิบายความสัมพันธ์ที่มีต่อกันนั้นได้โดยผ่านทางกลไก 3 ประการ ได้แก่
1. ห่วงโซ่อาหาร คือ การกินกันอย่างเป็นลำดับขั้น เรียกแต่ละลำดับขั้นนั้นว่า ระดับอาหาร และจะมีลำดับการกินต่อกันเป็นทอด ๆ สามารถแสดงความสัมพันธ์
์ของแต่ละระดับอาหารที่กินกันเป็นทอด ๆ นี้ได้โดยห่วงโซ่อาหาร (Food chain) และสายใยอาหาร (Food web)
2. การถ่ายทอดพลังงาน คือ การถ่ายทอดพลังงานจากอาหารการกินกันอย่าง
เป็นลำดับขั้นพลังงานที่ถ่ายทอดไปตามระดับอาหาร  การถ่ายทอดพลังงาน
จากระดับอาหารต้นไปสู่ระดับอาหารท้ายนั้นระดับพลังงานจะลดน้อยลงไปเรื่อย ๆ ตามลำดับการกิน
3. วัฏจักรสารอาหารในระบบนิเวศ คือ ผลพวงที่เกิดมาจากการย่อยสลายของ
กลุ่มผู้ย่อยสลายในระบบนิเวศ ทำให้เกิดการหมุนเวียนถ่ายเทสารอาหาร
ที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ซึ่งจะปรากฏในรูปแบบของการหมุนเวียน
ของธาตุต่าง ๆ โดยแต่ละธาตุมีการหมุนเวียนแตกต่างกัน โดยวัฏจักรสารอาหาร
สามารถแบ่งเป็น 3 กลุ่มคือ
     3.1 การหมุนเวียนของสารประกอบ ได้แก่ วงจรของน้ำ
     3.2 การหมุนเวียนของธาตุที่เป็นก๊าซ ได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโดรเจน
     3.3 การหมุนเวียนของธาตุที่สะสมอยู่บนผิวโลกพบในลักษณะการตก
ตะกอนการละลาย การสะสมในรูปแบบต่าง ๆ และถูกปล่อยออกมาด้วย
กระบวนการกัดกร่อน ได้แก่ ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ โพแทสเซียม ฯลฯ
       

อ้างอิงจาก http://reg.ksu.ac.th/teacher/anurak/Lesson2.htm

สารเคมีภายในเซลล์

ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ  ในขณะหนึ่งมีการเกิดปฏิกิริยาเคมีเป็นพันๆปฏิกิริยาเราเรียกปฏิกิริยาเคมี ทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในเซลล์สิ่งมีชีวิตว่า เมตาบอลิซึม (Metabolism) ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาการสลายสารอาหาร ปฏิกิริยาการสังเคราะห์สารต่างๆจากวัตถุดิบ ปฏิกิริยาการทำลายของเสียและการสะสมสารอาหารของสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้ต้องอาศัยพลังงาน นอกจากสารอาหารแล้วสิ่งมีชีวิตยังต้องการพลังงานที่ได้จากปฏิกิริยาเคมีภาย ในเซลล์เพื่อให้ตนเองสามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ ดังนั้นเมตาบอลิซึมจึงจำเป็นสำหรับการมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย

ปฏิกิริยาเคมีทั้งหลายไม่ว่าจะเกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิตหรือภายนอกสิ่งมีชีวิตย่อมดำเนินไปตามกฎเกณฑ์เดียวกัน แต่สิ่งมีชีวิตยังมีกลไกบางอย่างที่ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงเหตุการณ์ที่ไม่เหมาะสมกับชีวิต 2 ประการ คือ

1 . ต้องมีกลไกที่จะหลีกเลี่ยงพลังงานกระตุ้นที่สูงเกินกว่าความต้านทานของเซลล์ 

2. ต้องมีกลไกควบคุมการปล่อยพลังงาน เพื่อมิให้พลังงานทั้งหมดถูกปล่อยออกมารวดเร็ว เพราะนอกจากพลังงานในบริเวณนี้จะทำอันตรายต่อเซลล์ในชั่วพริบตาแล้ว ยังไม่สามารถจะนำไปใช้ประโยชน์ได้ทันท่วงทีอีกด้วย เซลล์ต้องมีวิธีควบคุมการปล่อยพลังงานเพื่อมิให้พลังงานที่ปล่อยออกมานั้น เป็นอันตรายต่อเซลล์

ปฏิกิริยาเคมีของสิ่งมีชีวิตไม่ว่าจะเป็นการสังเคราะห์ด้วยแสง การสลายสารอาหารล้วนแล้วแต่เกิดได้โดยอาศัยเอนไซม์ทั้งสิ้น เอนไซม์นี้เองทำให้ปฏิกิริยาเคมีในเซลล์เกิดขึ้นโดยไม่ต้องอาศัยพลังงาน กระตุ้นมากเท่าที่ควร การปลดปล่อยพลังงานในเซลล์จะมีปฏิกิริยาหลายขั้นตอนเพื่อให้เป็นไปทีละน้อย โดยไม่เป็นอันตรายต่อเซลล์

เมื่อสิ่งมีชีวิตกินอาหารเข้าไป สารอาหารจะถูกย่อยและดูดซึมเข้าสู่ส่วนต่างๆของร่างกายในรูปของกรดอะมิโน เพปไทด์สายสั้น กรดไขมัน มอโนแซ็กคาไรด์วิตามินและแร่ธาตุต่างๆเพื่อส่งไปยังเซลล์ต่างๆภายในร่างกาย สารเคมีต่างๆ หลังจากถูกลำเลียงเข้าสู่เซลล์ก็จะถูกนำไปใช้สร้างสารโมเลกุลใหญ่อื่นๆหรือ สร้างพลังงานที่เซลล์ต้องการโดยผ่านปฏิกิริยาเคมีหลายขั้นตอน ปฏิกิริยาเคมีในสิ่งมีชีวิตเป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโมเลกุลของ สารตั้งต้นชนิดหนึ่งหรือหลายชนิด ระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเคมีจะมีการสลายพันธะระหว่างอะตอมภายในโมเลกุลและสร้าง พันธะใหม่ขึ้น ทำให้มีการจัดเรียงตัวกันใหม่ของอะตอมได้เป็นสารผลิตภัณฑ์ซึ่งเป็นสารใหม่ ที่มีคุณสมบัติแตกต่างไปจากสารตั้งต้น การสลายและการสร้างพันธะระหว่างที่เกิดปฏิกิริยาเคมีนี้เองทำให้ปฏิกิริยา เคมีมีส่วนเกี่ยวข้องกับการใช้และคายพลังงาน

ที่มา: http://prthai.com/articledetail.asp?kid=6519

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์สัตว์ ซึ่งเกิดในวัยเจริญพันธุ์ ของสิ่งมี ชีวิต โดยพบในอัณฑะ ( testes), รังไข่ ( ovary), และเป็นการแบ่ง เพื่อสร้างสปอร์ ( spore) ในพืช ซึ่งพบในอับละอองเรณู ( pollen sac) และอับสปอร์ ( sporangium) หรือโคน ( cone) หรือในออวุล ( ovule)

มีการลดจำนวนชุดโครโมโซมจาก 2n เป็น n ซึ่งเป็นกลไกหนึ่งที่ช่วยให้จำนวนชุดโครโมโซมคงที่ ในแต่ละสปีชีส์ ไม่ว่าจะเป็นโครโมโซม ในรุ่นพ่อ - แม่ หรือรุ่นลูก - หลานก็ตาม

มี 2 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้

1. ไมโอซิส I (Meiosis - I)

             ไมโอซิส I (Meiosis - I) หรือ Reductional division ขั้นตอนนี้จะมีการแยก homologous chromosome ออกจากกันมี 5 ระยะย่อย คือ

                                                     

ที่มา: www.myfirstbrain.com

Interphase- I

•  มีการสังเคราะห์ DNA อีก 1 เท่าตัว หรือมีการจำลองโครโมโซม อีก 1 ชุด และยังติดกันอยู่ ที่ปมเซนโทรเมียร์ ดังนั้น โครโมโซม 1 ท่อน จึงมี 2 โครมาทิด

Prophase - I

•  เป็นระยะที่ใช้เวลานานที่สุด

•  มีความสำคัญ ต่อการเกิดวิวัฒนาการ ของสิ่งมีชีวิตมากที่สุด เนื่องจากมีการแปลผัน ของยีนส์เกิดขึ้น

•  โครโมโซมที่เป็นคู่กัน (Homologous Chromosome) จะมาเข้าคู่ และแนบชิดติดกัน เรียกว่า เกิดไซแนปซิส (Synapsis) ซึ่งคู่ของโฮโมโลกัส โครโมโซม ที่เกิดไซแนปซิสกันอยู่นั้น เรียกว่า ไบแวเลนท์ (bivalent) ซึ่งแต่ละไบแวเลนท์มี 4 โครมาทิดเรียกว่า เทแทรด (tetrad) ในคน มีโครโมโซม 23 คู่ จึงมี 23 ไบแวเลนท์

•  โฮโมโลกัส โครโมโซม ที่ไซแนปซิสกัน จะผละออกจากกัน บริเวณกลางๆ แต่ตอนปลาย ยังไขว้กันอยู่ เรียกว่า เกิดไคแอสมา ( chiasma)

•  มีการเปลี่ยนแปลงชิ้นส่วนโครมาทิด ระหว่างโครโมโซมที่เป็นโฮโมโลกัสกัน กับบริเวณที่เกิดไคแอสมา เรียกว่า ครอสซิ่งโอเวอร์ ( crossing over) หรืออาจมีการเปลี่ยนแปลง ชิ้นส่วนของโครมาทิด ระหว่างโครโมโซม ที่ไม่เป็นโฮโมโลกัสกัน (nonhomhlogous chromosome) เรียกว่าทรานส-โลเคชัน (translocation) กรณีทั้งสอง ทำให้เกิดการผันแปรของยีน ( geng variation) ซึ่งทำให้เกิดการแปรผัน ของลักษณะสิ่งมีชีวิต  ( variation)

Metaphase - I

• ไบแวเลนท์จะมาเรียงตัวกัน อยู่ในแนวกึ่งกลางเซลล์ (โฮโมโลกัส โครโมโซม ยังอยู่กันเป็นคู่ๆ)

Anaphase - I

•  ไมโทติก สปินเดิล จะหดตัวดึงให้ โฮโมโลกัส โครโมโซม ผละแยกออกจากกัน

•  จำนวนชุดโครโมโซมในเซลล์ ระยะนี้ยังคงเป็น 2n เหมือนเดิม ( 2n เป็น 2n)

Telophase - I

•  โครโมโซมจะไปรวมอยู่ แต่ละขั้วของเซลล์ และในเซลล์บางชนิด ในระยะนี้ จะมีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียส มาล้อมรอบโครโมโซม และแบ่งไซโทพลาสซึม ออกเป็น 2 เซลล์ เซลล์ละ n แต่ในเซลล์บางชนิด จะไม่แบ่งไซโทพลาสซึม โดยจะมีการเปลี่ยนแปลง ของโครโมโซม เข้าสู่ระยะโพรเฟส II เลย

2. ไมโอซิส II (Meiosis - II)

ไมโอซิส II (Meiosis - II) หรือ Equational division ขั้นตอนนี้จะมีการแยกโครมาทิด ออกจากกันมี 4 - 5 ระยะย่อย คือ

                                                   

ที่มา: www.myfirstbrain.com

Interphase - II

•  เป็นระยะพักตัว ซึ่งมีหรือไม่ก็ได้ ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์

•  ไม่มีการสังเคราะห์ DNA หรือจำลองโครโมโซมแต่อย่างใด

Prophase - II

•  โครมาทิดจะหดสั้นมากขึ้น

•  ไม่มีการเกิดไซแนปซิส , ไคแอสมา , ครอสซิ่งโอเวอร์

Metaphase - II

•  โครมาทิดมาเรียงตัว อยู่ในแนวกึ่งกลางเซลล์

Anaphase - II

•  มีการแยกโครมาทิดออกจากกัน ทำให้จำนวนชุดโครโมโซมเพิ่มจาก n

•  เป็น 2n ชั่วขณะ

Telophase - II

•  มีการแบ่งไซโทพลาสซึม จนได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์ มีโครโมโซม เป็น n

•  ใน 4 เซลล์ที่เกิดขึ้นนั้น จะมียีนเหมือนกันอย่างละ 2 เซลล์ ถ้าไม่เกิดครอสซิ่งโอเวอร์ หรืออาจจะมียีนต่างกันทั้ง 4 เซลล์ ถ้าเกิดครอสซิ่งโอเวอร์ หรืออาจมียีนต่างกันทั้ง 4 เซลล์ถ้าเกิดครอสซิ่งโอเวอร์

เมื่อสิ้นสุดการแบ่งจะได้ 4 เซลล์ที่มีโครโมโซมเซลล์ละ n (Haploid) ซึ่งเป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์ตั้งต้น และเซลล์ที่ได้เป็นผลลัพธ์ ไม่จำเป็นต้องมีขนาดเท่ากัน

ขั้นตอนต่างๆในไมโอซิส

ระยะ	การเปลี่ยนแปลงสำคัญ
อินเตอร์เฟส I	จำลองโครโมโซมขึ้นมาอีก 1 เท่าตัว แต่ละโครโมโซม ประกอบด้วย 2 โครมาทิด
โปรเฟส I	โฮโมโลกัส โครโมโซม มาจับคู่แนบชิดกัน (synapsis) ทำให้มีกลุ่มโครโมโซม กลุ่มละ 2 ท่อน (bivalent) แต่ละกลุ่ม ประกอบด้วย 4 โครมาทิด(tetrad) และเกิดการแลกเปลี่ยน ชิ้นส่วนของโครมาทิด (crossing over)
เมตาเฟส I	คู่ของโฮโมโลกัส โครโมโซม เรียงตัวอยู่ตามแนวศูนย์ กลางของเซลล์
แอนาเฟส I	โฮโมโลกัส โครโมโซม แยกคู่ออกจากกัน ไปยังแต่ละข้างของขั้วเซลล์
ทีโลเฟส I	เกิดนิวเคลียสใหม่ 2 นิวเคลียส แต่ละนิวเคลียส มีจำนวนโครโมโซม เป็นแฮพลอยด์ (n)
อินเตอร์เฟส II	เป็นระยะพักชั่วครู่ แต่ไม่มีการจำลอง โครโมโซมขึ้นมาอีก
โปรเฟส II	โครโมโซมหดสั้นมาก ทำให้เห็นแต่ละโครโมโซม มี 2 โครมาทิด
เมตาเฟส II	โครโมโซมจะมาเรียงตัว อยู่แนวศูนย์กลางของเซลล์
แอนาเฟส II	เกิดการแยกของโครมาทิด ที่อยู่ในโครโมโซมเดียวกัน ไปยังขั้วแต่ละข้างของเซลล์ ทำให้โครโมโซม เพิ่มจาก n เป็น 2n
ทีโลเฟส II	เกิดนิวเคลียสใหม่เป็น 4 นิวเคลียส และแบ่งไซโทพลาสซึม เกิดเป็น 4 เซลล์ สมบูรณ์ แต่ละเซลล์ มีจำนวนโครโมโซม เป็นแฮพลอยด์ (n) หรือ เท่ากับครึ่งหนึ่ง ของเซลล์เริ่มต้น

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส

การแบ่งนิวเคลียสแบบ Mitosis

วัฏจักรเซลล์ (Cell cycle) เป็นการแบ่งตัวของเซลล์ครบ 1 รอบ สามารถแบ่งต่อไปได้ต่อเนื่องเป็นวัฏจักร พบในการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส

            ใน 1 วัฏจักรเซลล์ ประกอบด้วย 2 ขั้นตอนใหญ่ คือระยะ Interphase และ M Phase

1. Interphase เป็นระยะที่เตรียมพร้อมก่อนแบ่งนิวเคลียสและ Cytoplasm จะเห็นนิวเคลียสขนาดใหญ่ และนิวคลีโอลัสชัดเจน แบ่งเป็น

            G1 phase (ระยะก่อนสร้าง DNA) เป็นระยะที่นานที่สุดในเซลล์มนุษย์ มีการสังเคราะห์สารต่างๆ เซนโตรโซมแบ่งตัวเป็นสองชุด

            S phase (ระยะสร้าง DNA) เกิดการสังเคราะห์ DNA ที่มีอยู่ขึ้นมาอีกชุด (DNA replication) ระยะนี้ปริมาณ DNA เพิ่มเป็นสองเท่าแต่จำนวนแท่งโครโมโซมเท่าเดิม

            G2 phase (ระยะหลังสร้าง DNA) มีการเตรียมพร้อมเต็มที่ มีการสร้างออร์แกแนลล์ และสารต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการแบ่งเซลล์มากขึ้น

2. M-phase (Mitotic phase)

            ** Prophase เป็นระยะที่นานที่สุดใน M-phase

 ระยะ M (M-phase) เป็นระยะที่มีการแบ่งนิวเคลียส และแบ่งไซโทพลาสซึม ซึ่งโครโมโซม จะมีการเปลี่ยนแปลงหลายขั้นตอน ก่อนที่จะถูกแบ่งแยกออกจากกัน ประกอบด้วย 4 ระยะย่อย คือ โพรเฟส เมทาเฟส แอนาเฟส และเทโลเฟส

ในเซลล์บางชนิด เช่น เซลล์เนื้อเยื่อเจริญของพืช เซลล์ไขกระดูก เพื่อสร้างเม็ดเลือดแดง เซลล์บุผิว พบว่า เซลล์จะมีการแบ่งตัว อยู่เกือบตลอดเวลา จึงกล่าวได้ว่า เซลล์เหล่านี้ อยู่ในวัฏจักรของเซลล์ตลอด แต่เซลล์บางชนิด เมื่อแบ่งเซลล์แล้ว จะไม่แบ่งตัวอีกต่อไป นั่นคือ เซลล์จะไม่เข้าสู่วัฏจักรของเซลล์อีก เข้าสู่ G0 จนกระทั่งเซลล์ชราภาพ ( cell aging) และตายไป ( cell death) ในที่สุด แต่เซลล์บางชนิด จะพักตัวหรืออยู่ใน G0 ชั่วระยะเวลาหนึ่ง ถ้าจะกลับมาแบ่งตัวอีก ก็จะเข้าวัฏจักรของเซลล์ต่อไป

ขั้นตอนต่างๆของโมโทซิส

1. ระยะอินเตอร์เฟส ( interphase)

•  เป็นระยะที่เซลล์เติบโตเติมที่

•  เซลล์มีการเปลี่ยนแปลง ทางเคมีมากที่สุด หรือมีเมทาบอลิซึมสูงมาก จึงเรียก Metabolic stage    

•  ใช้เวลานานที่สุด ดังนั้น ถ้าศึกษาการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส จากกล้องจุลทรรศน์ จะพบเซลล์ปรากฏ อยู่ในระยะนี้มากที่สุด

•  โครโมโซม มีลักษณะเป็นเส้นใยยาวขดไปมา เรียกว่า เส้นใยโครมาทิน ( chromation)

•  มีการสังเคราะห์ DNA ขึ้นมาอีก 1 เท่าตัว หรือมีการจำลองโครโมโซมอีก 1 ชุด แต่ยังติดกันอยู่ ที่ปมเซนโทรเมียร์ ( centromere) หรือไคเนโตคอร์ ( kinetochore) ดังนั้นโครโมโซม 1 แท่ง จะมี 2 ขา เรียกแต่ละขานั้น เรียกว่า โครมาทิด ( chromatid) โดยโครมาทิดทั้งสองขา ของโครโมโซมท่อนเดียวกัน เรียกว่า sister chromatid ดังนั้น ถ้าโครโมโซมในเซลล์ 8 แท่งก็จะมี 16 โครมาทิด หรือในคนเรา มีโครโมโซม 46 แท่ง ก็จะมี 92 โครมาทิด

•  ระยะนี้ โครโมโซมจะมีความยาวมากที่สุด

2. ระยะโฟรเฟส ( prophase)   

•  ระยะนี้โครมาทิดจะหดตัว โดยการบิดเป็นเกลียวสั้นลง ทำให้เห็นได้ชัดเจนมากขึ้นว่า โครโมโซม 1 แท่งมี 2 โครมาทิด

•  เยื่อหุ้มนิวเคลียส และนิวคลีโอลัสสลายไป

•  เซนทริโอล ( centrioles) ในเซลล์สัตว์ และโพรติสท์บางชนิด เช่น สาหร่าย รา จะเคลื่อนที่ แยกไปอยู่ตรงข้ามกัน ในแต่ละขั้วเซลล์ และสร้างเส้นใยโปรตีน (microtubule) เรียกว่า ไมโทติก สปินเดิล ( mitotic spindle) และสปินเดิล ไฟเบอร์ (spindle fiber) ไปเกาะที่เซนโทรเมียร์ ของทุกโครมาทิก ดังนั้น รอบๆ เซนโทรโอล จึงมีไมโทติก สปินเดิล ยื่นออกมาโดยรอบมากมาย เรียกว่า แอสเทอร์ ( Aster) สำหรับใช้ในเซลล์พืช ไม่มีเซนทริโอล แต่มีไมโทติก สปินเดิล การกระจายออก จากขั้วที่อยู่ตรงข้ามกัน ( polar cap)

** ข้อควรทราบพิเศษ ระยะโฟรเฟสนี้ พบว่า ในเซลล์สัตว์ จะมีเซนทริโอล 2 อัน หรือมีแอสเทอร์ 2 อัน

3. ระยะเมทาเฟส ( metaphase)

•  ระยะนี้ไมโทติก สปินเดิลจะหดตัว ดึงให้โครมาทิดไปเรียงตัวอยู่ในแนวกึ่งกลางเซลล์ ( equatorial plate)

•  โครมาทิดหดสั้นมากที่สุด จึงสะดวกต่อการเคลื่อนที่ ของโครมาทิดมาก

•  ระยะนี้เหมาะมากที่สุด ต่อการนับจำนวนโครโมโซม , จัดเรียงโครโมโซมเป็นคู่ๆ หรือที่เรียกว่าคาริโอไทป์ ( karyotype) หรือเหมาะต่อการศึกษารูปร่าง ความผิดปกติ ของโครโมโซม

•  ตอนปลายของระยะนี้ มีการแบ่งตัว ของเซนโทรเมียร์ ทำให้โครมาทิดพร้อมที่จะแยกจากกัน

4. ระยะแอนาเฟส ( anaphase)

•  ระยะนี้ไมโทติก สปินเดิล หดสั้นเข้า ดึงให้โครมาทิดแยกตัวออกจากกัน แล้วโครมาทิด จะค่อยๆ เคลื่อนไปยังแต่ละขั้ว ของเซลล์

•  โครโมโซม ในระยะนี้จะเพิ่มจาก 2n เป็น 4n

•  เป็นระยะเวลาที่ใช้สั้นที่สุด

•  ระยะนี้จะเห็นโครโมโซม มีรูปร่างคล้ายอักษรต ตัววี ( V), ตัวเจ ( J) และตัวไอ ( I) ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซนโทรเมียร์ ว่าอยู่กึ่งกลางของโครโมโซม หรือค่อนข้างปลาย หรือเกือบปลายสุด

5. ระยะเทโลเฟส ( telophase)

•  เป็นระยะสุดท้ายของการแบ่งเซลล์ โดยโครมาทิดที่แยกออกจากกัน จะเรียกเป็น โครโมโซมลูก ( daughter chromosome) ซึ่งจะไปรวมกลุ่มในแต่ละขั้วของเซลล์

•  มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียส ล้อมรอบโครโมโซม และนิวคลีโอลัสปรากฏขึ้น

•  ไมโทติก สปินเดิล สลายไป

•  มีการแบ่งไซโทพลาสซึมออกเป็น 2 ส่วน คือ 1. ในเซลล์สัตว์ จะเกิดโดย เยื่อหุ้มเซลล์จะคอดกิ่วจาก 2 ข้าง เข้าใจกลางเซลล์ จนเกิดเป็นเซลล์ 2 เซลล์ใหม 2. ในเซลล์พืช จะเกิดโดย กอลจิคอมเพลกซ์สร้างเซลลูโลส มาก่อตัวเป็นเซลล์เพลท ( cell plate) หรือแผ่นกั้นเซลล์ ตรงกลางเซลล์ ขยายไป 2 ข้างของเซลล์ ซึ่งต่อมาเซลล์เพลท จะกลายเป็นส่วนของผนังเซลล์

•  ผลสุดท้าย จะได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์ ที่มีขนาดเท่ากันเสมอ โดยนิวเคลียสของเซลล์ใหม่ มีองค์ประกอบ และสมบัติเหมือนกัน และมีสภาพเหมือนกับนิวเคลียส ในระยะอินเตอร์เฟส ของเซลล์เริ่มต้น

ที่มาของข้อมูล : http://student.nu.ac.th/phitsanu_edu/lesson/lesson_4.htm

การแก้ปัญหาการอ่านไม่ออกของนักเรียนบนพื้นที่สูง

คุณครูท่านใดที่สนใจ สามารถนำไปใช้กับนักเรียนของท่านได้ค่ะ หากได้ผลเป็นเช่นไร สามารถติชมเข้ามาได้นะคะ ผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่า แบบฝึกหัดเล่มนี้จะช่วยคุณครูหลายๆท่านนำพานักเรียนไปยังจุดหมายที่หวังเอาไว้ค่ะ เรามาร่วมกันทำให้เด็กไทยทุกคนเป็นเด็กที่เก่ง ดี และมีความสุขนะคะ สามารถโหลดได้ตามลิ้งค์ที่ให้ไว้เลยค่ะ

http://www.upload-thai.com/dl/44a4a36d6756ed2f5c3033a3b2f6e493