บทเรียน

ให้นักเรียนนำพืชในท้องถิ่นโดยเลือกพืชที่มีดอกและไม่มีดอกมาอย่างละ 1 ชนิด จากนั้นวาดภาพหรือถ่ายภาพและนำภาพมาติดพร้อมอธิบายลักษณะที่แตกต่างกัน

เปรียบเทียบลักษณะที่แตกต่างของพืชมีดอกและไม่มีดอก

1. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

01 Inspiration & Engagement
คุณครูบอกว่า คนเราใช้ปากและหลอดอาหารลำเลียงอาหารและน้ำเข้าสู่ร่างกายลิปดาสงสัยว่า แล้วพืชใช้อะไรลำเลียงอาหารและน้ำไปยังส่วนต่างๆ ของพืชกันนะ

02 Problem & Question
ขณะที่รากและลำต้นลำเลียงธาตุอาหารและน้ำโครงสร้างภายในเป็นอย่างไร

03 Definition
ราก ทำหน้าที่ เป็นส่วนที่งอกออกจากเมล็ดก่อนส่วนอื่นและเจริญลงสู่ใต้ดินมีหน้าที่ยึดลำต้นให้ตั้งบนดินดูดน้ำและแร่ธาตุที่สะสมอยู่ในดินแล้วลำเลียงขึ้นไปยัง ลำต้น ซึ่งจะทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของพืช

04 Hands – On Activity

1. ใส่น้ำกับสีผสมอาหาร 3 สี คือ เหลือง น้ำเงิน แดง ลงในแก้ว
2. ให้เลือก ต้นกระสัง ต้นเทียน หรือต้นซาลารี่ 2 ชนิด ใส่ลงในแก้วน้ำผสมสีที่ชอบ 2 แก้ว ทิ้งไว้ 15, 30 นาที และ 1 วัน
3. ในแต่ละช่วงเวลาใช้มีดเฉือนต้นตามแนวขวางบางๆ วางลงบนแผ่นสไลด์แล้วส่องด้วยแว่นขยายและใช้มีดลอกชั้นผิวเปลือกตามแนวยาว วาดรูปหรือถ่ายภาพสิ่งที่สังเกตเห็น
4. เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงลำต้นในแต่ละช่วงเวลา

05 Materials

1. แก้วหรือบีกเกอร์
2. ต้นกระสัง ต้นเทียน หรือซาลารี่
3. น้ำเปล่า
4. สีผสมอาหาร 3 สี แดง เหลือง น้ำเงิน

06 Data Collection
ให้นักเรียนแช่ต้นกระสัง ต้นเทียน หรือต้นซาลารี่ลงในน้ำผสมสี แล้วบันทึกผล

07 Analysis & Discussion
ภาพตัดตามแนวขวางของรากและลำต้น เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างไรบ้าง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ภาพตัดตามแนวยาวของรากและลำต้น เห็นการเปลี่ยนแปลงอย่างไรบ้าง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

08 Conclusion
รากของพืชทำหน้าที่อะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
อธิบายลักษณะโครงสร้างภายในของรากที่เห็น
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ลำต้นของพืชทำหน้าที่อะไร
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
อธิบายลักษณะโครงสร้างภายในของลำต้นที่เห็น
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

09 Knowledge Tank

ภาพจำลองการลำเลียงธาตุอาหารและน้ำของพืช

ภาพจำลองระบบท่อลำเลียงอาหารและน้ำของลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่

2. การลำเลียงน้ำ แร่ธาตุ และอาหารภายในพืชจะมีการลำเลียงไปตามกลุ่มเซลล์ โดยมีการจัดเรียงตัวของกลุ่มเซลล์ที่มีลักษณะตามภาพจำลองระบบท่อลำเลียงอาหารและน้ำ ซึ่งจะแตกต่างกันระหว่างพืชใบเลี้ยงเดี่ยวกับพืชใบเลี้ยงคู่โดยภายใน กลุ่มเซลล์ จะมีโครงสร้างที่ใช้ในการลำเลียงน้ำ เรียกว่า ท่อลำเลียงน้ำ ไซเลม (Xylem) และมี ท่อลำเลียงอาหาร โฟลเอ็ม (Phloem) ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่เรียงต่อกันเป็นท่อยาวตั้งแต่รากไปยังลำต้น กิ่ง และ ใบ
3. เมื่อใบของพืช ได้รับน้ำ แร่ธาตุ แสง และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก็จะทำการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อสร้างอาหาร โดยอาหาร (น้ำตาลกลูโคส) จะถูกลำเลียงจากใบไปยังส่วนต่างๆ ของพืชโดย ผ่านท่อลำเลียงอาหาร โฟลเอ็ม (Phloem) ซึ่งเป็น กลุ่มเซลล์ที่เรียงตัวกันเป็นท่อยาวแทรกอยู่กับท่อลำเลียงน้ำโดยมีทิศทางไหลลงและขึ้น และใบของพืชยังทำหน้าที่ระบายความร้อนได้อีกด้วยซึ่งเรียกว่าการคายน้ำของพืช

ลักษณะของท่อลำเลียงในลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยว
ลำต้นของพืชใบเลี้ยงเดี่ยว (Monocotyledon) จะมีมัดท่อลำเลียง (กลุ่มเซลล์) รวมกันเป็นกลุ่ม ๆ ประกอบด้วย เซลล์ที่อยู่ด้านล่าง คือ ท่อลำเลียงน้ำ (Xylem) และมีเซลล์เล็กๆ ด้านบน คือ ท่อลำเลียงอาหาร (Phloem) กลุ่มท่อลำเลียงจะกระจายอยู่ทุกส่วนของลำต้นมัดท่อลำเลียงจะไม่มีเนื้อเยื่อเจริญด้านข้างหรือแคมเบียม จึงทำให้การเจริญด้านข้างมีความจำกัด มักจะเจริญทางด้านสูงมากกว่า เพราะมีเนื้อเยื่อเจริญข้อและปล้องทำให้ยืดยาวได้ดีและพืชบางชนิดเนื้อเยื่อตรงกลางจะสลายไปเป็นช่องกลวง เช่น ข้าวโพด อ้อย เป็นต้น

ลักษณะของท่อลำเลียงลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่
ลำต้นของพืชใบเลี้ยงคู่ (Dicotyledon) มีระบบท่อลำเลียง ประกอบด้วย เซลล์ด้านล่าง คือ ท่อลำเลียงน้ำ ไซเลม (Xylem) และเซลล์ด้านบน คือ ท่อลำเลียงอาหาร โฟลเอ็ม (Phloem) อยู่ในแนวรัศมีเดียวกันเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบ และระหว่างไซเลม กับโฟลเอ็มมีเนื้อเยื่อเจริญ เรียกว่าแคมเบียม (Cambium) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อเจริญด้านข้าง เมื่อเกิดการแบ่งตัวจะมีผลทำให้ขนาดของลำต้นใหญ่ขึ้น

ข้อควรรู้เกี่ยวกับการลำเลียงอาหารและน้ำในท่อลำเลียงมีดังนี้
1.อัตราการลำเลียงอาหารเกิดขึ้นได้ช้ากว่าการลำเลียงน้ำและเกลือแร่ในท่อลำเลียงน้ำ
2.ทิศทางการลำเลียงในท่อลำเลียงอาหารเกิดขึ้นได้ทั้งในแนวขึ้นและแนวลงในเวลาเดียวกันแต่การลำเลียงในท่อลำเลียงน้ำจะเกิดในแนวขึ้นทิศเดียว
3.เซลล์ที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารโดยตรงต้องเป็นเซลล์ที่ยังมีชีวิตส่วนเซลล์ที่ใช้ในการลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ เป็นเซลล์ที่ไม่มีชีวิต

ข้อแตกต่าง
ระหว่างท่อลำเลียงน้ำและท่อลำเลียงอาหารของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่ คือ กลุ่มเซลล์ของท่อลำเลียงในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวกลุ่มเซลล์ของท่อลำเลียงจะอยู่แบบกระจัดกระจาย ไม่เป็นระเบียบ ส่วนพืชใบเลี้ยงคู่กลุ่มเซลล์ของท่อลำเลียงจะอยู่โดยรอบของลำต้นและเรียงตัวเป็นระเบียบ

ตารางเปรียบเทียบลักษณะที่แตกต่างระหว่างลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่

01 Inspiration & Engagement
วันนี้อากาศร้อน ลิปดาและโพล่าเหงื่อออกจำนวนมากท่านเค้าท์อธิบายว่านี้คือการระบายความร้อนของมนุษย์ลิปดาจึงสงสัยว่าพืชจะมีวิธีการระบายความร้อนด้วยหรือไม่ ท่านเค้าท์ตอบว่ามีและเกิดขึ้นทางใบ เรียกกว่า การคายน้ำ

02 Problem & Question
การคายน้ำหรือระบายความร้อนของพืชเกิดขึ้นที่ใบจริงหรือไม่

03 Hypothesis
พืชระบายความร้อนด้วยการคายน้ำออกทางใบ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
ตัวแปรต้น คือ กิ่งไม้ที่ ไม่มีใบ มีใบ และใบทาวาสลีน
ตัวแปรควบคุม คือ การวางไว้กลางแดด 15, 30 นาที
ตัวแปรตาม คือ ละอองไอน้ำภายในถุงพลาสติก

04 Hands – On Activity

1. ให้เตรียมกิ่งไม้ 3 แบบ แบบไม่มีใบ มีใบ และมีใบแต่ทาวาสลีนไว้ที่ใบ
2. นำกิ่งไม้ปักลงในแก้วที่มีดินทรายแห้งไม่ให้มีน้ำอยู่ แล้วนำถุงพลาสติกคลุมทั้ง 3 แก้ว โดยคลุมเฉพาะกิ่งเท่านั้น
3. นำยางเส้นมาปิดปากถุงและนำไปตั้งไว้กลางแดด 15-30 นาที
4. สังเกตและเปรียบเทียบลักษณะของไอน้ำบนถุงพลาสติก

05 Materials

1. กระถางสีน้ำตาลอิฐ
2. ถุงพลาสติก 3 ใบ
3. กรรไกร
4. ยางเส้น 3 เส้น
5. กิ่งไม้ 3 กิ่ง
6. วาสลีน
7. ดินร่วน

06 Data Collection
ตารางบันทึกผลการเปลี่ยนแปลงของต้นพืชที่นำไปตั้งไว้กลางแดด

07 Analysis & Discussion
ให้เรียงลำดับถุงที่มีไอน้ำเกาะมากที่สุดไปน้อยที่สุด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ให้เปรียบเทียบลักษณะภายในถุงพลาสติกของกิ่งที่ไม่มีใบเมื่อก่อนและหลังการทดลอง
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
ให้เปรียบเทียบลักษณะภายในถุงพลาสติกของกิ่งที่มีใบเมื่อก่อนและหลังการทดลอง

08 Conclusion
ใบของพืชทำหน้าที่ในการคายน้ำ หรือระบายความร้อน [ ] จริง [ ] ไม่จริง
ใบของพืชจะมีปากใบ เพื่อใช้ในการคายน้ำ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
แสง และความร้อน เป็นปัจจัยที่มีผลต่อการคายน้ำ [ ] จริง [ ] ไม่จริง
เพราะเหตุใด
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

09 Knowledge Tank
หน้าที่ของใบ (Leaf) เป็นโครงสร้างที่สำคัญของพืช มีรูปร่างแตกต่างกันตามชนิดของพืช หน้าที่ของใบมีหลายอย่าง ได้แก่

การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

1. สร้างอาหาร ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นบริเวณใบ โดยใช้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นหน้าที่หลักของใบ เกิดเฉพาะในเวลากลางวัน หรือเวลาที่มีแสงเท่านั้น

การหายใจของพืช

2. หายใจ พืชหายใจตลอดเวลา โดยในเวลากลางวันพืชใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากการหายใจไปใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงและปล่อยก๊าซออกซิเจน ซึ่งเป็นผลผลิตจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ส่วนเวลากลางคืนพืชจะไม่มีการสังเคราะห์แสงหรือมีน้อยมาก พืชจะใช้ก๊าซออกซิเจน ในการหายใจและปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ออกมา ดังนั้นจึงไม่ควรนำต้นไม้ไปไว้ในห้องนอน

การคายน้ำของพืช

3. คายน้ำ (Transpiration) เป็นการปรับอุณหภูมิภายในต้นพืชไม่ให้สูงเกินไปและยังเป็นการลำเลียงน้ำและอาหารไปสู่ส่วนต่างๆ ของพืช พืชสามารถคายน้ำออกที่บริเวณใบ กิ่ง และลำต้น แต่ใบเป็นส่วนที่คายน้ำมากที่สุด ถ้านำส่วนของใบมาขยายจะเห็นรูเล็กๆ มากมายกระจายอยู่ เรียกว่า ปากใบ (Stomata)

การคายน้ำของพืช (Transpiration)

รากของพืชจะดูดน้ำและธาตุอาหารขึ้นมา ซึ่งพืชจะใช้น้ำเพียง 2-3 เปอร์เซ็นต์เมื่อเปรียบเทียบปริมาณที่ถูกดูดขึ้นมา ส่วนที่เหลือจะคายออกมาทาง ปากใบ (Stomata) ซึ่งเราไม่สามารถมองเห็นปากใบได้ด้วยตาเปล่าต้องส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์

ปากใบ (Stomata) คือรูที่อยู่ ระหว่าง เซลล์คุม (Guard cell) ที่ควบคุมการเปิดปิดของปากใบ มีลักษณะคล้าย เมล็ดถั่ว และเซลล์คุมจะมีคลอโร-พลาสต์ ใช้สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงปากใบทำหน้าที่เป็นทางเข้าออกของน้ำและอากาศ ปากใบส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณผิวของท้องใบ (ผิวด้านล่างของใบ) เพราะต้องการควบคุมการสูญเสียน้ำในเวลาที่แดดจัด และผิวใบด้านบนมีไข (Cuticle) เคลือบอยู่ จะช่วยลดการคายน้ำทางปากใบด้านบนได้

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการคายน้ำของพืช

1. ชนิดของพืช พืชมีปากใบมากจะคายน้ำมากและพืชที่มีปากใบน้อยจะคายน้ำน้อย
2. อุณหภูมิและความชื้น ถ้าอุณหภูมิสูงพืชจะมีการคายน้ำได้ดีกว่าช่วงเวลาที่มีอุณหภูมิต่ำ และเมื่ออากาศมีความชื้นมากพืชจะมีการคายน้ำน้อย
3. แสงสว่าง ถ้ามีแสงสว่างมากปากใบพืชจะเปิด ทำให้มีการคายน้ำมาก
4. ลม จะพัดพาความชื้นของอากาศออกไปทำให้เกิดการคายน้ำมาก
5. ปริมาณน้ำในดิน ถ้าน้ำในดินมีน้อยพืชจะลดการคายน้ำเพื่อลดการสูญเสียน้ำโดยพืชจะสร้างกรดขึ้นมากระตุ้นให้ปากใบปิด

การสร้างอาหารของพืช
พืชจำเป็นต้องใช้พลังงานในการดำรงชีวิตและเจริญเติบโตต่อไป พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต่างจากสัตว์และคน คือพืชสามารถสร้างอาหารเองได้โดยการสร้างอาหารของพืชนั้นเรียกว่า กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (Photosynthesis)

สารอาหารที่พืชสร้างมาจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชนั้นจะเป็นน้ำตาล (Sugar) ที่เรียกว่า กลูโคส (Glucose) เพื่อใช้เป็นพลังงานในการเจริญเติบโตและส่วนเกินจะถูกสะสมไว้ตามส่วนต่างๆ ของพืช โดยจะสะสมอยู่ในรูปของ แป้ง (Flour) หรือคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) นั้นเอง

โดยพืชบางชนิดก็สามารถสร้างโปรตีนได้เช่นกัน โดยการดูดซึมแร่ธาตุไนโตรเจน (Nitrogen) ในดินและใช้จุลินทรีย์บริเวณรากในการย่อยสลายกลายเป็น โปรตีน (Protien) และพืชบางชนิดยังสามารถสร้างสารอาหารอื่นๆ ได้ เช่น ไขมัน (Fat) และวิตามิน (Vitamin) ซึ่งพืชเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญของระบบนิเวศของเรา

การจำแนกพืช สามารถใช้การมีดอกเป็นเกณฑ์ในการจำแนกได้เป็นพืชมีดอกและไม่มีดอก
ดอกทำหน้าที่สืบพันธุ์ประกอบด้วยส่วนประกอบต่าง ๆ ได้แก่ กลีบเลี้ยง เกสรเพศผู้และเกสรเพศเมีย ซึ่งส่วนประกอบแต่ละส่วนของดอกทำหน้าที่แตกต่างกัน

Missons :

1. ครูเล่านิทานเรื่อง ความมหัศจรรย์ของดอกไม้ให้นักเรียนฟัง
2. จากนั้นให้นักเรียนศึกษาดอกไม้ที่สนใจแล้วจำลองส่วนประกอบของดอกขึ้นมาให้ชัดเจน
3. จำลองการสืบพันธุ์ของดอกโดยเล่าเรื่องจากให้ผึ้งเกาะที่ส่วนประกอบของดอกที่ใช้สืบพันธุ์
4. ให้ออกมาบรรยายหน้าชั้นพร้อมสรุปหน้าที่ของส่วนประกอบของดอก

Materials :

1. กระดาษสี
2. กาว
3. กระดาษแข็ง
4. กรรไกร
5. อุปกรณ์ตกแต่ง

Plan & Design
ให้นักเรียนออกแบบสร้างแบบจำลองและวางแผนการดำเนินงานให้เป็นขั้นตอนตามภารกิจที่กำหนดให้

Investigate :
คุณพ่อกำลังตัดต้นไม้ โพล่าบอกเสียดายจังเลยคุณพ่อตัดต้นไม้ทำไม ดร.วีบอกว่าเปล่า
จะเอาไปตัดต่อลำต้นโพล่าถามว่าแล้วท่อลำเลียงอาหารและน้ำยังจะสามารถใช้ได้หรือครับ ดร.วีบอกใช้ได้ซิ พืชหลายชนิดสามารถตัดต่อลำต้นกันได้นะ มาลองทำกันดีกว่า

Missions :

1. ทำการตัดต่อลำต้นของต้นตะบองเพชรหรือพืชชนิดอื่นที่สามารถหาได้เพื่อสังเกตการทำงานของท่อลำเลียง
2. เมื่อตัดลำต้นของต้นพันธุ์และต้นต่อให้ใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องลักษณะของท่อลำเลียงแล้ววาดรูปหรือถ่ายภาพ

Materials :

1. ต้นพันธุ์ (สายพันธุ์คอนโด)
2. คัตเตอร์
3. ต้นต่อ (สายพันธุ์บิโลเวียร์)
4. แอลกอฮอล์ 
5. เทปกาวย่นสีขาว
6. กระถางสีน้ำตาลอิฐ
7. หินคละสี 
8. อุปกรณ์ตกแต่ง

Plan & Design
ให้นักเรียนวางแผนจากอุปกรณ์ที่เตรียมไว้ให้โดยต้องให้ท่อลำเลียงน้ำเชื่อมติดกันและพืชสามารถเจริญเติบโตต่อไปได้

Building & Testing

1. จากแผนงานและการลงมือทำ นักเรียนสามารถทำให้ภารกิจนี้สำเร็จหรือไม่
2. เปรียบเทียบผลงานของตนเองกับเพื่อนเป็นอย่างไรบ้าง

Evaluation & Redesign

1. ชิ้นงานของนักเรียนสามารถใช้งานได้ตามข้อกำหนดหรือไม่
2. นักเรียนพบปัญหาในการทำกิจกรรมนี้หรือไม่
3. เมื่อพบปัญหานักเรียนมีวิธีการแก้ไขปัญหาอย่างไร