ชุดที่ 5 พันธุศาสตร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และวิวัฒนาการ

ชุดนี้ครอบคลุมสาระที่ 1 วิทยาศาสตร์ชีวภาพ มาตรฐาน ว 1.3 ได้แก่ การถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม สารพันธุกรรมและการแสดงออกของยีน มิวเทชัน โรคทางพันธุกรรม เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอและความปลอดภัยทางชีวภาพ พันธุศาสตร์ประชากร และวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

ซีรีส์ติวสอบครูผู้ช่วย เอกวิทยาศาสตร์ทั่วไป 2569 • exammvp.com

สรุปเนื้อหาสำคัญ

1. พันธุศาสตร์เมนเดลและความน่าจะเป็น

• กฎข้อ 1 การแยกตัว: แอลลีลคู่เดียวกันแยกไปคนละเซลล์สืบพันธุ์ → Aa × Aa ได้ AA : Aa : aa = 1 : 2 : 1 (ฟีโนไทป์ 3 : 1)
• กฎข้อ 2 การรวมกลุ่มอย่างอิสระ: ยีนต่างคู่บนโครโมโซมต่างคู่ → AaBb × AaBb ได้ 9 : 3 : 3 : 1
• ผสมทดสอบ (test cross) = ผสมกับฮอมอไซกัสด้อย: ลูกเด่นทั้งหมด → AA, เด่น : ด้อย = 1 : 1 → Aa, 1 : 1 : 1 : 1 → AaBb
• เทคนิคเร็ว: ยีนอิสระให้คิดทีละคู่แล้วคูณ; “และ” → คูณ, “หรือ” (เกิดพร้อมกันไม่ได้) → บวก; “อย่างน้อย 1” → 1 − P(ไม่เกิดเลย)
• ความน่าจะเป็นแบบมีเงื่อนไข: ลูกของ Aa × Aa ที่ “รู้แล้วว่าแสดงลักษณะเด่น” เป็น Aa = 2/3
• จำนวนชนิดเซลล์สืบพันธุ์ = 2ⁿ (n = จำนวนคู่ยีนที่เป็นเฮเทอโรไซกัส)
• ไคสแควร์ $\chi^2 = \sum \frac{(O-E)^2}{E}$ ใช้ “จำนวนนับ” ไม่ใช่ร้อยละ; df = จำนวนกลุ่ม − 1; χ² มากกว่าค่าวิกฤต → ปฏิเสธอัตราส่วนที่คาด

2. พันธุกรรมที่ไม่เป็นไปตามกฎของเมนเดลอย่างง่าย

• ข่มไม่สมบูรณ์: เฮเทอโรไซกัสมีลักษณะกลาง (ลิ้นมังกร แดง × ขาว → ชมพู, F₂ = 1 : 2 : 1)
• ข่มร่วมกัน: แอลลีลทั้งสองแสดงออกพร้อมกัน (หมู่เลือด AB, วัวขนสีโรน)
• มัลติเปิลแอลลีล หมู่เลือด ABO: Iᴬ = Iᴮ ข่ม i; หมู่ O = ii; หมู่ AB = IᴬIᴮ (ไม่มี i)
• หมู่เลือดใช้ “ตัดออก” ความเป็นพ่อได้ แต่ “ยืนยัน” ไม่ได้
• พหุยีน (สีผิว ความสูง): ยีน n คู่ให้ฟีโนไทป์ 2n + 1 ระดับ แจกแจงแบบโค้งระฆัง สัดส่วนตามสามเหลี่ยมปาสคาล (3 คู่: 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1)

3. เพศ ยีนบนโครโมโซมเพศ และพันธุประวัติ

• มนุษย์ 46 แท่ง = ออโตโซม 44 + XX หรือ XY; อสุจิเป็นตัวกำหนดเพศลูก; ลูกแต่ละคนเป็นชาย 1/2 เสมอ (เหตุการณ์อิสระ)
• ยีนด้อยบน X (ตาบอดสี ฮีโมฟีเลีย พร่องเอนไซม์ G6PD): ชายได้ X จากแม่เท่านั้น, ไม่มี “ชายพาหะ”, พบในชายมากกว่าหญิง
• แม่พาหะ × พ่อปกติ → ลูกชายเป็นโรค 1/2 (ของลูกชาย) = 1/4 (ของลูกทั้งหมด)
• อ่านพันธุประวัติ: พ่อแม่ปกติมีลูกเป็น → ยีนด้อย; พ่อแม่ปกติมี “ลูกสาว” เป็น → ยีนด้อยบนออโตโซม
• ยีนเด่นบน X: พ่อเป็น → ลูกสาวเป็นทุกคน ลูกชายปกติทุกคน
• ยีนบน Y: ถ่ายทอดจากพ่อสู่ลูกชายทุกคน ไม่พบในหญิง

4. ความผิดปกติของโครโมโซมและโรคทางพันธุกรรม

• ดาวน์ (47, +21) ส่วนใหญ่เกิดจาก nondisjunction ความเสี่ยงเพิ่มตามอายุมารดา ไม่ใช่โรคยีนด้อย
• เทอร์เนอร์ (45,X) หญิง ตัวเตี้ย คอเป็นพังผืด รังไข่ไม่เจริญ / ไคลน์เฟลเตอร์ (47,XXY) ชาย รูปร่างสูง อัณฑะเล็ก
• ธาลัสซีเมีย: ยีนด้อยบนออโตโซม พบบ่อยในไทย; ยีนแอลฟาโกลบินอยู่บนโครโมโซม 16, ยีนเบตาโกลบิน (รวม HbE) อยู่บนโครโมโซม 11
• 3 โรครุนแรงที่ต้องป้องกัน: ฮีโมโกลบินบาร์ตไฮดรอปส์ฟีทัลลิส, เบตาธาลัสซีเมียชนิดรุนแรง, เบตาธาลัสซีเมีย/ฮีโมโกลบินอี
• คู่เสี่ยงต้องผิดปกติ “ยีนเดียวกัน” เช่น β-thal × HbE; พาหะ × พาหะ → ลูกเป็นโรค 1/4

5. DNA การจำลอง และการแสดงออกของยีน

• กฎของชาร์กาฟฟ์ (DNA สายคู่): A = T, G = C, A + G = T + C = 50%; A–T มี 2 พันธะไฮโดรเจน, G–C มี 3 พันธะ
• การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์ (เมเซลสัน–สตาห์ล): หลัง n รอบมี 2ⁿ โมเลกุล เป็นลูกผสม 2 โมเลกุลเสมอ
• เอนไซม์: เฮลิเคส (คลายเกลียว) ไพรเมส (สร้างไพรเมอร์ RNA) DNA พอลิเมอเรส (ต่อสาย 5′→3′) ไลเกส (เชื่อมชิ้นโอคาซากิ)
• ถอดรหัส: อ่านสายแม่แบบ 3′→5′ ได้ mRNA 5′→3′ (A→U); แปลรหัสเริ่มที่ AUG หยุดที่ UAA UAG UGA (รหัสหยุดไม่ให้กรดอะมิโน)
• แอนติโคดอนจับโคดอนแบบสวนทาง: แอนติโคดอน 5′-CAU-3′ ↔ โคดอน 5′-AUG-3′
• มิวเทชัน: แทนที่เบส (เงียบ / missense / nonsense) vs เพิ่มหรือขาดหายที่ไม่ใช่พหุคูณของ 3 → เลื่อนกรอบ รุนแรงที่สุดเมื่อเกิดใกล้ต้นยีน

6. เทคโนโลยีทางดีเอ็นเอ

• เอนไซม์ตัดจำเพาะจดจำลำดับพาลินโดรม เช่น 5′-GAATTC-3′ (EcoRI); DNA ไลเกสเชื่อมยีนเข้ากับพลาสมิด
• คัดเลือกพลาสมิดสายผสม: ยีนต้านยาที่ไม่ถูกแทรก → คัดว่าได้พลาสมิด; ยีนต้านยาที่ถูกแทรก → เสียหน้าที่ (insertional inactivation)
• PCR: แยกสาย ~94 °C → ไพรเมอร์เข้าจับ ~55 °C → ต่อสาย ~72 °C (Taq พอลิเมอเรส) เพิ่มขึ้นราว 2 เท่าต่อรอบ
• เจลอิเล็กโทรโฟรีซิส: DNA มีประจุลบ เคลื่อนที่ไปขั้วบวก ชิ้นเล็กไปได้ไกล; สายตรงตัด n ตำแหน่งได้ n + 1 ชิ้น, วงกลมได้ n ชิ้น
• ลายพิมพ์ DNA: แถบของลูกต้องมาจากแม่หรือพ่อ → ตัดแถบของแม่ออกก่อน แล้วหาชายที่มีแถบที่เหลือครบ
• CRISPR-Cas9: Cas9 = กรรไกร, guide RNA กำหนดตำแหน่ง; ยีนบำบัดในเซลล์ร่างกายไม่ถ่ายทอดสู่ลูก
• โคลนนิ่ง (แกะดอลลี) เหมือนเจ้าของนิวเคลียส; เซลล์ต้นกำเนิด: โททิ > พลูริ (เอ็มบริโอ, iPS) > มัลติ (ไขกระดูก)
• GMO = เปลี่ยนสารพันธุกรรมด้วยพันธุวิศวกรรม (เช่น ข้าวโพด Bt) ต่างจากการผสมพันธุ์ การชักนำให้กลายพันธุ์ หรือการขยายพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ

7. วิวัฒนาการและพันธุศาสตร์ประชากร

• ลามาร์ก: กฎการใช้และไม่ใช้ + การถ่ายทอดลักษณะที่เกิดภายหลัง / ดาร์วิน: ความแปรผัน → การคัดเลือกโดยธรรมชาติ → ประชากรเปลี่ยน
• ตัวอย่างการคัดเลือก: แบคทีเรียดื้อยา, ผีเสื้อกลางคืนสีเข้มยุคอุตสาหกรรม (แอลลีลมีอยู่ก่อน สิ่งแวดล้อมเป็นตัวคัด)
• หลักฐาน: ซากดึกดำบรรพ์, homologous (กำเนิดเดียวกัน) vs analogous (หน้าที่เหมือน), โครงสร้างร่องรอย, คัพภะ, ลำดับโปรตีน/DNA (ต่างน้อย = ญาติใกล้)
• ฮาร์ดี–ไวน์เบิร์ก: p + q = 1, p² + 2pq + q² = 1; เริ่มจาก q² (ฟีโนไทป์ด้อย); ยีนบน X: ชาย = q, หญิง = q²
• เงื่อนไขสมดุล: ประชากรใหญ่ ผสมพันธุ์แบบสุ่ม ไม่มีมิวเทชัน ไม่มีการอพยพ ไม่มีการคัดเลือก
• genetic drift: founder effect (กลุ่มเล็กออกไปตั้งใหม่) vs bottleneck (ประชากรเดิมลดลงอย่างรุนแรง); gene flow ทำให้ประชากรคล้ายกันมากขึ้น
• การเกิดสปีชีส์: แอลโลแพทริก (มีสิ่งกีดขวางทางภูมิศาสตร์) vs ซิมแพทริก (พื้นที่เดียวกัน เช่น พอลิพลอยดี); กลไกแยกก่อนปฏิสนธิ (ฤดู ถิ่น พฤติกรรม โครงสร้าง) และหลังปฏิสนธิ (ลูกตาย ลูกเป็นหมัน เช่น ล่อ)
• มนุษย์กับชิมแปนซีมีบรรพบุรุษร่วมกัน ไม่ได้วิวัฒนาการมาจากกัน; วิวัฒนาการไม่มีเป้าหมาย

8. กับดักที่พบบ่อยในแนวสอบ

• สับสน “บุตรชายตาบอดสี” (คิดจากบุตรทั้งหมด) กับ “บุตรชายจะตาบอดสี” (คิดเฉพาะบุตรชาย)
• ลืมถอดรากที่สองจาก q² หรือนับความถี่แอลลีลเป็นจำนวนตัวแทนจำนวนแอลลีล
• อ่านแอนติโคดอนเป็นโคดอนโดยตรง หรือลืมกลับทิศ 5′/3′
• นับรหัสหยุดเป็นกรดอะมิโน หรือเริ่มอ่านจากเบสแรกแทน AUG
• เข้าใจว่าสิ่งมีชีวิต “ปรับตัวเอง” แล้วถ่ายทอด (แนวคิดแบบลามาร์ก)