[กลับหน้าแรก]

         บท2เรื่องลักษณะและความแปรปรวนของกรรมพันธุ์
                           (Traits  and Variation)

           หัวข้อของบทเรียน
   การเปลี่ยนแปลงของยีน (Mutation)
     ลักษณะกรรมพันธุ์
     ความแปรปรวนของลักษณะกรรมพันธุ์
     การแปรปรวนลวดลายและสีของดอก

     การเปลี่ยนแปลงของยีน (Mutation)                                           [บน]
       การเกิด Mutation หมายถึง การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับหน่วยควบคุมลักษณะ เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และสามารถถ่ายทอดไปยังลูกหลานได้
         การเปลี่ยนแปลงของยีน มีทั้งการเปลี่ยนจากสภาพแวดด้อยไปเป็นสภาพข่ม และจากสภาพข่มไปเป็นสภาพด้อย  เมื่อ mutant gene อยู่ในสภาพด้อยมันก็มักจะซ่อนผลเอาไว้  แสดงในลูกหลานต่อไป การที่พืชและสัตว์อยู่ทั้งในสภาพข่มและด้อยเปรียบเสมือนเป็นการช่วยส่งเสริมวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต และทนต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อม
        การเกิด  Mutation ของ  gene  นั้นก่อให้เกิดผลดีต่อลักษณะและการพัฒนาวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตต่างๆ เป็นอย่างมาก สามารถทำให้มนุษย์ได้ค้นพบสิ่งมีชีวิตใหม่ๆ ขึ้นมาได้
        สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต่างมีลักษณะการดำรงชีวิตในแต่ละรุ่น  ดำเนินรอยไปเป็นแบบเดียวกัน เป็นวัฏจักร เราเรียกว่า วงจรชีวิต (life cycle) และในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดนั้น  ในชนิดเดียวกันเมื่อสังเกตดูลักษณะใดลักษณะหนึ่งของสิ่งมีชีวิตนั้น พบว่า จะมีลักษณะที่เหมือนกัน และลักษณะที่ต่างกัน ลักษณะพวกนี้หากปรากฏในรุ่นต่อๆไปได้ เราจะเรียกว่า ลักษณะทางพันธุกรรม (Traits)การศึกษาทางพันธุกรรมจำเป็น จะต้องมีความรู้เกี่ยวกับ life cycle และ Traits เนื่องจำเป็นจะต้องรู้จักกระบวนการสืบพันธุ์ และความแปรผันในสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ
        ลักษณะกรรมพันธุ์ และการแปรของลักษณะกรรมพันธุ์ ศึกษาจากตัวอย่างสด และภาพถ่าย

     ลักษณะกรรมพันธุ์(Traits)                                                           [บน]
        ลักษณะกรรมพันธุ์เป็นลักษณะอย่างใดอย่างหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งมวลและลักษณะที่ว่านั้นมีความเหมือนกันพวกหนึ่ง และมีความต่างอีกพวกหนึ่ง เช่น ลักษณะผิวคล้ำ –ผิวขาว   ลักษณะต้นสูง –ต้นเตี้ย  เป็นต้น ซึ่งลักษณะกรรมพันธุ์นี้สามารถถ่ายทอดไปปรากฏยังรุ่นลูก รุ่นหลาน (generation)ต่อไปได้ โดยแบบแผนของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมจะขึ้นกับหน่วยควบคุมที่เรียกว่า ยีน (gene)ที่ควบคุมลักษณะนั้นอยู่ เช่น พ่อผิวคล้ำ แม่ผิวขาว  ลูกบางคนเหมือนแม่  ลูกบางคนเหมือนพ่อ ลูกบางคนอาจไม่เหมือนทั้งพ่อและแม่ เป็นต้น

     ความแปรปรวนของลักษณะกรรมพันธุ์(Variation of Traits)              [บน]
        จะเป็นความแปรผันของลักษณะในหมู่ประชากรอันเนื่องมาจากการแบ่งเซลล์แบบไมโอซีสของเซลล์สืบพันธุ์ ทำให้เกิดการกระจายเป็นยีน (gene) ชุดใหม่ได้หลายแบบ  เนื่องจากมีการจับคู่และการไขว้เปลี่ยน (crossing over) ของโครโมโซมที่เป็นคู่กัน (homologous chromosome) มีผลทำให้อัลลีล์ (alleles) สับที่กันได้ นอกจากนี้การรวมกลุ่มกันอย่างอิสระของโครโมโซมที่แยกออกจากคู่ของมัน จะทำให้ยีน (gene) มีโอกาสรวมกลุ่มกันใหม่ในแต่ละชั่วรุ่น (generation)และในการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ต้องมีการรวมตัวกันอย่างอิสระของนิวเคลียสของสเปิร์มจากพ่อ และนิวเคลียสจากไข่ของแม่  ทำให้เกิดลักษณะที่ปรากฏ(phenotype) แตกต่างกันมากมาย ซึ่งมีความสำคัญมากทางวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

ตัวอย่าง   ลักษณะกรรมพันธุ์และความแปรปรวนของลักษณะกรรมพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ

ชนิดของสิ่งมีชีวิต	ลักษณะกรรมพันธุ์	การแปรของลักษณะกรรมพันธุ์
พุทธรักษา (Canna generalis Bailey)	1. สีของดอก 2. สีของจุดด่างบนกลีบดอก	สีส้ม,  แดงเข้ม, เหลือง,  แดงส้ม, สีแดง,  สีเหลือง
ปัตตาเวีย (Jatropha intergerrima Jacq.)	1. รูปร่างของใบ 2. สีของกลีบดอก 3. สีของท้องใบ	รูปไข่,  รูปหอก สีชมพูจาง, ชมพูเข้ม,สีบานเย็น สีขาว,  สีม่วงจาง
บานชื่น (Zinnia elegans Jacq.)	1. สีของกลีบดอก 2. รูปร่างของใบ 3. ลักษณะปลายใบ 4. ความยาวของใบ	เหลือง,  แดง ชมพูอมขาว,  บานเย็น รูปไข่,  รูปหอก กระดกขึ้น,  ห้อยลง เป็น 2 เท่าของความกว้าง, มากกว่า 2 เท่าของความกว้าง
หูปลาช่อน (Acalypha wilkesiana Mucell. Arg.)	1. แถบสีที่เป็นจุดในใบ 2. แถบสีบริเวณขอบใบหยัก	สีม่วงจาง,  สีเหลืองขุ่น (สีเปลือกไข่) สีชมพูอมขาว,  สีเขียว
โกสน (Codiacum variegatum Bl.)	1.ขนาดความยาวของใบ    2.รูปร่างของใบ    3.แถบสีในใบ 4.การบิดของใบ	3-4 เท่าของความกว้าง, 6-7 เท่าของความกว้าง, มากกว่า 10 เท่าของความกว้าง รูปขอบขนาน (elliptic),รูปหอก รูปบรรทัด (linear),  รูปไข่กลับ (Obovate) สีเหลืองอ่อน,  สีม่วง บิดเกลียว, บิดโค้งเป็นคลื่น
แมลงหวี่ (Drosophila melanogaster)	1.สีตา 2.ลักษณะปีกของแมลงหวี่	Wild type,  yellow,  ebony + : wild type (ปีกยาวคลุมตัว) Cy : curly  (ปีกกระดก) Sd : scalloped (ปีกหยัก) Ap : apterous (ปีกกุด) Vg : vestigial (ปีกกุด) Dp : dumpy (ปีกสั้นพอดีตัว) D : Dichaete (ปีกกาง) C : Curved  (ปีกโค้ง)

         การแปรของสีขนแมว
         สีขนของแมว
   1. ขนสีน้ำตาลสลับขาว
   2. ขนสีดำ –ขาว
   3. ขนสีดำสลับขาว

         การแปรของสุนัขพันธุ์ต่างๆ
         ความแปรปรวนของสุนัขพันธุ์Labrador retrivers
         สีของสุนัขพันธุ์นี้ขึ้นอยู่กับการควบคุมด้วยยีน  2 ตำแหน่ง  คือ อัลลีน B/b และ อัลลีน E/e
         ยีน B/bควบคุมการสร้างเม็ดสี (pigment) โดย B_  สร้างเม็ดสีดำ (a) และ bb สร้างเม็ดสีน้ำตาล (b)
         ยีน E/e ควบคุมการรวมตัวของเม็ดสีบนผิวหนัง โดยหากสุนัขมียีน ee จะไม่สามารถเกิดการรวมตัวของเม็ดสีได้ทำให้สุนัขมีขนสีทองไม่ว่าจะมีการสร้างเม็ดสีสีใด(มียีน B_ หรือ bb)

       Corn snake
       สีของลวดลายบนผนัง ควบคุมด้วยยีน 2 ตำแหน่ง ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเม็ดสี คือ ยีน O ควบคุ มการสร้างสีส้มและยีน B ควบคุมการสร้างสีดำ
         เมื่องูมีทั้งยีน Oและยีน  B  จะมีลวดลายทั้งสีส้มและสีดำ  แต่หากมียีนเป็น oo จะไม่สามารถสร้า งเม็ดสีส้มได้ จึงมีลวดลายเป็นสีขาวดำ (b)
         ในทำนองเดียวกัน ถ้างูมียีน bbจะไม่สามารถสร้างเม็ดสีสีดำได้ จึงมีลวดลายสีส้ม และหากทั้งสอ งยีนเป็น homozygous recessive (oo, bb) จะเป็นงูเผือก 

         พริกหวาน
   สีของพริกหวานควบคุมด้วยยีน  4  ตำแหน่ง
   สีเขียว  มี genotype  rr, C₁C₁   C₂C₂  yy  มี  chlorophyll  ไม่มี carotenoids
   สีแดง  มี genotype  RR, C₁C₁   C₂C₂  YY 
   สีน้ำตาล  มี genotype  RR, C₁C₁  C₂C₂ yy  (เป็นผลรวมของสีเขียวและแดง)
   สีส้ม  มี genotype  RR, C₁C₁   c₂c₂  YY 
   สีเหลืองอ่อนอมขาว มี genotype  rr, c₁c₁   c₂c  YY   

         การแปรของลวดลายและสีของดอก                                            [บน]

     Foxglove
   ดอกสีแดง
   - แดงอ่อน
   - แดงแก่

   ดอกสีขาว(ลวดลาย)
   - ลายเข้มมาก
   - มีลายน้อย สีจาง

       Neurospora crassa
       ความแตกต่างของสี  conidia (asexual spores) ของ Neurospora crassa ควบคุมด้วยยีน  3 ชนิด
   1. สปอร์สีขาว (albino)     มี  genotype  al   ylo+   ad+
   2. สปอร์สีน้ำตาล               มี  genotype  al+  ylo+   ad
   3. สปอร์สีเหลือง               มี  genotype  al+  ylo     ad+
   4. สปอร์สีส้ม (wild type)  มี  genotype  al+  ylo+   ad+

       ข้าวเปลือก

   ลักษณะของเม็ดสีของข้าวเปลือก                 รูปร่างของเมล็ด
    - เมล็ดสีน้ำตาลเข้ม                                    -เมล็ดยาวรี อ้วน
    - เมล็ดสีน้ำตาลอ่อน                                    - เมล็ดผอม
    - เมล็ดสีเหลือง                                           -เมล็ดสั้น  รี