ชีววิทยา คืออะไร บทนำชีววิทยา
*ความหมายและแขนงของวิชาชีววิทยา*
1.ชีววิทยา คือ วิชาที่มุ่งเน้นศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต โดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (scientific methods) เพื่อให้ได้มาซึ่งความรู้ใหม่ๆ เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต
2.แขนงของวิชาชีววิทยา : มีสาขาวิชามากมาย อาจแบ่งได้โดยใช้ ‘ชนิดของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษา’ และ ‘แง่มุมของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษา’ เป็นเกณฑ์จำแนก โดยสาขาวิชาที่ควรทราบมีดังนี้
เกณฑ์จำแนกตาม แง่มุมของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษา
1.คัพภวิทยา(embryology) ศึกษาเอ็มบริโอ
2.พันธุศาสตร์(genetics) ศึกษาพันุกรรม
3.สรีรวิทยา(physiology) ศึกษากลไกอวัยวะ
4.กายวิภาค(anatomy) ศึกษาอวัยวะภายใน
5.สัณฐานวิทยา(morphology) ศึกษาลักษณะสิ่งมีชีวิต
เกณฑ์จำแนกตาม ชนิดของสิ่งมีชีวิตที่ศึกษา
1.สัตววิทยา(zoology) ศึกษาสัตว์
2.พฤกษศาสตร์(botany) ศึกษาพืช
3.กิณวิทยา(mycology) ศึกษาเห็ด / รา
4.ไวรัสวิทยา(virology) ศึกษาไวรัส
5.แบคทีเรียวิทยา(bacteriology) ศึกษาแบคทีเรีย
*กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ (Scientific Method) เพื่อศึกษาชีววิทยา*
คือ ขั้นตอนที่นักชีววิทยาใช้เพื่อให้ได้มาซึ่งความรู้ใหม่ๆ หรือใช้ในการตอบคำถามต่างๆมี 6 ขั้นตอนดังนี้
1.สังเกต (observation) : พิจารณาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอย่างถี่ถ้วนเพื่อรวบรวมข้อมูลโดยไม่มีอคติ
2.ตั้งคําถาม (question) : กําหนดปัญหาที่ชัดเจน, ตรวจสอบได้, สอดคล้องกับสิ่งที่สังเกตได้ คําถามมักขึ้นต้น
ด้วยคําว่า อะไร (what), ทําไม (why), เมื่อใด (when), ที่ไหน (where), อย่างไร (how)
3.ตั้งสมมติฐาน (hypothesis) : การคาดเดาคําตอบของปัญหาที่อาจจะเป็นไปได้โดยสมมติฐานอาจมีได้หลายข้อ
4.ทดลอง (experiment) : กระบวนการเพื่อตรวจสอบสมมติฐานที่ตั้งไว้ว่าถูกต้องหรือไม่ มี 3 ขั้นตอนย่อย คือ
1) ออกแบบการทดลอง : วางแผน และกําหนดตัวแปรต่างๆ ที่มีผลต่อการทดลอง ดังนี้
1. ตัวแปรต้น / ตัวแปรอิสระ (Independent variable) : สิ่งที่ต้องการศึกษา ซึ่งคาดว่าจะเป็นสาเหตุที่ทําให้เกิดผลลัพธ์ตามที่ตั้งสมมติฐานไว้
2. ตัวแปรตาม (dependent variable) : ผลของการทดลอง โดยผลที่ได้จะเปลี่ยนไปตามตัวแปรต้น
3. ตัวแปรควบคุม (Controlled variable) : สิ่งอื่นนอกเหนือจากตัวแปรต้นที่ต้องการศึกษา ที่อาจส่งผลทําให้การทดลองคลาดเคลื่อนได้ จึงต้องควบคุมให้คงที่เหมือนกันทุกชุดการทดลอง
2) ทําการทดลอง : ทําตามที่ออกแบบการทดลองไว้ และทําซ้ำหลายๆ ครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าผลเป็นเช่นนั้นจริง
3) บันทึกผลการทดลอง : จดบันทึกข้อมูลที่ได้จากการทดลองอย่างละเอียดโดยไม่มีอคติ
5 วิเคราะห์ผล (analysis) : นําผลการทดลองมาวิเคราะห์ และเปรียบเทียบกับสมมติฐานว่าสอดคล้องกันหรือไม่
6 สรุปผล (conclusion) : สรุปข้อมูลที่ได้จากการทดลองว่าสมมติฐานข้อใดถูก เพื่อสร้างองค์ความรู้ใหม่ต่อไป
*องค์ความรู้ในวิชาชีววิทยา (Knowledge)*
คือ ความรู้ที่ได้มาจากการทดสอบสมมติฐานตามกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ มี 6 ประเภท ดังนี้
1.ข้อเท็จจริง (facts) : สิ่งที่ปรากฏอยู่ในธรรมชาติ ถูกค้นพบโดยการสังเกตและบันทึกเป็นข้อมูล
Ex. • เซลล์พืชมีผนังเซลล์ แต่เซลล์สัตว์ไม่มีผนังเซลล์
• มนุษย์ปกติทุกคนมีจํานวนโครโมโซมในเซลล์ 23 คู่
2.หลักการ (principle) : ความจริงที่ไม่ว่าจะทดสอบกี่ครั้งก็ได้ผลเหมือนเดิม จึงนําไปใช้ในการอ้างอิงได้
EX. หลักการเกี่ยวกับเซลล์ (principle of cell) : เซลล์คือหน่วยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และเป็นหน่วยย่อยพื้นฐานในกระบวนการสืบพันธุ์
3.แนวคิด (concept) : ความเข้าใจธรรมชาติอันเกิดจาก “ข้อเท็จจริง+ประสบการณ์ เกิดเป็นความเข้าใจใหม่
Ex. แนวคิดเกี่ยวกับสปีชีส์ของสิ่งมีชีวิต (biological species concept) : สิ่งมีชีวิตสายพันธุ์เดียวกันจะสืบพันธุ์กันได้ ส่วนสิ่งมีชีวิตต่างสายพันธุ์กันจะสืบพันธุ์กันไม่ได้
4.สมมติฐาน (hypothesis) : การคาดคะเนคําตอบของปัญหาโดยใช้ประสบการณ์และความรู้พื้นฐานเดิม
Ex. • แสงแดดมีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช
• ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นตัวขัดขวางการทํางานของเม็ดเลือดแดง
5.ทฤษฎี (theory) : สมมติฐานที่ตรวจสอบหลายครั้งว่าเป็นจริง, ใช้อ้างอิงได้, ใช้เสริมเหตุผลในการอธิบายกฎ
Ex. ทฤษฎีวิวัฒนาการของลามาร์ก (Lamarck's evolution theory) :ลักษณะของสิ่งมีชีวิตผันแปรได้ตามสภาพแวดล้อม อวัยวะใดที่ใช้อยู่บ่อยๆ ย่อมขยายใหญ่ขึ้น ส่วนอวัยวะใดที่ไม่ได้ใช้จะค่อยๆ ลดขนาด อ่อนแอลงและหายไปในที่สุด
6.กฏ (law) : สิ่งที่เป็นจริงเสมอ แต่ไม่อาจอธิบายได้ว่าเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น จึงต้องใช้ทฤษฎีช่วยอธิบายเหตุผล
Ex. กฎการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของเมนเดล (Mendel's law of heredity) : "ลักษณะทางพันธุกรรมของรุ่นพ่อ-แม่ จะไปปรากฏในรุ่นลูกหรือรุ่นหลาน หรือรุ่นต่อๆ ไป”
*คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต (Characteristics of organisms)*
คือ ลักษณะที่จะพบได้ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด มี 7 ประการ ดังนี้
1.มีการสืบพันธุ์ (reproduction) : การทําให้เกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ทดแทนสิ่งมีชีวิตรุ่นเก่าที่ต้องตายไป เพื่อจะดํารง
เผ่าพันธุ์ไม่ให้สูญพันธุ์ รุ่นพ่อ-แม่จะทําการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมไปยังรุ่นลูกโดยใช้สารพันธุกรรม (DNA และ RNA) สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีวิธีการสืบพันธุ์ต่างกัน แบ่งได้ 2 แบบ ดังนี้
1)การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) : ไม่ใช้เซลล์สืบพันธุ์ แต่จะใช้เซลล์ร่างกาย (somatic cell) ในการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ จุดเด่นคือ รุ่นลูกจะเหมือนรุ่นพ่อแม่ทุกประการ มีการกลายพันธุ์ น้อย พบการสืบพันธุ์แบบนี้ได้ในสิ่งมีชีวิตที่ยังไม่เป็นเซลล์, สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว ไปจนถึงพืชชั้นสูง
เช่น การแตกหน่อ (budding) พบในไฮดรา, ฟองน้ำ, หนอน ตัวแบน, ปะการัง, กล้วย, ขิง
การแบ่งตัว (binary fission) พบในอะมีบา, พารามีเซียม, ยูกลีนา, แบคทีเรีย
การสร้างสปอร์ (sporulation) พบในเห็ด, รา, พลาสโมเดียม, เฟิร์น, มอร์ส
การงอกใหม่ (regeneration) พบในปลาดาว, พลานาเรีย, ไส้เดือนดิน, ปลิง
2) การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (Sexual reproduction) : ใช้เซลล์สืบพันธุ์ในการสร้างสิ่งมีชีวิตใหม่ หน่วยพันธุกรรมพ่อและแม่มีการปฏิสนธิกัน (fertilization) กลายเป็นเซลล์ของสิ่งมีชีวิตรุ่นใหม่ มีจุดเด่นคือ รุ่นลูกจะมีความแปรผันทางพันธุกรรม ไม่เหมือนรุ่นพ่อแม่ทุกประการ ทําให้เกิดความหลากหลายมากขึ้น
2.มีกระบวนการเมแทบอลิซึม (metabolism) : คือกระบวนการทางเคมีภายในร่างกายที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน (การได้มาของพลังงานและการนําพลังงานไปใช้) เพื่อการดํารงชีวิต แบ่งเป็น 2 กระบวนการย่อย ดังนี้
1) แคแทบอลิซึม (catabolism) : การสลายสารโมเลกุลใหญ่ให้เล็กลง ซึ่งก็คือ สารอาหารที่รับประทานเข้าไปเมื่อทําการสลายสารอาหารแล้ว จะได้ (คาย) พลังงานออกมาเพื่อนําไปใช้ต่อไป
2) แอแนบอลิซึม (anabolism) : การสร้างสารโมเลกุลใหญ่จากสารโมเลกุลเล็ก เป็นการนําพลังงานที่ได้จาก แคแทบอลิซึม (ดูด) ไปใช้สร้างสารที่ร่างกายจําเป็นต้องใช้ เช่น เอนไซม์, ฮอร์โมน, กล้ามเนื้อ catabolism (คายพลังงาน)
3.มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า (response) : สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าแตกต่างกันไป เพราะมีประสาทสัมผัสไม่เหมือนกัน สิ่งเร้าแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
• สิ่งเร้าในร่างกาย : ความหิว, ความกระหาย, ความเครียด, ความต้องการทางเพศ, ฮอร์โมน
• สิ่งเร้านอกร่างกาย : แสง, เสียง, อุณหภูมิ, อาหาร, น้ำ, สารเคมี, การสัมผัส
4.มีการปรับตัว (adaptation) : เพื่อเข้ากับสภาพแวดล้อมและเพื่อการอยู่รอด สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีรูปแบบการปรับตัวที่แตกต่างกันตามสภาพแวดล้อมที่อาศัย นับเป็นเอกลักษณ์ของแต่ละสายพันธุ์
5.มีการรักษาดุลยภาพ (homeostasis) : เพื่อให้ร่างกายทํางานได้อย่างปกติ ร่างกายจะต้องมีการควบคุมระบบต่างๆ ให้อยู่ในเกณฑ์ที่เหมาะสม เช่น ควบคุมปริมาณน้ำให้เหมาะสม, ควบคุมอุณหภูมิให้เหมาะสม, บริโภค อาหารและขับถ่ายของเสีย, ควบคุมปริมาณสารเคมีหลายชนิดในร่างกาย
6.มีการเจริญเติบโต (growth & development) : สิ่งมีชีวิตจะมีการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดเซลล์, จํานวนเซลล์และโครงสร้างเซลล์ เพื่อเข้าสู่ตัวเต็มวัย ดังนี้
1) เพิ่มจํานวนเซลล์ : เริ่มจากเซลล์เดียวและสร้างเซลล์ใหม่ขึ้นเพื่อขยายขนาดร่างกายหรือทดแทนเซลล์เก่า
2) เพิ่มขนาดเซลล์ : เซลล์จะสะสมและสร้างสารอินทรีย์ภายในเซลล์ ทําให้เซลล์มีขนาดใหญ่ขึ้น
3) แปลงสภาพเซลล์ : เมื่อเติบโตขึ้น เซลล์อาจจะเปลี่ยนรูปร่างหรือโครงสร้างภายใน เพื่อเปลี่ยนหน้าที่การทํางาน ส่งผลให้มีการเปลี่ยนแปลงทั้งในระดับเซลล์และระดับอวัยวะของร่างกาย เช่น กบเริ่มมีขาเมื่อโตเต็มวัย, กวางเริ่มมีเขาเมื่อโตเต็มวัย, คนเริ่มมีอสุจิเมื่อเข้าวัยรุ่น
7 มีโครงสร้างที่แน่นอน (specific organization) : เริ่มตั้งแต่อะตอมรวมตัวกันเป็นโมเลกุล หลายโมเลกุลรวมกันกลายเป็นหน่วยต่างๆ ของเซลล์ จากนั้นรวมตัวกันเป็นเซลล์ (cell) เซลล์รวมกันเป็นเนื้อเยื่อ (tissue), อวัยวะ (organ), ระบบของร่างกาย (body system) จนเกิดเป็นสิ่งมีชีวิต (organism)
จบบทนำวิชาชีววิทยา
บทต่อไปจะเป็นเกี่ยวกับเรื่องอะไรติดตามกันนะครับ
- 4
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
