วิชาการ.คอม-บทเรียนออนไลน์-การแบ่งเซลล์ | บทเรียน วิชาการ.คอม
ชีววิทยา
 

การแบ่งเซลล์

สร้างเมื่อ 11 เม.ย. 2554 15:29:27
  • ระดับม.4
  • 11,835 view

การแบ่งเซลล์


คำถามนำ 
กระบวนการเพิ่มจำนวนของเซลล์มีกระบวนการอย่างไรบ้าง  การเพิ่มจำนวนเซลล์มีผลต่อสิ่งมีชีวิตอย่างไรบ้าง

เมื่อเซลล์ได้รับสารอาหารเพียงพอ   จะมีการสลายสารอาหารเพื่อนำไปใช้ในการสริมสร้างส่วนต่างๆ ของเซลล์ที่เสื่อมไปเนื่องจากการใช้งาน   และสร้างองค์ประกอบของเซลล์พืชขึ้น เซลล์จึงมีขนาดเพิ่มขึ้น

 

ถ้าให้เซลล์เป็นเหมือนรูปสี่เหลี่ยมลูกบาศก์และมีด้านแต่ละด้านยาวด้านละ 1 เซนติเมตร ถ้าขนาดของลูกบาศก์เพิ่มขึ้นเป็นด้านละ 2 เซนติเมตร และ 3 เซนติเมตรตามลำดับ เซลล์จะมีพื้นที่ผิวและปริมาตร เพิ่มขึ้นเท่าใด

 

 
ภาพที่ 4-31 การเพิ่มขนาดของเซลล์ตั้งแต่ความยาว ด้านละ 1 เซนติเมตรถึง 3 เซนติเมตร


ตารางที่ 4.2 การเพิ่มขนาดลูกบาศก์ที่มีผลต่ออัตราส่วนของพืชที่ผิวต่อปริมาตร

 

จากตารางแสดงว่าเมื่อเซลล์มีขนาดเพิ่มขึ้นจะทำให้ปริมาตรเพิ่มขึ้นในอัตราที่สูงกว่าการเพิ่มที่ผิว   ดังเห็นได้จากอัตราส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรมีค่าลดลง   ซึ่งมีผลทำให้อาหารเข้าสู่เซลล์ได้น้อยลงเมื่อเทียบกับปริมาตรเซลล์ที่เพิ่มขึ้นและมีผลต่อการนำของเสียภายในเซลล์ออกสู่ภายนอกเซลล์ได้ไม่ดีเท่าที่ควร   การแบ่งเซลล์จะส่วนให้อัตราส่วนระหว่างพื้นที่ผิวกับปริมาตรของเซลล์ใหม่เพิ่มขึ้นการเจริญเติบโตและการขยายขนาดของสิ่งมีชีวิต เกิดจากการเพิ่มจำนวนเซลล์ทั้งสิ้น

 

การแบ่งเซลล์ของสิ่งมีชีวิตพวกยูคาริโอตประกอบด้วย 2 ขั้นตอน คือ การแบ่งนิวเคลียส(karyokinesis)   และการแบ่งไซโทพลาซึม(cytokinesis) การแบ่งนิวเคีลยสสามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบคือ การแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิส(mitosis) และการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิส(meiosis) การแบ่งแบบโมโทซิสเป็นวิธีการแบ่งนิวเคลียสที่ทำให้มีจำนวนโครโมโซมคงที่   ส่วนการแบ่งแบบไมโอซิสเป็นการแบ่งนิวเคลียส   ซึ่งก่อให้เกิดการลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง   เช่น จาก 2n เป็น n หรือจาก 4n เป็น 2n เป็นต้น   หลังจากการแบ่งนิวเคลียสทั้ง 2 แบบนี้จะมีการแบ่งไซโทพลาซึมตามมาเสมอ   การแบ่งนิวเคลียสจะใช้ระยะเวลานานกว่าการแบ่งไซโทพลาซึมมาก   การแบ่งเซลล์ที่มีการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโทซิสมักเรียกว่าการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส และการแบ่งเซลล์ที่มีการแบ่งนิวเคลียสแบบไมโอซิสมักจะเรียกว่า การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ซึ่งจะได้กล่าวในรายละเอียดต่อไปนี้


4.5.1 การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส 
การแบ่งเซลล์แบบนี้เป็นการแบ่งของเซลล์ร่างกาย (somatic cell) เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ในขณะที่มีการเจริญเติบโต   ในร่างกายของคนและสัตว์ เซลล์บางชนิดมีการแบ่งตัวตลอดเวลา   เพื่อทดแทนเซลล์ที่ตายไป เช่น เซลล์ไขกระดูก และเซลล์ผิวหนัง เป็นต้น เซลล์บางชนิด เมื่อได้รับการกระตุ้นจากปัยจัยที่เหมาะสมจึงจะเกิดการแบ่งเซลล์ได้ตอ่ไปอีก เช่น เซลล์ตับ เซลล์ของต่อมต่างๆ และเซลล์ในอวัยวะทั่วไป เป็นต้น ในกรณีของเซลล์ประสาท   เซลล์กล้ามเนื้อยึดกระดูกและกล้ามเนื้อหัวใจ   ซึ่งมีการพัฒนาจนมีรูปร่างและหน้าที่เป็นพิเศษแตกต่างจากเซลล์ทั่วๆ ไปจะไม่มีการแบ่งตัว เมื่อเซลล์ตายไปจึงไม่มีเซลล์ใหม่มาทำหน้าที่แทน   สำหรับในพืชส่วนของโครงสร้างที่มีอายุมากจะประกอบด้ยเนื้อเยื่อถาวรไม่มีการแบ่งเซลล์   แต่บริเวณส่วนปลายของรากและปลายยอดเป็นบริเวณที่มีการเจริญเติบโตอยู่ตลอดเวลา   และเป็นบริเวณที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อเจริญเราจึงพบว่าบริเวณนี้มีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิลอยู่เสมอ

นักเรียนจะได้ศึกษาการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสในเซลล์พืชจากกิจกรรมที่ 4.5


กิจกรรมที่ 4.5 การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของปลายรากหอม 
วัสดุอุปกรณ์

1.   ขวดปากกว้าง หรือบิกเกอร์ขนาด  50 cm3 ที่มีน้ำบรรจุอยู่
2.   ใบมีดโกน
3.   ชุดตะเกียงแอลกอฮอล์
4.  กล้องจุลทรรศน์
5.   สไลด์ และกระจกปิดสไลด์
6.   หลอดหยด
7.   ไม้หยีบ
8.   ดินสอชนิดที่มียางลบ
9.  กระดาษเยื่อ
10.   กรดไฮโดรคลอริก เข้มข้น 1 mol/l
11.   น้ำกลั่น
12.   สีอะซีโทคาร์มีน เข้มข้น 0.5%
13.   หอมหัวแดง หรือหอมหัวใหญ่


วิธีการทดลอง

1.   เพาะหอมแดงหรือหอมหัวใหญ่โดยวางบนปากขวดปากกว้าง หรือวางบนบิกเกอร์ที่มีน้ำอยู่จนรากงอกประมาณ 1-2 cm 
2.   ตักรากหอมยาวประมาณ 0.5 cm นำมาวางบนสไลด์ และหยดกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 1 mol/l ให้ท่วม ผ่านสไลด์ไปบนเปลวไฟ 3-4 ครั้ง ระวังอย่างให้กรดไฮโดรคลอริกแห้ง   แล้วล้างกรดไฮโดรคลอริกออกโดยหยดน้ำกลั่นลงบนสไลด์และเทออก 2-3 ครั้ง
3.   ซับน้ำให้แห้งแล้วหยดสีอะซีโทคาร์มีน (acetocarmine) เข้มข้น 0.5% ผ่านสไลด์บนเปวลไฟ ระวังอย่าให้สีเดือนและแห้ง แล้วปิดด้วยกระจกสไลด์
4.   ใช้ดินสอด้านที่มียางลบติดอยู่เคาะเบาๆ บนกระจกปิดสไลด์   เพื่อให้เซลล์กระจายแล้วใช้กระดาษเยื่อ ซับบริเวณข้างๆ กระจกสไลด์ให้แห้ง
5.     ตรวจดูเซลล์รากหอมที่อยู่บนสไลด์ด้วยกล้องจุลทรรศน์  โดยใช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายต่ำสุด   เลือกบริเวณในสไลดืที่เห็นนิวเคลียสลักษณะต่างๆ กัน    แล้วจึงช้เลนส์ใกล้วัตถุที่มีกำลังขยายสูงจนเห็นภาพชัดเจน   สังเกตความแตกต่างของแต่ละเซลล์   แล้วบันทึกภาพนำมาเปรียบเทียบกับภาพที่ 4-32 ซึ่งเป็นภาพแสดงนิวเคลียสแต่ละเซลล์ของรากหอมในระยะต่างๆ ของการแบ่งเซลล์

 
ภาพที่ 4-32 การเปลี่ยนแปลงของโครโมโซมในนิวเคลียสระยะต่างๆ ของการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส ในปลายรากหอม

 

จากกิจกรรมที่ 4.5 นักเรียนคงพบว่านิวเคลียสของแต่ละเซลล์มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น   จึงพบโครโมโซมในแต่ละนิวเคลียสมีลักษณะแตกต่างกันตามระยะต่างๆ ของการแบ่งเซลล์

 

นักเรียนจะเห็นได้ว่า   การแบ่งเซลล์เป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นต่อเนื่องกัน   ก่อนที่จะมีการแบ่งเซลล์   เซลล์จะมีการเตรียทตัวให้พร้อมก่อน   ระยะเวลาที่เซลล์เตรียทความพร้อมก่อนการแบ่งจนถึงการแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึมเสร็จแล้ว   เรียกว่า วัฏจักรของเซลล์ (cell cycle) ซึ่งพบเฉพาะการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส   เนื่องจากเซลล์ที่ได้จากการแบ่งแบบนี้สามารถเจริญและเข้าสู่วัฏจักรของเซลล์ได้อย่างต่อเนื่อง ดังภาพที่ 4-33

 
ภาพที่ 4-33 วัฏจักรของเซลล์

 

-    เซลล์ที่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปทำหน้าที่เฉพาะอย่างไปแล้วสามารถเกิดการแบ่งเซลล์ได้อีกหรือไม่

 

วัฏจักรของเซลล์ประกอบด้วยขั้นตอนใหญ่ 2 ขั้นตอน คือ ระยะอินเตอร์เฟส(interphase) และ ระยะที่มีการแบ่งแบบไมโทซิส(mitotic phase หรือ M phase) ซึ่งในแต่ละขั้นตอนมีการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสและไซโทพลาซึม   แบ่งเป็นระยะต่างๆ ได้อีกดังนี้


ระยะอินเตอร์เฟส เป็นระยะที่เซลล์เตรียมตัวให้พร้อมก่อนที่จะแบ่งนิวเคลียสและไซโทพลาซึม   เซลล์ในระยะนี้มีนิวเคลียสขนาดใหญ่   และเห็นนิวคลีโอลัสชัดเจนเมื่อย้อมสี   ระยะอินเตอร์เฟสแบ่งได้เป็นระยะย่อยได้ 3 ระยะ ดังภาพที่ 4-33 คือ

1.   ระยะก่อนสร้าง DNA หรือระยะ  1 (G1 phase) เป็นระยะที่เซลล์มีการเติบโต ขนาดใหญ่ขึ้น   มีการสังเคราะห์สารต่างๆ เซนโทรโซมทีการแบ่งตัว แต่ละเซนโทรโซมประกอบด้วยเซนทริโอล 1 คู่

2.   ระยะสร้าง DNA หรือระยะเอส (S phase) เป็นระยะที่เซลล์มีการสังเคราะห์ DNA เพิ่มอีกชุดหนึ่งเรียกระยะนี้ว่า การจำลองตัวของโครโมโซม (chromosome replication) สาย DNA ในระยะนี้ยังเป็นเส้นใยอยู่นิวเคลียสทั่วไป เรียกว่า โครมาทิน

3.   ระยะหลังสร้าง DNA หรือระยะจี  2 (G2 phase) เป็นระยะที่เซลล์มีการเตรียมพร้อมที่จะแบ่งเซลล์   มีการสร้างโปรตีนและออร์แกเนลล์ต่างๆ เพิ่มขึ้น

การเปลี่ยนแปลงของเซลล์ทั้งสามระยะเป็นไปอย่างต่อเนื่อง

-   ระยะอิเตอร์เฟส ใช้เวลาประมาณเท่าใดของวัฏจักร


1.  ระยะโพรเฟส(prophase) เป็นระยะที่เห็นนิวเคลียสได้ชัดเจน   และนิวเคลียสยังมีเยื่อหุ้มอยู่   นิวคลีโอลัสสลายตัวไปโครมาทินมีการขดตัวโดยการบิดเกลียว   จึงทำให้มีการมองเห็นโครโมโซมสั้นลง และมีขนาดใหญ่ขึ้น   สังเกตเห็นแท่งโครโมโซมได้จากกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง   ในไซโทพลาซึมมีการสร้าง เส้นใยสปินเดิล(spindle fiber) ซึ่งเป็นเส้นใยโปรตีนซึ่งประกอบด้วยไมโครทิวบูลในเซลล์ของสัตว์ เส้นใยสปินเดิลยึดติดกับเซนโทรโซม เซนโทรโซมทั้ง 2 ชุด เริ่มเคลื่อนที่ห่างจากกันตามความยาวของนิวเคลียสไปอยู่คนละด้าน โดยมีเส้นในสปินเดิลโยงยึดระหว่างเซนโทรโซมทั้ง 2 ชุด ส่วนในเซลล์พืช เซนโทรโซมไม่มีเซนทริโอล


2.   ระยะเมทาเฟส(metaphase)   เป็นระยะที่เยื่อหุ้มนิวเคลียสสลายตัว   เส้นใยสปินเดิลเข้าไปจับกับโครโมโซมและทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของโครโมโซม   โดยเส้นใยสปินเดิลจะยึดกับโครโมโซมที่ ไคนีโทคอร์(kinetochore) ซึ่งเป็นโปรตีนที่อยู่บริเวณเซนโทรเมียร์ตรงส่วนที่โครมาทิดทั้ง 2 แท่งของแต่ละโครโมโซมยึดติดกัน   ในระยะนี้โครโมโซมมีการขดตัว   จึงมีขนาดใหญ่ขึ้นและสั้นลงทำให้โครโมโซมเคลื่อที่ได้สะดวก   การเคลื่อนที่ของโครโมโซมเกิดจากการดึงของเส้นในสปินเดิล   ซึ่งยึดกับเซนโทรโซมที่เคลื่อนที่อยู่ตรงข้ามกันที่บริเวณขั้วเซลล์ทั้ง 2 ข้าง โครโมโซมถูกนำมาจัดเรียงอยู่ตรงกึ่งกลางของเซลล์ในแนวระนาบเดียวกัน ซึ่งเรียกว่า เมทาเฟสเพลท (metaphase plate) ระยะเมทาเฟสเป็นระยะที่โครโมโซมมีขนาดใหญ่ที่สุด

 
ภาพที่ 4-34 ไคนีโทคอร์

 

-  เหตุใดจึงนิยมนับจำนวนโครโมโซมของเซลล์ในระยะเมทาเฟส

3.   ระยะแอนาเฟส(anaphase)   เป็นระยะที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจนสังเกตได้ยาก   เกิดจากการแยกตัวของโครมาทิดของแต่ละโครโมโซม   แต่ละโครมาทิดจะถูกดึงให้แยกออกจากกันไปในทิศทางตรงกันข้ามโดยการหดตัวของเส้นสปินเดิล   ซึ่งทำใหโครโมโซมแยกจากกันไปเป็น 2 กลุ่ม แต่ละกลุ่มถูกดูดไปยังสู่ขั้วของเซลล์ที่อยู่ตรงกันข้ามในระยะนี้โครโมโซมที่เกิดขึ้นใหม่ (daughter   chromosome) จึงประกอบด้วยโครมาทิดเพียง 1 เส้น


4.   ระยะเมโลเฟส(telophase) เมื่อโครโมโซมแต่ละชุดที่เกิดจากการแบ่งในระยะแอนาเฟสถูกนำมายังขั้วของเซลล์แต่ละขั้วแล้วก็จะหยุดการเคลื่อนที่   เส้นใยสปินเดิลสลายตัว   มีการสังเคราะห์เยื่อหุ้มนิวเคลียส   และนิวคลีโอลัส ส่วน DNA ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมและเป็นองค์ประกอบของโครโมโซมจะคล้ายเกลียวออกทำให้โครโมโซมยืดตัวออกเป็นเส้นใยโครมาทินขนาดเล็กลง
เมื่อใกล้สิ้นสุกระยะเทโลเฟสจะเกิดการแบ่งของไซโทพลาซึมขึ้น   ซึ่งมีวิธีการแตกต่างกันระหว่างเซลล์พืชและเซลล์สัตว์

รู้หรือเปล่า ? 
การนับจำนวนโครโมโซม ต้องนับจากจำนวนเซนโทรเมียร์ระยะที่โรโมโซม ประกอบด้วย 2 โครมาทิด ได้แก่ ระยะอินเตอร์เฟส โพรเฟส และระยะเมทาเฟส

 

ระยะที่โครโมโซมมี 1 โครมาทิด ได้แก่ ระยะแอนาเฟส และระยะเทโลเฟส

 

-   การแบ่งเซลล์ของเซลล์รากหอมในระยเทโลเฟส นักเรียนพบการเปลี่ยนแปลงใดเกิดขึ้นในไซโทพลาซึมของเซลล์นั้นบาง

การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์พืช   มีการสร้าง แผ่นกันเซลล์(cell plate) คั่นตรงกลางระหว่างนิวเคลียสใหม่ทั้งสอง  โดยเริ่มสร้างจากบริเวณตรงกลางแล้วจึงขยายไปสู่ผนังเซลล์เดิมทั้งสองด้านต่อมามีการสร้างสารเซลลูโลส   สะสมที่แผ่นกั้นเซลล์   เกิดเป็นผนังเซลล์ใหม่กั้นเซลล์เดิมออกเป็น 2 เซลล์   โดยผนังเซลล์มีช่องเปิดให้สารจากเซลล์ที่อยู้ใกล้ชิดกันผ่านเข้าออกได้   สำหรับในเซลล์สัตว์เยื่อหุ้มเซลล์จะคอดเข้าหากันจนกระทั่งเซลล์หลุดออกจากกัน   จึงได้เซลล์ใหม่ (daughter cell) เกิดขึ้น 2 เซลล์   เซลล์ที่ได้จากการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสบางเซลล์จะเข้าสู่วัฏจักรของเซลล์   แต่บางเซลล์จะพัฒนามีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างไปทำหน้าที่เฉพาะ

 

-   ในการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสนิวเคลียสมีวิธีการอย่างไรจึงทำให้นิวเคลียสที่เกิดขึ้นใหม่ทั้ง 2 นิวเคลียส   มีปริมาณของสารพันธุกรรมหรือจำนวนโครโมโซมเท่ากับเซลล์เดิม

 
ภาพที่ 4-35 ภาพถ่ายวัฏจักรการแบ่งไมโทซิสของเซลล์พืช

 
ภาพที่ 4-36 การวาดวัฏจักรการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสของเซลล์สัตว์

 

-   การแบ่งแบบไมโทซิสในเซลล์พืชและสัตว์ต่างกันอย่างไร
-   ถ้าหากว่าเซลล์ของสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งมีโครโมโซมอยู่ 4 คู่ ในระยะอินเตอร์เฟส   นักเรียนคิดว่าภายในการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสจะได้เซลล์ใหม่กี่เซลล์ และในแต่ละเซลล์จะมีจำนวนโครโมโซมอยู่กี่โครโมโซม
-   การจำลองโครโมโซมที่ความสำคัญต่อการแบ่งเซลล์อย่างไร
-   ถ้าเส้นในสปินเดิลไม่ดึงโครมาทิดแยกออกจากกัน   จะเกิดอะไรขึ้น
-   จุลินทรีย์เซลล์เดียวชนิดหนึ่ง   สามารถแบ่งเซลล์จากเซลล์จากเซลล์เพิ่มต้นเพียงเซลล์เดียวได้ทุก 20 นาที จะมีจุลินทรีย์นี้เท่าใด   ในเวลา 4 ชั่วโมงต่อมา


กิจกรรมที่ 4.6 แผนผังเรื่องไมโทซิส 
ใหนักเรียนทำกิจกรรมต่อไปนี้
1. เขียนผังมโนทัศน์ เรื่องการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส
2.   เขียนไดอะแกรมแสดงจำนวนโครโฒโซมของเซลล์เดิม และเซลล์ใหม่ที่เกิดจากการแบ่งแบบไมโทซิส


4.5.2   การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส   
การแบ่งเซลล์แบบนี้นิวเคลียสมีการเปลี่ยนแปลงโดยลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง   เป็นการแบ่งเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สืบพันธุ์   เซลล์ร่างกายของคนมีโครโมโซมอยู่ 46 โครโมโซม หรือ 23 คู่ แต่ละคู่มีรูปร่างลักษณะเหมือนกัน   และมียีนที่คุณลักษณะเดียวกันอยู่ในตำแหน่งตรงกัน   เรียกโครโมโซมที่เป็นคู่กันว่า ฮอมอโลกัสโครโมโซม(homologous chromosome) และเซลล์ที่มีโครโมโซมเข้าคู่กันได้นี้เรียกว่า เซลล์ดิพลอยด์(diploid cell) การที่เซลล์มีโครโมโซมเป็นคู่เหมือนกันนี้   เนื่องจากได้รับการถ่ายทอดมาจากไซโกต   ซึ่งเกิดจากการปฏิสนธิของเซลล์ไข่และอสุจิ   จึงมีโครโมโซมเป็น 2 ชุด หรือ 2n เมื่อย่างเข้าสู่วัยเจริญพันธุ์   เซลล์ในอวัยวะสืบพันธุ์จะเกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสผลิตเซลล์ไข่ซึ่งเป็นสืบพันธุ์เพศดมียหรืออสุจิซึ่งเป็นเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้   ที่มีโครโมโซมในนิวเคลียสเพียง 1 ชุด หรือ n เรียกเซลล์ที่มีโครโมโซมเพียง 1 ชุดว่า เซลล์แฮพลอยด์(haploid cell)

 

รู้หรือเปล่า ? 
n เป็นสัญลักษณ์แทนจำนวนโครโมโซม 1 ชุด ในแต่ละนิวเคลียสของเซลล์พบในเซลล์สืบพันธุ์   และเซลล์บางที่มีการแบ่งแบบไมโทซิสในอวัยวะสืบพันธุ์
ส่วน 2n แทนจำนวนโครโมโซม 2 ชุดพบในเซลล์ร่างกายทั่วไปซึ่งได้จากการแบ่งของไซโกต โครโมโซม 2 ชุดนี้   จะได้มาจากอสุจิของพ่อและไข่ของแม่อย่างละ 1 ชุด

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสนี้   มีการแบ่งนิวเคลียส 2 รอบ จึงนิยมใช้เลขโณมัน I หรือ II กำกับระยะต่างๆ เพื่อให้ทราบว่าเป็นการแบ่งในรอบใด ดังภาพที่ 4-37 และ 4-38

 
ภาพที่ 4-37 ภาพถ่ายการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิลของเซลล์

 
ภาพที่  4-38 ภาพวาดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิลของเซลล์สัตว์

 

นักเรียนจะศึกษาการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสแบบไมโอซิส จากกิจกรรมต่อไปนี้


กิจกรรมที่ 4.7 การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสในเซลล์พืช 
วัสดุอุปกรณ์

1.    ช่อดอกกุยช่าย (หรือดอกหัวหอมใหญ่ ดอกหัวใจม่วง)
2.   สไลด์ และกระจกปิดสไลด์
3.   สารละลายอะซีโทออร์ซีน   หรืออะซีโทคาร์มีนเข้มข้น 0.5-2%
4.   แท่งแก้วคนสาร
5.   ชุดตะเกียงแอลกอฮอล์
6.   กระดาษเยื่อ
7.   ไม้หนีบ
8.   กล้องจุลทรรศน์


วิธีการทดลอง

1.   วางอับเรณูของดอกกุยช่าย 1-2 อัน (หรืออับเรณูของดอกหอมหัวใหญ่ ดอกหัวใจม่วง) ลงบนสไลด์ที่สะอาด   
2.   ใช้ปลายแท่งแก้วคนสารด้านทู่   บดอับเรณูของดอกไม้ให้แตกให้เซลล์กระจายออกจากกัน   แล้วปิดด้วยกระจกปิดสไลด์
3.  หยดสารละลายอะซีโทออร์ซีน หรือสารละลายอะซีโทคาร์มีนเข้มข้น 0.5-2% 1 หยด บนอับเรณู
4.   อุ่นสไลด์ให้ร้อนเหนือเปลวไฟบนตะเกียง   พอร้อนอย่างให่เดือนจนกระทั่งฟองอากาศเริ่มเคลื่อนมาที่ขอบ   ปิดกระจกปิดสไลด์
5.   วางสไลด์ระหว่างกระดาษเยื่อที่พับหนา 3-4 ชั้น จับขอบข้างหนึ่งของสไลด์   แล้วใช้นิวหัวแม่มือกดบนกระจกปิดสไลด์ที่มีกระดาษเยื่อหุ้มอยู่ อย่างให้กระจกปิดสไลด์เลื่อน
6.   เช็ดสีตามขอบกระจกปิดสไลด์ แล้วนำไปส่องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์

-   ระยะใดที่โครโมโซมขดสั้นที่สุดและระยะใดที่โครโมโซมลดจาก 2n เป็น n 
-   เซลล์ที่ได้จากการแบ่งในระยะเทโลเฟส II จะเจริญเป็นอะไร

จากภาพที่ 4-37 ภาพที่ 4-38 และกิจกรรมที่ 4.7 นักเรียนจะได้ทราบรายละเอียดของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิล ดังต่อไปนี้


ระยะอินเตอร์เฟส I (interphase I) 
ก่อนที่เซลล์จะแบ่งตัวแบบไมโอซิล   เซลล์มีการเตรียมตัวให้พร้อมเช่นเดียวกับการแบ่งแบบไมโทซิส


ระยะไมโอซิส I(meiosis I) เป็นการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสและไซโทพลาซึม   ในรอบที่ 1 ประกอบด้วยระยะต่างๆ ดังนี้   
1. ระยะโพรเฟส I(prophase I) มีการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกับการแบ่งแบบไมโทซิส คือ โครมาทินจะขดตัวสั้นลงและมีขนาดใหญ่ขึ้น เซนโทรโซมจะเคลื่อนห่างจากกันตามความยาวของนิวเคลียส   เยื่อหุ้มนิวเคลียสและโครงสร้างนิวคลีโอลัสเริ่มสลายตัว    แต่มรปรากฏการณ์ที่แตกต่างจากไมโทซิส คือ โครโมโซมที่เป็นฮอมอโลกัลกันจะเรียงตัวอยู่เป็นคู่กัน   แต่ละคู่ของฮอมอโลกัลโครโมโซมมี 4 โครมาทิด   และอาจเกิดจากไข้วกันของโครมาทิดเรีกยว่า ครอสซิงโอเวอร์(crossing over) ตำแหน่งที่ไข้วกันเรียกว่า ไคแอสมา(chiasma) เป็นผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงชิ้นส่วนของโครมาทิดต่างเส้นที่อยู่ชิดกัน    สารพันธุกรรมจึงถูกแลกเปลี่ยนไปด้วย

 
ภาพที่ 4-39 ครอสซิงโอเวอร์แสดงบริเวณที่ไข้วกัน


2. ระยะเมทาเฟส I(metaphase I) ในระยะนี้เส้นใยสปินเดิลที่ยึดเกาะกับฮอมอโลกัสโครโมโซมจะจัดให้โครโมโซมมาเรียงตัวอยู่เป็นคู่ๆ ตามแนวระนาบของเมทาเฟสเพลท   ซึ่งอยู่บริเวณกึ่งกลางเซลล์  โดยมีเซนโทรโซมอยู่คนละขั้วของเซลล์เชื่อมต่อกันด้วยเส้นใยสปินเดิล   ปลายด้านหนึ่งของเส้นในสปินเดิลเกาะที่ไคนีโทคอร์บริเวณเซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซม

3. ระยะแอนาเฟส I(anaphase I)เป็นระยะที่มีการแยกโครโมโซมออกจากกัน  คล้ายกับการแบ่งแบบไมโทซิส   แต่เป็นการแยกโครโมโซมที่เข้าคู่ออกจากกันไปคนละขั้วของเซลล์ โดยแต่ละโครโมโซมประกอบด้วย 2 โครมาทิด

4.   ระยะเทโลเฟส I(telophase I) โครโมโซมในระยะนี้มีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสขึ้นมาล้อมรอบ   ได้นิวเคลียสใหม่ 2  นิวเคลียส   และมีการสร้านิวคลีโอลัมขึ้นมาใหม่   แต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิด   จำนวนโครโมโซมในระยะนี้ลดลงครึ่งหนึ่ง   หรือเท่ากับ n ถ้าเซลล์เริ่มต้นเป็น 2n


การแบ่งไซโทพลาซึม สำหรับในรอบที่ 1 นี้ การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์พืช   และเซลล์สัตว์เกิดขึ้นเช่นเดียวกับการแบ่งแบบไมโทซิส   แต่การแบ่งไซโทพลาซึมในรอบที่ 1 นี้อาจไม่เกิดขึ้นกับเซลล์ทุกเซลล์

ในรอบที่ 2 ของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิล (meiosis II) ระยะอินเตอร์ฟส II(interphase II) ไม่มีการจำลองตัวเองของโครโมโซมเกิดขึ้น   เนื่องจากในการแบ่งรอบที่ 1 โครโมโซมแต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิดอยู่แล้ว   การแบ่งนิวเคลียสในรอบที่ 2 ต่อจากระยะเทโลเฟส I ซึ่งการเปลี่ยนแปลงในระยะต่าง ๆ ได้แก่ โพรเฟส II เมทาเฟส II แอนาเฟส II และ เทโลเฟส II ตลอดจนการแบ่งไซโทพลาซึมเกิดขึ้นเช่นเดียวกับการแบ่งแบบไมโทซิส   เมื่อสิ้นสุดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส จึงได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ และแต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซมเท่ากับครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

-   การแบ่งเซลลืแบบไมโอซิสเป็นวัฏจักรหรือไม่
-   ให้นักเรียนเขียนไดอะแกรมการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส   เมื่อกำหนดให้เซลล์ตั้งต้นมีมีจำนวนโครโมโซม 2n = 16
-   เหตุใดเซลล์ที่เกิดจากการแบ่งไมโอซิสจึงมีจำนวนโครโมโซมแตกต่างจากเซลล์เดิม
-   การที่เซลล์สืบพันธุ์มีจำนวนโครโมโซมเป็นครึ่งหนึ่งของเซลล์เริ่มต้นมีความสำคัญอย่างไร


กิจกรรมเสนอแนะ 
ให้นักเรียนทำกิจกรรมต่อไปนี้เพื่อทดสอบความเข้าใจเรื่องการแบ่งเซลล์แบบต่างๆ

1.   นำดินน้ำมันมาปั้นแท่นรูปโครโมโซม
2.   จัดเรียงรูปโครโมโซมในแต่ละระยะของการแบ่งเซลล์แต่ละแบบ
3.    ให้ลองสุ่มระยะของการแบ่งเซลล์  แล้วให้เพื่อนๆ จัดการเคลื่อนที่ของโครโมโซมให้ดูและสังเกตว่าเพื่อนทำถูกต้องหรือไม่