การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 วิชาวิทยาศาสตร์

ลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล-1

 

เพื่อน ๆ เคยเจอคู่รักสาวไทยกับหนุ่มต่างชาติที่ผมสีทอง ตาสีฟ้า ผิวอมชมพูกันบ้างหรือเปล่า ? เพื่อน ๆ เคยสงสัยมั้ยว่าลูกของหนุ่มสาวคู่นี้จะออกมาเป็นยังไง อาจจะผมสีดำตามแม่ แต่ตาสีฟ้าตามพันธุกรรมที่ถ่ายทอดมาจากทางพ่อก็ได้ แต่ก่อนที่จะศึกษาพันธุกรรมของมนุษย์ให้ลึกกว่านี้ StartDee อยากพาเพื่อน ๆ ย้อนกลับไปยังจุดเริ่มต้นกับบทเรียนออนไลน์เรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดลกันก่อน 

Banner_N-Dunk_Blue-2

เมนเดล คือ ใคร

เกรเกอร์ โยฮัน เมนเดล เป็นนักบวชในศาสนาคริสต์ เขาสนใจเกี่ยวกับการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต จึงได้เริ่มทำการทดลองเพื่อศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมในต้นถั่วลันเตา โดยสถานที่ที่ใช้ปลูกถั่วลันเตาก็คือสวนหลังโบสถ์นั่นเอง ซึ่งในภายหลังเมนเดลถูกขนานนามว่าเป็นบิดาแห่งวิชาพันธุศาสตร์

 

ทำไมเมนเดลจึงเลือกใช้ถั่วลันเตาในการทดลอง

เพื่อน ๆ สงสัยกันไหมว่าทำไมเมนเดลถึงเลือกปลูกถั่วลันเตา เหตุผลก็เพราะว่าถั่วลันเตาเป็นพืชที่ปลูกง่าย อายุสั้น ใช้เวลาไม่นานก็ออกดอกและเกิดผลให้ได้ศึกษาแล้ว นอกจากนี้ยังเป็น พืชที่ผสมพันธุ์ภายในต้นของตัวเอง (Self-fertilization) ตามธรรมชาติจะมีโอกาสผสมพันธุ์ข้ามต้นได้ยาก แต่เป็นข้อดีเพราะเหมาะสมต่อการควบคุมเมื่อทำการทดลองผสมพันธุ์โดยมนุษย์ เมื่อต้องการผสม เพียงแค่หยิบดอกจากต้นหนึ่ง แล้วใช้พู่กันช่วยผสมเกสรกับดอกในอีกต้นหนึ่ง ซึ่งเราเรียกว่าการถ่ายละอองเรณูโดยใช้มือช่วย (Hand pollination) 

อีกเหตุผลที่เมนเดลเลือกถั่วลันเตา เพราะว่า เป็นพืชที่มีลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันชัดเจนหลายลักษณะ สามารถสังเกตผลการทดลองได้ง่ายอีกด้วย

 

ลักษณะทางพันธุกรรมของถั่วลันเตาที่เมนเดลศึกษา

ลักษณะทางพันธุกรรมของถั่วลันเตาที่เมนเดลเลือกศึกษามี 7 ลักษณะ โดยแต่ละลักษณะจะเห็นรูปแบบความแตกต่างที่ชัดเจน 2 แบบ ได้แก่ 

  1. ความสูงของลำต้น แบ่งออกเป็นต้นสูงและต้นเตี้ย
  2. รูปร่างของเมล็ด แบ่งออกเป็น เมล็ดกลมและเมล็ดขรุขระ
  3. สีของเมล็ด แบ่งออกเป็น สีเหลืองและสีเขียว 
  4. รูปร่างของฝัก แบ่งออกเป็นฝักอวบและฝักแฟบ
  5. สีของฝัก แบ่งออกเป็น สีเหลืองและสีเขียว
  6. สีของดอก แบ่งออกเป็น สีม่วงและสีขาว
  7. ตำแหน่งของดอก แบ่งออกเป็น ดอกอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น และดอกกระจุกอยู่ที่ยอด

 

ลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล-2

 

การทดลองเรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล

เมนเดลได้คัดเลือกถั่วที่จะใช้เป็นพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์ที่เป็นพันธุ์แท้ของลักษณะที่จะศึกษา โดยผสมระหว่าง พันธุ์แท้ของ 2 รูปแบบที่แตกต่างกัน เช่น ถ้าจะศึกษาสีของดอก เมนเดลจะเลือกถั่วต้นหนึ่งที่มีดอกสีม่วง มาผสมกับอีกต้นหนึ่งที่มีดอกสีขาว จากนั้นรอให้ออกฝัก แล้วนำเมล็ดแก่มาปลูกเพื่อรอดูว่าต้นลูกที่เกิดขึ้นจะมีดอกสีอะไร

เพื่อน ๆ สามารถดูผลการทดลองลักษณะของถั่วลันเตา ทั้ง 7 ลักษณะของเมนเดลได้ตามตารางด้านล่างเลยนะ โดยช่องแรกของตารางจะเป็นลักษณะของรุ่นพ่อแม่ เราจะเขียนว่าเป็นรุ่น P (ย่อมาจาก Parental generation ที่ แปลว่ารุ่นพ่อแม่นั่นเอง)

ส่วนในช่องที่แสดงการผสมพันธุ์ของต้นพ่อและต้นแม่ จะมีการเขียนตัว X แทนการนำสองสิ่งมามาผสมพันธุ์กัน โดยมักเรียกสั้น ๆ ว่า การครอส (Cross)

เมื่อนำเมล็ดที่ได้จากต้นแม่ไปปลูก ต้นลูกที่เจริญเติบโตมาเรียกว่า รุ่น F1 จากตารางข้างต้น จะเห็นว่าถั่วทั้ง 7 ลักษณะที่ได้ คือ ถั่วต้นสูง เมล็ดกลม เมล็ดสีเหลือง ฝักอวบ ฝักสีเขียว ดอกสีม่วง และดอกอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น โดยเมนเดลเรียกลักษณะที่ปรากฏในรุ่น F1 ว่า ลักษณะเด่น (Dominant)

จากนั้นเมนเดลทดลองนำต้นลูกในรุ่น F1 มาผสมพันธุ์กัน ต้นลูกรุ่นต่อมาที่ได้เรียกว่ารุ่น F2 โดยถั่วทั้ง 7 ลักษณะที่ได้นั้นแตกต่างจาก F1 ดังนี้

  • ถั่วต้นสูงรุ่น F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วต้นสูงและต้นเตี้ย 
  • ถั่วเมล็ดกลม F1 ผสมกัน  ได้รุ่น F2 เป็นถั่วเมล็ดกลมและเมล็ดขรุขระ 
  • ถั่วเมล็ดสีเหลือง F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วเมล็ดสีเหลืองและเมล็ดสีเขียว 
  • ถั่วฝักอวบ F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วฝักอวบและฝักแฟบ 
  • ถั่วฝักสีเขียว F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถัวฝักสีเขียวและฝักสีเหลือง 
  • ถั่วดอกสีม่วง F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นถั่วดอกสีม่วงและดอกสีขาว 
  • ถั่วอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้น F1 ผสมกัน ได้รุ่น F2 เป็นดอกอยู่ที่กิ่งตลอดลำต้นและดอกกระจุกอยู่ที่ยอด 

โดยทุกคู่ มีอัตราการเกิดอยู่ที่ 3:1 และเมนเดลเรียกลักษณะที่หายไปในรุ่น F1 แต่กลับมาปรากฏในรุ่น F2 ในสัดส่วนที่น้อยกว่าว่า ลักษณะด้อย (Recessive) เช่น ผสมต้นถั่วเมล็ดสีเหลืองกับสีเขียว รุ่น F1 ได้ เมล็ดสีเหลืองทั้งหมด แสดงว่าเมล็ดสีเหลืองเป็น ลักษณะเด่น ส่วนเมล็ดสีเขียวมาปรากฏในรุ่น F2 แสดงว่าเป็นลักษณะด้อย

ลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดล

เมนเดลสรุปผลการทดลองของตนเองไว้ว่า มีหน่วยที่ทำหน้าที่ควบคุมการแสดงออกของลักษณะต่าง ๆ และหน่วยนี้สามารถถ่ายทอดจากพ่อแม่ไปยังรุ่นลูกแต่ละรุ่นได้ โดยในตอนนั้นเมนเดลเรียกหน่วยนี้ว่า Factor ซึ่งต่อมานักวิทยาศาสตร์ได้เรียกแฟคเตอร์ที่เมนเดลค้นพบนี้ว่า ยีน (Gene)

เรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของเมนเดลจบไปแล้ว แต่เพื่อน ๆ ยังสนุกกับวิทยาศาสตร์ ม.3 ได้อีกเพียบเลยนะ เพียงแค่ดาวน์โหลดแอป StartDee ได้ที่แบนเนอร์ด้านล่างเลย หรือจะอ่านบทความวิชาอื่น ๆ เช่น วิชาภาษาไทย เรื่อง พระอภัยมณีหนีนางผีเสื้อสมุทร หรือ เรื่อง คำไทยแท้ วิชาวิทยาศาสตร์ เรื่อง กระแสไฟฟ้า และ วิชาสังคมศึกษา เรื่อง แผนที่เฉพาะเรื่อง เป็นต้น

 

แสดงความคิดเห็น