วิทยาศาสตร์

บทที่ 1 หน่วยของชีวิตและชีวิตพืช

1.1 หน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต การกำเนิดสิ่งมีชีวิต มีหลายทฤษฎีที่พยายามอธิบายการเกิดของสิ่งมีชีวิต เช่น ทฤษฎี “spontaneous generation” ที่กล่าวว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้ด้วยตัวเองจากสิ่งไม่มีชีวิตเช่น กบและแมลงเกิดจากดิน หรือแมลงเกิดจากเนื้อเน่า อย่างไรก็ตามปัจจุบันทฤษฎีดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นความจริง เป็นที่ทราบในปัจจุบันว่าสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน เช่น สุนัขจะให้กำเนิดสุนัข หนอนผีเสื้อเกิดจากผีเสื้อและพัฒนาเป็นผีเสื้อในลำดับต่อมา อย่างไรก็ตามหากสิ่งมีชีวิตเกิดจากสิ่งมีชีวิตแล้วสิ่งมีชีวิตเริ่มแรกมาจากที่ใดหรือเกิดขึ้นได้อย่างไร ? นักธรรมชาติวิทยาชาวอังกฤษชื่อ ชาลส์ ดาร์วิน (Charles Darwin) และ แอลเฟรด รัสเซล วอลแลนซ์ (Alfred Russel Wallance) ได้เสนอทฤษฎีวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก (theory of evolution by natural selection) วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตเกิดจากการคัดเลือกตามธรรมชาติ ซึ่งทฤษฏีดังกล่าว กล่าวว่า สิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ ภายในชนิดเดียวกัน (สปีชีส์ ; species) จะมีความแตกต่างกันอยู่บ้าง ซึ่งเราเรียกว่าแตกต่างภายในสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันนี้ว่า ความผันแปร (variations) โดยความผันแปรดังกล่าว จะเป็นผลให้สิ่งมีชีวิตสามารถอยู่รอดในได้สภาวะแวดล้อม ตัวอย่างเช่น เมื่อเกิดสภาวะแห้งแล้ง แมลง สายพันธุ์ที่มีความสามารถกินอาหารได้หลายชนิดทั้งใบพืชและหญ้า จะสามารถมีชีวิตรอดได้ดีกว่าแมลง สายพันธุ์ที่สามารถกินหญ้าได้อย่างเดียว เมื่อสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์หนึ่งสามารถมีชีวิตได้นาน ก็สามารถมีลูกหลานได้มากกว่าสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์อื่นที่มีอายุสั้นและเมื่อเวลาผ่านไปสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์นั้นจะมีจำนวนมากขึ้นและเกิดเป็นชนิดใหม่ (new species) สิ่งมีชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นได้อย่างไร ? แรกเริ่มเดิมทีเมื่อโลกยังร้อน สิ่งมีชีวิตไม่สามารถอาศัยบนโลกใบนี้ได้ เมื่อเวลาผ่านไปโลกเริ่มเย็นตัวลง อุณหภูมิบนโลกจึงเหมาะที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตขึ้น โดยทฤษฎีที่ยอมรับเกี่ยวกับการเกิดสิ่งมีชีวิตเริ่มแรก เกิดจากการทำปฏิกิริยากันของสารเคมีซึ่งเกิดขึ้นในทะเล หลังจากนั้นเกิดเป็นสารประกอบพวกโปรตีน กรดอะมิโน และเอนไซม์ สะสมอยู่ในทะเลเป็นจำนวนมาก สำหรับสมมุติฐานดังกล่าวได้รับการสนับสนุนโดยการทดลองของ สแตนลีย์ มิลเลอร์ (Stanley Miller) โดยมิลเลอร์ได้ทำการจำลองสภาวะซึ่งเป็นระบบปิด หลังจากนั้นได้ใส่ก๊าซมีเทน (CH4)แอมโมเนีย (NH3) ไฮโดรเจน และน้ำ ซึ่งเชื่อว่าสภาวะดังกล่าวเคยเกิดขึ้นในบรรยากาศของโลกในอดีต หลังจากนั้นให้ความร้อนและทำให้เกิดประกายไฟขึ้น ภายในระบบที่จัดไว้ หลังจากเวลาผ่านไปหนึ่งสัปดาห์ มิลเลอร์พบว่าในชุดการทดลองพบกรดอะมิโนและกรดอินทรีย์เกิดขึ้น สำหรับขั้นตอนต่อมาสารประกอบอินทรีย์จะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลอินทรียสารขนาดใหญ่ (macromolecules) และวิวัฒนาการต่อไปจนเกิดเป็นโปรโตเซลล์ (protocell) ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของเซลล์ มีโครงสร้างของผนังเป็นไขมันและโปรตีน และเกิดการสันดาปภายในเซลล์ได้ หลังจากนั้น โปรโตเซลล์ ซึ่งเชื่อว่ามีอาร์เอ็นเอทำหน้าที่เป็นทั้งสารพันธุกรรมและเอนไซม์ จะวิวัฒนาการกลายเป็นเซลล์เริ่มแรกของสิ่งมีชีวิตซึ่งมีความสามารถในการเพิ่มจำนวนหรือสืบพันธุ์ 1.2 ลักษณะโครงสร้างเเละหน้าที่ของเซลล์พืชเเละเซลล์สัตว เซลล์พืชและเซลล์สัตว์ถึงแม้จะมีลักษณะและรูปร่างแตกต่างกัน แต่มีโครงสร้างพื้นฐานหรือส่วนประกอบที่สำคัญภายในเซลล์คล้ายคลึงกัน  โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์  1. ไลโซโซม (Iysosome) เป็นออร์แกเนลล์ที่พบ เฉพาะในเซลล์สัตว์และโปรติสต์บางชนิดรูปร่างค่อนข้างกลม ทำหน้าที่สะสมเอนไซม์ที่เกี่ยวกับการย่อยสลายสารอินทรีย์ต่าง ๆ และทำลายของเสียภายในเซลล์ 2. ผนังเซลล์ (Cell Wall) เป็นผนังแข็งแรงอยู่ชั้นนอกสุดของเซลล์พืชส่วนใหญ่สร้างจากสารเซลโลโลส เป็นส่วนที่ไม่มีชีวิต ทำให้เซลล์ทนทานและเป็นเยื่อที่ยอมให้สารต่าง ๆ ผ่านเข้าและออกจากเซลล์ได้ มีหน้าที่เพิ่มความแข็งแรงและป้องกันอันตรายให้กับเซลล์ 3. ครอโรพลาสต์ (Chlorplast) พบในไซโทรพลาสซึม ของเซลล์พืชบางชนิด มีลักษณะเป็นเม็ดสีเขียวมีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น โดยชั้นนอกทำหน้าที่ควบคุมโมเลกุลของสารที่ผ่านเข้าออกชั้นในมีสารสีเขียวที่เรียกว่า ครอโรฟิลล์ (Cholorophyll) มีสมบัติดูดพลังงานแสงมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง ทำให้พืชสามารถสร้างอาหารได้เอง ซึ่งเซลล์สัตว์ไม่มีครอโรพลาสต์ 4. ไซโตพลาสซึม (Cytoplasm) เป็นของเหลวที่มีลักษณะกึ่งแข็งกึ่งเหลว ประกอบด้วยสารเคมีหลายชนิดรวมทั้งส่วนที่เป็นออร์แกเนลล์ (Organelle) เป็นส่วนประกอบที่เทียบได้กับอวัยวะที่ทำหน้าที่ต่าง ๆ ให้แก่เซลล์มีหลายอย่าง เช่น ไรโบโซม (ribosome) มีลักษณะเป็นวงกลมหรือรูปไข่ทำหน้าที่สร้างหรือสังเคราะห์โปรตีน 5. เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell Membrane) เยื่อหุ้มเซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโมเลกุลของโปรตีนและไขมันมีลักษณะเป็นเยื่อบ่าง ๆ มีความยืนหยุ่นได้ และมีรูพรุนสามารถจำกัดขนาดของสารที่ผ่านเข้าออกได้ จึงมีสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน คือ ยอมให้โมเลกุลของสารขนาดเล็กผ่านได้ เช่น น้ำ ก๊าซออกซิเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนสารขนาดใหญ่ผ่านไม่ได้ เช่น โปรตีน หน้าที่ คือ ห่อหุ้มเซลล์ทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้ ช่วยคัดเลือกสารและควบคุมปริมาณของสารที่ผ่านเข้าและออกจากเซลล์ 6. กอลจิบอดี (Golgi boby) หรืออีกอย่างหนึ่งว่า กอจิแอพพาราทัส มีลักษณะเป็นท่อหรือถุงแบน ๆ เรียนซ้อนกันหลายชั้น ทำหน้าที่เป็นแหล่งสร้างคาร์โบโฮเดรตที่รวมกับโปรตีนซึ่งสร้างมาจากร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูรัมและมีส่วนสำคัญในการสร้างผนังเซลล์ของพืชและสารเคลือบเยื่อหุ้มเซลล์ของสัตว์ 7. ร่างแหเอนโดพลาสมิกเรติคูรัม (Endoplasmic Reticulum) มีลักษณะเป็นเยื่อบาง ๆ สองชั้นเรียงทบไปทบมาคล้ายถุงแบน ๆ แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือชนิดที่มีไรโบโซมเกาะอยู่ ทำหน้าที่สังเคราะห์โปรตีนและเป็นทางส่งโปรตีนนี้ออกนอกเซลล์ และชนิดที่ไม่มีไรโบโซมเกาะอยู่ 8. ไมโทคอนเดรีย (Mitochondria) มีลักษณะกลมจนถึงเรียวแตกต่างกันตามชนิดของสิ่งมีชีวิตทำหน้าที่เป็นแหล่งสร้างพลังงานให้แก่เซลล์ 9. แวคิวโอล (Vaculoe) มีลักษณะเป็นถุงใสที่มีขนาดและรูปร่างไม่แน่นอนทำหน้าที่ควบคุมปริมาณน้ำในเซลล์ สะสมน้ำ เก็บอาหาร และขับของเสียที่เป็นของเหลว 10. นิวเคลียส (Nucleus) เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเซลล์ มีลักษณะค่อนข้างกลม มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น มีรูเล็ก ๆ เป็นเยื่อเลือกผ่านซึ่งเป็นทางผ่านของสารต่าง ๆ เข้าและออกจากนิวเคลียส ภายในมีโครโมโซม บนโครโมโซมมีหน่วยพันธุกรรมหรือยีนอยู่ หน้าที่ ของนิวเคลียส เป็นศูนย์กลางในการควบคุมการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต และควบคุมการทำงานของเซลล์และการเจริญเติบโตเป็นแหล่งสังเคราะห์สารพันธุกรรมและควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนภายในเซลล์ ส่วนประกอบของนิวเคลียส มีดังนี้ 1. เยื่อหุ้มนิวเคลียส (Nuclear membrane) - มีลักษณะเหมือนกับเซลล์เมมเบรน - ประกอบไปด้วยโปรตีนและไขมัน บางครั้งจะมีไรโบโซมมาเกาะอยู่ - จะมีรู (pores) มากมาย ซึ่งเป้นทางผ่าน เข้าออกของสารต่าง ๆ 2. โครมาติน (Chromatin) - เป็นส่วนของนิวเคลียสที่ติดสีย้อม - ส่วนที่ติดสีย้อมเข้มเรียกว่า เฮทเทอโรโครมาติน (heterochromatin) - ส่วนที่ติดสีจาง ๆ เรียกว่า ยูโครมาติน (euchromatin) ซึ่งเป็นที่อยู่ของยีนหรือดีเอ็นเอ - โครมาตินจะหดสั้นเข้าและหนาในขณะที่เซลล์มีการแบ่งตัวซึ่งเรียกว่า โครโมโซม - สิ่งมีชีวิต แต่ละชนิดก็จะมีจำนวนโครโมโซม แตกต่างกันไป 3. ส่วนประกอบของนิวเคลียส - มีรูปร่างกลม ๆ จำนวนไม่แน่นอนเกาะติดกับโครโมโซม - เป็นส่วนที่ติดสีย้อมชัดเจน - องค์ประกอบทางเคมี คือโปรตีน, RNA และเอ็นไซม์อีกหลายตัว - ทำหน้าที่ของเกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์ ข้อควรรู้ เซลล์เม็ดเลือดแดง เมื่อเจริญเติบโตเต็มที่ไม่มีนิวเคลียส ตารางเปรียบเทียบเซลล์พืชและเซลล์สัตว์ 1.3 การลำเลียงในพืช การเเพร่ เเละออสโมซิส โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงของพืช โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงของพืชประกอบด้วยระบบเนื้อเยื่อท่อลำเลียง (vascular tissue system) ซึ่งเนื้อเยื่อในระบบนี้จะเชื่อมต่อกันตลอดทั้งลำต้นพืช โดยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ สารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และสารละลายที่พืชต้องการนำไปใช้ในการดำเนินกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ ระบบเนื้อเยื่อท่อลำเลียงประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) กับท่อลำเลียงอาหาร (phloem)  ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ โดยท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด ดังนี้ 1. เทรคีด (tracheid) เป็นเซลล์เดี่ยว มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว บริเวณปลายเซลล์แหลม เทรคีดทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ โดยจะลำเลียงน้ำและแร่ธาตุไปทางด้านข้างของลำต้นผ่านรูเล็กๆ (pit) เทรคีดมีผนังเซลล์ที่แข็งแรงจึงทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนลำต้นพืช และผนังเซลล์มีลิกนิน (lignin) สะสมอยู่และมีรูเล็กๆ (pit) เพื่อทำให้ติดต่อกับเซลล์ข้างเคียงได้ เมื่อเซลล์เจริญเต็มที่จนกระทั่งตายไป ส่วนของไซโทพลาซึมและนิวเคลียสจะสลายไปด้วย ทำให้ส่วนตรงกลางของเซลล์เป็นช่องว่าง ส่วนของเทรคีดนี้พบมากในพืชชั้นต่ำ (vascular plant) เช่น เฟิน สนเกี๊ยะ เป็นต้น 2. เวสเซล (vessel) เป็นเซลล์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่สั้นกว่าเทรคีด เป็นเซลล์เดี่ยวๆ ที่ปลายทั้งสองข้างของเซลล์มีลักษณะคล้ายคมของสิ่ว ที่บริเวณด้านข้างและปลายของเซลล์มีรูพรุน ส่วนของเวสเซลนี้พบมากในพืชชั้นสูงหรือพืชมีดอก ทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ จากรากขึ้นไปยังลำต้นและใบ เทรคีดและเวสเซลเป็นเซลล์ที่มีสารลิกนินมาเกาะที่ผนังเซลล์เป็นจุดๆ โดยมีความหนาต่างกัน ทำให้เซลล์มีลวดลายแตกต่าง กันออกไปหลายแบบ ตัวอย่างเช่น - annular thickening มีความหนาเป็นวงๆ คล้ายวงแหวน - spiral thickening มีความหนาเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียน - reticulate thickening มีความหนาเป็นจุดๆ ประสานกันไปมาไม่เป็นระเบียบคล้ายตาข่ายเล็กๆ - scalariform thickening มีความหนาเป็นชั้นคล้ายขั้นบันได - pitted thickening เป็นรูที่ผนังและเรียงซ้อนกันเป็นชั้นๆ คล้ายขั้นบันได 3. ไซเล็มพาเรนไคมา (xylem parenchyma) มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกหน้าตัดกลมรีหรือหน้าตัดหลายเหลี่ยม มีผนังเซลล์บางๆ เรียงตัวกันตามแนวลำต้นพืช เมื่อมีอายุมากขึ้นผนังเซลล์จะหนาขึ้นด้วย เนื่องจากมีสารลิกนิน (lignin) สะสมอยู่ และมีรูเล็กๆ (pit) เกิดขึ้นด้วย ไซเล็มพาเรนไคมาบางส่วนจะเรียงตัวกันตามแนวรัศมีของลำต้นพืช เพื่อทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ไปยังบริเวณด้านข้างของลำต้นพืช พาเรนไคมาทำหน้าที่สะสมอาหารประเภทแป้ง น้ำมัน และสารอินทรีย์อื่นๆ รวมทั้งทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ไปยังลำต้นและใบของพืช 4. ไซเล็มไฟเบอร์ (xylem fiber) เป็นเซลล์ที่มีรูปร่างยาว แต่สั้นกว่าไฟเบอร์ทั่วๆ ไป ตามปกติเซลล์มีลักษณะปลายแหลม มีผนังเซลล์หนากว่าไฟเบอร์ทั่วๆ ไป มีผนังกั้นเป็นห้องๆ ภายในเซลล์ ไซเล็มไฟเบอร์ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนและให้ความแข็งแรงแก่ลำต้นพืช ท่อลำเลียงอาหาร ท่อลำเลียงอาหาร (phloem) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารและสร้างความแข็งแรงให้แก่ลำต้นพืช โดยท่อลำเลียงอาหารประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด ดังนี้ 1. ซีพทิวบ์เมมเบอร์ (sieve tube member) เป็นเซลล์ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว เป็นเซลล์ที่มีชีวิต ประกอบด้วย ช่องว่างภายในเซลล์ (vacuole) ขนาดใหญ่มาก เมื่อเซลล์เจริญเติบโตเต็มที่แล้วส่วนของนิวเคลียสจะสลายไปโดยที่เซลล์ยังมีชีวิตอยู่ ผนังเซลล์ของซีพทิวบ์เมมเบอร์มีเซลลูโลส (cellulose) สะสมอยู่เล็กน้อย ซีพทิวบ์เมมเบอร์ทำหน้าที่เป็นทางส่งผ่านของอาหารที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยส่งผ่านอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของลำต้นพืช 2. คอมพาเนียนเซลล์ (companion cell) เป็นเซลล์พิเศษที่มีต้นกำเนิดมาจากเซลล์แม่เซลล์เดียวกันกับซีพทิวบ์-เมมเบอร์ โดยเซลล์ต้นกำเนิด1 เซลล์จะแบ่งตัวตามยาวได้เซลล์ 2 เซลล์ โดยเซลล์หนึ่งมีขนาดใหญ่ อีกเซลล์หนึ่งมีขนาดเล็ก เซลล์ขนาดใหญ่จะเจริญเติบโตไปเป็นซีพทิวบ์เมมเบอร์ ส่วนเซลล์ขนาดเล็กจะเจริญเติบโตไปเป็นคอมพาเนียนเซลล์ คอมพาเนียนเซลล์เป็นเซลล์ขนาดเล็กที่มีรูปร่างผอมยาว มีลักษณะเป็นเหลี่ยม ส่วนปลายแหลม เป็นเซลล์ที่มีชีวิต มีไซโทพลาซึมที่มีองค์ประกอบของสารเข้มข้นมาก มีเซลลูโลสสะสมอยู่ที่ผนังเซลล์เล็กน้อย และมีรูเล็กๆ เพื่อใช้เชื่อมต่อกับซีพทิวบ์เมมเบอร์ คอมพาเนียนเซลล์ทำหน้าที่ช่วยเหลือซีพทิวบ์เมมเบอร์ให้ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น เนื่องจากเมื่อซีพทิวบ์เมมเบอร์มีอายุมากขึ้นนิวเคลียสจะสลายตัวไปทำให้ทำงานได้น้อยลง 3. โฟลเอ็มพาเรนไคมา (phloem parenchyma) เป็นเซลล์ที่มีชีวิต มีผนังเซลล์บาง มีรูเล็กๆ ที่ผนังเซลล์ โฟลเอ็มพาเรนไคมาทำหน้าที่สะสมอาหารที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ลำเลียงอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของพืช และเสริมความแข็งแรงให้กับท่อลำเลียงอาหาร 4. โฟลเอ็มไฟเบอร์ (phloem fiber) มีลักษณะคล้ายกับไซเล็มไฟเบอร์ มีรูปร่างลักษณะยาว มีหน้าตัดกลมหรือรี โฟลเอ็มไฟเบอร์ทำหน้าที่ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับท่อลำเลียงอาหาร และทำหน้าที่สะสมอาหารให้แก่พืช  การทำงานของระบบการลำเลียงสารของพืช ระบบลำเลียงของพืชมีหลักการทำงานอยู่ 2 ประการ คือ 1. ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุผ่านทางท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) โดยลำเลียงจากรากขึ้นไปสู่ใบ เพื่อนำน้ำและแร่ธาตุไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง 2. ลำเลียงอาหาร (น้ำตาลกลูโคส) ผ่านทางท่อลำเลียงอาหาร (phloem) โดยลำเลียงจากใบไปสู่ส่วนต่างๆ ของพืช เพื่อใช้ในการสร้างพลังงานของพืช การลำเลียงสารของพืชมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนต่างๆ อีกหลายกระบวนการ ซึ่งต้องทำงานประสานกันเพื่อให้การลำเลียงสารของพืชเป็นไปตามเป้าหมาย ระบบลำเลียงของพืชเริ่มต้นที่ราก บริเวณขนราก (root hair) ซึ่งมีขนรากมากถึง 400 เส้นต่อพื้นที่ 1 ตารางมิลลิเมตร โดยขนรากจะดูดซึมน้ำโดยวิธีการที่เรียกว่า การออสโมซิส (osmosis) และวิธีการแพร่แบบอื่นๆ อีกหลายวิธี น้ำที่แพร่เข้ามาในพืชจะเคลื่อนที่ไปตามท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) เพื่อลำเลียงต่อไปยังส่วนต่างๆ ของพืช เมื่อน้ำและแร่ธาตุต่างๆ เคลื่อนที่ไปตามท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุและลำเลียงไปจนถึงใบ ใบก็จะนำน้ำและแร่ธาตุนี้ไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เมื่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดำเนินไปเรื่อยๆ จนได้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำตาล น้ำตาลจะถูกลำเลียงผ่านทางท่อลำเลียงอาหาร (phloem) ไปตามส่วนต่างๆ เพื่อเป็นอาหารของพืช และลำเลียงน้ำตาลบางส่วนไปเก็บสะสมไว้ที่ใบ ราก และลำต้น  การแพร่ (diffusion) เป็นการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นมากกว่าไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า การออสโมซิส (osmosis) เป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมากกว่า (สารละลายเจือจาง) ไปสู่บริเวณที่มีน้ำน้อยกว่า (สารละลายเข้มข้น) การทำงานของระบบลำเลียงสารของพืชต้องใช้วิธีการแพร่หลายชนิด โดยมีท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) และท่อลำเลียงอาหาร (phloem) เป็นเส้นทางในการลำเลียงสารไปยังลำต้น ใบ กิ่ง และก้านของพืช  1.4 การสืบพันธุ์ เเละการตอบสนองต่อสิ่งเร้าของพืช การสืบพันธุ์ของพืช การสืบพันธุ์   คือ การสร้างชีวิตใหม่จากสิ่งมีชีวิตเดิม เพื่อดำรงสืบพันธุ์ไป  เป็นกระบวนการที่ทำให้สิ่งมีชีวิตอยู่ได้อย่างต่อเนื่อง การสืบพันธุ์ของพืชโดยทั่วไปแบ่งออกเป็น2 แบบ คือ 1. การสืบพันธุ์แบบอาศัยไม่เพศ (Asexual reproduction) เป็นการสืบพันธุ์ที่ไม่ต้องใช้เซลล์  สืบพันธุ์ แต่ใช่ส่วนอื่นๆขยายพันธุ์แทน เช่น -การแตกหน่อ (budding) ได้แก่  หน่อกล้วย  ไผ่  กล้วยไม้ เป็นต้น -การสร้างสปอร์ (sporeformation) ได้แก่  มอส  เฟิร์น เป็นต้น -การตอนกิ่ง (marcotting) ได้แก่  กุหลาบ  มะม่วง ส้ม  เงาะ  เป็นต้น -การติดตา (budding) ได้แก่  กุหลาบ  ยางพารา เป็นต้น -การทาบกิ่ง (grafting) ได้แก่  มะม่วง  ทุเรียน เป็นต้น -การปักชำ (cutting) ได้แก่  ชบา  เฟื่องฟ้า เป็นต้น - การแตกต้นใหม่จากส่วนต่างๆของพืช 2. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ(Sexualreproduction) เป็นการสืบพันธุ์ที่ต้องอาศัยดอกมีการผสมกันระหว่างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย การจำแนกประเภทของดอกไม้ ประเภทของดอกไม้สามารถจำแนกออกได้เป็น4 ประเภท  คือ 1.      ดอกสมบูรณ์ (Complete flower)  คือ ดอกไม้ที่มีครบทั้ง 4วงคือ  กลีบเลี้ยง  กลีบดอก เกสรตัวผู้  และเกสรตัวเมีย  เช่น มะเขือ  พริก  ชบา เป็นต้น (ดอกสมบูรณ์ต้องเป็นดอกสมบูรณ์เพศเสมอ) 2.      ดอกสมบูรณ์เพศ (Perfect  flower)  คือดอกที่มีทั้งเกสรตัวผู้และเกสรตัวเมียอยู่ในดอกเดียวกัน  เช่น มะม่วง กุหลาบ  ชบา  เป็นต้น(อาจเป็นดอกสมบูรณ์หรือไม่ก็ได้) 3.      ดอกไม่สมบูรณ์ (Incomplete  flower)  คือ ดอกไม้ที่มีส่วนประกอบไม่ครบทั้ง 4 วง  อาจขาดวงใดวงหนึ่งหรือ 2 วงก็ได้  เช่น กาฝาก  หน้าวัว  ข้าวโพด ตำลึง  เป็นต้น (อาจเป็นดอกสมบูรณ์เพศหรือไม่สมบูรณ์เพศก็ได้) 4.      ดอกไม่สมบูรณ์เพศ (Imperfect  flower)  คือดอกไม้ที่มีแต่เกสรตัวผู้หรือเกสรตัวเมียเพียงอย่างเดียวในแต่ละดอก  เช่น แตง  บวบ  ข้าวโพด เป็นต้น (เป็นดอกไม่สมบูรณ์เสมอ) การสร้างเซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ของพืชดอกจะเกิดขึ้นภายใน อับเรณู (anther)โดยมีไมโครสปอร์มาเทอร์เซลล์ (microspore mother cell) แบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้4 ไมโครสปอร์(microspore) แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเท่ากับn หลังจากนั้นนิวเคลียสของไมโครสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซิส ได้ 2 นิวเคลียสคือ เจเนอเรทิฟนิวเคลียส (generativenucleus) และทิวบ์นิวเคลียส (tube nucleus) เรียกเซลล์ในระยะนี้ว่า ละอองเรณู(pollen grain)หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) ละอองเรณูจะมีผนังหนาผนังชั้นนอกอาจมีผิวเรียบหรือเป็นหนามเล็กๆแตกต่างกันออกไปตามแต่ละชนิดของพืชเมื่อละอองเรณูแก่เต็มท ี่อับเรณูจะแตกออกทำให้ละอองเรณูกระจายออกไปพร้อมที่จะผสมพันธุ์ต่อไปได้ การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมียของพืชดอกเกิดขึ้นภายในรังไข่ภายในรังไข่อาจมีหนึ่งออวุล (ovule) หรือหลายออวุลภายในออวุลมีหลายเซลล์ แต่จะมีเซลล์หนึ่งที่มีขนาดใหญ่ เรียกว่า เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์(megaspore mother cell)มีจำนวนโครโมโซม 2n ต่อมาจะแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้4 เซลล์สลายไป 3 เซลล์ เหลือ 1 เซลล์ เรียกว่า เมกะสปอร์ (megaspore) หลังจากนั้นนิวเคลียสของเมกะสปอร์จะแบ่งแบบไมโทซิส3 ครั้ง ได้ 8 นิวเคลียส และมีไซโทพลาซึมล้อมรอบ เป็น 7เซลล์    3 เซลล์อยู่ตรงข้ามกับไมโครไพล์  (micropyle) เรียกว่า แอนติแดล (antipodals)ตรงกลาง 1 เซลล์มี 2 นิวเคลียสเรียก เซลล์โพลาร์นิวคลีไอ(polar nuclei cell)ด้านไมโครไพล์มี 3 เซลล์ ตรงกลางเป็นเซลล์ไข่ (eggcell) และ2 ข้างเรียก ซินเนอร์จิดส์(synergids) ในระยะนี้ 1 เมกะสปอร์ได้พัฒนามาเป็นแกมีโทไฟต์ที่เรียกว่า ถุงเอ็มบริโอ (embryo sac) หรือ แกมีโทไฟต์เพศเมีย (female gametophyte)     การเจริญเติบโตของพืช การเจริญเติบโตของพืช  คือ  การเพิ่มขนาดของพืช  ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการสำคัญ 3   กระบวนการ คือ 1. การเพิ่มจำนวนเซลล์ 2. การขยายขนาดของเซลล์ 3.การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์เพื่อทำหน้าที่เฉพาะ ประกอบด้วยส่วนสำคัญ  คือ 1. เปลือกหุ้มเมล็ด(seed coat)  อยู่ชั้นนอกสุดของเมล็ด  ป้องกันอันตรายให้เมล็ด 2. เอนโดสเปิร์ม (endosperm)  ทำหน้าที่ สะสมอาหารพวกแป้ง  โปรตีน  ไขมัน และน้ำตาล  ไว้เลี้ยงต้นอ่อนในเมล็ด 3.ต้นอ่อน(embryo) คือ ส่วนที่เจริญไปเป็นต้นอ่อน ประกอบด้วย - ใบเลี้ยง(cotyledon) ทำหน้าที่  สะสมอาหารให้ต้นอ่อน -  ส่วนของต้นอ่อนที่อยู่เหนือใบเลี้ยง(epicotyl) จะเจริญไปเป็นลำต้นส่วนบน กิ่ง  ก้าน  ใบ  ส่วนปลายสุดเรียกว่า ยอดแรกเกิด (plumule) -  ส่วนของต้นอ่อนที่อยู่ใต้ใบเลี้ยง(hypocotyl)  จะเจริญไปเป็นลำต้นส่วนล่าง  ส่วนปลายสุดที่อยู่ใต้ใบเลี้ยงเรียกว่า  รากแรกเกิด (radicle)ซึ่งจะกลายเป็นรากแก้วต่อไป รากแรกเกิดจะงอกออกมาทางรอยแผลเป็น (raphae) ซึ่งบริเวณนี้จะมีรูที่เรียกว่า  ไมโครไพล์ (micropyle)เป็นทางงอกของเมล็ด ปัจจัยที่มีต่อการงอกของเมล็ด 1. น้ำ                 2.ออกซิเจน              3.อุณหภูมิที่พอเหมาะ                                             การตอบสนองต่อสิ่งเร้า    การตอบสนองต่อสิ่งเร้าของพืช มีปัจจัยหลัก 2 ประการ ดังนี้ 1. การเคลื่อนไหวเนื่องจากการเจริญเติบโต  แบ่งได้ 2 ลักษณะ  คือ 1.1 การเคลื่อนไหวแบบอัตโนวัติ(Autonomic movement) ซึ่งเกิดจากสิ่งเร้าภายในคือฮอร์โมนออกซิน  ขณะเจริญเติบโตปลายยอดจะแกว่งวนเป็นวงหรือโยกไปมาเรียกว่า นิวเตชัน(nutation)หรือในพืชบางชนิดลำต้นจะบิดเป็นเกลียวช้าๆและเป็นเกลียวถาวรเรียกว่า  สไปรอล(spiral movement) พบในพืชพวกตำลึง  บวบ ฟักทอง 1.2 การเคลื่อนไหวแบบพาราโทนิก(Paratonic movement)เกิดจากสิ่งเร้าภายนอก เช่น อุณหภูมิ  แสงสว่าง แรงโน้มถ่วงของโลก หรือสารเคมีบางอย่างมาทำให้พืชเกิดการเจริญเติบโตไม่เท่ากัน - การเคลื่อนไหวแบบนาสติก(Nastic movement)เป็นการเคลื่อนไหวแบบมีทิศทางไม่สัมพันธ์กับสิ่งเร้า -การเคลื่อนไหวแบบทรอปิซึม(Tropism)  เป็นการเคลื่อนไหวแบบมีทิศทางสัมพันธ์กับสิ่งเร้า 2. การเคลื่อนไหวเนื่องจากแรงดันเต่ง(Turgormovement) เกิดจากการมีน้ำเข้าไปทำให้เซลล์เต่งหรือเนื่องจากการสูญเสียน้ำออกไปทำให้แรงดันเต่งลดลง เช่น  ต้นไมยราบจะหุบใบถ้ามีการกระเทือนเกิดขึ้นหรือถ้าเราไปสัมผัส ตรงโคนก้านใบและโคนก้านใบย่อยจะมีกลุ่มเซลล์ชนิดหนึ่งรวมเป็นกระเปาะเรียกว่า  พัลวินัส(pulvinus)เมื่อมีสิ่งใดมาสัมผัสจะมีผลให้แรงดันเต่งลดลงอย่างรวดเร็ว  ใบจึงหุบทันที พืชพวกกระถิน จามจุรี  และใบพืชตระกูลถั่วอย่างอื่นจะหุบใบในตอนพลบค่ำเพราะเมื่อความเข้มของแสงลดลง จะเกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันเต่งของกลุ่มเซลล์ด้านบนและด้านล่างของโคนก้านใบและแผ่นใบทำให้ใบหุบ  หรือที่เรียกกันว่า “ต้นไม้รู้นอน” พืชบางชนิดสามารถจับแมลงเป็นอาหารได้  เช่น ต้นกาบหอยแคง 1.5 การสังเคราะห์ด้วยเเสง กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง      พืชสีเขียวมีบทบาทสำคัญต่อโลก คือ เป็นจุดเริ่มต้นที่สามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานเคมีในรูปอาหาร โดยการนำเอาน้ำและแก๊สคาร์บอนไดออกไซต์มาทำปฏิกิริยาเคมีกัน โดยมีแสงเป็นพลังงานกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา ผลผลิตที่ได้คือ น้ำตาลกลูโคสซึ่งน้ำตาลส่วนหนึ่งจะนำไปสังเคราะห์เป็นสารอื่นเก็บสะสมไว้ และยังได้ไอน้ำ และแก๊สออกซิเจน ซึ่งพืขจะปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมสำหรับแก๊สออกซิเจนจะเป็นแก๊สที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดนำไปใช้ในกระบวนการหายใจ โครงสร้างของใบพืช      กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นที่ใบในภาพ คือ ใบพืชตัดตามขวางจากด้านบน (ด้านที่รับแสง) มายังด้านล่าง ซึ่งประกอบด้วยเซลล์ที่มีรูปร่างและหน้าที่แตกต่าง ดังนี้                                                                                                       โครงสร้างของใบพืชตัดตามขวางจะเห็นเซลล์ที่มีรูปร่างแตกต่างกันไป ความสำคัญของการสังเคราะห์ด้วยแสง      พืชสีเขียวมีบทบาทสำคัญมากต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนพื้นโลก รวมทั้งมนุษย์เราด้วย เพราะเป็นจุดเริ่มต้นของกานใช้พลังงาน โดยการนำพลังงานแสงมาเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารเก็บไว้ในรูปของเนื้อเยื่อ ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน พลังงานเหล่านี้จะถ่ายทอดไปสู่สัตว์และคนที่กินพืชและสัตว์เป็นอาหาร      นอกจากนี้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ยังได้แก๊สออกซิเจนและไอน้ำ ซึ่งจะถูกปล่อยออกจากใบสู่อากาศส่วนพืชในน้ำก็ปล่อยออกซิเจนสู่แหล่งน้ำ สัตว์ทั้งในน้ำและบนบกได้นำแก๊สออกซิเจนไปใช้ในกระบวนการหายใจ      กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชต้องใช้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นสารตั้งต้นในปฏิกิริยา ดังนั้น พืชสีเขียวจึงมีประโยชน์ช่วยลดปริมาณของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน      ดังนั้นจึงกล่าวไว้ว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเป็นกระบวนการที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกใบนี้                                   มนุษย์และสัตว์มีกระบวนการหายใจโดยใช้แก๊ซออกซิเจนที่ได้รับจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช      น้ำตาลเป็นสารชนิดแรกที่พืชสร้างขึ้นได้เองก่อนที่จะเปลี่ยนรูปไปเป็นแป้งและสารอื่น ๆ ต่อไปกระบวนการสร้างน้ำตาลของพืชเราเรียกว่า กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photosynthesis) ซึ่งพืชต้องอาศัยปัจจัยหลายอย่างในกระบวนการนี้ ปัจจัยที่พืชใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง      ปัจจัยสำคัญที่พืชจำเป็นต้องนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ได้แก่      1)  คลอโรฟิลล์ มีอยู่ในคลอโรพลาสต์      2)  แสง คลอโรฟิลล์จะดูดซับพลังงานแสงเข้ามาในใบพืช      3)  แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ พืชจะรับเข้ามาทางปากใบที่เปิดในเวลากลางวัน         4)  น้ำ  รากพืชจะดูดน้ำขึ้นมาแล้วลำเลียงต่อไปยังใบโดยผ่านทางลำต้นพืช                                                                                                                                                         การเกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ใบพืช     การเกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ใบพืช      จากปัจจัยที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงดังกล่าว แสดงว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงตามธรรมชาติจะเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่มีแสงเท่านั้น คือ ช่วงเวลากลางวันโดยใช้แสงจากดวงอาทิตย์ สิ่งที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง      พืชต้องการแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยมีคลอโรฟิลล์ และแสง เป็นตัวกระตุ้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือ น้ำตาลกลูโคส และ แก๊สออกซิเจน ซึ่งสามารถเขียนปฏิกิรยาที่เกิดขึ้นได้ด้วยสมการเคมีที่เรียกว่า สมการการสังเคราะห์ด้วยแสง ดังนี้         6CO2                 +    6H2O           แสง                  C6H12O6        +             6O2                      +     6H2O แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์         น้ำ          คลอโรฟิลล์              น้ำตาลกลูโคส            แก๊สออกซิเจน                     น้ำ คุณรู้หรือไม่ ?      ในใบพืชที่มีสีอื่น เช่น สีแดง สีเหลือง หรือสีน้ำตาล เช่น ใบโกสน หรือใบฤาษีผสมก็มีคลอโรฟิลล์อยู่ แต่เนื่องจากมีปริมาณคลอโรฟิลล์น้อย จึงทำให้มองเห็นสีเขียวได้ไม่ชัดเจน แต่ใบพืชเหล่านี้ยังสามารถสร้างอาหารได้เช่นกัน ส่วนใบพืชที่กลายพันธุ์เป็นสีขาวจะไม่สามารถสร้างอาหารได้ หากกลายพันธุ์หมดทั้งต้นจะเรียกว่า พืชเผือก ซึ่งต้นพืชจะมีสีขาวทั้งต้นและมีชีวิตอยู่ได้ไม่นาน เช่น ข้าวโพดเผือก จะไม่สามารถเจริญเติบโตจนออกฝักได้ 1.6 เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อเพิ่มผลผลิตของพืชในท้องถิ่น เทคโนโลยีชีวภาพเพื่อเพิ่มผลผลิตของพืชในท้องถิ่น เทคโนโลยีชีวภาพ ( Biotechnology) คือ การใช้ความรู้เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตและผลิตผลของสิ่งมีชีวิตให้เป็นประโยชน์กับมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นการผลิตสินค้า ได้แก่ ผงซักฟอกชนิดใหม่ที่มีเอนไซม์ การทำปุ๋ยไว้ใช้เองจากวัสดุเกษตรเหลือทิ้ง เช่น ฟางข้าว มูลสัตว์ การขจัดปัญหาสิ่งแวดล้อมเสื่อมโทรม เช่น ปัญหาน้ำทิ้งจากโรงงานอุสาหกรรม โดยการนำน้ำเสียไปใช้ประโยชน์แทนที่จะปล่อยทิ้งให้เน่าเหม็น รวมทั้งการถ่ายฝากตัวอ่อนสัตว์เพื่อให้ได้สัตว์พันธุ์ดีไว้ใช้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าเดิม เป็นต้น ประวัติ เทคโนโลยีชีวภาพเกิดขึ้นนับตั้งแต่ที่มีการค้นพบโครงสร้างของสารพันธุกรรม หรือDNA โดยเจมส์ วัตสัน และฟรานซิส คริก ในปี พ.ศ. 2496 ต่อมามีการค้นพบเอนไซม์ตัดจำเพาะในแบคทีเรีย โดยเวอร์เนอร์ อาร์เบอร์ ในช่วงปี พ.ศ. 2500-2510 ในปี พ.ศ. 2516 เอนไซม์ตัดจำเพาะนี้ถูกนำไปทดลองใช้ในการทดลองตัดยีนจากแบคทีเรียเซลล์หนึ่ง แล้วนำไปใส่ให้แบคทีเรียอีกเซลล์หนึ่งเป็นผลสำเร็จ โดยแสตนลีย์ โคเฮน และเฮอร์เบิร์ด โบเยอร์ ต่อมาในปี พ.ศ. 2520 มีการนำยีนจากสิ่งมีชีวิตอื่น (ที่ไม่ใช่ของแบคทีเรีย) ไปใส่ในแบคทีเรียเป็นผลสำเร็จ ซึ่งนำไปสู่การศึกษาค้นคว้าด้านนี้อย่างกว้างขวางจนถึงปัจจุบัน ที่สำคัญมีการตัดต่อยีนของมนุษย์ที่ควบคุมการสร้สงฮอร์โมนใส่ลงในเซลล์แบคทีเรียที่ชื่อ escherichio cioli ซึ่งทำให้แบคทีเรียสร้างฮอร์โมนของมนุษย์ออกมาได้เป็นผลสำเร็จ ลักษณะประโยชน์ เทคโนโลยีชีวภาพมีขอบเขตที่กว้างขวาง ครอบคลุมตั้งแต่เทคโนโลยีที่ใช้ในการเกษตรกรรมจนถึงอุตสาหกรรม การแพทย์ การผลิตพลังงาน และการรักษาสภาพแวดล้อม เทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตสัตว์ พืช จุลินทรีย์ รวมทั้งผลิตผลจากไขมัน เช่น นม น้ำมัน ยารักษาโรค ฯลฯ ล้วนจัดเป็นเทคโนโลยีชีวภาพทั้งสิ้น เทคโนโลยีที่ใช้ในการแปรรูปและเพิ่มคุณค่าของสินค้าต่างๆที่มาจากสิ่งมีชีวิต หรือ ที่ใช้หลักการของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต ล้วนจัดเป็นเทคโนโลยีชีวภาพเช่นเดียวกัน การนำเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ในชีวิตประจำวัน 1. ปัจจุบันประเทศไทยขาดการพัฒนาที่เหมาะสมในด้านเทคโนโลยีชีวภาพอย่างยิ่ง ดังจะเห็น ได้ว่า เทคโนโลยีชีวภาพต่างๆ ที่มีอยู่ในประเทศไทยขณะนี้ ไม่ว่าจะเป็น อุตสาหกรรม ที่เกี่ยวข้องกับ Fermentation เช่น การผลิตแอลกอฮอล์ และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับ แอลกอฮอล์ กรดอะมิโน กรดมะนาว (กรดซิตริก) และอุตสาหกรรมผลิตอาหารหมักต่างๆ หรือปัญหาเกี่ยวกับการกำจัดมลพิษ (Pollution)โดยวิธีชีวภาพ หรือเปลี่ยนของเหลือ ใช้ให้เป็นของที่มีประโยชน์ (Waste Utilization) โดยวิธีชีวภาพก็ดี ทั้งในภาคเอกชน และในส่วนราชการเองล้วนได้รับมาจากการซื้อเทคโนโลยีจากต่างประเทศทั้งสิ้น และเทคโนโลยีต่างๆ ที่ซื้อเข้ามาในประเทศแล้วนั้น จะเห็นได้ว่าขาดการวางแผนทาง ด้านวิจัยและพัฒนา เพื่อปรับปรุงเทคโนโลยีเหล่านี้ให้เหมาะสม และ/หรือดียิ่งขึ้น ดังนั้น เทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ซื้อเข้ามานั้น จะล้าสมัยในที่สุด จึงจำเป็นที่อุตสาหกรรมจะต้องซื้อเทคโนโลยีเข้ามาอีก วนเวียนอยู่อย่างไม่มีที่สิ้นสุด 2. ประเทศไทยยังขาดการพัฒนาเพื่อสร้างอุตสาหกรรมใหม่ ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ Fermentation ขึ้นเองภายในประเทศ ทั้ง ๆ ที่ประเทศไทยมีวัตถุดิบที่เหมาะสมกับการทำ Fermentation industries มากมาย เช่น กากน้ำตาล น้ำตาล และแป้งชนิดต่าง ๆ ถ้าหากมีการพัฒนา อุตสาหกรรมเพื่อเปลี่ยนวัตถุดิบเหล่านี้ ให้เป็นวัตถุที่จำเป็นและมีค่ายิ่งขึ้น เช่นยาปฏิชีวนะหลาย ๆ ประเภท เอ็นไซม์ กรดอะมิโน Single cell protein หรือยาฆ่าแมลงบาง ประเภท (Biological control) ก็จะทำให้ประเทศไทยลดดุลย์การเสียเปรียบทางด้าน การค้าได้บ้าง อีกทั้งสามารถผลิตสิ่งจำเป็นเหล่านี้ได้ในยามวิกฤตอีกด้วย การพัฒนาด้านการใช้เทคโนโลยีชีวภาพในการช่วยลดมลพิษ (Pollution) เช่น การใช้วิธี Aerobic activated sludge การใช้ Anaerobic digestion หรือการเปลี่ยน ของเสียให้เป็นของที่ใช้ประโยชน์ได้ (Waste Utilization) ก็ยังมีน้อยมากในประเทศไทย 3. ในมหาวิทยาลัย หรือหน่วยงานราชการต่างๆ ของประเทศไทยยังขาดบุคคลากรที่เกี่ยว ข้องกับงานทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพที่มีคุณภาพดีพอ ดังนั้น ทั้งมหาวิทยาลัยและหน่วยงานราชการที่เกี่ยวข้องกับการวิจัย และพัฒนาด้านเทคโนโลยีชีวภาพ จึงยังไม่ สามารถที่จะให้การส่งเสริมหรือสนับสนุนอุตสาหกรรม และ/หรือ โครงการที่เกี่ยวข้องกับ การใช้เทคโนโลยีทางด้านนี้ได้อย่างเพียงพอ เหตุผลสำคัญซึ่งเป็นต้นเหตุของปัญหาใหญ่ๆ 3 ข้อข้างต้นนี้คือ การขาดการพัฒนาด้านเทคโนโลยีชีวภาพทั้งในส่วนราชการ และภาคเอกชนและการขาดบุคลากรที่ เหมาะสมในการทำวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับเทคโนโลยีชีวภาพ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีหน่วยงานที่รับผิดชอบโดยตรงเกี่ยวกับการผลิตบุคลากรระดับปริญญาตรีที่เหมาะสม กับการพัฒนาด้านเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับด้านชีวภาพนี้ในลักษณะสหวิชา (Multidiscip-linary) ภูมิปัญญาท้องถิ่นเกี่ยวกับเทคโนโลยีชีวภาพ ภูมิปัญญาชาวบ้านนั้น เป็นการใช้เทคโนโลยีดั้งเดิมที่ชาวบ้านใช้เพื่อยังชีพ ใช้ว้สดุอุปกรณ์และทรัพยากร และใช้แรงงานในท้องถิ่นในการที่ภูมิปัญญาเหล่านั้นจะพัฒนาได้นั้นจะต้องอาศัยนักพัฒนามาเป็นส่วนร่วมในการนำเทคโนโลยีมาแนะนำให้ชาวบ้านได้มีความรู้และเข้าใจถึงการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในการประดิษฐ์คิดค้นสิ่งต่างๆที่ใช้ในการทำสินค้า แต่ในปัจจุบันสภาพเศรษฐกิจและสังคมของชาวชนบทจะพึ่งพาแต่เทคโนโลยีในระดับพื้นบ้าน ชาวชนบทจำเป็นจะต้องเลือกใช้และปรับปรุงเทคโนโลยีบางชนิดให้มีสมรรถนะที่สูงขึ้น โดยเฉพาะในการเพิ่มประสิทธิภาพของการทำงานซึ่งขึ้นอยู่กับความรู้ และทักษะจากแหล่งภายนอก ดังนั้นภูมิปัญญาชาวบ้านจำเป็นจะต้องอาศัยเทคโนโลยีมาประกอบเพื่อเพิ่มผลผลิตให้มากขึ้น เทคโนโลยียืดอายุผักและผลไม้ กลไกตามธรรมชาติที่สำคัญอันส่งผลต่อการแห้งเหี่ยว และเน่าเสียของผัก-ผลไม้ก็คือ เวลาที่กล้วยหอมซึ่งเราแขวนไว้ในครัว ค่อยๆ เหลืองขึ้นเรื่อยๆ ผิวเริ่มเหี่ยวลง กลิ่นออกฉุน ไม่น่ากิน นั่นก็เป็นเพราะกระบวนการหายใจและคายน้ำของผัก-ผลไม้นั่นเอง ขบวนการดังกล่าวของพืชให้อยู่ในระดับสมดุลที่สุดเท่าที่จะทำได้ ด้วยการควบคุมปริมาณก๊าซออกซิเจน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเอทธิลีน และความชื้นภายในบรรจุภัณฑ์ เพื่อบรรเทาไม่ให้ผัก-ผลไม้เกิดความเสียหายมากเกินจำเป็น วิธีดังกล่าว คือ เมื่อใส่ผัก-ผลไม้ และสารดูดความชื้นและสารดูดก๊าซเอทธิลีนลงในถุงพลาสติกใสแบบโพลีเอทธิลีนแล้ว ก็นำมาผ่าน“เครื่องบรรจุสุญญากาศและเติมปริมาณก๊าซ” ที่ได้คิดค้นขึ้น เพื่อปรับสภาพอากาศภายในบรรจุภัณฑ์ให้เป็นสุญญากาศก่อน จากนั้นจึงเติมก๊าซออกซิเจนในปริมาณที่พอเหมาะคือ 5 psi และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 10 psi ลงไปแทน แล้วจึงให้เครื่องปิดผนึกปากถุงแบบอัตโนมัติอีกขั้นตอนหนึ่ง เทคโนโนโลยีการปลูกอินทผลัม อินทผลัม เป็นพืชตระกูลปาร์มชนิดหนึ่ง ผลสุกจะมีสีเหลืองจนถึงสีส้มรับประทานได้แต่ไม่ค่อยนิยมเนื่องจากผลเล็กและรสฝาด และต้องสั่งซื้อจากต่างประเทศ สักดิ์ ลำจวน เกษตรกรเจ้าของสวน “บ้านสวนโกหลัก” อำเภอไชยปราการ จังหวัดเชียงใหม่ ประกอบอาชีพส่วนตัวด้านวัสดุการเกษตร เกิดความคิดว่าอินทผลัมที่ปลูกเป็นไม้ประดับน่ารับประทานผลสดหรือนำมาแปรรูปได้จึงได้เริ่มต้นทดลองปลูก ประมาณ 30 ต้น พร้อมทั้งได้รับคำแนะนำจาก อ.ฌัฐวุฒิ ภาษยะวรรณ ผอ.สำนักวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพ กรมวิชาการเกษตร แนะนำด้านวิชาการด้วยการผสมพันธุ์ใหม่จะต้องช่วยการผสมเกสรของดอกเพศเมีย โดยนำเกสรเพศผู้ใส่ถุงพลาสติก นำไปเก็บไว้ในตู้เย็น เมื่อดอกเพสเมียแก่เต็มที่จึงนำเกสรเพศผู้มาผสมพันธุ์ โดยใช้ถุงพลาสติกครอบช่อดอกเพสเมีย วิธีการนี้จะช่วยให้เกิดผลของอินทผลัมมากมายเมื่อผลแก่เต็มที่จึงนำเมล็ดไปขยายพันธุ์การปลูกง่ายคล้ายกับการปลูกมะพร้าว อีกทั้งผลของอินทผลัมนอกจากรับประทานสดแล้ว ยังมีคุณสมบัติในการแก้กระหายน้ำ ลดเสมหะในลำคอ ขณะนี้ได้ประสานงานกับกรมวิชาการเกษตร เพื่อรับรองพันธุ์พืชและเป็นพืชอินทรีย์ที่ไม่ใช้สารเคมีใดๆหากสายพันธุ์นี้คงที่ จะได้ทดลองขยายพันธุ์ด้วยวิธีเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อในโอกาสต่อไป จีเอ็มโอ (GMOs : Genetically Modified Organisms) คือสิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นจากใช้เทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมนำยีนจากสิ่งมีชีวิตอื่น เข้ามาใส่ในสิ่งมีชีวิตที่ต้องการทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติ จีเอ็มโอได้ถูกนำมาใช้ในการอุตสาหกรรมเมล็ดพันธุ์ การผลิตสัตว์ อาหาร ยา และอื่นๆเป็นจำนวนมาก จีเอ็มโอ จีเอ็มโอกลายเป็นประเด็นข้อขัดแย้งการค้าเนื่องจากสหรัฐอเมริกาและบรรษัทข้ามชาติขนาดใหญ่ต้องการผลักดันให้ประเทศต่างๆยอมรับจีเอ็มโอที่อยู่ในรูปพันธุ์พืชพันธุ์สัตว์และผลิตภัณฑ์ต่างๆโดยในถือเสมือนเป็นผลผลิตเกษตรและอาหารทั่วๆไป แต่ประเทศในยุโรป ประเทศกำลังพัฒนา รวมทั้งองค์กรด้านสิ่งแวดล้อมและคุ้มครองผู้บริโภคจากทั่วโลกเห็นว่าจีเอ็มโอที่จะนำเข้ามานั้นต้องผ่านมาตรการการตรวจสอบและอื่นๆเกี่ยวกับความปลอดภัยของสุขภาพและสิ่งแวดล้อม อีกทั้งกังวลผลกระทบระยะยาวต่อภาคเกษตรกรรม การผลิตอาหาร และเศรษฐกิจโดยรวม เทคโนโลยีแก๊สชีวภาพ ไบโอแก๊ส-แก๊สชีวภาพ-แก๊สขี้หมู สามคำนี้แท้จริงแล้วคือสิ่งเดียวกันต่างกันตรงว่าใครจะเป็นผู้พูด ถ้าเป็นนักวิชาการจะพูดว่า “ ไบโอแก๊ส ” ถ้าเป็น นักอนุรักษ์จะพูดว่า “ แก๊สชีวภาพ ” แต่ถ้าเป็นชาวบ้านโดยทั่วไปจะพูดว่า “ แก๊สขี้หมูหรือไฟขี้หมู ” เนื่องจากส่วนใหญ่จะเห็นว่าแก๊สชนิดนี้ทำมาจากขี้หมู ทั้งที่แท้จริงแล้ว ใช้ขี้อะไรก็สามารถทำได้ เพื่อให้เกิดความครอบคลุมในที่นี้จะขอใช้คำว่า “ แก๊สชีวภาพ” แก๊สชีวภาพคืออะไร แก๊สชีวภาพ คือกลุ่มแก๊สที่เกิดขึ้นจากการย่อยสลายของอินทรีย์วัตถุ เช่นคน สัตว์ พืชและสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ที่ตายลงแล้วถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์(สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กมาก)กลุ่มหนึ่ง โดยจุลินทรีย์กลุ่มนี้มีชีวิตอยู่ได้โดยไม่ต้องอาศัยออกซิเจน ในขณะที่ทำการย่อยสลายอยู่นั้นจะเกิดแก๊สขึ้นกลุ่มหนึ่ง มีแก๊สมีเทนเป็นแก๊สประกอบหลัก รองลงมาจะเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์,แก๊สไนโตรเจน,แก๊สไฮโดรเจนและแก๊สชนิดอื่นๆ แก๊สมีเทนซึ่งมีมากที่สุด มีคุณสมบัติไม่มีสีไม่มีกลิ่นและติดไฟได้ แต่ที่เราเปิดแก๊สชีวภาพแล้วจะมีกลิ่นเหม็นนั้นเกิดจากแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือ “ แก๊สใข่เน่า ” เมื่อเราจุดไฟกลิ่นเหม็นจะหายไป สรุป แก๊สชีวภาพคือแก๊สที่เกิดจากการย่อยสลายของอินทรียวัตถุในสภาพไร้ออกซิเจน