วันจันทร์ที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2553

วิทยาศาสตร์ประยุกต์

         ในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ประยุกต์เป็นวิทยาศาตร์ที่เกี่ยวข้อง(การศึกษาวิทยาศาสตร์-เคมี) (ชีววิทยา) ได้แก่ การถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรม วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ความหลากหลายทางชีวภาพ เทคโนโลยีชีวภาพปฎิกิริยาเคมีในชีวิตประจำวัน ปิโตรเลียมและผลิตภัณฑ์ พอลิเมอร์ สารชีวโมเลกุล คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์
          และเรื่องที่ดิฉันเข้าใจและชอบมากที่สุด ได้แก่  การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมที่เรียนเป็นบทแรก คือ ลักษณะต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิตจะถ่ายทอดไปทาง ยีน ที่อยู่ใน เซลล์สืบพันธุ์ ยีนแต่ละคู่จะควบคุมลักษณะของสิ่งมีชีวิตลักษณะเดียวกัน เช่น ลักษณะใบหน้า
ถูกควบคุมโดย ยีนA โครโมโซมแท่งหนึ่ง และยีน a บนโครโมโซมอีกแท่งหนึ่งลักษณะใบหน้าที่ปรากฏออกมาจึงขึ้นอยู่กับ ว่ายีนที่อยู่บนโครโมโซมทั้งสองเป็นยีนที่ควบคุม หรือกำหนดให้มีลักษณะใบหน้าเป็นแบบใด ( กลม เหลี่ยม หรือรูปไข่ ) ในการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ( เซลล์ไข่และอสุจิ ) โครโมโซมแต่ละคู่จะแยกจากกัน ไปอยู่ในเซลล์ใหม่(เซลล์ที่จะเจริญไปเป็นเซลล์สืบพันธุ์) ทำให้ยีนที่อยู่บนโครโมโซมแยกกันไปด้วย และ เมื่อเซลล์ไข่ และ อสุจิมารวมกันในการปฏิสนธิ ยีนก็จะมาเข้าคู่กันอีกครั้งหนึ่ง ซึ่งยีนคู่ใหม่ที่ได้นี้ครึ่งหนึ่งจะมาจากพ่อ ( จากเซลล์อสุจิ )ส่วนอีกครึ่งหนึ่งจะมาจากแม่(จากเซลล์ไข่ ) เซลล์ใหม่ที่ได้ ( เซลล์ลูก ) จึงมียีนของทั้งพ่อและแม่รวมกันและได้รับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากพ่อและแม่มาด้วยลักษณะที่ ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในมนุษย์และสัตว์ เช่น โครงสร้างอวัยวะที่ใช้ในการเคลื่อนไหว สีขน สีผิว รูปร่าง ฯลฯ ลักษณะที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในพืช เช่น โครงสร้างของลำต้น รูปร่างของผล ดอก ใบ    การเรียงตัวของใบ กลีบดอก และสี  
การศึกษาทางด้านพันธุศาสตร์ในปัจจุบัน เป็นผลจากการค้นคว้าของนักพันธุศาสตร์ชาวออสเตรีย ชื่อ เกรเกอร์ เมนเดล(Gregor Mendel)  ในการศึกษาเมล็ดพันธุ์ถั่วซึ่งได้รับการยกย่องว่าเป็น บิดาแห่งพันธุศาสตร์ ได้อธิบาย ลักษณะบางประการของสิ่งมีชีวิต ที่ปรากฏในรุ่นลูก ซึ่งเกิดจากการถ่ายทอดลักษณะ
ดังกล่าวจากพ่อแม่ ผ่านทางเซลสืบพันธ์ เมนเดลเมนเดลทำการทดลองจนประสบผลสำเร็จในการทดลองและตั้งเป็นกฎเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมจากพ่อแม่มายังลูก
หลานในชั่วต่อๆมาได้เนื่องจากสาเหตุสำคัญคือ เมนเดลรู้จักเลือกชนิดของพืชมาทำการทดลอง พืชที่เมนเดลใช้ ในการทดลองคือถั่วลันเตา(Pisum sativum) ซึ่งมีข้อดีในการศึกษา ด้านพันธุศาสตร์หลายประการ   
       โครโมโซม คือ สารพันธุกรรมในร่างกายของมนุษย์ เป็นตัวกำหนดลักษณะต่างๆ เช่น สีตา สีผม ความสูง  และควบคุม  การทำงาน  ของร่างกาย โครโมโซมจะอยู่ในเซลล์ทุกเซลล์ในร่างกาย ในคนปกติทั่วไปแต่ละเซลล์จะมีจำนวนโครโมโซมอยู่ทั้งหมด 23 คู่ หรือ 46 แท่ง โดยครึ่งหนึ่งคือ 23แท่งเราจะได้รับมาจากพ่อและอีก 23 แท่งจะได้มาจากแม่  และเราสามารถ  ถ่ายทอดโครโมโซมครึ่งหนึ่งไปให้ลูกของเราได้เช่นกัน ด้วยเหตุนี้ เราจึงมีลักษณะเหมือนพ่อกับแม่ ส่วนลูกของเราก็จะมีลักษณะเหมือนเราและคู่ครองของเรานั่นเอง
       โรคทางพันธุกรรม
กลุ่มอาการดาวน์ หมายถึงโรคกรรมพันธุ์ชนิดหนึ่ง  เช่น โรคหัวใจพิการแต่กำเนิด
ภาวะต่อมธัยรอยด์บกพร่อง ปัญหาด้านการได้ยินและด้านสายตา เป็นต้น จึงควรได้รับคำปรึกษาดูแลจากแพทย์ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง และยืนยันการวินิจฉัยโดยการส่งตรวจโครโมโซม
กลุ่มอาการ คริดูชาต์ เป็นความผิดปกติของโครโมโซมที่มีรูปร่างผิดปกติลักษณะของผู้ป่วยคือ มีปัญญาอ่อนศีรษะเล็กกว่าปกติ
       และยังเป็นบทแรกที่ทำรายงานวิทยาศาสตร์เรื่องมิวเทชัน
มิวเทชัน คือ การเปลี่ยนแปลงของยีนหรือโครโมโซม ซึ่งจะมีผลทำให้ลักษณะของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงไป เช่น แมลงหวี่ปกติจะมีตาสีแดงแต่บางตัวจะมีตาสีขาวเป็นเพราะยีนที่ควบคุมสีตาของแมลงหวี่มีการเปลี่ยนแปลงไป สิ่งเหล่านี้เรียกว่าสิ่งก่อกลายพันธุ์ หรือ มิวทาเจน (Mutagen)    จากที่เรียนมาดิฉันจับใจความสำคัญได้ว่า

  • ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตจะถูกถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่งผ่านทางยีน ซึ่งอยู่บนโครโมโซม
  • ยีนแต่ละยีนจะมี DNA เป็นองค์ประกอบ ทำหน้าที่นำลักษณะในสิ่งชีวิต โดยจะอยู่เป็นคู่ ๆ ถ้ายีนที่อยู่คู่กันเหมือนกัน เรียกว่า โฮโมไซกัสยีน (Hนทozygous Gene) แต่ถ้ายีนที่ต่างกันอยู่คู่กันจะเรียกว่าโฮเทอโรไซกัสยีน (Heterozygous Gene)
  • เซลล์สืบพันธุ์ (Gamete) จะมียีนเป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์ร่างกายและจะกลับเป็นคู่กันอีกเมื่อมีการปฏิสนธิ
  • คนมีโครโมโซมเพศเป็นตัวกำหนดเพศ ในเพศหญิงมีโครโมโชมเพศเป็น XX และเพศชายมีโครโมโซมเพศเป็น XY
  • มิวเทชัน (Mutation) เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต ซึ่งเกิดจากสิ่งก่อกลายพันธ์ (Mutagen) มิวเทชันจะมีผลต่อสิ่งมีชีวิตรุ่นถัดไป ก็ต่อเมื่อเกิดกับเซลสืบพันธ์
  • พันธ์วิศวกรรม เป็นวิธีการทำให้สิ่งมีชีวิตมีลักษณะตรงตามความต้องการ ช่วยให้เราสามารถผลิตโปรตีนที่ใช้ในการบำบัดโรคต่างๆ ใช้ในด้านการเกษตร ตลอดจนเทคโนโลยีชีวภาพอื่น ๆ