เว็บไซต์เพื่อการศึกษา เรื่องยีนและโครโมโซม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

วันพฤหัสบดีที่ 18 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

วัตถุประสงค์

วัตถุประสงค์

1. เพื่อสร้างเว็บไซต์เพื่อการศึกษา เรื่องยีนและโครโมโซม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

2. เพื่อให้นักเรียนมีผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนที่ดีขึ้น

3. เพื่อใช้เป็นสื่อเพื่อการเรียนการสอน

วิธีการใช้เว็บไซต์

1.วิธีการเสิร์ชหาเว็บไซต์เพื่อการศึกษายีนและโครโมโซม

1.1ทำการเปิดเว็บไซต์ที่บริการ http://www.google.com

1.2 พิมพ์“เว็บไซต์เพื่อการศึกษา เรื่องยีนและโครโมโซม ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6”ลงในช่อง text box แล้วกดค้นหา

1.3 ระบบจะทำการค้นหาเว็บไซต์ที่ตรงกับ keyword ที่ต้องการ และแสดงออกมาในรูปแบบของลิ้งค์พร้อมคำอธิบายประกอบ คลิ๊กเลือกดังรูป

2.เมนูต่างๆในการศึกษาเว็บไซต์เพื่อการศึกษายีนและโครโมโซม

2.1 หน้าแรกของเว็บไซต์เพื่อการศึกษา ยีนและโครโมโซม ชั้นประถมศึกษาปีที่ 6

2.2 เลื่อนเมาส์ หรือคลิ๊กแทบเลื่อน เพื่อเปลี่ยนหน้า

2.3 เมื่อจะเปลี่ยนหน้าให้กด 'หน้าแรก' หรือ 'บทความที่เก่ากว่า'

2.4 เมื่อจะทำแบบทดสอบให้คลิ๊ก 'CLICK HERE'

2.5 หน้าแรกของแบบทดสอบ ทั้งก่อนเรียนและหลังเรียน

แบบทดสอบก่อนเรียน

แบบทดสอบก่อนเรียน

> > >CLICK HERE< < <

วันอังคารที่ 15 ธันวาคม พ.ศ. 2558

จากความรู้เรื่องการถ่ายทอดพันธุกรรม ทำให้ทราบว่า
1. ยีนมี 2 ชุด และโครโมโซมก็มี 2 ชุด
2. ยีนและโครโมโซมสามารถถ่ายทอดไปสู่รุ่นลูกหลาน
3. ขณะที่มีการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส โครโมโซมมีการเข้าคู่กัน และแยกจากกันไปยังเซลล์ลูกที่เกิดขึ้นคนละเซลล์ ซึ่งลักษณะเดียวกันนี้เกิดขึ้นได้กับหลายยีน โดยมีการแยกตัวของแอลลีลทั้งสองไปยีงเซลล์สืบพันธุ์
4. การแยกตัวของโครโมโซมที่เป็นคู่กันไปยังเซลล์ขณะที่มีการแบ่งเซลล์แต่ละคู่นั้นดำเนินไปอย่างอิสระ เช่นเดียวกับการแยกตัวของแต่ละแอลลีลไปยังเซลล์สืบพันธุ์
5. ขณะเกิดการสืบพันธุ์ การรวมของเซลล์ไข่และสเปิร์มเกิดเป็นไซโกตเป็นไปอย่างสุ่ม ทำให้เกิดการรวมกันระหว่างชุดโครโมโซมจากเซลล์สืบพันธุ์ของพ่อกลับมารวมกันอีกครั้งกับแอลลีลในเซลล์สืบพันธุ์ของแม่ เมื่อมีการสืบพันธุ์ก็เป็นไปอย่างสุ่มเช่นกัน
6. ทุกเซลล์ที่พัฒนามาจากไซไกตจะมีโครโมโซมครึ่งหนึ่งจากแม่และอีกครึ่งหนึ่งจาหพ่อ ซึ่งยีนครึ่งหนึ่งก็มาจากแม่และอีกครั้งหนึ่งก็มาจากพ่อเช่นกัน ทำให้ลูกที่เกิดมามีลักษณะแปรผันไปจากพ่อและแม่

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส และการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

คู่ Homologous Chromosome และคู่ Sister Chromatid

คู่ Homologous Chromosome

- ขนาดเท่ากัน

- ยีนตำแหน่งตรงกัน

- alleles : ต่างหรือเหมือนก็ได้

- พบในระยะ Prophase I

คู่ Sister Chromatid

- ขนาดเท่ากัน

- ยีนตำแหน่งตรงกัน

- alleles : ต้องเหมือนกัน

- พบหลังจากระยะ Interphase

อ้างอิง

⚪ เอกสารประกอบการเรียน รายวิชาชีววิทยา WE BY THE BRAIN

⚪ หนังสือชีววิทยา สำหรับมัธยมปลาย BIO by TENT

⚪ http://www.student.chula.ac.th/~53437623/unit2.htm

⚪ http://www.maceducation.com/e-knowledge/2432209100/01.htm

การค้นพบสารพันธุกรรม

☁ จากที่ T.H. Morgan และคณะ ได้ค้นพบว่า ยีนที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ นั้น อยู่บนโครโมโซม ซึ่งโครโมโซมจะประกอบไปด้วย DNA กับโปรตีน นักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่าสารเคมีกำหนดลักษณะทางพันธุกรรมนั้น น่าจะเป็นสารพวกนี้

☁ วอลเตอร์ ซัตตัน เสนอว่า ยีนน่าจะอยู่บนโครโมโซม เพราะคุณสมบัติหลายประการคล้ายกัน เช่น การมี 2 ชุด, สามารถถ่ายทอดได้, มีการแยกออกจากกันใน meiosis, มีการรวมอย่างสุ่ม, แต่ละครึ่งได้มาจากพ่อหรือแม่ ต่อมามีการใช้สีฟุคซินย้อมติด DNA และพบว่าสีติดเยอะบริเวณโครโมโซม จึงสันนิษฐานว่า DNA คือสารพันธุกรรม

☁ ช่วงปี 1940 นักวิทยาศาสตร์ คิดว่าโปรตีนน่าเป็นสารพันธุกรรม เนื่องจากมีความหลากหลาย (heterogeneity) และมีหน้าที่จำเพาะ (specific function) แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ค่อยรู้จัก nucleic acid และมีโมเลกุล nucleic acid มีลักษณะที่เรียบง่าย (โปรตีนมี subunit 20 ชนิด, ส่วน nucleic acid มี subunit 4-5 ชนิด)

☁ การศึกษาสารพันธุกรรมโดย Frederick Griffith ใช้เชื้อแบคทีเรีย Pneumococcus (Streptococcus pneumoniae) ซึ่งเป็นเชื้อที่ทำให้เกิดโรค "ปอดบวม" โดยมี 2 สายพันธุ์ ได้แก่

III S (สายพันธุ์ S) มีแคปซูลห่อหุ้ม เป็นเชื้อสายพันธุ์รุนแรง ก่อโรคทำให้ถึงตาย

II R (สายพันธุ์ R) ไม่มีแคปซูลห่อหุ้ม เป็นเชื้อสายพันธุ์ไม่รุนแรง

Frederick Griffith

การทดลองของ F. Griffith

ข้อสรุปของการทดลอง

เซลล์แบคทีเรียที่ตายแล้ว สามารถถ่ายทอด ความสามารถบางอย่างให้กับแบคทีเรียที่มีชีวิตอยู่ได้

☁ ผลงานของ F. Griffith ทำให้เราค้นพบกระบวนการ Transformation ซึ่งเป็นการถ่ายทอดพันธุกรรมจากเซลล์แบคทีเรียที่ตายไป ไปให้อีกเซลล์หนึ่งได้

☁ ในปัจจุบัน Transformation หมายถึง กระบวนการนำ DNA จากภายนอกเซลล์แต่สมัยนู้น ยังไม่ทราบว่าสารพันธุกรรม เป็นสารประเภทใดกันแน่ ดังนั้นจึงมีนักวิทยาศาสตร์ศึกษาสารชีวโมเลกุล 3 ชนิด คือ DNA, RNA และโปรตีน

☁ ในปี 1944 นักวิทยาศาสตร์ 3 คน คือ Avery, McLeod และ McCarty ทำการทดลองเพื่อหาว่าสารชนิดใดกันแน่ คือ สารพันธุกรรมโดยใช้เวลา 14 ปี

Maclyn McCarty Colin Munro MacLeod Oswald Theodore Avery

การทดลองของ Avery, McLeod และ McCarty

ข้อสรุปของการทดลอง

สารที่เป็นสารพันธุกรรมน่าจะเป็น DNA

☁ นักวิทยาศาสตร์พบว่าไวรัสบางชนิด สามารถถ่ายทอด DNA เข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย เรียกว่า Bacterio phage

☁ โดยเมื่อไวรัสฉีด DNA ของมันเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียแล้ว จะทิ้งโปรตีนที่เป็นเปลือกเอาไว้นอกเซลล์

☁ Hershey และ Chase ได้ทำการทดลองโดยใช้ Bacteriophage ในการศึกษาการถ่ายทอด DNA เข้าสู่เซลล์แบคทีเรีย เพื่อยืนยันว่า DNA คือ สารพันธุกรรม

Martha Cowles Chase and Alfred Day Hershey

การทดลองของ Hershey and Chase

☁ ในการทดลองจะใช้ Bacteriophage ติดเชื้อเข้าไปในเซลล์แบคทีเรีย E. coli

☁ ทำเครื่องหมาย (lable) Phage โดยใช้สารไอโซโทปที่แผ่รังสีได้ (radioisotope)

Phosphorus - 32 ติดฉลากที่ DNA ของไวรัส

Sulfer - 35 ติดฉลากที่โปรตีนเปลือกไวรัส

☁ เมื่อไวรัสติดเชื้อเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียแล้ว ทำการตรวจสอบหาปริมาณ Phosphorus - 32 และ

Sulfer - 35 ในรุ่นต่อๆมา

ข้อสรุปของการทดลอง

ไวรัสสามารถถ่ายทอดพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียได้ และสารพันธุกรรมนั้น คือ DNA โดยทิ้งโปรตีน เอาไว้นอกเซลล์

อ้างอิง

⚪ เอกสารประกอบการเรียน รายวิชาชีววิทยา WE BY THE BRAIN

⚪ หนังสือชีววิทยา สำหรับมัธยมปลาย BIO by TENT

⚪ https://dnabioc.wikispaces.com/Hershey+and+Chase?responseToken=ac5e45264ed64226ce8771e6243098ac

โครโมโซม

☁ ข้อมูลทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต จะถูกเก็บเอาไว้ในรหัสของ DNA ซึ่ง DNA นั้นจะเป็นองค์ประกอบหนึ่งของโครโมโซม

☁ โครโมโซมของ eukaryote 1 แท่งประกอบด้วยโมเลกุลของสาย DNA เกลียว 1 เกลียว สายที่ยาวมาก (linear DNA) ซึ่งมีประจุลบ อัดตัวกันแน่นสุดๆ เข้ากับโปรตีน histone ซึ่งมีประจุบวก และโปรตีน non-histone ทำให้เกิดสมดุลประจุ เมื่อ DNA มาพันรอบกลุ่ม histone จะมองเหมือนลูกปัด เรียกว่า nucleosome

☁ โครโมโซมของ prokaryote มีแท่งเดียว มักประกอบไปด้วยสาย DNA เกลียวคู่รูปวงแหวน (circular DNA) อัดตัวกับโปรตีนที่ไม่ใช่ histone และอาจพบวงแหวน DNA ขนาดเล็กใน cytoplasm เรียกว่า plasmid

☁ โครโมโซมเกิดจาก chromatin ที่หดตัวกันแน่นจนเป็นแท่ง โดย chromosome จะเป็น 2 โครมาทิด เมื่อเกิด DNA Replication ในระยะ S ของ Interphase

☁ Histone protein

เป็นโปรตีนที่ให้สาย DNA มาพัน ทำให้มีลักษณะเหมือน beads on string

มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 11 นาโนเมตร โปรตีน histone จะมีโมเลกุลมารวมตัวกัน เรียกว่า "Octameric"

โปรตีน histone จับกับโมเลกุล DNA ได้ดี เพราะว่ามีประจุ "บวก (+)" เนื่องจากมีกรดอะมิโน Lysine และ Arginine มาก

☁ Centromere

เป็นตำแหน่งของแท่งโครโมโซมที่คอด 1 โครโมโซม จะมี 1 centromere เราสามารถจำแนกโครโมโซมตามตำแหน่งของ centromere ได้ดังนี้

แขนข้างสั้นบนแท่งโครโมโซม เรียกว่า p arm

แขนข้างยาวบนแท่งโครโมโซม เรียกว่า q arm

☁ Telomere

คือ ส่วนปลายสุดของโครโมโซม ส่วนนี้จะหดสั้นลงไปเรื่อยๆ เมื่อเซลล์แบ่งตัว

☁ Chromatin

จะมีองค์ประกอบเหมือนกับโครโมโซม แต่จะไปขดตัวเป็นแท่ง chromatin ในเซลล์แบ่งออกเป็น 2 บริเวณ คือ

1. Euchromosome

เป็น chromatin รวมตัวกันอย่างหลวมๆ หากเราย้อมจะติดสีจางๆ เป็นบริเวณที่มีการ expression ของยีน

2. Heterochromatin

เป็น chromatin ที่ขดตัวกันแน่น จะติดสีเข้ม เนื่องจากมีโปรตีนอยู่มาก เป็นบริเวณที่ไม่มีการ expression

☁ การย้อมสีโครโมโซม

ส่วนที่ติดสี คือ โปรตีนที่เป็นองค์ประกอบของโครโมโซม

สีจิมซา (Giemza staining) จะติดสีม่วง

สีอะซิโตออร์ซิน (Aceto-orcein staining) ใช้ย้อมโครโมโซมพืช ติดสีแดง

การย้อมสีโครโมโซม

โครโมโซมคน มี 46 แท่ง มาจากพ่อและแม่คนละครึ่ง

โครโมโซมคน ในเซลล์ทั่วไป มี 2 ชุด (2n)

ในเซลล์สืบพันธุ์ มี 1 ชุด (n)

โครโมโซมของแบคทีเรีย มีรูปร่างเป็น วงแหวน มีจำนวน 1 โครโมโซม

☁ DNA ในเซลล์ Prokaryote จะมีอยู่ 2 ส่วน คือ

1. Chromosomal เป็น double-strand circular DNA จะมีชุดเดียว ขนาดประมาณ 4.5 Mb หรือ 4,500,000 BP

2. Plasmid DNA เป็น double-strand circular DNA มีชุดเดียวหรือหลายชุดก็ได้ ขนาดประมาณ 1-100 Kb หรือ 10,000 BP เราใช้พลาสมิดเป็น vector ในการถ่ายยีนเข้าสู่สิ่งมีชีวิดอื่นได้

bacterial DNA

☁ DNA ในเซลล์ Eukaryote จะมีอยู่ 3 ส่วน คือ

1. DNA ในนิวเคลียส เป็น double-strand linear DNA ซึ่งจะอยู่รวมกับโปรตีน histone แล้วขดเป็นแท่งโครโมโซม ถ่ายทอดจากทั้งพ่อ และแม่ไปสู่ลูก

2. DNA ใน mitochondria เป็น DNA วงแหวนเหมือนในเซลล์แบคทีเรียพบใน Matrix ถ่ายทอดผ่านแม่เท่านั้น

3. DNA ใน chloroplast เป็น DNA วงแหวนเหมือนในเซลล์แบคทีเรียพบใน Stroma ถ่ายทอดผ่านแม่เท่านั้น

☁ Genome คือ สารพันธุกรรมทั้งใน 1 เซลล์ ทั้งในนิวเคลียส mitochondria และ chloroplast ในคนมีขนาดจีโนม 3,000 ล้านคู่เบส มียีนประมาณ 20,000 - 25,000 ยีน

☁ ข้อมูลจีโนมในสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ ได้แก่

- Virus ยีนต่างๆ จะอยู่ในสารพันธุกรรม ซึ่งจะเป็น DNA หรือ RNA ขึ้นอยู่กับไวรัสแต่ละชนิด เช่น

Double-stranded DNA (dsDNA)

Single-stranded DNA (ssDNA)

Double-stranded RNA (dsRNA)

Single-stranded RNA (ssRNA)

- Viroid จะมีสารพันธุกรรมเป็น ssRNA เท่านั้น และจะไม่มี capsid มาห่อหุ้ม

- Prokaryote สารพันธุกรรมมีอยู่ 2 บริเวณ คือ

Chromosomal DNA

Plasmid (extra chromosomal DNA)

- Eukaryote สารพันธุกรรมมีอยู่ 3 บริเวณ คือ

Chromosomal

Mitochondrial DNA

Chloroplast DNA

อ้างอิง

⚪ เอกสารประกอบการเรียน รายวิชาชีววิทยา WE BY THE BRAIN

⚪ หนังสือชีววิทยา สำหรับมัธยมปลาย BIO by TENT

⚪ http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=49982

⚪ http://study.com/cimages/multimages/16/centromere_localization.PNG&imgrefurl=http://study.com/academy/lesson/centromere-definition-structure-quiz.html

องค์ประกอบ และโครงสร้างของ DNA

☁ ในสิ่งมีชีวิตเดียวกันที่มีเซลล์หลายเซลล์ แตละเซลล์นั้นจะมี DNA เหมือนกัน แต่ละเซลล์ต่างๆนั้น ทำหน้าที่ต่างกัน เช่น เซลล์ประสาท กับเซลล์กล้ามเนื้อนั้น เพราะการแสดงของยีนต่างกัน (ทุกเซลล์มียีนเท่ากัน แต่สังเคราะห์ RNA ต่างกัน)

☁ DNA สมควรที่จะเป็นสารพันธุกรรม เพราะ
1. จำลองตัวเองได้ สำหรับถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
2. ควบคุมเซลล์ให้สังเคราะห์สารเพื่อแสดงลักษณะต่างๆ ได้ สารนั้นคือโปรตีน (protein synthesis)
3. เปลี่ยนแปลงได้บ้าง ก่อให้เกิดความแปรผัน (mutation)

☁ DNA เป็นตัวกำหนดการแสดงออกของร่างกาย โดยการ

1. จำลองตัวเอง (DNA replication)

2. ควบคุมการสร้างโปรตีน (Transcription และ Translation)

☁ DNA = Deoxyribonucleic Acid

➡ มีโมเลกุลเป็นสายยาวเกลียวคู่ (Double Helix) วนขวา

➡ นิวคลีโอไทด์ ประกอบด้วย

♦ หมู่ฟอสเฟส (Phosphate group)

♦ น้ำตาล (Deoxyribose/Ribose)

♦ เบส (Nitrogenous base)

☁ พันธะระหว่างน้ำตาลกับ nitrogenous base เรียกว่า Glycosidic bond

☁ พันธะระหว่างน้ำตาลกับ หมู่ phosphate เรียกว่า Phosphodiester

☁ โมเลกุลน้ำตาลใน DNA คือ Deoxiribose

☁ ไนโตรจีนัสเบส ในโมเลกุล DNA คือ A T C G

☁ ไนโตรจีนัสเบส เกาะกับคาร์บอนในตำแหน่งที่ 1'

☁ หมู่ Phosphate เกาะกับคาร์บอนของน้ำตาลตำแหน่งที่ 5'

โมเลกุลของนิวคลีโอไทด์ของ DNA

โมเลกุลของนิวคลีโอไทด์

☁ เมื่อนิวคลีโอไทด์มาต่อกัน จะใช้หมู่ Phosphate เป็นตัวเชื่อมพันธะ โดยจะเชื่อมระหว่าง คาร์บอนตำแหน่งที่ 5' และคาร์บอนตำแหน่งที่ 3' ของน้ำตาล 2 โมเลกุล

☁ ปลายสายของกรดนิวคลีอิก ได้แก่ ปลาย 5' , ปลาย 3'

☁ ภายในสานเดียวกัน นิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อกันระหว่างหมู่ Phosphate และน้ำตาล เรียกว่า พันธะ Phosphpdiester

☁ ระหว่างสายนิวคลีโอไทด์ 2 สาย เชื่อมต่อกันด้วย พันธะระหว่างหมูเบสที่เหมาะสมกัน เรียกว่า พันธะ H-bond

การค้นพบของ Chargaff