【人教版】ชีววิทยามัธยมปลาย บังคับ เล่ม 2

📚 สรุปเนื้อหา

หลักสูตรนี้เป็นหนังสือเรียนชีววิทยาภาคบังคับ เล่ม 2 สำหรับระดับมัธยมศึกษาตอนปลายสายสามัญ โดยอธิบายกฎพื้นฐานของพันธุศาสตร์ สาระสำคัญของยีนและการแสดงออก การกลายพันธุ์ทางชีวภาพ และทฤษฎีวิวัฒนาการ หลักสูตรนี้นำนักเรียนให้เข้าใจกฎของเมนเดล ทฤษฎีโครโมโซม และแนวคิดหลักของพันธุศาสตร์โมเลกุลผ่านประวัติศาสตร์ทางวิทยาศาสตร์

สำรวจความลี้ลับของชีวิต ถอดรหัสพันธุกรรมตั้งแต่กฎของเมนเดลจนถึงวิวัฒนาการระดับโมเลกุล

ผู้แต่ง: ศูนย์วิจัยและพัฒนาหลักสูตรและตำราเรียน สาขาชีววิทยา สำนักพิมพ์ประชาชนเพื่อการศึกษา

กิตติกรรมประกาศ: ตำราเรียนนี้ผ่านการตรวจสอบโดยคณะกรรมการผู้เชี่ยวชาญของคณะกรรมการตำราเรียนแห่งชาติ คณะผู้เขียนประกอบด้วย หวัง หยิง, หวัง หย่งเซิง, หวัง เวยกวง และคณะ

🎯 วัตถุประสงค์การเรียนรู้

1. อธิบายการทดลองผสมพันธุ์ลักษณะเดียวของเมนเดลและกฎการแยกตัว
2. วิเคราะห์การทดลองผสมพันธุ์สองลักษณะของเมนเดลและกฎการรวมกลุ่มอย่างอิสระ
3. เห็นด้วยกับบทบาทของ "วิธีการตั้งสมมติฐาน-นิรนัย" ในการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ และสามารถออกแบบแผนการทดลองทางพันธุศาสตร์เบื้องต้นได้
4. สามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของโครโมโซมระหว่างกระบวนการไมโอซิส และความสำคัญของการปฏิสนธิต่อความเสถียรทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
5. สามารถอธิบายหลักฐานการทดลองและคำอธิบายสมัยใหม่ที่ว่ายีนอยู่บนโครโมโซม โดยอ้างอิงจากสมมติฐานของซัตตันและการทดลองผสมพันธุ์แมลงหวี่ของมอร์แกน
6. สามารถวิเคราะห์และประยุกต์ใช้กฎการถ่ายทอดลักษณะที่สัมพันธ์กับเพศผ่านกรณีศึกษา เช่น ตาบอดสีแดง-เขียวในมนุษย์ และโรคกระดูกอ่อนที่ดื้อต่อวิตามินดี
7. สามารถวิจารณ์แนวคิดทางวิทยาศาสตร์และข้อสรุปของการทดลองการเปลี่ยนสภาพของแบคทีเรียสเตรปโตค็อกคัส นิวโมเนีย และการทดลองการติดเชื้อแบคทีเรียด้วยฟาจ พร้อมทั้งเข้าใจการประยุกต์ใช้ "หลักการบวก/ลบ" ในนั้น
8. สรุปลักษณะสำคัญของโครงสร้างเกลียวคู่ของโมเลกุล DNA และใช้หลักการจับคู่เบสเสริมในการคำนวณที่เกี่ยวข้อง
9. อธิบายกระบวนการ ลักษณะ และหลักฐานการทดลองของ DNA replication แบบ semi-conservative พร้อมอธิบายความสำคัญต่อความเสถียรทางพันธุกรรม
10. สามารถสรุปกระบวนการ สถานที่ สภาวะ และผลิตภัณฑ์ของการถอดรหัสและการแปลรหัสของข้อมูลพันธุกรรม

🔹 บทที่ 1: การค้นพบหน่วยพันธุกรรม

ภาพรวม: หน่วยนี้ใช้การทดลองผสมพันธุ์ถั่วลันเตาของเมนเดลเป็นเส้นหลัก อธิบายกฎพื้นฐานของพันธุศาสตร์อย่างเป็นระบบ เริ่มต้นจากความมุ่งมั่นตลอดชีวิตของศาสตราจารย์หยวนหลงผิงที่มีต่อเทคโนโลยีข้าวลูกผสม นำนักเรียนเข้าสู่ศาสตร์แห่งพันธุกรรม เน้นเรียนรู้กฎการแยกตัวและกฎการรวมกลุ่มอย่างอิสระที่เมนเดลค้นพบผ่าน "วิธีการตั้งสมมติฐาน-นิรนัย" และอภิปรายการประยุกต์ใช้กฎเหล่านี้ในการปรับปรุงพันธุ์สมัยใหม่และการทำนายลักษณะ

ผลการเรียนรู้:

• อธิบายการทดลองผสมพันธุ์ลักษณะเดียวของเมนเดลและกฎการแยกตัว
• วิเคราะห์การทดลองผสมพันธุ์สองลักษณะของเมนเดลและกฎการรวมกลุ่มอย่างอิสระ
• เห็นด้วยกับบทบาทของ "วิธีการตั้งสมมติฐาน-นิรนัย" ในการสืบเสาะทางวิทยาศาสตร์ และสามารถออกแบบแผนการทดลองทางพันธุศาสตร์เบื้องต้นได้

🔹 บทที่ 2: ความสัมพันธ์ระหว่างยีนและโครโมโซม

ภาพรวม: การออกแบบการสอนนี้ครอบคลุมกลไกหลักของพันธุศาสตร์ ตั้งแต่ระดับเซลล์คือไมโอซิสและการปฏิสนธิ ไปจนถึงระดับโมเลกุล/เซลล์คือความสัมพันธ์คู่ขนานระหว่างยีนและโครโมโซม ไปจนถึงระดับสิ่งมีชีวิตคือกฎการถ่ายทอดลักษณะที่สัมพันธ์กับเพศ ผ่านการเรียนรู้ นักเรียนจะเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตรักษาความเสถียรทางพันธุกรรมผ่านไมโอซิสได้อย่างไร และเรียนรู้ที่จะใช้หลักฐานการทดลองของมอร์แกนอธิบายการเรียงตัวของยีนบนโครโมโซมและผลกระทบต่อลักษณะที่สัมพันธ์กับเพศ

ผลการเรียนรู้:

• สามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของโครโมโซมระหว่างกระบวนการไมโอซิส และความสำคัญของการปฏิสนธิต่อความเสถียรทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต
• สามารถอธิบายหลักฐานการทดลองและคำอธิบายสมัยใหม่ที่ว่ายีนอยู่บนโครโมโซม โดยอ้างอิงจากสมมติฐานของซัตตันและการทดลองผสมพันธุ์แมลงหวี่ของมอร์แกน
• สามารถวิเคราะห์และประยุกต์ใช้กฎการถ่ายทอดลักษณะที่สัมพันธ์กับเพศผ่านกรณีศึกษา เช่น ตาบอดสีแดง-เขียวในมนุษย์ และโรคกระดูกอ่อนที่ดื้อต่อวิตามินดี

🔹 บทที่ 3: สาระสำคัญของยีน

ภาพรวม: หน่วยนี้ทบทวนประวัติศาสตร์การค้นพบทางชีววิทยาแบบคลาสสิก ยืนยันว่า DNA เป็นสารพันธุกรรมหลัก และวิเคราะห์เชิงลึกถึงโครงสร้างเกลียวคู่ของ DNA และกลไกการจำลองแบบ semi-conservative ในที่สุด แนวคิดนามธรรมของ "ยีน" ถูกทำให้เป็นรูปธรรมในฐานะชิ้นส่วน DNA ที่มีผลทางพันธุกรรม ซึ่งอธิบายสาระสำคัญของการสืบทอดชีวิตในระดับโมเลกุล

ผลการเรียนรู้:

• สามารถวิจารณ์แนวคิดทางวิทยาศาสตร์และข้อสรุปของการทดลองการเปลี่ยนสภาพของแบคทีเรียสเตรปโตค็อกคัส นิวโมเนีย และการทดลองการติดเชื้อแบคทีเรียด้วยฟาจ พร้อมทั้งเข้าใจการประยุกต์ใช้ "หลักการบวก/ลบ" ในนั้น
• สรุปลักษณะสำคัญของโครงสร้างเกลียวคู่ของโมเลกุล DNA และใช้หลักการจับคู่เบสเสริมในการคำนวณที่เกี่ยวข้อง
• อธิบายกระบวนการ ลักษณะ และหลักฐานการทดลองของ DNA replication แบบ semi-conservative พร้อมอธิบายความสำคัญต่อความเสถียรทางพันธุกรรม

🔹 บทที่ 4: การแสดงออกของยีน

ภาพรวม: การออกแบบการสอนนี้ครอบคลุมกระบวนการไหลของข้อมูลพันธุกรรมจากยีนสู่โปรตีน วิเคราะห์รายละเอียดกลไกระดับโมเลกุลของการถอดรหัสและการแปลรหัส หลักสูตรจะอธิบายความหมายของกฎ Central Dogma และวิวัฒนาการของมัน สำรวจกระบวนการถอดรหัสรหัสพันธุกรรม และวิเคราะห์เชิงลึกว่ายีนกำหนดลักษณะของสิ่งมีชีวิตผ่านการควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนได้อย่างไร รวมถึงกฎธรรมชาติของการแสดงออกของยีนแบบเลือกสรรที่อยู่เบื้องหลังการ differentiation ของเซลล์

ผลการเรียนรู้:

• สามารถสรุปกระบวนการ สถานที่ สภาวะ และผลิตภัณฑ์ของการถอดรหัสและการแปลรหัสของข้อมูลพันธุกรรม
• สามารถใช้การ推导ทางคณิตศาสตร์อธิบายตรรกะของโคดอน และวิเคราะห์ความสำคัญทางชีวภาพของความเสื่อม (degeneracy) และความเป็นสากล (universality)
• สามารถวาดแผนภาพ Central Dogma เพื่ออธิบายความเป็นเอกภาพของสสาร พลังงาน และข้อมูลในระบบสิ่งมีชีวิต

🔹 บทที่ 5: การกลายพันธุ์ของยีนและความแปรผันอื่นๆ

ภาพรวม: หน่วยนี้เน้นอภิปรายแหล่งที่มาของความแปรผันทางพันธุกรรมที่สืบทอดได้ในสิ่งมีชีวิต และการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์และการเกษตร เนื้อหาครอบคลุมตั้งแต่การกลายพันธุ์ของยีนในระดับโมเลกุลไปจนถึงความแปรผันของโครโมโซมในระดับเซลล์ (รวมถึงความแปรผันของจำนวนและโครงสร้าง) รวมถึงความแปรผันเหล่านี้นำไปสู่โรคทางพันธุกรรมในมนุษย์ได้อย่างไร ผ่านความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกความแปรผัน นักเรียนจะเรียนรู้วิธีการป้องกันและรักษาโรคทางพันธุกรรมโดยใช้เทคนิคสมัยใหม่ เช่น การให้คำปรึกษาทางพันธุกรรม การวินิจฉัยก่อนคลอด และการตรวจยีน และเข้าใจคุณค่าทางสังคมของอาชีพนักให้คำปรึกษาทางพันธุกรรม

ผลการเรียนรู้:

• สามารถอธิบายแนวคิด สาเหตุ และลักษณะของการกลายพันธุ์ของยีนในระดับโมเลกุล และอธิบายกลไกการเกิดมะเร็งในเซลล์
• แยกแยะความแปรผันของโครงสร้างโครโมโซมและความแปรผันของจำนวนโครโมโซม (haploid, polyploid) และมีทักษะการทดลองในการเหนี่ยวนำการเปลี่ยนแปลงจำนวนโครโมโซมด้วยอุณหภูมิต่ำ
• สรุปประเภทของโรคทางพันธุกรรมในมนุษย์ และสามารถใช้ข้อมูลสำรวจและหลักการทางพันธุศาสตร์ในการตรวจหา ป้องกัน และอภิปรายจริยธรรมทางสังคม

🔹 บทที่ 6: วิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

ภาพรวม: การออกแบบการสอนนี้ครอบคลุมหลักฐานและกลไกหลักของวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต เริ่มต้นจากหลักฐานทางฟอสซิล คัพภวิทยา และระดับโมเลกุล สร้าง "ทฤษฎีบรรพบุรุษร่วมกัน" จากนั้นเจาะลึกถึงการก่อตัวของการปรับตัวและความเป็นสากลและสัมพัทธภาพของมัน เน้นว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นแรงขับเคลื่อนหลักของวิวัฒนาการ สุดท้าย ผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และกรณีศึกษาของผีเสื้อกลางคืน Biston betularia เผยให้เห็นว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติขับเคลื่อนวิวัฒนาการโดยการเปลี่ยนแปลงความถี่ของยีนในประชากร

ผลการเรียนรู้:

• สามารถยกตัวอย่างและอธิบายหลักฐานต่างๆ ที่แสดงว่าสิ่งมีชีวิตมีบรรพบุรุษร่วมกัน (ฟอสซิล กายวิภาคเปรียบเทียบ คัพภวิทยา ระดับโมเลกุล)
• สามารถใช้ทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติอธิบายการก่อตัวของการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต และเข้าใจสัมพัทธภาพของมัน
• สามารถกำหนดแนวคิดของประชากร กลุ่มยีน (gene pool) ความถี่ของยีน ฯลฯ ได้อย่างถูกต้อง และเข้าใจวิธีการคำนวณความถี่ของยีนทางคณิตศาสตร์