ชีววิทยา ม. 5 เทอม 1 เนื้อหาเรียนอะไรบ้าง

ชีววิทยา ม.5 เทอม 1 ตามหลักสูตร สสวท. เป็นการศึกษาลึกซึ้งเกี่ยวกับกระบวนการและโครงสร้างที่สำคัญในพืชดอก เนื้อหาสำคัญประกอบไปด้วย 5 หัวข้อหลักที่ครอบคลุมความรู้เกี่ยวกับการสืบพันธุ์ โครงสร้าง การลำเลียง การสังเคราะห์ด้วยแสง และการควบคุมการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งแต่ละหัวข้อมีรายละเอียดดังนี้

ชีววิทยา ม. 5 เทอม 1 เรียนเรื่องอะไรบ้าง

1. การสืบพันธุ์ของพืชดอก
2. โครงสร้างและการเจริญเติบโตของพืชดอก
3. การลำเลียงของพืช
4. การสังเคราะห์ด้วยแสง
5. การควบคุมการเจริญเติบโตและการตอบสนองของพืช

เนื้อหาการเรียนแต่ละเรื่อง

1. การสืบพันธุ์ของพืชดอก

การสืบพันธุ์ของพืชดอกเป็นกระบวนการที่สำคัญในการสืบทอดชีวิตของพืชชนิดนี้ ซึ่งมีรายละเอียดสำคัญที่ต้องศึกษา ได้แก่ โครงสร้างของดอก ชนิดของผล วัฏจักรชีวิตแบบสลับ และการใช้ประโยชน์จากผลและเมล็ด บทความนี้จะขยายความเนื้อหาตามที่กล่าวไว้ข้างต้น พร้อมด้วยตัวอย่างโจทย์และเฉลย เพื่อให้นักเรียน ม.5 เข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้น

- โครงสร้างของดอกและชนิดของผล: การเรียนรู้ส่วนต่างๆ ของดอก เช่น กลีบดอก เกสรเพศผู้ เกสรเพศเมีย และการจัดกลุ่มของดอก ซึ่งมีผลต่อชนิดของผลที่เกิดขึ้น เช่น ผลเดี่ยว ผลกลุ่ม หรือผลรวม

- วัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืชดอก: การเปลี่ยนแปลงของพืชดอกในระหว่างระยะสปอโรไฟต์และแกมีโทไฟต์

- การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอก: กระบวนการผสมเกสร การปฏิสนธิ และการสร้างเมล็ด

- การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างของผลและเมล็ด: ความสำคัญของผลและเมล็ดในการแพร่กระจายพืชและการนำไปใช้ในทางการเกษตรและเศรษฐกิจ

1. โครงสร้างของดอกและชนิดของผล

พืชดอกมีส่วนประกอบสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์ ดังนี้:

- กลีบดอก: เป็นส่วนที่มีสีสันสดใส ทำหน้าที่ดึงดูดแมลงเพื่อช่วยในการผสมเกสร

- เกสรเพศผู้ (Stamen): ประกอบด้วยอับเรณูที่ผลิตละอองเรณู ซึ่งเป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้

- เกสรเพศเมีย (Pistil): มีรังไข่ที่ประกอบด้วยออวุล ซึ่งจะพัฒนาเป็นเมล็ดหลังการปฏิสนธิ

- การจัดกลุ่มของดอก: มีผลต่อการเกิดผล เช่น ผลเดี่ยว ผลกลุ่ม หรือผลรวม ผลเดี่ยวเกิดจากดอกเดียว เช่น มะม่วง ส่วนผลกลุ่มเกิดจากหลายดอก เช่น สัปปะรด

2. วัฏจักรชีวิตแบบสลับของพืชดอก

พืชดอกมีวัฏจักรชีวิตที่สลับระหว่างระยะสปอโรไฟต์ (Sporophyte) และแกมีโทไฟต์ (Gametophyte):

- สปอโรไฟต์: เป็นระยะที่เกิดจากการรวมตัวของเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้และเพศเมีย พืชในระยะนี้จะพัฒนาเต็มที่และสร้างอวัยวะสืบพันธุ์

- แกมีโทไฟต์: เป็นระยะที่พืชสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ละอองเรณูในเกสรเพศผู้ และไข่ในเกสรเพศเมียจะเกิดขึ้นในระยะนี้

3. การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอก

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอกประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญ:

- การผสมเกสร (Pollination): เป็นการเคลื่อนย้ายละอองเรณูจากเกสรเพศผู้ไปยังเกสรเพศเมีย อาจเกิดจากลม แมลง หรือสัตว์อื่นๆ

- การปฏิสนธิ (Fertilization): หลังจากการผสมเกสร ละอองเรณูจะเจริญไปสู่รังไข่เพื่อรวมตัวกับไข่ในออวุล เกิดเป็นไซโกต (Zygote) ที่พัฒนาเป็นต้นอ่อน

- การสร้างเมล็ด: ไซโกตจะพัฒนาไปเป็นเมล็ด ส่วนรังไข่จะพัฒนาเป็นผล

- การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างของผลและเมล็ด

พืชดอกมีโครงสร้างของผลและเมล็ดที่มีความสำคัญทั้งทางธรรมชาติและทางการเกษตร:

- ผล: ช่วยในการป้องกันและแพร่กระจายเมล็ด ผลบางชนิดอาจใช้ลม น้ำ หรือสัตว์ในการกระจาย

- เมล็ด: เป็นหน่วยที่ช่วยแพร่พันธุ์พืช เมล็ดบางชนิดมีสารอาหารที่สำคัญต่อการบริโภค เช่น ข้าวและถั่ว

- การใช้ในเกษตร: เกษตรกรสามารถใช้ประโยชน์จากพืชที่มีเมล็ดหรือผลในการผลิตอาหาร หรือเป็นแหล่งทรัพยากรทางเศรษฐกิจ เช่น น้ำมันพืช

ตัวอย่างโจทย์และเฉลย

โจทย์: จงอธิบายกระบวนการผสมเกสรของพืชดอกโดยยกตัวอย่างการผสมเกสรจากสัตว์

เฉลย: กระบวนการผสมเกสรของพืชดอกที่เกิดจากสัตว์ เช่น ผึ้ง จะเริ่มจากการที่ผึ้งถูกดึงดูดด้วยสีสันและกลิ่นของดอกไม้ เมื่อผึ้งดูดน้ำหวาน ละอองเรณูจากเกสรเพศผู้จะติดตัวผึ้งไปยังดอกอื่น เมื่อผึ้งเข้าไปยังดอกใหม่ ละอองเรณูจะถูกถ่ายโอนไปยังเกสรเพศเมีย ทำให้เกิดการผสมเกสรและนำไปสู่การปฏิสนธิ

2. โครงสร้างและการเจริญเติบโตของพืชดอก

การศึกษาเรื่องโครงสร้างและการเจริญเติบโตของพืชดอกเป็นหัวข้อสำคัญในวิชาชีววิทยา ม.5 เทอม 1 ซึ่งเนื้อหานี้ครอบคลุมการศึกษาชนิดของเนื้อเยื่อพืช และโครงสร้างภายในของราก ลำต้น และใบ การเข้าใจโครงสร้างเหล่านี้จะช่วยให้เราเห็นถึงความสัมพันธ์ของหน้าที่การทำงานและการเจริญเติบโตในพืชอย่างละเอียด

- เนื้อเยื่อพืช: ศึกษาเกี่ยวกับชนิดของเนื้อเยื่อในพืช เช่น เนื้อเยื่อเจริญ เนื้อเยื่อถาวร และหน้าที่ของแต่ละชนิดในการเจริญเติบโตของพืช

- โครงสร้างและการเจริญเติบโตของราก ลำต้น และใบ: ความแตกต่างในโครงสร้างภายในของราก ลำต้น และใบ ที่มีความสำคัญต่อการดูดซึม การลำเลียง และการสังเคราะห์ด้วยแสง

1. เนื้อเยื่อพืช

เนื้อเยื่อพืชเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ทำให้พืชสามารถดำรงชีวิตและเจริญเติบโตได้ โดยเนื้อเยื่อสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่:

เนื้อเยื่อเจริญ (Meristematic tissue): เป็นเนื้อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์ที่ยังไม่เจริญเต็มที่ มีความสามารถในการแบ่งตัวได้ตลอดเวลา พบได้ที่ยอดของราก ยอดของลำต้น และปลายกิ่ง เนื้อเยื่อเจริญนี้จะแบ่งออกเป็น:

- เนื้อเยื่อเจริญปลายยอด: ช่วยในการเจริญเติบโตยาวของรากและลำต้น

- เนื้อเยื่อเจริญด้านข้าง: ทำให้รากและลำต้นขยายออกในแนวกว้าง

เนื้อเยื่อถาวร (Permanent tissue): เป็นเนื้อเยื่อที่เซลล์เจริญเต็มที่แล้ว ทำหน้าที่เฉพาะ มีหลายประเภท เช่น:

- เนื้อเยื่อค้ำจุน: ให้ความแข็งแรงแก่โครงสร้างพืช เช่น เส้นใยพืช (Fibers)

- เนื้อเยื่อโฟลเอมและไซเลม: ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารและน้ำไปยังส่วนต่างๆ ของพืช

- เนื้อเยื่อป้องกัน: เช่น ผิวใบที่ทำหน้าที่ป้องกันการสูญเสียน้ำ

2. โครงสร้างและการเจริญเติบโตของราก ลำต้น และใบ

พืชดอกมีโครงสร้างหลัก 3 ส่วนที่สำคัญต่อการเจริญเติบโต ได้แก่ ราก ลำต้น และใบ ซึ่งแต่ละส่วนมีหน้าที่เฉพาะดังนี้:

ราก (Roots): รากเป็นอวัยวะที่ช่วยในการดูดซึมน้ำและธาตุอาหารจากดิน รากยังทำหน้าที่ค้ำจุนพืช รากแบ่งออกเป็น 2 ชนิดหลัก:

- รากแก้ว: รากที่เจริญจากเมล็ดโดยตรง มีขนาดใหญ่ เช่น รากแครอท

- รากฝอย: รากที่มีขนาดเล็กและมีหลายราก เช่น รากหญ้า รากมีโครงสร้างภายในที่ประกอบด้วยไซเลมและโฟลเอมเพื่อการลำเลียงน้ำและอาหารไปสู่ลำต้นและใบ

ลำต้น (Stem): ลำต้นเป็นส่วนที่ยกยอดพืชขึ้นเหนือดิน มีหน้าที่ลำเลียงน้ำ ธาตุอาหาร และอาหารที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงไปยังส่วนต่างๆ ของพืช ลำต้นยังทำหน้าที่เป็นโครงสร้างที่ค้ำจุนพืช ลำต้นมีโครงสร้างภายในที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ (ไซเลม) และอาหาร (โฟลเอม) ลำต้นบางชนิดสามารถสะสมน้ำหรืออาหารได้ เช่น ลำต้นของกระบองเพชร

ใบ (Leaves): ใบเป็นอวัยวะที่มีหน้าที่หลักในการสังเคราะห์ด้วยแสง เพื่อผลิตอาหารให้กับพืช โครงสร้างของใบประกอบด้วยเซลล์คลอโรพลาสต์ซึ่งมีคลอโรฟิลล์ในการดูดซับแสง ใบยังมีปากใบ (Stomata) ที่ช่วยในการแลกเปลี่ยนแก๊สและคายน้ำ ใบมีหลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับชนิดของพืช เช่น ใบเดี่ยว ใบประกอบ

ตัวอย่างโจทย์และเฉลย

โจทย์: จงอธิบายหน้าที่ของเนื้อเยื่อเจริญและเนื้อเยื่อถาวรในพืชดอก พร้อมยกตัวอย่างชนิดของเนื้อเยื่อที่พบได้ในพืช

เฉลย:

เนื้อเยื่อเจริญ: เป็นเนื้อเยื่อที่ยังสามารถแบ่งเซลล์ได้ ทำให้พืชสามารถเจริญเติบโตได้อย่างต่อเนื่อง เนื้อเยื่อเจริญปลายยอดทำหน้าที่เพิ่มความยาวของลำต้นและราก ในขณะที่เนื้อเยื่อเจริญด้านข้างทำหน้าที่ขยายความกว้างของลำต้น ตัวอย่างเนื้อเยื่อเจริญคือเนื้อเยื่อเจริญที่ปลายยอดของพืช

เนื้อเยื่อถาวร: เป็นเนื้อเยื่อที่เซลล์เจริญเต็มที่แล้วและทำหน้าที่เฉพาะ เช่น เนื้อเยื่อค้ำจุนที่ให้ความแข็งแรงแก่พืช และเนื้อเยื่อลำเลียงไซเลมและโฟลเอมที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและอาหาร

3. การลำเลียงของพืช

การลำเลียงของพืชเป็นกระบวนการสำคัญที่ทำให้พืชสามารถรับน้ำ ธาตุอาหาร และพลังงานจากการสังเคราะห์ด้วยแสงไปใช้ในการเจริญเติบโต โดยเนื้อหานี้จะแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก ได้แก่ การลำเลียงน้ำ การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำ และการลำเลียงธาตุอาหารและอาหาร บทความนี้จะอธิบายอย่างละเอียดพร้อมด้วยตัวอย่างโจทย์และเฉลย

- การลำเลียงน้ำ: กระบวนการที่น้ำถูกดูดซึมจากดินเข้าสู่รากและเคลื่อนที่ขึ้นไปตามลำต้นผ่านทางไซเลม

- การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำ: บทบาทของปากใบในการแลกเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจน รวมถึงการคายน้ำเพื่อรักษาสมดุลของน้ำในพืช

- การลำเลียงธาตุอาหารและอาหาร: กลไกที่พืชนำธาตุอาหารจากดินและน้ำตาลที่ผลิตจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ไปเลี้ยงส่วนต่างๆ ของพืช

1. การลำเลียงน้ำ

การลำเลียงน้ำเป็นกระบวนการที่สำคัญในการนำพาน้ำและแร่ธาตุจากดินไปยังใบและยอดของพืช:

- การดูดซึมน้ำจากดิน: น้ำถูกดูดขึ้นจากดินผ่านราก ซึ่งในรากจะมีเซลล์พิเศษที่ทำหน้าที่ในการดูดน้ำ เรียกว่าเซลล์ขนราก (Root hairs) น้ำที่ดูดซึมเข้ามานี้จะเคลื่อนเข้าสู่ไซเลม ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำที่อยู่ในรากและลำต้น

- การเคลื่อนที่ของน้ำในไซเลม: น้ำจะถูกลำเลียงจากรากขึ้นไปยังส่วนยอดของพืชผ่านทางไซเลม กระบวนการนี้เกิดขึ้นได้ด้วยแรงที่เรียกว่า การคายน้ำ (Transpiration) และ แรงดึงดูดน้ำ (Cohesion) ที่เกิดขึ้นจากการระเหยของน้ำที่ปากใบ

2. การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำ

การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นผ่านทางปากใบ (Stomata) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุลของน้ำและการแลกเปลี่ยนแก๊สในพืช:

- การแลกเปลี่ยนแก๊ส: ปากใบทำหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เข้าสู่พืชสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง และปล่อยแก๊สออกซิเจน (O₂) ออกสู่บรรยากาศ การแลกเปลี่ยนแก๊สนี้จะเกิดขึ้นเมื่อปากใบเปิด

- การคายน้ำ: นอกจากการแลกเปลี่ยนแก๊สแล้ว ปากใบยังทำหน้าที่ในการคายน้ำ การคายน้ำคือกระบวนการที่น้ำระเหยออกจากใบไปสู่บรรยากาศ ซึ่งช่วยให้เกิดแรงดึงน้ำจากรากขึ้นไปยังใบเพื่อสนับสนุนการลำเลียงน้ำ

3. การลำเลียงธาตุอาหารและอาหาร

พืชไม่เพียงแต่ต้องการน้ำเท่านั้น แต่ยังต้องการธาตุอาหารจากดินและอาหารที่เกิดจากการสังเคราะห์ด้วยแสงไปใช้ในกระบวนการต่างๆ ของพืช:

- การลำเลียงธาตุอาหาร: ธาตุอาหารที่จำเป็น เช่น ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม จะถูกดูดซึมจากดินเข้าสู่รากและถูกลำเลียงขึ้นไปยังลำต้นและใบผ่านทางไซเลมพร้อมกับน้ำ

- การลำเลียงอาหาร (น้ำตาล): หลังจากการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ใบ พืชจะสร้างน้ำตาล (เช่น กลูโคส) ซึ่งจะถูกลำเลียงไปยังส่วนต่างๆ ของพืช เช่น ราก ผล หรือเมล็ด เพื่อใช้เป็นพลังงานและสะสมเป็นอาหารสำรอง กระบวนการนี้เรียกว่า Translocation โดยอาหารจะถูกลำเลียงผ่านทางโฟลเอม (Phloem) ซึ่งทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหารที่ผลิตจากใบไปยังส่วนต่างๆ ของพืช

ตัวอย่างโจทย์และเฉลย

โจทย์: อธิบายบทบาทของไซเลมและโฟลเอมในการลำเลียงน้ำและอาหารในพืช พร้อมยกตัวอย่างการทำงานของทั้งสองเนื้อเยื่อ

เฉลย:

ไซเลม: ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากรากไปยังส่วนยอดของพืช โดยการลำเลียงน้ำนี้เกิดขึ้นจากแรงดึงที่เกิดจากการคายน้ำที่ปากใบ และแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ เช่น เมื่อน้ำถูกระเหยที่ใบ น้ำที่อยู่ในไซเลมจะถูกดึงขึ้นมาตามลำต้น

โฟลเอม: ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารที่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงจากใบไปยังส่วนต่างๆ ของพืช เช่น รากและผล การลำเลียงอาหารผ่านทางโฟลเอมนี้เป็นกระบวนการที่พืชใช้พลังงานในการขนส่งสารอาหารจากที่หนึ่งไปยังที่อื่น

4. การสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการสำคัญที่ทำให้พืชสามารถสร้างอาหารได้เอง โดยการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีในรูปของกลูโคส ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักในการเจริญเติบโตของพืช ในบทความนี้จะอธิบายถึงกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง โฟโตเรสไพเรชั่น และปัจจัยที่ส่งผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง พร้อมตัวอย่างโจทย์และเฉลย เพื่อเสริมความเข้าใจในเนื้อหาสำหรับนักเรียน ม.5

- กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง: ศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีในรูปของกลูโคส ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักในการเจริญเติบโตของพืช

- โฟโตเรสไพเรชั่น: กระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ของพืชซึ่งลดประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสง

- ปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง: ศึกษาปัจจัยเช่น แสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และอุณหภูมิที่ส่งผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง

1. กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ (Chloroplast) ของพืช ซึ่งมีเม็ดสีคลอโรฟิลล์ที่ช่วยในการดูดซับแสง กระบวนการนี้สามารถแบ่งออกเป็น 2 ขั้นตอนหลัก ได้แก่:

- ปฏิกิริยาที่ใช้แสง (Light-dependent reactions): พืชจะดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ที่คลอโรฟิลล์ในเยื่อหุ้มของคลอโรพลาสต์ พลังงานแสงจะถูกใช้เพื่อแยกโมเลกุลน้ำ (H₂O) ออกเป็นออกซิเจนและอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนเหล่านี้จะถูกใช้ในการผลิตพลังงานในรูปของ ATP และ NADPH

- ปฏิกิริยาที่ไม่ใช้แสง (Light-independent reactions) หรือ วัฏจักรคาลวิน (Calvin cycle): ในขั้นตอนนี้ พลังงานจาก ATP และ NADPH จะถูกใช้ในการจับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เพื่อสร้างกลูโคส (C₆H₁₂O₆) ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่พืชใช้ในการเจริญเติบโต

2. โฟโตเรสไพเรชั่น (Photorespiration)

โฟโตเรสไพเรชั่นเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในพืชเมื่อปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำและปริมาณออกซิเจนสูง ซึ่งส่งผลให้เอนไซม์รูบิสโก้ (RuBisCO) ทำงานผิดปกติ โดยแทนที่จะจับ CO₂ กลับจับกับ O₂ ทำให้เกิดการสร้างสารประกอบที่ลดประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการนี้จะลดการผลิตกลูโคสและพลังงาน ทำให้พืชมีการเติบโตน้อยลง

3. ปัจจัยที่มีผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง

ปัจจัยหลายอย่างมีผลต่อประสิทธิภาพของการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งได้แก่:

- แสง (Light): ความเข้มของแสงส่งผลโดยตรงต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง ยิ่งแสงมีความเข้มมาก พืชก็สามารถสร้างพลังงานได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม ถ้าแสงมากเกินไปอาจทำให้พืชเกิดความเสียหายได้

- ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂ Concentration): เมื่อความเข้มข้นของ CO₂ เพิ่มขึ้น พืชจะสามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ดีขึ้น แต่เมื่อถึงจุดอิ่มตัว การเพิ่ม CO₂ จะไม่มีผลเพิ่มอีก

- อุณหภูมิ (Temperature): อุณหภูมิมีผลต่อเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ถ้าอุณหภูมิสูงหรือต่ำเกินไปจะทำให้การทำงานของเอนไซม์ไม่เต็มประสิทธิภาพ

ตัวอย่างโจทย์และเฉลย

โจทย์: อธิบายความแตกต่างระหว่างปฏิกิริยาที่ใช้แสงและปฏิกิริยาที่ไม่ใช้แสงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

เฉลย:

ปฏิกิริยาที่ใช้แสง: เป็นขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกิดขึ้นในเยื่อหุ้มของคลอโรพลาสต์ โดยพืชจะดูดซับพลังงานแสงเพื่อผลิต ATP และ NADPH และแยกน้ำออกเป็นออกซิเจน อิเล็กตรอนจากการแยกน้ำจะถูกนำไปใช้ในการสร้างพลังงาน

ปฏิกิริยาที่ไม่ใช้แสง: เป็นขั้นตอนที่สองของการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเกิดขึ้นในสโตรมา (Stroma) ของคลอโรพลาสต์ โดยไม่ต้องใช้แสง พืชจะใช้พลังงานจาก ATP และ NADPH ในการจับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) เพื่อสร้างกลูโคส (C₆H₁₂O₆)

5. การควบคุมการเจริญเติบโตและการตอบสนองของพืช

การควบคุมการเจริญเติบโตและการตอบสนองของพืชเป็นกระบวนการที่สำคัญในการช่วยให้พืชสามารถปรับตัวและเจริญเติบโตได้อย่างเหมาะสมภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง กระบวนการเหล่านี้ถูกควบคุมโดยฮอร์โมนพืชและการตอบสนองต่อสภาวะเครียดจากสิ่งแวดล้อม เช่น ความแห้งแล้ง อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำ และการขาดแคลนสารอาหาร บทความนี้จะขยายความถึงฮอร์โมนพืชและการตอบสนองต่อสภาวะเครียด พร้อมตัวอย่างโจทย์และเฉลย เพื่อเสริมความเข้าใจให้กับนักเรียน ม.5

- ฮอร์โมนพืช: ศึกษาเกี่ยวกับฮอร์โมนต่างๆ เช่น ออกซิน จิบเบอเรลลิน และเอทิลีน ซึ่งมีบทบาทในการควบคุมการเจริญเติบโต

- การตอบสนองต่อสภาวะเครียด: กระบวนการที่พืชปรับตัวเพื่อเอาชีวิตรอดในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความแห้งแล้งและอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำ

1. ฮอร์โมนพืช

ฮอร์โมนพืช (Plant hormones) เป็นสารเคมีที่ควบคุมการเจริญเติบโตและการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมของพืช ฮอร์โมนสำคัญที่พืชใช้ในการควบคุมกระบวนการเจริญเติบโต ได้แก่:

- ออกซิน (Auxin): ฮอร์โมนนี้มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการยืดตัวของเซลล์พืช ช่วยให้ลำต้นยืดสูงและรากเจริญเติบโต ออกซินยังช่วยควบคุมทิศทางการเจริญเติบโต เช่น การหันเข้าหาแสง (Phototropism) และการเจริญของรากตามแรงโน้มถ่วง (Gravitropism)

- จิบเบอเรลลิน (Gibberellins): เป็นฮอร์โมนที่มีหน้าที่ในการกระตุ้นการเจริญเติบโตของลำต้นและการยืดตัวของกิ่งก้าน นอกจากนี้ยังช่วยกระตุ้นการงอกของเมล็ด โดยการกระตุ้นการสังเคราะห์เอนไซม์ที่ทำให้แป้งในเมล็ดเปลี่ยนเป็นน้ำตาล

- เอทิลีน (Ethylene): ฮอร์โมนเอทิลีนมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการสุกของผลไม้ และช่วยในการหลุดร่วงของใบ เอทิลีนยังมีบทบาทในการตอบสนองต่อความเครียด เช่น ความแห้งแล้งหรือการบาดเจ็บ

2. การตอบสนองต่อสภาวะเครียด

พืชต้องเผชิญกับสภาวะเครียดจากสิ่งแวดล้อมหลายประเภท และมีการตอบสนองเพื่อความอยู่รอด ซึ่งการตอบสนองเหล่านี้ถูกควบคุมโดยฮอร์โมนพืชหลายชนิด เช่น:

- ความแห้งแล้ง: เมื่อพืชเผชิญกับภาวะขาดน้ำ ฮอร์โมนแอบไซซิก (Abscisic acid) จะถูกสร้างขึ้นเพื่อควบคุมการปิดปากใบ (Stomatal closure) เพื่อลดการสูญเสียน้ำ นอกจากนี้พืชอาจเปลี่ยนแปลงโครงสร้างรากให้เจริญลึกลงดินเพื่อดูดซับน้ำเพิ่มขึ้น

- อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินไป: เมื่อพืชต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม เช่น ความร้อนจัด พืชอาจผลิตโปรตีนที่ช่วยป้องกันความเสียหายของเซลล์ พืชบางชนิดอาจเปลี่ยนโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อต้านทานความหนาวเย็น

- การขาดแคลนสารอาหาร: เมื่อพืชขาดแคลนธาตุอาหาร พืชจะกระตุ้นการส่งธาตุอาหารที่มีอยู่ไปยังอวัยวะที่สำคัญต่อการเจริญเติบโต เช่น ใบและราก

ตัวอย่างโจทย์และเฉลย

โจทย์: จงอธิบายบทบาทของฮอร์โมนออกซินและจิบเบอเรลลินในการควบคุมการเจริญเติบโตของพืช พร้อมยกตัวอย่างการตอบสนองของพืชต่อความแห้งแล้ง

เฉลย:

ออกซิน: ออกซินมีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการยืดตัวของเซลล์ในลำต้นและราก นอกจากนี้ยังช่วยควบคุมการหันเข้าหาแสงของพืช โดยการกระจายของออกซินในลำต้นจะไม่สมดุล ทำให้พืชเติบโตเข้าหาแสง

จิบเบอเรลลิน: จิบเบอเรลลินกระตุ้นการเจริญเติบโตของลำต้นและการงอกของเมล็ด ในพืชบางชนิด ฮอร์โมนนี้ช่วยทำให้ลำต้นสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว

การตอบสนองต่อความแห้งแล้ง: เมื่อพืชเผชิญกับความแห้งแล้ง พืชจะผลิตฮอร์โมนแอบไซซิก (Abscisic acid) เพื่อปิดปากใบ เพื่อลดการคายน้ำ นอกจากนี้ พืชอาจเปลี่ยนโครงสร้างรากเพื่อเพิ่มความสามารถในการดูดซับน้ำจากดิน

          ชีววิทยา ม.5 เทอม 1 ครอบคลุมการศึกษาที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับพืชดอก ตั้งแต่การสืบพันธุ์ โครงสร้าง การลำเลียง การสังเคราะห์ด้วยแสง ไปจนถึงการควบคุมการเจริญเติบโตและการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นรากฐานที่สำคัญในการเข้าใจพฤติกรรมและกลไกต่างๆ ที่ทำให้พืชสามารถดำรงชีวิตและพัฒนาได้อย่างมีประสิทธิภาพ