ชีววิทยา ม.4

   ปัญหา(problem) มักเกิดจากการสงสัยที่ได้จากการสังเกตปรากฎการณ์และการศึกษาข้อเท็จจริงต่างๆที่เกิดขึ้น
   สมมติฐาน(hypothesis) คือการตั้งคำถามจากสิ่งที่สังเกต และพยายามคิดหาคำตอบที่อาจเป็นไปได้
   แอลเบิร์ต  ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) นักวิทยาศาสตร์คนสำคัญของโลกได้กล่าวไว้ว่า
"การตั้งปัญหาย่อมสำคัญกว่าการแก้ปัญหา"  เพราะการแก้ปัญหาอาศัยเพียงทักษะทางคณิตศาสตร์และการทดลองเท่านั้นส่วนการตั้งปัญหาใหม่ๆ และการกำหนดแนวทางที่อาจเป็นไปได้จากปัญหาเก่าๆ ในทักษะใหม่ย่อมต้องอาศัยความคิดสร้างสรรค์ ซึ่งถือว่าเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริง

Albert Einstein

   การศึกษาชีววิทยาเป็นการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตดังนั้นการนำความรู้ทางชีววิทยาไปใช้  ย่อมส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตโดยตรง  จึงต้องคำนึงถึงจริยธรรม  เช่น การใช้สัตว์ทดลอง จะต้องหลีกเลี่ยงการทรมานสัตว์ตามข้อกำหนดในจรรยาบรรณการใช้สัตว์ทดลอง  โดยผู้ใช้สัตว์ทดลองจะต้องตระหนักถึงคุณค่าของสัตว์ และตระหนักว่าสัตว์เป็นสิ่งมีชีวิตเดียวกับมนุษย์

การใช้สัตว์ทดลองทางวิทยาศาสตร์

   ในการดำรงชีวิตของมนุษย์ เช่น การดูแลสุขภาพของร่างกาย การผลิตอาหาร การประกอบอาชีพ ล้วนมีความเกี่ยวข้องกับชีววิยาทั้งสิ้น  นักวิชาการซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญแต่ละสาขาได้ใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต  จึงทำให้ได้พันธุ์ของสิ่งมีชีวิตหรือผลผลิตตามความต้องการ

สัตว์ที่เกิดจากการโคลน

   ชีววิทยา (biology) เป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต  ซึ่งประกอบด้วยส่วนที่เป็นความรู้และส่วนที่เป็นกระบวนการค้นหาความรู้  ชีววิทยามาจากคำว่า ชีวะ (bios ภาษากรีก แปลว่า ชีวิต) และวิทยา (logos ภาษากรีก แปลว่า ความคิดและเหตุผล) เนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีอยู่เป็นจำนวนมากและมีความหลายหลายทั้งชนิดและจำนวน  ชีววิทยาจึงแยกออกเป็นสาขาวิชาย่อยได้หลายแขนง

ตัวอย่างแขนงวิชาต่างๆในสาขาชีววิทยา

   สิ่งมีชีวิตแม้จะประกอบด้วยเซลล์เดียวก็มีการจัดระบบ (organization) หน้าที่ในการทำงานของโครงสร้างต่างๆ ภายในเซลล์  สิ่งมีชีวิตที่มีหลายเซลล์ก็มีการจัดระบบภายในร่างกายและมีการทำงานร่วมกัน

โครงสร้างของสิ่งมีชีวิต

   สิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะจำเพาะ  อาจสังเกตได้จากลักษณะภายนอก  เช่น รูปร่าง ขนาด ความสูง สีผิว ลักษณะ เส้นขน จำนวนขา ลักษณะพื้นผิวที่เรียบ หรือขรุขระ หรือมีความมัน ลักษณะเขา เป็นต้น ลักษณะบางอย่างต้องตรวจสอบด้วยการชิมรส การดมกลิ่น เป็นต้น

   สิ่งมีชีวิตบาชนิดถึงแม้จะมีขนาดเล็กมากแต่ก็มีลักษณะจำเพาะ

ปลาพันธุ์ต่างๆที่มีลักษณะต่างกัน

   จากการนำสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมาใส่ในสารละลายที่ความเข้มข้นต่ำกว่าสารละลายภายในเซลล์  พบว่าโครงสร้างภายในเซลล์  ที่เรียกว่า คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล (contractile  vacuole) มีการเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและรูปร่าง

   คอนแทร็กไทล์แวคิวโอลจะเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่างเนื่องจากสารละลายในสภาพแวดล้อมภายนอกเซลล์มีความเข้มข้นน้อยกว่าสารละลายภายในเซลล์  จึงเกิดการออสโมซิสของน้ำจากภายนอกเข้าสู่ภายในเซลล์ตลอดเวลา  และถ้าน้ำเข้าไปในเซลล์มากขึ้นเซลล์จะขยายขนาดจนอาจทำให้เซลล์แตก  พารามีเซียมจึงต้องมีกลไกเพื่อรักษาสมดุลของน้ำและสารละลายระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและภายในเซลล์

คอนแทร็กไทล์แวคิวโอล

     สิ่งมีชีวิตมีการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม เพื่ออาหาร หลบหลีกภัยจากศัตรู และมีการปรับตัวให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม  เช่น อากาศที่หนาวจัดหรือร้อนจัดเกินไป  ทั้งนี้เพื่อความอยู่รอด  สภาพของสิ่งแวดล้อมที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแสดงพฤติกรรม เรียกว่า สิ่งเร้า (stimulus) สิ่งเร้ามีทั้งภายในและภายนอกร่างกาย  การแสดงออกของสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งเร้า เรียกว่า การตอบสนอง (response)

การตอบสนองต่อสิ่งเร้าของต้นโกลบที่โค้งเข้าหาแสง

   การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิต  เซลล์มีการเิพิ่มจำนวน มีการเพิ่มขนาด มีการเปลี่ยนแปลงเพื่อทำหน้าที่เฉพาะอย่างและมีการรวมกลุ่มของเซลล์เพื่อพัฒนาเป็นเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ

   สิ่งมีชีวิตบางชนิดขณะที่เจริญเติบโตไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่สิ่งมีชีวิตขณะที่เจริญเติบโตมีการเปลี่ยนแปลง เช่น ผีเสื้อ กบ เป็นต้น

วัฎจักรชีวิตของผีเสื้อ

    เมื่อสิ่งมีชีวิตมีการเจริญเติบโตไปได้ระยะหนึ่งก็จะตายไป  อายุของสิ่งมีชีวิตตั้งแต่เกิดจนตายเรียกว่า อายุขัย (life span) สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีอายุขัยจำกัดและมีอายุขัยที่แตกต่างกันไป

   อายุขัยของพืชมีความแตกต่างกัน  เราอาจจะพิจารณาเป็นกลุ่มพืชที่มีช่วงอายุสั้น  เช่น  บานชื่น  ดาวเรือง  บานเย็น เป็นต้น
   บางกลุ่มเป็นพืชปีเดียว  เช่น  ข้าว  อ้อย  สัปปะรด เป็นต้น  บางกลุ่มเป็นพืชสองปี พืชพวกนี้มักมีลำต้นใต้ดิน  เมื่อใบและลำต้นที่อยู่เหนือดินแห้งเหี่ยวไปยังมีลำต้นใต้ดินที่สามารถงอกและเกิดใหม่ในปีถัดไป  เช่น  ว่านสี่ทิศ  หอม  กระเีทียม เป็นต้น
   กลุ่มพืชหลายปี  อาจเป็นไม้พุ่มหรือไม้ต้น  เช่น  มะม่วง  โพธิ์  หางนกยูง  เป็นต้น  การนับอายุของไม้ต้นอาจจะนับได้จากวงปี

   เราสามารถพิจารณาลำต้นตามขนาดความสูงเมื่อพืชโตเต็มที่ได้  3  กลุ่ม  คือ
-  ไม้ล้มลุก(herb) มีความสูงไม่เกิน  120 cm
-  ไม้พุ่ม(shrub)  มีความสูงประมาณ  120-300 cm
-  ไม้ต้น(tree)  มีความสูงมากกว่า 300 cm