Cell Division

Cell Division

Multiple Select

ทำไม สิ่งมีชีวิตถึงต้องมีการแบ่งเซลล์

• เพื่อเพิ่มอายุไข

• การเพิ่มจำนวนของเซลล์ร่างกาย

• เพื่อจะได้เกิดเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่

• เพื่อการสืบพันธุ์

• เพื่อเป็นอาหาร

Multiple Choice

สิ่งมีชีวิต มีการแบ่งเซลล์ เมื่อไหร่

เลือกข้อที่ถูกที่สุด

• เมื่อพร้อม

• เมื่อแรกเกิด

• เมื่อจะสืบพันธุ์

• ตั้งแต่แรกเกิดจนเสียชีวิต

Multiple Select

ข้อใดคือการแบ่งเซลล์ เพื่อสืบพันธุ์

• หางจิ้งจกงอกใหม่

• ดาวทะเลงอกใหม่

• จระเข้หางงอกใหม่

• พานาเรียถูกตัด

• ไฮดราแตกหน่อ

แบ่งเซลล์ทำไม

การเติบโตของสิ่งมีชีวิต การขยายพันธุ์ ล้วนเกิดขึ้นจากการเพิ่มจำนวนของหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต มันเกิดขึ้นในระดับที่เล็กที่สุด นั่นคือ เซลล์ และการแบ่งเซลล์ก็เกิดขึ้นตลอดเวลานับตั้งแต่ครั้งเซลล์ตัวอ่อนปฏิสนธิ ไปจวบจนกระทั่งตาย

หากเปรียบเทียบกับคนซึ่งเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การแบ่งเซลล์ทำให้ตัวอ่อนในท้องแม่เติบโตจนคลอดออกมาเป็นทารก เติบโตไปสู่วัยเด็ก วัยรุ่น ผู้ใหญ่ จวบจนแก่ก็ยังมีการแบ่งเซลล์เกิดขึ้น และจะหยุดลงเมื่อเสียชีวิต

การแบ่งเซลล์ (Cell Division)

• การแบ่งเซลล์ในสัตว์ประกอบด้วยขั้นตอนพื้นฐาน 2 ขั้นตอน

• 1) การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์ (Karyokinesis) ซึ่งมี 2 รูปแบบ การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (Mitosis)  การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) 

• 2) การแบ่งไซโทพลาซึม (Cytokinesis) โดยการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นตลอดเวลา 

Mitosis

เป็นการแบ่งซึ่งทำให้นิวเคลียสที่ได้ทั้งหมดมีคุณภาพและปริมาณเหมือนกัน โครโมโซมหรือหน่วยพันธุกรรมภายในก็เท่าเดิมและเหมือนกันทุกประการ

 การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเป็นการเพิ่มจำนวนของเซลล์ร่างกาย (Somatic Cell) ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (Multicellular Organism) เช่น พืช สัตว์และมนุษย์ และเป็นการแบ่งเซลล์เพื่อการสืบพันธุ์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (Unicellular Organism)

วัฏจักรของเซลล์ (Cell Cycle)

 คือ ช่วงเวลาที่เซลล์มีการเตรียมความพร้อมก่อนการแบ่งเซลล์ไปจนถึงการแบ่งเซลล์เสร็จสิ้น

ประกอบด้วยระยะอินเทอร์เฟส (Interphase) และระยะที่มีการแบ่งแบบไมโทซิสหรือ M phrase ซึ่งเซลล์ที่ได้จะเจริญเติบโตต่อไปและสามารถแบ่งเซลล์ต่อไปเรื่อย ๆ

วัฏจักรของเซลล์ (Cell Cycle)

การแบ่งแบบไมโทซิสจึงมีลักษณะเป็นวัฏจักรของเซลล์ ขณะที่การแบ่งแบบไมโอซิสนั้นไม่เป็นวัฏจักรของเซลล์

เนื่องจากการแบ่งนิวเคลียสของเซลล์แบบไมโอซิสจะทำให้ได้เซลล์สืบพันธุ์ซึ่งไม่สามารถเจริญเติบโตหรือแบ่งต่อไปได้ หากไม่ได้รับการผสมพันธุ์เซลล์นั้นก็จะหมดความหมายและตายลงในที่สุด

First Growth phase

(G1 phase)

- เซลล์ในระยะนี้จะมีขนาดใหญ่ มีเมทาบอลิซึมสูง

- เตรียมสารอาหารให้พร้อมต่อการแบ่งหน่วยพันธุกรรม เพื่อการสังเคราะห์กรดอะมิโน เอนไซม์ ตลอดจนแหล่งพลังงานต่าง ๆ

- โครโมโซมยังเป็นสายยาวพันเกี่ยวไปมา

Synthetic phase (S phase)

- ถ้าย้อมสีโครโมโซมจะเห็นโครมาติด (Chromatid) เพิ่มขึ้น จำนวนโครโมโซมเพิ่มขึ้นและพร้อมจะแยกตัว

- มีการสังเคราะห์โครโมโซม

- DNA replication

Second Growth phase

(G2 phase)

- สังเคราะห์โปรตีนและออร์แกแนลต่างๆเพิ่มขึ้น เช่น เซนโทโซม

- เป็นการตรวจสอบความถูกต้องของโครโมโซมที่แยกตัวออกและพร้อมที่จะแบ่งนิวเคลียสต่อไป

ระยะโพรเฟส (Prophase)

• ในระยะนี้เส้นใยโครมาตินในนิวเคลียสเริ่มหดสั้นลง โครโมโซมจะเข้าคู่กันและมีโครงสร้างเป็นรูปตัว x

• นิวคลีโอลัสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสจะเริ่มหายไป

• เซนโทรโซม (Centrosome) จะเริ่มสร้างเส้นใยสปินเดิล (Spindle Fiber) 

• เซนโทรโซมจะค่อย ๆ เคลื่อนไปยังขั้วทั้งสองของเซลล์ 

ระยะเมทาเฟส (Metaphase)

• ไมโครทูบูลส์ในเส้นใยสปินเดิลจะจับกับโครโมโซมทั้งหมดที่ไคนีโทคอร์ (Kinetochore) ที่อยู่ใกล้กับตำแหน่งของเซนโทรเมียร์

• และดึงให้โครโมโซมเรียงตัวอยู่ในแนวเดียวกันบริเวณกลางเซลล์

• เป็นระยะที่เห็นโครโมโซมได้ชัดเจนที่สุด

ระยะแอนาเฟส (Anaphase)

• คู่โครโมโซมจะถูกเส้นใยสปินเดิลที่หดสั้นลงดึงให้โครมาทิดแต่ละอันแยกออกจากกัน

• โครมาทิดจะถูกดึงเข้าหาขั้วเซลล์คนละด้าน

ระยะเทโลเฟส (Telophase)

• โครมาทิดถูกดึงมายังบริเวณขั้วเซลล์และเกาะกลุ่มกัน

• เส้นใยสปินเดิลสลายตัวไป

• มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียส นิวคลีโอลัสกลับมาให้เห็นในนิวเคลียสใหม่อีกครั้ง

• โครโมโซมเริ่มยืดยาวออกทำให้เส้นบางลงและเห็นได้ไม่ชัดเจน

Cytokinesis

การแยกแบบ Furrow type ซึ่งเยื่อหุ้มเซลล์จะคอดกิ่วจากสองข้างเข้าสู่ใจกลางเซลล์ซึ่งเป็นการแบ่งไซโทพลาซึมของเซลล์สัตว์

Cytokinesis

การสร้างผนังกั้นเซลล์ ที่เรียกว่าเซลล์เพลท Cell plate ขึ้นตรงกลางและแยกนิวเคลียสออกจากกัน เรียกว่า Cell plate type โดยพบได้ในพืช

Meiosis

เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์

จากเซลล์เริ่มต้น 1 เซลล์ จะได้เซลล์ทั้งหมด 4 เซลล์

เซลล์เหล่านี้มีองค์ประกอบทางพันธุกรรมต่างกันและมีโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่ง

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

• เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์ โดยมีการแบ่งนิวเคลียส 2 ครั้ง

• ได้เซลล์สืบพันธุ์ (gametes) 4 เซลล์ที่มีสารพันธุกรรมหรือโครโมโซมเพียง ครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม 

• มีกระบวนการแบ่งนิวเคลียสและไซโตพลาสซึม 2 ครั้ง แต่ DNA มีการ จำลองตัวเองครั้งเดียว

• แบ่งเป็น 2 ช่วง คือ Meiosis I และ Meiosis II

Interphase

• cell เตรียมพร้อมเช่นเดียวกับ Mitosis มี G1 , S และ G2

• ระยะ S ของ meiosis จะใช้เวลานานกว่า S ของ mitosis มาก

• ปริมาตรของนิวเคลียสมีขนาดใหญ่กว่าของเซลล์mitosis

Prophase I

•  มีการเข้าคู่กันของฮอมอโลกัสโครโมโซม ทำให้แต่ละคู่มี 4 โครมาทิด

• เกิดการไขว้กันของนอนซิสเตอร์โครมาทิด (non-sister chromatid) เรียกว่า ครอสซิงโอเวอร์ (crossing over) ตำแหน่งที่ไขว้กันเรียก ไคแอสมา (chiasma) 

• เกิดการแลกเปลี่ยนชิ้นส่วนของโครมาทิดที่อยู่ชิดกัน เป็นผลทำให้สารพันธุกรรมถูกแลกเปลี่ยนด้วย 

Metaphase I

•  Nuclear membrane สลายตัวหมดไป

• Homologous chromosome จะเรียงตัวเป็นคู่อยู่กึ่งกลางเซลล

• ปลายด้านหนึ่งของ spindle fiber จะเกาะที่ kinetochore ของแต่ละ โครโมโซม

Anaphase I

• Homologous chromosome แยกตัวออกไปยังขั้วของเซลล์ โดยไม่มี การแบ่งตัวของ centromere

• Chromosome ที่แยกออกไปยังขั้วเซลล์ประกอบด้วย 2 chromatid

Telophase I

• มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสล้อมรอบโครโมโซม ได้ 2 นิวเคลียส

• ได้เซลล์ลูก 2 เซลล์ที่มีโครโมโซมเป็น haploid (n) 

เมื่อสิ้นสุดไมโอซิส I จะแบ่งไซโทพลาซึมและเข้าสู่ไมโอซิส II ต่อไป

เรียกว่า ระยะอินเตอร์ไคเนซิส (interkinesis)

ไมโอซีสครั้งที่ 2 เกิดต่อเนื่องไปเลยไม่มีพักและผ่านระยะอินเทอร์เฟสไป

ไม่มีการจำลองโครโมโซมใหม่อีก 

ระยะไมโอซิส II (meiosis II)

แบ่งเป็น 4 ระยะคือ prophase II, metaphase II, anaphase II และ telophase II ตามด้วยการแบ่งไซ โทพลาซึม เมื่อสิ้นสุดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสจะได้เซลล์ลูก 4 เซลล์ โดยแต่ละเซลล์จะมีจำนวนโครโมโซมเป็น ครึ่งหนึ่งของเซลล์แม่

Multiple Choice

การแบ่งเซลล์แบบ Mitosis เซลล์ใหม่ที่ได้มีลักษณะเป็นอย่างไร

• 1 เซลล์ เหมือนเดิมทุกประการ

• 2 เซลล์ เหมือนเดิมทุกประการ

• 2 เซลล์ มีจำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

• 4 เซลล์ มีจำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

Multiple Choice

เซลล์ต่อไปนี้ คือ

ก. อสุจิ ข. ไข่

ค. เซลล์เม็ดเลือดขาว

ง. เซลล์ผิวหนัง

เซลล์ในข้อใดเกิดจากการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส

• ก , ข

• ก , ค

• ข , ค

• ค , ง

Multiple Choice

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอย่างไร

• ทำให้สิ่งมีชีวิตมีการเจริญเติบโต

• ทำให้มีเซลล์ใหม่ทดแทนเซลล์ที่ชำรุด

• ทำให้สิ่งมีชีวิตมีจำนวนโครโมโซมคงที่ในทุกรุ่น

• ทำให้เกิดการรวมกันของเซลล์สืบพันธุ์ 2 เพศ

Multiple Choice

การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส แตกต่างจากไมโอซิสอย่างไร

• ไมโทซิสใช้เวลานานกว่าไมโอซิส

• ไมโทซิสเป็นการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ไมโอซิสสร้างเซลล์ร่างกาย

• ไมโทซิสได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ ไมโอซิสได้เซลล์ใหม่ 2 เซลล์

• ไมโทซิสไม่มีการไซแนปซิส ไคแอสมาและครอสซิงโอเวอร์ แต่ไมโอซิสมี

Multiple Choice

เซลล์ใหม่ที่ได้จากการแบ่งแบบไมโอซิส มีสารพันธุกรรมเหมือนเดิมหรือไม่ เพราะเหตุใด

• เหมือนแน่นอน เพราะมีการจำลองโครโมโซมขึ้นมาอีก 1 ชุด

• เหมือนแน่นอน เพราะมีการแบ่งเซลล์ครั้งเดียว เป็นการแบ่งครึ่งโครโมโซม

• อาจไม่เหมือนเดิม เพราะขณะแบ่งเซลล์อาจเกิดความผิดพลาด มีบางส่วนของโครโมโซมขาดหายไป

• อาจไม่เหมือน เพราะขณะแบ่งเซลล์มีการแลกเปลี่ยนบางส่วนของโครโมโซมจากการไซแนปซิสไคแอสมา และครอสซิงโอเวอร์

Multiple Choice

ระยะใดของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสที่มองเห็นโครโมโซมมีขนาดใหญ่ที่สุด

• เมทาเฟส

• เทโลเฟส

• อินเตอร์เฟส

• โฟรเฟส

Multiple Choice

ข้อใดจะเกิดขึ้นเฉพาะการแบ่งแบบไมโอซิส

• การจับคู่ของฮอโมโลกัสโครโมโซม

• การจำลอง DNA

• การเรียงตัวกลางเซลล์ของโครโมโซม

• การแยกตัวของโครมาทิด

Open Ended

ถ้าไม่แบ่งเซลล์ เราจะแบ่งอะไรดี