วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

รายวิชาเพิ่มเติม ชีววิทยา เล่ม 3 ตามหลักสูตรแกนกลางของ สสวท. (ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560) ซึ่งเนื้อหาในเล่มนี้มักจะใช้เรียนกันในชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยจะมุ่งเน้นศึกษาเกี่ยวกับ "ชีววิทยาของพืช (Plant Biology)" ทั้งหมด ประกอบด้วย 5 บทเรียนหลัก ดังนี้ครับ

บทที่ 8: การสืบพันธุ์ของพืชดอก (Reproduction of Flowering Plants)

บทนี้จะอธิบายถึงกระบวนการดำรงเผ่าพันธุ์ของพืชดอก โดยเริ่มตั้งแต่โครงสร้างพื้นฐานไปจนถึงการเกิดเป็นต้นใหม่

• โครงสร้างของดอก: ศึกษาองค์ประกอบ 4 ชั้น ได้แก่ กลีบเลี้ยง กลีบดอก เกสรเพศผู้ และเกสรเพศเมีย รวมถึงการจำแนกชนิดของดอกและผล

• การสร้างเซลล์สืบพันธุ์: กระบวนการสร้างละอองเรณู (Microsporogenesis) และการสร้างถุงเอ็มบริโอ (Megasporogenesis)

• การปฏิสนธิ: การถ่ายละอองเรณู และกลไก การปฏิสนธิซ้อน (Double Fertilization) ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของพืชดอก (ได้ไซโกตและเอนโดสเปิร์ม)

• เมล็ดและผล: การเจริญไปเป็นผลและเมล็ด โครงสร้างของเมล็ด ปัจจัยที่มีผลต่อการงอก และระยะพักตัวของเมล็ด

บทที่ 9: โครงสร้างและการเจริญเติบโตของพืชดอก (Structure and Growth of Flowering Plants)

เจาะลึกกายวิภาคศาสตร์ (Anatomy) ของพืชดอกว่าประกอบขึ้นจากเซลล์และเนื้อเยื่อประเภทใดบ้าง

• เนื้อเยื่อพืช: แบ่งเป็น เนื้อเยื่อเจริญ (Meristematic tissue) ที่แบ่งเซลล์ได้ตลอดเวลา และ เนื้อเยื่อถาวร (Permanent tissue) ที่เจริญเต็มที่เพื่อทำหน้าที่เฉพาะเจาะจง เช่น พาเรงคิมา, คอลเลงคิมา, สเคลอเรงคิมา, ไซเล็ม และโฟลเอ็ม

• ราก ลำต้น และใบ: โครงสร้างภาคตัดขวาง หน้าที่ และการเจริญเติบโต ทั้งแบบปฐมภูมิ (Primary growth - ทำให้พืชสูงหรือยาวขึ้น) และแบบทุติยภูมิ (Secondary growth - ทำให้พืชขยายขนาดทางด้านข้าง ซึ่งพบมากในพืชใบเลี้ยงคู่)

บทที่ 10: การลำเลียงของพืช (Transport in Plants)

ศึกษาว่าพืชนำน้ำ แร่ธาตุ และอาหารที่สร้างขึ้นไปหล่อเลี้ยงส่วนต่างๆ ของต้นได้อย่างไร

• การดูดและลำเลียงน้ำ/แร่ธาตุ: พืชใช้รากดูดน้ำผ่านกระบวนการออสโมซิสและนำเข้าสู่ท่อลำเลียงน้ำ (Xylem) กลไกหลักที่ช่วยดึงน้ำขึ้นสู่ยอดคือ แรงดึงจากการคายน้ำ (Transpiration pull) ร่วมกับแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล (Cohesion และ Adhesion) รวมถึงแรงดันราก

• การลำเลียงอาหาร: น้ำตาลที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกลำเลียงผ่านท่อโฟลเอ็ม (Phloem) ในรูปของซูโครส จากแหล่งสร้าง (Source) ไปยังแหล่งรับ (Sink) ตามสมมติฐานการไหลของมวลสาร (Pressure flow hypothesis)

บทที่ 11: การสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis)

บทนี้เป็นหัวใจสำคัญของกระบวนการสร้างอาหารของพืช ซึ่งเป็นรากฐานของระบบนิเวศ

• ปฏิกิริยาแสง (Light Reaction): เกิดที่ไทลาคอยด์ พืชรับพลังงานแสงผ่านสารสี (Pigments) เช่น คลอโรฟิลล์ เพื่อกระตุ้นอิเล็กตรอนให้เกิดการถ่ายทอด ส่งผลให้เกิดการสร้าง ATP และ NADPH พร้อมกับการแตกตัวของน้ำ (ได้แก๊สออกซิเจนเป็นผลพลอยได้)

• การตรึงคาร์บอน (Carbon Fixation): เกิดที่สโตรมา หรือที่เรียกว่า วัฏจักรคัลวิน (Calvin cycle) นำ ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาแสงมาใช้เปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นน้ำตาล

• การปรับตัวของพืช: ความแตกต่างของกลไกการตรึงคาร์บอนในพืช C3, พืช C4 และพืช CAM เพื่อลดอัตราการเกิดโฟโตเรสไพเรชัน (Photorespiration) ในสภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกัน

บทที่ 12: การควบคุมการเจริญเติบโตและการตอบสนองของพืช (Plant Responses and Growth Control)

อธิบายว่าพืชรับรู้และตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อความอยู่รอดได้อย่างไร ทั้งที่พืชเคลื่อนที่ไม่ได้

• ฮอร์โมนพืช (Plant Hormones): ศึกษาสารควบคุมการเจริญเติบโต 5 กลุ่มหลัก ได้แก่ ออกซิน (Auxin), ไซโทไคนิน (Cytokinin), จิบเบอเรลลิน (Gibberellin), เอทิลีน (Ethylene) และกรดแอบไซซิก (Abscisic acid) รวมถึงการนำไปประยุกต์ใช้ในการเกษตร

• การตอบสนองของพืช: การเคลื่อนไหวของพืชแบบมีทิศทางสัมพันธ์กับสิ่งเร้า (Tropism) เช่น การโค้งเข้าหาแสง และแบบที่ทิศทางไม่สัมพันธ์กับสิ่งเร้า (Nastic movement) เช่น การหุบของใบไมยราบเมื่อถูกสัมผัส รวมถึงการตอบสนองต่อภาวะเครียดต่างๆ เช่น น้ำท่วม ภัยแล้ง หรือความเค็ม