แบบทดสอบเรื่อง เทคโนโลยีชีวภาพ

1. เทคโนโลยีชีวภาพคืออะไร  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับระบบสารสนเทศ  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการดำเนินการทางวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการจัดการของระบบของคอมพิวเตอร์  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการดำรงชีวิตและผลผลิตมาใช้ประโยชน์

2. การโคลนคืออะไร  การลดจำนวนเซลล์  การเพิ่มจำนวนเซลล์  การตัดแต่งพันธุกรรม  การควบคุมปริมาณเซลล์

3. GMO คืออะไร  การตัดแต่งพันธุกรรม  เป็นผลผลิตของเทคโนโลยีชีวภาพ  สิ่งมีชีวิตที่ได้จากการเปลี่ยนถ่ายหน่วยพันธุกรรม  ถูกทุกข้อ

4. ข้อใดต่างจากพวก  การที่แมลงต่าง ๆ บินเข้าหาแสงสว่าง  การหรี่ตาเมื่อได้รับแสงสว่างมากเกินไป  นกจะบินกลับรังเนื่องจากเป็นเวลาพลบค่ำ  สุนัขจะระบายความร้อนโดยการหอบหรือแลบลิ้น

5. ข้อใดไม่ใช่การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ  ไฮดรา สืบพันธุ์โดยวิธีการแตกหน่อ  ดาวทะเล สืบพันธุ์โดยวิธีการงอกใหม่  พลานาเรีย สืบพันธุ์โดยวิธีการงอกใหม่  ปลา สืบพันธุ์โดยเซลล์อสุจิและเซลล์ไข่

6. ในระดับจุลชีพ การแบ่งตัวของเซลล์ คืออะไร  การโคลน  การตัดแต่ง  การเพราะเลี้ยงเนื้อเยื่อ  ไม่มีข้อใดถูก

7. สัตว์ในข้อใดมีการไหลเวียนของเลือดในร่างกายเป็นระบบปิด  ปู ม้า  คน สุนัข  วัว ควาย  แมลง กุ้ง หอย

8. สัตว์ชนิดใดเป็นสัตว์เคี้ยวเอื้องกินพืชเป็นอาหาร มีโปรโตซัวและแบคทีเรียช่วยย่อยและหมักอาหาร  กวาง  ค้างคาว  กระรอก  สุนัขจิ้งจอก

9. ยีนคืออะไร  สารเคมีที่เรียกว่า DNA  สารเคมีที่เรียกว่า AND  สารเคมีที่เรียกว่า MBO  สารเคมีที่เรียกว่า GMO

10. สัตว์ในข้อใดเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด  เสือ วัว ควาย ม้า  งู จระเข้ กิ้งกือ ตะขาบ  นก ผีเสื้อ กิ้งกือ ตะขาบ  ปลาดาว เสือ ไส้เดือน วัว

ประโยชน์ของเทคโนโลยีชีวภาพ

          การนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในด้านเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และโดยเฉพาะทางด้านการแพทย์ใช้ประโยชน์มากที่สุดในการผลิตยาชนิดใหม่ และวิธีการรักษาพยาบาลแบบใหม่ ดังต่อไปนี้

1. ด้านเกษตรกรรม มีดังนี้
         1.1 การผสมเทียมและการถ่ายฝากตัวอ่อน กรมปศุสัตว์ได้ปรับปรุงพันธุ์โคนมด้วยเทคโนโลยีชีวภาพการผสมเทียม และการถ่ายฝากตัวอ่อน ทำให้ลดการนำเข้าพันธุ์โคจากต่างประเทศได้ และได้ปรับปรุงพันธุ์ด้วยการผลิตโคลูกผสม โคเนื้อ และ           โคนม 3 สายเลือด ดังแผ่นผังนี้

 

ภาพที่ 23 การปรับปรุงพันธุ์ให้ได้โคนม 3 สายเลือด 
ที่มา: หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 87

  

          1.2 การปรับปรุงพันธุ์ ได้มีการสร้างสุกรสายพันธุ์ใหม่ให้มีลักษณะดี และเจริญเติบโตเร็ว ด้วยการปรับปรุงสายพันธุ์ เป็นสุกรลูกผสม เช่น สุกรสายพันธุ์ปากช่อง B เป็นลูกผสมระหว่างพันธุ์ลาร์จไวท์กับพันธุ์เปียแตรง
           1.3 การเพิ่มผลผลิตของสัตว์ ปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยีชีวภาพมาช่วยเพิ่มผลผลิตของสัตว์ในการเร่งความเจริญเติบโต การเพิ่มปริมาณ และการป้องกันรักษาโรคในสัตว์ ดังต่อไปนี้
                    -  การใช้วัคซีนเร่งความสมบูรณ์และการเจริญเติบโตของกระบือ เมื่อใช้ฮอร์โมน เร่งอัตราการเจริญเติบโต ช่วยให้กระบือเพศเมีย ตกลูกตั้งแต่อายุยังน้อยและตกลูกได้มาก การเร่งการเจริญเติบโตของโคเพศผู้ช่วยเพิ่มผลผลิตของเนื้อโค
                   - การใช้ฮอร์โมน เมื่อต้องการกระตุ้นวัวพื้นเมืองเพศเมีย ให้มีน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ได้น้ำนม จากแม่วัวเร็วกว่า การเจริญเติบโตตามปกติ

2. ด้านอุสาหกรรม มีดังนี้
         2.1 พันธุวิศวกรรม เป็นการตัดต่อสายพันธุกรรม ที่มีลักษณะดีตามที่ต้องการ และคัดเลือกมาแล้ว เพื่อการปรับปรุงสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์ใหม่ เพื่อเพิ่มผลผลิต  ยารักษาโรค วัคซีน ยาต่อต้านเนื้องอก น้ำยาสำหรับตรวจวินิจฉัยโรค และฮอร์โมนเร่ง การเจริญเติบโตของสัตว์
         2.2 การถ่ายฝากตัวอ่อน เป็นการเพิ่มปริมาณและพัฒนาคุณภาพของ          โคเนื้อและโคนม เพื่อนำมาใช้ในอุสาหกรรม การผลิตนมโคและเนื้อโค เพื่อแปรรูปเป็นนมผง และอาหารกระป๋อง
        2.3 การผสมเทียมสัตว์น้ำและสัตว์บก การผสมเทียมปลาเพื่อเพิ่มปริมาณ และพัฒนาไปสู่อุตสาหกรรม อาหารกระป๋อง และอาหารแปรรูปต่อไป

3. ด้านอาหาร ปัจจุบันมีอาหารที่เป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิตดัดแปรพันธุกรรมมาใช้ ดังนั้น จึงมีผู้เสนอให้ติดฉลาดกว่าเป็นอาหาร GMOs ให้ผู้บริโภคตัดสินใจเลือกรับประทานเอง เช่น
        - ข้าวที่มียีนต้านทานแมลง
        - มะเขือเทศซึ่งมียีนที่ทำให้ยืดอายุการเก็บได้นานขึ้น
        - ถั่วเหลืองที่มียีนต้านสารปราบวัชพืช
        - ข้าวโพดที่มียีนต้านทานแมลง
นอกจากที่ได้มีการเพิ่มผลิตภัณฑ์ที่แปรรูปจากผลผลิตจากสัตว์ เช่น เนย  นมเปรี้ยว โยเกิร์ต

4. ด้านการแพทย์ ในด้านการแพทย์จะใช้เทคโนโลยีชีวภาพด้านพันธุวิศวกรรมเป็นส่วนใหญ่ดังตัวอย่างต่อไปนี้
        - การตรวจวินิจฉัยโรคที่มียีนเป็นพาหะ เพื่อตรวจสอบโรคทาลัสซีเมีย โรคปัญญาอ่อน โรคโลหิตจาง และโรคมะเร็ง
        - การตรวจสอบความเป็นพ่อ แม่ ลูก จากลายพิมพ์ของยีน หรือที่เรียกว่าการตรวจ DNA เพื่อหาตัวผู้กระทำความคิด
        - การใช้ยีนบำบัดโรค เช่น การรักษาผู้ป่วยด้วยโรคมะเร็ง การรักษาโรคการทำงานผิดปกติของไขกระดูก
        - การค้นหายีนควบคุมการสร้างภูมิคุ้มกัน ยีนควบคุมความอ้วน และยีนควบคุมความชรา

การโคลน

     การโคลน (cloning) หมายถึง การเพิ่มเซลล์จำนวนมากโดยการแบ่งตัวแบบไมโทซิสจากเซลล์ตั้งต้นหนึ่งเซลล์ หรือการเพิ่มประชาการสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกันโดยวิธีการไม่อาศัยเพศจากสิ่งมีชีวิตตั้งต้นเพียงหนึ่งเซลล์
ดร.เอียน วิลมุต (Dr.Ian Wilmut) เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวสกอต ได้ทำการโคลนดอลลีสำเร็จด้วยวิธีการตามขั้นตอนดังนี้

 

ภาพที่ 22 ขั้นตอนการโคลนแกะดอลลี 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 85

  

ตัวอย่างการโคลนแกะดอลลีมีขั้นตอน ดังนี้
            1. นำเซลล์เต้านมมาจากแม่แกะฟินน์ดอร์เซต อายุ 6 ปี ซึ่งตั้งท้องมากกว่า              100 วัน แล้ว (แกะตั้งท้อง 150 วัน) ภายในเซลล์เต้านมทุกเซลล์จะบรรจุยีนที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตเป็นตัวแกะไว้ครบทุกยีน แต่จะมีเฉพาะยีนที่สร้างโปรตีนสำหรับ          การเจริญเป็นเซลล์เต้านมเท่านั้นที่ทำงาน ส่วนยีนอื่น ๆ  จะถูกปิสวิตช์ไว้ไม่ให้ทำงาน
            2. นำเซลล์เต้านมมาเพาะเลี้ยงในภาวะอดอาหารประมาณ 5 วัน โดยลดเซรุ่มในสารเพาะเลี้ยงเซลล์ให้เหลือเพียง 1 ใน 20 เพื่อให้เซลล์เข้าสู่ระยะพักตัว และหยุดการแบ่งตัว ณ ภาวะเช่นนี้ ยีนทุกยีนภายในเซลล์จะเริ่มปิดสวิตช์ใหม่อีกครั้ง
            3. เก็บเซลล์ไข่ที่ยังไม่ปฏิสนธิมาจากท่อนำไข่ของแม่แกะหน้าดำพันธุ์สกอต หลังจากฉีดฮอร์โมนกระตุ้นการตกไข่ไปแล้ว 28 – 33 ชั่วโมง
           4. ดูดนิวเคลียสของเซลล์ไข่ออกไป ภายในเซลล์ไข่จะว่างเปล่า เหลือแต่เพียงองค์ประกอบ ภายในไซโทพลาซึม ที่จำเป็นต่อการสร้างตัวอ่อน
            5. นำเซลล์เต้านมและเซลล์ไข่ มาหลอมรวมกันโดยใช้กระแสไฟฟ้าอ่อน ๆ กระตุ้นเมื่อกระตุ้นด้วยกระแสไฟฟ้าอีกครั้ง เซลล์ไข่เริ่มยอมรับนิวเคลียส ใหม่และเหนี่ยวนำให้ยีนทุกยีน ในนิวเคลียสเริ่มต้นทำงาน และแบ่งตัวเพื่อพัฒนาเป็นตัวอ่อนขึ้นมาใหม่
            6. ปล่อยให้เซลล์แบ่งตัวประมาณ 6 วัน เซลล์ของตัวอ่อนจะเข้าสู่ระยะ             บลาสโทซิสต์
            7. นำตัวอ่อนในระยะบลาสโทซิสต์ไผฝังในมดลูกของแม่แกะหน้าดำอีกตัวหนึ่งซึ่งรับหน้าที่อุ้มท้อง
            8. แม่แกะหน้าดำที่อุ้มท้อง ให้กำเนินลูกแกะฟินน์ดอร์เซต ซึ่งมีลักษณะทางพันธุกรรม เหมือนแม่แกะฟินน์ดอร์เซต เจ้าของเซลล์เต้านมทุกประการ

ข้อดีของการโคลน
1. เมื่อทำการโคลนพืชและสัตว์ขึ้นมาจำนวนมาก เท่ากับเป็นการเพิ่มปริมาณพืชและสัตว์ให้เพียงพอกับความต้องการทางเศรษฐกิจ
2. การโคลนทำให้ได้พืชและสัตว ์ที่มีลักษณะเหมือนต้นแบบทุกประการขึ้นมา ทำให้สามารถคัดเลือกพันธุ์พืชและสัตว์ที่ดี ๆ มาเผยแพร่ได้ โดยไม่ต้องเกรงว่าจะเกิดการกลายเหมือนการผสมเทียม
3. ใช้ในการผลิตคิดค้นตัวยาใหม่ ๆ เนื่องจากสัตว์และพืชที่เกิดจากการโคลนจะมีพันธุกรรมเหมือนกัน ดังนั้น ทำให้ผลการทดลอง ยามีความถูกต้องมากยิ่งขึ้น เพราะไม่เกิดปัญหาเรื่องตัวแปรอันเกิดจากความแตกต่างของสัตว์ทดลองในชุดเดียวกัน
4. การโคลนมนุษย์เพื่อประโยชน์ ในแง่อะไหล่อวัยวะ แต่ประโยชน์ข้อนี้เป็นที่ยอมรับได้ยาก เนื่องจากเป็นประโยชน ์เฉพาะตัวผู้โคลนเองโดยเฉพาะ
5. ช่วยให้ครอบครัวที่ไม่มีบุตรสามารถมีบุตรได้
6. ในกรณีที่สัตว์หายากสูญพันธุ์ไปแล้วก็สามารถใช้การโคลนเป็นการเพิ่มปริมาณและขยายพันธุ์สัตว์ได้
 

ข้อเสียของการโคลน 
                1. เมื่อทำการโคลนพืช และสัตว์ขึ้นมามาก จะทำให้ขาดความหลากหลายในสายพันธุ์ เมื่อมีเหตุการณ์ร้ายแรงเกิดขึ้น เช่น เกิดโรคระบาย มีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิประเทศและภูมิอากาศก็จะทำให้พืชและสัตว์ล้มตายกันหมด
                2. ในพืชและสัตว์ที่เกิดการโคลนจะต้องใช้สารเคมีและฮอร์โมนต่าง ๆ ดังนั้น สารเคมีและฮอร์โมนบางชนิดจะตกค้างอยู่ในเซลล์ เมื่อนำมาบริโภคอาจจะเกิดผลร้ายแก่ร่างกายผู้บริโภคได้
                3. ในแง่การโคลนเพื่อนำอวัยวะมาใช้ ถ้าเป็นไต ไขกระดูก สามารถทำมนุษย์โคลนขึ้นมามีชีวิตอยู่ต่อไปได้ แต่ถ้าอวัยวะสำคัญ เช่น หัวใจ ปอด เช่นนี้ก็จะเป็นโคลนขึ้นมาเพื่อฆ่า ถือว่าผิดศีลธรรมอย่างมาก
                4. เกิดปัญหาทางสังคม สภาพทางครอบครัว เพราะถ้ามีการโคลนมนุษย์ขึ้นมาเพื่อใช้ในวัตถุประสงค์ต่าง ๆ แล้ว เด็กที่เกิดมาจะถือว่ามีสถานภาพเป็นอะไร และเมื่อเด็กเหล่านี้ขาดความรักและการดูแลเอาใจใส่จากครอบครัวแล้ว ทำให้ต่อไปอาจก่อเป็นปัญหาทางสังคมขึ้นมาได้
                5. เมื่อทำการโคลนแล้ว มนุษย์จะมีลักษณะเหมือนกันทุกประการไม่ว่าเลือด ดีเอ็นเอ ลายนิ้วมือ ทำให้ถ้ามีการทำผิดกฎหมายก็จะจับแยกแยะไม่ได้ว่าผู้ใดเป็นผู้กระทำ

พันธุวิศวกรรม

          ในอดีตการปรับปรุงพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ให้มีคุณค่าทางเศรษฐกิจ ทำโดยการใช้ความรู้ด้านพันธุศาสตร์ เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งอาจเป็นการนำพันธุ์ดีจากต่างประเทศ เข้ามาเลี้ยง หรือผสมกับพันธุ์พื้นเมืองการคัดเลือกพันธุ์ เพื่อหาสายพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะดีตามความต้องการ หรือการสร้างพันธุ์ใหม่โดยการชักนำให้เกิดมิวเทชันขึ้นมาก็ได้ ทั้งหมดที่กล่าวมานี้อาศัยหลักพื้นฐาน ของการรวมกลุ่มและการแลกเปลี่ยน ยีนอย่างอิสระ ที่เกิดขึ้นเสมอในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของสิ่งมีชีวิตทั่ว ๆ ไป
ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ ได้ค้นพบและพัฒนาเทคนิคใหม ่ที่สามารถควบคุมการแสดงออกทางพันธุกรรม บางประการของสิ่งมีชีวิตอย่างได้ผล โดยการนำยีน ที่ควบคุมลักษณะพันธุกรรม ที่ต้องการของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งไปใส่ให้ กับสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง เพื่อให้แสดงลักษณะทางพันธุกรรมที่ต้องการออกมาได้ เรียก กระบวนการตัดต่อยีน ในสิ่งมีชีวิตนี้ว่า พันธุวิศวกรรม (genetic engineering)

ภาพที่ 21 ขั้นตอนการตัดต่อยีน 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 46

  

           

         พันธุวิศวกรรมเป็นวิทยาการทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพ (biotechnology)                   ที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาทางด้านเกษตร และการแพทย์ในอนาคต เทคนิคการทำพันธุวิศวกรรม เป็นการตัดยีนที่ควบคุมลักษณะพันธุกรรม ที่ต้องการจากเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง ไปสอดใส่หรือต่อเข้ากับโมเลกุล ของดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่ง ทำให้ดีเอ็นเอทีเกิดในสิ่งมีชีวิตชนิดหลังนี้ ประกอบด้วยดีเอ็นเอที่ควบคุม ลักษณะพันธุกรรมที่ต้องการ ซึ่งมีรายละเอียดและขั้นตอน ที่นักเรียนจะได้ศึกษาเพิ่มเติมในขั้นสูงต่อไป

ประโยชน์ของพันธุวิศวกรรม

พันธุวิศวกรรมมีประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ต่อไปนี้
1. ด้านอุตสาหกรรม ให้ผลิตฮอร์โมนอินซูลิน (insulin) เพื่อนำไปใช้รักษาผู้ป่วยโรคเบาหวานผลิตฮอร์โมนเพื่อการเจริญเติบโต (growth hormone) เพื่อบำบัดอาการของมนุษย์ที่เจริญเติบโตช้ากว่าปกติ ผลิตวัคซีน แอนติบอดี ยาปฏิชีวนะ เอนไซม์ วิตามิน และสารประเภทอื่น ๆ ที่ยังผลต่ออุสาหกรรมแปรรูปอาหารอีกมากมาย
2. ด้านการเกษตรกรรม ใช้ผลิตจุลินทรีย์ที่ให้สารอาหารที่จำเป็นต่อพืชและสัตว์ ผลิตอาหารเสริมสำหรับสัตว์ ผลิตสารอาหารที่ช่วยป้องกันแมลงหรือโรคต่าง ๆ ใช้การทำพันธุวิศวกรรมของพืชเพื่อสร้างพืชต้นใหม่ที่สามารถแสดงลักษณะของยีนที่ใส่เข้าไปตามความต้องการ เช่น ให้ต้านทานโรคบางชนิด ให้ผลติสารพิษทำลายหนอนของแมลงศัตรูพืช ให้ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่แปรปรวน เช่น ทนเค็ม ทนเปรี้ยว
3. ด้านการแพทย์ พันธุวิศวกรรมด้านนี้ ได้แก่ การบำบัดรักษาโรคบางชนิดด้วยยีนบำบัด แต่มีข้อจำกัดหลายประการยังคงต้องศึกษาวิจัยเพิ่มเติมต่อไป

ปัจจุบันประเทศไทยประสบความสำเร็จในการเพิ่มผลผลิตของพืชและผลผลิตของสัตว์ในระดับหนึ่งแล้ว โดยการใช้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพิ่มปริมาณและคุณภาพของผลผลิตทางการเกษตร ถ้าในอนาคตประเทศไทยสามารถพัฒนาวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีให้ทันสมัยมากขึ้น ก็จะทำให้ผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมากมาย เพียงพอที่จะใช้อุปโภคบริโภคภายในประเทศและส่งขายยังต่างประเทศได้

การถ่ายฝากตัวอ่อน         การถ่ายฝากตัวอ่อน เป็นการพัฒนาจากการผสมเทียม เพื่อให้ได้ปริมาณสัตว์ พันธุ์ดีเพิ่มขึ้นในระยะเวลาเท่าเดิม หลักการถ่ายฝากตัวอ่อนนั้น จะต้องมีแม่พันธุ์ดีเป็นแม่ตัวให้ กับแม่ที่อุ้มท้องเป็นแม่ตัวรับ ซึ่งมีได้หลายตัวและไม่จำเป็นต้อง เป็นพันธุ์ดี แม่ตัวรับจะมีหน้าที่รับตัวอ่อนจากแม่ตัวให้มาเจริญเติบโตภายในมดลูกจนคลอด ภาพที่ 20 การถ่ายฝากตัวอ่อนในโคนม  ที่มา: หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 82          การถ่ายฝากตัวอ่อนจะทำกับสัตว์ที่ตกลูกครั้งละ 1 ตัว และมีระยะเวลาในการอุ้มท้องนาน ๆ เช่น โค กระบือ เพื่อช่วยเพิ่มจำนวนสัตว์ในขณะที่ระยะเวลาการอุ้มท้องเท่าเดิม ข้อดีของการถ่ายฝากตัวอ่อน มีดังนี้ 1. ได้พันธุ์ที่ดีและช่วยเพิ่มผลผลิตได้รวดเร็วในระยะเวลาเท่าเดิม 2. ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการเพิ่มผลผลิต 3. ช่วยอนุรักษ์พันธุ์สัตว์ต่าง ๆ ที่ใกล้จะสูญพันธุ์ให้มีจำนวนเพิ่มขึ้นได้ ตารางที่ 4 แสดงข้อเปรียบเทียบของวิธีการผสมเทียมกับการถ่ายฝากตัวอ่อน การผสมเทียม การถ่ายฝากตัวอ่อน 1. ใช้แม่โคตัวเดียว 2. ใช้แม่โคพันธุ์ดีผสมกับน้ำเชื้ออสุจ ิของพ่อโคพันธุ์ดี 3. แม่โคพันธุ์ดีอุ้มท้อง ไปจนคลอดได้ลูก 1 ตัว 1. ใช้แม่โค 2 ชนิด คือ แม่โคตัวให้กับแม่โค ตัวรับซึ่งแม่โคตัวรับอาจมีหลายตัวได้ 2. ใช้แม่โคพันธุ์ดีผสมกับน้ำเชื้ออสุจิของพ่อโคพันธุ์ดี 3. นำตัวอ่อนออกจากมดลูก ของแม่โคตัวให้ไปฝากในมดลูก ของแม่ตัวรับจำนวน 5 ตัว 4. ให้แม่โคตัวรับทั้ง 5 ตัว อุ้มท้องไปจนคลอดได้ลูกโคพันธุ์ดี 5 ตัว            วิธีการถ่ายฝากตัวอ่อน ถือเป็นวิทยาการใหม่อย่างหนึ่ง ที่นำมาปรับใช้กับ                การพัฒนาปศุสัตว์ของประเทศไทย การพัฒนาการเลี้ยงโคนมช่วยให้มีการขยายพันธุ์ได้ในระยะเวลาสั้น โดยเฉพาะโคนมพันธุ์ดีที่หายาก มีราคาแพงและต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศ เป็นการเพิ่มผลิตภัณฑ์นมภายในประเทศอันจะมีผลต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคม นอกจากนี้การถ่ายฝากตัวอ่อนยังสามารถแก้ปัญหาการผสมพันธุ์ที่ติดยากในสัตว์อื่น ๆ ในกรณีที่สัตว์นั้นใกล้จะสูญพันธุ์

การผสมเทียม

            การผสมเทียม (artificial insemination) การทำให้เกิดปฏิสนธิ โดยไม่ต้องมี      การร่วมเพศตามธรรมชาติ ซึ่งถือว่าเป็นการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ เนื่องจากมนุษย์เป็นผู้ฉีดตัวอสุจิของสัตว์เพศผู้เข้าไปในอวัยวะสืบพันธุ์ของสัตว์เพศเมีย ซึ่งมีขั้นตอนการตั้งแต่เริ่มต้น คือ การรีดน้ำเชื้อมาตรวจคุณภาพของน้ำเชื้อ ละลายน้ำเชื้อ เก็บรักษาน้ำเชื้อ และสุดท้ายฉีดน้ำเชื้อให้กับเพศเมียในช่วงที่เพศเมียแสดงอาการสัด ขั้นตอนเหล่านี้คือ การผสมเทียมในสัตว์

ภาพที่ 17 ขั้นตอนการผสมเทียมของโค 
ที่มา: หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 78

 

ขั้นตอนการผสมเทียม มีดังนี้
1. การรีดเก็บน้ำเชื้อ     ทำโดยใช้เครื่องมือช่วยกระตุ้นให้เพศผู้หลั่งน้ำเชื้อออกมา การรีดเก็บน้ำเชื้อต้องพิจารณา อายุ ความสมบูรณ์ของเพศผู้ ประกอบกับระยะเวลาที่เหมาะสม และวิธีการเก็บน้ำเชื้อขึ้นอยู่กับชนิดของสัตว์ เมื่อได้รับน้ำเชื้อมาแล้วต้องนำมาตรวจคุณสมบัติ ได้แก่ ความหนาแน่นรูปร่าง และการเคลื่อนไหวของตัวอสุจิ
2. การเก็บรักษาน้ำเชื้อ น้ำเชื้อที่รีดมาแล้วสามารถเก็บรักษาได้โดยเติมสารบางชนิดลงในน้ำเชื้อเพื่อหล่อเลี้ยงตัวอสุจิ เช่น โซเดียมซิเตรต ไข่แดง สารปฏิชีวนะ เมื่อผสมกันแล้วก็บรรจุหลอดหรือขวดเล็ก ๆ ใส่ไว้ในกล่องมีน้ำแข็ง เพื่อรักษาไว้ที่อุณหภูมิประมาณ 5 องศาเซลเซียส
3. การฉีดน้ำเชื้อ เพศเมียที่จะได้รับการฉีดน้ำเชื้อจะต้องอยู่ในวัยที่จะผสมพันธุ์ได้ มีความสมบูรณ์ อยู่ในเวลาที่เหมาะต่อการผสม คือ ในระยะที่ไข่สุก ในระยะนี้       เพศเมียจะแสดงอาการสัด ซึ่งสังเกตได้จากอาการที่เพศเมียมีน้ำเมือกไหลออกจาก  อวัยวะสืบพันธุ์ ร้องผิดปกติ เบื่ออาหารและยอมให้เพศผู้เข้าใกล้ชิด  การฉีดน้ำเชื้อโดยสวมหลอดบรรจุน้ำเชื้อกับหลอดแก้วยาว สอดหลอดแก้วนี้เข้าไปทางช่องคลอด จนถึงปากมดลูกแล้วฉีดน้ำเชื้อเข้าไปแต่ถ้าเป็นในสุกรใช้สายยางแทนหลอดแก้ว

ภาพที่ 18 การฉีดน้ำเชื้อเข้าไปในมดลูกของโค 
ที่มา: หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 79   

 

ประโยชน์ของการผสมเทียม มีหลายประการ ดังนี้
1. ได้พันธุ์ดีตามความต้องการ ซึ่งเป็นการปรับปรุงพันธุ์
2. ประหยัดน้ำเชื้อจากพ่อพันธุ์ เพราะสามารถใช้น้ำยาละลายน้ำเชื้อเพื่อเพิ่มปริมาณได้
3. ประหยัดค่าใช้จ่ายในการเลี้ยงพ่อพันธุ์ หรือการสั่งซื้อพ่อพันธุ์จากต่างประเทศ และการขนส่งพ่อพันธุ์ไปผสมพันธุ์เป็นระยะทางไกล ๆ
4. เป็นการแก้ปัญหาการติดลูกยากและตกลูกผิดฤดูกาลได้
การผสมเทียมในประเทศไทย  เริ่มทำการผสมเทียมโดยกรมปศุสัตว์ ใน พ.ศ. 2499 ได้สั่งซื้อพ่อพันธุ์จากต่างประเทศมารีดเก็บน้ำเชื้อ แล้วส่งไปให้สถานีผสมเทียมทั่วประเทศ ปัจจุบันมีสถานีให้บริการผสมเทียมโค กระบือ สุกร ทั่วประเทศไทยจำนวน 465 หน่วย ซึ่งเจ้าหน้าที่ประจำของแต่ละหน่วยจะออกไปให้บริการต่อเกษตรกรในท้องถิ่นที่สถานีผสมเทียมนั้น ๆ ตั้งอยู่สถานีผสมเทียมแห่งแรกของไทยตั้งขึ้นที่จังหวัดเชียงใหม่
นอกจากปศุสัตว์จำพวกโค กระบือ และสุกรแล้ว ยังสามารถใช้วิธีผสมเทียมกับปลาต่าง ๆ ซึ่งเป็นสัตว์ที่มีการปฏิสนธิภายนอกได้อีกด้วย เช่น การผสมเทียมปลาตะเพียนขาว ปลาสวาย ปลานิล ปลายี่สก ปลาดุก ปลาบึก จะเห็นได้ว่าสามารถทำได้ทั้งในปลาที่มีขนาดเล็กอย่างปลาดุก จนถึงปลาที่มีขนาดใหญ่ คือ ปลาบึกได้

ขั้นตอนการผสมเทียมปลา มีดังนี้
1. คัดเลือกพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์ คัดเลือกพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์ปลาพันธุ์เดียวกันที่สมบูรณ์ และอยู่ใน วัยเจริญพันธุ์ จะมีน้ำเชื้ออสุจิและไข่จำนวนมาก
2. ฉีดฮอร์โมนให้แม่ปลาเพื่อกระตุ้นให้ไข่สุก นำฮอร์โมนจากต่อมใต้สมอ ของปลาพันธุ์เดียวกัน เป็นเพศใดก็ได้ มาบดให้ละเอียด ผสมน้ำแล้วฉีดเข้าเส้นข้างลำตัวของแม่ปลา
3. รีดไข่และน้ำเชื้ออสุจิ หลังจากนั้นฉีดฮอร์โมนให้ปลา             5 – 12 ชั่วโมง รีดน้ำเชื้ออสุจิ จากพ่อปลาและไข่ จากแม่ปลาลงในภาชนะใบเดียวกัน
4. คนให้ตัวอสุจิกับไข่ผสมกันโดยทั่วถึง เติมน้ำลงในภาชนะพอท่วมไข่ใช้ขนไก่คนเบา ๆ ให้ตัวอสุจิเข้าผสมกับไข่ ปล่อยทิ้งไว้ 1 – 2 นาที ถ่ายน้ำทิ้ง 1 – 2 ครั้ง
5. นำไข่ที่ผสมแล้วไปพักในที่ที่มีน้ำไหล นำไข่ที่ผสมแล้วไปพักในที่ที่เตรียมไว้ ต้องเป็นที่ ที่มีน้ำไหลตลอดเวลา เพื่อป้องกันการทับถมของไข่ปลาปล่อยทิ้งไว้จนไข่ฟักออกเป็นลูกปลาการผสมเทียมปลาเป็นการขยายพันธุ์และเพิ่มผลผลิตให้ได้ปลาจำนวนมาก 

ภาพที่ 19 ขั้นตอนการผสมเทียมปลา 
ที่มา: หนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 80

หลักการทางเทคโนโลยีชีวภาพ

             การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรทำได้ในหลักการใหญ่ ๆ คือ เพิ่มพื้นที่ทางการเกษตร และเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร การเพิ่มพื้นที่ทางการเกษตรเป็นสิ่งที่ทำได้ยาก เนื่องจากพื้นที่ผิวโลกมีปริมาณจำกัด และน้อยลงเรื่อย ๆ เนื่องจากการปลูกสร้างที่อยู่อาศัยและการสร้างโรงงานอุสาหกรรม เพิ่มขึ้นมีผลทำให้พื้นที่ทางการเกษตรน้อยลง ดังนั้น จึงเป็นหน้าที่ของการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรที่จะเพิ่มผลผลิต พืชและผลผลิตสัตว์ เพื่อให้มีอาหารเพียงพอต่อความต้องการบริโภคของประชากร

           ปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยี มาใช้เพิ่มผลผลิตทางการเลี้ยงสัตว์มากขึ้น   โดยการปรับปรุงเทคโนโลยี ด้านการถ่ายฝากตัวอ่อน และการผสมเทียมในสัตว์พวกโค กระบือ สุกร ไก่ และปลา เพื่อเพิ่มผลผลิตในด้านปริมาณและคุณภาพ

         เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการเลี้ยงสัตว์ ในปัจจุบันมีความก้าวหน้า และการพัฒนาอย่างมาก ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิต ทั้งด้านปริมาณ และคุณภาพการเพิ่มผลผลิตของสัตว์  มีวิธีการดังนี้

       การใช้ฮอร์โมนหรือสารเคมี ในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของสัตว์นั้น ควรใช้เมื่อมีความจำเป็นและใช้ในปริมาณที่พอดี เพราะหากใช้มากเกินไป อาจมีการสะสมของสารนั้น ในเนื้อสัตว์ และสามารถถ่ายทอดมายังผู้บริโภค ทำให้เกิดอันตรายต่อผู้บริโภคได้

เทคโนโลยีชีวภาพ

เทคโนโลยีชีวภาพ หมายถึง การนำสิ่งมีชีวิตหรือชิ้นส่วนของสิ่งมีชีวิตมาปรับปรุง เพื่อให้เกิดการพัฒนา การเพิ่มผลผลิตของสิ่งมีชีวิต และการแปรรูปผลลิต การปรับปรุงพันธุ์ การขยายพันธุ์ และการเพิ่มผลผลิตของสัตว์ ด้วยการใช้เทคโนโลยีชีวภาพที่หลากหลาย เช่น การผสมเทียม การถ่ายฝากตัวอ่อน  พันธุวิศวกรรม การโคลน ภาพที่ 16 เทคโนโลยีชีวภาพ  ที่มา: http://0854544578.blogspot.com/2010/08/blog-post.html

พฤติกรรมที่พบจากการแสดงออกของสัตว์

พฤติกรรมต่าง ๆ ในสัตว์จำแนกได้เป็น 2 ประเภท คือ 1. พฤติกรรมที่มีมาแต่กำเนิด เป็นพฤติกรรมง่าย ๆ ตอบสนองต่อสิ่งเร้าโดยไม่ต้องผ่านการเรียนรู้หรือประสบการณ์ มีแบบแผนที่แน่นอน และแตกต่างกันไปตามแต่ละชนิดของสัตว์ จำแนกได้ดังนี้    1.1 พฤติกรรมที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าแบบไม่มีทิศทางที่แน่นอน เป็นพฤติกรรมที่พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น การเคลื่อนที่หนีฟองแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของพารามีเซียม    1.2 พฤติกรรมที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าอย่างมีทิศทางที่แน่นอน พบได้ในสิ่งมีชีวิตที่มีหน่วยรับความรู้สึก เช่น การเคลื่อนที่เข้าหาแสงของตัวพลานาเรีย                 การเคลื่อนที่ของแมลงเม่าบินเข้าหาแสง    1.3 พฤติกรรมแบบรีเฟล็กซ์ชนิดต่อเนื่อง จะประกอบด้วยพฤติกรรม ย่อย ๆ หลายพฤติกรรมซึ่งแต่เดิมเรียกว่า สัญชาตญาณ ซึ่งจะมีมาแต่กำเนิด ไม่ต้องเรียนรู้มาก่อน เป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์แต่ละชนิด เช่น        - การสร้างรังของนก มีพฤติกรรมต่อเนื่อง เริ่มจากบินไปหาวัสดุ เลือกจิกวัสดุที่จะนำมาใช้สร้างรัง บินกลับมาสร้างรัง ทำเช่นนี้อย่างต่อเนื่องจนสร้างรังจนสำเร็จ การออกไข่ ฟักไข่ และการดูแลจนกว่าจะบินได้        - การชักใยของแมงมุม เพื่อใช้เป็นกับดักแมลงเล็กที่บินมาติดแล้วรับจับกินเป็นอาหาร        - การดูดนมของทารก มีพฤติกรรมต่อเนื่อง เริ่มจากสิ่งเร้า คือ ความหิว การสัมผัสกับหัวนมกระตุ้นให้เกิดการดูดนมและกลืน เป็นปฏิกิริยารีเฟล็กซ์ที่ต่อเนื่องกันหลาย ๆ พฤติกรรมจนกว่าทารกจะอิ่ม        - การอพยพของนกปากห่าง เพื่อหนีอากาศที่หนาวเย็น        - การจำศีลของกบ เป็นพฤติกรรมการหลีกเลี่ยงความแห้งแล้งหรือความหนาวเย็น การขาดแคลนอาหาร โดยหลบไปอยู่ในรูใต้พื้นดิน หายใจอย่าง            ช้า ๆ เพื่อลดการเผาผลาญอาหารในร่างกาย 2. พฤติกรรมที่เกิดจากการเรียนรู้ เป็นพฤติกรรมที่เกิดจากประสบการณ์และการเรียนรู้ของสัตว์ พบในสัตว์ชั้นสูงที่มีระบบประสาทเจริญดี นอกจากนี้สัตว์ที่อยู่รวมกันเป็นหมู่จะมีสังคมของตนเอง จึงมีพฤติกรรมในการสื่อสารติดต่อกัน ดังนี้    2.1 การสื่อสารด้วยท่าทาง เช่น การแยกเขี้ยวของสุนัข การหมอบของสุนัขเพื่อแสดงความนอบน้อมหรือกลัว การบินและการเต้นระบำของผึ้งเมื่อพบอาหาร    2.2 การสื่อสารด้วยเสียง เช่น การส่งเสียงร้องของกบและแมวในการเรียกหาคู่ สุนัขได้ยินเสียงกระดิ่งทุกครั้งจะได้รับอาหาร ต่อมาไม่มีอาหารมาวางมีเพียงเสียงกระดิ่ง สุนัขก็จะมีน้ำลายไหลออกมาเหมือนมีอาหารมาวาง เสียงเตือนภัยของแม่ไก่ ทำให้เกิดการรวมกลุ่มของไก่    2.3 การสื่อสารด้วยการสัมผัส เช่น สุนัขเลียปากสุนัขด้วยกันเพื่อบอกถึงความอ่อนน้อม    2.4 การสื่อสารด้วยสารเคมี เพื่อดึงดูดเพศตรงข้าม เพื่อบอกอาณาจักร หรือเพื่อการนำทาง เช่น การเดินทางไปหาอาหารของมด การฉี่ของสุนัขเพื่อครอบครองพื้นที่

การตอบสนองต่อสิ่งเร้าของสัตว์

          สัตว์แสดงพฤติกรรมตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก ได้แก่ แสง อุณหภูมิ น้ำ และการรับสัมผัสได้แตกต่างกัน นอกจากนี้ ยังมีพฤติกรรม ที่ตอบสนองต่อสภาพแวดล้อม ซึ่งมีระยะเวลา ในการเกิดพฤติกรรม ที่ยาวนานเพื่อการดำรงชีวิต ของสัตว์ได้อย่างปลอดภัย

ตารางที่ 3 ตัวอย่างพฤติกรรมของสัตว์ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้า

ชนิดของสิ่งเร้า	พฤติกรรมของสัตว์ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้า	สิ่งมีชีวิต
แสง	1. การบินกลับรังของนกเมื่อไม่มีแสงสว่าง 2. การออกหาอาหารของสัตว์บางชนิดเมื่อไม่มีแสงสว่าง เช่น ค้างคาว หนู นกเค้าแมว 4. การเปิดม่านตากว้างของแมวเมื่ออยู่ในที่มืด 5. การบินเข้าหาแสงของแมลง	ค้างคาวแม่ไก่
อุณหภูมิ	1. การระบายความร้อนด้วยอาการหอบของสุนัข วัว และควาย เพื่อระเหยน้ำออกทางลิ้น 2. การนอนแช่ในแอ่งน้ำของควายเพื่อระบายความร้อน 3. การหลบความหนาวเย็น ความแห้งแล้ง และขาดแคลนอาหาร ด้วยการอยู่นิ่ง ๆ ในรูที่เรียกว่า “จำศีล” เช่น อึ่งอ่าง กบ คางคก 4. การอพยพย้ายที่อยู่ของนกปากห่างเมื่ออากาศหนาว 5. การเลียอุ้งเท้าให้น้ำลาย ช่วยระบายความร้อน จากร่างกาย ของจิงโจ้ แมว และเสือ 6. การเคลื่อนที่หนีอุณหภูมิสูงของพารามีเซียม	ควาย
น้ำและความชื้น	1. การเคลื่อนที่เข้าหา บริเวณที่ขึ้นเพื่อให้ผิวหนัง เกิดความชุ่มชื้น ตลอดเวลา เพื่อใช้ในการหายใจของไส้เดือนดิน 2. การออกหากินตอนกลางคืน เนื่องจากมีความชื้นพอเหมาะ เช่น อึ่งอ่าง เขียด กบ สัตว์ สะเทินน้ำสะเทินบก	เขียด
การสัมผัส	1. การม้วนตัวของกิ้งกือและตัวนิ่มเมื่อได้รับสัมผัส 2. การพองตัวให้มีขนาดใหญ่ขึ้นของอึ่งอ่างเมื่อได้รับสัมผัส 3. การหดตัวหลบเข้ากระดองของเต่าเมื่อได้รับสัมผัส	เต่า

ชีวิตสัตว์ ระบบสืบพันธุ์

ระบบสืบพันธุ์

           สมบัติสำคัญประการหนึ่งของสิ่งมีชีวิต คือ การให้กำเนินสิ่งมีชีวิตตัวใหม่ จากสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันซึ่งเรียก การสืบพันธุ์
การสืบพันธุ์มี 2 วิธี ได้แก่ การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) และการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ (sexual reproduction)

การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศของสัตว์ 

ภาพที่ 13 การแตกหน่อของไฮดรา 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 30

            

          การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศของสัตว์ เป็นการสืบพันธุ์ที่ให้ลูกหลานเหมือน ผู้ให้กำเนิดทุกประการ ไม่ต้องมีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ การสืบพันธุ์แบบนี้พบในสัตว์ชั้นต่ำ เช่น การแตกหน่อ (budding) พบในไฮดรา การแตกหน่อ เป็นวิธีการที่สัตว์สร้างเนื้อเยื่อข้างลำตัว ให้งอกออกมาแล้วเจริญเติบโตไปเป็นตัวเล็ก ๆ มีอวัยวะต่าง ๆ เหมือนตัวแม่หลังจากติดอยู่กับตัวแม่ระยะหนึ่งก็จะหลุดออกไปเป็นตัวอิสระ มีลักษณะเหมือนตัวแม่ทุกประการ เมื่อเจริญเติบโตเป็นตัวเต็มวัยก็จะแตกหน่อต่อไปอีกรูปร่างและวิธีการแตกหน่อของไฮดราเป็นดังภาพ             

            

            

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของสัตว์ 
         การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของสัตว์ เป็นการสืบพันธุ์ที่ต้องอาศัยเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย เมื่อเซลล์สืบพันธุ์ 2 ชนิดปฏิสนธิได้ไซโกต หลังจากนั้นจะเจริญเติบโตเป็นตัวอ่อน ดังแผนผัง

        ตัวอสุจิ (sperm) เป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ที่ว่ายน้ำได้ สร้างจากร่างกายของสัตว์เพศผู้มีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็น ตัวอสุจิของสัตว์แต่ละชนิดมีรูปร่างแตกต่างกัน             ดังภาพ

 

ภาพที่ 14 ตัวอย่างรูปร่างของตัวอสุจิของสัตว์บางชนิด 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 31

  

            ไข่ (egg) เป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียที่สร้างจากร่างกายของสัตว์เพศเมีย มีลักษณะค่อนข้างกลมเคลื่อนที่ไม่ได้ มีขนาดใหญ่กว่าตัวอสุจิมาก ไข่ของสัตว์แต่ละชนิดมีขนาดต่างกัน เช่น ไข่ของมนุษย์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 มิลลิเมตร ไข่ไก่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3 เซนติเมตร เปรียบเทียบขนาดของไข่ของสิ่งมีชีวิตบางชนิด ดังนี้

ภาพที่ 15 ตัวอย่างขนาดของไก่บางชนิด 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 31

                     การปฏิสนธิ คือ การที่เซลล์สืบพันธุ์ 2 เพศ เข้าผสมกัน มี 2 แบบ คือ
1. การปฏิสนธิภายใน คือ การที่ตัวอสุจิเข้าผสมกับไข่ ในขณะที่ไข่ยังอยู่ภายในร่างกายของสัตว์เพศเมีย สัตว์ที่มีการปฏิสนธิแบบนี้ เช่น มนุษย์ แมว สุนัข ช้าง เป็ด ไก่ นก
2. การปฏิสนธิภายนอก คือ การที่ตัวอสุจิเข้าผสมกับไข่ เมื่อไข่อยู่ภายนอกร่างกายของสัตว์เพศเมีย สัตว์ที่มีการปฏิสนธิแบบนี้ เช่น ปลา กบ คางคก อึ่งอ่าง

  

ชีวิตสัตว์ ระบบขับถ่าย

ระบบขับถ่าย  

          ระบบขับถ่ายของสัตว์มีกระดูกสันหลังจะต่างจากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ดังนี้
1. สัตว์กระดูกสันหลัง  ทั้งสัตว์บกและสัตว์น้ำจะมีไต (kidney) เป็นอวัยวะกำจัดของเสีย ซึ่งจะทำหน้าที่ทั้งกำจัดของเสีย และรักษาสมดุลของน้ำและแร่ธาตุ โดยทำหน้าที่ร่วมกับระบบหมุนเวียนเลือด ปลาที่อยู่ในน้ำที่มีความเข้มข้น ของแร่ธาตุต่างกันจะมีความเข้มข้น ของปัสสาวะต่างกัน เช่น ปลาน้ำจืด ปัสสาวะจะมีความเข้มข้นน้อย และปัสสาวะบ่อยครั้ง แต่ปลาน้ำเค็ม จะมีปัสสาวะที่มีความเข้มข้นมาก และปัสสาวะน้อยครั้ง
2. สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง  สัตว์บางชนิดไม่มีอวัยวะในการขับถ่ายของเสีย บางชนิดก็มีอวัยวะขับถ่ายของเสีย เช่น
   2.1 สัตว์ประเภทฟองน้ำ ไฮดรา แมงกะพุรน ไม่มีอวัยวะขับถ่ายของเสีย จะแพร่ออกทางเยื่อหุ้มเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบของลำตัว
   2.2 หนอนตัวแบน เช่น พลานาเรีย มีอวัยวะขับถ่าย คือ เฟลมเซลล์ (flame cell) กำจัดของเสียออกทางท่อขับถ่ายทางผิวหนังที่อยู่ 2 ข้างลำตัว
   2.3 หนอนตัวกลม เช่น ไส้เดือนดิน มีอวัยวะขับถ่าย คือ เนฟริเดียม (nephridium) อยู่ตามปล้องปล้องละ 1 คู่ ขับของเสียออกทางช่องเปิดของผิวหนัง   2.4 แมลง มีอวัยวะขับถ่าย คือ ท่อมัลพิเกียน (malphigian tube) ซึ่งมีลักษณะเป็นถุงยื่น ออกมาจากทางเดินอาหาร ส่วนกลางและส่วนท้าย ของเสียเข้าสู่ท่อมัลพิเกียนแล้วขับออกทางทวารหนัก

ภาพที่ 12 อวัยวะขับถ่ายของเสียของสัตว์ไม่มีกระดูสันหลัง 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 27

  

ชีวิตสัตว์ ระบบหายใจ

           การหายใจ (respiration) ของสัตว์เป็นกระบวนการนำอากาศเข้าและออกจากร่างกาย เป็นการนำแก๊สออกซิเจนไปใช้ทำปฏิกิริยากับสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงาน น้ำ และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่จะปลดปล่อยออกมากับลมหายใจออกเช่นเดียวกับกระบวนการหายใจของมนุษย์ แต่อาจจะมีข้อแตกต่างกันเล็กน้อย ดังนี้

การแลกเปลี่ยนแก๊สของสัตว์น้ำบางชนิด
อวัยวะแลกเปลี่ยนแก๊สของปลาและสัตว์น้ำบางชนิด เช่น หอย ปู กุ้ง คือ เหงือก มีลักษณะเป็นซี่เล็ก ๆ เรียงกันเป็นแผง เหงือกแต่ละซี่มีหลอดเลือดฝอยจำนวนมาก

ภาพที่ 8 โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของปลา 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 26

  

            เหงือกของปลามีลักษณะเป็นซี่เส้นเล็ก ๆ เรียกว่า เส้นเหงือก ซึ่งงอกออกมาจากกระดูกค้ำเหงือกเมื่อปลาฮุบน้ำ ส่วนที่เป็นกระดูกแก้มจะเปิดออกเพื่อให้น้ำไหลผ่านเส้นเหงือก และหลอดเลือดฝอยเมื่อน้ำไหลผ่านจะมีการแลกเปลี่ยนแก๊สเกิดขึ้น โดยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะแพร่ออกจากหลอดเลือดฝอย และแก๊สออกซิเจนที่ละลายอยู่ในน้ำจะแพร่เข้าสู่หลอดเลือดฝอย แล้วลำเลียงไปยังส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย

การแลกเปลี่ยนแก๊สของแมลง
            โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของแมลงประกอบด้วย รูหายใจ ซึ่งเป็นรูเล็ก ๆ อยู่ข้างลำตัว อากาศซึ่งมีแก๊สออกซิเจนจะผ่านจากรูหายใจเข้าสู่ท่อลม ซึ่งเป็นท่อเล็ก ๆ อยู่ภายในร่างกาย ท่อลมจะแตกแขนงมีขนาดและผนังบางลงเรื่อย ๆ เรียกว่า ท่อลมฝอย ซึ่งจะแทรกไปตามเซลล์ต่าง ๆ ทั่วร่างกาย หลังจากเซลล์เหล่านั้นได้รับแก๊สออกซิเจน เกิดการหายใจระดับเซลล์ ได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่ท่อลมฝอย ซึ่งจะผ่านต่อไปยังท่อลม แล้วออกไปทางรูหายใจสำหรับแมลงที่บินได้ ท่อลมจะมีถุงลมช่วยในการบินของแมลง

แผนผัง การแลกเปลี่ยนแก๊สของแมลง

การแลกเปลี่ยนแก๊สของแมงมุม
            แมงมุมใช้ปอดแผงหรือบุ๊คลัง (book lung) เป็นอวัยวะในการแลกเปลี่ยนแก๊ส ปอดแผงมีลักษณะเป็นแผ่นบาง ๆ เรียงซ้อนกันเป็นชั้น ๆ แก๊สออกซิเจนจะแพร่เข้าสู่ของเหลวภายในปอดแผงและถูกลำเลียงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากเนื้อเยื่อมากำจัดออกนอกร่างกายที่ปอดแผงเช่นกัน

ภาพที่ 10 ปอดแผงของแมงมุม 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 26

การแลกเปลี่ยนแก๊สของไฮดรา

           ไฮดราไม่มีอวัยวะที่ใช้ในการหายใจ แก๊สออกซิเจนที่ละลายในน้ำแพร่เข้าสู่เซลล์ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ก็แพร่ออกจากเซลล์ ดังภาพ

ภาพที่ 11 โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊สของไฮดรา 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 27

            

ชีวิตสัตว์ ระบบไหลเวียนเลือด

ระบบไหลเวียนเลือด

           สัตว์มีระบบไหลเวียนเลือดคล้ายกับมนุษย์ คือ มีหัวใจทำหน้าที่สูบฉีดเลือดและลำเลียงสารอาหารไปสู่เซลล์ ซึ่งเลือดของสัตว์แต่ละชนิดมีส่วนประกอบแตกต่างกัน ระบบไหลเวียนเลือดของสัตว์ แบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ การไหลเวียนของเลือดแบบปิด เลือดจะอยู่ภายในหลอดเลือดตลอดทั้งวงจร กับการไหลเวียนเลือดแบบเปิดเลือด จะไม่ได้อยู่ภายในหลอดเลือด ตลอดทั้งวงจร แต่จะเข้าไปอยู่ภายในช่องว่างลำตัวด้วย

ตารางที่ 2 เปรียบเทียบการไหลเวียนเลือดแบบวงจรปิดและแบบวงจรเปิด

การไหลเวียนเลือดแบบปิด	การไหลเวียนเลือดแบบเปิด
ลักษณะการไหลเวียนเลือด  เลือดไหลผ่านหัวใจ 1 ครั้ง ต่อ 1 รอบ ตัวอย่างสัตว์  ไส้เดือนดิน ปลิงน้ำจืด ปลา สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิด ตัวอย่างแผนผังแสดงการไหลเวียนเลือด  ปลามีหัวใจ 2 ห้อง มีเหงือกทำหน้าที่คล้ายปอด	ลักษณะการไหลเวียนเลือด  หัวใจจะบีบตัวดันเลือดออกจากหัวใจ ทางหลอดเลือดสู่ช่องว่าง ภายในลำตัว เนื้อเยื่อจะแลกเปลี่ยนแก๊ส รับออกซิเจน และคายคาร์บอนไดออกไซด์ จากรูเปิด เลือดกลับเข้าสู่หัวใจ ตัวอย่างสัตว์  แมลง กุ้ง ปู หอย ตัวอย่างแผนผังแสดงการไหลเวียนเลือด  แมลงมีหัวใจเป็นท่อเล็ก ๆ มีรูเปิดเป็นระยะรอบลำตัว

ระบบไหลเวียนเลือดของปลา 

ภาพที่ 5 ระบบไหลเวียนเลือดของปลา 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 21

            

               ปลา มีเหงือก หัวใจ และหลอดเลือดช่วยใน  การลำเลียงสาร หัวใจของปลามี 2 ห้อง ห้องบน เรียกว่า เอเทรียม (atrium) ห้องล่างเรียกว่า เวนทริเคิล (ventricle)  โดยหัวใจห้องบนรับเลือดที่มีออกซิเจนต่ำ ที่มาจากเนื้อเยื่อ แล้วสูบฉีดไปยังเหงือกเพื่อแลกเปลี่ยนแก๊ส ที่หลอดเลือดฝอยที่เหงือก แล้วเลือดที่มีปริมาณออกซิเจนสูงจากบริเวณ เหงือกจะไปยังหลอดเลือดฝอยที่อวัยวะ            
                                     

            

ระบบไหลเวียนเลือดของแมลง 

ภาพที่ 6 ระบบไหลเวียนเลือดของตั๊กแตน 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 22

            

            แมลง เป็นสัตว์พวกอาร์โทรพอด มีระบบไหลเวียนเลือด โดยเลือดจะออกจากหัวใจไหลไปตามหลอดเลือด แล้วออกจากหลอดเลือดแทรกซึมไป ตามช่องรับเลือดที่เรียกว่า ฮีโมซีล (hemocoel) ภายในลำตัว โดยเลือดจะสัมผัส กับเนื้อเยื่อโดยตรง หลังจากเลือดแลกเปลี่ยนสาร และแก๊สกับเนื้อเยื่อแล้ว เลือดจะไหลกลับเข้าสู่หัวใจ โดยการบีบของกล้ามเนื้อลำตัว ทำให้เลือดจากฮีโมซีลไหลกับเข้าสู่หัวใจ ดังภาพ                  

            กุ้ง เป็นสัตว์พวกอาร์โทพอด อีกชนิดหนึ่งที่มีการไหลเวียนของเลือดจากหัวใจ ไปตามหลอดเลือดแล้วแทรกซึม ไปตามช่องรับเลือด ในลำตัว โดยเลือดจะสัมผัสกับเนื้อเยื่อโดยตรง แล้วไหลผ่านเหงือก ซึ่งอยู่ในส่วนหัวของกุ้ง เพื่อแลกเปลี่ยนสารกับสิ่งแวดล้อม แล้วกลับเข้าสู่หัวใจ

ภาพที่ 7 ระบบไหลเวียนเลือดของกุ้ง 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 22

  

แบบทดสอบ เรื่อง เทคโนโลยีชีวภาพ

1. ในระดับจุลชีพ การแบ่งตัวของเซลล์ คืออะไร  การโคลน  การตัดแต่ง  การเพราะเลี้ยงเนื้อเยื่อ  ไม่มีข้อใดถูก

2. ข้อใดต่างจากพวก  การที่แมลงต่าง ๆ บินเข้าหาแสงสว่าง  การหรี่ตาเมื่อได้รับแสงสว่างมากเกินไป  นกจะบินกลับรังเนื่องจากเป็นเวลาพลบค่ำ  สุนัขจะระบายความร้อนโดยการหอบหรือแลบลิ้น

3. สัตว์ชนิดใดเป็นสัตว์เคี้ยวเอื้องกินพืชเป็นอาหาร มีโปรโตซัวและแบคทีเรียช่วยย่อยและหมักอาหาร  กวาง  ค้างคาว  กระรอก  สุนัขจิ้งจอก

4. GMO คืออะไร  การตัดแต่งพันธุกรรม  เป็นผลผลิตของเทคโนโลยีชีวภาพ  สิ่งมีชีวิตที่ได้จากการเปลี่ยนถ่ายหน่วยพันธุกรรม  ถูกทุกข้อ

5. ข้อใดไม่ใช่การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ  ไฮดรา สืบพันธุ์โดยวิธีการแตกหน่อ  ดาวทะเล สืบพันธุ์โดยวิธีการงอกใหม่  พลานาเรีย สืบพันธุ์โดยวิธีการงอกใหม่  ปลา สืบพันธุ์โดยเซลล์อสุจิและเซลล์ไข่

6. สัตว์ในข้อใดมีการไหลเวียนของเลือดในร่างกายเป็นระบบปิด  ปู ม้า  คน สุนัข  วัว ควาย  แมลง กุ้ง หอย

7. ยีนคืออะไร  สารเคมีที่เรียกว่า DNA  สารเคมีที่เรียกว่า AND  สารเคมีที่เรียกว่า MBO  สารเคมีที่เรียกว่า GMO

8. สัตว์ในข้อใดเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด  เสือ วัว ควาย ม้า  งู จระเข้ กิ้งกือ ตะขาบ  นก ผีเสื้อ กิ้งกือ ตะขาบ  ปลาดาว เสือ ไส้เดือน วัว

9. การโคลนคืออะไร  การลดจำนวนเซลล์  การเพิ่มจำนวนเซลล์  การตัดแต่งพันธุกรรม  การควบคุมปริมาณเซลล์

10. เทคโนโลยีชีวภาพคืออะไร  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับระบบสารสนเทศ  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการดำเนินการทางวิทยาศาสตร์  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการจัดการของระบบของคอมพิวเตอร์  เทคโนโลยีที่เกี่ยวกับการดำรงชีวิตและผลผลิตมาใช้ประโยชน์

ชีวิตสัตว์ - ระบบอาหาร

ระบบอาหาร
ระบบย่อยอาหารของสัตว์ชนิดต่าง ๆ แตกต่างกันตามประเภทของสัตว์แต่ละชนิด เนื่องจากอาหารที่สัตว์กินแตกต่างกัน ดังนี้
สัตว์ที่มีกระดูกสันหลังจะมีระบบทางเดินอาหารสมบูรณ์ครบ 3 ส่วน คล้ายระบบทางเดินอาหารของคน

ส่วนต้น	ปาก – ทำหน้าที่บดเคี้ยวอาหาร หลอดอาหาร – ทำหน้าที่เป็นทางผ่านของอาหาร
ส่วนกลาง	กระเพาะอาหาร – ทำหน้าที่ย่อยอาหารให้มีขนาดเล็กลง
ส่วนปลาย	ลำไส้เล็ก – ทำหน้าที่ย่อยอาหารและดูดซึมสารอาหาร ลำไส้ใหญ่ – ไม่มีการย่อยอาหาร ทวารหนัก – ขับถ่ายกากอาหาร

ตับอ่อนของสัตว์ทำหน้าที่ผลิตเอนไซม์ส่งไปใช้ย่อยอาหารที่ลำไส้เล็ก

            ทางเดินอาหารของสัตว์มีกระดูกสันหลังมีระยะทางไม่เท่ากัน เนื่องจากชนิดของอาหารที่กิน เช่น ปลากินเนื้อทางเดินอาหาร
จะสั้นกว่าปลาที่กินพืช

สัตว์มีไม่มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิดมีอวัยวะในระบบย่อยอาหารสมบูรณ์ครบ 3 ส่วน คือ ส่วนต้น ได้แก่ ปาก คอหอย หลอดอาหาร
และกระเพาะพักอาหาร ส่วนกลาง คือ กระเพาะอาหาร ส่วนปลาย ได้แก่ ลำไส้และทวารหนัก

ระบบย่อยอาหารของปลา 
ระบบทางเดินอาหารของปลาประกอบด้วย ปาก หลอดอาหาร กระเพาะอาหาร ลำไส้ และทวารหนัก การย่อยและการดูดซึมอาหาร
เกิดที่บริเวณกระเพาะอาหาร

ภาพที่ 1 ระบบทางเดินอาหารของปลา 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 15

 

ระบบย่อยอาหารของตั๊กแตน
  ตั๊กแตนเป็นแมลงชนิดหนึ่ง แมลงมีลักษณะเฉพาะ คือ มี 6 ขา และลำตัวแบ่งเป็น 3 ส่วน คือ หัว อก และท้อง แมลงมีการปรับตัว
ในด้านทางเดินอาหาร โดยมีปากที่มีลักษณะแตกต่างกันและมีต่อมน้ำลาย บางชนิดมีปากแบบกัด บางชนิดมีปากแบบเจาะดูด
และบางชนิดมีปากแบบดูด เมื่ออาหารเข้าในปากจะผ่านไปยังหลอดอาหาร ซึ่งเป็นทางเดินอาหารส่วนต้น จากนั้นจะถูกย่อย
และดูดซึมบริเวณทางเดินอาหารส่วนกลางและส่วนท้ายกากอาหารจะถูกขับออกจากร่างกายทางทวารหนัก 

 

ภาพที่ 2 ระบบทางเดินอาหารของตั๊กแตน 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 16

 

ระบบย่อยอาหารของไฮดรา
            ไฮดราเป็นสิ่งมีชีวิตพวกซีเลนเทอเรตหรือไนดาเรียน ใช้หนวดหรือเทนทาเคิลจับสัตว์น้ำเล็ก ๆ เช่น ไรน้ำ เข้าปาก
อาหารจากปาก เข้าสู่ช่องว่างภายในลำตัวที่เรียกว่า ช่องแกสโทรวาสคิวลาร์ เป็นช่องที่มีรูเปิดทางเดียว ซึ่งเป็นทั้งช่องปาก
ในการกินอาหารและทวารหนักในการขับถ่าย

 

 

ภาพที่ 3 ระบบทางเดินอาหารของไฮดรา 
  ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 16

 

           การย่อยอาหารของไฮดรามี 2 แบบต่อเนื่อง คือ การย่อยภายนอกเซลล์ โดยเซลล์ต่อมปล่อยน้ำย่อย ออกมาในช่องของลำตัว เพื่อทำการย่อย แล้วมีเซลล์อีกชนิดหนึ่งดูดเข้าไปในเซลล์ การย่อยภายในเซลล์ เป็นการย่อย โดยน้ำย่อยภายในเซลล์ หลังจากนั้นอาหาร จะถูกนำไปเลี้ยงเซลล์อื่น ๆ ที่อยู่ข้างเคียง และซึมผ่านเนื้อเยื่อไปเลี้ยงเซลล์ที่ผิว การย่อยอาหาร ของไฮดราส่วนใหญ่เป็นการย่อย แบบภายนอกและภายในเซลล์ โดยการย่อยจะสิ้นสุด ภายในเซลล์ที่บุผนังช่องว่าง ของลำตัว ส่วนกากอาหาร จะถูกขับออกทางปาก โดยการบีบตัวให้เล็กลง

 

ระบบย่อยอาหารของสัตว์เคี้ยวเอื้อง

           สัตว์เคี้ยวเอื้องพวกวัว ควาย แพะ แกะ กวาง มีกระเพาะอาหารแบ่งเป็น 4 ส่วน ได้แก่ เรติคิวลัม (reticulum) หรือกระเพาะ รังผึ้งทำหน้าที่ คลุกเคล้าอาหาร และสำรอกอาหารออกมาเคี้ยวที่ปากอีกครั้ง แล้วกลืนลงไปใหม่ รูเมน (rumen) หรือผ้าขี้ริ้ว มีขนาดใหญ่ที่สุด เป็นที่พักอาหาร มีแบคทีเรีย และโพรโทซัวบางชนิด ทำหน้าที่ย่อยสลายเซลลูโลส ให้เป็นกรดไขมันอย่างง่าย โดยสังเคราะห์ กรดไขมันจากคาร์โบไฮเดรต สังเคราะห์กรดอะมิโน วิตามินบี 12 ยูเรีย และแอมโมเนียที่เกิดจากการหมัก หลังจากนั้นอาหาร และจุลินทรีย์จากกระเพาะส่วนรูเมนถูกส่งไปยังกระเพาะส่วนเรติคิวลัม โอมาซัม (omasum) หรือกระเพาะสามสิบกลีบ มีลักษณะเป็นกลีบ ๆ ทำหน้าที่บดอาหารและส่งอาหารไปยังกระเพาะที่เรียกว่า แอบโอมาซัม (abomasum) หรือกระเพาะจริง ทำหน้าที่สร้างน้ำย่อยอาหาร มีการย่อยโดยเอนไซม์ตามปกติ แล้วส่งต่อไปยังลำไส้เล็ก ดูดซึมเข้าสู่ระบบหมุนเวียนเลือด เพื่อให้แหล่งพลังงาน    

 

ภาพที่ 4 ระบบทางเดินอาหารของวัว 
ที่มา: หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.2 หน้า 17

  

ตารางที่ 1 ระบบย่อยอาหารในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง	ตัวอย่างสัตว์	อวัยวะในทางเดินอาหารของระบบย่อยอาหาร
มีทางเดินอาหารที่สมบูรณ์ครบ 3 ส่วน มีทางเดินอาหารไม่สมบูรณ์	ไส้เดือนดิน แมลงชนิดต่าง ๆ ปู หอย ดาวทะเล ไฮดรา แมงกะพรุน พลานาเรีย	- ส่วนต้น ปาก คอหอย หลอดอาหาร กระเพาะพักอาหาร - ส่วนกลาง กระเพาะอาหาร - ส่วนปลาย ลำไส้ ทวารหนัก - ส่วนต้นและส่วนปลาย เป็นส่วนเดียวกัน อาหารจะเข้าทางปากและขับถ่ายทางปาก - ส่วนกลาง รับอาหารจากปากเข้าสู่ช่องลำตัว ซึ่งเป็นทางเดินอาหารแล้วขับกากอาหารออกทางปาก