เอกสารประกอบการสอนการถ่าดทอดลักษณะพันธุกรรม Flipbook PDF

เอกสารประกอบการสอนการถ่าดทอดลักษณะพันธุกรรม

---

111 Views
110 Downloads
FLIP PDF 684.94KB

DOWNLOAD FLIP

REPORT DMCA

พันธุกรรม

1

พันธุกรรม (heredity ) คือ การถ่ายทอดลักษณะของสิ่ งมีชีวติ จากรุ่ นหนึ่งไปสู่ อีกรุ่ นหนึ่ง จาก บรรพบุรุษไปสู่ ลูกหลาน จากพ่อ แม่ ไปสู่ ลูก ลักษณะใดก็ตามที่เป็ นของรุ่ นพ่อ แม่ แล้วไปปรากฎอยูใ่ น รุ่ นถัดมา เรี ยกลักษณะทางพันธุกรรมนี้ วา่ กรรมพันธุ์ แต่การตัดสิ นว่า ลักษณะต่าง ๆ เป็ นกรรมพันธ์ หรื อไม่ จะไม่ ตัดสิ นโดยดูลกั ษณะจากรุ่ นลูกเท่ านั้น แต่ ต้องสั งเกตดูหลาย ๆ ชั่ วอายุ

1. ลักษณะทางพันธุกรรม สิ่ งมีชีวติ บนโลกมีลกั ษณะแตกต่างกัน ถึงแม้จะเป็ นสิ่ งมีชีวติ ชนิดเดียวกันก็ยงั มีลกั ษณะที่ แตกต่างกัน เช่น ความสู ง สี ผวิ เป็ นต้น ลักษณะที่แตกต่างกันนี้สามารถถ่ายทอดจากรุ่ นหนึ่งไปยังอีก รุ่ นหนึ่งได้ โดยยีน (gene ) ซึ่ งเป็ นหน่วยที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ของสิ่ งมีชีวติ นักเรี ยนเคยสังเกตไหมว่า ลูกบางคนมีลกั ษณะคล้ายพ่อแม่ บางคน แตกต่างจากพ่อแม่ แต่มี ลักษณะคล้ายปู่ ย่า ตา ยาย แสดงว่าลักษณะบางลักษณะสามารถถ่ายทอดจาก ปู่ ย่า ตา ยาย ไปยัง ลูกหลานได้ เราเรี ยกลักษณะเหล่านี้วา่ ลักษณะทางพันธุกรรม ( Genetic charater ) ลักษณะทางพันธุ กรรมสามารถถ่ายทอดจากรุ่ นหนึ่งไปยังรุ่ นต่อๆไปได้หลายลักษณะ เช่น รู ปร่ าง ลักษณะของปาก จมูก ตา คิ้ว คาง สี ผวิ ฯลฯ ดังนั้น มนุ ษย์ จึงมีความคล้ายคลึงกัน ยิง่ ถ้าอยูใ่ น ครอบครัวเดียวกันความคล้ายคลึงจะมากยิง่ ขึ้น ถึงแม้มนุษย์จะมีอวัยวะเหมือนกัน แต่ลกั ษณะของอวัยวะ อาจแตกต่างกัน ลักษณะทางพันธุ กรรมที่แตกต่างกันนี้ เรี ยกว่า “ความผันแปรทางพันธุกรรม “ ( genentic variation) ซึ่งมี2 แบบ คือ 1. ความแปรผันแบบต่ อเนื่อง (continuous variation ) เป็ นลักษณะทางพันธุ กรรมที่ ไม่ สามารถแยกความแตกต่างได้เด่นชัด เช่น ความสู ง โครงร่ าง สี ผวิ เป็ นต้น เนื่องจากสิ่ งเหล่านี้อาจ ได้รับอิทธิ พลจากพันธุ กรรมและสิ่ งแวดล้อมร่ วมกัน เช่น ความสู งของคน ไม่ได้มีแค่ 2 ระดับ แค่ สู ง กับเตี้ย แต่จะมีหลายระดับ ตั้งแต่เตี้ย ถึง สู งมาก หรื อ น้ าหนัก ก็มีต้ งั แต่หนักน้อยไปมาหนักมาก เป็ นต้น 2. ความผันแปรแบบไม่ ต่อเนื่อง (discontinuous variation ) เป็ นลักษณะทางพันธุกรรมที่ สามารถแยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจน ลักษณะความแปรผันไม่ต่อเนื่องเกิดจากอิทธิพลทางพันธุกรรม เพียงอย่างเดียว เช่น การมีลกั ยิม้ การมีติ่งหู ห่ อลิ้น ซึ่ งลักษณะเหล่านี้จะถ่ายทอดทางพันธุ กรรมได้ 2 แบบ คือ มีลกั ยิม้ กับไม่มีลกั ยิม้ ,มีติ่งหู กับไม่มีติ่งหู ห่อลิ้นได้ กับ ห่อลิ้นไม่ได้ เป็ นต้น

2 2. การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม กรรมพันธุ์ หรื อ พันธุ กรรม เป็ นลักษณะต่าง ๆ ที่ถ่ายทอดจากรุ่ นหนึ่งไปยังอีกรุ่ นหนึ่ง โดย ผ่าน เซลล์สืบพันธ์ ของพ่อ (อสุ จิ) และ เซลล์สืบพันธ์ ของแม่ (ไข่ ) โดยเมื่อ อสุ จิ ผสมกับไข่ ลักษณะต่าง ๆ จากพ่อและแม่ ก็จะถูกถ่ายทอดไปยังลูก แต่ลกั ษณะต่าง ๆ ที่ปรากฎในรุ่ นลูก ไม่ได้รับถ่ายทอดมาจากพ่อ และแม่ทุกอย่าง เพราะบางลักษณะอาจเกิดขึ้นภายหลัง เช่น แผลเป็ น หรื อ การศัลยกรรมทางการแพทย์ เมื่อมีการปฏิสนธิ ระหว่างไข่จากแม่และสเปิ ร์ มจากพ่อจะได้ไซโกต (Zygote) เจริ ญเป็ นตัวใหม่ นอกจากนี้ยงั มีปัญหาคือเมื่อไซโกตเจริ ญต่อไปจนได้เซลล์จานวนมากล้วนแต่เป็ นองค์ประกอบทาง กรรมพันธุ์เหมือนกับเซลล์ไซโกตทุกประการแต่กลุ่มเซลล์แต่ละกลุ่มเจริ ญไปเป็ นเนื้อเยือ่ และอวัยวะ ต่างๆ เช่น ตา หู จมูก หัวใจ ปอด แขน ขา

3. โครโมโซมและหน่ วยพันธุกรรมหรื อยีน สิ่ งมีชีวติ ประกอบด้วยหน่วยที่เล็กที่สุดเรี ยกว่า เซลล์ เซลล์ของสิ่ งมีชีวติ แต่ละชนิดประกอบด้วย เยือ่ หุม้ เซลล์ ไซโทรพลาสซึมและนิวเคลียส ถ้าใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูนิวเคลียส ในภาวะปกติจะเห็น โครโมโซมมีลกั ษณะคล้ายเส้นด้ายบาง ๆ ขดตัวภายในนิวเคลียส เรี ยกว่า “โครมาทิน” (chromatin ) เมื่อ มีการแบ่งตัวเส้นโครมาทินจะหดสั้นเข้ามีลกั ษณะเป็ นแท่ง จึงเรี ยกว่า “โครโมโซม ( chromosome ) แต่ละโครโมโซมจะประกอบด้วยแขน 2 ข้าง ที่เรียกว่า “โครมาทิด” (cromatid ) ซึ่ งแขนทั้งสองข้าง จะ มีส่วนที่ติดกัน เรี ยกว่า “ เซนโทรเมีย” ( centromere) ถ้าดูจากแบบจาลองโครโมโซมหลาย ๆ คน อาจจินตนาการคล้ายกับปลาท่อโก๋ ดังรู ป โครมาทิด

เซนโทรเมีย

ภาพแสดงส่ วนประกอบของโครโมโซม 1 โครโมโซม

3 ทราบหรื อไม่ ว่า โครโมโซมของคน มี 4 แบบ ดังภาพ

ความสาคัญของโครโมโซม โครโมโซม มีลกั ษณะเป็ นเส้นยาวเล็กๆ ขดไปขดมาอยูภ่ ายในเซลล์ประกอบด้วยสิ่ งที่เรี ยกว่า ดีเอ็นเอ ( DNA ) ซึ่ งทาหน้าที่ประกอบกันเป็ นข้อมูลทางพันธุ กรรมซึ่ งจะถ่ายทอดไปสู่ ลูกหลานได้ ถ้าเปรี ยบเทียบว่าโครโมโซมคือหนังสื อเล่มหนึ่ง ดีเอ็นเอก็ทาหน้าที่เหมือนตัวหนังสื อนัน่ เอง และการที่คนมีลกั ษณะรู ปร่ าง หน้าตา รวมทั้งนิสัยใจคอบางอย่างต่างกัน ก็เป็ นเพราะตัวหนังสื อหรื อดี เอ็นเอนั้นเขียนและเรี ยงต่างกัน สาหรับตัวหนังสื อที่เราอ่านและแปลเป็ นคาที่มีความหมาย เช่น ข้าวต้ม ขนมครก เทียบได้กบั ยีน (สรุ ปแล้วยีนก็คือส่ วนหนึ่งของดีเอ็นเอนัน่ เอง) ส่ วนเจ้าดีเอ็นเอที่ประกอบกันเป็ นตัวหนังสื อที่เราไม่ สามารถแปลความหมายได้ เช่น กกขขกดกกขคขคขคกค ส่ วนนี้ไม่ใช่ยนี

โครโมโซม

ดีเอ็นเอ

ภาพแสดงตาแหน่ งของโครโมโซมและดีเอ็นเอ

4 4. จานวนโครโมโซมในเซลล์ของสิ่ งมีชีวติ สิ่ งมีชีวติ แต่ละชนิดจะมีจานวนโครโมโซมแน่นอนและคงที่ แต่สิ่งมีชีวติ ต่างชนิดกันจะมีจานวน โครโมโซมต่างกัน จานวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกายและจานวนโครโมโซมในเซลล์สืบพันธ์จะไม่ เท่ากัน โดยจานวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกายจะมากกว่าจานวนโครโมโซมในเซลล์สืบพันธ์ 2 เท่า ดัง แสดงในตารางต่อไปนี้ ตารางแสดงจานวนโครโมโซมในเซลล์ร่างกายและเซลล์สืบพันธ์ ของสิ่ งมีชีวติ ชนิดต่ าง ๆ ชนิดของสิ่ งมีชีวิต

จานวนโครโมโซม (แท่ง) ในเซลล์ร่างกาย

ในเซลล์สืบพันธ์

1. มนุษย์

46

23

2. ลิงซิมแพนซี

48

24

3. สุ นขั

42

21

4. กบ

26

13

5. แมลงวัน

12

6

6. แตงกวา

14

7

ทราบหรื อไม่ ว่า เซลล์ ร่างกายของพืชและสั ตว์ อยู่ทใี่ ด เซลล์ ร่างกายของพืช คือเซลล์ ทอี่ ยู่ ทุกส่ วนของพืช เช่ น ใบ ดอก ผล ราก ยกเว้น เซลล์ไข่ ในเกสรตัวเมียและ เซลล์ ละองเรณูในเกสรตัว

เซลล์ร่างกายของสั ตว์และคน คือเซลล์ ทีอ่ ยู่ทุกส่ วนของอวัยวะในร่ างกาย ยกเว้ น เซลล์ไข่ ในรังไข่ และและเซลล์ อสุ จิในอัณฑะ

5

การทีเ่ ซลล์สืบพันธ์ มีจานวนโครโมโซม เป็ นครึ่งหนึ่งของโครโมโซมร่ างกาย ก็เพราะกลุ่มเซลล์ ที่ทาหน้ าที่สร้ าง เซลล์สืบพันธ์ จะแบ่ งเซลล์แบบไมโอซิส ( Meiosis) ซึ่งการแบ่ งเซลล์ แบบนี้ โครโมโซมทีอ่ ยู่เป็ นคู่ ๆ จะแยกออกจากกัน ทาให้ มีโครโมโซมเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของ เซลล์เดิม เช่ น ในคน มีโครโมโซม 46 แท่ง หรื อ 23 คู่ ดังนั้น ในเซลล์ ไข่ และเซลล์ อสุ จิ จะมีโครโมโซมเซลล์ละ 23 แท่ง

ภาพแสดงจานวนโครโมโซม ในการสร้ างเซลล์ สืบพันธุ์ของคน

เมื่อเซลล์ไข่และเซลล์อสุ จิผสมกัน โครโมโซม 23 แท่ง จากเซลล์ไข่ และ 23 แท่ง จากเซลล์อสุ จิ จะมาจับคู่กนั ได้เซลล์ใหม่ ที่เกิดจากการผสมกันระหว่างเซลล์ไข่กบั อสุ จิ เรี ยกว่า “ไซโกต” ( Zygote) ซึ่ งจะมีโครโมโซมเป็ น 46 แท่ง และมีการเจริ ญเติบโตแบ่งเซลล์เป็ นเซลล์ร่างกายต่อไป

ภาพแสดงการสร้ างเซลล์สืบพันธ์ ในคน การแยกโครโมโซม และการปฏิสนธิ (การรวมตัวกันของโครโมโซม)

6 การกาหนดเพศชายหญิง

การกาหนดเพศของสิ่ งมีชีวติ จะพิจารณาจากลักษณะของโครโมโซม สาหรับมนุ ษย์มีโครโมโซม 46 โครโมโซม หากนามาจัดเป็ นคู่ จะได้ 23 คู่ ซึ่ งแบ่งได้ 2 ชนิด คือ 1. ออโตโซม ( autosome) หรื อ โครโมโซมร่ างกาย มี 22 คู่ ได้ แก่โครโมโซม คู่ที่ 1- 22 เพศชายและเพศหญิงมีลกั ษณะโครโมโซมเหมือนกัน ซึ่ ง ออโตโซม จะมีบทบาทในการกาหนด ลักษณะทางพันธุ กรรมต่าง ๆ ในร่ างกาย 2. โครโมโซมเพศ ( Sex chromosome) มี 1 คู่ คือ โครโมโซมคู่ที่ 23 จะเป็ นโครโมโซม กาหนดเพศ ในเพศหญิงและเพศชายจะมีโครโมโซมต่างกัน โดยเพศหญิงจะมีโครโมโซมเป็ น XX ส่ วนเพศชาย จะมีโครโมโซมเป็ น XY ดังนั้น เพศหญิง จะมีโครโมโซม เป็ น 22 + XX ส่ วนเพศชายจะมีโครโมโซมเป็ น 22 + XY

แผนภาพแสดง โครโมโซม 23 คู่ ของคน

โครโมโซมเพศชาย

โครโมโซมเพศหญิง

(Xy)

(XX)

ทราบหรือไม่ว่า การศึกษาร ูปร่างและจานวนโครโมโซมของคน ศึกษา ได้จากเซลล์รา่ งกาย ซึ่งเซลล์ที่นามาศึกษาได้แก่ เซลล์ไข กระด ูกและเซลล์เม็ดเลือดขาว

7 หน่ วยพันธุกรรมหรื อยีน ( gene ) หน่วยพันธุ กรรม หรื อ ยีน หมายถึง สิ่ งที่ควบคุมลักษณะทางพันธุ กรรมของสิ่ งมีชีวติ ซึ่ ง จะถ่ายทอดจากชัว่ อายุหนึ่งไปยังอีกชัว่ อายุหนึ่ง เกรเกอร์ เมนเดล ( Gregor Mendel ) เป็ นนักบวชชาวออสเตรี ย เกิดเมื่อ พ.ศ. 2365 เป็ นบุตรชาวสวน จึงมีโอกาสได้เรี ยนรู ้วธิ ีการผสมพันธุ์ และการ ปรับปรุ งพันธุ์ ของพืชมาตั้งแต่เล็ก เมื่อเป็ นนักบวช ได้ทดลองปรับปรุ งพันธุ์พืช โดยเฉพาะถัว่ ลันเตา ซึ่ งทาไปพร้อม ๆ กับงานสอนศาสนา และ เขาพบว่า “ลักษณะที่ปรากฏในลูกเป็ นผลมาจากการถ่ายทอดหน่วยที่ควบคุมลักษณะต่าง ๆ ซึ่ งได้จาก พ่อแม่ โดยผ่านทางเซลล์สืบพันธุ์ เมนเดลได้เสนอผลงานการศึกษาค้นคว้าของเขาต่อสมาคมธรรมชาติที่เมืองบรู นน์ (Brunn ) ในประเทศออสเตรี ย เมื่อปี พ.ศ. 2408 และต่อมา เมนเดลได้รับยกย่องว่า เป็ น “บิดาแห่ งพันธุศาสตร์ “ ในปี พ.ศ. 2445 หลังจากการค้นพบผลงานของเมนเดล 2 ปี วอลเตอร์ ซัตตัน (Walter Sutton ) นักชีววิทยาชาวอเมริ กนั และ เทโอดอร์ โบเฟรี ( Theeoder Boveri )

ยีน 1 คู่

นักชีววิทยาชาวเยอรมันได้เสนอว่า “หน่ วยพันธุกรรมที่เมนเดลค้ นพบ อยู่บนโครโมโซม” ซึ่ง พอสรุ ปความสัมพันธ์ระหว่างยีนกับโครโมโซม ได้วา่ ยีนนอยูบ่ นโครโมโซม โครโมโซมแต่ละแท่ง มียนี อยูเ่ ป็ นจานวน มาก เนื่องจากโครโมโซมอยูเ่ ป็ นคู่ ๆ ดังนั้นยีนที่อยูบ่ นโครโมโซม ก็จะอยูเ่ ป็ นคู่ ๆ ด้วย โดยยีน 1 คู่ จะควบคุมลักษณะ 1 อย่าง ดังรู ป

ยีนควบคุม ลักษณะเส้นผม

โครโมโซม 1 คู่

ยีนควบคุม ลักษณะการมี ลักยิม้ ยีนควบคุม ลักษณะการมีมี สันจมูก

ยีนควบคุม ลักษณะหนังตา ลักยิม้ ยีนทีค่ วบคุมลักษณะทางพันธุกรรม มี 2 ชนิด คือ

8 1. ยีนเด่ น ( Dominant Gene ) คือยีนที่สามารถแสดงลักษณะนั้น ๆ ออกมาได้ แม้มียีนนั้นเพียง ยีนเดียว เช่น มียีนผมหยักศกคู่กบั ยีนผมเหยียด แต่ลกั ษณะที่แสดงออกเป็ นหยักศก แสดงว่ายีนที่ควบคุม ลักษณะผมหยักศกเป็ นยีนเด่น ดังนั้นคนที่มีผมหยักศก อาจมียนี เด่น 2. ยีนด้ อย ( Recessive Gene ) คือยีนที่สามารถแสดงลักษณะให้ปรากฏออกมาได้ต่อเมื่อมียนี ด้อยทั้งสองยีนอยูบ่ นโครโมโซม เช่น คนผมเหยียด จะต้องมียนี ผมเหยียดบนโครโมโซมทั้งคู่ แทนยีนเด่นแสดงผมหยักศก

กาหนดให้

แทนยีนด้อยแสดงผมเหยียด

ยีนเด่นทั้งคู่

ยีนเด่นคู่กบั ยีนด้อย

ผมหยักศกมีลกั ษณะคู่ยนี 2 แบบ คือ ยีนเด่นกับยีนเด่น และยีนเด่นกับยีนด้อย

ผมเหยียดมียนี ได้แบบเดียว คือ ยีนด้อยกับกับยีนด้อย ข้ อควรรู้ พันธุ์แท้ กบั พันธุ์ทางต่ างกันอย่างไร พันธุ์แท้ คือกรรมพันธุ์ที่คู่ยนี ที่มีลกั ษณะ เหมือนกันจับคู่กนั ถ้าเป็ นยีนเด่นทั้งคู่ เรี ยกว่า พันธุ์แท้ ลกั ษณะเด่ น แต่ถา้ เป็ นยีน ด้อยทั้งคู่ เรี ยกว่า พันธ์ แท้ลกั ษณะด้ อย

พันธุ์ทาง คือ กรรมพันธุ์ทมี่ ีค่ ู ของยีนลักษณะแตกต่ างกัน คือ ยีนเด่ นกับยีนด้ อย

9 แผนภาพแสดงลักษณะทางพันธุกรรมทีค่ วบคุมโดยยีนเด่ นและยีนด้ อย

หนังตาตก

สายตาปกติ

สันจมูกโด่ง

ได้

ได้

ริ มฝี ปาก หนาหนา

ได้

ได้

ยีนเด่ น

ผมหยักศก

แสดงลักษณะนั้น ๆ ออกมา

ได้

มีลกั ยิม้ ได้

ได้ แม้ จะมีเพียงยีนเดียว

มีขนที่นิ้ว

มีติ่งหู

ได้

ได้

ผิวตกกระ

ห่อลิ้นได้ ลิ้น

ได้

ชนิดของหน่ วยพันธุกรรม

ได้

ห่อลิ้นไม่ได้

ไม่มีติ่งหู

ได้ ยีนด้ อย

เส้นผมตรง

แนวผมตรง

แสดงลักษณะนั้น ๆ ออกมา

ตรง

ได้

ได้ เมื่อมียนี ด้ อย 2 ยีน

ไม่มีขนทีนิ้วมือ ห่อลิ้น

หนังตาไม่ตก ได้ สายตาสั้น

ได้ ไม่มีลกั ยิม้

ได้

ได้

สันจมูกตรง ได้

ผิวปกติไม่ตกกระ ริ มฝี ปากบาง ได้

ได้

10 กระบวนการถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยยีน เนื่องจากยีนอยูบ่ นโครโมโซม และโครโมโซม มี 2 แบบ คือ ออโตโซฒ และ โครโมโซมเพศ ดังนั้นกถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยยีน จึง มี 2 ลักษณะ คือ

1. การถ่ ายทอดโดยยีนทีอ่ ยู่บนออโตโซม คนมียนี อยูบ่ นโครโมโซมอยูเ่ ป็ นจานวนมาก และยีนส่ วนใหญ่จะอยูบ่ นออโตโซม ดังนั้นลักษณะทางพันธุ กรรม เช่น การมีลกั ยิม้ ,สันจมูก , หนังตา , ติ่งหู สี ผวิ , สี ตา ฯลฯ ทั้งลักษณะเด่น และ ลักษณะด้อยต่างๆ จะถูกถ่ายทอดโดยยีนซึ่ งอยูบ่ นออโตโซม ซึ่ งการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุ กรรมโดยยีนบนออโตโซม มี 2 ลักษณะ คือ 1.1 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยยีนเด่ น การถ่ายทอดลักษณะนี้จะ ถ่ายทอดจากชายหรื อหญิง ซึ่ งมีลกั ษณะยีนพันธุ์แท้ที่มียนี เด่นคู่กบั ยีนเด่น ( ) หรื อ ยีนเด่นคู่กบั ยีนด้อย ( ) ซึ่งสามารถเขียนแผนถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมได้ดงั นี้ ตัอย่างที่ 1 แผนภาพการถ่ ายทอดลักษณะการมีลกั ยิม้ ซึ่งควบคุมโดยยีนเด่ นของครอบครัว ก กรณี - พ่ อ มีลกั ยิม้ พันธุ์แท้ ( - แม่ ไม่ มีลักยิม้ ( พ่อมีลกั ยิม้

) ) ) แม่ไม่มีลกั ยิม้

อสุ จิ

ไข่

ลู ก

มีลกั ยิม้

มีลกั ยิม้

สรุ ป 1. จีโนไทป์ มี 1 แบบ คือ

มีลกั ยิม้

มีลกั ยิม้

ฟรีโนไทป์ คือ ลูกมีลกั ยิม้

2. ลูกทีเ่ กิดมีโอกาสมีลักยิม้ 100 % หรื อ 3. คิดเป็ นอัตราส่ วน โอกาสทีล่ ูกมีลกั ยิม้ : ไม่ มีลกั ยิม้ = 4 : 0

11 หมายเหตุ จีโนไทป์ ( genotype ) หมายถึง ลักษณะการจับคู่กนั ของยีน ซึ่ งมี 2 ลักษณะ คือ พันธุ์แท้

กับ

และพันทาง

ฟี โนไทมป์ ( phenotype ) หมายถึง ลักษณะทางพันธุ กรรมที่อยูภ่ ายใต้การควบคุมของ จีโนไทป์ ซึ่งแสดงออกมาให้เห็น หรื อปรากฏภายนอก เช่น มีลกั ยิม้ ตา2ชั้น เป็ นต้น ตัวอย่างที่ 2 การถ่ ายทอดลักษณะการมีลกั ยิม้ ซึ่งควบคุมโดยยีนเด่ น กับยีนด้ อย (

)

ของครอบครัว ข กรณี - พ่ อมีลักยิม้ พันธุ์ทาง (

)

- แม่ ไม่ มีลกั ยิม้

)

(

พ่อมีลกั ยิม้พ่อ มีลกั ยิม้

แม่ไม่มีลกั แม่ ยิม้ ไม่มี ลักยิม้

อสุ จิ

ลู ก

ไข่

มีลกั ยิม้

มีลกั ยิม้

สรุ ป 1. จีโนไทป์ มี 1 แบบ คือ

ไม่มีลกั ยิม้

ไม่ มีลกั ยิม้

และ

2. ฟรีโนไทป์ มี 2 ลักษณะ คือ ลูกมีลกั ยิม้ และ ลูกไม่ มีลกั ยิม้ 2. ลูกทีเ่ กิดมีโอกาสมีลักยิม้ 50% และ มีโอกาสไม่ มีลกั ยิม้ 50 % 3. คิดเป็ นอัตราส่ วน โอกาสทีล่ ูกมีลกั ยิม้ : ไม่ มีลกั ยิม้ = 1 : 1 นอกจากนี้ยงั มีลกั ษณะผิดปกติอื่น ๆ ที่นาโดยยีนเด่น เช่น คนแคระ ลักษณะนิ้วมือสั้น ขากรรไกร ล่างยืน่ โรคท้าวแสนปม กลุ่มอาการมาร์ แฟน (ผอมสู ง แขนขายาว หัวใจผิดปกติ เลนส์ตาหลุด )

12

คนแคระ

ท้าวแสนปม

กลุ่มอาการมาร์ แฟน

1.2 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมทีค่ วบคุมโดยยีนด้ อย การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมที่นาโดยยีนด้อย พบว่า ส่ วนใหญ่ เมื่อดูจากภายนอก พ่อและ แม่ มีลกั ษณะปกติ แต่ท้ งั คู่มียนี ด้อยที่ควบคุมลักษณะผิดปกติแฝงอยู่ เรี ยกว่า “ เป็ นพาหะ “ ( Carrier ) ลักษระทางพันธุ กรรมที่ผดิ ปกตินาโดยยีนด้อย ได้แก่ โรคธาลัสซี เมีย โรคผิวเผือก โรคเม็ดเลือดแดงเป็ น รู ปเคียว เป็ นต้น ตัวอย่าง การถ่ ายทอดลักษณะผิวเผือก โดยยีนด้อยบนออโตโซม โดยทั้งพ่อและแม่เป็ นพาหะของโรคผิว เผือกทั้งคู่ พ่อผิวปกติแต่เป็ นพาหะ

แม่ผวิ ปกติแต่เป็ นพาหะ

อสุ จิ

ไข่

ผิวปกติแต่เป็ นพาหะ พาหะ สรุ ป 1. จีโนไทป์ มี 3 แบบ คือ แบบ 1 แบบ 2

ผิวปกติ

ผิวปกติแต่เป็ นพาหะ

ผิวเผือก แบบ 3

2. ฟรีโนไทป์ มี 3 ลักษณะ คือ ผิวปกติ ผิวปกติแต่ เป็ นพาหะ ,ผิวเผือก 3. ลูกทีเ่ กิดมีโอกาสผิวปกติ = 75 % มีโอกาสผิวเผือก = 25 % 4. อัตราส่ วนลูกมีโอกาสผิวปกติ : ผิวเผือก = 3 : 1

13 2. ถ่ ายทอดโดยยีนทีอ่ ยู่บนโครโมโซมเพศ 2.1 โครโมโซมเพศคือ โครโมโซมคู่ที่ 23 มี 2 แบบ คือ ยีน X และ ยีน Y โดย ยีนเพศ หญิง จะมีโครโมโซมแบบ XX สว่นเพศชายจะมีโครโมโซม แบบ XY โครโมโซม X เป็ นโครโมโซมที่มีขนาดใหญ่จึงมียนี อยูเ่ ป็ นจานวนมาก ซึ่ งมีท้ งั ยีนที่ควบคุม ลักษณะทางเพศ และยีนที่ควบคุมลักษณะอื่น ๆ เช่น ตาบอดสี โรคกล้ามเนื้ อแขนขาลีบ โรคฮีโมฟี เลีย ( มีอาการเลือดแข็งตัวช้า) และภาวะพร่ องเอนไซม์กลูโคส-6-ฟอสเฟสดีไฮโดรจีเนส หรื อ G-6 PD ซึ่งยีนที่ควบคุมลักษณะเห่านี้จะเป็ นยีนด้อย โครโมโซม Y เป็ นโครโมโซมที่มีขนาดเล็ก มียนี อยูจ่ านวนน้อย ซึ่ งจะมียนี ที่ควบคุมลักษณะเพศ ชายและยีนที่ควบคุมลักษณะอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับทางเพศ คือ ยีนที่ควบคุมลักษณะที่มีขนตามบริ เวณ ใบหู ลักษณะเหล่านี้จะถ่ายทอดไปยังลูกชายและจากลูกชายไปยังหลานชาย ดังนั้นยีนที่อยูบ่ นโครโมโซม ซึ่ งได้แก่ โครโมโซม X หรื อ โครโมโซม Y จึงเรี ยกว่า “ยีนที่เกีย่ วเนื่องกับเพศ “( Sex Linked Gene )

ตัวอย่ างลักษณะทางพันธุกรรมทีค่ วบคุมโดยยีนบนโครโมโซม X โครโมโซม X

ยีนที่ควบคุมลักษณะ

โครโมโซม Y

ตาบอดสี ยีนที่ควบคุมลักษณะ เลือดไหลไม่หยุด ยีนที่ควบคุมลักษณะ G-6-PD ยีนที่ควบคุมลักษณะ กล้ามเนื้อแขนขาลีบ แผนภาพแสดงลักษณะทางพันธุกรรมทีอ่ ยู่บนโครโมโซม X

14 จากแผนภาพจะเห็นได้ ว่า 1. เพศชายแม้มีเพียงยีนเดียวบนโครโมโซม X ไม่วา่ ยีนนั้นจะเด่นหรื อด้อย ก็ยอ่ มแสดงลักษณะ ออกมาได้ ดังนั้นลักษณะที่ควบคุมโดยยีนด้อยบนโครโมโซม X จึงปรากฏในเพศชายมากกว่าเพศหญิง 2. เพศหญิงจะแสดงลักษณะด้อยได้ ต้องมียนี ด้อย 2 ยีน บนโครโมโซม X ซึ่ งได้รับจากพ่อและ แม่ฝ่ายละ 1 ยีน และเพศหญิงที่มียนี ด้อยเพียงยีนเดียวเรี ยกว่า “พาหะ ( Carrier ) 2.2 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมทีค่ วบคุมโดยยีนทีอ่ ยู่บนโครโมโซมเพศ เนื่องจากยีนที่เกี่ยวเนื่ องกับเพศ เป็ นยีนที่อยู่ บนโครโมโซม X และ Y ดังนั้นการเขียนยีนที่ เกี่ยวเนื่องกับเพศ จึงเขียนได้ดงั นี้ ยีนที่ควบคุมลักษณะตาบอดสี กาหนดให้ ดังนั้น - หญิงตาปกติ X X

ยีนตาบอดสี

ยีนตาปกติ

- ชายตาปติ X Y

- หญิงตาปกติแต่ เป็ นพาหะ X X

- ชายตาปกติ เป็ นพาหะ (ไม่ มี)

- หญิงตาบอดสี X X

- ชายตาบอดสี

XY

ตัวอย่างการเขียนแผนภาพการถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม ทีค่ วบคุมโดยยีนด้ อยที่อยู่บนโครโมโซม X ตาบอดสี เป็ นลักษณะที่ควบคุมโดยยีนด้อยบนโครโมโซม X ถ้าชายตาปกติแต่งงานกับหญิง ตามปกติแต่เป็ นพาหะของตาบอดสี ดังนั้นลูกที่เกิดแต่ละคนมีโอกาสจะมีลกั ษณะตาบอดสี ดงั นี้ กาหหนดให้

ยีนตาปกติ และ

พ่อตาปกติ

ยีนตาบอดสี

แม่ตาปกติแต่เป็ นพาหะ

XY X XX

XX

Y

X XX

XY

หญิงตาปกติ หญิงตาปกติแต่ เป็ นพาหะ ชายตาปกติ

X XY ชายตาบอดสี

15 สรุ ป 1. ลูกแต่ ละคนทีเ่ กิดมีโอกาสตาปกติ 3 ใน 4 หรื อร้ อยละ 75 2. ลูกแต่ ละคนทีเ่ กิดมีโอกาสเป็ นพาหะตาบอดสี 1 ใน 4 หรื อร้ อยละ 25 3. ลูกแต่ ละคนทีเ่ กิดมีโอกาสตาบอดสี 1 ใน 4 หรื อร้ อยละ 25 4. ลูกแต่ ละคนทีเ่ กิดมีโอกาสเป็ นลูกสาวตาปกติ : ลูกสาวตาบอดสี แต่ เป็ นพาหะ ของยีนตาบอดสี ลูกชายตาปกติ ลูกชายตาบอดสี = 1 : 1 : 1 : 1

ข้ อควรรู้ “อิทธิพลของเพศ มีผลต่ อการแสดงออกของยีน” ลักษณะทางพันธุ กรรมบางลักษณะ การแสดงออกของยีนจะสัมพันธ์กบั เพศด้วย เช่น ยีน ควบคุมลักษณะศีรษะล้าน ซึ่งควบคุมโดยยีนซึ่ งอยูบ่ นออโตโซม แต่การแสดงออกของยีนจะอยู่ ภายใต้อิทธิ พลของฮอร์ โมนเพศ จึงพบว่า ผูช้ ายศีรษะล้านมากกว่าผูห้ ญิง ทั้งนี้ เพราะ ฮอร์ โมนใน เพศชายมีส่วนทาให้ศีรษะล้าน แม้จะมียนี ควบคุมเพียงยีนเดียวก็ตาม ถ้า

ยีนศรี ษะล้าน =

ยินศีรษะไม่ลา้ น =

มียนี ได้ 2 แบบ คือ

มียนี ได้ 1 แบบ

หรื อ ผูห้ ญิงศีรษะไม่ลา้ น

ชายศีรษะไม่ลา้ น มียนี ได้ 2 แบบคือ มียนี ได้ 1 แบบ หรื อ

ผูห้ ญิงศีรษะล้าน

ชายศีรษะล้าน

16 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมทีค่ วบคุมโดยยีนมากกว่ า 1 คู่ ลักษณะทางพันธุ กรรมที่นกั เรี ยนได้ศึกษาผ่านมานั้น แต่ละลักษณะจะควบคุมด้วยยีน 1 คู่ จึงทา ให้สามารถแยกความแตกต่างได้ชดั เจน และมีเพียง 2 แบบ เช่น ผิวดา กับผิวขาว , มีติ่งหู กับไม่มีติ่งหู , ริ มฝี ปากหนา กับบาง เป็ นต้น แต่ลกั ษณะทางพันธุ กรรมบางลักษณะจะมียนี ควบคุมมากกว่า 1 คู่ เช่น ความสู ง สติปัญญา ความดันเลือด สี ผวิ ทาให้ลกั ษณะทางพันธุ กรรมที่แสดงออกมา มีความแตกต่างกัน หลายระดับ เช่น สติปัญญา มีความแตกต่างกันหลายระดับคือ ฉลาด ค่อนข้างฉลาด ปานกลาง ปั ญญาอ่อน ความสู ง

สู งมาก สู ง ค่อนข้างสู ง ปานกลาง ค่อนข้างเตี้ย เตี้ย เตี้ยมาก

ตัวอย่างการถ่ายทอดลักษณะสี ผวิ ของชายหญิงที่มีผิวสี น้ าตาลทั้งคู่ ลูกแต่ละคนจะมีโอกาสมีสีผวิ อย่างไร กาหนดให้

ยีนผิวสี ดามาก

ยีนผิวสี ขาวมาก

ดังนั้น ชายหญิงที่มีผวิ สองสี หรื อผิวสี น้ าตาล เขียนยีนได้ดงั นี้ พ่อผิวสองสี

ผิวดามาก

แม่ผวิ สองสี

ผิวสองสี

ผิวขาวมาก

ดังนั้น ลูกแต่ละคนของชายหญิงคู่น้ ีมีโอกาสมีสีผวิ ได้หลายแบบ เช่น ผิวดามาก ผิวดา ผิวค่อนข้างดา ผิวสองสี หรื อผิวสี น้ าตาล ผิวค่อนข้างขาว ผิวขาว ผิวขาวมาก โดยสี ผวิ จะเข้มมากหรื อเข้ม น้อย ขึ้นอยูก่ บั ปริ มาณยีนที่ควบคุมการสร้างเม็ดสี ที่ผวิ ถ้ามียนี ที่ควบคุมการสร้างเม็ดสดีที่ผวิ น้อย ผิวจะมี สี เข้มน้อย (สี ขาว) ถ้ามียนี ที่ควบคุมการสร้างเม็ดสี ที่ผวิ มาก ผิวจะมีสีเข้มมาก ( ผิวดา)

17

18 คานา การเรี ยนการสอนวิทยาศาสตร์ ในปั จจุบนั มุ่งพัฒนานักเรี ยนให้เป็ นผูม้ ีทกั ษะ แสวงหา และ ค้นคว้าหาความรู ้ได้ดว้ ยตนเอง เพื่อให้ผเู ้ รี ยนเกิดการเรี ยนรู ้ และนาไปใช้ประโยชน์ในชีวติ ประจาวันได้ ข้าพเจ้าได้จดั ทาเอกสารประกอบการสอน เรื่ อง การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุ กรรม ซึ่ งประกอบด้วย เนื้อหาเกี่ยวกับ กระบวนการถ่ายทอดลักษณะต่าง ๆ ทางพันธุ กรรม โดยีนบน ออโตโซม และยีนบน โครโมโซมเพศ เพื่อเป็ นสื่ อประกอบการเรี ยนการสอน และเป็ นแหล่งเรี ยนรู ้ให้ผเู ้ รี ยนได้ศึกษาค้นคว้า ด้วยตนเอง และเพื่อพัฒนาคุณภาพการสอนวิชาวิทยาศาสตร์ ให้สอดคล้องกับหลักสู ตรพระราชบัญญัติ การศึกษาแห่งชาติ พุธศักราช 2542 ข้าพเจ้าได้รวบรวมเรี ยบเรี ยงทั้งส่ วนที่เป็ นเนื้ อหา และภาพประกอบจากตาราหลายเล่ม เพื่อให้เก สารประกอบการสอนนี้มีประสิ ทธิ ภาพ พร้อมก่อประสิ ทธิ ผลให้ผเู ้ รี ยนคิดเป็ น ทาเป็ น แก้ปัญหาเป็ น สามารถดารงชีวิตอยูใ่ นสังคมได้อย่างมีความสุ ขและเป็ นพลเมืองที่มีคุณภาพของชาติต่อไปหวังว่าเอกสาร การสอนฉบับนี้คงเป็ นประโยชน์ต่อนักเรี ยน ผูส้ นใจในระดับหนึ่ง หากมีขอ้ ผิดพลาดประการใด ข้าพเจ้า ขออภัยมา ณ โอกาสนี้ ดว้ ย

นางลาวัณย์ สุ วงศ์ทอง ครู ชานาญการ โรงเรี ยนเสนางคนิคม ผูร้ วบรวม

19

สารบัญ

เรื่ อง หน้ า เพดดีกรี หรื อพงศาวลี การถ่ ายทอดทางพันธุกรรมโดยยีนบนออโตโซม 3 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยยีนเด่ นบนออโตโซม 4 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยยีนด้ อยบนออโตโซม 5 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมโดยยีนบนโครโมโซมเพศ 8 การถ่ ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมทีม่ ียีนควบคุมมากกว่ า 1 คู่ 10

1

20

บรรณานุกรม ศรี ลกั ษณ์ พลวัฒนะ และคณะ , พันธุกรรมและความหลากหลายของ สิ่ งมีชีวติ , กรุ งเทพมหานคร , สานักพิมพ์นิยมวิทยา, 2547 .