สรปเน �อหา

รายวชา ชววทยา

เร�อง ระบบนเวศ และ สารชวโมเลกล

ระดบช �นมธยมศกษาปท� 4

รหสเอกสาร : Sc-3401

โดย

นายสทธา คมวงศวาน

สนบสนนโดย

คณะกรรมการนกเรยนโรงเรยนสวนกหลาบวทยาลยประจาปการศกษา 2559

โครงการ Learning Center

ในนโยบายของ คณะกรรมการนกเรยน โรงเรยนสวนกหลาบวทยาลยประจาปการศกษา 2559

เลมพนฐาน ชวตกบสงแวดลอม Biome ไบโอม

คอกลมระบบนเวศทมองคประกอบทางกายภาพ•และชวภาพคลายคลงกน กระจายอยในเขตตางๆกนในโลก ไบโอมบนบก:จำแนกโดยใชความชนและ•อณหภม

ไบโอมปาดบชน(Tropical Rain forest Biome) ◦พบไดบรเวณเสนศนยสตร ‣อากาศรอนชน ฝนตกตลอดป ‣ความอดมสมบรณสงมาก ‣

ไบโอมปาผลดใบในเขตอบอน(Temperate ◦deciduous forest biome)

พบในเขตละตจดกลาง ‣ความชนพอสำหรบตนไมใหญ อากาศคอนขางเยน ‣มการผลดใบของตนไมเมอถงฤดหนาว ‣

ไบโอมปาสน(Coniferous forest Biome) ◦เรยกอกอยางวาปาไทกา, ปาบอเรยล ‣อยในละตจดเหนอๆ หรอบนทสงๆ ‣ฤดหนาวยาวนาน เยนแหงแลง ‣ไมผลดใบ เขยวตลอดป พชเดนคอ สน เฟอร สปรซ ‣

ไบโอมทงหญาเขตอบอน(Temperate grassland biome) ◦รจกกนในชอทงหญาแพร และทงหญาสเตปส ‣ปรมาณนำฝนเฉลย 25-50 cm/yrs. ดนอดมสมบรณ ‣มหญาขนมาก เหมาะกบสตวกนหญา ‣

ไบโอมสะวนนา(Savanna Biome) ◦เปนทงหญาในซกโลกใต ‣รอนและแหงแลง เกดไฟปางาย ‣มกเปนทงหญาและไมพม ‣

ไบโอมทะเลทราย(Desert Biomes) ◦

พบไดทวไปในพนททแหงแลงกวาสะวนนา ‣บางแหงรอนมาก บางแหงหนาวมาก ‣พชมกลดการคายนำ ‣สตวมกหากนกลางคน ‣

ไบโอมทนดรา(Tundra Biome) ◦ฤดหนาวยาวนาน มฤดรอนสนๆ ‣ชนใตดนเปนนำแขงถาวรนำซมลงไมได ‣ไมคอยมสงมชวต ‣พบทางตอนเหนอ ฝนนอยมาก ‣

ไบโอมในนำ(Aquatic Biomes) •แหลงนำจด(Freshwater Biomes) ◦

แหลงนำนง ‣บรเวณชายฝง(littoral zone) •

มพชชอบนำขนหลายชนด ◦บรเวณผวนำ(limnetic zone) •

สวนถดออกมา มแสงแดดสองถง พชนำ◦มาก

บรเวณนำชนลาง (profundal zone) •อยใตลงมา แสงแดดสองไมถง ◦

ทะเลสาบ ‣Oligothrophic lake •

สารอาหารในนำตำ สงมชวตนอย ◦นำใส สะอาดเพราะไมมอะไรอย ◦

Euthrophic lake •สารอาหารในนำสง ◦สงมชวตมาก อาจมากเกน ◦ถาสาหรายมากไป นำเนา ◦

แหลงนำไหล ‣นำตก แกงตางๆ แมนำ •

แหลงนำเคม(marine Biomes) ◦

แบงตามบรเวณ ‣Coastal Zone •

ชายฝงทะเล ลาดชนนอย ◦อดมสมบรณเนองจากม◦ตะกอบจากแมนำตกมา

Open Sea Zone •ทะเลเปด ลาดชนขน◦เรอยๆ แบงออกเปนเขต◦ยอย3แบบ

เขตทแสงสองถง(photic zone) ‣เขตทแสงนอย ‣เขตทแสงสองไมถง (aphotic zone) ‣

แบงตามพนผว ‣หาดทราย(beach) •

ชายฝงนำขนนำลง ◦ประกอบดวยเมดทรายทมขนาดตางๆกน ◦อณหภมแปรผนไปเรอย ◦สงมชวตเชน ปลม เหรยญทะเล หอย◦เสยบ

หาดหน(Rocky Shore) •ประกอบดวยโขดหนไมราบเรยบ ◦มซอบและแองนำเปนทอยสงมชวต ◦อณหภมแปรผนเรว ขาดนำสง ◦สงมชวตตองทนทานการขาดนำ ◦เชน เพรยงหน ลนทะเล(chiton) ◦

แนวปะการง(coral reef) •มความหลากหลายทางชวภาพสงสดใน◦ระบบนเวศใตนำ อยใกลกบชายฝงทะเล ◦เปนดชนบงบอกสภาพสงแวดลอม ◦ปะการงอยแบบmutualism ◦กบzooxanthellae

ปาไมของไทย

แบงเปนปาผลดใบและไมผลดใบ ปาไมผลดใบ ◦

ปาดบชน(Tropic rain forest, Tropic ‣evergreen forest)

พบมากทภาคตะวนออกและภาคใต •ความชนสงอณหภมสงคอนขางคงท •พชเปนไมตนใบกวาง เขยวตลอด •แบงชนเรอนยอดได3ชน •

ชนบน คอไมยาง ไมตะเคยน ◦ชนกลาง คอไมจกเขา ตนเปดแดง ◦ชนลาง คอไมปาลม หวาย เถาวลย ◦

ความหลากหลายทางชวภาพสง •ปาดบแลง(dry evergreen forest) ‣

พบทางภาคเหนอและอสาน •มชวงแลง3-4เดอน •เปนปาโปรง พชสง •พชชนบน เชนยาง มะคาโมง กะบาก •พชชนลาง เชนพลอง กระเบาเลก •

ปาดบเขา(hill evergreen forest) ‣อยในทสงเหนอระดบนำทะเล•ปก.ไป1,000m.ขนไป เปนปาตนนำลำธารทสำคญ •ไม เชน นางพญาเสอโครง มะขามปอมดง •อบเชย จำปปา มณฑาปา ไมพนลาง เชน กหลาบปา กลวยไมดน ผก•กด มอส

ปาสน(Coniferous forest) ‣พบตามภเขาสง •ไมเชน สนสองใบ สามใบ •ดนขาดความอดมสมบรณ มกไมพบไมพม •อตราการชะลางสง •สตวเชนแมวปา กระรอก •

ปาดบชน อช.เขาสก

ปาสน อช.นำหนาว

ปาดบแลง อช.เขาใหญ

ปาดบเขา อช.แมวงก

ปาชายเลน(Mangrove forest) ‣

ขนตามชายฝงทะเลและแมนำ •นำเปนนำกรอย ดนโคลน •มความหลากหลายทางชวภาพสง •พชเชน โกงกาง แสม ลำพ ตะบน •เปนแหลงอนบาลสตวนำและแหลงกรอง•ขยะ สตวเชน ปแสม ปลากระพง กงกามกราม •กงดดขน แมเพรยง

ปาพร(peat swamp forest) ‣ปาทมนำทวมขงตลอดป •ดนเปนดนพร กรดสง มนำมนสะสม •ปาแนนทบ •พชเชน หวาย หมากแดง หลมพ •สตวมความจำเพาะ เชน นกจบแมลงปาพร •

ปาผลดใบ ◦ปาเบญจพรรณ (mixed deciduous ‣forest)

ปาโปรง พบทกภาคยกเวนภาคใต •ดนเปนดนรวนปนทราย •พรรณไมสำคญคอ สก มะคา แดง ประด •ชงชน อนๆคอ ไผ หญา •

ปาเตงรง(dry dipterocarp forest) ‣ปาโปรง พบในเขตแหงแลง •เปนปาระดบตำ กอนจะถงปาชนดอน •พรรณไมเชน เตง รง ไผเพก พะยอม ประด•แดง พลวง เปนแหลงอาหารชนดของสตวปา •

ปาชายเลน อช.หมเกาะชมพร

ปาพรโตะแดง จ.นราธวาศ

ปาเบญจพรรณ อช.หวยขาแขง

ปาเตงรง อช.ดอยเชยงดาว

ความสมพนธในระบบนเวศ

ความสมพนธระหวางสงมชวตกบปจจยกายภาพ ◦อณหภม ‣

เปนปจจยควบคมการเจรญเตบโต การสบพนธ การแพรกระจายสงมชวต •ทำใหสงมชวตปรบตว •

ดานโครงสราง: มการสรางไขมนหนา ขนยาว เพอกนความหนาว ◦ดานพฤตกรรม: มการอพยพหนความหนาวมาหากนทอน ◦

แสง ‣เปนปจจยสำคญของพช ใชสงเคราะหดวยแสง •มผลตอการสบพนธของพชและสตวบางชนด •สตวเลอดอนจะสบพนธในชวงทแสงนอย •การหบและบานของดอกไม •

ความชน ‣เปนปจจยทกำหนดสภาพแวดลอม ความอดมสมบรณ •ทำใหสงมชวตปรบตวคายนำนอยลง •

แกส ‣มผลตอสงมชวตในนำ •

ดน ‣ใหแรธาตกบพชและสตว(ดน•โปง)

ความเปนกรด เบส ‣เปนผลจากการสลายสารของ•สงมชวต สงผลตอสงมชวตชนดอน •

หมขวโลกมขนยาวไขมนหนากนความหนาวเยน

คางคาวออกหากนเวลากลางคนเมอไมมแสง

นกนางนวลธรรมดาอพยพจากจนมาบางปเปนประจำทกป

หนแกงการแทบไมคายนำเลยเพอกนนำออกจากตวชางกนดนโปง

ความสมพนธระหวางสงมชวตดวยกนเอง ◦

อยรวมกน(Symbiosis) ‣พงพาอาศยกน(Mutualism) •

ไดประโยชนทงค (+,+) ◦แยกจากกนตายทงค ◦เชน ไลเคนส zooxanthellaeกบปะการง ◦

ไดประโยชนรวมกน(Proto-cooperation) •ไดประโยชนทงค (+,+) ◦แยกจากกนไดชลๆ ◦เชน ปเสฉวนกบดอกไมทะเล, ผงกบดอกไม ◦

องอาศย (Commensalism) •ฝายหนงไดประโยชน แตอกฝาย ไมไดไมเสย◦ประโยชน (+,0) เชน ฉลามกบเหาฉลาม ◦

ทำลายกน(Antagonism) ‣ภาวะปรสต (Parasitism) •

ฝายหนงไดประโยชน อกฝายเสยประโยชน(+,-) ◦ฝายทไดประโยชนไปเกาะอาศยกบฝายเสย◦ประโยชนซงเรยกวาhost เมอhostตาย ปรสตกตายดวย เชน พยาธใบไมในตบ ◦

ภาวะหลงสารตอตาน(Antibiosis) •ฝายหนงไมไดไมเสยประโยชน อกฝายหนงเสยประโยชน(0,-) ◦ฝายหนงปลอยสารทควบคมการเจรญของอกฝาย ◦เชนรา Penicilium notalum หลงสารยบยงการเจรญของbac. ◦

ภาวะลาเหยอ(Predation) •ฝายหนงไดประโยชน ฝายหนงเสยประโยชน (+,-) ◦ผลา(Predator) ลาเหยอกน(Prey) ◦เชน เสอจบกวางกน ◦

ภาวะแกงแยงแขงขน(competition) •เสยประโยชนทงค(-,-) ◦แยงทรพยากรทมจำกด ◦

ไมมความสมพนธกน ‣Neutralism(0,0) •

Lichen(fungi+algae)

ผงกนนำหวานจากดอกไม ดอกไมไดผสมเกสร

ฉลามกบเหาฉลาม

พยาธใบไมในตบ

ชตารจบกาเซลล

การถายทอดพลงงานในระบบนเวศ

โซอาหาร ผผลต(producer) ผบรโภคลำดบท1(1 consumer) ผบรโภคลำดบท2(2 consumer) อนนทรยสาร ผยอยสลาย(Decomposer)

การถายทอดพลงงาน(energy flow)ไมเปนวฏจกร มการคายสระบบนเวศน •โซอาหาร(food Chain) เปนวฏจกร เมอถงผยอยสลายจะเปนสารอนนทรยกลบสผผลต •โซอาหารทเรมจากผยอยสลายถกกน เรยก Detritus food chain/Saprophytic food chain •จากการนำโซอาหารมาเขยน จะไดเปนพระมดทางนเวศวทยา ม3แบบ •

พระมดจำนวน(pyramid of numbers): ใชจำนวนของสงมชวตในระบบนเวศ มาเขยนโดย ผ◦ผลตเปนฐาน

ทรงหงายเมอเปนระบบนเวศปกต ผผลตมากกวาผบรโภค ‣ทรงควำเมอผผลต1ตนใหผลผลตแกผบรโภคไดหลายตว ‣

พระมดมวลชวภาพ(pyramid of biomass): ใชมวลรวมของสงมชวตทกตวมาเขยน ◦ทรงหงายเมอเปนปกต ผผลตมมวลรวมมากกวาผบรโภค ‣ทรงควำเมอมวลของผผลตมนอยมากๆทำใหมวลนอยกวามวลผบรโภค ‣

พระมดพลงงาน(pyramid of energy): ใชพลงงานในสงมชวตมาเขยน ◦ทรงมทรงเดยวคอทรงหงาย ตามกฏ 10% จากผผลต รบพลงงานแสงไดเพยง1% และผ‣บรโภครบพลงงานตอมาไดเพยง10%เชนกน

วฏจกรสารในระบบนเวศ

การเปลยนแปลงแทนทของระบบนเวศ

การเปลยนแปลงแทนทแบบปฐมภม(Primary Succession) ◦แทนทบรเวณทไมเคยมสงมชวตอยมากอน ‣เชนการเปดหนาดนใหม ภเขาไฟระเบด ‣มอสไลเคนมาเปนกลมแรก พอตายกทบถมเปนดนบางๆ ‣หญามาเกด และทบถมเปนดนเรอยๆ ‣เรมมไมพม เปนสงคมพช และมความสมดลยเปนสงคมสมบรณ(climax community) ‣

การเปลยนแปลงแทนทแบบทตยภม(Secondary Succession) ◦เปลยนแปลงแทนทแทนกลมทถกทำลายไป ‣ยงคงมสารอนทรยและสงมชวตอย ‣เหมอนอนแรก ‣แตเกดเสรจเรวกวา ‣เชนการถางไรแลวปลอยเปนทรกราง ‣

เลมเพมเตม ธรรมชาตของสงมชวต

คณสมบตของสงมชวต สงมชวตมการสบพนธ: การเพมจำนวนประชากร 1.สงมชวตตองการสารอาหารและพลงงานและใชพลงงานเพอทำกจกรรมตางๆของรางกาย 2.สงมชวตมการเจรญเตบโต มอายขยและขนาดจำกด 3.สงมชวตมการตอบสนองตอสงเรา 4.สงมชวตมการรกษาดลยภาพรางกาย(Homeostasis) 5.สงมชวตมลกษณะจำเพาะ 6.สงมชวตมการจดระบบหนาทของสวนตางๆในรางกาย 7.

ชววทยา

:คอวชาทศกษาเกยวกบสงมชวต การศกษาชววทยา

การสงเกตและตงคำถาม 1.ตงสมมตฐาน 2.ตรวจสอบสมมตฐาน 3.เกบรวบรวมขอมลและวเคราะหขอมล 4.สรปผลการทดลอง 5.

เคมทเปนพนฐานของสงมชวต สารอนนทรย

นำ •H O ยดเหนยวในโมเลกลดวยพนธะโคเวเลนท ◦เปนสารมขว ออกซเจนแสดงขวลบ ไฮโดรเจนเปนขวบวก ◦ทำใหเกดการดดกนของOของโมเลกลหนง กบHของอกโมเลกลหนง ◦เรยกพนธะทเกดจากการดดกนวาพนธะไฮโดรเจน(H-bond) ◦สารทละลายนำไดด เรยก Hydrophilic ◦สารทไมละลายนำ เรยก Hydrophobic ◦

แรธาต •ถกนำไปใชเปนองคประกอบของสารอนนทรย ◦ไดรบในรปไอออน เชนNa K Ca No ◦

สารอนทรย

:สารทมคารบอนและไฮโดรเจนเปนองคประกอบหลก(สารประกอบไฮโดรคารบอน เกดพนธะได3แบบ 1.alkane (C H )

: เปนพนธะเดยวทงหมด ‣อมตว เกดปฏกรยายาก ไมเหมนหน(ทำปฏกรยากบออกซเจน) ‣ไมละลายนำ ‣เชน C H อเทน ‣

2. Alkene(C H ) มพนธะระหวางcเปนพนธะคอยางนอย1พนธะ ‣ไมอมตว เกดปฏกรยางาย เหมนหน ‣ไมละลายนำ ‣เชนC H เอทลน ‣

3.Alkyne(C H ) มพนธะระหวางcเปนพนธะสามอยางนอย1พนธะ ‣ไมอมตว เกดปฏกรยางาย ‣ไมละลายนำ ‣เชนC H อะเซทลน ‣

หมฟงกชนคอกลมอะตอมทแสดงสมบตเฉพาะในโมเลกลของสารอนทรย ◦

Hydroxyl: ‣มขว ไมมประจ •เปนกรดออนมาก •สรางพนธะไฮโดรเจนได •พบในแอลกอฮอล นำตาล กลเซอรอล •

Carboxyl ‣มขว มประจ •เปนกรด •ละลายนำได จดเดอดสง •พบในกรดอนทรย กรดไขมน กรดอะมโน •

Carbonyl ‣

มขว ไมมประจ •เปนกลาง •ละลายนำได •พบในนำตาล แบงเปน2ประเภท •

Aldehyde: พนธะคอยปลายโมเลกล ◦พอเปนนำตาลแลวทำปฏกรยากบBenedict's ‣reagent ไดหมด

Ketone: พนธะคอยกลางโมเลกล ◦พอเปนนำตาลแลวทำปฏกรยาไดเฉพาะ -hydroxy ketone ‣

Amino ‣มขว มประจ •เปนเบส •ละลายนำได •พบในแอมโมเนย ยเรย ยรก กรดอะมโน •

Sulfhydryl ‣

มขว ไมมประจ •เปนกลาง •Hydrophobic •สรางdisulfide bond •พบในกรดอะมโน methionine, cisteine •

Phosphate ‣มขว มประจ •เปนกรด •ละลายนำได •เกดพนธะphosphodiester เกบพลงงาน•ไวได พบในphospholipid ,Nucleotide •

คารโบไฮเดรต(Carbohydrate)

รปทวไปเปนC (H O) •มคารบอนตงแต3อะตอมขนไป •การเรยกชอนำตาล เรยกตามจำนวนคารบอนตามดวย-ose •แบงเปน3กลมใหญ •

momosaccharide ◦นำตาลโมเลกลเดยว ‣เปนmonomer ทพบมากสดคอ6อะตอมคารบอน ‣แบงตามการวางตวของหมcarboxylในนำตาล ‣

Aldose มหมaldehyde •เชน กลเซอรอลดไฮด ไรโบส กลโคส กาแลกโตส ◦

Ketose มหม ketone •เชน ไดไฮดรอกซลอะซโทน ไรบโลส ฟรกโตส ◦

นำตาลทสำคญ ‣Glucose: แหลงพลงงานหลกของสงมชวต พบมากสดในธรรมชาต •Galactose: พบไดในนม •Fructose: นำตาลทหวานทสด แหลงพลงงานของsperm •Ribose: องคประกอบของRNA •Deoxyribose: องคประกอบของDNA •

นำตาลเวลาอยในนำจะขดตวเปนวงโดยเอาCท1มาสรางพนธะกบ c ท5 ‣

สรางพนธะglycosidic bond เชอมระหวางโมเลกลโดยการแตกนำออก ‣นำตาลยงแบงเปนนำตาลอลฟากบเบตา ตามตำแหนงของHเมอขดตว ดงภาพ ‣

พนธะ glycosidic bond จะจบระหวางหมไฮดรอกซลดวยกน ทำใหพนธะระหวางตางสารกน ‣มลกษณะแตกตางกน Alpha glucose จะจบกนเปนพนธะตรงกนหมดเพราะหมhydroxylตรงกน ‣Beta glucoseจะจบเปนพนธะสลบดานกนตามหมhydroxyl ‣ดวยเหตนทำใหเวลาทดสอบดวยBenedict's Solution นำตาลแบบเบตาจงทำปฏกรยาไมได ‣

Oligosaccharide ◦Sucrose: Glucose+Fructose ‣Maltose: Glucose+Glucose ‣Lactose: Glucose+Galactose ‣

Polysaccharide ◦การเรยงตวของglucose ทำใหเกดโครงสรางทตางกน ‣แปง(starch): ม2ชนด ‣

Amylose เปนสายตรง ไมมแตกแขนงพบไดในขาวเจา •Amylopectin เปนสายแตกแขนง ยอยยาก พบในขาวเหนยว •

Glycogen: พบเฉพาะในสตว ‣แปงเขามาจะเกบในรปไกลโคลเจนไวทตบ •มความแตกแขนงสง ยอยยากมวาก •

Cellulose: พบเฉพาะในพช ‣เหมอนแปง แตแปงเรยงตวแบบalpha แตcelluloseเรยงตวแบบbeta จงแขงแรงแมเปน•พนธะเดยว เปนองคประกอบสำคญของcell wall •

โปรตน(Protein) ประกอบดวยC,H,O,N •มโครงสรางหลกคอ •

มโครงสรางยอยคอกรดอะมโน ดงทใหดไปแลว •มกรดอะมโนทงหมด20ชนด ทจำเปน8ชนด จำเปนในเดกม10ชนด •กรดอะมโนตางชนดกนมาจบกนเปนพนธะดวยพนธะpeptide •

กรดอะมโนมาเรยงกนเปนสายเปปไทด ถาเรยงสลบกน กไดชนดสายเปปไทดใหมแลว •กรดอะมโนจะถกควบคมการสรางโดยRNA ทำใหไดสายดปปไทดทจำเพาะ •โครงสรางลำดบตางๆของโปรตน •

ไขมน(Lipid)

ไมมmonomer •ประกอบดวยglycerol และกรดไขมน •กรดไขมนเชอมกบกลเซอรอลดวยพนธะเอสเทอร •กลเซอรอลจบกรดไขมนไดมากสด3ตว เรยกTriglycerideพบมากสดในธรรมชาต •1ตวเรยก Monoglyceride 2ตวเรยก Diglyceride •

Phospholipid:มสวนทชอบนำคอ ฟอสเฟต และสวนกลว•นำคอกรดไขมน

พบไดในเยอหมเซลลและไมเซลล ◦

Steroid: โครงสรางพนฐาน •

เปนฮอรโมนทสำคญในรางกาย และเปนสารอาหารเชนVit.D ◦ Nucleic Acid เปนสารพนธกรรม มหนาทควบคมการแสดงออกของเซลล Nucleotide เรยงตวกนเปนสายคสลบดานกน คเบสของแตละสายจะมาจบกน T-A G-C ถา เปนRNA ไมมTเปนAU