บทนำชีววิทยา

ชีววิทยา (biology) เป็นวิทยาศาสตร์ที่ว่าด้วยการศึกษาสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยองค์ประกอบ 2 อย่าง 

1. process คือ กระบวนการต่างๆ เช่น การตั้งปัญหา การตั้งสมมติฐาน ตรวจสอบสมมติฐาน แปลผล และ สรุปผลการทดลอง กระบวนการ หลักการ ยกตัวอย่าง 

    1. ตั้งปัญหา ต้องสัมพันธ์กับข้อมูลที่มีอยู่ 

    2. ตั้งสมมติฐาน ต้องสัมพันธ์กับปัญหา กะทัดรัดชัดเจน ตรวจสอบสมมติฐานได้ และมักอยู่ในรูป “ถ้า...ดังนั้น...” 

   3. ตรวจสอบสมมติฐาน 

      - ตัวแปรต้น  (ตัวแปรอิสระ) 

      - ตัวแปรตาม 

     - ตัวแปรควบคุม 

     - ชุดทดลอง 

     - ชุดควบคุม 

     - สิ่งที่ถูกตัดให้แตกต่างกันในการ

4. แปลผลและสรุปผลการทดลอง  ทดลองได้อย่างไรก็แปลผลอย่างนั้น สรุปผลโดยให้สอดคล้องกับปัญหาที่ตั้งเอาไว้ โดยไม่เกินขอบเขตของปัญหา อาจเสนอสาเหตุที่ท้าให้เกิดข้อผิดพลาด อุณหภูมิมีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของสาหร่ายหางกระรอก โดยปริมาณแป้งที่สะสมอยู่ใน vacuole เมื่อทดลองในอุณหภูมิต่างๆ พบว่าที่ 50oC < 10oC < 20oC < 30o

C <40oC 

          2. knowledge คือ องค์ความรู้ ซึ่งเป็นผลของ process ของนักวิทยาศาสตร์

2.1. ข้อมูล (data) คือ ข้อเท็จจริง (fact) ที่รวบรวมขึ้นมาโดยไม่ใส่ความคิดเห็นใดๆ

2.2. ทฤษฎี (theory) คือ สมมติฐานที่ผ่านการพิสูจน์หลายครั้งจนใช้อ้างอิง อธิบาย ประยุกต์ และ

พยากรณ์ได้ เช่น ทฤษฎีเซลล์, ทฤษฎีวิวัฒนาการ 

2.3. กฎ (law) คือหลักการที่มีความจริงในตัวมัน โดยที่ตัวมันก็อธิบายไม่ได้ว่าท้าไมจึงเป็นเช่นนั้น เช่น กฎเมนเดล, กฎชาร์กาฟฟ์, กฎ 10% สิ่งที่ใช้อธิบายกฎได้ก็คือทฤษฎีต่างๆ

คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต 

     1. การสืบพันธุ์ (reproduction) คือ การเพิ่มจ้านวนสิ่งมีชีวิต เป็นข้อที่ส้าคัญที่สุด

1.1. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (sexual reproduction) ท้าให้เกิดความแปรผันของสิ่งมีชีวิตในรุ่นลูก เช่น การปฏิสนธิ (fertilization) 

1.2. การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) ไม่เกิดความแปรผันของสิ่งมีชีวิต ลูกที่

เกิดมาเหมือนพ่อแม่ เช่น การสร้างสปอร์ (sporulation), การแตกหน่อ (budding), การงอกใหม่

เพื่อสร้างสมาชิกเพิ่ม (regeneration), การแบ่งออกเป็นสอง (binary fission), parthenogenesis 

     2. ปฏิกิริยาเคมีในสิ่งมีชีวิต (metabolism) ซึ่งล้วนเกี่ยวข้องกับพลังงาน 

2.1. anabolism คือ การสังเคราะห์สาร เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสง, การสร้างโปรตีน 

2.2. catabolism คือ การสลายสาร เช่น การหายใจระดับเซลล์ (cellular respiration) 

     3. การเจริญเติบโต (development), มีอายุขัย (life span) และขนาดจ้ากัด 

     4. การตอบสนองต่อสิ่งเร้า (response) ในสัตว์ชั้นสูงจะถูกควบคุมโดยระบบประสามและระบบไร้ท่อ 

     5. การรักษาดุลยภาพของร่างกาย (homeostasis) ในสัตว์ชั้นสูงจะถูกควบคุมโดยระบบต่างๆ เช่น ระบบหายใจ ระบบขับถ่าย ระบบหมุนเวียน ระบบน้้าเหลืองและภูมิคุ้มกัน

     6. มีลักษณะเฉพาะตัว 

     7. มีการจัดระบบ (organization) โดยเริ่มจากหน่วยเล็กสุดไปใหญ่ที่สุดดังนี้ 

7.1. เซลล์ (cell) เป็นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระบบ 

7.2. เนื้อเยื่อ (tissue) คือเซลลากกว่าหนึ่งชนิด หลายเซลล์มาท้างานร่วมกัน 

7.3. อวัยวะ (organ) 

7.4. ระบบอวัยวะ (organ system) 

7.5. สิ่งมีชีวิต (organism) 

7.6. ประชากร (population) คือส่งมีชีวิต species เดียวกัน ในสถานที่เดียวกัน ระยะเวลาเดียวกัน 

7.7. กลุ่มสิ่งมีชีวิต (community) คือประชากรมากกว่า 1 กลุ่มขึ้นไปมาอาศัยร่วมกัน โดยมีความสัมพันธ์ระหว่างกัน 

7.8. ระบบนิเวศ (ecosystem) คือระบบความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม 

7.9. ชีวนิเวศ (biome) คือระบบนิเวศที่มีน้้าฝนและอุณหภูมิเฉลี่ยตลอดปีคล้ายกัน กระจายตามเขตภูมิศาสตร์ต่างๆ เช่น biome ทะเลทราย, biome ป่าดงดิบ, biome ป่าสน

7.10. ไบโอสเฟียร์ (biosphere) คือโลกของเรา 

กล้องจุลทรรศน์ 

     1. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง (light microscope) ใช้แสงขาว (visible light) + เลนส์แก้ว มีอากาศในล้ากล้อง ได้ภาพเสมือนหัวกลับ ส่องได้ทั้งสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ก้าลังขยายต่้ากว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน คือมากที่สุดที่ 1,000 เท่า แยกจุดสองจุดที่ห่างกันน้อยสุดที่ 0.2 µm 

1.1. ใช้แสงแบบธรรมดา (compound light microscope) คือที่อยู่ในห้องแล็บทั่วไป เหมาะส้าหรับศึกษาโครงสร้างง่ายๆ เช่น ส่องดู chloroplast ของเซลล์สาหร่ายหางกระรอก, เซลล์คุมของใบว่านกาบหอย 

1.2. ใช้แสงแบบสเตอริโอ (stereoscopic microscope) ส่องได้ทั้งวัตถุโปร่งแสงและทึบแสง มองเห็น

ภาพเป็น 3 มิติ มีวามชัดลึกมาก เหมาะส้าหรับส่องดูวัตถุที่ตาเปล่ามองเห็นแต่อยากรู้

รายละเอียด เช่น ละอองเการดอกไม้, eye spot ของพลานาเรีย 

     2. กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (electron microscope) ใช้ล้าแสงอิเล็กตรอน + เลนส์แม่เหล็กไฟฟ้า 

ไม่มีอากาศในล้ากล้อง ได้ภาพฉายปรากฏบนจอ ส่องได้เฉพาะสิ่งไม่มีชีวิต ก้าลังขยายสูงมาก แยกจุดสองจุดที่ห่างกันน้อยที่สุดที่ 0.1 – 2 nm 

     2.1. แบบส่องกราด (scanning electron microscope: SEM) ใช้ศึกษาโครงสร้าง 3 มิติ 

     2.2. แบบส่องผ่าน (transmission electron microscope: TEM) ใช้ศึกษาโครงสร้าง 2 มิติ 

ที่มา:https://sites.google.com/site/basicbiology2020/bthna-chiwwithya