ครูสิปป์แสง...

ครสปปแสง สขผล

1. การศกษาชววทยา

ชววทยา เปนวทยาศาสตรแขนงหนง ดงนนการศกษา

ทางชววทยาจงตองอาศยวธการทางวทยาศาสตร

(scientific method) วงเปนเครองมอในการสบเสาะแสวงหาความจรงหรอความรตางๆ ในธรรมชาต

ของนกวทยาศาสตร นกชววทยา เพอใหเกดความ

เจรญกาวหนาทางดานวทยาศษสตรและเทคโนโลยซงจะ

เปนประโยชน ตอการด ารงชวตของมนษยในปจจบนและ

อนาคตตอไป

วธการทางวทยาศาสตร

1. ขนก าหนดปญหาทไดจากการสงเกต

2. ขนตงสมมตฐาน

3. ขนตรวจสอบสมมตฐาน

4. ขนแปรผลและสรปผลการทดลอง

1.ขนก าหนดปญหาทไดจากการสงเกต

แอลเบรต ไอนสไตน

นกฟสกสชาวอเมรกา

เชอสายยวไดกลาววา

“การตงปญหานนส าคญกวาการ

แกปญหา”

การสงเกต เปนลกษณะพนฐานอนดบแรกของ

นกวทยาศาสตร ทน าไปสความอยากรอยากเหน เมอ

สงเกตเหนสงใดสงหนงขนมา กท าใหอยากทราบวาท าไม

จงเปนเชนนน ซงกคอเกดปญหาขนนนเอง ซงจะตองม

กระบวนการในการเสาะแสวงหา คนควาทาง

วทยาศาสตรตอไป ดงนน ความเจรญกาวหนาทาง

วทยาศาสตรกมาจากการสงเกต และความอยากรอยาก

เหนนนเอง

2.ขนตงสมมตฐาน

เปนการพยายามหาค าตอบหรอค าอธบาย ซงอาจ

เกดจากการคาดคะเนหรอสมมตขน ซงอาจเปนจรงหรอไม

จรงกได ดงนนสมมตฐานจงเปนค าตอบปญหาชวคราว

หรอการคาดคะเนทตองการพสจนหาเหตผลประกอบอก

เพอใหแนใจวา สมมตฐานนนเปนจรง การตงสมมตฐานทด

เปนสงส าคญเพราะสามารถอธบายถงปญหาไดอยาง

ชดเจนถกตอง โดยการแสดงความสมพนธระหวางขอมล

หรอขอเทจจรงตางๆ ทเกดจากการสงเกต

3.ขนตรวจสอบสมมตฐาน

การตรวจสอบสมมตฐานของนกวทยาศาสตร

มกใช วธการทดลอง ส ารวจ หรอการคนควา

เพมเตมจากผลงานวจยทมผท าการศกษามากอน

แลว หรอใชทง 3 อยาง ประกอบกนประเมนดวา สมมตฐานทตงไวนนเปนจรงไดหรอไม

เพยงใด

การวางแผนการทดลอง

กรณศกษาเรอง “แสงสวางมความจ าเปนตอการ

เจรญเตบโตของพชหรอไม”

กลมทดลอง คอพชกลมทไมไดรบแสงสวาง

กลมควบคม คอกลมพชทไดรบแสงสวางเปนปกต

ตวแปร (variable)

ตวแปร (variable) คอ ปจจยตางๆ ทมผลตอการทดลอง เชน การปลกพช ตวแปรกคอชนดของดน น า

ปรมาณแสงสวางทพชไดรบ อณหภม ปย ฯลฯ เปนตน ตว

แปรม 3 ชนด คอ

1.ตวแปรอสระ (independent variable)

2.ตวแปรตาม (dependent variable)

3.ตวแปรคงท/ตวแปรควบคม

ตวแปรอสระ (independent

variable)

ตวแปรอสระ (independent variable) คอ ตวแปรทเราตองการศกษา โดยผท าการทดลองเปนผ

ก าหนด เชน เราจะศกษาเรอง “แสงสวางมความจ าเปน

ตอการเจรญเตบโตของพชหรอไม” แสงสวางจะตอง

เปนตวแปรอสระ หรอถาศกษาเรอง “ชนดของดนม

อทธพลตอการเจรญงอกงามของตนกหลาบหรอไม” ใน

ทนตวแปรอสระคอ ชนดของดน

ตวแปรตาม (dependent

variable)ตวแปรตาม (dependent variable) คอ ตว

แปรทแปรเปลยนไปตามตวอสระ เชน จากตวอยางใน

เรองตวแปรอสระ ตวแปรตามคอ อตราการเจรญเตบโต

ของพช และอตราการเจรญงอกงามของตนกหลาบ โดยท

-เมอปรมาณแสงสวางเปลยนไป อตราการเจรญเตบโตของพชกจะเปลยนแปลงไปดวย

-เมอชนดของดนเปลยนแปลงไป อตราการเจรญงอกงามของตนกหลาบกเปลยนแปลงไปดวย

ตวแปรคงท

ตวแปรคงท หรอตวแปรทตองควบคม ตวแปรอนๆ

ทเราตองการใหมผลตอการทดลอง ตองควบคมตลอด

การทดลอง เชน เรอง “แสงสวางมความจ าเปนตอการ

เจรญเตบโตของพชหรอไม” ตวแปรทตองควบคมตลอดการทดลอง คอ ชนดของดน อณหภม ปรมาณน า

ชนดของพช ขนาดทใชในการปลก ฯลฯ โดยตางกน

เรองเดยว คอ เรองแสงสวางทเปนตวแปรอสระ

4.ขนแปรผลและสรปผลการทดลอง

เมอจบการทดลอง เราจะไดขอมลหรอผลการ

ทดลองออกมา ผลการทดลองกคอขอเทจจรงจากการ

ทดลองนนเอง การแปรผลและสรปผลการทดลองก

คอการวเคราะห ผลการทดลองนนวามความเปนไป

ไดตามสมมตฐานทตงไส หรอไมอยางไร เสรจแลว

จงแปรผล และสรปผลการทดลองเพอเปนค าตอบ

ของปญหาตอไป

กฎ (law)กฎ(law) คอ ความจรงพนฐาน โดยมความเปน

จรงในตวของมนเอง สามารถทดสอบไดและไดผล

เหมอนเดมทกครงโดยไมมขอโตแยง เชน

-กฎความตองการต าสดของลบก

-กฎความทนทานตอสภาพการเปลยนแปลง

ของเชลฟอรด

-กฎการถายทอดลกษณะทางพนธกรรมของเมนเดล

ทฤษฎ (theory)ทฤษฎ (theory) คอ สมมตฐานทไดรบการตรวจสอบและ

ทดลองหลายครงหลายหนจนสามารถอธบายขอเทจจรง สามารถ

คาดคะเนท านายเหตการณทวๆ ไป ทเกยวของกบปรากฎการณ

ชนดเดยวกนนนอยางถกตอง และมเหตผลจนเปนทยอมรบของคน

ทวไป จงเปนผลใหสมมตฐานนนกลายเปนทฤษฎไป ทฤษฎท

ยอมรบกนแลว เชน

-ทฤษฎเซลล

-ทฤษฎววฒนาการ

-ทฤษฎประชากรของมอลทส

-ทฤษฎจน เปนตน

2. กลองจลทรรศน

กลองจลทรรศนเปนเครองมอส าคญ

ในการศกษาทางชววทยา

1. กลองจลทรรศนแบบใชแสง (Light microscope)

2. กลองจลทรรศนอเลกตรอน (TEM & SEM)

Bright-field Phase contrast Fluorescene

3. วธวดขนาดตวอยางทเหนจากลองจลทรรศน

1. บอกขนาดทแทจรงไดหรอไม? …

2. เซลลสงมชวตรปใดมขนาดใหญกวากน ?

ProkaryoteEukaryote

3. ขนาดในภาพตรงกบขนาดทแทจรงหรอไม ?

ทานทราบขนาดของภาพทมองผานกลองจลทรรศน ?

ถาตองการใหดรป

แลวเปรยบเทยบ

ขนาดไดควรท า ?

สงเกต scale bar ในรปนบอกอะไร?

scale bar บอกขนาดของวตถทเหนในกลอง

เมอขยายภาพใหญขน scale bar จะถกขยายไปดวย

เปรยบเทยบขนาดของสงมชวตและหนวยวดขนาด

0.001-0.01 mm

0.2-2 mm

1 mm = 10-6 m

EUKARYOTES 2-20 mm

เปรยบเทยบขนาดของสงมชวต

ไวรส

ท าใหสามารถศกษาวตถทม

ขนาดเลกหรอรายละเอยดของวตถ

กลองจลทรรศนเปนเครองมอส าคญในการศกษา

การใชใหเกดประโยชนสงสด

เหนวตถทศกษาไดด และไมตอง

จายคาซอมทมราคาสง ควรใชตามคมอ

มราคาสง (ชนดด 40,000 บาท)เปนเครองมอทละเอยดออนและ

เปนเครองมอทมกถกใชผดวธ

มากทสด

หามกลวเสย

แลวไมใช

ท าไมจงเรยก

กลองชนดนวา

CompoundLight microscope

เพราะใช lens 2 ชนดประกอบกน คอ

1. objective lens system 2. ocular หรอ

eyepiece lens system.

compoundLight microscope

Electron microscope

รปอสจทดผานกลองจลทรรศน

TEM, x 15,000LM, x400

SEM, x 8,500

การคนพบกลองจลทรรศนแบบงาย ๆ

The simple microscope : single lens (objective)By Antony van Leeuwenhoek-1684

คนพบโดยชาวฮอลแลนด

ม 1 เลนสนน ขนาดเลก

ขยายได 500X

Inverted microscopeCompound microscope

1. Light microscope

การเหนวตถและขนาดของวตถ

Limit: not closer than 25 cm.

เมอวตถอยใกลตา ไดภาพขนาดใหญตกดานหลงของตา

กลองจลทรรศนมเลนสชวยใหเหนวตถขนาดใหญขน

วตถทเหน จะไดภาพใหญขน

retina

การใชกระจกอกตวหนงมาวางหนาจะชวย

ท าใหไดภาพขนาดใหญขน

http://www.brooklyn.cuny.edu/bc/ahp/CellBio/SBAM/SBAM.Microscopes.html กลองจลทรรศนท าใหเหนภาพใหญขนไดอยางไร

ภาพจรงหวกลบขยายขนาด ใกลเลนสใกลตา

ภาพเสมอนหวกลบขยายขนาด

http://www.funsci.com/fun3_en/lens/lens_07.gif

Compound microscope

นกชววทยาสามารถดภาพเสมอนของวตถ

ขนาดใหญเมอมองผานเลนซใกลตา

การเหนภาพคมชดใตกลอง light microscope1. แสงตอง focus ทตวอยางทน ามาศกษา2. ตวอยางตองบาง

3. เลนสและเลนสใกลตาตองโฟกสตวอยางในตา

ถาภาพทเหนมดไปใหตรวจ...

แหลงแสงวาสะทอนแสงเขามาด/หลอดไฟเปดนอย?เลนสใกลวตถอยในต าแหนงทถกตอง

diaphragm อยในต าแหนงทถกตอง

1. Lenses1.1 The condenser lens

ท าหนาท focuses ล าแสงบนวตถ

1.2 The objective lens คอ เลนสใกลวตถ มก าลงขยาย

10x, 20x, 40x, 100x (oil) 1.3 The ocular lens เลนสใกลตาและท าใหเกด การขยายภาพในระดบสงขน 10x, 15x

ก าลงขยายและ

2. Magnification: Resolution and Magnification of Microscope

ก าลงขยายของวตถทเหนทงหมด คอ คาก าลงขยายของ objective และ ocular lens คณกน

LM, x400

objective lens = 40xocular lens = 10xtotal mag. = 40x10= 400x

TEM By ~1932

Electrons had beenknow about since 1900(J. J. Thomson et al)

Transmission electronmicroscope

Electron Microscope

Provides an approximately 100 fold greater resolution and magnification than light microscopy due to the small wavelenth of electrons as compared to light.

Transmission electron microscope

Generally limited to fixed and stained samples. Samples thicker than about 0.2 micron usually need to be sectioned before viewing.

TEM

denser regions in specimen, scatter more electrons and appear darker

transmitted electrons (not scatter) are used to produce image

A three-dimensional image of the surface of the specimen is provided by scanning electronmicroscopy. 3-D image producedfrom reflected electronsfrom specimen surface.

Scanning electron microscopy

The electron beam "scans" the surface and gradually builds up an image.

http://camillasenior.homestead.com/optics4.html

3. http://emu0.emu.uct.ac.za/EMforBiologists/Lecture-1.htm4. http://www.microscopy.fsu.edu5. http://www.personal.psu.edu/faculty/w/x/wxm15/Online/

Microscopy/microscopy_lec01.htm#Power%20of%20Magnification

1. W.J. Brett, R. Ghosh, T.J. Mulkey (1997) Exporations of Biological Phenomena. McGraw-Hill,Sydney.

2. P.H. Raven, G.B. Johnson (1995) Understanding BiologyWm.C. Brown, London.

References

ทมา: http://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewgroup/146

3. http://emu0.emu.uct.ac.za/EMforBiologists/Lecture-1.htm4. http://www.microscopy.fsu.edu5. http://www.personal.psu.edu/faculty/w/x/wxm15/Online/

Microscopy/microscopy_lec01.htm#Power%20of%20Magnification

1. W.J. Brett, R. Ghosh, T.J. Mulkey (1997) Exporations of Biological Phenomena. McGraw-Hill,Sydney.

2. P.H. Raven, G.B. Johnson (1995) Understanding BiologyWm.C. Brown, London.

References