Dna
- 1. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
45
กิจกรรมการเรียนรู้
วิชา วิทยาศาสตร์พื้นฐาน หลักสูตรที่ 3 (ฉบับปรับปรุง) ช่วงชั้นที่ 3
เรื่อง การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ตอนที่ 3 - 4
วัตถุประสงค์ของการอบรม เพื่อให้ผู้เข้ารับการอบรม
1. อธิบายความสาคัญของยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซม
2. อธิบายความสัมพันธ์ของยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซม
3. คาดคะเนจีโนไทป์ (genotype) และฟีโนไทป์ (phenotype) ของลักษณะทางพันธุกรรมที่
ควบคุมด้วยคู่ยีนในตาแหน่งเดียว แบบข่มสมบูรณ์
4. อธิบายโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากความผิดปกติของยีนและโครโมโซม
แนวความคิดหลัก
สิ่งมีชีวิตมีลักษณะต่าง ๆ ที่คล้ายกับสิ่งมีชีวิตรุ่นก่อนหน้า เพราะสิ่งมีชีวิตมีหน่วยพันธุกรรม
หรือ ยีน (gene) ที่ควบคุมลักษณะแต่ละลักษณะ ซึ่งสามารถถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปสู่อีกรุ่นหนึ่งได้
ปัจจุบันเชื่อว่ามนุษย์มียีนที่ควบคุมลักษณะต่างๆอยู่กว่า30,000ยีน
ยีนอยู่ในรูปของสารอินทรีย์ชนิดหนึ่ง เรียกว่า กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic
acid) หรือ ดีเอ็นเอ (DNA) ซึ่งเป็นสารโมเลกุลใหญ่ ประกอบด้วยหน่วยย่อยเล็กๆ เรียงกันเป็นสาย
หน่วยย่อยดังกล่าว เรียกว่า นิวคลีโอไทด์ โดยในดีเอ็นเอจะมีนิวคลีโอไทด์ 4 แบบ เรียงต่อกันได้ใน
ลาดับที่แตกต่างกัน เซลล์ใช้ลาดับของนิวคลีโอไทด์ในดีเอ็นเอเป็นข้อมูลในการสังเคราะห์โปรตีน
กล่าวได้ว่า ยีนแต่ละยีน ก็คือส่วนของโมเลกุลดีเอ็นเอที่กาหนดลักษณะของโปรตีนแต่ละชนิด ความ
แตกต่างของโปรตีนที่เซลล์สังเคราะห์ขึ้น ส่งผลให้สิ่งมีชีวิตมีลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน
ส่วนใหญ่ดีเอ็นเอจะอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์ โดยพันอยู่รอบโปรตีนชนิดหนึ่งในสภาวะที่
เรียกว่า โครมาทิน ซึ่งมีลักษณะเป็นสายยาวคล้ายเส้นด้าย ระหว่างการแบ่งเซลล์ โครมาทินจะขดตัว
แน่นขึ้นเรื่อยๆ จนเข้าสู่สภาวะที่เรียกว่า โครโมโซม ซึ่งมีลักษณะเป็นแท่ง สามารถสังเกตเห็นได้ภายใต้
กล้องจุลทรรศน์ ดังภาพแสดง ยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซม ในหน้าถัดไป
จานวนโครโมโซมในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันจะคงที่ ยกเว้นภายหลังการแบ่งเซลล์เพื่อ
สร้างเซลล์สืบพันธุ์ ซึ่งจานวนโครโมโซมจะลดลงครึ่งหนึ่ง ต่อมาเมื่อเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย
รวมกันในกระบวนการปฏิสนธิ จะได้เซลล์ของสิ่งมีชีวิตรุ่นลูกที่มีจานวนโครโมโซมเท่ากับปกติ
เซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์แบบอาศัยเพศจึงมีโครโมโซมเป็นคู่ เช่น เซลล์ของมนุษย์มีโครโมโซม 46
แท่ง หรือ 23 คู่ โดยชุดหนึ่ง หรือ 23 แท่ง ถ่ายทอดมาจากพ่อ และอีกชุดหนึ่ง หรือ 23 แท่งถ่ายทอดมา
จากแม่
- 2. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
46
โครมาทิด 1 คู่
โครมาทิน
ดีเอ็นเอ
สารอินทรีย์ที่ร่างกายสังเคราะห์ขึ้น
ประกอบด้วยหน่วยย่อยพื้นฐาน 4 แบบ
เรียงต่อกันเป็นสายยาว 2 สาย
ยีน ก.
ส่วนของดีเอ็นเอ
ที่เป็นข้อมูลสาหรับ
สังเคราะห์โปรตีน ก.
โครโมโซม 1 คู่
แต่ละโครโมโซมประกอบด้วยดีเอ็นเอและโปรตีน
โปรตีน ฮิสโทน
A A a a
ยีนควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมเดียวกัน
จะอยู่บนตาแหน่งเดียวกันแต่มีได้หลายรูปแบบ
เมื่อสิ่งมีชีวิตมีโครโมโซมที่เหมือนกันเป็นคู่ๆ ยีนจึงมีอยู่เป็นคู่ด้วย ยีนที่ควบคุมลักษณะทาง
พันธุกรรมเดียวกันจะอยู่บนตาแหน่งหรือโลคัส (locus) เดียวกันบนคู่โครโมโซม โดยแต่ละตาแหน่งมี
ยีนได้หลายรูปแบบหรือหลายอัลลีล (allele) เช่น ความสูงของต้นถั่ว เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่
ควบคุมด้วยคู่ยีนเพียงตาแหน่งเดียว แต่ที่ตาแหน่งนี้อาจมียีนได้หลายรูปแบบ บางรูปแบบส่งผลให้เกิด
ต้นถั่วลักษณะต้นสูง บางรูปแบบส่งผลให้เกิดต้นถั่วลักษณะต้นเตี้ย เป็นต้น ทั้งนี้ยีนบางรูปแบบแม้จะ
ปรากฏเพียงยีนเดียวในคู่ยีน สิ่งมีชีวิตก็จะแสดงลักษณะที่เป็นผลจากยีนนั้น เรียกว่า ยีนเด่น มักแทนด้วย
อักษรตัวพิมพ์ใหญ่ เช่น A และเรียกลักษณะที่ควบคุมโดยยีนเด่นว่า ลักษณะเด่น ส่วนยีนบางรูปแบบ
ต้องมีอยู่ทั้ง 2 ยีนในคู่ยีน สิ่งมีชีวิตจึงจะแสดงลักษณะที่เป็นผลจากยีนนั้น เรียกว่า ยีนด้อย มักแทนด้วย
อักษรตัวพิมพ์เล็ก เช่น a และเรียกลักษณะที่ควบคุมโดยยีนด้อยว่า ลักษณะด้อย จะเห็นว่าฟีโนไทป์
(phenotype) หรือรูปแบบปรากฏของสิ่งมีชีวิต ขึ้นอยู่กับจีโนไทป์ (genotype) หรือรูปแบบพันธุกรรม
โดยจีโนไทป์ในแต่ละตาแหน่งบนโครโมโซมอาจเป็นคู่ยีนที่เหมือนกัน เรียกว่า คู่ยีนที่เป็นโฮโมไซกัส
(homozygous) เช่น AA, aa หรือคู่ยีนที่ต่างกัน เรียกว่า คู่ยีนที่เป็นเฮเทอโรไซกัส (heterozygous) เช่น Aa
ในโครโมโซมแต่ละแท่งมียีนเรียงตัวอยู่หลายยีน เมื่อคู่โครโมโซมแยกออกจากกันระหว่างการ
แบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ คู่ยีนที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมแต่ละลักษณะก็จะแยกออกจาก
กันด้วย ต่อมาเมื่อมีการปฏิสนธิ โครโมโซมจากเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียของ
สิ่งมีชีวิตรุ่นพ่อแม่ จะเข้ามาอยู่รวมกันในนิวเคลียสของไซโกต ซึ่งเป็นเซลล์แรกเริ่มของสิ่งมีชีวิตรุ่นลูก
ทั้งนี้ลักษณะโดยรวมของสิ่งมีชีวิตรุ่นลูกนั้น เป็นผลจากลักษณะทางพันธุกรรมมากมายหลายลักษณะ
ซึ่งแต่ละลักษณะก็จะถูกควบคุมโดยคู่ยีนที่มีตาแหน่งเฉพาะในโครโมโซม
การเปลี่ยนแปลงของยีนหรือโครโมโซม ส่งผลให้ลักษณะบางอย่างของสิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงได้
ทั้งลักษณะที่พึงประสงค์และไม่พึงประสงค์ ตลอดจนลักษณะของโรคทางพันธุกรรม เช่น โรคเผือก
โรคธาลัสซีเมียที่เกิดจากความผิดปกติของยีนหรือกลุ่มอาการดาวน์ที่เกิดจากความผิดปกติของโครโมโซม
ภาพแสดง ยีน ดีเอ็นเอ และโครโมโซม
- 3. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
47
ความเข้าใจคลาดเคลื่อน
1. โครโมโซมมีลักษณะเป็นแท่งตลอดเวลา
- โครโมโซมมีลักษณะเป็นแท่งระหว่างการแบ่งเซลล์เท่านั้น แต่โดยปกติโครโมโซมมีลักษณะ
เป็นสายยาวคล้ายเส้นด้าย เรียกว่า โครมาทิน
2. โครโมโซมมีลักษณะเป็นคู่โครมาทิด แบบปาท่องโก๋ ตลอดเวลา
- ภายหลังการแบ่งเซลล์ คู่โครมาทิดจะแยกออกจากกัน โครโมโซมในระยะนี้จึงมีลักษณะเป็น
แท่งเดี่ยวๆ ไม่ได้มีลักษณะเป็นคู่โครมาทิดที่ติดกันตรงเซนโทรเมียคล้ายปาท่องโก๋ (ดูกิจกรรม
2.1 โครโมโซมกับการปฏิสนธิ)
3. โครโมโซม 1 คู่ ประกอบด้วยโครมาทิด 2 เส้น ที่ติดกันตรงเซนโทรเมียร์
- โครโมโซมคู่เหมือน หรือ โฮโมกัสโครโมโซม (homologous chromosome) 1 คู่ ประกอบด้วย
โครโมโซม 2 แท่งที่มีรูปร่างเหมือนกัน โดยโครโมโซมในระยะเริ่มแบ่งเซลล์ 1 แท่ง จะ
ประกอบด้วยโครมาทิด 2 เส้น ที่ติดกันตรงเซนโทรเมียร์ ดังนั้นโครโมโซม 1 คู่จึงประกอบด้วย
โครมาทิด 4 เส้น
4. สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีจานวนโครโมโซมเท่ากัน
- โดยปกติสิ่งมีชีวิตชนิด (สปีชีส์) เดียวกันจะมีจานวนโครโมโซมเท่ากัน สาหรับสิ่งมีชีวิตต่าง
สปีชีส์กันอาจมีจานวนโครโมโซมเท่ากันหรือไม่เท่ากันก็ได้ ดังข้อมูลในตาราง
ตารางแสดงจานวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกายของสิ่งมีชีวิตบางชนิด
ชนิดของสิ่งมีชีวิต จานวนโครโมโซม (แท่ง)
ถั่วลันเตา 14
หัวหอม 16
ข้าวโพด 20
ข้าว 24
มะเขือเทศ 24
แมลงหวี่ 8
ปลากัด 42
มนุษย์ 46
ชิมแพนซี 48
ไก่ 78
สุนัข 78
- 4. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
48
ความเข้าใจคลาดเคลื่อน (ต่อ)
5. สิ่งมีชีวิตที่ขนาดใหญ่มีจานวนโครโมโซมมาก
- จานวนโครโมโซมไม่ได้มีความสัมพันธ์กับขนาดหรือความซับซ้อนของสิ่งมีชีวิต ดังข้อมูลจาก
ตารางที่กล่าวถึงในข้อ 4. คนมีโครโมโซม 46 แท่ง น้อยกว่าไก่ซึ่งขนาดเล็กกว่า แต่มี
โครโมโซมถึง 78 แท่ง
6. ในโครโมโซมแต่ละแท่ง มียีนอยู่ 1 ยีน
- ในโครโมโซมแต่ละแท่ง มียีนเรียงตัวอยู่มากมาย ยกตัวอย่างเช่น โครโมโซมของมนุษย์มี
ทั้งหมด 46 แท่ง ประกอบด้วยยีนที่ควบคุมลักษณะต่างๆรวมแล้วไม่ต่ากว่า30,000ยีน
7. ลักษณะเด่นเป็นลักษณะดีกว่าลักษณะด้อย
- ลักษณะเด่นเป็นผลจากการแสดงออกของยีนเด่น โดยแม้ยีนเด่นจะปรากฏเพียงยีนเดียวในคู่ยีน
สิ่งมีชีวิตก็จะแสดงลักษณะที่เป็นผลจากยีนนั้น ลักษณะทางพันธุกรรมที่เป็นลักษณะเด่นบาง
ลักษณะ เช่น การมีนิ้วเกิน ภาวะแคระบางแบบ ก็ไม่ใช่ลักษณะที่พึงประสงค์
8. ลักษณะของสิ่งมีชีวิตทุกลักษณะที่สังเกตเห็น ล้วนแล้วแต่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมมาจากสิ่งมีชีวิต
รุ่นก่อนๆ และลักษณะนั้นๆ จะถ่ายทอดสู่สิ่งมีชีวิตรุ่นต่อไป
- แม้ลักษณะที่สังเกตเห็นส่วนใหญ่ของสิ่งมีชีวิตจะเป็นลักษณะทางพันธุกรรม ลักษณะบางอย่าง
ก็เป็นผลจากสิ่งแวดล้อม หรือกิจกรรมที่ทา ตัวอย่างในมนุษย์ เช่น การทาสีผม การทาศัลยกรรม
ส่วนบางลักษณะก็เป็นผลทั้งจากยีนและสิ่งแวดล้อมส่งผลร่วมกัน เช่น ความสูง สีผิว ทั้งนี้
ลักษณะที่จะถ่ายทอดทางพันธุกรรมสู่รุ่นต่อไป จะเป็นลักษณะที่ควบคุมโดยยีนเท่านั้น
9. ลักษณะทางพันธุกรรมแต่ละลักษณะควบคุมด้วยยีน 1 คู่เสมอ
- มีลักษณะทางพันธุกรรมหลายลักษณะที่ควบคุมด้วยยีนหลายคู่ (multiple genes) เช่น ความสูง
สีผิว ความดันโลหิต ซึ่งบางครั้งลักษณะต่างๆ เหล่านี้ก็ได้รับผลจากสิ่งแวดล้อม ตามที่อธิบาย
ในข้อ 8. ด้วย
10. สาหรับลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยยีน 1 คู่ แต่ละยีนจะมีได้ 2 แบบเท่านั้น คือ ยีนเด่นและ
ยีนด้อย
- ลักษณะทางพันธุกรรมหลายลักษณะ เช่น สีผม หมู่เลือดแบบ ABO ควบคุมด้วยยีน 1 คู่ ที่มีได้
หลายรูปแบบ (multiple alleles) เช่น หมู่เลือดแบบ ABO เป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุม
ด้วยยีน 1 คู่ ที่มีได้ 3 รูปแบบ คือ IA
, IB
และ i โดยผู้ที่มีหมู่เลือด A มีจีโนไทป์ที่เป็นไปได้ คือ
IA
IA
หรือ IA
i ผู้ที่มีหมู่เลือด B มีจีโนไทป์ที่เป็นไปได้คือ IB
IB
หรือ IB
i ผู้ที่มีหมู่เลือด AB มี
จีโนไทป์ที่เป็นไปได้ คือ IA
IB
ส่วนผู้ที่มีหมู่เลือด O มีจีโนไทป์ที่เป็นไปได้ คือ ii
- 5. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
49
ความเข้าใจคลาดเคลื่อน (ต่อ)
11. ลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตรุ่นลูก เป็นลักษณะโดยเฉลี่ยของสิ่งมีชีวิตรุ่นพ่อแม่เสมอ เช่น
ถ้าต้นถั่วลันเตารุ่นพ่อแม่ มีลาต้นต้นสูงกับมีลาต้นเตี้ย ต้นถั่วรุ่นลูกจะมีลาต้นสูงปานกลาง
- โดยทั่วไปลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยคู่ยีนในตาแหน่งเดียว ที่มีลักษณะการแสดง
ออกแบบข่มสมบูรณ์ จะแสดงลักษณะที่ถูกควบคุมด้วยยีนรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง โดยไม่เป็น
การเฉลี่ยระหว่างยีน 2 รูปแบบ ยกตัวอย่างเช่น ลักษณะความสูงของต้นถั่วลันเตา ถ้ารุ่นพ่อแม่
มีลาต้นต้นสูงกับมีลาต้นเตี้ย ต้นถั่วรุ่นลูกจะมีลาต้นสูงหรือลาต้นเตี้ยอย่างใดอย่างหนึ่ง ขึ้นอยู่
กับยีนที่ได้รับการถ่ายทอดมาจากต้นพ่อแม่ โดยจะไม่เกิดต้นถั่วรุ่นลูกที่มีลาต้นสูงปานกลาง
หมายเหตุ มีลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตเพียงบางลักษณะเท่านั้นที่ควบคุมด้วยคู่ยีนใน
ตาแหน่งเดียวแบบข่มสมบูรณ์ ยังมีการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมรูปแบบอื่นอีกหลายรูปแบบ
ที่ซับซ้อนกว่านี้ เช่น ความสูงของมนุษย์ ซึ่งควบคุมด้วยยีนหลายยีน จึงมีรูปแบบการถ่ายทอดที่
แตกต่างจากความสูงของต้นถั่วลันเตา
12. ลักษณะทางพันธุกรรมมีเฉพาะลักษณะทางร่างกายที่ปรากฏให้เห็นภายนอกเท่านั้น
- ลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่างก็ไม่ปรากฏให้เห็น เช่น หมู่เลือด นอกจากนั้นพฤติกรรม
บางอย่างของสิ่งมีชีวิตก็ถ่ายทอดทางพันธุกรรม เช่น การสร้างรัง การอพยพย้ายถิ่นในฤดูหนาว
ของนกบางชนิด พฤติกรรมการวางไข่บนบกของเต่า
13. สิ่งมีชีวิตที่เป็นพันทาง คือสิ่งมีชีวิตที่มีคู่ยีนแบบเฮเทอโรไซกัส
- สิ่งมีชีวิตที่เป็นพันทาง* หรือลูกผสม (hybrid) เป็นลูกผสมระหว่างสิ่งมีชีวิตรุ่นพ่อแม่ที่ต่างสาย
พันธุ์ (variety) นิยมใช้กับสัตว์ เช่น สุนัขพันทางที่เป็นลูกผสมระหว่างสุนัขพันธุ์พูเดิลและ
พันธุ์บางแก้ว ส่วนสิ่งมีชีวิตที่แสดงลักษณะพันธุกรรมที่เป็นผลจากคู่ยีนแบบเฮเทอโรไซกัสนั้น
จะพิจารณาในระดับยีนของลักษณะที่ต้องการศึกษา เช่น ต้นถั่วลันเตาที่เกิดจากการผสมถั่วรุ่น
พ่อแม่ที่เป็นต้นสูงและต้นเตี้ยแบบโฮโมไซกัส ซึ่งสมมติให้ จีโนไทป์เป็น HH และ hh
ตามลาดับ ในกรณีนี้ต้นถั่วรุ่นลูกทุกต้น จะเป็นถั่วลันเตาต้นสูง ซึ่งบางครั้งมีผู้เรียกว่าเป็นถั่ว
ลันเตาต้นสูงพันทางซึ่งควรกล่าวว่าเป็นถั่วลันเตาต้นสูงที่มีจีโนไทป์แบบเฮอเทอโรไซกัส คือ Hh
จะเหมาะสมกว่า
* สะกดตามพจนานุกรมฉบับราชบัณฑิตยสถาน พ.ศ. 2542
- 6. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
50
ความเข้าใจคลาดเคลื่อน (ต่อ)
14. เมื่อผสมถั่วลันเตาต้นสูง 2 ต้นที่มีจีโนไทป์ Hh หากมีต้นถั่วรุ่นลูกเกิดขึ้น 4 ต้น แต่ละต้นจะมี
จีโนไทป์เป็น HH, Hh, Hh, hh และฟีโนไทป์เป็นถั่วต้นสูง 3 ต้น และต้นเตี้ย 1 ต้น เสมอ
- ความน่าจะเป็นของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของต้นถั่วรุ่นลูก แต่ละต้น คือ
จีโนไทป์ ความน่าจะเป็น
HH 1/4
Hh 2/4
hh 1/4
ฟีโนไทป์ ความน่าจะเป็น
ต้นสูง 3/4
ต้นเตี้ย 1/4
ดังนั้นเมื่อนาต้นถั่วรุ่นลูกจานวนหนึ่งมาปลูก อัตราส่วนของจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของต้นถั่ว
รุ่นลูกเหล่านี้ทานายได้ว่าจะเป็นดังนี้
จีโนไทป์ HH : Hh : hh = 1 : 2 : 1
ฟีโนไทป์ ต้นสูง : ต้นเตี้ย = 3 : 1
อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้ที่จีโนไทป์และฟีโนไทป์ของต้นถั่วรุ่นลูกทั้ง 4 ต้นจะไม่เป็นไป
ตามที่ทานายจากหลักความน่าจะเป็น ยกตัวอย่างเช่น ต้นถั่วรุ่นลูกอาจมีจีโนไทป์ hh และฟีโนไทป์
ต้นเตี้ย ทั้ง 4 ต้น ซึ่งแม้จะเป็นไปได้ยาก (ความน่าจะเป็นเท่ากับ 1/4 1/4 1/4 1/4 = 1/256) แต่ก็
สามารถเกิดขึ้นได้ในธรรมชาติ โดยถ้าทดลองปลูกต้นถั่วรุ่นลูกจานวนมากขึ้น อัตราส่วนของจีโนไทป์
และฟีโนไทป์แบบต่างๆ ก็จะใกล้เคียงมากขึ้นกับค่าที่ทานายด้วยหลักความน่าจะเป็น
- 7. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
51
แนวการจัดกิจกรรม
ตอนที่ 1
1. ผู้เข้ารับการอบรมแต่ละกลุ่มทา กิจกรรม 1 ตามหาครอบครัว แล้วแลกเปลี่ยนความเข้าใจด้วย
การเขียนคาตอบหรืออภิปรายร่วมกันตามประเด็นต่อไปนี้โดยที่วิทยากรยังไม่สรุป
เหตุใดจึงสามารถคาดคะเนได้ว่า ใครบ้างที่เป็นสมาชิกครอบครัวเดียวกัน
เหตุใดลูกจึงมีลักษณะบางอย่างเหมือนพ่อแม่ และเหตุใดลูกแต่ละคนจากพ่อแม่คู่เดียวกัน
จึงมีลักษณะที่แตกต่างกัน
ลักษณะทุกลักษณะของสิ่งมีชีวิตถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือไม่ เพราะเหตุใด
จุดเน้นด้านการเรียนการสอน - การใช้คาถาม
ในกิจกรรมการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ ผู้สอนควรมีเทคนิคในการใช้คาถามอย่างเหมาะสม โดยพยายาม
ใช้คาถามปลายเปิด และพยายามให้เวลาผู้เรียนในการคิดและปรึกษาหารือกันก่อนตอบคาถาม ใน
หลักสูตรที่ 2 ผู้เข้ารับการอบรมได้ศึกษาวิธีการคิดแบบต่างๆ ได้แก่ การคิดสะท้อนกลับ การคิด
วิเคราะห์ การคิดเชิงวิพากษ์ และการคิดสร้างสรรค์ ซึ่งสามารถใช้เป็นแนวทางในการตั้งคาถามได้
2. ผู้เข้ารับการอบรมทากิจกรรม 2 ทบทวนการปฏิสนธิ ซึ่งจะได้สร้างแผนผังที่สรุปความเข้าใจ
เดิมว่า สิ่งใดที่ถ่ายทอดจากพ่อแม่สู่ลูก และกระบวนการถ่ายทอดเป็นอย่างไร โดยแต่ละกลุ่ม
อาจจัดทาแผนผังร่วมกัน จากนั้นจึงแผนผังที่ผ่านการเห็นชอบของกลุ่มลงในใบบันทึกกิจกรรม
3. ผู้เข้ารับการอบรมแลกเปลี่ยนความเข้าใจด้วยการศึกษาแผนผังของกลุ่มอื่นๆ แล้วอภิปราย
ร่วมกัน เพื่อตรวจสอบความเข้าใจเดิมเกี่ยวกับการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ การปฏิสนธิ และจานวน
โครโมโซมในนิวเคลียสของเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์ร่างกาย
จุดเน้นด้านการเรียนการสอน - การตรวจสอบความเข้าใจเดิม
ในการตรวจสอบความเข้าใจเดิมของผู้เรียน ผู้สอนควรวิเคราะห์เนื้อหาว่า แนวคิดหลักใดที่เป็นพื้นฐาน
สาหรับการเรียนรู้เรื่องใหม่ แล้วจัดกิจกรรมสั้นๆ ที่กระตุ้นให้ผู้เรียนสื่อสารความรู้ความคิดให้รับทราบ
เพื่อจะได้แก้ไขความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนได้ก่อนจะเรียนรู้ต่อไป
4. กิจกรรมในขั้นนี้ จะช่วยให้ผู้เข้ารับการอบรมสามารถอธิบายได้ว่า เหตุใดลูกจึงมีลักษณะ
บางอย่างเหมือนพ่อแม่ และเหตุใดลูกแต่ละคนจากพ่อแม่คู่เดียวกันจึงมีลักษณะที่แตกต่างกัน
ประกอบด้วย 3 กิจกรรม ดังต่อไปนี้
กิจกรรม 3 โครโมโซมกับการปฏิสนธิ สร้างความเข้าใจเกี่ยวกับโครโมโซม
กิจกรรม 4 ลูกจะเป็นอย่างไร สร้างความเข้าใจเกี่ยวกับยีน
กิจกรรม 5 ถอดรหัส สร้างความเข้าใจเกี่ยวกับดีเอ็นเอ
- 8. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
52
5. ผู้เข้ารับการอบรมทากิจกรรม 3 โครโมโซมกับการปฏิสนธิ ทั้งนี้ผู้เข้ารับการอบรมควร
ตระหนักว่า ในการเรียนรู้เกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมระดับมัธยมศึกษา
ตอนต้น ผู้เรียนจาเป็นต้องมีความเข้าใจเกี่ยวกับความสาคัญและความสัมพันธ์ของ โครโมโซม
ยีน และดีเอ็นเอ ซึ่งผู้เรียนอาจเคยได้ยินหรือได้พบคาเหล่านี้จากสื่อต่างๆ และมีความเข้าใจเดิม
ที่แตกต่างกัน ในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้เมื่อผู้เรียนเกิดความสนใจแล้วว่า “สิ่งใด” ส่งผ่าน
จากพ่อแม่ไปสู่ลูก ผู้สอนสามารถใช้สื่อการเรียนรู้ต่างๆ เช่น แผนภาพ ภาพถ่ายจากกล้อง
จุลทรรศน์ หรือแบบจาลองของเซลล์และโครโมโซม สร้างความเข้าใจว่าในเซลล์สืบพันธุ์ของ
พ่อแม่ มีสารพันธุกรรมอยู่ในนิวเคลียส โดยสารพันธุกรรมเหล่านี้อยู่ในโครงสร้างที่เรียกว่า
โครโมโซม
6. ผู้เข้ารับการอบรมร่วมกันอภิปรายผลการทากิจกรรม 3 เพื่อให้เกิดความเข้าใจเกี่ยวกับลักษณะ
ของโครโมโซม และจานวนโครโมโซมในเซลล์สืบพันธุ์และเซลล์ร่างกาย
7. ผู้เข้ารับการอบรมอภิปรายร่วมกันว่า จากกิจกรรม 3 โครโมโซมกับการปฏิสนธิ จะพบว่า
โครโมโซมของลูกมาจากพ่อและแม่ แต่เหตุใดลูกแต่ละคนจากพ่อแม่คู่เดียวกันจึงมีลักษณะที่
แตกต่างกัน ความแตกต่างนี้เกิดจากความแตกต่างของยีนใช่หรือไม่ ยีนคืออะไร อยู่ที่ไหนบน
โครโมโซม โดยจากการอภิปรายนี้ ผู้เข้ารับการอบรมเกิดความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับยีน
รูปแบบของยีน ยีนเด่น ยีนด้อย ลักษณะเด่น ลักษณะด้อย ฟีโนไทป์ จีโนไทป์ โฮโมไซกัส
เฮเทอโรไซกัส โดยหากยังเข้าใจไม่ชัดเจนจากการอภิปรายร่วมกับวิทยากร สามารถศึกษาได้
จากเนื้อหาส่วนแนวความคิดหลัก
ตอนที่ 2
8. ผู้เข้ารับการอบรมศึกษาวิธีทากิจกรรม 4 ลูกจะเป็นอย่างไร จากใบกิจกรรม แล้วซักซ้อม
ขั้นตอนการสร้างแบบจาลองโครโมโซม ขั้นตอนการจาลองกระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์
และการปฏิสนธิ ศึกษาแนวทางการบันทึกผลลงในใบบันทึกกิจกรรม จากนั้นจึงร่วมกันทา
กิจกรรม 4 ลูกจะเป็นอย่างไร
9. ผู้เข้ารับการอบรมอภิปรายผลการทากิจกรรม 4 ลูกจะเป็นอย่างไร โดยนาเสนอผลของการผสม
ระหว่างสิ่งมีชีวิตคู่ต่างๆ พร้อมพิจารณาบทบาทของยีนที่ทาให้สิ่งมีชีวิตมีบางลักษณะ
เหมือนกับพ่อแม่ และบางลักษณะแตกต่างจากพ่อแม่ จากนั้นร่วมกันอภิปรายคาตอบของ
คาถามท้ายกิจกรรม แล้วสะท้อนความคิดเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างยีนกับโครโมโซมที่
นาเสนอผ่านกิจกรรมนี้
10. ผู้เข้ารับการอบรมอภิปรายร่วมกันว่า ในกิจกรรม 4 ลูกจะเป็นอย่างไร สิ่งมีชีวิตสมมติมี
โครโมโซมเพียง 2 แท่ง โดยพิจารณายีนที่ควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมเพียง 2 ลักษณะ ซึ่งทั้ง
2 ลักษณะที่ยกมานั้นเป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยคู่ยีนในตาแหน่งเดียวที่มีลักษณะ
- 9. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
53
การแสดงออกแบบข่มสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ยังมีลักษณะทางพันธุกรรมที่มีรายละเอียดของ
การถ่ายทอดซับซ้อนกว่านี้ ซึ่งจะได้ศึกษาในระดับที่สูงขึ้นต่อไป
11. ผู้เข้ารับการอบรมทากิจกรรม 5 ถอดรหัสซึ่งใช้การอุปมาอุปมัยสร้างความเข้าใจเบื้องต้นว่า
ข้อมูลจากยีนสัมพันธ์กับลักษณะทางพันธุกรรมต่างๆ อย่างไร โดยเนื้อหาที่นาเสนอผ่าน
กิจกรรมนี้ เป็นเนื้อหาที่เพิ่มเติมจากกรอบหลักสูตรระดับมัธยมศึกษาตอนต้น เมื่อทากิจกรรม
แล้ว ให้อภิปรายร่วมกันเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างยีนและดีเอ็นเอ
12. ผู้เข้ารับการอบรมแต่ละกลุ่ม เขียนอธิบายคาตอบของคาถามว่า เหตุใดลูกจึงมีลักษณะบางอย่าง
เหมือนพ่อแม่ และเหตุใดลูกแต่ละคนจากพ่อแม่คู่เดียวกันจึงมีลักษณะที่แตกต่าง โดยเขียนลง
บนกระดาษปรู๊ฟแล้วนามาติดไว้บนผนังเพื่อศึกษาร่วมกัน
13. ผู้เข้ารับการอบรมที่ต้องการความรู้เพิ่มเติมในเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างและกลไกการถ่ายทอด
ลักษณะพันธุกรรมของดีเอ็นเอ สามารถศึกษาเพิ่มเติมจาก สื่อดิจิทัล หรือ ใบความรู้ 1
สารพันธุกรรม และแจ้งแก่ผู้เข้ารับการอบรมว่าเนื้อหาในส่วนนี้เป็นเนื้อหาที่เกินจากกรอบ
สาระหลักสูตรระดับมัธยมศึกษาตอนต้น
14. ผู้เข้ารับการอบรมอภิปรายเกี่ยวกับความสาคัญของความเข้าใจเกี่ยวกับโรคทางพันธุกรรมเพื่อ
การใช้ประโยชน์ในชีวิตจริง และทบทวนความรู้ในเรื่องดังกล่าวจาก ใบความรู้ 2 โรคทาง
พันธุกรรม
15. ผู้เข้ารับการอบรมอภิปรายเกี่ยวกับความเข้าใจคลาดเคลื่อนในเรื่องการถ่ายทอดลักษณะทาง
พันธุกรรม แล้วแลกเปลี่ยนความคิดเห็นเกี่ยวกับแนวทางในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้เพื่อ
แก้ไขความเข้าใจคลาดเคลื่อนที่หยิบยกมาอภิปราย โดยใช้สื่อและแหล่งเรียนรู้ต่างๆ ตาม
ประสบการณ์ของผู้เข้ารับการอบรม ตัวอย่างสื่อและแหล่งเรียนรู้ เช่น
แบบจาลองโครโมโซมลักษณะต่างๆ ซึ่งจะช่วยให้ผู้เรียนมีแบบจาลองที่เป็นรูปธรรม
ประกอบการทาความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ของโครโมโซม
http://genetics-education-partnership.mbt.washington.edu/cool/images/chromi_sm.jpg http://static.guim.co.uk
ตัวอย่างแบบจาลองโครโมโซมที่ประดิษฐ์จากผ้าและจากถุงเท้า
- 10. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
54
สื่อและแหล่งเรียนรู้ดิจิทัลเพื่อให้ผู้เรียนมีประสบการณ์การเรียนรู้ที่หลากหลายขึ้นเช่น
o http://www3.ipst.ac.th/secondsci/files/LO/Virtual-plant-breeder/start.html
สื่อดิจิทัล เรื่อง ความลับของต้นถั่ว ซึ่งเปิดโอกาสให้ผู้เรียนจาลองการผสม
พันธุ์ถั่วลันเตา ตามแนวทางการศึกษาของเมนเดล
o http://www.youtube.com/watch?v=lUESmHDrN40
http://www.youtube.com/watch?v=bwVjYxcDQ5I
คลิปเกี่ยวกับโครงสร้างโครโมโซม
การวัดและประเมินผล
1. ประเมินผลตามสภาพจริง ในด้านต่างๆ ดังนี้
การมีส่วนร่วมในการปฏิบัติกิจกรรมกลุ่ม
การมีส่วนร่วมในการอภิปรายภายในกลุ่มย่อย
การมีส่วนร่วมในการอภิปรายในชั้นเรียน
2. ประเมินจากชิ้นงาน ได้แก่
ใบบันทึกกิจกรรม
หมายเหตุ เนื่องจากเนื้อหาในหัวข้อการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ค่อนข้างซับซ้อน ในการจัดการ
เรียนอบรม วิทยากรควรมีการยืดหยุ่นเวลา ให้เหมาะสมกับศักยภาพผู้เข้ารับการอบรม
วัสดุอุปกรณ์ สื่อ และแหล่งเรียนรู้
วัสดุอุปกรณ์ต่อกลุ่ม
1. ชุดบัตรภาพสาหรับกิจกรรม 1 ตามหาครอบครัว 1 ชุด
2. ชุดบัตรคาสาหรับกิจกรรม 2 ทบทวนการปฏิสนธิ 1 ชุด
3. ใบบันทึกกิจกรรม 1 4 ชุด
4. ชุดกิจกรรม 3 โครโมโซมกับการปฏิสนธิ 1 ชุด ประกอบด้วย
ชุดบัตรปริศนา 1 ชุด
แผนภาพสาหรับวางบัตรปริศนา 1 แผ่น
5. ชุดกิจกรรม 4 ลูกจะเป็นอย่างไร 1 ชุด ประกอบด้วย
หลอดกาแฟชนิดสั้น 16 อัน
กรรไกร 1 อัน
ลวดแบบอ่อน ยาวเส้นละ 5 cm 10 เส้น
หนังยางสีดา เหลือง เขียว แดง สีละ 10 เส้น
ถุงพลาสติกใสขนาด 3.5 นิ้ว x 5.5 นิ้ว 20 ถุง
- 11. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
55
ใบบันทึกกิจกรรม ลูกจะเป็นอย่างไร 4 ใบ
6. ชุดกิจกรรม 5 ถอดรหัส 1 ชุด ประกอบด้วย
บัตรกาหนดบทบาทสมาชิกในกลุ่ม 1 ชุด
ซองรหัส 1 ซอง
บัตรไขรหัส 1 ใบ
บัตรภารกิจ 1 ใบ
7. กระดาษปรู๊ฟ และปากกาเมจิก หรือ คอมพิวเตอร์ต่อกับเครื่องฉาย LCD
8. เทปใส 1 ม้วน
สื่อและแหล่งเรียนรู้
1. หนังสือเรียนและคู่มือครู สิ่งมีชีวิตกับกระบวนการดารงชีวิต
2. สื่อดิจิทัลเรื่องความลับของต้นถั่ว และเรื่องสารพันธุกรรม
สื่อและแหล่งเรียนรู้ (เพิ่มเติม)
1. บทอ่าน หรือหนังสือการ์ตูน หรือแอนิเมชัน เรื่องการค้นพบของเมนเดล
2. แผ่นพับ โปสเตอร์ หนังสั้น ที่เป็นตัวอย่างของการบูรณาการเทคโนโลยีสารสนเทศเป็น
เครื่องมือในการสื่อสารความรู้ความเข้าใจในเนื้อหาวิทยาศาสตร์
3. เนื้อหาที่เกี่ยวข้องสาหรับศึกษาเพิ่มเติมด้วยตนเองผ่านอินเทอร์เน็ต
สารพันธุกรรม
http://www.ipst.ac.th/techno/picture.shtml
พันธุกรรม (heredity) ผศ.ดร.สุมิตรา วิสุทธารมณ์
http://www.ipst.ac.th/science/heredity.pdf
การสืบพันธุ์ระดับเซลล์ (cellular reproduction) ผศ.ดร.สุมิตรา วิสุทธารมณ์
http://www.ipst.ac.th/science/cellular_reproduction.pdf
การคัดเลือกตามธรรมชาติ (natural selection) ผศ.ดร.สุมิตรา วิสุทธารมณ์
http://www.ipst.ac.th/science/natural_selection.pdf
- 12. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
56
ใบกิจกรรม 1 เรื่อง ตามหาครอบครัว
วัตถุประสงค์
เพื่อทบทวนความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
รายการวัสดุอุปกรณ์
ที่ รายการวัสดุอุปกรณ์ จานวน / กลุ่ม
1 ชุดบัตรภาพตามหาครอบครัว 1 ชุด
2 ชุดบัตรคาทบทวนการปฏิสนธิ 1 ชุด
3 ใบบันทึกกิจกรรม 4 ชุด
วิธีทา
1. วิทยากรแจกชุดบัตรภาพตามหาครอบครัว ซึ่งประกอบด้วยภาพของพ่อแม่ 7 คู่ และภาพของ
ลูกๆ 10 คน
2. ผู้เข้ารับการอบรมจัดเรียงภาพเป็นครอบครัว โดยแต่ละครอบครัวมีลูก 1 – 2 คน
3. ผู้เข้ารับการอบรมร่วมกันอภิปรายภายในกลุ่ม ตามประเด็นคาถามในใบบันทึกกิจกรรม
- 13. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
57
ใบบันทึกกิจกรรม 1
กิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนศึกษาเรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
เหตุใดจึงสามารถคาดคะเนได้ว่า ใครบ้างที่เป็นสมาชิกครอบครัวเดียวกัน
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
เหตุใดลูกจึงมีลักษณะบางอย่างเหมือนพ่อแม่ และเหตุใดลูกแต่ละคนจากพ่อแม่คู่เดียวกัน
จึงมีลักษณะที่แตกต่างกัน
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
ลักษณะทุกลักษณะของสิ่งมีชีวิตถ่ายทอดทางพันธุกรรมหรือไม่ เพราะเหตุใด
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
- 15. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
59
ใบกิจกรรม 2 เรื่อง ทบทวนการปฏิสนธิ
วัตถุประสงค์
เพื่อทบทวนความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการปฏิสนธิ และสารพันธุกรรม
วิธีทา
1. วิทยากรแจกชุดบัตรคาทบทวนการปฏิสนธิ ซึ่งประกอบด้วยบัตร 13 ใบ เขียนข้อความต่อไปนี้
การแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจานวนเซลล์ การแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ไซโกต
เซลล์ต้นกาเนิดอสุจิภายในอัณฑะ เซลล์ต้นกาเนิดไข่ภายในรังไข่ เอ็มบริโอ ทารก
การเจริญเติบโต เซลล์อสุจิ เซลล์ไข่ ยีน ดีเอ็นเอ โครโมโซม
2. ผู้เข้ารับการอบรมสร้างแผนผังสรุปกระบวนการปฏิสนธิ โดยใช้บัตรคาที่กาหนดให้ ให้ครบ
ทุกคา โดยแต่ละคาอาจใช้ได้หลายครั้ง และสามารถเขียนคาสาคัญอื่นๆ เพิ่มเติมได้ตามความ
เหมาะสม เมื่อสมาชิกในกลุ่มเห็นตรงกันแล้ว ให้ติดบัตรคาบนกระดาษปรู๊ฟสาหรับอภิปราย
ร่วมกันภายในชั้น และบันทึกแผนภาพลงในใบบันทึกกิจกรรม
3. ผู้เข้ารับการอบรมเขียนอธิบายคาว่า โครโมโซม ยีน ดีเอ็นเอ ตามความเข้าใจของตนเอง
- 16. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
60
กิจกรรม 2 เรื่อง ทบทวนการปฏิสนธิ
แผนผังสรุปกระบวนการปฏิสนธิ
อธิบายคาต่อไปนี้ตามความเข้าใจของตนเอง
โครโมโซม ……………………………………………………………………………………..
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
ยีน ………………………………………………………………………………………………
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
ดีเอ็นเอ ........................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
- 18. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
62
การเจริญเติบโต ชุดบัตรคา ทบทวนการปฏิสนธิ
ใบกิจกรรม 3 เรื่อง โครโมโซมกับการปฏิสนธิ
วัตถุประสงค์ เพื่ออธิบายลักษณะโครโมโซมในเซลล์ร่างกายและเซลล์สืบพันธุ์ ก่อนและหลังการ
ปฏิสนธิ
รายการวัสดุอุปกรณ์
ที่ รายการวัสดุอุปกรณ์ จานวน / กลุ่ม
1 ชุดกิจกรรมโครโมโซมกับการปฏิสนธิ
ประกอบด้วย
- บัตรปริศนา 1 ชุด (9 ใบ)
- แผนภาพสาหรับทากิจกรรม 1 แผ่น
1 ชุด
วิธีทา
1. ผู้เข้ารับการอบรมร่วมกันจัดเรียงบัตรปริศนา 9 ใบบนแผนภาพสาหรับทากิจกรรม ใน
ตาแหน่งที่คิดว่าสอดคล้องกับภาพและคาบรรยาย
2. ตรวจสอบกับกลุ่มอื่นๆ และวิทยากร แล้วปรับเปลี่ยนตาแหน่งของบัตรปริศนาให้ถูกต้อง
ต้นแบบบัตรปริศนา
สังเคราะห์ดีเอ็นเอ
เพื่อจาลอง
โครโมโซมอีก 1 ชุด
โครมาทิน
ขดตัวเป็น
โครโมโซม
การแบ่งเซลล์
ครั้งที่ 2
การปฏิสนธิ
สังเคราะห์ดีเอ็นเอ
เพื่อจาลอง
โครโมโซมอีก 1 ชุด
โครมาทิน
ขดตัวเป็น
โครโมโซม
โครโมโซม
คลายตัวเป็น
โครมาทิน
โครมาทิน
ขดตัวเป็น
โครโมโซม
การแบ่งเซลล์
ครั้งที่ 2
- 20. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
64
ใบกิจกรรม 4 เรื่อง ลูกจะเป็นอย่างไร
วัตถุประสงค์ เพื่อสารวจตรวจสอบการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมที่ควบคุมด้วยคู่ยีนใน
ตาแหน่งเดียว แบบข่มสมบูรณ์ โดยใช้แบบจาลองโครโมโซม
รายการวัสดุอุปกรณ์
ที่ รายการวัสดุอุปกรณ์ จานวน / กลุ่ม
1 ชุดกิจกรรม 2.2 ลูกจะเป็นอย่างไร
ประกอบด้วย
- หลอดกาแฟชนิดสั้น 16 อัน
- กรรไกร 1 อัน
- ลวดแบบอ่อน ยาว 5 cm 10 เส้น
- ยางรัดของสีดา เหลือง เขียว แดง
สีละ 10 เส้น
- ถุงพลาสติกใส 3.5 x 5.5 นิ้ว 20 ถุง
1 ชุด
2 ใบบันทึกกิจกรรม 4 ใบ
วิธีทา - ตอนที่ 1 สร้างแบบจาลองโครโมโซม
1. วิทยากรแจกชุดบัตรกาหนดลักษณะสิ่งมีชีวิตให้กับผู้เข้ารับการอบรมแต่ละกลุ่ม คนละ 1 ใบ
โดยแต่ละชุดประกอบด้วยบัตรกาหนดฟีโนไทป์และจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตสมมติ 4 ตัว ที่
แตกต่างกัน
ต้นแบบชุดบัตรกาหนดลักษณะสิ่งมีชีวิต
จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ Hh และ Bb
ฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ เขายาว เขาสีดา
เพศผู้
จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ hh และ BB
ฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ เขาสั้น เขาสีดา
เพศผู้
จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ Hh และ Bb
ฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ เขายาว เขาสีดา
เพศเมีย
จีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ HH และ bb
ฟีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตนี้คือ เขายาว เขาสีขาว
เพศเมีย
- 21. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
65
โครมาทิด 1 คู่
โครโมโซม 1 คู่
2. ผู้เข้ารับการอบรมแต่ละคนในกลุ่มสร้างแบบจาลองโครโมโซมในเซลล์สิ่งมีชีวิต ตามบัตรที่
ตนเองได้รับ โดยใช้หลอดกาแฟ ลวด และยางรัดของ ตามวิธีการสร้างแบบจาลองและตัวอย่าง
ในกรอบด้านล่าง เมื่อสร้างเสร็จ ให้แต่ละคนนาแบบจาลองโครโมโซมใส่ลงในถุงพลาสติกใส
ข้อมูลสาหรับสร้างแบบจาลองโครโมโซม
สิ่งมีชีวิตสมมติที่จะได้ศึกษาในกิจกรรมนี้มีโครโมโซม 2 คู่
เราจะศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม 2 ลักษณะ คือความยาวของเขา และสีของเขา
ความยาวของเขา ควบคุมโดยยีนบนโครโมโซมคู่ที่ 1
ยีนนี้มี 2 รูปแบบคือ H (ใช้ยางรัดของสีเขียว) และ h (ใช้ยางรัดของสีเหลือง)
ฟีโนไทป์มีได้ 2 แบบคือเขายาว ซึ่งเป็นลักษณะเด่น และเขาสั้นซึ่งเป็นลักษณะด้อย
สีของเขา ควบคุมโดยยีนบนโครโมโซมคู่ที่ 2
ยีนนี้มี 2 รูปแบบคือ B (ใช้ยางรัดของสีดา) และ b (ใช้ยางรัดของสีแดง)
ฟีโนไทป์มีได้ 2 แบบคือเขาสีดาซึ่งเป็นลักษณะเด่น และเขาสีขาวซึ่งเป็นลักษณะด้อย
ตัวอย่างการสร้างแบบจาลองโครโมโซม
สร้างแบบจาลองโครโมโซมของสิ่งมีชีวิต เพศผู้
ฟีโนไทป์ เขายาว เขาสีดา
จีโนไทป์ Hh และ Bb
หมายเหตุ อาจพิจารณาใช้เทปกาวหุ้มสันปกสีเข้มและสีอ่อนแทนยีนเด่นและยีนด้อยแต่ละคู่ก็ได้
โครโมโซมคู่ที่ 1
ตัดหลอดกาแฟ
ยาวประมาณ 15 cm
โครโมโซมคู่ที่ 2
ตัดหลอดกาแฟ
ยาวประมาณ 10 cm
หลอดกาแฟ
ยางรัดของ
ลวด
เขียว เหลือง
ดา แดง
- 22. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
66
วิธีทา - ตอนที่ 2 จาลองการสร้างเซลล์สืบพันธุ์และการปฏิสนธิ
3. ผู้เข้ารับการอบรมในกลุ่มเดียวกัน 2 คน ที่สิ่งมีชีวิตตามที่ระบุในบัตรเป็นเพศตรงข้ามจับคู่กัน
แล้วบันทึกฟีโนไทป์และจีโนไทป์ของสิ่งมีชีวิตตามบัตรที่ได้รับลงในใบบันทึกผลการทา
กิจกรรม โดยเพศผู้ให้บันทึกลงในช่อง พ่อ และเพศเมียให้บันทึกลงในช่อง แม่
4. ผู้เข้ารับการอบรมแต่ละคนจาลองการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยจากโครโมโซม
แรกเริ่ม 2 คู่ ให้สุ่มแยกโครโมโซมแต่ละคู่ออกจากกัน จะได้โครโมโซมแท่งยาว 1 แท่ง และ
โครโมโซมแท่งสั้น 1 แท่ง (แต่ละแท่งประกอบด้วยโครมาทิด 2 เส้น) จากนั้นนาลวดออกเพื่อ
แยกโครมาทิดออกจากกัน แล้วสุ่มจัดโครมาทิดจากคู่โครโมโซมแท่งยาว 1 เส้น และโครมาทิด
จากคู่โครโมโซมแท่งสั้น 1 เส้นใส่ลงในถุงพลาสติก 1 ใบ จะได้โครโมโซมในถุงพลาสติก
ทั้งหมด 4 ใบ หรือ เซลล์สืบพันธุ์ 4 เซลล์
ภาพการจาลองการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์
หมายเหตุ ภาพนี้ได้แรเงาหลอดกาแฟไว้เพื่อให้เห็นขั้นตอนการจาลองการแบ่งเซลล์เพื่อสร้าง
เซลล์สืบพันธุ์ชัดเจนขึ้น ในการจัดกิจกรรมควรใช้หลอดกาแฟสีเดียวกัน เพื่อให้สังเกตเห็น
ความแตกต่างของสียางรัดได้ชัดเจน ไม่สับสน
5. ผู้เข้ารับการอบรมจาลองการปฏิสนธิ โดยสุ่มเลือกถุงพลาสติก 1 ใน 4 ใบ (จากข้อ 4) ของ
สิ่งมีชีวิตเพศผู้และสิ่งมีชีวิตเพศเมีย แล้วนาโครโมโซมจากเซลล์สืบพันธุ์ที่สุ่มได้มารวมกัน
โดยบรรจุลงในถุงพลาสติกถุงใหม่
6. ผู้เข้ารับการอบรมบันทึกลักษณะของลูกคนที่ 1 เกิดขึ้นลงในใบบันทึกผลการทากิจกรรม
7. ผู้เข้ารับการอบรมทาการจาลองการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ และจาลองการปฏิสนธิ
(ข้อ 4 – 6) อีก 3 ครั้ง แล้วบันทึกลักษณะของลูกคนที่ 2 3 และ 4 ลงในใบบันทึกผลการทา
กิจกรรม
8. ถ้ามีเวลา ผู้เข้ารับการอบรมจับคู่กับสมาชิกอีกคนหนึ่งในกลุ่ม แล้วปฏิบัติตามข้อ 3 – 7 อีกครั้ง
+ +++
- 23. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
67
คาถามท้ายกิจกรรม 4
1. เขียนจีโนไทป์ที่เป็นไปได้ของลักษณะต่อไปนี้ เขายาว เขาสั้น เขาสีดา เขาสีขาว
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
2. โครโมโซมที่อยู่ภายในเซลล์แตกต่างจากแบบจาลองที่ใช้ในกิจกรรมนี้อย่างไร
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
3. การแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ที่มีจานวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่ง ส่งผลอย่างไร
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
……………………...................................................................................................................................
- 25. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
69
ใบกิจกรรม 5 เรื่อง ถอดรหัส
วัตถุประสงค์ เพื่ออธิบายบทบาทและหน้าที่ของสารพันธุกรรมในการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม
รายการวัสดุอุปกรณ์
ที่ รายการวัสดุอุปกรณ์ จานวน / กลุ่ม
1 ชุดกิจกรรม 2.3 ถอดรหัส
ประกอบด้วย
- บัตรกาหนดบทบาทสมาชิกในกลุ่ม 1 ชุด
- ซองรหัส 1 ซอง
- บัตรไขรหัส 1 ใบ
- บัตรภารกิจ 1 ใบ
1 ชุด
วิธีทา
1. วิทยากรจัดผู้เข้ารับการอบรมเป็นกลุ่ม กลุ่มละ 4 คน แล้วให้ผู้เข้ารับการอบรมแต่ละคนเลือก
บทบาทเป็น ผู้รักษารหัส ผู้ถอดรหัส ผู้แปลรหัส และผู้ปฏิบัติภารกิจ ยืนเรียงแถวกันตามลาดับ
วิทยากรแจกชุดกิจกรรมให้กับผู้เข้าการอบรมแต่ละกลุ่ม
ชุดกิจกรรม ประกอบด้วย
บัตรกาหนดบทบาทสมาชิกในกลุ่ม 4 ใบ
ซองรหัส 1 ซอง สาหรับผู้รักษารหัส
บัตรไขรหัส 1 ใบ สาหรับผู้แปลรหัส
บัตรภารกิจ 1 ใบ สาหรับผู้ปฏิบัติภารกิจ
2. เมื่อวิทยากรให้สัญญาณ ให้ผู้เข้ารับการอบรมปฏิบัติตามบทบาทที่กาหนด เมื่อผู้ปฏิบัติภารกิจ
เขียนคาตอบบนกระดานดาแล้ว ให้ผู้เข้ารับการอบรมอ่านกรอบข้อมูล รหัสชีวิต ในเอกสาร
ประกอบการอบรม
ต้นแบบบัตรกาหนดบทบาทสมาชิกในกลุ่ม
ผู้รักษารหัส
บทบาทของท่านคือเป็นผู้รักษารหัสที่ได้รับแจก โดยจะต้อง
มอบแถบรหัสที่ไม่มีเครื่องหมาย ให้กับผู้ถอดรหัส
ผู้ถอดรหัส
บทบาทของท่านคือรับแถบกระดาษจากผู้รักษารหัส ถอดรหัส
จาก ก เป็น ข และจาก ข เป็น ก (อนุญาตให้จดลงบนกระดาษ
ได้) แล้วส่งมอบรหัสที่ถอดได้ ให้กับผู้แปลรหัส
- 27. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
71
กรอบข้อมูล รหัสชีวิต
กิจกรรม ถอดรหัส จาลองกระบวนการที่เซลล์ในร่างกายนาข้อมูลในสารพันธุกรรมมาใช้ใน
การสร้างโปรตีน ซึ่งมีบทบาทหน้าที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการต่างๆ ของเซลล์
รหัสในมือของผู้รักษารหัส เปรียบได้กับ ยีน ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมในรูปของลาดับเบสที่
เป็นส่วนประกอบของดีเอ็นเอ ในความเป็นจริงแล้ว ดีเอ็นเอนั้นประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ต่างๆ 4 แบบ
แต่รหัสในกิจกรรมนี้ประกอบด้วยอักษร 2 ตัวคือ ก และ ข
การถอดรหัส เปรียบได้กับกระบวนการภายในเซลล์ ที่เมื่อมีการสังเคราะห์โปรตีนชนิดใด จะมี
การคัดลอกข้อมูลจากยีนที่ควบคุมการสร้างโปรตีนนั้น สาหรับใช้ในการสังเคราะห์โปรตีน
การแปลรหัสเปรียบได้กับกลไกการสังเคราะห์โปรตีนที่สามารถอ่านรหัสจากลาดับนิวคลีโอไทด์
แล้วแปลงเป็นลาดับของกรดอะมิโน
ข้อความที่ได้จากการแปลรหัส เปรียบได้กับลาดับของกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบของ
โปรตีนแต่ละชนิด ลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันนั้น เป็นผลมาจากร่างกายสังเคราะห์โปรตีน
ต่างกัน การที่โปรตีนต่างชนิดกันมีโครงสร้างและหน้าที่แตกต่างกัน ก็เป็นผลจากลาดับของกรดอะมิโน
ที่แตกต่างกันนั่นเอง
การถ่ายทอดรหัสชีวิตที่ซับซ้อนนี้ เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติภายในเซลล์ของร่างกายทุกๆ เซลล์
กระบวนการดารงชีวิตจึงเป็นความมหัศจรรย์อย่างหนึ่งในธรรมชาติ ที่ถ่ายทอดผ่านกาลเวลามานับล้าน
ปี และจะถ่ายทอดต่อไปยังลูกหลานอีกนานตราบเท่าที่ชีวิตและสิ่งแวดล้อมยังอยู่ในสมดุล
บัตรภารกิจ
เริ่มต้น
บัตรแปลรหัส
กก = บน
ขข = ล่าง
กข = ซ้าย
ขก = ขวา
- 28. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
72
ใบความรู้ 1 สารพันธุกรรม
เนื้อหาจากเค้าโครงสื่อดิจิทัลเรื่องสารพันธุกรรมโดยผ.ศ.แก้ว อุดมศิริชาครม.อุบลราชธานี
กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (deoxyribonucleic acid) หรือ DNA เป็นกรดนิวคลีอิกชนิดหนึ่งที่
พบในเซลล์สิ่งมีชีวิต ดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรม ทาหน้าที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม ทาให้สิ่งมีชีวิตแต่
ละตัวแตกต่างกัน
เมื่อตรวจดูนิวเคลียสของเซลล์ด้วยกล้องจุลทรรศน์จะพบโครโมโซม (chromosome) ซึ่งใน
เวลาส่วนใหญ่โครโมโซมจะอยู่ในสภาพคลายตัวออกเป็นโครมาทิน (chromatin) มีลักษณะเป็นสายยาว
คล้ายเส้นด้าย เมื่อโครมาทินคลายตัวออกไปอีก จะเห็นคล้ายกับมีลูกปัดร้อยอยู่บนเส้นด้ายบางๆ ส่วนที่
คล้ายลูกปัดนี้เรียกว่านิวคลีโอโซม (nucleosome) ประกอบด้วยดีเอ็นเอสายยาวพันล้อมรอบโปรตีนชื่อ
ฮิสโทน (histone) และเมื่อแยกส่วนที่เป็นโปรตีนออกจากนิวคลีโอโซม ก็จะเหลือเฉพาะดีเอ็นเอ
โครงสร้างดีเอ็นเอประกอบด้วยพอลีนิวคลีโอไทด์ 2 สายเรียงคู่ขนานในทิศทางตรงข้ามกัน มี
ลักษณะเป็นเกลียวคู่ หรือ ดับเบิลเฮลิกซ์ (double helix) คล้ายบันไดเวียน
- 29. สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
วิทยาศาสตร์มัธยมศึกษาตอนต้น
73
สายพอลีนิวคลีโอไทด์เกิดจากหน่วยย่อยของนิวคลีโอไทด์มาเรียงต่อกัน นิวคลีโอไทด์
ประกอบด้วย 3 ส่วน ได้แก่
1. ฟอสเฟต (PO4)
2. น้าตาล (sugar) ที่มีคาร์บอน 5 อะตอม ชนิดดีออกซีไรโบส (deoxyribose)
3. เบส (base) แบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม คือ พิวรีน (purine) ได้แก่ อะดีนีน (adenine : A) กับกัวนีน
(guanine : G) และไพริมิดีน (pyrimidine) ได้แก่ ไซโทซีน (cytosine : C) กับ ไทมีน
(thymine : T)
โครงสร้างของนิวคลีโอไทด์
ในแต่ละนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟตจะจับกับน้าตาลที่คาร์บอนตาแหน่งที่ 5 เรียกว่า 5 - prime (5´)
และระหว่างนิวคลีโอไทด์ที่เรียงต่อกัน ฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์โมเลกุลหนึ่งจะจับกับน้าตาลของ
นิวคลีโอไทด์โมเลกุลถัดไปที่คาร์บอนตาแหน่งที่ 3 เรียกว่า 3 - prime (3´) ดังนั้น เมื่อนิวคลีโอไทด์
ต่อกันเป็นสายยาว ปลายสายเปิดด้านหนึ่งจะเป็น 5´และปลายสายเปิดอีกด้านหนึ่งจะเป็น 3´
การเรียงต่อกันของนิวคลีไทด์ในโมเลกุลดีเอ็นเอ
