บทที่ 1 กระบวนการทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี?

วิทยาศาสตร์ตามพจนานุกรมฉบับราชบัณทิตยสถานได้ให้ความหมายของวิทยาศาสตร์ (Science) ว่าคือ ความรู้ที่ได้จากการสังเกตและค้นคว้าจากการประจักษ์ทางธรรมชาติ และจัดเข้าเป็นระบบ หรือรายวิชาที่ค้นคว้าได้และมีเหตุผลแล้วจัดเข้าเป็นระบบระเบียบ

บทที่ 2 สิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม?

บทที่ 2 สิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม เรื่องที่ 1 เซลล์ เรื่องที่ 2 พันธุกรรมและความหลากหลายทางชีวภาพ เรื่องที่ 3 เทคโนโลยีชีวภาพ เรื่องที่ 4 ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม
เรื่องที่ 1 เซลล์

จุดประสงค์การเรียนรู้

        1. อธิบายรูปร่างส่วนประกอบความแตกต่างระบบการทำงานการรักษาดุลยภาพของเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ได้

         2. อธิบายการรักษาดุลยภาพของพืชและสัตว์และมนุษย์และการนำความรู้ไปใช้ได้

         3. ศึกษาสืบค้นข้อมูลและอธิบายกระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสและไมโอซีสได้

ความหมายของเซลล์

      ในทางชีววิทยาเซลล์ (Cell) เป็นโครงสร้างและหน่วยทำงานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิดในบางครั้งอาจเรียกว่าหน่วยที่เป็นองค์ประกอบของชีวิต (building blocks of life) สิ่งมีชีวิตบางชนิดเช่นแบคทีเรียประกอบด้วยเซลล์เพียง 3 เซลล์ (unicellular) แต่สัตว์หลายชนิดเช่นมนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular) (มนุษย์มีเซลล์อยู่ประมาณ 100 ล้านล้านหรือ 1014 เซลล์)

       ทฤษฎีเซลล์ถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2382 (ค.ศ. 1839) โดยแมตเทียสจาคอบชไลเดน (Mathias Jakob Schleiden) และทีโอดอร์ชวานน์ (Theodor Schwann) ได้อธิบายว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์หนึ่งเซลล์หรือมากกว่าเซลล์ทั้งหมดมีกำเนิดมาจากเซลล์ที่มีมาก่อน (preexisting cells) ระบบการทำงานเพื่อความอยู่รอดของสิ่งที่มีชีวิตทั้งหมดเกิดขึ้นภายในเซลล์และภายในเซลล์ยังประกอบด้วยข้อมูลทางพันธุกรรม (hereditary information) ซึ่งจำเป็นสำหรับการควบคุมทำงานของเซลล์และการส่งต่อข้อมูลทางพันธุกรรมไปยังเซลล์รุ่นต่อไป

        คำว่าเซลล์มาจากภาษาละตินที่ว่า cela ซึ่งมีความหมายว่าห้องเล็ก ๆ ผู้ตั้งชื่อนี้คือโรเบิร์ตฮุก (Robert Hooke) เมื่อเขาเปรียบเทียบเซลล์ของไม้คอร์กเหมือนกับห้องเล็ก ๆ ซึ่งเป็นที่อยู่ของพระ

คุณสมบัติของเซลล์

            เซลล์เหล่านี้กำลังขยายใหญ่ขึ้นแต่ละเซลล์มีขนาดประมาณ 10 ไมโครเมตรแต่ละเซลล์มีองค์ประกอบและดำรงชีวิตได้ด้วยตัวของมันเองโดยการนำสารอาหารเข้าไปในเซลล์และเปลี่ยนสารอาหารให้กลายเป็นพลังงานเพื่อการดำรงชีวิตและการสืบพันธุ์เซลล์มีความสามารถหลายอย่างดังนี้เพิ่มจำนวนโดยการแบ่งเซลล์

          เมทาบอลิซึมของเซลล์ (cell metabolism) ประกอบด้วยการลำเลียงวัตถุดิบเข้าเซลล์การสร้างส่วนประกอบของเซลล์การสร้างพลังงานและโมเลกุลและปล่อยผลิตภัณฑ์ออกมาการทำงานของเซลล์ขึ้นกับความสามารถในการสกัดและใช้พลังงานเคมีที่สะสมในโมเลกุลของสารอินทรีย์พลังงานเหล่านี้จะได้จากวิถีเมทาบอลิซึม (metabolism pathway) การสังเคราะห์โปรตีนเพื่อใช้ในระบบการทำงานของเซลล์เช่นเอนไซม์โดยเฉพาะเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจะมีโปรตีนต่าง ๆ ถึง 10,000 ชนิดตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นทั้งภายนอกและภายในเช่นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ pH หรือระดับอาหารการขนส่งของเวสิเคิล (vesicle)

ประเภทของเซลล์

                     รูปนี้แสดงเซลล์มนุษย์ (ยูแคริโอต) และเซลล์แบคทีเรีย (โพรแคริโอต) ด้านซ้ายแสดงโครงสร้างภายในของเซลล์ยูแคริโอตซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสนิวคลีโอลัสไมโทคอนเดรียและไรโบโซม
                     รูปด้านขวาแสดงดีเอ็นเอของแบคทีเรียที่อยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่านิวคลิออยด์และโครงสร้างอื่น ๆ ที่พบในเซลล์โพรแคริโอตซึ่งประกอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ผนังเซลล์แคปซูลไรโบโซมแฟลกเจลลัมเซลล์แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ
                   1. โพรแคริโอต (Prokaryote) เป็นเซลล์ที่มีโครงสร้างอย่างง่าย ๆ อาจอยู่เป็นเซลล์เดี่ยว ๆ หรือรวมกลุ่มเป็นโคโลนี (colony) ในการจำแนกชั้นทางวิทยาศาสตร์แบบระบบสามโดเมน (three-domain system) ได้จัดโพรแคริโอตอยู่ในโดเมนอาร์เคีย (Archaea) และแบคทีเรีย (bacteria)
                   2. ยูแคริโอต (eukaryote) เป็นเซลล์ที่มีออร์แกเนลล์ (organelle) และผนังของออร์แกเนลล์มีตั้งแต่เซลล์เดียวเช่นอะมีบา (amoeba) และเห็ดรา (fungi) หรือเป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เช่นพืชและสัตว์รวมทั้งสาหร่ายสีน้ำตาล
ส่วนประกอบย่อยของเซลล์
        ภาพเซลล์สัตว์ทั่วไปประกอบด้วยออร์แกเนลล์ต่าง ๆ ดังนี้ (1) นิวคลีโอลัส, (2) นิวเคลียส, (3) ไรโบโซม. (4) เวซิเคิล, (5) เอนโดรพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ, (6) กอลจิแอปพาราตัส, (7) ระบบเส้นใยของเซลล์ (8เอนโดรพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวเรียบ, (9) ไมโทคอนเดรีย, (10) แวคิวโอล (11) ไซโทพลาสซึม, (12) ไลโซโซม. (13) เซนทริโอล